[发明专利]并联机构旋转空间最大化的设计方法和装置

权利要求书

1.一种并联机构旋转空间最大化的设计方法，其特征在于，包括：

获取并联机构的工作环境的空间大小和并联机构的工程部件的型号数据库；

根据所述工作环境的空间大小和所述工程部件的型号数据库确定优化并联机构旋转空间的约束条件；

根据并联机构的最大偏转角函数、一致性偏转因子函数以及各支杆的最大转角函数确定优化目标函数，所述优化目标函数用于表征并联机构的旋转空间体积；

将所述约束条件和所述优化目标函数作为多目标优化算法的输入，通过所述多目标优化算法确定最优解集，所述最优解集用于根据所述最优解集选择工程部件构建并联机构，以使所述并联机构在工作环境中获取最大旋转空间；

其中，所述工程部件的型号数据库包括工程部件的型号和与型号对应的尺寸；

其中，

所述根据并联机构的最大偏转角函数、一致性偏转因子函数以及各支杆的最大转角函数确定优化目标函数，包括：

将连续型结构参数和离散型结构参数作为计算并联机构的旋转空间算法的输入，通过所述旋转空间算法确定并联机构的最大偏转角函数、一致性偏转因子函数以及各支杆的最大转角函数；根据所述最大偏转角函数、一致性偏转因子函数以及各支杆的最大转角函数利用层次分析法确定并联机构的旋转空间的主级评价元素和次级评价元素；将所述主级评价元素和所述次级评价元素作为所述优化目标函数；其中，所述主级评价元素为最大偏转角和一致性偏转因子函数，所述次级评价元素为各支杆的最大转角函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述工作环境的空间大小和所述工程部件的型号数据库确定优化并联机构旋转空间的约束条件，包括：

根据所述工作环境的空间大小确定并联机构的连续型结构参数的取值范围；

根据所述工程部件的型号数据库确定并联机构的离散型结构参数的取值范围；

将所述连续型结构参数的取值范围和所述离散型结构参数的取值范围作为优化并联机构旋转空间的约束条件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述连续型结构参数包括并联机构的固定平台的尺寸和并联机构的垂直方向的平移自由度中任意一项或其组合。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述离散型结构参数包括并联机构的直线导轨的尺寸和球面轴承的尺寸中任意一项或其组合。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述多目标优化算法包括非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ。

6.一种并联机构旋转空间最大化的设计装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取并联机构的工作环境的空间大小和并联机构的工程部件的型号数据库；

第一确定模块，用于根据所述工作环境的空间大小和所述工程部件的型号数据库确定优化并联机构旋转空间的约束条件；

第二确定模块，用于根据并联机构的最大偏转角函数、一致性偏转因子函数以及各支杆的最大转角函数确定优化目标函数，所述优化目标函数用于表征并联机构的旋转空间体积；

处理模块，用于将所述约束条件和所述优化目标函数作为多目标优化算法的输入，通过所述多目标优化算法确定最优解集，所述最优解集用于根据所述最优解集选择工程部件构建并联机构，以使所述并联机构在工作环境中获取最大旋转空间；

其中，所述工程部件的型号数据库包括工程部件的型号和与型号对应的尺寸；

所述第二确定模块，还包括：

将连续型结构参数和离散型结构参数作为计算并联机构的旋转空间算法的输入，通过所述旋转空间算法确定并联机构的最大偏转角函数、一致性偏转因子函数以及各支杆的最大转角函数；根据所述最大偏转角函数、一致性偏转因子函数以及各支杆的最大转角函数利用层次分析法确定并联机构的旋转空间的主级评价元素和次级评价元素；将所述主级评价元素和所述次级评价元素作为所述优化目标函数；其中，所述主级评价元素为最大偏转角和一致性偏转因子函数，所述次级评价元素为各支杆的最大转角函数。