中昊利瀛科技(北京)有限公司奚卫彬获国家专利权
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龙图腾网获悉中昊利瀛科技(北京)有限公司申请的专利基于数字孪生的工业机器人健康状态监测方法及监测系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119203434B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411736742.0,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权基于数字孪生的工业机器人健康状态监测方法及监测系统是由奚卫彬;奚秋婉设计研发完成,并于2024-11-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于数字孪生的工业机器人健康状态监测方法及监测系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于数字孪生的工业机器人健康状态监测方法及监测系统,涉及设备监测技术领域,包括:利用多传感器采集工业机器人的实时状态数据,将实时状态数据与三维仿真模型匹配对齐构建数字孪生模型;通过自适应模型参数更新后的数字孪生模型获取孪生数据,将孪生数据与实时状态数据融合生成多源异构数据集;通过特征选择获取表征工业机器人健康状态的特征数据构建健康指标;基于深度置信网络构建健康状态评估模型,将当前健康指标参数作为模型输入,得到工业机器人健康状态评估结果。本发明融合振动数据、电气数据等多源异构数据,结合数字孪生对工业机器人的健康状态进行监测评估,为工业机器人状态监测和维护提供了可靠的参考依据。
本发明授权基于数字孪生的工业机器人健康状态监测方法及监测系统在权利要求书中公布了:1.一种基于数字孪生的工业机器人健康状态监测方法,其特征在于,包括以下步骤:根据工业机器人的物理实体构建三维仿真模型,利用多传感器采集工业机器人的实时状态数据,将所述实时状态数据与所述三维仿真模型匹配对齐构建工业机器人的数字孪生模型;对所述数字孪生模型进行自适应模型参数更新,通过自适应模型参数更新后的数字孪生模型获取孪生数据,将所述孪生数据与实时状态数据进行数据融合,生成多源异构数据集;在所述多源异构数据集中进行特征提取,获取能够表征工业机器人健康状态的特征数据;利用所述特征数据构建工业机器人的健康指标,并划分健康状态等级,基于深度置信网络构建健康状态评估模型,获取当前健康指标参数作为模型输入,得到工业机器人健康状态评估结果;构建工业机器人的数字孪生模型,具体为:获取工业机器人的构件物理实体构建物理空间,绘制所述构件物理实体的三维模型,将所述三维模型进行拼装组合建立工业机器人的三维仿真模型,并通过预设的多个传感器进行工业机器人实时状态数据的多维度获取;使用通信接口传输工业机器人物理实体的实时状态数据,将获取的实时状态数据进行转换与封装,并进行数据结构化预处理;获取工业机器人的历史故障数据,将所述历史故障数据进行预处理,并使用聚类算法对预处理后的历史故障数据进行聚类,获取基于故障类型的聚类类簇,根据各个聚类类簇对应的故障构件及故障参数生成关键监测特征;通过关键监测特征对应的聚类类簇训练与所述三维仿真模型各构件部分对应的故障虚拟模型,利用所述故障虚拟模型学习工业机器人的故障机理,利用所述三维仿真模型及故障虚拟模型构建孪生空间;使用预处理后的实时状态数据将所述物理空间与所述孪生空间相连接,实现实时状态数据与三维仿真模型的匹配对齐及数字映射,构建工业机器人的数字孪生模型;对所述数字孪生模型进行自适应模型参数更新,具体为:在构建的工业机器人数字孪生模型中,对关键监测特征进行数据更新,获取各关键监测特征对应的参数变量,生成多变量集合,基于所述多变量集合初始化麻雀算法参数;初始化麻雀种群及最大迭代次数,根据参数变量的实测值与数字孪生模型的输出的孪生数据值的误差构建目标函数,将所述目标函数映射为适应度函数,计算每只麻雀的适应度,作为当前的最优值;根据适应度基于预设比例选取麻雀作为发现者,剩余麻雀作为加入者,进行位置更新,并基于预设警戒者比例随机选择警戒者,进行位置更新,更新后重新计算每只麻雀的适应度;引入混沌算法对当前麻雀的适应度进行混沌化处理,并借助差分思想确定最优位置移动方向,指引麻雀进行位置更新,通过迭代位置更新,直到达到最大迭代次数获取参数变量的最优解;根据各个关键监测特征对应参数变量的最优值配置数字孪生模型,反应工业机器人各部件的退化程度。
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