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龙图腾网获悉北京信息科技大学;北京邮电大学申请的专利一种穿刺机器人规划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：CN119097414B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06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：202411158900.9，技术领域涉及：A61B34/10；该发明授权一种穿刺机器人规划控制方法是由张勤俭;杨浩;李海源设计研发完成，并于2024-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种穿刺机器人规划控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种穿刺机器人规划控制方法，属于医用机器人技术领域，包括：通过改进D‑H法建立穿刺机器人的连杆坐标系；根据D‑H坐标参数，计算穿刺机器人各坐标系间变换矩阵，将各坐标系间变换矩阵相乘得到穿刺机器人基座标系到穿刺针坐标系的转换矩阵；计算穿刺机器人正运动学方程，定义穿刺角度和穿刺长度，确定穿刺针针头位置与各电机传感器位移量的直接关系式；使用几何解析法对逆运动学进行求解各电机传感器位移量。本发明采用上述的一种穿刺机器人规划控制方法，可以提高活检过程的精准度和效率，减少并发症和患者不适，降低医生操作的疲劳度，提高了活检手术的安全性和可靠性。

本发明授权一种穿刺机器人规划控制方法在权利要求书中公布了：1.一种穿刺机器人规划控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过改进D-H法建立穿刺机器人的连杆坐标系；具体为：从固定基座开始依次为连杆编号，固定基座编号为连杆0，后续连杆依次编号，在每个连杆上固连一个坐标系，坐标系命名根据连杆名确定；S2、根据穿刺机器人D-H坐标参数，计算穿刺机器人各坐标系间变换矩阵，将各坐标系间变换矩阵相乘得到穿刺机器人坐标系到穿刺针坐标系的转换矩阵；S3、计算穿刺机器人正运动学方程，定义穿刺角度和穿刺长度，最终确定穿刺针针头位置与各电机传感器位移量的直接关系式；S4、使用几何解析法对逆运动学进行求解各电机传感器的位移量；改进D-H法的齐次变换矩阵通式如下： （1）其中，为连杆扭角，绕轴旋转，从轴到轴的转角，符合右手法则；为连杆长度，相邻两关节轴线之间距离，轴与轴公垂线长度，；为连杆距离，为轴与轴之间有向距离；为连杆转角，绕轴旋转，轴与轴转角，符合右手法则；为坐标系转化到坐标系的转化矩阵；c表示cos；s表示sin；根据穿刺机器人坐标参数，计算得到穿刺机器人各坐标系间变换矩阵如下： （2） （3） （4） （5） （6） （7）各变换矩阵相乘得到穿刺机器人基座坐标系到穿刺针坐标系的转换矩阵如下： （8）转化矩阵通式如下： （9）其中，为穿刺针针头位置矢量；，，向量分别为执行器末端点姿态，，轴的变换矩阵；为法向矢量，即固连在穿刺针坐标系中的X轴；为Y轴，为Z轴；表示穿刺长度，即机器人末端引导器前端点到穿刺针针头的距离；步骤S3中，联立公式（8）和公式（9）得到穿刺机器人正运动学方程为： （10）；步骤S3中，设前端机构电机传感器位移量为，，后端机构电机传感器位移量为，，底座机构电机传感器位移量为；按照坐标系建立，为穿刺俯仰角，具体表达式为： （11）计算正运动学方程中的代数值： （12）定义上一状态下机器人各电机传感器位移量，计算各电机传感器位移量： （13）联立公式（10）、（12）、（13）得，穿刺针针头位置与各电机传感器位移量的直接关系式： （14） 为穿刺针针头位置矢量；为机器人前端机构与后端机构的固定距离；步骤S4中，具体步骤如下：S41、设穿刺针针头位于目标点位置，已知穿刺针针头位置，入针点，末端执行器初始姿态，，设末端执行器最终姿态，；S42、已知空间中两点式直线方程如下： （15）S43、将步骤S41中的PQ两点代入步骤S42中的直线方程，得到： （16）由PQ两点得到穿刺角度： （17）其中，；S44、已知穿刺长度L，引导器前端点在Z轴方向上的数值等于穿刺针针头Z坐标值减去穿刺长度在Z方向的投影距离： （18）其中，表示；表示； （19）代入方程（16）解得，的具体数值解；S45、最终姿态与初始姿态对比得到： z轴方向位移量：； x轴方向位移量：前端点：；后端点：； y轴方向位移量：前端点：；后端点：。

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