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龙图腾网获悉太原理工大学;新疆智能装备研究院申请的专利钻锚机械臂的智能控制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：CN120663334B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07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：202511184920.8，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权钻锚机械臂的智能控制系统是由闫志蕊;栗亚茹;王宏伟;金智新;陶磊;王浩然;李永安;王群;耿毅德;曹文艳;王洪利设计研发完成，并于2025-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本钻锚机械臂的智能控制系统在说明书摘要公布了：本发明涉及一种钻锚机械臂的智能控制系统，属于智能控制系统技术领域。包括：工作空间分析模块用于对钻锚机械臂进行工作空间分析；视觉定位模块用于采集钻锚机械臂的实时作业图像，并对实时作业图像进行分析；粗略控制模块用于以锚孔在机械臂坐标系中的三维坐标作为控制目标，引导钻锚机械臂靠近锚孔；精确控制模块用于当锚孔位姿深度小于预设阈值时，获取锚孔期望特征和锚孔实时特征，以锚孔期望特征为控制目标，采用视觉伺服控制器将锚孔实时特征与锚孔期望特征之间的锚孔特征偏差衰减至0，以引导钻锚机械臂到达期望的钻锚工作位置。本发明解决了由视觉定位精度不足所导致的控制误差，减少了控制时长，提高了控制效率、支护效率和智能化水平。

本发明授权钻锚机械臂的智能控制系统在权利要求书中公布了：1.一种钻锚机械臂的智能控制系统，其特征在于，包括工作空间分析模块、视觉定位模块、粗略控制模块和精确控制模块；所述视觉定位模块包括深度相机，深度相机安装于钻锚机械臂上； 工作空间分析模块用于：根据预先存储的钻锚机械臂D-H模型对钻锚机械臂进行工作空间分析，确定钻锚机械臂的工作范围，并通过视觉定位模块所反馈的锚孔在机械臂坐标系中的三维坐标判断锚孔是否处于钻锚机械臂的工作范围内，若锚孔未处于钻锚机械臂的工作范围内，则控制钻锚机械臂机身运行至锚孔进入钻锚机械臂的工作范围；若锚孔处于钻锚机械臂的工作范围内，则工作空间分析模块停止工作；视觉定位模块用于：采集钻锚机械臂的实时作业图像，并对实时作业图像进行分析，得到锚孔在机械臂坐标系中的三维坐标，并将锚孔在机械臂坐标系中的三维坐标反馈至工作空间分析模块和粗略控制模块； 粗略控制模块用于：以锚孔在机械臂坐标系中的三维坐标作为控制目标，采用轨迹规划算法确定钻锚机械臂的最优轨迹，根据最优轨迹引导钻锚机械臂靠近锚孔，并且当确定锚孔位姿深度小于预设阈值时，停止工作； 精确控制模块用于：当锚孔位姿深度小于预设阈值时，获取锚孔期望特征和锚孔实时特征，以锚孔期望特征为控制目标，采用视觉伺服控制器将锚孔实时特征与锚孔期望特征之间的锚孔特征偏差衰减至0，以引导钻锚机械臂到达期望的钻锚工作位置； 所述精确控制模块在以锚孔期望特征为控制目标，采用视觉伺服控制器将锚孔实时特征与锚孔期望特征之间的锚孔特征偏差衰减至0时，包括： S31，获取锚孔实时特征，具体包括： S311，从实时作业图像中提取锚孔图像，从锚孔图像中提取锚孔边缘点； S312，将锚孔边缘点拟合为椭圆，将椭圆特征作为锚孔实时特征； S32，根据锚孔实时特征计算图像雅可比矩阵，具体包括： 根据实时锚孔特征通过公式1计算图像雅可比矩阵： 1； 公式1中，LE为图像雅可比矩阵，锚孔实时特征为A，且A=[A1；A2；A3；A4；A5]；椭圆表示为； ；；；其中，ρα，β，γ为世界坐标系下锚孔所在平面的参数，锚孔所在平面表示为，,,表示锚孔中心点的三维坐标； S33，基于图像雅可比矩阵建立锚孔实时特征变化速度与深度相机运动速度之间的第一映射关系； S34，根据钻锚机械臂D-H模型确定钻锚机械臂雅可比矩阵，并根据钻锚机械臂雅可比矩阵建立深度相机运动速度与钻锚机械臂关节速度之间的第二映射关系； S35，根据第一映射关系和第二映射关系确定锚孔实时特征参数变化速度与关节速度之间的第三映射关系； S36，根据锚孔实时特征与锚孔期望特征之间的锚孔特征偏差建立误差变化率与关节速度之间的第四映射关系； S37，控制误差变化率为指数型下降控制率，根据指数型下降控制率和第四映射关系确定视觉伺服控制器，采用视觉伺服控制器将锚孔实时特征与锚孔期望特征之间的锚孔特征偏差衰减至0； 所述预设阈值通过公式3计算： 3； 公式3中，d为锚孔的实际直径，f为深度相机的焦距，z为深度相机到锚孔的距离，实时作业图像的分辨率为W×H，S为锚孔的成像面积，并且，当S等于0.2×W×H时，通过公式3计算得到的深度相机到锚孔的距离作为预设阈值，W和H分别表示深度相机的像素长度和宽度。

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