基于六自由度平台的工况数据确定方法和电子设备与流程

本申请属于机械领域，具体涉及一种基于六自由度平台的工况数据确定方法和电子设备。

背景技术：

六自由平台由六个动作器，上、下两个平台以及上、下各六个连接器组成，它也被称为六自由度并联机器人，由于其高精度、高刚度、高承载能力的特点，在各个领域都有广泛的应用。在使用六自由度平台时，需要根据实际情况选用六自由度平台。

相关技术中，通常考虑六自由平台上的六个基本运动或者已知确定的运动，以此进行动力学分析得到各动作器最大载荷，据此校核六自由度平台结构的强度。

但是，在实现本申请过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题，六自由度平台可以六个自由度的复杂运动，实际应用中的受力情况变化复杂，相关技术仅考虑六个基本运动或者已知确定的运动，工况数据样本数量有限，不能全面捕捉最恶劣工况，导致确定的六自由度平台结构强度过剩或者不足。

申请内容

本申请实施例的目的是提供一种基于六自由度平台的工况数据确定方法、装置、电子设备和可读存储介质，能够解决六自由度平台工况数据样本数量不足，不能全面捕捉最恶劣工况，导致确定的六自由度平台结构强度过剩或者不足的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于六自由度平台的工况数据确定方法，所述六自由度平台包括上平台、下平台，六个动作器，所述六个动作器分别与所述上平台与所述下平台连接，该方法包括：

针对所述上平台承载的每种载荷组合p，基于所述上平台相对于所述下平台的位姿，获取所述载荷组合对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)；

在所述上平台承载所述载荷组合p的情况下，基于所述上平台相对于所述下平台的位姿，获取n种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)；其中，每种极限位姿为任一动作器的伸长量处于最大值或者最小值的位姿；

在所述上平台承载所述载荷组合p的情况下，基于所述上平台相对于所述下平台的位姿，获取所述六个动作器执行动作集合k时，所述动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a；

根据所述质量系数矩阵m(q)、所述重力系数矩阵g(q)、所述雅可比系数矩阵j(q)、所述阻尼系数矩阵c(q)、所述速度矩阵v以及所述加速度矩阵a构建结构动力学方程，确定在所述上平台承载所述载荷组合p、所述上平台相对于所述下平台的位姿以及所述六个动作器执行动作集合k的情况下，所述六个动作器分别对应的工况数据。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于六自由度平台的工况数据确定装置，所述六自由度平台包括上平台、下平台，六个动作器，所述六个动作器分别与所述上平台与所述下平台连接，所述装置包括：

第一获取模块，用于针对所述上平台承载的每种载荷组合p，基于所述上平台相对于所述下平台的位姿，获取所述载荷组合对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)；

第二获取模块，用于在所述上平台承载所述载荷组合p的情况下，基于所述上平台相对于所述下平台的位姿，获取n种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)；其中，每种极限位姿为任一动作器的伸长量处于最大值或者最小值的位姿；

第三获取模块，用于在所述上平台承载所述载荷组合p的情况下，基于所述上平台相对于所述下平台的位姿，获取所述六个动作器执行动作集合k时，所述动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a；

确定模块，用于根据所述质量系数矩阵m(q)、所述重力系数矩阵g(q)、所述雅可比系数矩阵j(q)、所述阻尼系数矩阵c(q)、所述速度矩阵v以及所述加速度矩阵a构建结构动力学方程，确定在所述上平台承载所述载荷组合p、所述上平台相对于所述下平台的位姿以及所述六个动作器执行动作集合k的情况下，所述六个动作器分别对应的工况数据。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的基于六自由度平台的工况数据确定方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的基于六自由度平台的工况数据确定方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述基于六自由度平台的工况数据确定的方法。

在本申请实施例中，针对上平台承载的每种载荷组合p，基于上平台相对于下平台的位姿，获取载荷组合p对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)，获取n种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)，获取六个动作器执行动作集合k时，动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a，并根据上述矩阵构建结构动力学方程，确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器分别对应的工况数据。本申请通过确定不同情况下的工况数据提高工况数据的全面性，丰富了工况数据，避免六自由度平台应用时的强度过剩或者不足，确保六自由度平台在未来应用的充分利用。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种六自由度平台的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种基于六自由度平台的工况数据确定方法的方法流程图；

