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龙图腾网恭喜国网陕西省电力有限公司西安供电公司申请的专利基于有限元仿真的攀爬机器人提升力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：CN119310881B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16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：202411861745.7，技术领域涉及：G05B17/02；该发明授权基于有限元仿真的攀爬机器人提升力控制方法是由赵彬;许阳;李寅;陆震;肖烽;史博晖;翟剑;王涛;宋曦;吴凌翔设计研发完成，并于2024-12-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于有限元仿真的攀爬机器人提升力控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于有限元仿真的攀爬机器人提升力控制方法，本发明涉及工程机械数据处理技术领域。包括以下步骤该方法通过建立攀爬机器人的有限元仿真模型，获取上行传动齿轮的几何特征包括齿数、压力角、齿根曲率半径、齿根高度、齿宽和材料特征为弹性模量、泊松比。模拟带载状态下齿轮运行，获取转矩数据以确定模数，计算齿根应力。结合振动特征、表面温度修正齿根应力，获得精确值。通过表面高度差计算粗糙度，结合环境湿度和倾斜角修正摩擦系数，计算摩擦力。最终，根据摩擦力、精确齿根应力和重力，计算实时提升力控制系数，对提升力进行动态修正，实现攀爬机器人提升力的精确控制。

本发明授权基于有限元仿真的攀爬机器人提升力控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于有限元仿真的攀爬机器人提升力控制方法，其特征在于，具体步骤包括：采集攀爬机器人上行传动齿轮的几何特征参数，基于几何特征参数建立攀爬机器人的有限元仿真模型，获取攀爬机器人上行传动齿轮的材料特征参数，并将材料特征参数输入有限元仿真模型中，所述上行传动齿轮的几何特征参数包括齿数、压力角、齿根曲率半径、齿根高度和齿宽，所述材料特征参数包括弹性模量和泊松比；基于攀爬机器人的有限元仿真模型，模拟攀爬机器人带载状态下上行传动齿轮的运行，获取上行传动齿轮的转矩数据，通过转矩数据，结合上行传动齿轮的几何特征参数，确定上行传动齿轮的模数；基于确定的上行传动齿轮模数，计算得到上行传动齿轮的齿根应力，同时采集攀爬机器人运行时上行传动齿轮的振动特征参数，基于振动特征参数计算振动载荷，根据振动载荷，结合传动齿轮表面温度，对齿根应力进行修正，得到精确齿根应力，所述振动特征参数包括振动幅度和振动频率；基于表面粗糙度测量设备获取被攀爬装置表面粗糙度，通过表面粗糙度，结合环境湿度和攀爬倾斜角，对摩擦系数进行修正，得到精确摩擦系数，根据精确摩擦系数计算摩擦力；所述表面粗糙度测量设备选用触针式轮廓仪，从用于攀爬机器人攀爬的被攀爬装置表面中随机选择多个取样区域，使用触针式轮廓仪对取样区域进行测量分析，以得到各个取样区域的表面粗糙度，并计算全部取样区域的表面粗糙度均值，将这一均值作为被攀爬装置表面粗糙度，计算公式如下： 式中，Lk表示触针式轮廓仪在第k个取样区域的取样长度，k为取样区域的索引，且k∈[1,K]，K为取样区域的个数，Dxk为第k个取样区域的取样长度内第x处取样点偏离中心线的高度，x为取样长度内取样点的坐标，Rak为第k个取样区域的表面粗糙度，Ra为被攀爬装置表面粗糙度，中心线和Dxk通过触针式轮廓仪内置软件进行数据处理获得；通过表面粗糙度，结合环境湿度和攀爬倾斜角，对摩擦系数进行修正，得到精确摩擦系数，根据精确摩擦系数计算摩擦力，其中精确摩擦系数计算所依据的公式为： 式中，μ′t表示t时刻的精确摩擦系数，μ0为初始摩擦系数，RHt为t时刻的环境湿度，θ为攀爬倾斜角；根据精确摩擦系数计算摩擦力，其中摩擦力计算所依据的公式为：Ffrit＝μ′t*M1+M2式中，Ffrit为t时刻的摩擦力，M1和M2分别表示攀爬机器人设备重量和负载重量；根据摩擦力、精确齿根应力和载荷自身重力，计算得到攀爬机器人实时提升力控制系数，通过实时提升力控制系数对当前施加的提升力进行修正，完成攀爬机器人提升力的动态控制；根据摩擦力、精确齿根应力和载荷自身重力，计算得到攀爬机器人实时提升力控制系数，其中攀爬机器人实时提升力控制系数计算所依据的公式为： 式中，XSt为攀爬机器人t时刻的提升力控制系数，σF0′t为t时刻的精确齿根应力，FM表示载荷重力，yz为设定的齿根应力阈值，其中，ω1、ω2和ω3分别为精确齿根应力、摩擦力和载荷重力的权重系数，ω1≥ω2ω3且ω1、ω2和ω3均大于0。

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