本发明专利技术公开了一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统，应用于球罐内壁爬壁机器人领域，包括：球罐参数设置模块、球罐孪生体生成模块、机器人孪生体生成模块、孪生显示模块、机器人作业路径设置模块、机器人导航模块、移动路径保存模块；球罐参数设置模块与球罐孪生体生成模块连接；球罐孪生体生成模块和机器人孪生体生成模块分别与孪生显示模块连接；孪生显示模块与机器人作业路径设置模块连接；孪生显示模块与机器人导航模块连接；孪生显示模块与移动路径保存模块连接；机器人导航模块通过划线引导的方式控制机器人按照机器人作业路径进行转向与移动。本发明专利技术为实际操作人员提供了极大的便利性和安全性。的便利性和安全性。的便利性和安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统
[0001]本专利技术涉及球罐内壁爬壁机器人领域，特别涉及一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统。
技术介绍
[0002]依据固定式压力容器的相关监察规程，在对球罐进行检验时，需要停机开罐检验。在检验检测之前，通常需要准备相关球罐检验辅助工程工作，如搭设脚手架，脚手架上设置踏板，踏板设置扶手、爬梯，球罐内中上部需要设置安全网等。工人站在脚手架内使用打磨机对球罐内壁焊缝进行手动清洁除锈，然后进行检测。不仅操作不便、效率低、不能保证工作的质量，且具有较大的安全隐患。为此，球罐内壁爬壁机器人应时而生。
[0003]众多研究机构已经开展了球罐内壁除锈机器人、球罐内壁检测机器人的研究。但是，却没有考虑实际操作的方便性。在球罐内部进行机器人操作存在视野观察不方便、安全等问题。
[0004]随着数据化技术的不断发展，如今的数字化技术正在不断地影响甚至改变企业。未来，所有的企业都将成为数字化的公司，这不只是要求企业开发出具备数字化特征的产品，更指的是通过数字化手段改变整个产品的设计、开发、制造和服务过程，并通过数字化的手段连接企业的内部和外部环境。数字孪生(DigitalTwin)：是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。可见，采用数字孪生技术可以方便的了解产品等。
[0005]为此，如何提供一种能够解决在球罐内部进行机器人操作存在视野观察不方便、安全等问题的球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术提出了一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统，包括：球罐参数设置模块、球罐孪生体生成模块、机器人孪生体生成模块、孪生显示模块、机器人作业路径设置模块、机器人导航模块、移动路径保存模块。
[0009]球罐参数设置模块与球罐孪生体生成模块连接。
[0010]球罐孪生体生成模块和机器人孪生体生成模块分别与孪生显示模块连接。
[0011]孪生显示模块与机器人作业路径设置模块连接。
[0012]孪生显示模块与机器人导航模块连接。
[0013]孪生显示模块与移动路径保存模块连接。
[0014]机器人导航模块通过划线引导的方式控制机器人按照机器人作业路径进行转向与移动。
[0015]可选的，球罐参数设置模块用于设置球罐参数，包括：球罐容积的大小，球罐的类型，球罐内导波管数量、尺寸和方位，球罐带与带之间的相对转动角度。
[0016]可选的，球罐孪生生成模块用于根据设置的球罐参数生成对应的球罐孪生体。
[0017]可选的，机器人孪生体生成模块用于根据机器人的类型生成对应的机器人孪生体。
[0018]可选的，孪生显示模块用于显示机器人孪生体与球罐孪生体之间的运动关系。
[0019]可选的，机器人作业路径设置模块包括：焊缝路径选取单元和路径绘制单元。
[0020]焊缝路径选取单元用于选取已有焊缝路径作为机器人作业路径；
[0021]路径绘制单元用于自主绘制路径作为机器人作业路径。
[0022]可选的，机器人导航模块通过划线引导的方式控制机器人按照机器人作业路径进行转向与移动，具体为：将机器人在世界坐标系下的坐标以及机器人坐标系x轴和y轴投影到世界坐标系下的x
‑
z平面和y
‑
z平面上，根据平面投影结果控制机器人按照机器人作业路径转向和移动。
[0023]可选的，移动路径保存模块用于保存机器人进行作业的移动路径。
