基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统
来源：计算机集成制造系统杂志2024年第3期北京时间：
作者：殷光淼, 朱国力, 谢哲, 王一新
单位：1.华中科技大学机械科学与工程学院2.中铁工程装备集团有限公司
摘要：为解决当前盾构换刀机器人缺乏有效监控方式的问题,设计了基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统。系统通过Unity3D仿真平台构建孪生模型,利用机器人运动学模型在实时数据驱动下映射物理实体的运动状态,实现换刀机器人可视化监控,并利用虚拟现实技术提高系统沉浸性和可交互性。同时,针对有限元仿真软件获取力学数据的方式耗时较长、难以满足监控系统实时性要求的问题,构建了基于BP神经网络的换刀机器人力学数据监测模型,可快速获取末端执行器的应力和形变数据以保证系统安全性。最后,开发了盾构机换刀机器人数字孪生监控系统原型样机,验证了所提监控系统的有效性和可行性。
关键词：数字孪生,盾构换刀机器人,BP神经网络,机器人监控系统
基金资助：国家重点研发计划资助项目(2018YFB1306703)。
