CN113910242B - 一种机械手运动路径模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械手运动路径模拟方法，属于机械手领域。一种机械手运动路径模拟方法，步骤如下：第一步，将机械手移动至双主轴加工中心的位置处，在机械手的移动路径上铺设工作轨道，使中控系统将工件位置坐标系，以及机械手的坐标系建立在同一坐标系下，以确定机械手在该坐标系中的具体空间位置；它可以实现通过将机械手以及工作轨道的空间坐标，与工件位置坐标建立在同一坐标系中，并将工件原型以及建模后的表面数学模型与坐标系向连接，以形成适合机械手取放工件的初步路径图像，并通过试运行机械手来确定最终的路径图像，在试运行过程中，保持机械手的最大延展距离，来保证机械手运动路径的完整性以及安全性。

Description

一种机械手运动路径模拟方法

技术领域

本发明涉及机械手领域，更具体地说，涉及一种机械手运动路径模拟方法。

背景技术

随着自动化技术的迅速发展，如今在工业生产中通常会使用机械手来降低人工成本以及提高生产效率。机械手是一种能模仿人手臂动作，按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，其可在三维方向上自由运动，从而可对位于不同工位上的物件或工具进行操作。

机械手在操作时，需要将工件进行抓取，以便于工件移动至加工位置处，而机械手在抓取工件的移动过程中，机械手在没有确定移动路径的情况下，可能与加工部件发生碰撞，导致出现工件损坏的情况，并且在对工件抓取时，机械手若没有选择与工件合适的接触位置，容易导致工件受到损坏的情况。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种机械手运动路径模拟方法，它可以通过将机械手以及工作轨道的空间坐标，与工件位置坐标建立在同一坐标系中，并将工件原型以及建模后的表面数学模型与坐标系向连接，以形成适合机械手取放工件的初步路径图像，并通过试运行机械手来确定最终的路径图像，在试运行过程中，保持机械手的最大延展距离，来保证机械手运动路径的完整性以及安全性，以及在机械手运动过程中不会因此触碰其他物体，而导致工件和机械手受到损伤。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种机械手运动路径模拟方法，步骤如下：第一步，将机械手移动至双主轴加工中心的位置处，在机械手的移动路径上铺设工作轨道，使中控系统将工件位置坐标系，以及机械手的坐标系建立在同一坐标系下，以确定机械手在该坐标系中的具体空间位置；第二步，获取未加工的工件初始表面数学模型，同时将双主轴加工中心上编程的工件表面形状调取，并对其进行数学建模，记为编程的工件表面数学模型，通过编程的工件表面数学模型确定工件位于双主轴加工中心加工后的具体位置坐标；第三步，由中控系统根据工件初始表面数学模型和建模后的工件表面数学模型，与机械手初始位置和姿态，再结合根据传感器探测到的实时数据，生成适合机械手运动的初步路径图像；第四步，中控系统控制机械手上的电机运动，进而使机械手根据初步路径图像信息在不取放工件的情况下进行试运行，在机械手的试运行过程中，通过传感器探测到全局路径中的障碍物；在传感器探测到移动路径位置会与双主轴加工中心或外界障碍物接触前，根据传感器探测的环境信息，建立感知环境模型，优化行动路线避开障碍物，重复第三步过程将初步路径进行优化，最终生成机械手移动所需的最终路径图像；第五步，中控系统控制机械手上的电机运动，进而使机械手根据最终路径图像信息进行运行，通过工件坐标系的放置位置对工件进行抓取，并逐个将工件放置入双主轴加工中心的加工位置，在工件加工结束后根据建模后的工件表面数学模型，来确定机械手将工件取出的位置以及角度。

