37 / 2024-06-30 10:01:46

机-土-结构共存的沉井机器人水下挖掘数字孪生系统开发

沉井；机器人；水下挖掘；数字孪生；系统开发

为解决ACPP新型沉井施工装备机器人水下挖掘过程中作业状态不可视的现实难题，特开发一种机-土-结构共存的数字孪生系统。通过建立六自由度水下挖掘机器人运动学模型完成了对其绞吸头末端三维位置坐标的获取，并进一步结合数据过滤与平面化处理方法，实现了绞吸头三维运动轨迹的二维平面可视化。基于Unity3D提出一种可表达土体挖掘效果的土颗粒生成与销毁的建模方法与分层管理制度，确保了系统模型的轻量化以及对计算机性能的低消耗，并结合机器人双重作业视角设定、界面动态刷新和结构碰撞检测设计，进一步提升了本系统的友好性。通过在上海轨道交通某通风井工程项目应用，验证了本系统在施工效率提升和安全风险管控方面的突出作用。后续将结合沉井结构整体下压过程中十字梁梁下与刃脚周围土体被挤压位移的现实进一步优化实现方法。