图3是本申请实施例提供的一种坐标系的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种欧拉角的概念示意图；

图5是本申请实施例提供的又一种基于六自由度平台的工况数据确定方法的方法流程图；

图6本申请实施例提供的一种基于六自由度平台的工况数据确定装置的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的基于六自由度平台的工况数据确定方法、装置、电子设备以及存储介质进行详细地说明。

参见图1，图1示出了一种六自由度平台的结构示意图，由图可知，六自由度平台的上平台为正圆环状，其包括上平台1，下平台2，连接器3以及动作器4。一般情况下，该连接器为铰链，如球铰或者万向铰。下平台固定在基面。其中，六自由度平台的下平台或加载重物增强基面压力固定，或通过螺母与基面连接固定，依照实际情况来设定，本申请实施例在此并未给出具体限定。例如，六自由度平台的下平台固定在任一车架上，六自由度平台与该车架相对静止，但该车架相对于地球可以做运动。六自由度平台的上平台可以放置负载，负载可以直接放置于上平台，也可以通过第三方结构放置于上平台，具体放置方式依据实际情况设定，本申请实施例对此不作具体限定。

需要说明的是，图1示出了一种正圆环状上平台，但是上平台与下平台的形状可以依据实际需求设定，其形状还可以为三角环状或者椭圆环状，本申请实施例对此不作具体限定。

六自由度平台在实际应用时，通过各个动作器的伸缩运动，六个动作器协作进行，实现空间六个自由度的运动，，调整上平台相对于下平台的位置和姿态。因此，实际应用中动作器也称电动缸、油缸或者气缸等。通过距离与角度的调整模拟出上平台及放置于上平台的结构在空间的六个自由度的运动。其中，自由度是物体在空间运动的一种描述，物体在空间具有六个自由度，以xyz坐标系为例，六个自由度为沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。

基于六自由度平台的上述结构和特性，六自由度平台被广泛应用在各种训练模拟器中，例如飞行模拟器、舰艇模拟器、海军直升机起降模拟平台、坦克模拟器、汽车驾驶模拟器、火车驾驶模拟器、地震模拟器以及动感电影、娱乐设备等。其应用广泛，因此对其进行检测成为实际应用中必不可少的技术手段。

实际应用时，因为六自由度平台运动灵活，上平台作为载物平台，在负载不同时，所承载的重心必然不同，因此，六自由度平台在运行时的受力情况复杂多变，如果仅基于基本动作和已知动作组合去施行检测，必然不能全面覆盖六自由度平台的受力情况，也就无法在应用六自由度平台时进行精确全面的检测。应对此问题，本申请提供的基于六自由度平台的工况数据确定方法，通过确定不同情况下的工况数据提高工况数据的全面性，丰富了工况数据，避免六自由度平台应用时的强度过剩或者不足，确保六自由度平台在未来应用的充分利用。

在本申请实施例中，图2示出了一种基于六自由度平台的工况数据确定方法的方法流程图，该六自由度平台包括上平台、下平台，六个动作器，六个动作器分别与上平台与下平台连接，参见图2，该方法包括：

s201、针对上平台承载的每种载荷组合p，基于上平台相对于下平台的位姿，获取载荷组合对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)。

s202、在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，获取n种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)。

s203、在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，获取六个动作器执行动作集合k时，动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a。

s204、根据质量系数矩阵m(q)、重力系数矩阵g(q)、雅可比系数矩阵j(q)、阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v以及加速度矩阵a构建结构动力学方程，确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器分别对应的工况数据。

在本申请实施例中，六自由度平台的上平台用于放置负载，其中，负载的质量与其在上平台的排布构成载荷组合，不同质量对应不同的载荷组合；当质量一定时，一种排布即为一种载荷组合。放置的负载的质量基于六自由度平台的标识确定，即放置的负载的质量不能超过六自由度平台设定的上限值。

确定了六自由度平台的载荷组合后，针对上平台承载的每种载荷组合p，再基于上平台相对于下平台的位姿，可以获取载荷组合p对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)。质量系数矩阵m(q)表征每种载荷组合的质量，重力系数矩阵g(q)表征在每种载荷组合的每种位姿的重心下的重力。

