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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种集成躯干高度约束的三臂串联空间机器人逆运动学求解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：CN120307289B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07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：202510568743.7，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种集成躯干高度约束的三臂串联空间机器人逆运动学求解方法是由赵京东;田忠来;姜伟;杨晓航;刘明远;江梓豪;刘思远;蒋再男;刘业超;赵亮亮;刘宏设计研发完成，并于2025-04-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种集成躯干高度约束的三臂串联空间机器人逆运动学求解方法在说明书摘要公布了：一种集成躯干高度约束的三臂串联空间机器人逆运动学求解方法，涉及空间机器人技术领域。流程依次为：建立三臂串联空间机器人基于几何的运动学模型，计算中间段分支臂的末端位姿，建立躯干虚拟位置公式，根据输入躯干约束高度计算躯干虚拟位置，计算躯干虚拟姿态，将输入的期望位姿转换为单臂下的期望位姿，调用单分支臂逆运动学求解器计算关节角度并进行整合。将躯干高度约束问题转换为无约束的单臂逆运动学问题，降低问题求解维度并且可并行计算，有助于逆运动学计算的实时性能，降低机器人运动期间的扰动，提升安全性。

本发明授权一种集成躯干高度约束的三臂串联空间机器人逆运动学求解方法在权利要求书中公布了：1.一种集成躯干高度约束的三臂串联空间机器人逆运动学求解方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一：建立三臂串联空间机器人基于几何的运动学模型 定义世界坐标系，在躯干的几何中心处建立虚拟躯干坐标系，三个分支臂分别指定为arma、armb和armc，其中armb作为串联armc与躯干的中间段分支臂，建立三个分支臂的基座坐标系和末端坐标系，世界坐标系下arma、armb和armc的末端坐标系以及虚拟躯干坐标系的位姿分别为、、以及，表示为：，，，，其中，、和分别表示arma的末端坐标系的x、y和z轴向量，表示arma的末端坐标系的位置向量，、和分别表示armb的末端坐标系的x、y和z轴向量，表示armb的末端坐标系的位置向量，、和分别表示armc的末端坐标系的x、y和z轴向量，表示armc的末端坐标系的位置向量，、和分别表示虚拟躯干坐标系的x、y和z轴向量，表示虚拟躯干坐标系的位置向量； 步骤二：计算中间段分支臂的末端位姿 在arma与armc末端连线上取一点，，由指向的向量，其中，为、和构成的平面的法向量，为arma与armc的末端连线向量，则，其中，为的单位向量，α和β取值范围为[0,1]，为给定的躯干相对于空间机构平台的高度约束，令，，即可确定； 步骤三：建立躯干虚拟位置公式 使躯干几何中心点位于arma与armb的末端连线中点正上方，定义为arma与armb的末端连线向量，为、和构成的平面法向量，则指向的向量，的单位向量为，则，其中为相对于arma与armb的末端连线的高度，组成为，其中，、和分别表示在x、y和z轴的位置； 步骤四：根据输入躯干约束高度计算躯干虚拟位置 输入的躯干高度约束为，arma作为固定臂，将和表示在固定臂的末端坐标系中分别定义为和，，，其中，、和分别表示固定臂的末端坐标系下在x、y和z轴的位置，、和分别表示固定臂的末端坐标系下在x、y和z轴的位置，推导得到； 步骤五：计算躯干虚拟姿态 设机器人的躯干侧面安装A、B和C三个接口用于分支臂的安装，接口A位于虚拟躯干坐标系的x轴指向位置，接口B和接口C依次绕躯干几何中心按照120°均布，根据arma和armb的安装位置确定β值，令，为的单位向量，使用罗德里格旋转公式确定虚拟躯干坐标系的x轴，令绕旋转β得到，进而根据虚拟躯干坐标系的x轴和y轴确定z轴； 步骤六：将输入的期望位姿转换为单臂下的期望位姿 世界坐标系下arma、armb和armc的基座坐标系的位姿分别为、和，其中与位置重合； 令arma的基座坐标系在虚拟躯干坐标系下的表示为，则，arma末端目标位姿为，则arma末端在其基座坐标系中的位姿； 令armb的基座坐标系在虚拟躯干坐标系下的表示为，则，armb末端目标位姿为，则armb末端在其基座坐标系中的位姿； 令armc的基座坐标系在armb末端坐标系下的表示为，则，armc末端目标位姿为，则armc末端在其基座坐标系中的位姿； 步骤七：调用单分支臂逆运动学求解器计算关节角度并进行整合 将、和分别代入单分支臂逆运动学求解器，采用并行运算策略同步进行计算并分别输出三个分支臂的关节角度，将三个分支臂的关节角度进行整合即得到满足指定躯干高度约束需求的三臂串联空间机器人运动学逆解。

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