华中科技大学辛世豪获国家专利权
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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种2-RPR串联机器人的参数优化设计方法及设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119217351B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411467610.2,技术领域涉及:B25J9/10;该发明授权一种2-RPR串联机器人的参数优化设计方法及设备是由辛世豪;梁浩鹏;钟鸣;唐小卫;闫蓉;彭芳瑜设计研发完成,并于2024-10-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种2-RPR串联机器人的参数优化设计方法及设备在说明书摘要公布了:本发明属于机器人结构设计相关技术领域,其公开了一种2‑RPR串联机器人的参数优化设计方法及设备,步骤为:1将2‑RPR串联机器人的二关节处坐标点、电动缸下铰点、两个极限位置对应的电动缸上铰点依次连线以得到机器人的障碍空间;机器人的障碍空间为机器人末端在理论上能到达且在实际使用中不允许到达的电动缸运动区域;2判断机器人的工作空间是否包络机器人的目标工作空间,进而判断机器人的目标工作空间与机器人的障碍空间是否重合,根据两个判断结果来确定系数k;3采用遗传算法对2‑RPR串联机器人的连杆参数及支链参数进行优化。本发明得到了在工作空间满足需求的前提下,连杆长度更优、支链布置更优的机器人设计参数。
本发明授权一种2-RPR串联机器人的参数优化设计方法及设备在权利要求书中公布了:1.一种2-RPR串联机器人的参数优化设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 1将2-RPR串联机器人的二关节处坐标点、电动缸下铰点、两个极限位置对应的电动缸上铰点依次连线以得到机器人的障碍空间;其中,机器人的障碍空间为机器人末端在理论上能到达且在实际使用中不允许到达的电动缸运动区域; 2判断机器人的工作空间是否包络机器人的目标工作空间,进而判断机器人的目标工作空间与机器人的障碍空间是否重合,根据两个判断结果来确定系数k; 3采用遗传算法对2-RPR串联机器人的连杆参数及支链参数进行优化;其中,所述遗传算法的适应度函数为: fi'=max{f1,f2,…,fn}-fi+randi=1,2,…,j 式中,j为种群数量,fi=k*ω1a2+ω2a3+ω3d4+ω4c1+ω5e1,ω1,ω2,ω3,ω4,ω5分别为种群i对应的五个优化变量a2、a3、d4、c1、e1的权重; 判断机器人的工作空间是否包络机器人的目标工作空间时,截取机器人工作空间中Y=0、Z=d1和Z=d2这三个平面进行判断即可; 对于Y=0截面:从截面最右端的点出发,即x坐标最大的点Xmax,记录该点坐标为xmax,z0,接着在z坐标在范围z0-H2,z0+H2且x坐标小于xmax-L2内工作空间所有点中寻找x坐标最大的点,记录该点的x坐标的值x0,此时就确定了目标工作空间在该截面的最佳位置,四个顶点的坐标分别是Ax0,z0+H2,Bx0,z0-H2,Cx0+L,z0-H2,Dx0+L,z0+H2,由于AB两点的横坐标的值是工作空间左边轮廓凹点的横坐标值,因此AB形成的线段必定包含在机器人工作空间内,而CD两点则需要进行判断,寻找横坐标为x0+L2下的工作空间的点的纵坐标是否同时存在小于C点纵坐标和大于D点纵坐标的点,若均存在点满足要求,说明CD形成的线段也必定包含在机器人工作空间内,这就意味着由ABCD四点形成的矩形包含在机器人工作空间内。
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