数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统，包括数字孪生模块和滤波驱动机械臂模块。使用该系统的方法为：将毛坯信息输入数字孪生模块，通过数字孪生模块生成加工模型，所述加工模型包括加工机器的模型、零件原料的模型和成品零件的模型；根据加工方案控制机械臂模块作业，通过加速度传感器实时监测机械臂的速度信号、加速度信号、位移信号和振动信号，根据位移信号、速度信号、加速度信号、振动信号和加工模型并通过数字孪生模块进行工作参数的优化和位置的补偿。本发明专利技术提高了机械臂的传动效率，实现了高精度、高可靠性、长寿命和低能耗的高性能集成系统。

Integrated system of digital twin and precise filter driven robot and its application method

【技术实现步骤摘要】
数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统及其使用方法
本专利技术属于机器人加工领域，具体涉及数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统及其使用方法。
技术介绍
机器人能够自动执行人类预设的操作，也可以实时的采集数据按照人类预设的原则进行判断，从而自主的进行对外界信息的反馈。机器人凭借着高精度、耐受性强、可控性良好、工作能力强等优势已经广泛的运用于工业、医学、建筑、军事等领域。机器人的传动系统是保证机器人正常活动的关键，特别是机械腕、机械臂的运动灵活度以及运动精度更是衡量机器人质量的关键标准。现有机器人领域，机器人普遍采用谐波减速器和RV减速器。针对于减速器精度以及转矩性能的改进是研究的热点。但是现有技术没有进行反馈与控制，因此，运动精度只能依靠减速器的精度来保证。但是随着工作时长的增加以及加工参数选择的不合理，容易出现减速度精度下降、机械效率降低、动态性能下降、摩擦磨损加剧和振动噪声加强的不利影响。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统及其使用方法解决了现有机械臂运动精度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统，其特征在于，包括数字孪生模块(1)和滤波驱动机械臂模块；/n所述数字孪生模块(1)与滤波驱动机械臂模块连接，其用于控制滤波驱动机械臂模块作业；/n所述数字孪生模块(1)包括深度学习网络单元、健康管理单元和数据库单元，所述深度学习网络单元和健康管理单元所产生的数据均保存至数据库单元；/n所述深度学习网络单元用于生成加工方案；所述健康管理单元用于加工参数优化；所述数据库单元用于存储加工数据。/n

【技术特征摘要】
1.数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统，其特征在于，包括数字孪生模块(1)和滤波驱动机械臂模块；
所述数字孪生模块(1)与滤波驱动机械臂模块连接，其用于控制滤波驱动机械臂模块作业；
所述数字孪生模块(1)包括深度学习网络单元、健康管理单元和数据库单元，所述深度学习网络单元和健康管理单元所产生的数据均保存至数据库单元；
所述深度学习网络单元用于生成加工方案；所述健康管理单元用于加工参数优化；所述数据库单元用于存储加工数据。


2.根据权利要求1所述的数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统，其特征在于，所述数据库单元包括本地数据库和云端数据库。


3.根据权利要求1所述的数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统，其特征在于，所述滤波驱动机械臂模块包括第一机械臂单元、第二机械臂单元、第三机械臂单元和第四机械臂单元；
所述第一机械臂单元包括第一机械臂(2)、第一电机(3)、第一谐波减速器(4)和第一加速度传感器(5)；所述第一电机(3)安装在第一机械臂(2)的一端，所述第一谐波减速器(4)的输入端与第一电机(3)的输出端连接，其上设置有第一加速度传感器(5)；
所述第二机械臂单元包括第二机械臂(6)、第二电机(7)、第二谐波减速器(8)和第二加速度传感器(9)；所述第二机械臂(6)的一端与第一谐波减速器(4)的输出端连接，其另一端安装有第二电机(7)，所述第二谐波减速器(8)的输入端与第二电机(7)的输出端连接，其上设置有第二加速度传感器(9)；
所述第三机械臂单元包括第三机械臂(10)、第三电机(11)、第三谐波减速器(12)和第三加速度传感器(13)；所述第三机械臂(10)的一端与第二谐波减速器(8)的输出端连接，其另一端安装有第三电机(11)，所述第三谐波减速器(12)的输入端与第三电机(11)的输出端连接，其上设置有第三加速度传感器(13)；
所述第四机械臂单元包括第四机械臂(14)、第四电机(15)、第四谐波减速器(16)、第四加速度传感器(17)和执行装置(18)；所述第四机械臂(14)的一端与第三谐波减速器(12)的输出端连接，其另一端安装有第四电机(15)，所述第四谐波减速器(16)的输入端与第四电机(15)的输出端连接，其上设置有第四加速度传感器(17)，所述执行装置(18)安装在第四谐波减速器(16)的输出端，其上设置有力传感器和速度传感器。


4.根据权利要求3所述的数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统，其特征在于，所述第一机械臂单元、第二机械臂单元、第三机械臂单元和第四机械臂单元均与数字孪生模块(1)通信连接。


5.数字孪生与精密滤波驱动机器人集成系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将毛坯信息输入数字孪生模块(1)，通过数字孪生模块(1)生成加工模型；
S2、将零件精度和加工时间要求输入训练完成的深度学习网络，根据加工模型，通过深度学习网络得到加工方案；
S3、根据加工方案控制机械臂模块作业，通过加速度传感器实时监测机械臂的位移信号、速度信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家序，周青华，钱林茂，唐雪峰，蒲伟，李俊阳，周广武，肖科，韩彦峰，李敏，何劲峰，张忠强，
申请(专利权)人：西南交通大学，重庆奔腾科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51