[发明专利]一种机械手运动路径模拟方法

权利要求书

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。