进一步的，机械手包括移动部、控制部、一对延伸主件、一对限位主件、用于抓取工件的一对抓取部、把控件、抓取主件、动力源、支撑主件和一对距离感应器；移动部滑动设于工作轨道上；控制部设于移动部侧端面，控制部内形成工作腔；动力源设于控制部内，并与工作腔连通；一对延伸主件分别设于控制部两侧端面内；一对限位主件分别连接与延伸主件和抓取部之间，限位主件用于限制抓取部的活动范围；一对抓取部设于控制部抓取工件的前进方向上，且一对抓取部相互对称设置，抓取部包括抓取件；把控件设于抓取件内，并位于抓取工件的抓取方向上；抓取主件活动设于抓取件内壁，抓取主件通过工作腔与动力源动力连接，抓取主件在动力源的动力传输作用下，扩大抓取范围，并通过延伸主件将抓取部接触工件的范围扩大，以便控制抓取主件以及把控件的双重限制作用下，将工件进行抓取并移动；支撑主件移动设于工作腔内，并延伸至控制部外，支撑主件与延伸主件连接；一对距离感应器分别设于抓取板内，一对距离感应器在抓取主件移动过程中，用于得到工件的表面形状。

进一步的，移动部侧端面内设有伺服电机，伺服电机自带有电机轴，电机轴与控制部侧端面固定连接。

进一步的，动力源采用气泵。

进一步的，延伸主件包括第一伸缩杆、铰接杆、第二伸缩杆、稳固板、阻隔板、连接杆和阻隔槽；第一伸缩杆设于控制部侧端面内，第一伸缩杆内设有自带扭簧的第一转轴，第一转轴与控制部侧端壁转动配合；第二伸缩杆固定设于控制部侧端面内；稳固板固定设于第二伸缩杆侧端面；铰接杆连接于第一伸缩杆与第二伸缩杆之间；阻隔槽设于工作腔侧端壁内，并与外界连通；阻隔板滑动设于阻隔槽内，阻隔板与工字板侧端面固定连接；连接杆滑动设于阻隔板内，并与第一伸缩杆侧端面滑动配合。

进一步的，限位主件包括第一调节杆、第一限位杆、一对第二调节杆、第二限位杆、限位电机、一对限位套圈、连接绳、两组限位槽、调节槽和限位轴；第一调节杆设于稳固板侧端面内；一对第二调节杆分别固定设于第一调节杆侧端面内；限位电机固定设于稳固板侧端壁内，限位电机自带有电机轴，电机轴与第一调节杆固定连接；第一限位杆滑动设于第一调节杆内，第一限位杆与第一调节杆内壁之间连接有第一弹簧；第二限位杆滑动设于第二调节杆内，第二限位杆与第二调节杆内壁之间连接有第二弹簧；一对限位套圈分别固定设于稳固板侧端面内，且位于第一调节杆的两侧；连接绳固定连接于限位套圈外表面，连接绳连接至第一调节杆内，并分叉连接第一限位杆和第二限位杆；调节槽设于抓取件外表面；限位轴固定设于调节槽两侧端面内，限位轴与抓取件外表面的形状相同；两组限位槽设于调节槽内。

进一步的，第一限位杆与第二限位杆皆为凹形，且两端突出部分朝远离限位电机的方向；调节槽内设有两组限位槽，每组限位槽至少这有三个，两组限位槽的数量以及相互的距离相同，并相对于限位轴对称；限位槽与第一限位杆以及第二限位杆的突出部分配合。

进一步的，把控件包括螺纹轴、内螺纹套筒、充气管、把控槽和弧形板；弧形板滑动设于抓取件内壁内；把控槽设于抓取件内；螺纹轴固定设于弧形板侧端面内；内螺纹套筒转动设于把控槽内壁内，内螺纹套筒与螺纹轴螺纹配合，内螺纹套筒外表面固定设有齿轮状分布的凸块；充气管固定设于把控槽侧端面内，并连接至抓取件外。

