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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种面向冗余空间机械臂的奇异性分析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：CN117972925B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15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：202410070266.7，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种面向冗余空间机械臂的奇异性分析方法是由刘阳;李孟飞;冯伟超;曹宝石;谢宗武设计研发完成，并于2024-01-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种面向冗余空间机械臂的奇异性分析方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种面向冗余空间机械臂的奇异性分析方法，包括：步骤1：获取机械臂关节运动旋量坐标并建立对应机械臂关节的坐标系；步骤2：采用相关旋量抑制法，基于机械臂关节运动旋量坐标和对应机械臂关节的坐标系计算得到机械臂奇异条件，基于机械臂奇异条件获取机械臂奇异构型；步骤3：对机械臂奇异构型进行可操作度分析计算，完成机械臂的奇异性分析。本发明采用旋量理论建立了机械臂关节的运动旋量坐标，采用相关旋量抑制法，通过关节运动旋量坐标求解相应的基子矩阵，并逐步分析基子矩阵不满秩的条件，得到机械臂的奇异条件，简化了奇异性分析的复杂运算过程，为机械臂的运动学分析和控制器的设计提供理论基础。

本发明授权一种面向冗余空间机械臂的奇异性分析方法在权利要求书中公布了：1.一种面向冗余空间机械臂的奇异性分析方法，其特征在于，所述一种面向冗余空间机械臂的奇异性分析方法的步骤包括： 步骤1：获取机械臂关节运动旋量坐标并建立对应机械臂关节的坐标系； 步骤2：采用相关旋量抑制法，基于所述机械臂关节运动旋量坐标和对应机械臂关节的坐标系计算得到机械臂奇异条件，基于机械臂奇异条件获取机械臂奇异构型； 步骤2中机械臂奇异条件的计算步骤包括： 步骤2.1：求解机械臂目标坐标系的雅可比矩阵，并对目标坐标系的雅可比矩阵进行简化，得到简化后的雅可比矩阵； 步骤2.1中目标坐标系的雅可比矩阵的计算步骤包括： 步骤2.1.1：基于机械臂关节运动旋量坐标获取各个机械臂关节转过角度后的关节运动旋量坐标； 步骤2.1.2：基于所述各个机械臂关节转过角度后的关节运动旋量坐标构建目标坐标系的雅可比矩阵； 目标坐标系的雅可比矩阵的表达式为： （1） （2） 公式（1）和（2）中，为目标坐标系的雅可比矩阵，为机械臂第i个关节转过角度后的关节旋量坐标，为机械臂第n个关节的旋量坐标，为机械臂第i个关节螺旋轴，为机械臂第n个关节螺旋轴，为的伴随矩阵，为机械臂关节螺旋轴转动角度后的矩阵指数； 步骤2.1中简化后的目标坐标系的雅可比矩阵为： （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） 公式（3）至（11）中，为末端坐标系相对坐标系的位姿矩阵，为机械臂关节螺旋轴的旋转角度，为矩阵的转置矩阵，为机械臂臂杆长度； 步骤2.2：基于所述机械臂关节运动旋量求解基子矩阵； 步骤2.3：基于所述基子矩阵求解基子矩阵的不满秩条件； 步骤2.4：基于所述基子矩阵的不满秩条件和简化后的雅可比矩阵求解得到机械臂的奇异条件； 步骤2.5：基于所述机械臂的奇异条件获取机械臂奇异构型； 步骤3：对所述机械臂奇异构型进行可操作度分析计算，完成机械臂的奇异性分析。

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