(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111647008.3 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 广东省科 学院智能制造 研究所 地址 510000 广东省广州市越秀区先烈中 路100号大院15号楼 (72)发明人 吴丹雯　王佳相　秦昊　刘智　 张昱　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 代理人 刘凤 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 智能变频重型绕桩吊机数字孪生体构建方 法及装置 (57)摘要 本申请提供了智能变频重型绕桩吊机数字 孪生体构建方法及装置， 该方法包括： 构建物理 空间， 物理空间包括吊机、 传感器以及采集控制 系统； 构建数字孪生数字空间， 数字孪生数字空 间包括数字孪生虚拟模型， 数字孪生虚拟模型是 根据吊机的实体 设备建立的三维模 型； 通过数字 孪生映射模型实现物理空间与数字孪生虚拟模 型之间的映射， 构建吊机数字孪生系统， 吊机数 字孪生系统包括三维可视化平台， 以对吊机运行 参数进行监控。 通过采用上述智能变频重型绕桩 吊机数字孪生体构建方法及装置， 解决了无法对 吊钩位置进行准确定位的问题。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 114329832 A 2022.04.12 CN 114329832 A 1.一种智能变频重型绕桩吊机数字 孪生体构建方法， 其特 征在于， 包括： 构建物理空间， 所述物 理空间包括吊机、 传感器以及采集控制系统， 所述传感器安装在 吊机上， 所述采集控制系统通过所述传感器采集 吊机运行参数， 并将采集到的吊机运行参 数传输至数字孪生数字空间； 构建数字孪生数字空间， 所述数字孪生数字空间包括数字孪生虚拟模型， 所述数字孪 生虚拟模型 是根据所述吊机的实体设备建立的三维模型； 通过数字孪生映射模型实现所述物 理空间与所述数字孪生数字空间之间的映射， 构建 吊机数字孪生系统， 所述 吊机数字孪生系统包括三维可视化平台， 以对吊机运行参数及运 行状态进行监控。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 通过以下步骤构建数字 孪生虚拟模型： 利用CAD软件 对吊机进行等比例三维建模， 获取吊机几何模型； 为所述吊机几何模型 添加刚体、 网格碰撞器以及物理材质， 获取吊机物理模型； 基于所述吊机物理模型以及吊机 中各机械结构之间的运动关系， 构建数字孪生虚拟模 型。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述数字孪生虚拟模型包括运动控制模 型； 所述基于所述吊机物 理模型以及吊机 中各机械结构之间的运动关系， 构建数字孪生虚 拟模型， 包括： 基于所述吊机中各机械结构之间的运动关系， 确定吊机中各机械结构之间的运动层 级； 基于所述运动层级， 确定反映所述吊机 中各机械结构之间的运动约束关系的运动控制 模型； 利用所述运动控制模型控制所述吊机物理模型实现机械运动， 以构建数字孪生虚拟模 型。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述利用所述运动控制模型控制所述吊机 物理模型实现机 械运动， 以构建数字 孪生虚拟模型的步骤 包括： 利用运动控制模型对所述吊机物理模型的主副钩升降运动、 吊臂变幅运动以及回转平 台回转运动进行控制。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述构建数字 孪生数字空间， 还 包括： 构建三维可视化平台； 将所述数字 孪生虚拟模型导入所述 三维可视化平台， 以实时呈现吊机运行参数。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述数字孪生数字空间还包括数字孪生智 能化模型， 所述数字孪生智能化模型能够对所述 吊机运行参数进行分析， 并将分析结果发 送至所述 三维可视化平台。 7.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述 三维可视化平台包括 监控面板； 所述数字 孪生智能化模型通过 执行以下步骤 对所述吊机运行参数进行分析： 接收从所述采集控制系统发送的吊机运行参数； 确定所述吊机运行参数与所述吊机运行参数的参数指标 是否相符； 如果确定与 所述吊机运行参数的参数指标不符， 则向所述数字孪生数字空间发送预警权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114329832 A 2信息， 并在所述 监控面板中进行显示。 8.一种智能变频重型绕桩吊机数字 孪生体构建装置， 其特 征在于， 包括： 物理空间构建模块， 用于构建物 理空间， 所述物 理空间包括吊机、 传感器以及采集控制 系统， 所述传感器安装在吊机上， 所述采集控制系统通过所述传感器采集吊机运行参数， 并 将采集到的吊机运行参数传输 至数字孪生数字空间； 数字空间构建模块， 用于构建数字孪生数字空间， 所述数字孪生数字空间包括数字孪 生虚拟模型， 所述数字 孪生虚拟模型 是根据所述吊机的实体设备建立的三维模型； 映射模型构建模块， 用于通过数字孪生映射模型实现所述物理空间与 所述数字孪生数 字空间之 间的映射， 构建吊机数字孪生系统， 所述吊机数字孪生系统包括三 维可视化平台， 以对吊机运行参数及运行状态进行监控。 9.一种电子设备， 其特征在于， 包括： 处理器、 存储介质和总线， 所述存储介质存储有所 述处理器可执行 的机器可读指令， 当电子设备运行时， 所述处理器与所述存储介质之间通 过总线通信， 所述处理器执行所述机器可读指令， 以执行如权利要求1至7中任一项所述智 能变频重型绕桩吊机数字 孪生体构建方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有计算机 程序， 所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求 1至7中任一项 所述智能变频重型绕 桩吊机数字 孪生体构建方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114329832 A 3