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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种用于骨科手术机器人的微动实时跟踪控制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：CN119279770B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21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：202411423562.7，技术领域涉及：A61B34/10；该发明授权一种用于骨科手术机器人的微动实时跟踪控制系统是由段星光;朱小龙;李长胜;何睿;崔腾飞设计研发完成，并于2024-10-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于骨科手术机器人的微动实时跟踪控制系统在说明书摘要公布了：本发明提供一种用于骨科手术机器人的微动实时跟踪控制系统，通过对接触力与期望接触力是否一致来判断骨组织是否产生微动，因为当骨组织发生了微动时，骨组织会给刀具一个反向力，从而使得接触力与期望接触力不一致；且当产生微动时，通过求解最优控制输入使接触力接近期望接触力；也就是说，本发明是通过机器人与传感器反馈的状态量进行实时路径规划，而不需要使用神经网络进行预测，因此微动实时跟踪不依赖采集数据长度以及不受患者个体的影响。

本发明授权一种用于骨科手术机器人的微动实时跟踪控制系统在权利要求书中公布了：1.一种用于骨科手术机器人的微动实时跟踪控制系统，其特征在于，包括参数设定模块，数据获取模块，优化求解模块，控制模块； 所述参数设定模块用于设定手术切除预设路径、手术机器人初始位置、位于手术机器人端部的骨刀与待切除骨组织之间的期望接触力； 所述数据获取模块用于实时检测手术机器人的关节角度、关节速度、实际接触力； 所述优化求解模块用于将手术切除预设路径、手术机器人初始位置、期望接触力、手术机器人的关节角度、关节速度、实际接触力输入由骨组织切除模型和手术机器人动力学模型构成的联合模型，得到使得期望接触力与实际接触力之间的接触力误差以及手术切除预设路径与手术切除实际路径之间的轨迹跟踪误差的误差之和最小的最优控制输入； 所述控制模块用于根据最优控制输入生成对应的控制指令来驱动手术机器人进行指定动作； 所述联合模型为： 其中，分别为手术机器人的关节角度、关节角速度、关节角加速度，为手术机器人的质量矩阵，为控制输入，为科氏力矩阵，为重力矩阵，为雅可比矩阵，为骨刀与待切除骨组织之间的实际接触力，T表示转置； 通过联合模型得到最优控制输入的方法如下： 将联合模型通过欧拉法进行离散化，得到如下离散状态方程： 其中，表示时刻的实际状态；表示时刻的实际状态；表示时刻的控制输入；表示时刻的理想状态； 基于离散状态方程构建目标函数如下： 其中，时刻的接触力误差，为时刻的状态中在骨刀末端方向z轴上的分量，为期望接触力，，为与接触力有关的权重矩阵；时刻的轨迹跟踪误差，为时刻的手术机器人的关节角度，为手术机器人的正向运动学算子，且表示将转换到笛卡尔坐标系下，为手术切除路径中时刻的手术机器人的空间位置，；为与轨迹跟踪误差有关的权重矩阵；为与控制输入有关的权重矩阵；N表示时刻总数； 基于目标函数构建增广拉格朗日函数如下： 其中，为惩罚函数，为时刻的权重因子，为二范数； 求解所述增广拉格朗日函数，得到最优控制输入。

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