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龍圖騰網(wǎng)獲悉河北工業(yè)大學申請的專利一種雙臂機器人協(xié)調控制方法獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予，授權公告號為：CN116749175B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-08-22發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202310567240.9，技術領域涉及：B25J9/16；該發(fā)明授權一種雙臂機器人協(xié)調控制方法是由楊冬;畢燕旭;李鐵軍;韓明;熊斌;廉旺旺;楊朔瀚;車佳津;王昊設計研發(fā)完成，并于2023-05-19向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。

本一種雙臂機器人協(xié)調控制方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開一種雙臂機器人協(xié)調控制方法，該方法根據(jù)雙臂緊協(xié)調作業(yè)時的形成閉鏈的并聯(lián)結構這一特點，提出通過優(yōu)選輸入副，退化其余運動副為被動副的方法，可以有效的降低雙臂協(xié)調控制難度并且具有很好的通用性。通過采用本發(fā)明的控制方法，不僅可以控制較少運動副運動實現(xiàn)機器人的精準作業(yè)，還可以提高驅使被動副運動力的有效利用程度和機構的傳動質量，通過優(yōu)選得到的最優(yōu)輸入組合使雙臂機器人運動的速度波動較小，機器人的運動更加穩(wěn)定。

本發(fā)明授權一種雙臂機器人協(xié)調控制方法在權利要求書中公布了：1.一種雙臂機器人協(xié)調控制方法，其特征在于，該方法適用于雙臂緊協(xié)調作業(yè)，該方法包括以下步驟： 步驟1：雙臂緊協(xié)調作業(yè)要求雙臂機器人具有嚴格的運動約束關系，被抓取物體與機器人的雙臂構成了一個完整的閉鏈結構，形成一個并聯(lián)機構；定義：{OT}為被抓物體質心坐標系，{OT1}、{OT2}分別為機械臂R1、R2的工具坐標系，{O}為雙臂機器人基座坐標系，{O1}、{O2}分別為機械臂R1、R2的基坐標系； 步驟2：依據(jù)螺旋理論對雙臂機器人進行運動學建模： 其中，$11、$12、$13……$1n為機械臂R1中各運動副的運動旋量，n為機械臂R1中運動副的數(shù)目；$21、$22、$23……$2m為機械臂R2中各運動副的運動旋量，m為機械臂R2中運動副的數(shù)目；[LiMiNiPiQiRi]為運動副$i的Plücker坐標表達形式，當運動副$i為移動副時，Li、Mi、Ni均為0，Pi、Qi、Ri代表運動副$i的軸線方向向量在X、Y、Z三軸的分量；當運動副$i為轉動副時，Li、Mi、Ni代表運動副$i的軸線方向向量在X、Y、Z三軸的分量，Pi、Qi、Ri代表運動副$i的軸線方向向量對原點的線矩在X、Y、Z三軸的分量；$i表示機械臂R1或者機械臂R2中的任意一個運動副； 步驟3：運用輸入選取方法，得到雙臂機器人所有合理的輸入組合；所述的輸入選取方法為：當所有的主動副被鎖定后，機構失去所有的自由度，不能運動，驅動輸入就是合理的，否則不合理；因此，在對雙臂進行輸入選擇時，選擇各分支中的某個運動副，并假設將其剛化，然后分析此時雙臂機器人的約束螺旋系，如果此時約束螺旋系最大線性無關數(shù)為6，則雙臂機器人失去所有自由度，輸入選擇合理；如果最大線性無關數(shù)小于6，則雙臂機器人并不能失去所有自由度，還存在不可控自由度，輸入選擇不合理；在雙臂機器人中任意選取若干個運動副為一個組合，所有滿足輸入選取方法并且在機械臂R1、R2上選取的運動副數(shù)量相同的組合均為合理的輸入組合； 步驟4：根據(jù)雙臂機器人工作時的情況確定雙臂機器人的運動約束關系為： 其中為坐標系{OT}在坐標系{O}中的位姿，為坐標系{O1}在坐標系{O}中位姿，為坐標系{OT1}在坐標系{O1}中的位姿，為坐標系{OT}在坐標系{OT1}中的位姿，為坐標系{O2}在坐標系{O}中的位姿，為坐標系{OT2}在坐標系{O2}中的位姿，為坐標系{OT}在坐標系{OT2}中的位姿； 式3、式4中的和與機械臂R1、R2的安裝方式有關，均為已知；在已知被抓物體期望位姿時，通過約束關系得到機械臂R1、R2末端相對于基座的位姿為： 在已知機械臂R1、R2的具體構型后，進而得到機械臂R1、R2的正向運動學與逆向運動學方程； 步驟5：以承載力性能為評價指標，在步驟3得到的雙臂機器人所有合理的輸入組合中選擇最優(yōu)輸入組合；評價指標為： 其中，n是在被抓物體工作軌跡上均勻選取樣本總數(shù)，S2是樣本方差，μ是樣本均值，Q是一個輸入合理組合的總方差，代表該輸入組合所有角加速的方差之和，a是樣本值，代表一個輸入運動副的角加速度，通過式6計算得到： 其中tm是從第m+1個樣本點到第m個樣本點的時間，ωi,j和ai,j分別是第j個機械臂的第i個運動副在這段時間內的角速度和角加速度，Pxm、Pym、Pzm分別是預期到達的第m個樣本點的位置，θi,j是第j個機械臂的第i個運動副角度，v是被轉物體的假設速度，v＝0.1ms； 每個輸入組合的總方差Q越小，則該輸入方案速度的波動越小，雙臂機器人的運動性能越好，Q值最小的組合被選為最優(yōu)輸入組合； 步驟6：將步驟5得到的最優(yōu)輸入組合中的運動副作為輸入副，雙臂機器人中其余運動副為被動副，調節(jié)輸入副的旋轉角度實現(xiàn)雙臂機器人的雙臂緊協(xié)調作業(yè)控制。

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