进一步的，抓取主件包括一对抓取板、气囊、一对阻拦板、排气口、至少一个复位磁铁、至少一个电磁铁和伸缩管；一对抓取板设于抓取件内壁内，靠近控制部一侧的抓取板与抓取件固定连接，另一侧的抓取板与抓取件滑动配合，另一侧的抓取板与抓取件内壁之间连接有第三弹簧；气囊设于一对抓取板之间；排气口设于另一侧的抓取板内；一对阻拦板设于排气口内，阻拦板内设有自带有扭簧的第二转轴，第二转轴与排气口内壁转动配合；至少一个复位磁铁固定分布于抓取件内壁内；至少一个电磁铁设于气囊外表面内；伸缩管连接与气囊和工作腔之间。

进一步的，支撑主件包括弹性板、工字板和一对通气口；工字板一端滑动设于工作腔内，工字板另一端延伸至控制部外；弹性板固定设于工字板另一端侧端面；一对通气口设于工字板一端内。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过将机械手以及工作轨道的空间坐标，与工件位置坐标建立在同一坐标系中，并将工件初始以及建模后的表面数学模型与坐标系向连接，以形成适合机械手取放工件的初步路径图像，并通过试运行机械手来确定最终的路径图像，在试运行过程中，保持机械手的最大延展距离，来保证机械手运动路径的完整性以及安全性，以及在机械手运动过程中不会因此触碰其他物体，而导致工件和机械手受到损伤。

（2）本方案通过距离感应器对机械手在抓取工件时，进行工件具体表面的情况确认，并通过一侧的抓取板移动，使距离感应器相互感知以及形成大致的工件表面曲线图，根据实际工件表面曲线图与表面数学模型比对分析，确定工件是否发生明显的不同之处，以便于工作人员能够警醒并对所产生问题的原因进行处理。同时能够根据距离感应器确定最好的夹持位置，避免抓取部对工件表面造成损坏。

（3）本方案在机械手对工件夹持过程中，通过气囊膨胀，使其在抓取件靠近时夹持工件，一方面，气囊能够接触工件外表面并贴合，因此无论工件外表面的情况如何复杂，也不会对工件的外表面造成加持力过大而损坏的影响，另一方面，在膨胀气囊的作用下，能够对所要夹持的工件提供足够的支撑力。同时两侧的抓取板能够支撑工件的两端，避免工件重心不稳，而影响气囊的夹持力以及导致工件脱落的情况。

（4）本方案在抓取板对工件表面夹持时，将气囊内的气体传输至把控槽内，以使得在螺纹轴和内螺纹套筒的螺纹作用下，对弧形板进行推动，使弧形板能够在工件被夹持后提供后续的支撑力，来提高机械手对工件的抓取力，避免在工件嵌入双主轴加工的加工位置后，工件嵌入过长，导致抓取力度不足以将工件取出的情况。且在螺纹连接的作用下，所需要的强度能够得到保障，而不会中途掉落。

（5）本方案在气囊结束工作收回时，通过复位磁铁与电磁铁通电吸引，使得气囊内的电磁铁逐步贴近复位磁铁，在两者的相互吸引下，将气囊收回，且在收回时，通过电磁铁逐级与复位磁铁相吸，以使得气囊内的气体多次并连续的排出，来达到气体快速排出的效果，而不会因气囊在一直挤压作用下，出现气囊一段还没将气体排出处于膨胀状态，和气囊另一段部分内已经将气体排出处于干瘪状态，而无法将气体全面快速的排出。

（6）本方案在抓取板对工件夹持过程中，会将工字板推出，使弹性板对工件端面进行接触，来贴合工件端面，同时在工字板的压力作用下为工件提供支撑力，进一步保证工件的稳定情况。

（7）本方案在对工件抓取后，若机械手可能与外界接触时，可控制第一调节杆转动，以使得第一限位杆和第二限位杆上的凸块脱离限位槽，促使控制部能够在旋转的情况下，抓取件不会发生转动来对工件表面造成影响，同时又能够避免机械手对障碍物造成碰撞。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明A处的结构示意图；

