[发明专利]一种基于数字孪生模型的液压支架控制方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生模型的液压支架控制方法，其特征在于，包括：

建立液压支架的三维模型，所述三维模型中包括所述液压支架的零部件，所述零部件包括零件、组件和部件，其中，包括：根据液压支架的设计结构，使用结构设计软件对液压支架零部件进行三维建模；

将所述三维模型导入到三维模型软件中，通过所述三维模型软件对所述三维模型进行渲染，得到所述渲染后的三维模型，对三维模型进行面数调整、渲染优化、光线调整中一种或多种的调整操作，并基于液压支架真实的设计制造数据设置不同零部件的材料、纹理、照明；

将所述渲染后的三维模型导入物理引擎，在所述物理引擎中设置所述渲染后的三维模型中所述零部件的约束和/或所述零部件之间的约束，得到所述液压支架的数字孪生模型，其中所述零部件的约束为所述零部件可移动的预设阈值范围，通过对阈值范围进行均匀切分，使每一个切分后的范围对应一个零部件的位置，通过分层状态机的方式来实现具有自由度的零部件的运动；

确定所述数字孪生模型所处的模式，基于所述模式对应的参数对所述数字孪生模型进行控制；采集设置于所述液压支架上的传感器的数据；

基于所述液压支架的设计数据、物理定律和采集到的传感器数据，利用受力分析方法对所述液压支架的整体和/或局部受力状态进行实时分析，得到受力分析结果，模拟真实液压支架的运动和受力状态。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定所述数字孪生模型所处的模式，包括：

获取所述数字孪生模型的模式信息；

根据所述模式信息确定所述数字孪生模型所处的模式。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述模式包括：在线模式，或者，离线模式。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述数字孪生模型所处的模式为在线模式，所述基于所述模式对应的参数对所述数字孪生模型进行控制，包括：

获取设置于所述液压支架上传感器的数据，并基于所述数据和动力学方程控制所述数字孪生体模型的位姿。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述数字孪生模型所处的模式为离线模式，所述基于所述模式对应的参数对所述数字孪生模型进行控制，包括：

获取所述数字孪生模型的控制参数，基于所述控制参数对所述数字孪生模型进行控制。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采集设置于所述液压支架上的传感器的数据；

将采集到的传感器数据输入至故障预测诊断模型中，得到所述液压支架的故障诊断结果。

7.一种基于数字孪生模型的液压支架控制装置，其特征在于，包括：

建立模块，用于建立液压支架的三维模型，所述三维模型中包括所述液压支架的零部件，所述零部件包括零件和部件，其中，包括：根据液压支架的设计结构，使用结构设计软件对液压支架零部件进行三维建模；

渲染模块，用于将所述三维模型导入到三维模型软件中，通过所述三维模型软件对所述三维模型进行渲染，得到所述渲染后的三维模型，其中，对三维模型进行面数调整、渲染优化、光线调整中一种或多种的调整操作，并基于液压支架真实的设计制造数据设置不同零部件的材料、纹理、照明；

处理模块，用于将所述渲染后的三维模型导入物理引擎，在所述物理引擎中设置所述渲染后的三维模型中所述零部件的约束和/或所述零部件之间的约束，得到所述液压支架的数字孪生模型，其中所述零部件的约束为所述零部件可移动的预设阈值范围，通过对阈值范围进行均匀切分，使每一个切分后的范围对应一个零部件的位置，通过分层状态机的方式来实现具有自由度的零部件的运动；

控制模块，用于确定所述数字孪生模型所处的模式，基于所述模式对应的参数对所述数字孪生模型进行控制；

所述控制模块：还用于获取设置于所述液压支架上的传感器的数据；

基于所述液压支架的设计数据、物理定律和采集到的传感器数据，利用受力分析方法对所述液压支架的整体和/或局部受力状态进行实时分析，得到受力分析结果，模拟真实液压支架的运动和受力状态。