基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统

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。