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龙图腾网恭喜首都医科大学申请的专利手术机器人位置姿态控制联合避障关节极限的方法及系统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：CN115179297B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-28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：202210994059.1，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权手术机器人位置姿态控制联合避障关节极限的方法及系统是由张楠;武博;郝林佳设计研发完成，并于2022-08-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本手术机器人位置姿态控制联合避障关节极限的方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种手术机器人位置姿态控制联合避障关节极限的方法及系统。所述方法包括：步骤1：建立机械臂与障碍物凸体模型，计算所述模型内凸体之间的最近距离以及方向；步骤2：根据目标位姿和障碍物的分布，实时规划末端执行器的速度；步骤3：结合末端规划速度与安全约束，控制手术机器人的运动。为了实现机器人安全准确的位置姿态控制，针对机器人自主手术中的三个阶段分别规划末端执行器的速度，将其表述为等式约束，同时将避障和关节限制表述为不等式约束，以最小化关节角速度为目标函数，形成二次规划问题，最后利用原‑对偶神经网络对二次规划问题进行求解，保证运动的实时性。

本发明授权手术机器人位置姿态控制联合避障关节极限的方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种手术机器人位置姿态控制联合避障关节极限的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤1：建立机械臂与障碍物凸体模型，计算所述模型内凸体之间的最近距离以及方向；步骤2：根据目标位姿和障碍物的分布，实时规划末端执行器的速度；其中，所述的实时规划末端执行器的速度包括三个阶段：机器人到达手术位置、机器人对准手术姿态以及机器人执行规划路径；在机器人到达手术位置阶段，利用人工势场法，手术位置对机器人末端执行器产生吸引速度，障碍物对末端执行器产生排斥速度，结合吸引速度和排斥速度，规划一条末端执行器从初始位姿到达手术位置的无碰撞路径；在机器人对准手术姿态阶段，保持末端执行器位置不变的同时，根据末端执行器当前姿态与手术姿态之间的差距规划末端执行器的角速度；步骤3：结合末端规划速度与安全约束，控制手术机器人的运动；在机器人对准手术姿态阶段，利用手术工具的目标位置与末端执行器的实时位置做补偿，末端执行器线速度用公式表示为： 其中，代表手术工具目标位置，代表末端执行器当前位置，工具坐标系旋转矩阵的轴分量即为当前末端执行器的姿态，用公式表示为： 其中，；根据末端执行器的目标姿态与当前姿态计算两者之间的转轴，用公式表示为： 则以为转轴旋转到的角度用公式表示为： 末端执行器以恒定的速度大小完成姿态的对准，则每一步运动的角速度大小表示为： 其中，表示完成姿态对准的时间；末端执行器的角速度表示为： 末端在姿态对准阶段的速度表示为： 。

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