每种极限位姿为任一动作器的伸长量处于最大值或者最小值的位姿。同时，六自由度平台的上平台在承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，上平台相对于下平台的多个动作组成了动作集合k。通过获取六个动作器执行动作集合k，可以得到动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a。

由上述可知，载荷组合p得到了质量系数矩阵m(q)、重力系数矩阵g(q)、雅可比系数矩阵j(q)、阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a构建结构动力学方程，确定在所述上平台承载所述载荷组合p、所述上平台相对于所述下平台的位姿以及所述六个动作器执行动作集合k的情况下，所述六个动作器分别对应的工况数据。需要说明的是，预设的结构动力学方程可以为牛顿-欧拉法确定，也可以以拉格朗日法、凯恩法、达朗贝尔原理法、旋量法、虚功原理法以及影响系数法等确定。

综上所述，本申请实施例提供的基于六自由度平台的工况数据确定方法，针对上平台承载的每种载荷组合p，基于上平台相对于下平台的位姿，获取载荷组合p对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)，获取n种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)，获取六个动作器执行动作集合k时，动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a。通过上述矩阵构建结构动力学方程，确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿n以及六个动作器在执行动作集合k的情况时的工况数据。通过确定不同情况下的工况数据提高工况数据的全面性，避免六自由度平台应用时的强度过剩或者不足，确保六自由度平台在未来应用中实现资源的充分利用。

需要说明的是，在实际应用中，当根据工况数据来检测时，首先需要根据工况数据进行动作器、连接器的选型校核，确定选型结果。再向有限元分析软件引入工况数据进行基于六自由度平台的支撑架构以及承载架构的计算校核。

可选的，根据六自由度平台建立坐标系，坐标系包括静坐标系和动坐标系，静坐标系的原点为六个动作器的下铰点的中心，动坐标系的原点为六个动作器的上铰点的中心。

实际应用中，当描述一项运动时，以坐标系为基准可以直观地表现该运动的变化信息。在本申请实施例中，建立的坐标系包括静坐标系和动坐标系，静坐标系的原点处于动作器的下铰点的中心，动坐标系的原点处于动作器的上铰点的中心，其中，静坐标系和动坐标系的方向在六个动作器长度相等时一致。坐标系可以精确直接地标定六自由度平台在空间的运动过程，将运动过程以精确的数据来展现，确保检测六自由度平台的精确性。

本申请实施例中，请参考图3，其示出了一种根据六自由度平台建立坐标系的示意图。其中，该六自由度平台的动作器为六个，标号顺序如图3所示，静坐标系为oxyz，动坐标系为o’x’y’z’。其中，还需要对六个动作器分别标号，本申请的标号方式请参考图3，静坐标系为b，动作器下铰点分别标记为b1、b2、b3、b4、b5和b6，动坐标系为a，动作器上铰点分别标记为a1、a2、a3、a4、a5和a6。需要说明的是，有关坐标系的标号方式可以根据实际需求自行设定，本申请实施例在此不作具体限定。

在本申请实施例中，欧拉角可以描述上平台相对于下平台的姿态，体现六自由度平台的运动情况，欧拉角用来确定定点转动位置的3个一组独立角参量，本申请实施例中，通过欧拉角来描述六自由度平台的上平台相对于下平台的运动过程。图4示出了一种欧拉角的概念图，如图4所示，包括三次连续旋转：

首先。设定绕z轴旋转γ，此时动坐标系x’旋转为x”，y’旋转为y”；其次，绕y”旋转β，此时，x”轴变为x”’，z’变为z”；最后，绕x”’旋转α。

上述三次旋转过程，用旋转变换矩阵表示为：

其中，α为上平台绕静坐标系的x轴的转动角度，β为上平台绕静坐标y轴的转动角度，γ为上平台绕静坐标z轴的转动角度。

除此之外，六自由度平台的上平台与下平台的位置用位移向量t来描述，t＝[uxuyuz]^t，其中，ux为上平台沿静坐标x轴方向的位移，uy为上平台沿静坐标y轴方向的位移，uz为上平台沿静坐标z轴方向的位移。

