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龙图腾网获悉江汉大学申请的专利一种三臂凿岩台车钻孔路径规划方法及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：CN120946305B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06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：202511454582.5，技术领域涉及：E21B44/00；该发明授权一种三臂凿岩台车钻孔路径规划方法及系统是由朱婷;贾永胜;孙金山;姚颖康;谢全民;蒋楠;董千;张洪浩;方旭设计研发完成，并于2025-10-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种三臂凿岩台车钻孔路径规划方法及系统在说明书摘要公布了：本发明属于隧道工程与凿岩设备自动化技术领域，公开了一种三臂凿岩台车钻孔路径规划方法及系统，方法包括：采集隧道断面参数与炮孔坐标，通过OPC协议将采集的数据传输至台车控制系统，获得三臂凿岩台车的转动关节和移动关节；基于三臂凿岩台车的转动关节和移动关节，构建改进的双四元数运动学方程，获得三臂凿岩台车机械臂的位姿；基于三臂凿岩台车机械臂的位姿和隧道断面炮孔分布，动态调整作业区域；基于调整后的作业区域，采用“全局‑局部‑实时”三级优化架构，进行三臂凿岩台车钻孔路径规划；基于规划的三臂凿岩台车钻孔路径，采用混合碰撞检测机制，实现隧道壁碰撞风险检测。

本发明授权一种三臂凿岩台车钻孔路径规划方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种三臂凿岩台车钻孔路径规划方法，其特征在于，所述方法包括： 采集隧道断面参数与炮孔坐标，通过OPC协议将采集的数据传输至台车控制系统，获得三臂凿岩台车的转动关节和移动关节； 基于三臂凿岩台车的转动关节和移动关节，构建改进的双四元数运动学方程，获得三臂凿岩台车机械臂的位姿； 基于三臂凿岩台车机械臂的位姿和隧道断面炮孔分布，动态调整作业区域； 基于调整后的作业区域，采用“全局-局部-实时”三级优化架构，进行三臂凿岩台车钻孔路径规划； 基于规划的三臂凿岩台车钻孔路径，采用混合碰撞检测机制，实现隧道壁碰撞风险检测； 基于三臂凿岩台车的转动关节和移动关节，构建改进的双四元数运动学方程，获得三臂凿岩台车机械臂的位姿的方法包括： 改进的双四元数运动学方程为： dq＝q_real+εq_dual； 其中，dq为双四元数，统一描述机械臂旋转与平移；ε为对偶单位，满足ε2＝0；q_real为实部四元数描述关节旋转，其定义为： 其中，θ′为修正旋转角，n′为修正旋转轴； 引入固定耦合系数C＝0.02，关联平移误差与旋转修正量，其定义如下： θ′＝θ+C·Δd； 其中，θ为旋转角，Δd为平移误差，其表达式为： Δd＝|d实际-d理论|； 其中，d实际为实际平移距离，d理论为理论平移距离； 根据平移的路径预设单位向量x修正旋转轴： n′＝n+Δnc； 其中，Δnc为差值，n为旋转轴单位向量， 其中，L为台车臂长；q_dual为对偶部四元数，描述关节平移，其定义为： 其中，d为螺距，nx为虚部i的系数，表示四元数在i方向上的分量，通常与旋转轴或平移方向有关，ny为虚部j的系数，表示四元数在j方向上的分量，同样与旋转轴或平移方向有关，nz为虚部k的系数，表示四元数在k方向上的分量，与旋转轴或平移方向相关； 基于三臂凿岩台车机械臂的位姿和隧道断面炮孔分布，动态调整作业区域的方法包括： 沿隧道断面中轴线Y＝0将工作区域等分为左、右两大区，每大区沿Z轴三等分，形成6个初始子区域，包括：左1～左3区、右1～右3区，其中，左1区Y∈[-5.91,-3.94]m、Z∈[2.01,3.01]m，左2区Y∈[-3.94,-1.97]m、Z∈[0,2.01]m，左3区Y∈[-1.97,0]m、Z∈[-5.67,0]m，右区与左区对称； 实时统计各子区域炮孔数量，若某区域炮孔数超平均数量5％，则通过边界偏移算法调整相邻区域边界，直至各区域炮孔数偏差5％。

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