一种液压支架群的数字孪生体的管理方法及系统技术方案

本申请提出的液压支架群的数字孪生体的管理方法、系统及存储介质中，建立液压支架群中每个液压支架的数字孪生模型，数字孪生模型的分布与对应液压支架的分布相同，获取液压支架群中相邻液压支架之间的距离信息，根据距离信息校正每个数字孪生模型的位置，采集设置于相邻液压支架之间的传感器的测量数据，基于测量数据和数字孪生模型的分布，利用力学方程约束对液压支架群的数字孪生体进行管理。由此，本申请中的数字孪生模型能与液压支架的位姿保持同步，且使得相邻液压支架之间建立了物理关系，从而使得数字孪生模型存在与真实液压支架群的孪生关系，进而使得可以通过液压支架群的数字孪生模型对液压支架群进行模拟、仿真和监控。监控。监控。

【技术实现步骤摘要】
一种液压支架群的数字孪生体的管理方法及系统


[0001]本公开涉及故障诊断
，尤其涉及一种液压支架群的数字孪生体的管理方法、系统以及存储介质。

技术介绍

[0002]液压支架作为综采机械化关键设备，需要对液压支架进行监测以对液压支架进行控制。而在实际煤矿综采工作环境中通常是由多个液压支架构成的液压支架群共同完成综采任务。但是，由于煤矿综采的环境比较复杂，不能实时在煤矿综采环境中监控和控制液压支架群。基于此，需要建立液压支架群的数字孪生模型，然后通过液压支架群虚拟的数字孪生模型与液压支架群实体进行交互反馈，并通过虚拟的数字孪生模型实现对液压支架群的状态监控和运动控制。
[0003]相关技术中，通过对单一液压支架建立数字孪生模型后，然后根据实际工作面液压支架群中各个液压支架的分布进行排列，从而形成该液压支架群的数字孪生模型。其中，相关技术中通过大量液压支架多角度的图片，然后使用3Ds Max对液压支架外观建立数据孪生模型，或者，通过手持式三维扫描仪对液压支架进行三维扫描后，自动生成三维点云模型，并通过采集液压支架上布设的传感器的实时数据对单个液压支架的数字孪生模型进行控制。
[0004]但是，相关技术中建立的液压支架的模型未精细到液压支架的零部件，因此无法显示液压支架的零部件，导致不能对液压支架的零部件进行控制，进而使得数字孪生模型不能与液压支架的位姿保持同步。同时，上述相关技术中，建立的液压支架群的数字孪生模型仅按照每个液压支架的分布进行简单排列，并没有建立液压支架之间的物理关系，则会导致数字孪生模型之间的不受力学定律的约束，进而不存在与真实液压支架群的孪生关系，使得不能通过液压支架群的数字孪生模型对该液压支架群进行监控。

