本发明公开了一种三平动冗余并联遥操作机械手，克服了现有技术存在的难以避障、难以解决奇异性以及难以反馈力的方向的问题，其包括动平台组件、定平台(18)与3条结构相同的并联支链；定平台(18)位于三平动冗余并联遥操作机械手的最底端，3条结构相同的并联支链位于动平台组件与定平台(18)之间，3条相同的并联支链的底端通过其中的导轨板(17)并采用螺栓固定在定平台(18)的上表面上，并联支链的顶端通过其中的接头(5)并采用螺栓固定在动平台组件中的动平台(3)的底面上；3条结构相同的并联支链中的丝杠组件(14)的丝杆回转轴线的延长线交于定平台(18)的对称中心线上，且相邻两丝杆回转轴线之间夹角为120°。
1.一种三平动冗余并联遥操作机械手，其特征在于，所述的三平动冗余并联遥操作机械手包括动平台组件、定平台(18)与3条结构完全相同的并联支链；
所述的动平台组件包括手柄(1)、六维力传感器(2)、动平台(3)与陀螺仪(4)；
所述的手柄(1)由上部的柄杆与下部的法兰盘组成；下部的法兰盘上设置有3个绕法兰盘中心呈圆周分布的结构完全相同的3个手柄安装孔(22)，手柄安装孔(22)为上部孔径大于下部孔径的用于将手柄(1)安装在六维力传感器(2)上表面上的阶梯光通孔；3个手柄安装孔(22)相邻2个手柄安装孔(22)的中心与法兰盘的中心的连线之间的夹角均为120度，柄杆的底端与法兰盘顶端面的中心固定连接，柄杆的回转轴线与法兰盘回转轴线共线；
所述的六维力传感器(2)选用日本Leptrino紧凑型6轴力用于监测手柄(1)受力的传感器；
所述的陀螺仪(4)选用MEMSIC的VG800CA‑210型用于监测动平台(3)位姿的陀螺仪；
所述的手柄(1)采用螺栓固定安装在六维力传感器(2)的上面，六维力传感器(2)采用螺栓固定安装在动平台(3)的上表面上，陀螺仪(4)采用螺栓固定安装在动平台(3)的底面上；手柄(1)、六维力传感器(2)、动平台(3)和陀螺仪(4)的中心共线；
所述的并联支链包括框架组件、转动电机组件、位移传感器组件(7)、丝杠组件(14)与导轨板(17)；
所述的位移传感器组件(7)通过其中的增高板(16)安装在导轨板(17)顶端面的前端，位移传感器组件(7)中的传感器外壳的回转轴线与导轨板(17)长边平行，位移传感器组件(7)的左端通过连接片(19)与丝杠组件(14)中的螺母套(21)的右端面固定连接；丝杠组件(14)安装在位移传感器组件(7)后侧的导轨板(17)的顶端面上，丝杠组件(14)中的丝杠的回转轴线与位移传感器组件(7)中的传感器外壳的回转轴线平行；转动电机组件通过其中的下板(12)安装在螺母套(21)的顶端面上，转动电机组件中的转动电机(10)输出轴的回转轴线与丝杠的回转轴线垂直交叉；框架组件的底端通过其中的驱动杆(13)左端套装在转动电机(10)输出轴上，两者之间为转动连接；
所述的定平台(18)位于三平动冗余并联遥操作机械手的最底端，3条结构完全相同的并联支链位于动平台组件与定平台(18)之间，3条完全相同的并联支链的底端通过其中的导轨板(17)并采用螺栓固定在定平台(18)的上表面上，并联支链的顶端通过其中的接头(5)并采用螺栓固定在动平台组件中的动平台(3)的底端面上；
所述的3条结构完全相同的并联支链中的丝杠组件(14)的丝杆回转轴线的延长线交于定平台(18)的对称中心线上，且相邻两丝杆回转轴线之间的夹角为120°。
2.按照权利要求1所述的三平动冗余并联遥操作机械手，其特征在于，所述的动平台(3)为圆盘形结构件，动平台(3)的中心位置处设置有结构完全相同的沿圆周均布的3个六维力传感器安装孔(25)，六维力传感器安装孔(25)为上部孔径小于下部孔径的阶梯光通孔；3个六维力传感器安装孔(25)的外侧还设置有沿圆周分布的4个结构完全相同的陀螺仪定位孔(24)，陀螺仪定位孔(24)为螺纹通孔，4个陀螺仪定位孔(24)分别位于一个长方形的
4个顶点上，4个陀螺仪定位孔(24)与陀螺仪(4)上的安装孔相对正；4个陀螺仪定位孔(24)的最外侧还设置有沿圆周分布的3组结构完全相同的孔，每组孔包括2个结构完全相同的接头定位孔(23)，接头定位孔(23)为光通孔,两组接头定位孔(23)的中心连线的中垂线之间的夹角为120°；其中一组接头定位孔(23)中心连线的中垂线与4个陀螺仪定位孔(24)的中心连线所组成的长方形的对角线共线。
3.按照权利要求1所述的三平动冗余并联遥操作机械手，其特征在于，所述的定平台(18)为由正三角形板在3个角处切去3个小正三角形板而成的具有3条等长的长边和3条等长的短边的六边形的平板类结构件；定平台(18)上设置有结构完全相同的3组孔，每组孔包含3个结构完全相同的导轨板定位孔(55)，导轨板定位孔(55)为螺纹通孔，导轨板定位孔(55)与导轨板(17)上的导轨板安装孔(54)相对应；每组导轨板定位孔(55)的回转中心连线均为与之相交的短边的中垂线；3组导轨板定位孔(55)的回转中心连线汇交于六边形的中心。