图4为本发明B处的结构示意图；

图5为本发明C处的结构示意图；

图6为本发明图2的剖面结构示意图；

图7为本发明图6的剖面结构示意图；

图8为本发明运动后的主视结构示意图。

图中标号说明：

机械手a、工件初始表面数学模型b1、编程的工件表面数学模型b2、工作轨道1、移动部11、控制部2、伺服电机21、工作腔22、延伸主件3、第一伸缩杆31、铰接杆32、第二伸缩杆33、稳固板34、阻隔板35、连接杆351、阻隔槽36、限位主件4、第一调节杆41、第一限位杆411、第二调节杆42、第二限位杆421、限位电机43、限位套圈44、连接绳45、调节槽46、限位槽461、限位轴47、抓取部5、抓取件51、把控件52、螺纹轴521、内螺纹套筒522、充气管523、把控槽524、弧形板525、抓取主件53、抓取板531、气囊532、阻拦板533、排气口534、复位磁铁535、电磁铁536、伸缩管537、动力源6、支撑主件7、弹性板71、工字板72、通气口73、距离感应器8。

具体实施方式

请参阅图1-8的一种机械手运动路径模拟方法，步骤如下：

第一步，将机械手a移动至双主轴加工中心的位置处，在机械手a的移动路径上铺设工作轨道1，使中控系统将工件位置坐标系，以及机械手a的坐标系建立在同一坐标系下，以确定机械手a在该坐标系中的具体空间位置；

第二步，获取未加工的工件初始表面数学模型，记为b1，同时将双主轴加工中心上编程的工件表面形状调取，并对其进行数学建模，记为编程的工件表面数学模型b2，通过b2确定工件位于双主轴加工中心加工后的具体位置坐标；

第三步，由中控系统根据工件初始表面数学模型和建模后的工件表面数学模型，与机械手a初始位置和姿态，再结合根据传感器探测到的实时数据，生成适合机械手a运动的初步路径图像；

第四步，中控系统控制机械手a上的电机运动，进而使机械手a根据初步路径图像信息在不取放工件的情况下进行试运行，在机械手a的试运行过程中，通过传感器探测到全局路径中的障碍物；在传感器探测到移动路径位置会与双主轴加工中心或外界障碍物接触前，根据传感器探测的环境信息，建立感知环境模型，优化行动路线避开障碍物，重复第三步过程将初步路径进行优化，最终生成机械手a移动所需的最终路径图像；

第五步，中控系统控制机械手a上的电机运动，进而使机械手a根据最终路径图像信息进行运行，通过工件坐标系的放置位置对工件进行抓取，并逐个将工件放置入双主轴加工中心的加工位置，在工件加工结束后根据建模后的工件表面数学模型，来确定机械手a将工件取出的位置以及角度。

请参阅图1-8，机械手a包括移动部11、控制部2、一对延伸主件3、一对限位主件4、用于抓取工件的一对抓取部5、把控件52、抓取主件53、动力源6、支撑主件7和一对距离感应器8；移动部11滑动设于工作轨道1上；控制部2设于移动部11侧端面，控制部2内形成工作腔22；动力源6设于控制部2内，并与工作腔22连通；一对延伸主件3分别设于控制部2两侧端面内；一对限位主件4分别连接与延伸主件3和抓取部5之间，限位主件4用于限制抓取部5的活动范围；一对抓取部5设于控制部2抓取工件的前进方向上，且一对抓取部5相互对称设置，抓取部5包括抓取件51；把控件52设于抓取件51内，并位于抓取工件的抓取方向上；抓取主件53活动设于抓取件51内壁，抓取主件53通过工作腔22与动力源6动力连接，抓取主件53在动力源6的动力传输作用下，扩大抓取范围，并通过延伸主件3将抓取部5接触工件的范围扩大，以便控制抓取主件53以及把控件52的双重限制作用下，将工件进行抓取并移动；支撑主件7移动设于工作腔22内，并延伸至控制部2外，支撑主件7与延伸主件3连接；一对距离感应器8分别设于抓取板531内，一对距离感应器8在抓取主件53移动过程中，用于得到工件的表面形状。移动部11侧端面内设有伺服电机21，伺服电机21自带有电机轴，电机轴与控制部2侧端面固定连接。动力源6采用气泵。

