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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利基于并联式四足管道爬壁机器人的足端轨迹规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116301002B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310260206.7，技术领域涉及：G05D1/49；该发明授权基于并联式四足管道爬壁机器人的足端轨迹规划方法是由张铁;袁泽锟;赖乙宗设计研发完成，并于2023-03-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于并联式四足管道爬壁机器人的足端轨迹规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于并联式四足管道爬壁机器人的足端轨迹规划方法，包括以下步骤：S1、简化机器人的结构，并设置机器人的结构参数；S2、基于机器人与管道坐标的相对关系确定机器人的起始位姿；S3、构建机器人的单腿运动学模型；S4、基于单腿运动学模型，对机器人的单腿足端运动轨迹进行规划；S5、基于机器人单腿足端运动轨迹的规划，假定机器人在平面上进行运动，获得机器人具体运动轨迹。本发明降低足端轨迹造成的不良冲击，提高了机器人运动的连续性、稳定性和效率；特别是减少足端摆动相过程中足端离开和接触地面过程带来的冲击。

本发明授权基于并联式四足管道爬壁机器人的足端轨迹规划方法在权利要求书中公布了：1.基于并联式四足管道爬壁机器人的足端轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、简化机器人的结构，并设置机器人的结构参数； 所述结构参数包括：前后足一号关节距离，左右足一号关节距离，一号关节与二号关节沿正交轴距离及，二号关节与三号关节距离，二号及三号关节主动连杆长度，二号及三号关节被动连杆长度，足端连杆长度； S2、基于机器人与管道坐标的相对关系确定机器人的起始位姿； 步骤S2包括以下步骤： S201、构建机器人的机身坐标系与管道的坐标系：管道的半径为R，以管道中心为原点，管道中心轴为轴，垂直向上为轴建立管道基础坐标系；以机器人中心为原点，轴的方向沿机器人轴向运动的方向，轴垂直机身向上建立机器人机身坐标系； S202、基于步骤S201中建立的坐标系，确认机器人与管道的相对位姿参数：机器人位姿采用6个相对位姿参数确定，此6个相对位姿参数分别为：、、、、和；其中，为机身坐标系的原点在管道坐标系中的位置坐标，代表机器人中心相对管道坐标原点的位置；、、为机身坐标系相对于管道坐标系绕轴、轴、轴旋转的角度； S203、基于步骤S201中建立的机器人的坐标系及步骤S202中确定的相对位姿参数，确定机器人机身坐标系相对于管道坐标系的坐标齐次变换矩阵； S204、基于步骤S201中建立的坐标系及步骤S202中确定的相对位姿参数，确定机器人的起始位姿：一号关节角度不为，足端连杆垂直于内壁，机身坐标系的原点位于管道坐标系原点正下方，即，坐标系偏角，机器人腿部伸展长度为，其中为初始状态下的的值，为向量在轴上的投影长度；则可得机器人起始位姿的几何关系为： ， ； S205、基于步骤S203中确定机器人的机身坐标系相对于管道坐标系的坐标齐次变换矩阵及步骤S204中给定的机器人起始位姿，确定机器人起始位姿下机器人的机身坐标系相对于管道坐标系的坐标齐次变换矩阵； S3、构建机器人的单腿运动学模型； S4、基于单腿运动学模型，对机器人的单腿足端运动轨迹进行规划； 步骤S4包括以下具体步骤： S401、基于步骤S203中确定的坐标齐次变换矩阵及步骤S204中确定的机器人起始位姿，确定机器人左前腿足端在机身坐标系中的初始状态的坐标为； S402、确定机器人足端在运动过程中分为支撑相和摆动相，两者结合为完整的一个周期的足端运动轨迹，设完整运动周期为，支撑相周期为，摆动相周期为，则； S403、确定、及分别为机器人足端在沿机身坐标系、及轴的最大运动步长，且有； S404、基于步骤S403确定的参数、及，在完整运动轨迹所在平面建立辅助坐标系，辅助坐标系所在的平面与平面的夹角为； S405、机器人左前腿足端在机身坐标系中运动的支撑相直线轨迹为： ； 其中，为足端在辅助坐标系的轴上的位置，与步态采样时间有关，即，且，； S406、机器人左前腿足端在辅助坐标系中运动的摆动相复合摆线轨迹为： ； 其中，为步态采样时间，为摆动相周期，假设；； S407、机器人左前腿足端在机身坐标系中运动的摆动相复合摆线轨迹为： ； 式中，为足端在辅助坐标系中的位置； S5、基于机器人单腿足端运动轨迹的规划，假定机器人在平面上进行运动，获得机器人具体运动轨迹。

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