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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利动态环境下机械臂分层运动规划方法及设备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：CN121105046B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13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：202511663231.5，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权动态环境下机械臂分层运动规划方法及设备是由陈正升;张文俊;田楚开;李伟;潘禄;师宇设计研发完成，并于2025-11-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本动态环境下机械臂分层运动规划方法及设备在说明书摘要公布了：本发明公开一种动态环境下机械臂分层运动规划方法及设备，属于机械臂运动规划技术领域。设定机械臂的目标位置，规划机械臂每个关节当前位置到目标位置的无碰撞初始全局路径；生成连续且平滑的规划机械臂运动轨迹；生成机械臂各关节角速度控制量；在规避静态障碍物的基础上检测到机械臂移动范围中包含动态障碍物时，结合动态控制障碍函数DCBF构建动态避障框架；在动态避障框架中引入信号时序逻辑STL进行任务约束，控制机械臂进行动态避障。本方法步骤简单，执行效率高，能够实时引导机械臂避障并完成任务。

本发明授权动态环境下机械臂分层运动规划方法及设备在权利要求书中公布了：1.动态环境下机械臂分层运动规划方法，其特征在于，具体步骤如下： 步骤1：设定机械臂的目标位置，同时考虑静态障碍物的位置，规划机械臂每个关节当前位置到目标位置的无碰撞初始全局路径； 步骤2：对初始全局路径进行平滑处理，规划机械臂运动轨迹； 步骤3：根据规划的机械臂轨迹，生成机械臂各关节角速度控制量； 步骤4：在规避静态障碍物的基础上检测到机械臂移动范围中包含动态障碍物时，结合动态控制障碍函数构建动态避障框架，在动态避障框架中引入信号时序逻辑进行任务约束，控制机械臂进行动态避障； 步骤1中，通过快速行进树算法FMT*产生全局路径，同时考虑机械臂自身约束以及与静态障碍物的安全距离约束： 在机械臂的关节空间中，FMT*算法需要连接采样点以形成搜索树，并寻找从起始位置到目标位置的最优路径；在进行单步拓展时，FMT*算法在找到单步最优连接后利用几何包络法进行碰撞检测，确保路径与任何障碍物不发生碰撞才将路径加入路径树中；构建包络模型，使用不同半径圆柱体包络机械臂的关节和连杆，用球体包络静态障碍物、动态障碍物，并借助包络模型进行碰撞检测； 采用三次样条插值方法对FMT*算法生成的初始全局路径进行平滑处理过程如下： 将机械臂第i个关节对应的初始全局路径表示为一组数量为n的序列路径节点，q表示机械臂关节的角度，采用分段三次样条插值方法对整个路径进行拟合，生成平滑且连续的轨迹来连接这些离散的路径节点；对第i个关节的每两个相邻路径节点和之间的区间，构造分段三次多项式： ，式中，表示当前时间，是多项式系数，通过路径节点的位置约束、连续性约束和边界条件求解，j表示第j个路径节点； 通过整合所有路径节点的位置约束、连续性约束和边界条件，得到求解所有两个相邻路径节点之间的分段三次多项式系数的方程组，通过求解该方程组确定出每一段多项式的系数； 将所有分段三次多项式进行连接，就形成了一条不仅精确通过所有路径节点，而且在速度和加速度上都连续变化的平滑轨迹，满足机械臂各关节角速度控制量的要求。

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