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龍圖騰網(wǎng)恭喜大連海洋大學(xué)申請的專利元宇宙數(shù)字孿生的往復(fù)式船舶噴涂機(jī)器人系統(tǒng)及方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN119861551B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-06-20發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510349367.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05B11/42；該發(fā)明授權(quán)元宇宙數(shù)字孿生的往復(fù)式船舶噴涂機(jī)器人系統(tǒng)及方法是由衣正堯;朱嘉晟;楊天慈;石博博;陳瀟瀟;姚必明;王海山;陳真;徐昊;許瑩莉;袁浩宇;高雨陽;張文澤設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-03-24向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本元宇宙數(shù)字孿生的往復(fù)式船舶噴涂機(jī)器人系統(tǒng)及方法在說明書摘要公布了：元宇宙數(shù)字孿生的往復(fù)式船舶噴涂機(jī)器人系統(tǒng)及方法，其屬于船舶噴涂的技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人實體部分、實體映射交互層、仿真模型架構(gòu)層、關(guān)鍵數(shù)據(jù)驅(qū)動層、往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人虛擬孿生體部分。通過實體映射交互層和仿真模型架構(gòu)層，集成先進(jìn)的控制算法，實現(xiàn)噴涂過程的實時仿真和監(jiān)測。關(guān)鍵數(shù)據(jù)驅(qū)動層進(jìn)行參數(shù)驗證和優(yōu)化，確保噴涂質(zhì)量。虛擬孿生體部分模擬噴涂過程，與物理實體同步參數(shù)，便于監(jiān)控分析。本發(fā)明主要用于船舶外板噴涂，在提升作業(yè)效率、涂層質(zhì)量的同時，降低人工成本和環(huán)境污染風(fēng)險。

本發(fā)明授權(quán)元宇宙數(shù)字孿生的往復(fù)式船舶噴涂機(jī)器人系統(tǒng)及方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種元宇宙數(shù)字孿生的往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括：往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人實體部分、實體映射交互層、仿真模型架構(gòu)層、關(guān)鍵數(shù)據(jù)驅(qū)動層、往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人虛擬孿生體部分；所述往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人實體部分，包括：噴涂回收機(jī)構(gòu)（1）、機(jī)器人高架AGV機(jī)構(gòu)（2）、噴涂物料牽引機(jī)構(gòu)（3）；所述實體映射交互層，用于將往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人實體部分的參數(shù)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號進(jìn)行傳輸映射，實體映射交互層包括：孿生參數(shù)、物理尺寸、過程狀態(tài)；所述孿生參數(shù)包括噴涂AGV機(jī)器人速度、噴涂AGV機(jī)器人噴涂流量、機(jī)器人工作環(huán)境溫度；所述物理尺寸包括噴涂AGV機(jī)器人的長寬尺寸、底部尺寸、伸縮臂的臂長、負(fù)載重量、關(guān)節(jié)角度范圍、噴嘴直徑；所述過程狀態(tài)包括往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人在執(zhí)行噴涂任務(wù)過程中所處的狀態(tài)信息，用于監(jiān)控、優(yōu)化和故障診斷，狀態(tài)信息包括噴涂AGV機(jī)器人工作模式狀態(tài)、機(jī)器人噴涂進(jìn)度狀態(tài)、能耗狀態(tài)；所述仿真模型架構(gòu)層用于接入各個模型與參數(shù)進(jìn)行融合，包括機(jī)器人三維幾何模型構(gòu)建、系統(tǒng)控制電路導(dǎo)入、噴涂仿真模型構(gòu)建、電機(jī)控制系統(tǒng)仿真、噴涂路徑系統(tǒng)規(guī)劃以及系統(tǒng)模型構(gòu)建；所述機(jī)器人三維幾何模型構(gòu)建過程為：進(jìn)行船舶噴涂AGV機(jī)器人整體外形的三維掃描和數(shù)據(jù)采集，將所獲取的船舶噴涂AGV機(jī)器人數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與校準(zhǔn)，將處理后的機(jī)器人參數(shù)轉(zhuǎn)化為三角形網(wǎng)格模型，導(dǎo)入SolidWorks中，對船舶噴涂AGV機(jī)器人外觀顏色與細(xì)節(jié)進(jìn)行編輯處理，完成三維模型的構(gòu)建；所述系統(tǒng)控制電路導(dǎo)入的過程為通過電路設(shè)計軟件完成系統(tǒng)控制電路設(shè)計，導(dǎo)入系統(tǒng)架構(gòu)中；所述噴涂仿真模型構(gòu)建的過程為：導(dǎo)入船舶噴涂AGV機(jī)器三維幾何模型，采集的作業(yè)過程噴槍噴涂流場中流量、粘度參數(shù)，通過ANSYS軟件定義噴涂流場邊界條件、選擇流體模型，完成對AGV機(jī)器人噴涂流場的有限元分析；所述電機(jī)控制系統(tǒng)仿真過程包括：建立往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人的矢量控制系統(tǒng)模型，應(yīng)用控制算法通過MATLABSimulink進(jìn)行系統(tǒng)仿真實驗，所獲得數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)中；所述噴涂路徑系統(tǒng)規(guī)劃的過程為：分析獲得的三維模型、仿真模型參數(shù)，針對預(yù)設(shè)噴涂的涂層類型、厚度、均勻度參數(shù)，確定具體噴涂區(qū)域，在系統(tǒng)中通過預(yù)設(shè)算法完成生成噴涂路徑；所述系統(tǒng)模型構(gòu)建的過程為：通過差異函數(shù)表示船舶整體噴涂特征優(yōu)化與船體分段區(qū)域噴涂特征優(yōu)化耦合關(guān)系： （1）其中，表示船舶全部外表面待作業(yè)噴涂特征優(yōu)化模型，表示船體局部分段區(qū)域噴涂特征優(yōu)化模型，表示船體分段區(qū)域噴涂特征優(yōu)化模型參數(shù)集，表示船體分段區(qū)域噴涂特征優(yōu)化模型關(guān)系集，表示船體分段區(qū)域噴涂特征優(yōu)化模型中的第個特征的影響權(quán)重，表示船體分段區(qū)域噴涂特征優(yōu)化模型中的第個特征與其在船舶全部外表面待作業(yè)噴涂特征優(yōu)化模型中對應(yīng)特征之間的差異，表示船體分段區(qū)域噴涂特征優(yōu)化模型中的第個關(guān)系的影響權(quán)重，表示船體分段區(qū)域噴涂特征優(yōu)化模型中的第個關(guān)系與其在船舶全部外表面待作業(yè)噴涂特征優(yōu)化模型中對應(yīng)關(guān)系之間的差異；所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)驅(qū)動層包括參數(shù)驗證、數(shù)據(jù)優(yōu)化、性能預(yù)測；參數(shù)驗證通過與實際噴涂過程中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，進(jìn)行噴涂速度、涂料流量、噴涂壓力參數(shù)的驗證；數(shù)據(jù)優(yōu)化包括對噴涂AGV機(jī)器人數(shù)據(jù)清洗、特征選擇、參數(shù)調(diào)整，目的是找到最優(yōu)的噴涂參數(shù)組合；性能預(yù)測包括統(tǒng)計預(yù)測噴涂厚度質(zhì)量、問題故障點(diǎn)、維護(hù)需求；所述往復(fù)式船舶噴涂AGV機(jī)器人虛擬孿生體部分為孿生過程集成的虛擬機(jī)器人模型，在虛擬環(huán)境中模擬機(jī)器人的噴涂過程，實現(xiàn)與物理實體之間參數(shù)同步；作為噴涂AGV機(jī)器人物理實體的鏡像，實時反映機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)和噴涂效果。

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