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龙图腾网获悉河北工业大学申请的专利一种主从同构的机器人遥操作安全控制方法及系统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：CN116652958B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22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：202310761239.X，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种主从同构的机器人遥操作安全控制方法及系统是由李洋;张同辉;郭士杰设计研发完成，并于2023-06-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种主从同构的机器人遥操作安全控制方法及系统在说明书摘要公布了：本发明为一种主从同构的机器人遥操作安全控制方法及系统，该方法采集从端机器人工作空间的环境图像并判断是否存在障碍物；若存在障碍物，则计算虚拟引力和斥力产生的从端机器人末端的期望加速度并映射到关节空间中得到各个关节的期望角加速度，将期望角加速度映射到关节空间中；同时，计算虚拟引力和斥力产生的从端机器人移动底盘的期望加速度并作用到运动空间中；若不存在障碍物，则计算从端机器人各个关节的期望角加速度并作用到从端机器人的关节空间中；同时，计算虚拟引力产生的从端机器人移动底盘的期望加速度，并作用到运动空间中。将机器人遥操作与避障相结合，实现从端机器人安全避障的同时使从端机器人稳定跟随主端机器人的运动轨迹，达到主、从端机器人同步运动的目的。

本发明授权一种主从同构的机器人遥操作安全控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种主从同构的机器人遥操作安全控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 第一步、采集主、从端机器人的关节角度、末端位姿和移动底盘的运动速度，同时采集从端机器人工作空间的环境图像，并判断从端机器人工作空间中是否存在障碍物； 第二步、若存在障碍物，则通过下式计算虚拟引力产生的从端机器人末端的期望加速度； Δp＝p-p01 Fa＝ka·Δp2 式中，Δp为主、从端机器人的末端位姿误差，p0为从端机器人的末端位姿，p为主端机器人的末端位姿，Fa为从端机器人末端受到的虚拟引力，ka为常数矩阵，为虚拟引力产生的从端机器人末端的期望加速度，Ma为从端机器人末端的虚拟质心惯性矩阵，03×1为零矩阵； 通过雅可比矩阵将虚拟引力产生的从端机器人末端的期望加速度映射到关节空间中，得到虚拟引力产生的从端机器人各个关节的期望角加速度； 通过下式计算虚拟引力产生的从端机器人移动底盘的期望加速度； Δv＝v-v05 Fm＝ka·Δv6 式中，Δv为从端机器人移动底盘的运动速度误差，v、v0分别为主、从端机器人移动底盘的运动速度，Fm为从端机器人移动底盘受到的虚拟引力，Mm为从端机器人移动底盘的虚拟质心惯性矩阵，为虚拟引力产生的从端机器人移动底盘的期望加速度； 通过式8计算障碍物对连杆lm的虚拟斥力，连杆lm为从端机器人距离障碍物最近的连杆； 式中，dlm为连杆lm到障碍物包络盒的最短距离，kr为常系数，d为安全距离，fr为障碍物对连杆lm的虚拟斥力，方向由障碍物垂足指向连杆lm的垂足； 利用式9计算从端机器人以连杆lm为末端的末端期望加速度，并通过雅可比矩阵将该末端期望加速度映射到关节空间中，得到虚拟斥力产生的从端机器人各个关节的期望角加速度； 式中，为障碍物对连杆lm的虚拟斥力矩阵，和为障碍物对连杆lm的虚拟斥力fr在三个坐标轴上的分量，为从端机器人以连杆lm为末端的末端期望加速度，Mlm为从端机器人以连杆lm为末端的虚拟质心惯性矩阵； 根据式11计算从端机器人各个关节的期望角加速度，并将从端机器人各个关节的期望角加速度作用到关节空间中，从端机器人关节的期望角速度如式12； 式中，为从端机器人关节的期望角加速度矩阵，为t+1时刻从端机器人关节的期望角加速度矩阵，分别为t、t+1时刻从端机器人关节的期望角速度矩阵，α为机械臂避障的权重系数； 通过式13、14计算从端机器人移动底盘的期望加速度，并将从端机器人移动底盘的期望加速度作用到运动空间中，从端机器人移动底盘的运动速度如式15； 式中，为虚拟斥力产生的从端机器人移动底盘的期望加速度，r为障碍物几何中心到从端机器人几何中心的距离矢量，M0为从端机器人整体的惯性矩阵，为从端机器人移动底盘的期望加速度，1-α为从端机器人移动底盘避障的权重系数，分别为t+1、t时刻从端机器人移动底盘的运动速度，为t+1时刻从端机器人移动底盘的期望加速度； 第三步，若不存在障碍物，则通过下式计算从端机器人各个关节的期望角加速度，并将关节的期望角加速度作用到从端机器人的关节空间中； Δθ＝θ-θ016 式中，Δθ为关节角度误差矩阵，θ、θ0分别为主、从端机器人的关节角度矩阵； 根据式7计算虚拟引力产生的从端机器人移动底盘的期望加速度，将虚拟斥力产生的从端机器人移动底盘的期望加速度设置为零，并通过式14计算从端机器人移动底盘的期望加速度，将从端机器人移动底盘的期望加速度作用到运动空间中。

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