[0024]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提出了一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统。本专利技术的球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统，将实际球罐爬壁机器人作业同步成对应的孪生体，不论是球罐爬壁机器人内壁除锈，还是球罐爬壁机器人内壁检测，在数字孪生体上操作，均可以为实际操作人员提供极大的便利性和安全性。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术的系统结构示意图。
[0027]图2为本专利技术的世界坐标系示意图。
[0028]图3为本专利技术的投影平面关系示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例1：
[0031]本专利技术实施例1公开了一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统，如图1所示，包括：球罐参数设置模块、球罐孪生体生成模块、机器人孪生体生成模块、孪生显示模块、机器人作业路径设置模块、机器人导航模块、移动路径保存模块。
[0032]球罐参数设置模块与球罐孪生体生成模块连接。
[0033]球罐参数设置模块用于设置球罐参数，包括：球罐容积的大小，球罐的类型，球罐
内导波管数量、尺寸和方位，球罐带与带之间的相对转动角度。
[0034]球罐孪生生成模块用于根据设置的球罐参数生成对应的球罐孪生体。
[0035]球罐孪生体生成模块和机器人孪生体生成模块分别与孪生显示模块连接。
[0036]机器人孪生体生成模块用于根据机器人的类型生成对应的机器人孪生体。
[0037]孪生显示模块用于显示机器人孪生体与球罐孪生体之间的运动关系。
[0038]孪生显示模块与机器人作业路径设置模块连接。
[0039]机器人作业路径设置模块包括：焊缝路径选取单元和路径绘制单元。
[0040]焊缝路径选取单元用于选取已有焊缝路径作为机器人作业路径。
[0041]路径绘制单元用于自主绘制路径作为机器人作业路径。
[0042]孪生显示模块与机器人导航模块连接。
[0043]机器人导航模块通过划线引导的方式控制机器人按照机器人作业路径进行转向与移动，具体为：将机器人在世界坐标系下的坐标以及机器人坐标系x轴和y轴投影到世界坐标系下的x
‑
z平面和y
‑
z平面上，根据平面投影结果控制机器人按照机器人作业路径转向和移动。
[0044]世界坐标系，如图2所示，图2中A点为机器人作业路径中机器人起点在世界坐标系下的坐标，B点为机器人作业路径中机器人终点在世界坐标系下的坐标。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统，其特征在于，包括：球罐参数设置模块、球罐孪生体生成模块、机器人孪生体生成模块、孪生显示模块、机器人作业路径设置模块、机器人导航模块、移动路径保存模块；所述球罐参数设置模块与所述球罐孪生体生成模块连接；所述球罐孪生体生成模块和所述机器人孪生体生成模块分别与所述孪生显示模块连接；所述孪生显示模块与所述机器人作业路径设置模块连接；所述孪生显示模块与所述机器人导航模块连接；所述孪生显示模块与所述移动路径保存模块连接；所述机器人导航模块通过划线引导的方式控制机器人按照机器人作业路径进行转向与移动。2.根据权利要求1所述的一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统，其特征在于，所述球罐参数设置模块用于设置球罐参数，包括：球罐容积的大小，球罐的类型，球罐内导波管数量、尺寸和方位，球罐带与带之间的相对转动角度。3.根据权利要求2所述的一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统，其特征在于，所述球罐孪生生成模块用于根据设置的所述球罐参数生成对应的球罐孪生体。4.根据权利要求3所述的一种球罐内壁爬壁机器人数字孪生系统，其特征在于，所述机器人...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈绪荃，谢柳辉，刘标，黎子鸣，
申请(专利权)人：广东省特种设备检测研究院东莞检测院，
类型：发明
国别省市：
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