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龙图腾网获悉中国船舶集团有限公司第七一九研究所申请的专利一种水下柔性机械臂静力学建模与控制方法、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：CN117359628B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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：202311417494.9，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种水下柔性机械臂静力学建模与控制方法、系统是由毋迪;谢江辉;曾保平;龚亚军;贺学明;吴正江;张润林;王泽;王博设计研发完成，并于2023-10-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种水下柔性机械臂静力学建模与控制方法、系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种水下柔性机械臂静力学建模与控制方法、系统，所述水下柔性机械臂包括软体机械臂，所述软体机械臂内部具有第一流道、第二流道以及走线孔，所述柔性机械臂静力学建模与控制方法、系统建立了考虑深海环境压力影响的软体机械臂静力学模型，可以用于评估软体机械臂在不同水深所需要的驱动压力；通过RPRP旋转‑平移‑旋转‑平移刚体机械臂构型对软体机械臂进行等效动力学建模，兼顾软体机械臂在动作过程中的质心变化情况，同时降低了软体机械臂模型维度，提高了动态控制器的计算效率；提出了基于动力学模型的串联软体机械臂末端轨迹控制方法，可根据期望广义角度、角速度与角加速度进行准确控制。

本发明授权一种水下柔性机械臂静力学建模与控制方法、系统在权利要求书中公布了：1.一种水下柔性机械臂静力学建模方法，其特征在于，所述水下柔性机械臂包括软体机械臂，所述软体机械臂内部具有第一流道、第二流道以及走线孔，所述走线孔在软体机械臂的中心，所述第一流道、第二流道分布在所述走线孔两侧，所述第一流道和第二流道为弧形流道，所述走线孔横截面为圆形，所述软体机械臂外部具有增强纤维约束，所述软体机械臂呈圆筒状； 在水下环境下，当所述水下柔性机械臂被驱动时，所述第一流道和第二流道分别被充液，所述第一流道和第二流道分别具有第一流道压力P1和第二流道压力P2，第一流道压力P1小于等于第二流道压力P2，所述第一流道和第二流道发生弯曲，所述第一流道为弯曲短侧流道，所述第二流道为弯曲长侧流道；所述软体机械臂靠第一流道的一侧为弯曲短侧，所述软体机械臂靠第二流道的一侧为弯曲长侧； 所述水下柔性机械臂静力学建模方法包括： 同时对水下柔性机械臂的软体机械臂横截面上的径向力平衡、周向力平衡以及沿软体机械臂的轴向力平衡进行建模，生成水下柔性机械臂的静力学模型，所述水下柔性机械臂的静力学模型包括径向力平衡模型、周向力平衡模型、轴向力平衡模型，所述软体机械臂横截面的外周为圆形； 所述径向力平衡模型包括弯曲短侧流道径向力平衡模型和弯曲长侧流道径向力平衡模型； 所述弯曲短侧流道径向力平衡模型为： P1fhr11,α1fHλ+r11＝P0fHλ+d12d1+k1Δr11， 其中，P0为水下环境压力，D为软体机械臂的外直径，k1与k2分别为软体机械臂横截面上靠圆心侧的等效劲度系数与靠外侧的等效劲度系数，d1表示弯曲短侧流道充液后软体机械臂的走线孔在弯曲短侧的等效直径； r11、r12分别表示弯曲短侧流道充液后弯曲短侧流道内侧、弯曲短侧流道外侧的半径，Δr11和Δr12表示所述充液后弯曲短侧流道内侧、弯曲短侧流道外侧的半径相对于未充液时的半径变化量； λ为软体机械臂弯曲后中性层的等效弯曲半径，与软体机械臂在弯曲平面内两侧的伸长量相关； αii＝1、2表示充液后第一流道和第二流道的弧长在横截面上所对应圆心角，其中，i＝1表示弯曲短侧流道，i＝2表示弯曲长侧流道； fh·表示第一流道、第二流道流道受力面在横截面上对应的弧长函数， fhr,α＝rα； fH·表示沿软体机械臂轴线的弧长函数， 其中，Δl1表示软体机械臂的弯曲短侧伸长量，Δl2表示软体机械臂的弯曲长侧伸长量； 所述弯曲长侧流道径向力平衡模型为： P0fHλ+d22d2+k1Δr21＝P2fhr21,α2fHλ+r21， 上式中，d2弯曲长侧流道充液后软体机械臂的走线孔在弯曲长侧的等效直径，r21、r22分别表示弯曲长侧流道充液后弯曲长侧流道内侧、弯曲长侧流道外侧的半径，Δr21和Δr22表示所述充液后弯曲长侧流道内侧、弯曲短侧流道外侧的半径相对于未充液时的半径变化量； 所述周向力平衡模型为： 上式中，k3为软体机械臂在周向的等效劲度系数，和分别表示弯曲短侧流道和弯曲长侧流道充液后流道沿周向的伸长量，计算公式如下： 其中，Δα1和Δα2满足： α2＝2Δα2+α， α1＝2Δα1+α， 其中α为第一流道和第二流道对应的原始圆心角； 所述轴向力平衡模型为： 上式中，ka为软体机械臂在轴向的等效劲度系数，S1和S2分别表示软体机械臂在弯曲短侧和弯曲长侧沿轴线方向对水下环境压力的有效作用面积，计算公式如下： 其中， d1＝d-2Δr11 d2＝d-2Δr21 上式中，d为软体机械臂的走线孔的原始直径。

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