对于一种载荷组合p，上平台相对于下平台的位姿q表示为：

q＝[uxuyuzαβγ]^t；

因此，六个动作器的运动速度表示为：

六个动作器的加速度表示为：

其中，表示对t求导，表示对求导，ω为上平台转动角速度向量，表示对ω求导，ω＝[ωxωyωz]^t。

需要说明的是，六个动作器的运动速度为动作器的电机加速度最大时的速度，以此确保达到动作器的速度上限。

本申请实施例中，六个动作器的上铰点在动坐标系中的坐标保持不变，对应的，其在静坐标系中的坐标会随着上平台的运动发生改变。两者关系以齐次变换矩阵表示：其中，aa(3×6)为动作器上铰点在动坐标系中的坐标向量矩阵，ab(3×6)为动作器上铰点在静坐标系中的坐标向量矩阵。

进一步地，根据上述上平台的运动速度，可得六个动作器上铰点在静坐标系中的速度矩阵：以及，根据空间向量关系，还可以确定六个动作器长度向量矩阵表示为：l(3×6)＝ab(3×6)-b(3×6)，其中，b(3×6)为动作器下铰点在静坐标系中的坐标向量矩阵。

以及，六个动作器单位方向向量矩阵为：

以及，各个动作器的伸长速度为：i表示第i个动作器。

当根据六自由度平台建立上述坐标系后，即可得到上述涉及的各个参数。获得的参数将用于接下来各个步骤的计算，帮助实现本申请基于六自由度平台的工况数据确定方法。需要说明的是，上述涉及的i为预先标号，在实际操作中，若已经预先设定则后期不能变更，若变更标号则需要统一变更，以此确保上下数学关系的一致性，避免数据错误引用。

当建立坐标系后，s201的实现过程如下：针对上平台承载的每种载荷组合p，基于上平台相对于下平台的位姿q，通过公式(3)求得载荷组合对应的质量系数矩阵m(q)，公式3如下：

其中，mp为上平台承载的结构质量，ib为上平台在静坐标系中的惯量矩阵。

需要说明的是，在s201之前，还需要根据六自由度平台的工作特性引入负载，工作特性表征六自由度平台所能承担的负载，若为单个负载则可直接依据负载确定载荷组合，若为至少两个负载，则通过调整至少两个负载在上平台的相对位置，遍历负载在上平台的全部放置可能，每一种可能即为一种载荷组合。

针对上平台承载的每种载荷组合p，基于上平台相对于下平台的位姿q，通过公式(4)求得载荷组合对应的重量系数矩阵g(q)，公式4如下：

其中，ω为转动角速度向量ω的反对称矩阵。

在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，确定六个动作器中，任一动作器的伸长量处于最大值或者最小值的位姿为一个极限位姿，再通过公式(5)求得每种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)，公式(5)如下：

其中，ln为六个动作器单位方向向量矩阵，aa为动作器在动坐标系中的坐标向量矩阵，r为坐标系的旋转变换矩阵。

在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，获取六个动作器执行动作集合k时，通过公式6求得动作集合k对应的阻尼系数矩阵g(q)，公式(6)如下：

并且，在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，获取六个动作器执行动作集合k时，通过公式(1)求得速度矩阵v，通过公式(2)求得加速度矩阵a。

在本申请实施例中，动作集合k包括至少六种动作组合，动作组合由基本动作确定，基本动作表征自由度平台的运动特性。根据六自由度平台的特性可知，六自由度平台可以在xyz上平移，以及绕xyz轴旋转，此为六自由度平台的六个基本动作。在此基础上，将其中至少两个基本动作叠加便可得到一种动作组合。需要说明的是，基本动作的叠加需要确保符合实际，即六自由度平台的动作器可以实现的运动，否则不作为一种动作组合。

进一步的，当动作组合为单一基本动作时，将一个基本动作惯性载荷分量与重力载荷分量叠加得到增强的动作组合作为动作集合k中的一种动作组合；当动作组合为至少两个基本动作时，将各个基本动作惯性载荷分量叠加得到增强的动作组合作为动作集合k中的一种动作组合，或者，以各个基本动作的惯性载荷分量与重力载荷分量叠加得到增强的动作组合作为动作集合k中的一种动作组合。

