(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111306026.5 (22)申请日 2021.11.05 (71)申请人 北京华能新锐控制技 术有限公司 地址 102209 北京市昌平区北七家未来科 技城南区华能人才创新创业基地 实验 楼B座 (72)发明人 刘鹏飞　赵霞　韩健　孙新佳　 孙晓刚　高越　 (74)专利代理 机构 北京中知法苑知识产权代理 有限公司 1 1226 代理人 李明　赵吉阳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 斗轮堆取料机的仿真方法及相关产品 (57)摘要 本发明提供一种斗轮堆取料机的仿真方法 及相关产品， 属于工业设备技术领域， 其可至少 部分解决现有的无法针对斗轮堆取料机的回转 机构、 俯仰机构驱动力与角速度、 角加速度之间 的关系进行准确仿真的问题。 本发 明实施例的斗 轮堆取料机的驱动仿真方法包括： 采集斗轮堆取 料机的设备参数和运行数据； 依据机器人动力学 理论建立斗轮堆取料机的动力学模 型； 利用离散 元法对斗轮堆取料机的斗轮机构的取料过程进 行仿真得到取料仿真模型； 根据料堆在堆积过程 中料堆颗粒在重力作用下形成的坡度模拟建立 料堆三维模型； 根据斗轮取料机的动力学模型、 取料仿真模 型和料堆三维模型得到驱动函数， 并 根据采集的设备参数和运行数据， 得到驱动仿真 结果。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114036739 A 2022.02.11 CN 114036739 A 1.一种斗轮堆取 料机的驱动仿真方法， 其特 征在于， 包括： 采集斗轮堆取 料机的设备参数和运行 数据； 依据机器人动力学理论建立斗轮堆取 料机的动力学模型； 利用离散元法对斗轮堆取 料机的斗轮机构的取 料过程进行仿真得到取 料仿真模型； 根据料堆在堆积过程中料堆颗粒在重力作用下 形成的坡度模拟建立料堆 三维模型； 根据斗轮取料机的动力学模型、 取料仿真模型和料堆三维模型得到驱动函数， 并根据 采集的设备参数和运行 数据， 得到驱动仿真结果。 2.根据权利要求1所述的斗轮堆料机的驱动仿真方法， 其特 征在于， 所述依据机器人动力学理论建立斗轮堆取 料机的动力学模型， 包括： 根据斗轮堆取料机各机构的连接关系和相对运动关系建立斗轮堆取料机连杆位置矢 量关系； 基于拉格朗日第 二类方程和所述斗轮堆取料机连杆位置矢量关系， 得到斗轮堆取料机 的动力学模型。 3.根据权利要求1所述的斗轮堆料机的驱动仿真方法， 其特 征在于， 所述利用离散元法对斗轮堆取料机的斗轮机构的取料过程进行仿真得到取料仿真模 型， 包括： 设置料堆颗粒与斗轮的材料属性， 料堆颗粒之间、 料堆颗粒与斗轮之间的接触属性和 料堆颗粒 粒径分布。 4.根据权利要求1所述的斗轮堆料机的驱动仿真方法， 其特征在于， 所述运行参数包括 斗轮堆取料机的各机构的角速度、 角加速度和所述各机构的驱动电机的运行电流值， 所述 驱动仿真结果包括所述各机构的驱动力矩。 5.根据权利要求1所述的斗轮堆料机的驱动仿真方法， 其特征在于， 所述运行参数包括 斗轮堆取料机的各机构的驱动力矩和所述各机构的驱动电机的运行电流值， 所述驱动仿真 结果包括所述各机构的角速度和角加速度。 6.根据权利要求2、 4、 5 中任一项所述的斗轮堆料机的驱动仿真方法， 其特征在于， 所述 各机构包括行 走机构、 回转机构、 俯仰机构和斗轮机构的至少其中一部分。 7.一种斗轮堆取 料机的驱动力仿真系统， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 用于采集斗轮堆取 料机的设备参数和运行 数据； 动力学模型构建模块， 用于依据机器人动力学理论建立斗轮堆取 料机的动力学模型； 离散元仿真模块， 用于利用离散元法对斗轮堆取料机的斗轮机构的取料过程进行仿 真； 料堆三维模型构建模块， 用于根据 料堆在堆积过程中料堆颗粒在重力作用下形成的坡 度模拟建立料堆 三维模型； 计算分析模块， 用于根据所述动力学模型建构模块建立的动力学模型、 所述离散元仿 真模块建立的取料仿真模型和所述料堆三维模型构建模块建立的料堆三维模型得到驱动 函数， 并根据所述数据采集模块采集的设备参数和运行 数据， 得到驱动仿真结果。 8.根据权利要求7所述的斗轮堆取料机的驱动力 仿真系统， 其特征在于， 所述动力学模 型构建模块根据斗轮堆取料机各机构的连接关系和相对运动关系建立斗轮堆取料机连杆 位置矢量关系， 并且基于拉格朗日第二类方程和所述斗轮堆取料机连杆位置矢量关系， 得权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114036739 A 2到斗轮堆取料机的动力学模 型， 所述各机构包括行走机构、 回转机构、 俯仰机构和斗轮机构 的至少其中一部分。 9.一种斗轮堆取 料机， 其特 征在于， 包括： 一个或多个处 理器； 存储单元， 用于存储一个或多个程序， 当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理 器执行时， 能使得所述一个或多个处理器实现根据权利要求 1至6中任意一项 所述的斗轮堆 料机的驱动仿真方法。 10.一种计算机可读存 储介质， 其上存 储有计算机程序， 其特 征在于， 所述计算机程序被处理器执行时能实现根据权利要求1至6中任意一项所述的斗轮堆 料机的驱动仿真方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114036739 A 3