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龙图腾网获悉中铁五局集团第一工程有限责任公司;湖南长院悦诚装备有限公司;中铁上海工程局集团第一工程有限公司;中南林业科技大学申请的专利基于隧道湿喷轨迹控制喷浆机机械臂喷涂的方法与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：CN115142877B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02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：202210775344.4，技术领域涉及：E21D11/10；该发明授权基于隧道湿喷轨迹控制喷浆机机械臂喷涂的方法与系统是由陆敬忠;徐井军;邓满林;魏波;刘翔;陆崚;鲍元飞;殷枝荣;李光均;李科军;张林;王永明;宋飞;陈淼林;孙振;庄星;靳菲菲;李勇;姚学军;谌鸿强;黄文静;张宇设计研发完成，并于2022-07-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于隧道湿喷轨迹控制喷浆机机械臂喷涂的方法与系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于隧道湿喷轨迹控制喷浆机机械臂喷涂的方法，涉及隧道领域，所述机械臂包括若干个依次连接的关节连杆，所述机械臂的末端关节连杆连接有喷头，包括：S1：根据运动位姿轨迹获取喷头在该轨迹上各点的位置与朝向；S2：根据喷头的位置与朝向利用预设逆向运动学模型，获取喷浆机喷头沿运动位姿轨迹进行湿喷时在轨迹各点处各关节连杆的旋转角度；S3:根据喷头在轨迹各点处各关节连杆的旋转角度控制机械臂的运动，以对待喷区域进行涂喷，其提供了一种能快速、准确计算的逆向运动学模型以得出机械臂各个关节连杆的旋转角度，并通过该旋转角度控制机械臂以预设轨迹进行喷涂，以在脱离人工控制的情况下实现对隧道全面的快速的自动喷涂。

本发明授权基于隧道湿喷轨迹控制喷浆机机械臂喷涂的方法与系统在权利要求书中公布了：1.一种基于隧道湿喷轨迹控制喷浆机机械臂喷涂的方法，所述机械臂包括若干个依次连接的关节连杆，所述机械臂的末端关节连杆连接有喷头，其特征在于，所述隧道湿喷轨迹即喷浆机在喷涂过程中其喷头的运动位姿轨迹；所述机械臂的关节连杆包括依次连接的：第一旋转关节连杆、第二旋转关节连杆、第三旋转关节连杆、第四伸缩关节连杆、第五伸缩关节连杆、第六旋转关节连杆以及第七旋转关节连杆，所述第四伸缩关节连杆与第五伸缩关节连杆合为一个移动关节连杆，其中第七旋转关节连杆与喷头连接；所述方法包括步骤： S1：根据运动位姿轨迹获取喷头在该轨迹上各点的位置与朝向； S2：根据喷头的位置与朝向利用预设逆向运动学模型，获取喷浆机喷头沿运动位姿轨迹进行湿喷时在轨迹各点处各关节连杆的旋转角度； 所述步骤S2至S3之间还包括旋转角度的验证，具体为： S21：根据喷头在轨迹各点处各关节连杆的旋转角度利用预设正向运动学模型获取喷头在轨迹各点处的位置与朝向为验证位置与验证朝向；并依次将各点的验证位置与验证朝向分别与步骤S1中对应点的位置与朝向进行比对，比对一致，则表示各点对应的各关节连杆的旋转角度求解正确，进入步骤S3； 所述预设正向运动学模型的建模过程为： 第一步：设定隧道湿喷轨迹中任意一点的坐标为a，b，c； 第二步：根据坐标a，b，c得到移动关节连杆对应平移操作的齐次变换矩阵为： 第三步：通过对旋转关节连杆做旋转角度为θ的旋转变换，得到旋转关节连杆对应旋转操作在x、y、z轴三个方向上的变换矩阵分别为： 式中，Rotx,θ为旋转关节连杆对应旋转操作在x轴方向上的变换矩阵； 式中，Roty,θ为旋转关节连杆对应旋转操作在y轴方向上的变换矩阵； 式中，Rotz,θ为旋转关节连杆对应旋转操作在z轴方向上的变换矩阵； 第四步，通过对x轴、y轴、z轴方向上的变换矩阵以及齐次变换矩阵四个公式进行相乘，得到相邻关节连杆的传递变换矩阵通式为： 式中，i＝1，2，3，4，5，6；θi为第i个关节连杆的旋转角度；di为第i个关节连杆的偏距；αi为第i个关节连杆的预设扭角；ai为第i个关节连杆的预设杆长；Ti-1,i为第i-1个关节连杆至第i个关节连杆的变换矩阵，其中，当i＝1时，T0,1表示从机械臂基座建立的预设基坐标系至第一个关节连杆的变换矩阵； 第五步，获取预设正向运动学模型，所述预设正向运动学模型即各个相邻关节连杆间其传递变换矩阵通式的乘积，其表达式为： 式中，T12表示第一旋转关节连杆至第二旋转关节连杆的变换矩阵；T23表示第二旋转关节连杆至第三旋转关节连杆的变换矩阵；T34表示第三旋转关节连杆至移动关节连杆的变换矩阵；T45表示移动关节连杆至第六旋转关节连杆的变换矩阵；T56表示第六旋转关节连杆至第七旋转关节连杆的变换矩阵；[Px,Py,Pz]T表示喷头的位置；[nx,ny,nz]T，[ox,oy,oz]T，[ax,ay,az]T表示喷头的朝向；T06表示预设基坐标系至喷头的变换矩阵即预设正向运动学模型； 所述步骤S2具体为： 第一步，根据步骤S1中获取的喷头在运动位姿轨迹上各点的位置与朝向，设定预设基坐标系至喷头的变换矩阵为R，其表达式为： 式中，[Px,Py,Pz]T表示喷头的位置；[nx,ny,nz]T，[ox,oy,oz]T，[ax,ay,az]T表示喷头的朝向； 并通过预设正向运动学模型得到： R＝T06＝T01×T12×T23×T34×T45×T56； 第二步，固定第三旋转关节连杆与第四伸缩关节连杆，即对其参数进行预设定，所述参数包含旋转角度、偏距、预设扭角、预设杆长；获取各相邻关节连杆间传递变换矩阵通式的逆，并通过预设基坐标系至喷头的变换矩阵与相邻关节连杆间传递变换矩阵通式的逆，获取各关节连杆的旋转角度； S3:根据喷头在轨迹各点处各关节连杆的旋转角度控制机械臂的运动，以对待喷区域进行涂喷。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中铁五局集团第一工程有限责任公司;湖南长院悦诚装备有限公司;中铁上海工程局集团第一工程有限公司;中南林业科技大学，其通讯地址为：410114 湖南省长沙市雨花区中意一路646号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。