技术实现思路

[0005]本公开提出了一种液压支架群的数字孪生体的管理方法、系统以及存储介质，旨在解决相关技术中实用价值低的技术问题。
[0006]本公开第一方面实施例提出了一种液压支架群的数字孪生体的管理方法，包括：建立液压支架群中每个液压支架的数字孪生模型，所述数字孪生模型的分布与对应液压支架的分布相同；获取所述液压支架群中相邻液压支架之间的距离信息，根据所述距离信息校正每个数字孪生模型的位置；采集设置于所述相邻液压支架之间的传感器的测量数据；基于所述测量数据和所述数字孪生模型的分布，利用力学方程约束对所述液压支架群的数字孪生体进行管理。
[0007]本公开第二方面实施例提出了一种液压支架群的数字孪生体的管理系统，包括：
建立模块，用于建立液压支架群中每个液压支架的数字孪生模型，所述数字孪生模型的分布与对应液压支架的分布相同；校正模块，用于获取所述液压支架群中相邻液压支架之间的距离信息，根据所述距离信息校正每个数字孪生模型的位置；采集模块，用于采集设置于所述相邻液压支架之间的传感器的测量数据；管理模块，用于基于所述测量数据和所述数字孪生模型的分布，利用力学方程约束对所述液压支架群的数字孪生体进行管理。
[0008]本申请第三方面实施例提出的计算机设备，其中，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述程序时，能够实现如上第一方面所述的方法。
[0009]本申请第四方面实施例提出的计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现如上第一方面所述的方法。
[0010]本申请提出的液压支架群的数字孪生体的管理方法、系统及存储介质中，建立液压支架群中每个液压支架的数字孪生模型，数字孪生模型的分布与对应液压支架的分布相同，获取液压支架群中相邻液压支架之间的距离信息，根据距离信息校正每个数字孪生模型的位置，采集设置于相邻液压支架之间的传感器的测量数据，基于测量数据和数字孪生模型的分布，利用力学方程约束对液压支架群的数字孪生体进行管理。由此，本申请中每个液压支架的数字孪生模体精细到液压支架的零部件，以使得可以对液压支架的零部件进行控制，从而使得数字孪生模型与液压支架的位姿保持同步。同时本申请对每个数字孪生模型的位置进行逐一较正，使得液压支架群对应的数字孪生模型的分布与液压支架群中每个液压支架的真实分布保持一致，使得相邻液压支架之间建立了物理关系，从而使得数字孪生模型存在与真实液压支架群的孪生关系，进而使得可以通过液压支架群的数字孪生模型对液压支架群进行模拟、仿真和监控。
[0011]本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
[0012]本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本公开一实施例提供的液压支架群的数字孪生体的管理方法的流程示意图；图2是根据本公开另一实施例提供的液压支架群的数字孪生体的管理系统的结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本
公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0014]实施例一图1是根据本公开一实施例提供的液压支架群的数字孪生体的管理方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：步骤101、建立液压支架群中每个液压支架的数字孪生模型。
[0015]其中，在本专利技术的实施例中，建立液压支架群中每个液压支架的数字孪生模型的方法可以包括以下步骤：步骤a、建立液压支架的三维模型。
[0016]其中，在本专利技术的一个实施例中，可以根据上述液压支架的设计结构，使用结构设计软件对液压支架零部件进行三维建模。
[0017]以及，在本专利技术的一个实施例中，上述结构设计软件可以包括solidworks、creo中的至少一种。
[0018]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述三维模型中包括液压支架的零部件，零部件可以包括零件、组件和部件。示例的，零件可以包括螺钉、螺母，部件可以包括立柱、底座。
[0019]步骤b、将三维模型导入到三维模型软件中，通过三维模型软件对三维模型进行渲染，得到渲染后的三维模型。
[0020]其中，在本专利技术的一个实施例之中，可以将步骤a得到的三维模型导入到3Ds Max三维模型软件，利用3Ds Max软件对该三维模型进行渲染。以及，在本专利技术的一个实施例之中，可以对三维模型进行面数调整、渲染优化、光线调整中一种或多种的调整操作，并基于上述液压支架真实的设计制造数据设置不同零部件的材料、纹理、照明，以使得渲染后的三维模型更加真实。
[0021]步骤c、将渲染后的三维模型导入物理引擎，在物理引擎中设置渲染后的三维模型中零部件的约束和/或零部件之间的约束，得到液压支架的数字孪生模型。
[0022]其中，在本专利技术的一个实施例之中，上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压支架群的数字孪生体的管理方法，其特征在于，包括：建立液压支架群中每个液压支架的数字孪生模型，所述数字孪生模型的分布与对应液压支架的分布相同；获取所述液压支架群中相邻液压支架之间的距离信息，根据所述距离信息校正每个数字孪生模型的位置；采集设置于所述相邻液压支架之间的传感器的测量数据；基于所述测量数据和所述数字孪生模型的分布，利用力学方程约束对所述液压支架群的数字孪生体进行管理。2.如权利要求1所述的管理方法，其特征在于，所述建立液压支架群中每个液压支架的数字孪生模型，包括：建立液压支架的三维模型，所述三维模型中包括所述液压支架的零部件，所述零部件包括零件、组件和部件；将所述三维模型导入到三维模型软件中，通过所述三维模型软件对所述三维模型进行渲染，得到所述渲染后的三维模型；将所述渲染后的三维模型导入物理引擎，在所述物理引擎中设置所述渲染后的三维模型中所述零部件的约束和/或所述零部件之间的约束，得到所述液压支架的数字孪生模型，其中所述零部件的约束为所述零部件可移动的预设阈值范围。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述液压支架群中相邻液压支架之间的距离信息，根据所述距离信息校正每个数字孪生模型的位置，包括：通过所述液压支架群中相邻液压支架之间的距离传感器，获取所述相邻液压支架之间的距离信息；以位于顶边的数字孪生模型为基准，根据所述距离信息逐一校正每个数字孪生模型的位置。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集设置于所述相邻液压支架之间的传感器的测量数据，包括：采集设置于所述相邻液压支架之间的压力传感器测量的压力数据。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用力学方程约束对所述液压支架群的数字孪生体进行管理，包括：利用力学方程约束对所述液压支架群的数字孪生体进行控制；和/或利用力学方程约束对所述液压支架群的数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金虎，李明忠，雷声，李艳鹏，曾明胜，李提建，张赛，欧阳敏，刘培源，邢有望，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：