请参阅图2-3，延伸主件3包括第一伸缩杆31、铰接杆32、第二伸缩杆33、稳固板34、阻隔板35、连接杆351和阻隔槽36；第一伸缩杆31设于控制部2侧端面内，第一伸缩杆31内设有自带扭簧的第一转轴，第一转轴与控制部2侧端壁转动配合；第二伸缩杆33固定设于控制部2侧端面内；稳固板34固定设于第二伸缩杆33侧端面；铰接杆32连接于第一伸缩杆31与第二伸缩杆33之间；阻隔槽36设于工作腔22侧端壁内，并与外界连通；阻隔板35滑动设于阻隔槽36内，阻隔板35与工字板72侧端面固定连接；连接杆351滑动设于阻隔板35内，并与第一伸缩杆31侧端面滑动配合。

请参阅图6-7，限位主件4包括第一调节杆41、第一限位杆411、一对第二调节杆42、第二限位杆421、限位电机43、一对限位套圈44、连接绳45、两组限位槽461、调节槽46和限位轴47；第一调节杆41设于稳固板34侧端面内；一对第二调节杆42分别固定设于第一调节杆41侧端面内；限位电机43固定设于稳固板34侧端壁内，限位电机43自带有电机轴，电机轴与第一调节杆41固定连接；第一限位杆411滑动设于第一调节杆41内，第一限位杆411与第一调节杆41内壁之间连接有第一弹簧；第二限位杆421滑动设于第二调节杆42内，第二限位杆421与第二调节杆42内壁之间连接有第二弹簧；一对限位套圈44分别固定设于稳固板34侧端面内，且位于第一调节杆41的两侧；连接绳45固定连接于限位套圈44外表面，连接绳45连接至第一调节杆41内，并分叉连接第一限位杆411和第二限位杆421；调节槽46设于抓取件51外表面；限位轴47固定设于调节槽46两侧端面内，限位轴47与抓取件51外表面的形状相同；两组限位槽461设于调节槽46内。第一限位杆411与第二限位杆421皆为凹形，且两端突出部分朝远离限位电机43的方向；调节槽46内设有两组限位槽461，每组限位槽461至少这有三个，两组限位槽461的数量以及相互的距离相同，并相对于限位轴47对称；限位槽461与第一限位杆411以及第二限位杆421的突出部分配合。

请参阅图6，把控件52包括螺纹轴521、内螺纹套筒522、充气管523、把控槽524和弧形板525；弧形板525滑动设于抓取件51内壁内；把控槽524设于抓取件51内；螺纹轴521固定设于弧形板525侧端面内；内螺纹套筒522转动设于把控槽524内壁内，内螺纹套筒522与螺纹轴521螺纹配合，内螺纹套筒522外表面固定设有齿轮状分布的凸块；充气管523固定设于把控槽524侧端面内，并连接至抓取件51外。请参阅图5，抓取主件53包括一对抓取板531、气囊532、一对阻拦板533、排气口534、至少一个复位磁铁535、至少一个电磁铁536和伸缩管537；一对抓取板531设于抓取件51内壁内，靠近控制部2一侧的抓取板531与抓取件51固定连接，另一侧的抓取板531与抓取件51滑动配合，另一侧的抓取板531与抓取件51内壁之间连接有第三弹簧；气囊532设于一对抓取板531之间；排气口534设于另一侧的抓取板531内；一对阻拦板533设于排气口534内，阻拦板533内设有自带有扭簧的第二转轴，第二转轴与排气口534内壁转动配合；至少一个复位磁铁535固定分布于抓取件51内壁内；至少一个电磁铁536设于气囊532外表面内；伸缩管537连接与气囊532和工作腔22之间。

请参阅图2-3，支撑主件7包括弹性板71、工字板72和一对通气口73；工字板72一端滑动设于工作腔22内，工字板72另一端延伸至控制部2外；弹性板71固定设于工字板72另一端侧端面；一对通气口73设于工字板72一端内。

