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龙图腾网获悉西安深蓝智能机器有限公司;北京通成达水务建设有限公司申请的专利一种控制管道打磨机器人的系统及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：CN120287350B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12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：202510786767.X，技术领域涉及：B25J19/00；该发明授权一种控制管道打磨机器人的系统及方法是由焦志伟;于刚;王超;周洋;刘波;鲁锦辉;张晓凤;高宁;刘夏;陈大林;马东潇;杨远航;谭海艳设计研发完成，并于2025-06-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种控制管道打磨机器人的系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种控制管道打磨机器人的系统及方法，涉及机器人控制技术领域，该系统由若干功能模块组成，包括：变径自适应预处理模块，通过激光连续扫描获取管径曲线，将连续扫描的点云数据，通过SLAM算法实时拼接，构建管道的动态三维拓扑模型；获取机器人的姿态数据，计算机器人在管道内中心轴线的偏移量；获取管道内监测环境温度，通过热传导有限元分析，构建管道的动态热膨胀模型，根据热膨胀模型修正管径值；依据偏移量和修正管径值，通过模糊PID控制器计算伞状结构的伸缩量，生成伞状结构伸缩指令；吸尘头同步展开至管壁；多工序协同控制模块。

本发明授权一种控制管道打磨机器人的系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种控制管道打磨机器人的系统，其特征在于，该系统包括： 变径自适应预处理模块，通过激光连续扫描获取管径曲线，将连续扫描的点云数据，通过SLAM算法实时拼接，构建管道的动态三维拓扑模型；获取机器人的姿态数据，计算机器人在管道内中心轴线的偏移量；获取管道内监测环境温度，通过热传导有限元分析，构建管道的动态热膨胀模型，根据热膨胀模型修正管径值；依据偏移量和修正管径值，通过模糊PID控制器计算伞状结构的伸缩量，生成伞状结构伸缩指令； 所述通过SLAM算法实时拼接的过程为： 采用LIO-SLAM算法应用，通过以下步骤实现点云数据动态拼接： S101：利用IMU数据，加速度计和陀螺仪，实时计算机器人位姿变化； S102：通过ICP算法将相邻帧的点云数据对齐； S103：基于SLAM框架，将拼接后的点云数据构建成管道的动态三维拓扑模型； 采用体素滤波降低点云密度，同时保留几何特征；通过统计离群点检测去除噪声点； 所述构建管道的动态三维拓扑模型的过程为： 依据密集的点云数据，覆盖整个管道截面，对复杂形状的管道内壁进行生成；每一帧点云数据包含空间点坐标信息，并对点云进行滤波处理，去除孤立点； 采用ICP算法，将新获取的一帧点云与之前构建的地图进行匹配，找到两帧点云之间的最佳刚体变换，通过整合多个局部配准的结果，形成一致的全局地图； 基于已配准的点云数据，运用计算机视觉算法提取出管道内部的关键几何特征，建立一个详细的拓扑结构；随着机器人不断前进，新的点云数据被持续添加到现有地图中，实现了对管道三维模型的动态更新； 多工序协同控制模块，根据管径曲线和涂层厚度要求，动态设定喷涂基准速度和关系；通过YOLOv5模型实时检测管壁异物，当识别出障碍物高度大于高度阈值c时，暂停行进，触发清除，继续进程；若仍无法清除，标记位置并通知控制台人工干预； 当识别出障碍物高度小于等于高度阈值c时，暂停行进，触发局部补打磨； 涂层厚度闭环控制模块，实时获取厚度反馈，与目标值对比，调节喷涂电机转速，对喷头进行浮动补偿； 所述修正管径值的过程为： 基于管道材料属性，对模型进行网格划分，将连续的管道结构离散化为许多小单元格，并根据实际情况设置合适的边界条件，利用有限元方法求解热传导方程，预测在给定条件下管道各部分随时间变化的温度场分布情况； 根据温度场分布，逐段计算管道各位置的热膨胀量；采用内外壁温度的平均值作为修正依据； 所述生成伞状结构伸缩指令的具体过程为： 通过模糊逻辑动态调整传统PID的三个参数，比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd，其输入为误差和误差变化率，输出为PID参数修正值；采用Mamdani模糊推理，计算每条规则的权重，通过重心法，将模糊输出转化为精确的Kp、Ki、Kd值，依据修正后的Kp、Ki、Kd值，实时调整伸缩量。

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