[发明专利]基于WEB端臂架类施工作业装备状态监测方法

权利要求书

1.一种基于WEB端臂架类施工作业装备状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：模型处理，利用三维软件根据机器人标准DH建模方法进行运动关节识别，并将每个基础构件保存为零件文件，同时进行轻量化处理；

步骤二：将轻量化处理后的基础构件进行装配生成整机装配体，根据机器人标准DH建模方法为每个运动关节构件依次添加坐标系，并得到urdf文件；所述urdf文件包括相邻运动关节构件之间的位置关系；

步骤三：对步骤一中轻量化处理后的基础构件进行渲染以及格式转换；

步骤四：将步骤三处理后的基础构件和运动学参数文件上传至三维WebGIS系统，其中运动学参数文件根据urdf文件中相邻运动关节构件之间的位置关系得到；

步骤五：获得定位矩阵，并根据定位矩阵在三维WebGIS系统中加载基础构件中的底座；

步骤六：根据运动学参数文件计算相邻两个运动关节构件间的位姿变换矩阵；根据位姿变换矩阵完成剩余基础构件的加载；

步骤七：施工作业装备的装配体模型在三维WebGIS系统中加载完成后，根据施工作业装备实际的位置传感器状态值以及当前时刻的位姿变换矩阵更新下一时刻的位姿变换矩阵，由更新后的位姿变换矩阵驱动施工作业装备的装配体模型在下一时刻的动作。

2.根据权利要求1所述的基于WEB端臂架类施工作业装备状态监测方法，其特征在于，所述步骤一中，轻量化处理包括对基础构件进行删除顶点、面片折叠和内部模型删减。

3.根据权利要求1所述的基于WEB端臂架类施工作业装备状态监测方法，其特征在于，所述步骤二中，添加相邻运动关节构件之间的约束关系，并保证位移和回转变化均处于零位，得到整机装配体。

4.根据权利要求1所述的基于WEB端臂架类施工作业装备状态监测方法，其特征在于，所述步骤三中，格式转换是将基础构件的格式转换为三维WebGIS系统能加载的模型格式。

5.根据权利要求1所述的基于WEB端臂架类施工作业装备状态监测方法，其特征在于，所述步骤四中，所述运动学参数文件包括两个相邻运动关节构件之间的运动学参数，所述运动学参数包括绕X轴的旋转角度θ_x、绕Y轴的旋转角度θ_y、绕Z轴的旋转角度θ_z、沿X轴的平移量x、沿Y轴的平移量y和沿Z轴的平移量z。

6.根据权利要求5所述的基于WEB端臂架类施工作业装备状态监测方法，其特征在于，所述步骤六中，根据式1)计算相邻两个运动关节构件之间的位姿变换矩阵，具体为：

T＝Rot(X,θ_x)Rot(Y,θ_y)Rot(Z,θ_z)Trans(X,x)Trans(Y,y)Trans(Z,z) 式1)，

其中，T为位姿变换矩阵，Rot(X,θ_x)表示绕X轴旋转角度θ_x的齐次矩阵，Rot(Y,θ_y)表示绕Y轴旋转角度θ_y的齐次矩阵，Rot(Z,θ_z)表示绕Z轴旋转角度θ_z的齐次矩阵，Trans(X,x)表示沿X轴平移量x的齐次矩阵，Trans(Y,y)表示沿Y轴平移量y的齐次矩阵，Trans(Z,z)表示沿Z轴平移量z的齐次矩阵。

7.根据权利要求6所述的基于WEB端臂架类施工作业装备状态监测方法，其特征在于，其中Rot(X,θ_x)、Rot(Y,θ_y)、Rot(Z,θ_z)、Trans(X,x)、Trans(Y,y)和Trans(Z,z)计算方式如式2)：

8.根据权利要求1所述的基于WEB端臂架类施工作业装备状态监测方法，其特征在于，所述步骤七中，施工作业装备的装配体模型的动作包括大臂横摆、大臂俯仰、大臂伸缩、推进梁俯仰、推进梁横摆、推进梁旋转、锚杆轴旋转、推进梁伸缩和凿岩机伸缩。