将机械手a以及工作轨道1放置在双主轴加工中心处，以便机械手a抓取工件。中控系统将路径图像信息传输至机械手a上，使得机械手a在工作轨道1上移动至抓取位置，通过PLC控制伺服电机21启动，并使其电机轴带动控制部2转动相应的角度，以达到最适合抓取工件的位置。

之后，动力源6启动，保证其持续运作，将气体充斥在工作腔22内，在气体的传输作用下，将工字板72推出，由于通气口73面积小于工字板72表面，使工字板72能够因此进行朝远离控制部2的方向移动，并在工字板72移动过程中，会使阻隔板35移动将阻隔槽36进行隔断，避免气体从工作腔22内排出。

阻隔板35移动的同时，连接杆351会带动第一伸缩杆31绕其第一转轴转动，使得稳固板34在第一伸缩杆31和铰接杆32以及第二伸缩杆33的拉伸作用下靠近控制部2，以促使抓取件51在第一调节杆41的作用下靠近所要抓取的工件。而工字板72在移动过程中，伸缩管537会连接至通气口73内，使工作腔22内的气体只能通过通气口73排出，促使伸缩管537将气体传输至气囊532内，气囊532膨胀，推动可活动的抓取板531朝远离控制部2的方向移动，在抓取板531移动过程中，使得两侧抓取部5内的距离感应器8相互对应，并产生连接，可活动的抓取板531在移动过程中，通过距离感应器8在移动过程中将工件外表面的形状生成数字图形，并促使距离感应器8感知到最适合夹持的位置处，控制机械手a移动以对工件夹持位置得到确定。

一侧的抓取板531移动过程中，会使得充气管523连接至排气口534内，直至工字板72抵接工作腔22侧端壁，促使气体传输至把控槽524内，使得内螺纹套筒522上的齿轮与气体接触并使其旋转，促使弧形板525移动至工件表面进行工件的支撑。

在对工件抓取后，若机械手a可能与外界接触时，通过机械手a朝远离工件的方向移动，由于这时抓取件51以将工件抓取，因此抓取件51不会发生移动，同时启动限位电机43，使其电机轴带动第一调节杆41进行转动相应的角度，第一限位杆411转动时，在连接绳45的拉扯作用下拉动第一限位杆411和第二限位杆421移动，得第一限位杆411和第二限位杆421上的凸块脱离限位槽461，以使得第一调节杆41能够转动和移动，之后通过伺服电机21控制控制部2转动，使得限位主件4在转动过程中，第一调节杆41和第二调节杆42会沿着限位轴47转动，而抓取件51不会发生转动对工件表面造成影响，同时又能够避免机械手a与障碍物造成碰撞。同时，为保证抓取力可通过控制机械手a朝靠近工件的方向移动，并且限位电机43反转，使得第一限位杆411和第二限位杆421上的凸块嵌入转动后相应位置的限位槽461内，保证机械手a对工件的支撑力。

在放置工件后，关闭动力源6，使得气囊532在收缩，并使得电磁铁536通电与复位磁铁535相吸，将气囊532内的气体排出，并使得工字板72在第一伸缩杆31中第一扭簧的作用下，带动工字板72移动，以便于伸缩管537内排出的气体通过工作腔22和阻隔槽36排出，以便于机械手a复位。

Claims (7)

1.一种机械手运动路径模拟方法，其特征在于：步骤如下：

第一步，将机械手（a）移动至双主轴加工中心的位置处，在机械手（a）的移动路径上铺设工作轨道（1），使中控系统将工件位置坐标系，以及机械手（a）的坐标系建立在同一坐标系下，以确定机械手（a）在该同一坐标系中的具体空间位置；

第二步，获取未加工的工件初始表面数学模型（b1），同时将双主轴加工中心上编程的工件表面形状调取，并对其进行数学建模，得到建模后的工件表面数学模型（b2），通过建模后的工件表面数学模型（b2）确定工件位于双主轴加工中心加工后的具体位置坐标；