需要说明的是，动作组合还可以为组合的组合，及将得到的一种动作组合与其他动作组合叠加，也可以得到新的动作组合，该动作组合的确定也需要满足上述内容。具体过程可以参照上述内容，本申请实施例在此不再赘述。

本申请实施例中，工况数据至少包括每个动作器的轴向载荷和沿坐标系的xyz方向的分量载荷。载荷为一种结构工作时所承受的外力。在本申请实施例中，特指动作器工作时所承受的外力。

由s201-s204可知，载荷组合p得到了质量系数矩阵m(q)、重力系数矩阵g(q)、雅可比系数矩阵j(q)、阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a。通过上述矩阵构建结构动力学方程，确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器分别对应的工况数据。。

此处以牛顿-欧拉的结构动力学方程作为示例展示，牛顿欧拉结构动力学方程参见公式(7)：

fa(6×1)＝j(q)^-1·{m(q)·a(6×1)+c(q,v)·v(6×1)-g(q)}(7)

将由公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)、公式(5)以及公式(6)得到的参数代入公式(7)，即可求得fa(6×1)，fa(6×1)为每个动作器的轴向载荷，该轴向载荷包括每个动作器的最大、最小载荷。

fi(3×1)＝lni(3×1)·fai(8)

同时，通过公式(8)得到fi(3×1)，fi(3×1)为第i个动作器载荷分量，lni(3×1)为第i个动作器单位方向向量，fai为第i个动作器的轴向载荷。

需要说明的是，通过公式(7)和公式(8)得到的工况数据中或许存在相同的数据，因此，为避免不必要的资源占用，在得到工况数据后，还将剔除相同的数据，得到处理后的工况数据。再根据得到的轴向载荷数据fa，确定每个动作器的最大轴向载荷和最小轴向载荷，根据得到的分量载荷fi，确定每个动作器的最大分量载荷和最小分量载荷。此处通过筛选重合的部分节省后续资源使用，提高检测效率。

需要说明的是，每个动作器分量载荷包括三个，即在x轴的分量载荷、在y轴的分量载荷以及在z轴的分量载荷。即fi＝(fix,fiy,fiz)。同时，最大载荷和最小载荷指示的是代数值的最大、最小，例如：最大轴向载荷为最大拉力，最小轴向载荷为最大压力，最大分量载荷为沿坐标轴箭头指示方向的最大载荷，最小分量载荷为沿坐标轴箭头指示负方向的最大载荷。

请参考图5，其示出了本申请实施例提供的又一种基于六自由度平台的工况数据确定方法的方法流程图，基于图2，在s201-s204之外，图5还包括s205-s206：

s205、接收查询请求，查询请求包括目标载荷组合、目标位姿、目标动作集。

s206、响应于查询请求，根据目标载荷组合、目标位姿、目标动作集查询对应的工况数据。

在本申请实施例中，在得到工况数据后，还可以针对查询请求获取所需的工况数据。首先接收查询请求，查询请求包括目标载荷组合、目标位姿和目标动作集，目标载荷组合表征所需的载荷组合，目标位姿表征的是上平台相对于下平台的位姿，目标动作集则表征需要六自由度平台执行的动作集合。在进行查询时，根据目标载荷组合、目标位姿和目标动作集在已经获得的工况数据中查询，即可得到所需的工况数据。

需要说明的是，工况数据不仅至少包括每个动作器的轴向载荷和沿静坐标系的xyz方向的分量载荷，也记录了得到每个动作器的轴向载荷和沿坐标系的xyz方向的分量载荷的过程，至少还包括每种情况下的载荷组合、位姿和动作集合。

进一步的，当得到的工况数据后，便可以对基于六自由度平台的结构施行检测，以此确定当前基于六自由度平台的结构是否能适应所处应用环境，充分使用基于六自由度平台的结构，不会过度使用基于六自由度平台的结构，避免结构强度过剩或者不足。

