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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种内撑式移动加工机器人稳定性优化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：CN121777207B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08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：202610277491.7，技术领域涉及：B25J19/00；该发明授权一种内撑式移动加工机器人稳定性优化方法是由李特;兰天;毛崇博;刘海波;李旭;薄其乐;王永青设计研发完成，并于2026-03-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种内撑式移动加工机器人稳定性优化方法在说明书摘要公布了：本发明一种内撑式移动加工机器人稳定性优化方法，属于机器人加工技术领域。该方法通过对支撑力进行主动调控以优化稳定性。首先对滚轮与管内壁的接触进行分析，形成接触界面的力约束条件。其次，通过动力学和静力学分析，建立整个移动加工机器人的力平衡关系。接下来，进行潜在扰动表征和动态加工力离散，结合已建立的约束条件和力平衡关系、支撑力输出约束，构建高抗扰的支撑力分配模型。最后，通过线性优化计算，得到各支撑力的数值。采用支撑力下机器人在作业任务中的始终保持稳定，显著增强了其抗干扰能力。本发明通过支撑力调控的方法解决了移动机器人在管内加工中面临的倾覆和滑移风险，有效保障了机器人的稳定性。

本发明授权一种内撑式移动加工机器人稳定性优化方法在权利要求书中公布了：1.一种内撑式移动加工机器人稳定性优化方法，其特征在于，首先对滚轮与管内壁的接触进行分析，形成接触界面的力约束条件；其次，通过动力学和静力学分析，建立整个移动加工机器人的力平衡关系；接下来，进行潜在扰动表征和动态加工力离散，结合已建立的约束条件和力平衡关系、支撑力输出约束，构建高抗扰的支撑力分配模型；最后，通过线性优化计算，得到各支撑力的数值； 具体步骤如下： 步骤一：建立接触界面约束条件 首先，建立单个滚轮与管内壁的接触约束；在准静态条件下，滚轮与管内壁之间的接触力符合摩擦锥形式；为避免非线性求解的复杂性，摩擦锥被近似为矩形棱锥，由此建立单滚轮的接触力关系： 1 其中，为摩擦系数分量；代表滚动阻力系数；i表示支撑单元和运动单元的索引；k表示运动单元内车轮的索引；和分别表示接触力沿x向和y向的切向分量；表示接触力沿z向的法向分量；为取向量范数的运算符；和分别表示滚轮沿x向和y向的阻力系数； 接下来，建立运动单元的等效接触约束；建立等效接触点，由等效接触力关系来表示各滚轮的接触作用； 2 其中，、及分别表示沿x、y、z三向的分量，记为；和分别为滚轮沿x向和y向的阻力系数从单接触约束到运动单元等效约束的关系映射；即为接触界面约束条件； 步骤二：建立机器人稳定平衡关系 首先，进行加工机构的动力学分析；建立惯性力、切削力对机器人本体的作用力，表示为加工力； 3 其中，为加工机构的动力学关系； 接下来进行机器人整体力学建模；建立机器人稳定状态下整体力平衡关系： 4 其中，为机器人本体的受力，为各运动支撑支链力，其为用于力传递表示的中间量，为机器人本体的重力，为从运动支撑支链坐标系{ci}变换至机器人坐标系{r}的运动学变换关系矩阵，为加工机构坐标系{a0}变换至机器人坐标系{r}的运动学变换关系矩阵，n为支撑单元和运动单元的索引最大值，即； 建立各运动支撑支链内力关系： 5 其中，为各运动支撑支链施加的主动力；和分别为支链内各力的静力学关系； 得到由重力、加工力、主动支撑力、接触力表示的机器人整体力平衡关系，表示为： 6 支链内主动支撑力与接触力关系为： 7 其中，为支链内接触力与主动支撑力之间的力学关系；和即为机器人稳定平衡关系； 步骤三：建立高抗扰的支撑力分配模型 首先是动态加工力离散；将连续的动态加工过程产生的力离散为N组加工力，构成加工力向量，与之相对应接触力向量为，表示为： 8 相应地，动态加工力作用下的机器人力平衡关系，基于拓展为： 9 其中，表示一个长度为的列向量，其中所有元素均等于1；而则表示一个维的单位矩阵； 接下来，进行潜在扰动表征；根据干扰源确定作用于机器人的潜在扰动方向向量，这些扰动方向向量集合记为，其中，=1~；机器人所能抵抗的扰动力幅值表示为，各方向的扰动力可记为,引入力平衡关系中，即在基础上拓展为 10 下面，建立驱动输出力约束；考虑实际力驱动装置具有输出力上限，记为，因此增加对主动支撑力的约束关系： 11 通过上述步骤，形成的约束条件和平衡关系、、、构成高抗扰的支撑力分配模型，表示为： 12 其中，为各支链的集合，表示为； 步骤四：线性优化计算 采用线性规划方法，计算公式为： 13 计算即可得保证移动加工机器人稳定且具备最佳扰动抵抗能力的主动支撑力分布，从而实现了机器人稳定性优化。

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