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龍圖騰網恭喜北京航空航天大學杭州創新研究院申請的專利一種飛行機械臂末端抗干擾指向控制方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115431271B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211166794.X，技術領域涉及：B25J9/16；該發明授權一種飛行機械臂末端抗干擾指向控制方法是由余翔;王萌;郭雷;郭克信;陳澤帥設計研發完成，并于2022-09-23向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種飛行機械臂末端抗干擾指向控制方法在說明書摘要公布了：本發明提供一種飛行機械臂末端抗干擾指向控制方法，以解決無人機基座浮動對飛行機械臂執行任務時的運動學干擾影響，首先根據齊次變換原理構建飛行機械臂執行器末端位姿在慣性坐標系下的運動學方程，然后對無人機基座浮動對飛行機械臂執行器末端造成的運動學干擾進行量化分析，其次設計以無人機和機械臂狀態為輸入的神經網絡以預測無人機基座的運動信息，并通過齊次變換將機械臂在慣性系的參考軌跡轉換至機械臂基座坐標系下軌跡，最后設計模型預測控制器規劃機械臂執行器末端的期望加速度，并將其轉換到機械臂每個舵機的角度。本發明能夠顯著改善飛行機械臂在無人機基座浮動情況下的執行器末端精度，可用于高空雕塑檢測等高精度特種作業任務。

本發明授權一種飛行機械臂末端抗干擾指向控制方法在權利要求書中公布了：1.一種飛行機械臂末端抗干擾指向控制方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步、根據齊次變換原理構建飛行機械臂執行器末端位姿在慣性坐標系下的運動學方程；對無人機基座浮動對飛行機械臂執行器末端造成的運動學干擾進行量化分析；第二步，通過齊次變換將機械臂在慣性系的參考軌跡重新設計為無人機坐標系下運動軌跡，并設計以無人機和機械臂狀態為輸入的神經網絡以預測無人機基座的運動狀態；第三步、設計模型預測控制器規劃機械臂執行器末端的期望加速度，并將其轉換到機械臂每個舵機的角度；完成在無人機浮動基座干擾下飛行機械臂執行器末端的抗干擾指向控制并實現高精度抓取任務；結合神經網絡輸出的無人機運動狀態和運動學齊次變換關系，并考慮無人機和機械臂的碰撞避免和機械臂執行器的物理限制，針對飛行機械臂執行器末端的執行器末端抗干擾指向問題，將機械臂執行器末端的運動軌跡通過雅各比矩陣映射到各個關節的軌跡；模型預測控制器在滿足多種約束條件下調節機械臂的控制量，在實現控制目標的同時達到執行器控制輸入最優；對飛行機械臂執行器末端進行運動學狀態空間建模，形式如下： ；其中，表示機械臂執行器末端在時刻的3維位置和3維速度；表示機械臂執行器末端在時刻的3維位置和3維速度；表示機械臂執行器末端在時刻的加速度；表示狀態空間在時刻的輸出；系統矩陣、輸入矩陣和輸出矩陣的取值如下： ；式中，表示采樣時間間隔，表示的單位矩陣，表示的零矩陣；進一步設計模型預測控制器代價函數，同時考慮無人機機架與機械臂碰撞避免、機械臂執行器末端加速度約束的多種約束，形式如下： ；式中，表示總的代價函數，表示模型預測控制的輸入向量；分別是跟蹤誤差代價函數，控制輸入代價函數和機械臂執行器末端碰撞避免的代價函數；分別是跟蹤誤差代價函數，控制輸入代價函數和機械臂執行器末端碰撞避免代價函數的權重矩陣，為可調參數；表示求函數的最小值，其中優化輸入為函數的自變量；飛行機械臂執行器末端的跟蹤誤差代價函數表示為： ；其中，表示齊次變換矩陣中位置部分；表示機械臂執行器末端的實際位置；為設計的控制域長度；為當前控制時刻；為前向預測的步長；代表求向量的2范數；飛行機械臂執行器末端控制輸入代價函數表示為： ；通過添加控制輸入代價函數平滑系統輸入，以減小機械臂執行器末端加速度的劇烈變化；飛行機械臂執行器末端碰撞避免的代價函數表示為： ；其中，和分別代表機械臂執行器末端運動的安全邊界，表示選擇和的較大值，表示求向量中各元素的最大值。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人北京航空航天大學杭州創新研究院，其通訊地址為：310051 浙江省杭州市濱江區長河街道創慧街18號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。