需要说明的是，本申请实施例提供的基于六自由度平台的工况数据确定方法，执行主体可以为基于六自由度平台的工况数据确定装置，或者该基于六自由度平台的工况数据确定装置中的用于执行加载该检测方法的控制模块。本申请实施例中以基于六自由度平台的工况数据确定装置执行加载基于六自由度平台的工况数据确定方法为例，说明本申请实施例提供的基于六自由度平台的工况数据确定方法。

图6示出了一种基于六自由度平台的工况数据确定装置的结构示意图，该装置600包括：

第一获取模块601，用于针对上平台承载的每种载荷组合p，基于上平台相对于下平台的位姿，获取载荷组合对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)。

第二获取模块602，基于上平台相对于下平台的位姿，获取n种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)；其中，每种极限位姿为任一动作器的伸长量处于最大值或者最小值的位姿。

第三获取模块603，用于在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，获取六个动作器执行动作集合k时，动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a。

确定模块604，用于根据质量系数矩阵m(q)、重力系数矩阵g(q)、雅可比系数矩阵j(q)、阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v以及加速度矩阵a构建结构动力学方程，确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器分别对应的工况数据。

综上所述，本申请实施例提供的基于六自由度平台的工况数据确定装置，第一获取模块针对上平台承载的每种载荷组合p，基于上平台相对于下平台的位姿，获取载荷组合p对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)，第二获取模块获取n种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)，第三获取模块获取六个动作器执行动作集合k时，动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a。通过上述矩阵构建结构动力学方程，确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器分别对应的工况数据。本申请通过获得不同的载荷组合、不同动作集合对应的工况数据提高获取工况数据的全面性，丰富了工况数据，避免六自由度平台应用时的强度过剩或者不足，确保六自由度平台在未来应用中实现资源的充分利用。

可选的，在本申请实施例中，基于六自由度平台的工况数据确定装置600还包括：

建立模块，用于根据六自由度平台建立坐标系，坐标系包括静坐标系和动坐标系，静坐标系的原点为六个动作器的下铰点的中心，动坐标系的原点为六个动作器的上铰点的中心,。

可选的，第一获取模块601，还用于针对上平台承载的每种载荷组合p，通过求得载荷组合对应的质量系数矩阵m(q)，其中，mp为上平台及其承载的结构的质量，ib为上平台及其承载的结构在静坐标系中的惯量矩阵；针对上平台承载的每种载荷组合p，通过求得载荷组合对应的重量系数矩阵g(q)，其中，ω为转动角速度向量ω的反对称矩阵。

可选的，第二获取模块602，还用于在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，通过求得每种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)，其中，ln为六个动作器单位方向向量矩阵，aa为动作器在动坐标系中的坐标向量矩阵，r为坐标系的旋转变换矩阵。

可选的，第三获取模块603，还用于在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，获取六个动作器执行动作集合k时，通过求得动作集合k对应的阻尼系数矩阵g(q)；

通过求得速度矩阵v，其中，为上平台相对于下平台的位置可用位移向量t的导数，ω为上平台转动角速度向量；

通过求得加速度矩阵a，其中，为的导数。

可选的，工况数据至少包括每个动作器的轴向载荷和沿坐标系的xyz方向的分量载荷。

可选的，确定模块604，还用于通过fa＝j(q)^-1·{m(q)·a+c(q,v)·v-g(q)}确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器分别对应的轴向载荷fa；

通过fi＝lni·fai确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器中第i个动作器载荷分量fi；

