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龙图腾网获悉南通大学申请的专利输入受限果蔬采摘机械臂双固定时间二阶滑模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：CN118906058B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-13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：202411156581.8，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权输入受限果蔬采摘机械臂双固定时间二阶滑模控制方法是由秦秋月;马潇雨;谢辉;曹浩南;卜苏扬;茅靖峰设计研发完成，并于2024-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本输入受限果蔬采摘机械臂双固定时间二阶滑模控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种输入受限果蔬采摘机械臂双固定时间二阶滑模控制方法，属于农业机器人技术领域。解决了果蔬采摘机器臂系统存在的输入饱和与不确定性的技术问题。其技术方案为：步骤1、定义机械臂末端执行器的期望运动轨迹；步骤2、建立输入受限果蔬采摘机械臂动力学模型；步骤3、设计固定时间扰动观测器；步骤4、设计固定时间收敛辅助系统以补偿输入饱和；步骤5、定义基于固定时间扰动观测器估计值与固定时间收敛辅助系统状态量的滑模面，设计输入受限果蔬采摘机械臂双固定时间二阶滑模控制方法；步骤6、进行仿真和样机实验研究。本发明的有益效果为：实现了输入受限果蔬采摘机械臂系统的高精度抗饱和控制，提高了果蔬采摘效率。

本发明授权输入受限果蔬采摘机械臂双固定时间二阶滑模控制方法在权利要求书中公布了：1.一种输入受限果蔬采摘机械臂双固定时间二阶滑模控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1，针对面向采摘任务的果蔬采摘机械臂进行运动学逆解分析，获得果蔬采摘机械臂的运动学正解及雅可比矩阵，并定义机械臂末端执行器的期望运动轨迹； 步骤2，建立考虑建模误差、复杂农业环境干扰不确定性的输入受限果蔬采摘机械臂动力学模型； 所述步骤2中，针对面向采摘任务的果蔬采摘机械臂，考虑建模误差、复杂农业环境干扰不确定因素，输入受限果蔬采摘机械臂在关节空间下的动力学模型表示为： 式中，分别为机械臂各个主动关节的位姿、速度和加速度矢量，Mq∈Rn×n为惯性矩阵，为哥氏力和离心力项，Gq∈Rn为重力项，τ∈Rn为各个驱动电机的驱动力矩，d表系统建模误差及外界干扰组成的扰动项，τc＝τc1,τc2,...,τcnT表示机械臂动力学控制系统的控制输入指令，为控制输入饱和约束前后的差值，控制系统的实际输入τ是τc的饱和函数形式，即 将Mq，Gq分别简记为M，C，G，定义集总不确定项D＝-M-1d，则动力学模型1改写为 假设机械臂系统集总不确定项D＝[D1,D2,...,Di]T有界且一阶可导，其一阶导数有界，存在一个常数满足 步骤3，针对步骤2中的动力学模型，设计固定时间扰动观测器，在固定时间内对系统的建模误差及外界干扰集总不确定项D进行准确估计并补偿； 步骤4，针对步骤2中的动力学模型，通过引入含辅助状态量ξ的分数幂次项构造一种固定时间收敛辅助系统以补偿输入饱和； 步骤5，结合步骤3设计的扰动观测器和步骤4设计的辅助系统，定义基于固定时间扰动观测器估计值与固定时间收敛辅助系统状态量ξ的滑模面，设计输入受限果蔬采摘机械臂双固定时间二阶滑模控制方法，以实现对目标采摘点轨迹的实时且精确的跟踪； 步骤6，对农业采摘机械臂进行仿真和样机实验研究，以验证所设计控制方法的正确性与有效性。

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