一种用于微重力实验室的自动化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于微重力实验室的自动化系统，包括：数据获取子系统，用于收集微重力实验室内的设备信息数据和环境信息数据；模拟子系统，与数据获取子系统连接，用于基于设备信息数据构建空间三维设备模型，基于环境信息构建微重力实验室模型；计算子系统，与模拟子系统连接，用于将模型进行整合，获得三维实验室模型，基于三维实验室模型中的数据计算优化需求；管理子系统，与计算子系统连接，用于基于优化需求对微重力实验室进行自动化管理

【技术实现步骤摘要】
一种用于微重力实验室的自动化系统


[0001]本专利技术属于自动化领域，特别是涉及一种用于微重力实验室的自动化系统
。

技术介绍

[0002]微重力实验室是一个特殊的实验环境，用于在失重状态下进行科学研究
。
为了保持微重力实验室的正常运行和维护，需要注意以下几点：装备维护：定期检查和维护实验室中的设备和工具，确保其正常运行和安全性
。
特别是对于关键设备，应建立维护计划，并按时执行
。
环境控制：保持实验室内的温度
、
湿度和气压等环境参数稳定
。
这些参数对实验结果可能有影响，因此需要定期监测和调整
。
清洁与卫生：保持实验室的清洁和卫生，避免杂物和污垢对实验的干扰
。
定期清洁工作台
、
仪器设备和其他实验区域
。
数据管理：对于实验过程中产生的数据，建立规范的管理和备份机制
。
确保数据的准确性
、
完整性和安全性
。
运行计划：制定合理的实验运行计划，并确保实验时间和资源的充分利用
。
避免实验之间的干扰和冲突
。
[0003]但是目前，微重力实验室需要在空间站
、
飞机或其他特殊环境中进行
。
这些环境的可用性受限，可能需要预约和竞争资源，限制了实验的时间和频率
。
在微重力实验室中，需要确保实验人员的生命安全
。
>任何意外事故都可能对人员造成严重伤害，对实验的顺利进行产生不利影响，同时，由于资源的限制，如何对微重力实验室进行自动化运行和管理也成为了重中之重
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于微重力实验室的自动化系统，以解决上述现有技术存在的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于微重力实验室的自动化系统，包括：
[0006]数据获取子系统，用于收集微重力实验室内的设备信息数据和环境信息数据；
[0007]模拟子系统，与所述数据获取子系统连接，用于基于所述设备信息数据构建空间三维设备模型，基于环境信息构建微重力实验室模型；
[0008]计算子系统，与所述模拟子系统连接，用于将所述构建空间三维设备模型和所述微重力实验室模型进行整合，获得三维实验室模型，基于所述三维实验室模型中的数据计算优化需求；
[0009]管理子系统，与所述计算子系统连接，用于基于所述优化需求对微重力实验室进行自动化管理
。
[0010]优选地，所述数据获取子系统包括：
[0011]传感器，用于获取微重力实验室内的环境信息数据；
[0012]设备信息整合模块，用于对微重力实验室中的设备信息进行读取，获得设备信息数据；
[0013]数据储存模块，用于将所述环境信息与所述设备信息数据进行整合后储存至数据
库中
。
[0014]优选地，所述模拟子系统包括：
[0015]数据校正模块，用于将所述设备信息数据和所述环境信息数据进行标准化校正，获得实验室数据；
[0016]三维模型构建模块，用于基于所述实验室数据构建所述空间三维设备模型和所述微重力实验室模型
。
[0017]优选地，所述三维模型构建模块包括：
[0018]设备构建单元，用于基于所述实验室数据构建设备模型；
[0019]实验室构建单元，用于基于所述实验室数据构建微重力实验室模型；
[0020]空间校正单元，用于基于实际微重力实验室的比例将所述设备模型和所述微重力实验室模型进行调整，获得所述空间三维设备模型和所述微重力实验室模型
。
[0021]优选地，所述计算子系统包括：
[0022]整合模块，用于将所述空间三维设备模型和所述微重力实验室模型进行整合，获得所述三维实验室模型；
[0023]计算模型构建模块，用于获取三维实验室模型中的参数数据，基于所述参数数据构建性能计算模型；
[0024]性能衰减计算模块，用于基于所述性能计算模型计算理想实验室性能和实际实验室性能，基于所述理想实验室性能和实际实验室性能获取性能衰减数据；
