(19)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 202211164080.5 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 山西工程 技术学院 地址 045000 山西省阳泉市开发区学院路 (72)发明人 宁志强　卫立新　李明俭　高有山　 路亮　 (74)专利代理 机构 山西五维专利事务所(有限 公司) 1410 5 专利代理师 茹牡花 (51)Int.Cl. B66F 9/075(2006.01) B66F 17/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) (54)发明名称 一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方 法 (57)摘要 本发明涉及一种基于飞控系统的叉车数字 孪生构建方法， 包括以下步骤： 将三维模 型、 电器 模型和液压模 型导入仿真软件中， 建立叉车数字 孪生体； 通过 飞控系统和多个传感器获得叉车的 运行数据； 将叉车数字孪生体导出仿真软件， 生 成数字孪生体应用程序； 通过 飞控系统的地面站 将叉车实时运行数据写入数字孪生体的参数文 件中； 运行数字孪生体应用程序， 载入参数文件， 生成结果文件； 根据评估报告和结果文件获得叉 车现有起重量的行驶速度推荐值。 本发明通过构 建叉车数字孪生体， 运行数字孪生体应用程序， 生成结果文件， 根据评估报告和结果文件获得叉 车现有起重量的行驶速度推荐值和对倾覆进行 预测， 防止危险事故的发生， 又不降低叉车运输 效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115432634 A 2022.12.06 CN 115432634 A 1.一种基于飞控系统的叉 车数字孪生构建方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 构建叉车零部件三维模型， 并将三维模型、 电器模型和液压模型导入仿真软件中， 建立 叉车数字孪生体； 通过飞控系统和多个传感器获得 叉车的运行 数据， 并且作为历史数据进行存 储； 将历史数据中的加速度作为惯性力通过仿真软件填加到叉 车数字孪生体中； 将叉车数字孪生体导出仿真软件， 生成数字孪生体应用程序和参数文件， 然后导入到 叉车的机载计算机中； 通过飞控系统的地 面站将叉 车实时运行 数据写入数字 孪生体的参数文件中； 运行数字孪生体应用程序， 载入参数文件， 生成结果文件； 根据历史数据评估司机转弯、 制动操作习惯和路面状况， 得到评估报告； 根据评估报告 和结果文件获得 叉车现有起重量的行驶速度推荐值。 2.根据权利要求1所述的一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方法， 其特征在于： 还 包括以下步骤： 通过叉车控制器控制叉车电机转速， 将叉车速度控制在推荐速度内， 并且通过语音提 示装置播报推荐速度。 3.根据权利要求1所述的一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方法， 其特征在于： 还 包括以下步骤： 根据评估报告和结果文件预测叉车是否倾覆， 通过语音提示装置对司机进行倾覆预 警。 4.根据权利要求1所述的一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方法， 其特征在于， 所 述叉车数字孪生体包括由三 维绘图软件构建的叉车起升机构、 转向机构、 门架系统、 液压系 统、 电气模型。 5.根据权利要求1所述的一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方法， 其特征在于： 所 述飞控系统为无人机飞控系统； 所述飞控系统包括陀螺仪、 加速度计和GPS， 陀螺仪用于检 测叉车车身倾斜角度， 加速度计用于获得车身速度和车身冲击加速度， GPS用于定位叉车位 置。 6.根据权利要求1所述的一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方法， 其特征在于： 所 述多个传感器包括起升油缸位移传感器、 倾斜油缸位移传感器和重量传感器； 所述起升油 缸位移传感器和倾斜油缸位移传感器分别用于检测起升油缸和倾斜油缸的伸出距离； 所述 重量传感器用于检测叉架上重物的重量。 7.根据权利要求1所述的一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方法， 其特征在于： 所 述机载计算机的显示屏动态显示叉 车实时三维姿态和运行 数据。 8.根据权利要求1或5所述的一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方法， 其特征在 于： 所述飞控系统为APM飞控系统或PX4飞控系统或PIX飞控系统中的任意 一种。 9.根据权利要求1所述的一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方法， 其特征在于： 所 述地面站为与飞控系统相匹配的开源地面站， 为mission  planner地面站或 QGroundCo ntrol地面站中的一种。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115432634 A 2一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建 方法 技术领域 [0001]本发明属于叉车设备技术领域， 特别涉及 一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建 方法。 背景技术 [0002]数字孪生作为推动第四次工业革命的通用目的技术， 通过将物理世界和数字空间 的深度融合， 结合智能算法可以实现数据驱动的运营监控和优化， 极大地推进着制 造业向 更高水平的自动化、 信息化、 智能化的方向发展。 数字孪生是集成多学科、 多物理量、 多尺 度、 多概率的仿 真过程， 在虚拟空间中完成映射， 从而反映相对应的实体装备的全生命周期 过程。 [0003]近年来， 物流行业规模快速增长， 服务能力显著提升， 技术装备条件明显改善， 物 流装备呈现出体量大型化、 功能复杂化、 能力高效化等几大趋势， 其中叉车具备汽车载重运 输功能并且可实现机械化装卸的运输车辆， 具有实用性、 高效率性等特征， 在物流行业中发 挥着举足轻重的作用， 但是叉车使用不当， 如车速过快， 造成的安全事故， 引发了重大 的人 员伤亡和严重的经济损失。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种基于飞控系统的叉车数字孪生构建方法， 能够提供行 驶速度推荐值， 使车速在推荐速度下， 保证司机安全； [0005]为达到上述目的， 本发明采用的技 术方案是： [0006]一种基于飞控系统的叉 车数字孪生构建方法， 包括以下步骤： [0007]构建叉车零部件三维模型， 并将三维模型、 电器模型和液压模型导入仿真软件中， 建立叉车数字孪生体； [0008]通过飞控系统和多个传感器获得 叉车的运行 数据， 并且作为历史数据进行存 储； [0009]将历史数据中的加速度作为惯性力通过仿真软件填加到叉 车数字孪生体中； [0010]将叉车数字孪生体导出仿真软件， 生成数字孪生体应用程序和参数文件， 然后导 入到叉车的机载计算机中； [0011]通过飞控系统的地 面站将叉 车实时运行 数据写入数字 孪生体的参数文件中； [0012]运行数字孪生体应用程序， 载入参数文件， 生成结果文件； [0013]根据历史数据评估司机转弯、 制动操作习惯和路面状况， 得到评估报告； 根据评估 报告和结果文件获得 叉车现有起重量的行驶速度推荐值。 [0014]优选的， 还 包括以下步骤： [0015]通过叉车控制器控制 叉车电机转速， 将叉车速度控制在推荐速度 内， 并且通过语 音提示装置播报推荐速度。 [0016]优选的， 还 包括以下步骤： [0017]根据评估报告和结果文件预测叉车是否倾覆， 通过语音提示装置对司机进行倾覆说　明　书 1/4 页 3 CN 115432634 A 3