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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利基于四元数关节的绳驱动激光焊接机械臂及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：CN119952739B 。

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：202510292453.4，技术领域涉及：B25J11/00；该发明授权基于四元数关节的绳驱动激光焊接机械臂及控制方法是由耿韶宁;刘畅;蒋平;周宸宇;韩楚设计研发完成，并于2025-03-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于四元数关节的绳驱动激光焊接机械臂及控制方法在说明书摘要公布了：本发明属于机械臂技术领域，公开了一种基于四元数关节的绳驱动激光焊接机械臂及其控制方法，包括：执行机构，用于进行激光焊接作业，所述执行机构主要包括激光焊接头，执行部分连接件；本发明能够通过四元数关节增强连续体构型的刚度和负载能力，可以搭载激光焊接头等重量较大的执行部件，并且能够完成工作空间狭小、障碍物众多的非结构化环境中传统机器人很难或根本不可能完成的复杂焊接任务。在连续体构型基础上引入四元数关节，在保证机械臂灵活性的基础上增强了其刚度和负载能力，可以搭载激光头等重量较大的执行部件，并且能够完成工作空间狭小、障碍物众多的非结构化环境中传统机器人很难或根本不可能完成的复杂操作任务。

本发明授权基于四元数关节的绳驱动激光焊接机械臂及控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于四元数关节的绳驱动激光焊接机械臂控制方法，其特征在于，所述机械臂包括执行机构、机械臂主体和驱动机构； 所述执行机构安装于机械臂主体的末端盘，用于连接激光焊接头； 所述机械臂主体通过间隔盘连接末端盘与基座盘，包括若干驱动绳、支撑杆和连接轴； 所述驱动机构通过驱动机构连接件安装于机械臂主体的基座盘，并与驱动绳相连； 所述机械臂主体中的末端盘、间隔盘和基座盘通过支撑杆和连接轴形成四元数关节，所述末端盘、间隔盘和基座盘的圆盘边缘等间距设置有通线孔用于驱动绳贯穿； 所述驱动绳通过基座盘上的通线孔贯穿关节一，并固定在间隔盘上；另一组驱动绳通过间隔盘的通线孔贯穿关节二，并固定在末端盘上； 所述控制方法包括： 步骤1，根据驱动公式，计算得到达到任意关节角度时驱动绳的绳长变化量； 步骤2，在终端控制器上输入各个关节的绳长变化量； 步骤3，控制器驱动电机同时带动驱动绳完成直线运动； 步骤4，不同驱动绳协调配合，使机械臂达到相应的位姿； 由空间几何关系得到在弯曲平面内各个驱动绳长度满足以下关系： 其中，lj为第j条驱动绳的长度，ψ为关节的弯曲角度，h为关节两端盘之间的垂直距离，在关节弯曲过程中，该距离保持不变； 由空间几何关系得到以下关系： 其中，D为所述驱动绳在端盘上的固连点与端盘圆心的距离，以基座圆心为空间坐标系原点O0建立空间坐标系O0，α为坐标系O0的X0轴与O0A1的夹角，为坐标系O0的X0轴与关节弯曲平面的夹角，j为第j条驱动绳； 基于关节运动学模型，计算达到任意关节角度时驱动绳的绳长变化量为 可根据该驱动公式，计算得到达到任意关节角度时驱动绳的绳长变化量，通过控制驱动绳的变化量来使机械臂达到任意的位姿。

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