四川大学胡晓兵获国家专利权
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龙图腾网获悉四川大学申请的专利基于七次非均匀B样条曲线的机器人喷涂轨迹优化方法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:CN118990514B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12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:202411425143.7,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权基于七次非均匀B样条曲线的机器人喷涂轨迹优化方法是由胡晓兵;张雪健;张哲源;毛业兵设计研发完成,并于2024-10-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于七次非均匀B样条曲线的机器人喷涂轨迹优化方法在说明书摘要公布了:本发明涉及基于七次非均匀B样条曲线的机器人喷涂轨迹优化方法,通过数据采集模块获取待喷涂物体的待喷涂表面数据,计算得到对应工艺下的膜厚分布图并输出最佳搭接距离值;由所述最佳搭接距离值指定各关键插补点数值,得到待喷涂表面范围内的插补点位姿信息以及函数内部指定的过渡点坐标数值,并输出关键插补点的位姿时间序列数组;基于鲸鱼优化算法计算最优鲸鱼个体位置对应的时间间隔组及适应度值,并传输至轨迹规划模块;基于七次非均匀B样条曲线进行喷涂轨迹插补,并输出插补后的喷涂轨径,机器人基于插补后的喷涂轨径对待喷涂物体的待喷涂表面进行喷涂。提高机器人喷涂作业的轨迹平滑性,保证燃机叶片机器人喷涂作业的高效与高精度。
本发明授权基于七次非均匀B样条曲线的机器人喷涂轨迹优化方法在权利要求书中公布了:1.基于七次非均匀B样条曲线的机器人喷涂轨迹优化方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:通过数据采集模块获取待喷涂物体的待喷涂表面数据并构建待喷涂物体的三维模型,由over_distance函数基于拟合参数下的膜厚分布模型计算得到对应工艺下的膜厚分布图,并依据标准差值输出最佳搭接距离值; S2:由所述最佳搭接距离值指定各关键插补点数值,得到传入generateQlist2函数的坐标表格中的待喷涂表面范围内的插补点位姿信息以及函数内部指定的过渡点坐标数值,并输出关键插补点的位姿时间序列数组; S3:进行多目标优化建模,并基于鲸鱼优化算法计算最优鲸鱼个体位置对应的时间间隔组及适应度值,并传输至轨迹规划模块; S4:基于七次非均匀B样条曲线进行喷涂轨迹插补,并输出插补后的喷涂轨径,并传输至机器人,机器人基于插补后的喷涂轨径对待喷涂物体的待喷涂表面进行喷涂; 其中,步骤S3中的具体过程如下: S31:进行多目标优化建模,设置鲸鱼种群数量以及优化搜索上限值和优化搜索下限值,并初始化鲸鱼种群的位置; S32:随机初始化所有鲸鱼个体位置,每个位置代表一个时间间隔组,并对鲸鱼个体位置进行迭代更新; S33:将时间组数据代入objFun2函数,计算鲸鱼个体针对喷涂优化函数适应度值,并判断迭代次数是否达到预设值,若否,更新鲸鱼种群个体位置,并对鲸鱼种群适应度值进行重新计算,若是,执行步骤S34: S34:输出最优鲸鱼个体位置对应的时间间隔组以及适应度值,并传输至轨迹规划模块; 步骤S4中的基于七次非均匀B样条曲线进行喷涂轨迹插补的具体过程如下: S41:定义K阶B样条曲线的表达式为: 其中,表示第j个k阶B样条基函数,表示基函数所对应的第j个控制点,节点向量定义为: ,U为非递减节点序列,按照德布尔-考克斯递推式可得基函数表达式,式中规定00=0: ; 由递推式可得基函数计算过程如下: ; S42:通过得到B样条曲线的系数矩阵反求经过目标位置点对应的控制点,使B样条曲线经过系列目标位置点;为了使得B样条曲线能够经过系列目标位置点,需要通过得到B样条曲线得系数矩阵反求经过目标位置点对应的控制点,节点向量增设k阶重复度,即 ; 内节点向量使用设置的时间节点组经累计弦长参数化的方法获得,并经过归一化处理,可得到内节点: ; 为了使经过系列目标位置点q i 有: ; 对j代入不同的点获得一系列位置方程,同时增设始末位置关节速度v s 、v e 始末位置关节加速度a s 、a e ,始末位置关节加加速度j s 、j e ,同理增设相应的方程: ; ; 。
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