第三步，由中控系统根据工件初始表面数学模型（b1）和建模后的工件表面数学模型（b2），与机械手（a）初始位置和姿态，再结合根据传感器探测到的实时数据，生成适合机械手（a）运动的初步路径图像；

第四步，中控系统控制机械手（a）上的电机运动，进而使机械手（a）根据初步路径图像信息在不取放工件的情况下进行试运行，在机械手（a）的试运行过程中，通过传感器探测到全局路径中的障碍物；在传感器探测到移动路径位置会与双主轴加工中心或外界障碍物接触前，根据传感器探测的环境信息，建立感知环境模型，优化行动路线避开障碍物，重复第三步过程将初步路径进行优化，最终生成机械手（a）移动所需的最终路径图像；

第五步，中控系统控制机械手（a）上的电机运动，进而使机械手（a）根据最终路径图像信息进行运行，通过工件位置坐标系给出的工件放置位置对工件进行抓取，并逐个将工件放置入双主轴加工中心的加工位置，在工件加工结束后根据建模后的工件表面数学模型，来确定机械手（a）将工件取出的位置以及角度；

机械手（a）包括移动部（11）、控制部（2）、一对延伸主件（3）、一对限位主件（4）、用于抓取工件的一对抓取部（5）、把控件（52）、抓取主件（53）、动力源（6）、支撑主件（7）和一对距离感应器（8）；

移动部（11）滑动设于工作轨道（1）上；

控制部（2）设于移动部（11）侧端面，控制部（2）内形成工作腔（22）；

动力源（6）设于控制部（2）内，并与工作腔（22）连通；

一对延伸主件（3）分别设于控制部（2）两侧端面内；

一对限位主件（4）分别连接于延伸主件（3）和抓取部（5）之间，限位主件（4）用于限制抓取部（5）的活动范围；

一对抓取部（5）设于控制部（2）抓取工件的前进方向上，且一对抓取部（5）相互对称设置，抓取部（5）包括抓取件（51）；

把控件（52）设于抓取件（51）内，并位于抓取工件的抓取方向上；把控件（52）包括螺纹轴（521）、内螺纹套筒（522）、充气管（523）、把控槽（524）和弧形板（525）；

弧形板（525）滑动设于抓取件（51）内壁内；

把控槽（524）设于抓取件（51）内；

螺纹轴（521）固定设于弧形板（525）侧端面内；

内螺纹套筒（522）转动设于把控槽（524）内壁内，内螺纹套筒（522）与螺纹轴（521）螺纹配合，内螺纹套筒（522）外表面固定设有齿轮状分布的凸块；

充气管（523）固定设于把控槽（524）侧端面内，并连接至抓取件（51）外；

抓取主件（53）活动设于抓取件（51）内壁，抓取主件（53）通过工作腔（22）与动力源（6）动力连接，抓取主件（53）包括一对抓取板（531）、气囊（532）、一对阻拦板（533）、排气口（534）、至少一个复位磁铁（535）、至少一个电磁铁（536）和伸缩管（537）；

一对抓取板（531）设于抓取件（51）内壁内，靠近控制部（2）一侧的抓取板（531）与抓取件（51）固定连接，另一侧的抓取板（531）与抓取件（51）滑动配合，另一侧的抓取板（531）与抓取件（51）内壁之间连接有第三弹簧；

气囊（532）设于一对抓取板（531）之间；

排气口（534）设于另一侧的抓取板（531）内；

一对阻拦板（533）设于排气口（534）内，阻拦板（533）内设有自带有扭簧的第二转轴，第二转轴与排气口（534）内壁转动配合；

至少一个复位磁铁（535）固定分布于抓取件（51）内壁内；

至少一个电磁铁（536）设于气囊（532）外表面内；

伸缩管（537）连接于气囊（532）和工作腔（22）之间；

抓取主件（53）在动力源（6）的动力传输作用下，扩大一对抓取板（531）所能接触到的工件抓取范围，以便控制抓取板（531）以及弧形板（525）运动，并朝工件形成工件轴向和径向两个方向上的夹持力，以此将工件进行抓取并移动；