其中，lni为第i个动作器单位方向向量，fai为第i个动作器的轴向载荷；

根据轴向载荷数据fa，确定每个动作器的最大轴向载荷和最小轴向载荷，根据分量载荷fi，确定每个动作器的最大分量载荷和最小分量载荷。

可选的，在本申请实施例中，基于六自由度平台的工况数据确定装置600还包括：

查询模块，用于接收查询请求，查询请求包括目标载荷组合、目标位姿和目标动作集；响应于查询请求，根据目标载荷组合、目标位姿和目标动作集查询对应的工况数据。

本申请实施例中的基于六自由度平台的工况数据确定装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonalcomputer，umpc)、上网本或者个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(networkattachedstorage，nas)、个人计算机(personalcomputer，pc)、电视机(television，tv)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例中的基于六自由度平台的工况数据确定装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例提供的基于六自由度平台的工况数据确定装置能够实现图2的方法实施例中基于六自由度平台的工况数据确定装置实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例中，针对上平台承载的每种载荷组合p，基于上平台相对于下平台的位姿，获取载荷组合p对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)，获取n种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)，获取六个动作器执行动作集合k时，动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a。通过上述矩阵构建结构动力学方程，确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器分别对应的工况数据。通过获得不同的载荷组合、不同动作集合对应的工况数据提高获取工况数据的全面性，丰富了工况数据，避免六自由度平台应用时的强度过剩或者不足，确保六自由度平台在未来应用中实现资源的充分利用。

可选的，本申请实施例还提供一种电子设备700，如图7所示，包括处理器710，存储器709，存储在存储器709上并可在所述处理器710上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器710执行时实现上述基于六自由度平台的工况数据确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要注意的是，本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。

图8为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备800包括但不限于：射频单元801、网络模块802、音频输出单元803、输入单元804、传感器805、显示单元806、用户输入单元808、接口单元808、存储器809、以及处理器810等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备800还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器810逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图8中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

其中，处理器810，用于针对上平台承载的每种载荷组合p，基于上平台相对于下平台的位姿，获取载荷组合p对应的质量系数矩阵m(q)，以及重力系数矩阵g(q)；基于上平台相对于下平台的位姿，获取n种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)；其中，每种极限位姿为任一动作器的伸长量处于最大值或者最小值的位姿；在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，获取六个动作器执行动作集合k时，动作集合k对应的阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v、加速度矩阵a。

存储器809，用于根据质量系数矩阵m(q)、重力系数矩阵g(q)、雅可比系数矩阵j(q)、阻尼系数矩阵c(q)、速度矩阵v以及加速度矩阵a构建结构动力学方程，确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器分别对应的工况数据。

可选的，接口单元808，用于根据六自由度平台建立坐标系，坐标系包括静坐标系和动坐标系，静坐标系的原点为六个动作器的下铰点的中心，动坐标系的原点为六个动作器的上铰点的中心,。

可选的，处理器810，还用于针对上平台承载的每种载荷组合p，通过求得载荷组合对应的质量系数矩阵m(q)，其中，mp为上平台及其承载的结构的质量，ib为上平台及其承载的结构在静坐标系中的惯量矩阵；

针对上平台承载的每种载荷组合p，通过求得载荷组合对应的重量系数矩阵g(q)，其中，ω为转动角速度向量ω的反对称矩阵。

可选的，处理器810，还用于在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，通过求得每种极限位姿对应的雅可比系数矩阵j(q)，其中，ln为六个动作器单位方向向量矩阵，aa为动作器在动坐标系中的坐标向量矩阵，r为坐标系的旋转变换矩阵。

可选的，处理器810，还用于在上平台承载载荷组合p的情况下，基于上平台相对于下平台的位姿，获取六个动作器执行动作集合k时，通过求得动作集合k对应的阻尼系数矩阵g(q)；

通过求得速度矩阵v，其中，为上平台相对于下平台的位置可用位移向量t的导数，ω为上平台转动角速度向量；

通过求得加速度矩阵a，其中，为的导数。

可选的，存储器809，还用于通过fa＝j(q)^-1·{m(q)·a+c(q,v)·v-g(q)}确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器分别对应的轴向载荷fa；

通过fi＝lni·fai确定在上平台承载载荷组合p、上平台相对于下平台的位姿以及六个动作器执行动作集合k的情况下，六个动作器中第i个动作器载荷分量fi；

其中，lni为第i个动作器单位方向向量，fai为第i个动作器的轴向载荷；

根据轴向载荷数据fa，确定每个动作器的最大轴向载荷和最小轴向载荷，根据分量载荷fi，确定每个动作器的最大分量载荷和最小分量载荷。

可选的，用户输入单元808，用于接收查询请求，查询请求包括目标载荷组合、目标位姿和目标动作集；响应于查询请求，根据目标载荷组合、目标位姿和目标动作集查询对应的工况数据。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述基于六自由度平台的工况数据确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述基于六自由度平台的工况数据确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。