1. 本选题研究的目的及意义
随着工业4.0的蓬勃发展,智能制造已成为制造业转型升级的重要方向。
协作机器人作为智能制造的关键组成部分,其应用范围不断扩大,对人机协作的安全性、灵活性和智能化提出了更高的要求。
数字孪生技术作为一种连接物理世界和虚拟世界的桥梁,为协作机器人的设计、开发、部署和运维提供了一种全新的思路。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,数字孪生技术在国内外得到越来越多的关注和研究,并逐渐应用于航空航天、制造业、医疗健康等领域。
在机器人领域,数字孪生技术也展现出巨大的应用潜力。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究以ur5多协作机器人为研究对象,构建基于ur5多协作机器人的数字孪生系统,实现对机器人的虚拟仿真、状态监控、故障诊断等功能。
主要内容包括:
1.ur5多协作机器人系统分析与建模:对ur5机器人进行运动学和动力学分析,建立机器人的数学模型;搭建机器人的工作环境,并进行三维建模。
2.数字孪生系统架构设计:设计数字孪生系统的整体架构,包括数据采集层、数据处理层、虚拟模型层、应用层等;确定各层级之间的通信协议和数据交互方式。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、实验研究和仿真验证相结合的方法,具体步骤如下:
1.文献调研:查阅国内外相关文献资料,了解数字孪生技术、ur5机器人、运动控制、系统仿真等方面的研究现状,为本研究提供理论基础和技术参考。
2.系统分析与建模:对ur5多协作机器人的结构、功能和工作原理进行分析,建立机器人的运动学和动力学模型,并使用适当的软件工具对机器人的工作环境进行三维建模。
3.数字孪生系统架构设计:设计数字孪生系统的整体架构,包括数据采集层、数据处理层、虚拟模型层和应用层等,并确定各层级之间的通信协议和数据交互方式。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.将数字孪生技术应用于ur5多协作机器人,构建完整的数字孪生系统,为协作机器人的研究提供一种新的思路和方法。
2.研究三维模型轻量化技术,提高机器人模型在虚拟空间中的渲染效率,实现数字孪生系统的实时性和流畅性。
3.研究机器人运动轨迹规划算法,实现机器人运动轨迹的仿真和优化,提高机器人的运动效率和安全性。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 陶飞,刘检华,赵江,等.数字孪生技术与应用综述[j].计算机集成制造系统,2018,24(01):1-18.
2. 齐俊桐,陶飞,胡静,等.数字孪生车间概念、体系结构及关键技术[j].计算机集成制造系统,2019,25(06):1299-1311.
3. 赵敏,张贺,丁良,等.面向智能制造的数字孪生技术研究综述[j].计算机集成制造系统,2020,26(02):289-303.
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