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龙图腾网获悉何皓明;周金粮;高煜超;李筱萌申请的专利一种缆索检测机器人的二自由度运动控制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：CN113791629B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29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：202110619307.X，技术领域涉及：G05D1/49；该发明授权一种缆索检测机器人的二自由度运动控制方法是由何皓明;周金粮;高煜超;李筱萌设计研发完成，并于2021-06-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种缆索检测机器人的二自由度运动控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种缆索检测机器人的二自由度运动控制方法，具体包括步骤为：步骤1、建立坐标系；步骤2、建立转速模型；步骤3、求解转速；步骤4、建立控制效率模型；步骤5、建立姿态模型；步骤6、求解姿态角速度；步骤7、坐标转换；步骤8、二自由度控制。本发明能实现在缆索的轴向和周向的二自由度的任意控制，能针对不同倾斜角度缆索、索体直径均匀变化的同一缆索进行有效检测，检测范围覆盖光滑长直缆索和螺旋线缆索类型，即能以沿着缆索轴向方向不变的姿态和螺旋上升姿态对缆索进行检测。

本发明授权一种缆索检测机器人的二自由度运动控制方法在权利要求书中公布了：1.一种缆索检测机器人的二自由度运动控制方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤1、建立坐标系：缆索检测机器人为四旋翼检测机器人，具有四个旋翼；坐标系包括地球坐标系EX,Y,Z和检测机器人坐标系ex,y,z；其中，地球坐标系EX,Y,Z的原点O为地心，X轴为过地心的水平方向，Y轴为过地心且垂直于X轴的水平方向，Z轴为过地心的竖直方向；检测机器人坐标系ex,y,z中的原点o为缆索检测机器人的对称中心，z轴为过原点o且与缆索轴向相平行的轴，x-y平面平行于四个旋翼所在平面； 步骤2、建立转速模型：在检测机器人坐标系中，对每个旋翼电机均建立一个转速模型，转速模型为旋翼电机转速与输入电流之间的函数方程，具体表达式为： 式中，Tm为电机响应时间常数；为当前t时刻时的旋翼电机转速；σt为当前t时刻时的输入电流大小；为稳态转速；σc为稳态转速时的输入电流值；CR为与σc的比值；为偏移系数，反映电流零输入条件下电机的偏移转速； 步骤3、求解转速：将四个旋翼所对应的电机输入电流分别代入公式1中，从而得到四个旋翼的转速，分别为和 步骤4、建立控制效率模型：在检测机器人坐标系中，根据步骤2建立的转速模型，对缆索检测机器人建立控制效率模型；控制效率模型包括升力模型、以及x、y和z轴上的力矩模型，具体表示为： 式中，f为旋翼升力；cT、cM表征了电机转速和各轴上力矩的关系，在具体实验环境下测得；Tx、Ty和Tz分别为缆索检测机器人在x、y和z轴上的旋转力矩；d为旋翼电机与缆索中心轴间的距离； 步骤5、建立姿态模型：在检测机器人坐标系中，根据欧拉方程，对缆索检测机器人建立力矩与角速度的姿态模型为： 式3中，Jxx、Jyy和Jzz分别为缆索检测机器人在x、y和z轴上的转动惯量；ωx、ωy和ωz分别为缆索检测机器人分别在x、y和z轴上的姿态角速度；为ωx的一阶导数；为ωy的一阶导数；为ωz的一阶导数； 步骤6、求解姿态角速度：将步骤3求解的四个旋翼的转速，代入公式2中，求解得到Tx、Ty和Tz，再将得到的Tx、Ty和Tz代入公式3中，进行求解，从而得到ωx、ωy和ωz； 步骤7、坐标转换：将步骤4求解得到的ωx、ωy和ωz，分别转换至地球坐标系，得到地球坐标系下对应的姿态角速度ωx′、ωy′和ωz′； 步骤8、二自由度控制：通过控制四个旋翼电机的转速，实现缆索检测机器人在地球坐标系下姿态角速度ωx′、ωy′和ωz′的调整，进而实现缆索检测机器人在缆索轴向和周向上二自由度的控制。

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