[发明专利]机器人的热固耦合分析方法和分析装置

权利要求书

1.一种机器人的热固耦合分析方法，其特征在于，包括：

对机器人的网格划分，并建立网格计算模型；

确定所述机器人的各零件的材料的力学参数与热学参数；

确定各所述零件的热载荷和结构载荷；

确定相邻的两个所述零件之间的热传递系数和各所述零件的散热系数；

根据所述力学参数、所述热学参数、所述热载荷和所述结构载荷求解所述网格计算模型，确定所述机器人的温度分布和应力分布。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对机器人的网格划分，并建立网格计算模型，包括：

采用有限元仿真软件的热固耦合单元，建立所述机器人的有限元网格，并建立所述网格计算模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述力学参数包括以下至少之一：弹性模量、泊松比、密度、屈服强度、抗拉强度、延伸率，所述热学参数包括以下至少之一：导热系数、比热容、热膨胀系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热载荷包括至少以下之一：啮合的齿轮之间的换热系数、所述零件与空气接触的表面的换热系数，所述结构载荷以下至少之一：固定约束、整机重力、关节扭矩载荷、关节转动速度载荷。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定两个相邻的所述零件之间的热传递系数，包括：

获取所述零件的表面粗糙度、相邻两个所述零件的接触间隙的宽度以及相邻两个所述零件的接触压力；

根据所述零件的表面粗糙度、相邻两个所述零件的接触间隙的宽度以及相邻两个所述零件的接触压力，确定两个所述零件之间的热传递系数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述力学参数、所述热学参数、所述热载荷和所述结构载荷求解所述网格计算模型，确定所述机器人的温度分布和应力分布，包括：

确定热固耦合分析的时间步长；

采用非线性模式，根据所述力学参数、所述热学参数、所述热载荷和所述结构载荷求解所述网格计算模型，得到各所述网格的温度和应力；

根据各所述网格的温度和应力，确定所述机器人的温度分布和应力分布。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在得到所述机器人的温度分布和应力分布之后，所述方法还包括：

根据所述温度分布，确定温度异常区域，所述温度异常区域为温度大于预定温度的区域；

调整所述温度异常区域对应的结构，以减小热量的流入和/或增加热量流出，在得到所述机器人的温度分布和应力分布之后，所述方法还包括：

根据所述应力分布，确定受热膨胀体积比大于预定比值的区域，所述受热膨胀体积比为受热膨胀后的体积与受热膨胀前的体积的比值；

调整相邻的所述零件之间的间隙，以减小所述零件的热膨胀应力。

8.一种机器人的温度分析装置，其特征在于，包括：

热固耦合单元，用于对机器人的网格划分，并建立网格计算模型；

第一确定单元，用于确定所述机器人的各零件的材料的力学参数与热学参数；

第二确定单元，用于确定各所述零件的热载荷和结构载荷；

第三确定单元，用于确定两个相邻的所述零件之间的热传递系数和各所述零件的散热系数；

第四确定单元，用于根据所述力学参数、所述热学参数、所述热载荷和所述结构载荷求解确定所述机器人的温度分布和应力分布。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。