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龙图腾网获悉浙江大学高端装备研究院申请的专利一种绳驱超冗余蛇形机械臂运动学逆解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：CN116551693B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24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：202310661941.9，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种绳驱超冗余蛇形机械臂运动学逆解方法是由谢海波;高明光;王程;杨华勇;王承震设计研发完成，并于2023-06-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种绳驱超冗余蛇形机械臂运动学逆解方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种绳驱超冗余蛇形机械臂运动学逆解方法，从几何学的角度入手，根据机械臂末端关节运动轨迹以及当前机械臂各关节夹角，在保证关节角度不超限的前提下，以一种简单高效的方法计算出机械臂的目标位姿与各个关节夹角，接着采用齐次坐标系变换的方法计算出机械臂各孔位的绝对坐标，进而计算出机械臂驱动绳变化量，得出机械臂运动学逆解。本发明能够高效求解超冗余蛇形机械臂的运动学逆解，解决了传统计算方法计算量大、实时性差、关节角度可能超限等问题，满足超冗余蛇形机械臂的运动控制要求。

本发明授权一种绳驱超冗余蛇形机械臂运动学逆解方法在权利要求书中公布了：1.一种绳驱超冗余蛇形机械臂运动学逆解方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： 步骤一：根据当前机械臂关节间转角获取当前机械臂关节位置，从而得到机械臂的整体姿态； 步骤二：根据给定的末端目标位姿计算出下一时刻机械臂末端运动轨迹； 步骤三：将机械臂化简为多个串联的连杆，连杆长度为当前关节前后两个万向节间距离，从而将机械臂末端位姿求解关节位置的问题即转化为已知连杆末端坐标，求解各个关节点坐标； 步骤四：根据步骤三得到的各个关节点坐标，通过坐标系转换，得到驱动绳长变化量； 所述绳驱超冗余蛇形机械臂由多个关节串联组成，其底座安装在滑台上，每两个关节间由一个万向节连接，每个万向节有两个垂直方向的旋转自由度，并在每个万向节中设置两个角度传感器用于检测两个连接关节的相对角度；每个关节由三根夹角互为120度的钢丝绳驱动；每个关节两端均为用于穿过钢丝绳的孔盘，对于n关节蛇形机械臂，每个孔盘共有3n个盘孔，盘孔均匀分布在孔盘的圆形面上；盘孔到圆心距离为R，每两个相邻关节点间距离为L，孔盘中心到万向节中心距离为D，其中编号为j、j+n、j+2n的孔位控制第j个关节的转动，jn； 所述步骤四包括如下子步骤： S401：定义基座与第一个关节连接处的万向节的中心为坐标原点O，滑台移动的方向为X轴正方向，竖直向上的方向为Y轴正方向，垂直于XOY平面指向纸面外的方向为Z轴正方向，该坐标系为基坐标系0； 坐标系0为第1个关节靠近基座的端部的坐标系，坐标系0的坐标原点为第一个万向节中心，X0轴正方向沿着基座的进给方向，Y0轴正方向竖直向上，Z0轴正方向为垂直纸面向外方向；对于第j个关节，1≤j≤n，总共有3个坐标系与其连接，分别为坐标系2j-2、坐标系2j-1、坐标系2j，其中坐标系2j-1为第j个关节靠近基座的端部的坐标系，坐标系2j-1的原点与坐标系2j-2重合，坐标系2j-1是坐标系2j-2绕X2j-2按右手法则旋转90度，然后再绕Z2j-2按照右手法则旋转θ2j-1得到；坐标系2j第j个关节远离基座的端部的坐标系，坐标系2j的坐标原点为第j个关节和第j+1个关节连接的万向节的中心，坐标系2j是坐标系2j-1绕Z2j-1轴按右手法则旋转θ2j，再沿着第j个关节轴线朝着远离基座方向平移相邻两个万向节之间的距离L，再绕着第j个关节轴线远离基座方向按左手法则旋转90度得到； 第j个关节靠近基座的孔盘为第2j-1个孔盘，第j个关节远离基座的孔盘为第2j个孔盘； S402：j=1； S403：根据θ2j-1和θ2j计算得到坐标系2j-2与坐标系2j的齐次变换矩阵： =； S404：将第2j-1个孔盘在坐标系2j中的孔位坐标左乘，得到第2j-1个孔盘的第i个孔位在坐标系2j-2中的坐标： ； 其中，为第2j-1个孔盘在坐标系2j中的孔位坐标通式； S405：将第2j-1个孔盘的孔位与第2j-2个孔盘的孔位统一在坐标系2j-2中，得到第一个万向节的左右两个孔盘上的第i个孔位间距离为： ； 其中，第2j-2个孔盘的第i个孔位坐标通式为： ； S406：根据前一时刻的与当前时刻计算出来的的差值，得到第j个万向节的左右两个孔盘间的驱动绳长变化量Δ； S407：j是否满足j≤n-1，若为是，则j=j+1，返回S403；若为否，则执行S408； S408：对于第j个关节，其三根驱动绳的变化量为，其中i=j，j+n，j+2n。

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