12、对接机构试验台数字孪生构建与机械臂可视化交互方法

对接机构试验台数字孪生构建与机械臂可视化交互方法

对接机构试验台数字孪生构建

数字孪生构建步骤

数字孪生的构建可通过三个步骤完成：数字试验台模型构建、运动规划和实验仿真。
1. 数字试验台构建 ：对接试验台由测试设备、传感设备、对接机构模型等组成。
- 测试设备 ：包括 6 - DOF 运动平台和温度模拟设备。
- 传感设备 ：有六维力传感器、位移传感器、光栅传感器、加速度传感器等运动数据采集传感器，以及薄膜温度传感器、空气点温度传感器、风道式温度传感器、温度传感器、重力传感器等。
- 对接机构模型 ：主要由对接锥（主动碰撞装置）、对接球（被动碰撞装置）、弹簧机构、阻尼机构、捕获锁（对接销）等组成。
2. 运动规划 ：
- 首先，将已建立的设备模型导入 Unity3D 完成数字试验台的初步布局。
- 然后，设置模型的物理属性（如材料和颜色等），并赋予液压驱动平台模型运动属性（包括空间姿态角、移动平台与液压缸的运动关系等）。
- 最后，完成运动设备的路径规划（包括运动平台的路径、每个液压缸的伸长长度等）。在规划移动平台路径时，需模拟并遍历所有可达位置点，确保每个液压缸运动时无干扰和碰撞。同时，在路径编辑器中给出每个液压缸的伸长长度。
3. 实验仿真 ：按照“接触 - 捕获 - 缓冲 - 校正 - 接近 - 锁紧 - 密封 - 分离”的时间序列将所有动作链接起来。将获得的数据与数字试验台