[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字孿生的移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與保養(yǎng)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011473332.3
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112560263B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張金柱;李燃;史漢卿;劉宏飛;陳會元;李淼;蘆澤鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F111/08;G06F111/10;G06F119/04
• 代理公司: 太原申立德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 張向瑩

本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字孿生的移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與保養(yǎng)系統(tǒng)，屬于機器人領(lǐng)域。本發(fā)明包括移動機器人實體和移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與維修保養(yǎng)預(yù)警平臺；所述移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與維修保養(yǎng)預(yù)警平臺包括孿生移動機器人、移動機器人保養(yǎng)方案指導(dǎo)模塊等。該平臺通過數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)孿生移動機器人與移動機器人實體的結(jié)構(gòu)參數(shù)與狀態(tài)趨近一致，通過孿生移動機器人的狀態(tài)對移動機器人實體的狀態(tài)進行監(jiān)控，通過對孿生移動機器人的疲勞分析給出移動機器人實體的保養(yǎng)方案。根據(jù)移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與維修保養(yǎng)預(yù)警平臺的反饋信息對移動機器人實體進行運行狀態(tài)的調(diào)整、保養(yǎng)和維護。本發(fā)明實現(xiàn)了對移動機器人實體的狀態(tài)監(jiān)控、運行狀態(tài)的遠(yuǎn)程調(diào)整和預(yù)測性維護。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于數(shù)字孿生的移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與保養(yǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

數(shù)字孿生是一種仿真過程，它利用實體空間的物理模型，傳感器和運行狀態(tài)數(shù)據(jù)在數(shù)字空間進行仿真，實現(xiàn)從實體空間到數(shù)字空間的映射，從而在數(shù)字空間模擬出實體空間內(nèi)實體的運動狀態(tài)和全生命周期過程。

移動機器人是融合了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、機器人技術(shù)等，可以工作在復(fù)雜環(huán)境中的機器人。由于移動機器人具有更大的機動性和靈活性，所以在危險、惡劣和人所不及的環(huán)境下，移動機器人發(fā)揮著越來越重要的作用。因此機器人工作時的環(huán)境和任務(wù)會隨著機器人的移動而發(fā)生變化，但是目前對移動機器人的狀態(tài)監(jiān)控大多數(shù)都是依賴工作人員的觀察和上一次作業(yè)完成后的返回狀態(tài)。利用數(shù)字孿生實現(xiàn)實時仿真，從而獲取移動機器人的運行狀態(tài)，進行實時檢測，實現(xiàn)預(yù)測性的維護對提高移動機器人作業(yè)完成的速度與質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)字孿生的移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與保養(yǎng)系統(tǒng)。利用數(shù)字孿生實現(xiàn)實時仿真，通過移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與維修保養(yǎng)預(yù)警平臺實現(xiàn)對移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與維護保養(yǎng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于數(shù)字孿生的移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與保養(yǎng)系統(tǒng)，包括移動機器人實體和移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與維修保養(yǎng)預(yù)警平臺；所述移動機器人實體包括移動機器人機械本體，以及安裝于其上的電池、傳感器、大容量信息存儲模塊、信息接收模塊、實體狀態(tài)采集模塊、移動機器人驅(qū)動與控制模塊、結(jié)構(gòu)參數(shù)采集模塊和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述實體狀態(tài)采集模塊通過傳感器實時采集移動機器人實體運行時的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將移動機器人實體運行時的狀態(tài)數(shù)據(jù)分別傳輸給大容量信息存儲模塊、結(jié)構(gòu)參數(shù)采集模塊和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述結(jié)構(gòu)參數(shù)采集模塊根據(jù)接收到的移動機器人實體運行時的狀態(tài)數(shù)據(jù)判斷其運動狀態(tài)，計算出移動機器人各結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生改變的概率，并將各結(jié)構(gòu)發(fā)生改變后的移動機器人的結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊通過設(shè)置于移動機器人實體上的無線通信接口與5G網(wǎng)絡(luò)將移動機器人實體的狀態(tài)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)傳輸給移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與維修保養(yǎng)預(yù)警平臺；所述信息接收模塊用于接收移動機器人狀態(tài)監(jiān)控與維修保養(yǎng)預(yù)警平臺的輸出信號，并將接收的信息傳輸至移動機器人驅(qū)動與控制模塊；所述移動機器人驅(qū)動與控制模塊根據(jù)接收的信息控制移動機器人實體的運動狀態(tài)；所述電池為移動機器人機械本體、傳感器、大容量信息存儲模塊、信息接收模塊、實體狀態(tài)采集模塊、移動機器人驅(qū)動與控制模塊、結(jié)構(gòu)參數(shù)采集模塊和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊提供電源；