[0025]分析模块，用于基于所述性能衰减数据获取实验室优化需求
。
[0026]优选地，所述整合模块包括：
[0027]数据确定单元，用于将所述空间三维设备模型和所述微重力实验室模型的形状
、
大小和位置进行确定；
[0028]对齐单元，用于将所述空间三维设备模型和所述微重力实验室模型的坐标系进行对齐；
[0029]模型整合单元，用于将所述空间三维设备模型和所述微重力实验室模型进行合并和连接，获得所述三维实验室模型
。
[0030]优选地，所述计算模型构建模块包括：
[0031]信息获取单元，用于运行所述三维实验室模型，基于运行数据获取理想参数运行数据，；
[0032]网络构建单元，用于构建神经网络，将所述理想参数运行数据输入至神经网络中进行训练，获得所述性能计算模型
。
[0033]优选地，所述性能衰减计算模块包括：
[0034]差值计算单元，用于获取实际实验室运行数据，将所述实际实验室运行数据和所述理想参数运行数据输入至所述性能计算模型中进行计算，获得理想实验室性能和实际实验室性能的差值；
[0035]转化单元，用于将所述理想实验室性能和实际实验室性能的差值转化为整体性能衰减数据，基于所述整体性能衰减数据获取局部性能衰减数据
。
[0036]优选地，所述优化需求包括设备性能分配优化需求
、
设备优化需求
、
环境优化需求
、
装备优化需求
、
能耗优化需求和网络优化需求
。
[0037]本专利技术的技术效果为：
[0038]1.
本专利技术通过数据处理和整合，实现实验室数据的共享和协同，不仅能够方便科研人员之间的合作，还可以促进资源的共享和整合，同时实现了微重力实验室的自动化运行和自动化管理；
[0039]2.
当实验室的环境出现异常情况时，本专利技术的自动化系统可以及时发出报警和预警信息，提醒科研人员采取相应的措施；
[0040]3.
本专利技术科研人员可以通过手机
、
电脑等设备，远程查看实验室的数据，并对实验室进行远程控制，如调整温度
、
湿度等参数
。
附图说明
[0041]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定
。
在附图中：
[0042]图1为本专利技术实施例中的微重力实验室的自动化系统示意图
。
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于微重力实验室的自动化系统，其特征在于，包括以下步骤：数据获取子系统，用于收集微重力实验室内的设备信息数据和环境信息数据；模拟子系统，与所述数据获取子系统连接，用于基于所述设备信息数据构建空间三维设备模型，基于环境信息构建微重力实验室模型；计算子系统，与所述模拟子系统连接，用于将所述构建空间三维设备模型和所述微重力实验室模型进行整合，获得三维实验室模型，基于所述三维实验室模型中的数据计算优化需求；管理子系统，与所述计算子系统连接，用于基于所述优化需求对微重力实验室进行自动化管理
。2.
根据权利要求1所述的用于微重力实验室的自动化系统，其特征在于，所述数据获取子系统包括：传感器，用于获取微重力实验室内的环境信息数据；设备信息整合模块，用于对微重力实验室中的设备信息进行读取，获得设备信息数据；数据储存模块，用于将所述环境信息与所述设备信息数据进行整合后储存至数据库中
。3.
根据权利要求1所述的用于微重力实验室的自动化系统，其特征在于，所述模拟子系统包括：数据校正模块，用于将所述设备信息数据和所述环境信息数据进行标准化校正，获得实验室数据；三维模型构建模块，用于基于所述实验室数据构建所述空间三维设备模型和所述微重力实验室模型
。4.
根据权利要求3所述的用于微重力实验室的自动化系统，其特征在于，所述三维模型构建模块包括：设备构建单元，用于基于所述实验室数据构建设备模型；实验室构建单元，用于基于所述实验室数据构建微重力实验室模型；空间校正单元，用于基于实际微重力实验室的比例将所述设备模型和所述微重力实验室模型进行调整，获得所述空间三维设备模型和所述微重力实验室模型
。5.
根据权利要求1所述的用于微重力实验室的自动化系统，其特征在于，所述计算子系统包括：整合模块，用于将所述空间三维设备模型和所述微重力实验室模型进行整合，获得所述三维实验室模型；计算模型构建模块，用于获取三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张京军，龚长华，奚晓鹏，迟海鹏，
申请(专利权)人：北京戴纳实验科技有限公司，
类型：发明
国别省市：