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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利管道机器人的多模式麦克那姆式行动装置及辊子设计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：CN116951218B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-06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：202310807090.4，技术领域涉及：F16L55/30；该发明授权管道机器人的多模式麦克那姆式行动装置及辊子设计方法是由刘城;袁筝;李睿;田哲;闫清东设计研发完成，并于2023-07-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本管道机器人的多模式麦克那姆式行动装置及辊子设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种管道机器人的多模式麦克那姆式行动装置及辊子设计方法，该行动装置包括：支架及并列安装在支架上的麦克纳姆驱动轮和全向负重轮；麦克那姆驱动轮包括：驱动轮轴、驱动轮外壳及若干辊子A；全向负重轮包括：负重轮轴、负重轮外壳及若干辊子B；麦克那姆驱动轮的若干辊子A安装在驱动轮外壳的外圆周面上，辊子A采用麦克纳姆轮式布局，即辊子A轴线与对应柱形外壳或锥形外壳的母线呈45°夹角；全向负重轮的若干辊子B安装在负重轮外壳的外圆周面上，辊子B采用全向轮式布局，即辊子B轴线与对应的柱形外壳或锥形外壳的母线垂直。本发明能够将柱形麦克那姆轮和锥形麦克那姆轮结合，提高行动装置的适应性。

本发明授权管道机器人的多模式麦克那姆式行动装置及辊子设计方法在权利要求书中公布了：1.一种用于管道机器人的多模式麦克纳姆式行动装置的锥形麦克纳姆轮辊子的设计方法，其特征在于，所述管道机器人的多模式麦克纳姆式行动装置，包括：支架及并列安装在支架上的麦克纳姆驱动轮和全向负重轮；麦克纳姆驱动轮和全向负重轮轴线平行； 麦克纳姆驱动轮包括：驱动轮轴、驱动轮外壳及若干辊子A； 全向负重轮包括：负重轮轴、负重轮外壳及若干辊子B； 驱动轮轴、负重轮轴均与支架固连；驱动轮外壳通过轴承同轴套装在驱动轮轴上，负重轮外壳通过轴承同轴套装在驱负重轮轴上；驱动轮轴通过电机驱动驱动轮外壳旋转； 驱动轮外壳和负重轮外壳均包括中间的柱形外壳和两侧的锥形外壳； 若干辊子A安装在驱动轮外壳的外圆周面上，辊子A采用麦克纳姆轮式布局，即辊子A轴线与对应柱形外壳或锥形外壳的母线呈45°夹角；辊子A共排列为三圈，三圈分别对应驱动轮外壳中间的柱形外壳和两侧的锥形外壳，构成了中间的柱形麦克纳姆轮和两侧的锥形麦克纳姆轮； 若干辊子B安装在负重轮外壳的外圆周面上，辊子B采用全向轮式布局，即辊子B轴线与对应的柱形外壳或锥形外壳的母线垂直； 所述一种管道机器人，包括：主体、四个行动装置及四个变径装置； 所述主体为圆柱状结构的支架，四个行动装置分别一一对应通过四个变径装置与主体连接；四个行动装置以主体为中心呈辐射状等角度分布；行动装置用于提供驱动管道机器人前进的驱动力，变径装置用于改变行动装置与主体之间的距离，以适应不同管径的管道； 所述一种用于管道机器人的多模式麦克纳姆式行动装置的锥形麦克纳姆轮辊子的设计方法的具体步骤如下： 步骤一，以O为原点建立直角坐标系Oxyz，圆锥OP为锥形麦克纳姆轮的理论设计圆锥，直线m为辊子轴线，点C为与地面接触的半径最大点，该点到圆锥轴线的距离为R，R的值由总体设计决定，辊子轴线与辊子母线共面的平面为平面α，曲线AB为辊子母线，点D、E、F分别为点A、B、C在直线m上的投影，线段CF、线段DF、线段EF的长度由总体设计决定，其中，线段CF的长度决定了辊子的最大半径，线段DF和线段EF的长度决定了辊子的轴向长度； 因此，圆锥OP侧面在坐标系Oxyz中的方程为： 公式1-1 步骤二，以C为原点，以方向为x轴正方向，以方向为y轴正方向，建立直角坐标系Cxyz，并将公式1-1由坐标系Oxyz变换到坐标系Cxyz，得到圆锥OP侧面在坐标系Cxyz中的方程： 由坐标系Oxyz在坐标系Cxyz中的位置得到坐标变换方程： 公式1-2 整理得： 公式1-3 将公式1-3带入公式1-1，得到圆锥OP侧面在坐标系Cxyz中的方程： 公式1-4 步骤三，由于平面α在坐标系Cxyz中的方程为： z=0公式1-5 联立公式1-4与公式1-5，得到曲线AB，即辊子母线的方程为： 公式1-6 根据辊子母线的方程，可得到辊子的模型。

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