支撑主件（7）移动设于工作腔（22）内，并延伸至控制部（2）外，支撑主件（7）与延伸主件（3）连接；

一对距离感应器（8）设于抓取主件（53）内，一对距离感应器（8）在抓取主件（53）移动过程中，用于得到工件的表面形状。

2.根据权利要求1所述的一种机械手运动路径模拟方法，其特征在于：移动部（11）侧端面内设有伺服电机（21），伺服电机（21）自带有电机轴，电机轴与控制部（2）侧端面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种机械手运动路径模拟方法，其特征在于：动力源（6）采用气泵。

4.根据权利要求1所述的一种机械手运动路径模拟方法，其特征在于：延伸主件（3）包括第一伸缩杆（31）、铰接杆（32）、第二伸缩杆（33）、稳固板（34）、阻隔板（35）、连接杆（351）和阻隔槽（36）；

第一伸缩杆（31）设于控制部（2）侧端面内，第一伸缩杆（31）内设有自带扭簧的第一转轴，第一转轴与控制部（2）侧端壁转动配合；

第二伸缩杆（33）固定设于控制部（2）侧端面内；

稳固板（34）固定设于第二伸缩杆（33）侧端面；

铰接杆（32）连接于第一伸缩杆（31）与第二伸缩杆（33）之间；

阻隔槽（36）设于工作腔（22）侧端壁内，并与外界连通；

阻隔板（35）滑动设于阻隔槽（36）内，阻隔板（35）与支撑主件（7）固定连接；

连接杆（351）滑动设于阻隔板（35）内，并与第一伸缩杆（31）侧端面滑动配合。

5.根据权利要求1所述的一种机械手运动路径模拟方法，其特征在于：限位主件（4）包括第一调节杆（41）、第一限位杆（411）、一对第二调节杆（42）、第二限位杆（421）、限位电机（43）、一对限位套圈（44）、连接绳（45）、两组限位槽（461）、调节槽（46）和限位轴（47）；

第一调节杆（41）设于延伸主件（3）内；

一对第二调节杆（42）分别固定设于第一调节杆（41）侧端面内；

限位电机（43）固定设于延伸主件（3）内，限位电机（43）自带有电机轴，电机轴与第一调节杆（41）固定连接；

第一限位杆（411）滑动设于第一调节杆（41）内，第一限位杆（411）与第一调节杆（41）内壁之间连接有第一弹簧；

第二限位杆（421）滑动设于第二调节杆（42）内，第二限位杆（421）与第二调节杆（42）内壁之间连接有第二弹簧；

一对限位套圈（44）分别固定设于延伸主件（3）内，且位于第一调节杆（41）的两侧；

连接绳（45）固定连接于限位套圈（44）外表面，连接绳（45）连接至第一调节杆（41）内，并分叉连接第一限位杆（411）和第二限位杆（421）；

调节槽（46）设于抓取件（51）外表面；

限位轴（47）固定设于调节槽（46）两侧端面内；

两组限位槽（461）设于调节槽（46）内。

6.根据权利要求5所述的一种机械手运动路径模拟方法，其特征在于：第一限位杆（411）与第二限位杆（421）皆为凹形，且两端突出部分朝远离限位电机（43）的方向；

调节槽（46）内设有两组限位槽（461），每组限位槽（461）至少有三个，两组限位槽（461）的数量以及相互的距离相同，并相对于限位轴（47）对称；

限位槽（461）与第一限位杆（411）以及第二限位杆（421）的突出部分配合。

7.根据权利要求1所述的一种机械手运动路径模拟方法，其特征在于：支撑主件（7）包括弹性板（71）、工字板（72）和一对通气口（73）；

工字板（72）一端滑动设于工作腔（22）内，工字板（72）另一端延伸至控制部（2）外；

弹性板（71）固定设于工字板（72）另一端侧端面；

一对通气口（73）设于工字板（72）一端内。

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