4.按照权利要求1所述的三平动冗余并联遥操作机械手，其特征在于，所述的转动电机组件包括右板(9)、转动电机(10)、下板(12)与左板(20)；
所述的右板(9)采用螺栓固定安装在下板(12)的第一个阶梯上，右板(9)右端面的底端与下板(12)第二阶梯的左端面接触连接，右板(9)的底端面与下板(12)的第一阶梯的上表面接触连接，两者之间采用螺钉连接；转动电机(10)采用螺栓固定连接在右板(9)的转动电机轴孔(35)的右侧孔的左端面上，转动电机(10)的输出轴从右板(9)的转动电机轴孔(35)中伸出，转动电机(10)的输出轴的最左端采用轴承安装在左板(20)的转动电机轴支撑孔(59)中；左板(20)的右端面与下板(12)第一个阶梯的左端面平行对正，左板(20)底面与下板(12)的底面共面；转动电机(10)的输出轴的中间部分安装在驱动杆(13)的驱动杆安装孔(40)中。
5.按照权利要求1所述的三平动冗余并联遥操作机械手，其特征在于，所述的位移传感器组件(7)包括传感器、2个结构相同的支架(31)、增高板(16)与连接片(19)；
所述的传感器采用型号为KPM‑16的位移式传感器，其由拉杆(30)与传感器外壳组成；
所述的支架(31)为“凸”字形结构板件，支架(31)的中间设置有与传感器外壳轴径相同的位移传感器安装孔，沿位移传感器安装孔中心向上的竖直方向上设置有尺寸相当于位移传感器安装孔1/10孔径的槽；在支架(31)上设置有1个贯穿前侧槽壁到后侧槽壁的螺纹通孔，该螺纹通孔回转轴线和槽的前侧槽壁、后侧槽壁垂直；通过螺栓的预紧来夹紧位移传感器外壳；支架(31)的底端的前后两侧分别设置有1个支架安装孔，支架安装孔为光通孔；
所述的增高板(16)为在长方形板的左下角处切去一个形状为等腰直角三角形板的板类结构件；增高板(16)上沿纵向设置有2个结构完全相同的增高板安装孔(47)，增高板安装孔(47)为上部孔径大于下部孔径的阶梯光通孔，2个增高板安装孔(47)的连线平行于增高板(16)上表面的长边；增高板(16)上还设置有4个结构完全相同的支架定位孔(48)，支架定位孔(48)为螺纹通孔，支架定位孔(48)与位移传感器组件(7)上的用于将位移传感器组件(7)安装在增高板(16)上的支架安装孔相对应；4个结构完全相同的支架定位孔(48)位于一个长方形的4个顶点处，且该长方形的长边平行于增高板(16)上表面的长边；
所述的连接片(19)为矩形板类结构件；连接片(19)一侧设置有4个结构完全相同的连接片安装孔(56)，连接片安装孔(56)为前侧孔径大于后侧孔径的阶梯光通孔；连接片(19)的另一侧设置有1个用于安装拉杆(30)的拉杆安装孔(57)，拉杆安装孔(57)为光通孔；
所述的传感器通过其中的外壳安装在支架(31)上的位移传感器安装孔内并采用螺栓连接固定；拉杆(30)的右端插入传感器外壳中，拉杆(30)与外壳之间为滑动连接；拉杆(30)的左端插入连接片(19)上的拉杆安装孔(57)中并采用螺母固定连接；2个结构相同的支架(31)采用螺栓平行对正地安装在增高板(16)的上表面上，2个结构相同的支架(31)的底面与增高板(16)的上表面接触连接，2个结构相同的支架(31)上的位移传感器安装孔的回转轴线共线。
6.按照权利要求1所述的三平动冗余并联遥操作机械手，其特征在于，所述的丝杠组件(14)包括前支撑、丝杠、丝杠螺母、后支撑、联轴器、丝杠电机、后板(15)与螺母套(21)；
所述的丝杆插入丝杠螺母中，丝杠螺母采用螺栓固定安装在螺母套(21)上的丝杠螺母孔(64)内，丝杠的左端采用轴承与卡簧安装在前支撑的丝杆安装孔中，丝杆的右边部分采用轴承安装在后支撑的丝杆安装孔中，丝杆的右端从后支撑的丝杆安装孔伸出，丝杆的右端与联轴器的左端连接；丝杠电机轴的输出端与联轴器的右端连接；丝杠电机轴从后板(15)的丝杠电机轴孔(46)中伸出；丝杠电机减速器的左侧面通过螺栓固定连接在后板(15)的右端面上，丝杠电机减速器的左端面与后板(15)的右端面共面。
7.按照权利要求6所述的三平动冗余并联遥操作机械手，其特征在于，所述的螺母套(21)为长方体形结构件，螺母套(21)的上表面左侧设置有2个结构完全相同的左板定位孔(60)，左板定位孔(60)为螺纹盲孔，2个左板定位孔(60)的中心连线平行于螺母套(21)上表面的短边，左板定位孔(60)的右侧设置有4个结构完全相同的下板定位孔(61)，下板定位孔(61)为螺纹盲孔，4个下板定位孔(61)位于一个长方形的4个顶点上，且该长方形的长边平行于螺母套(21)上表面的长边；螺母套(21)前侧面的中间偏上位置设置有1个丝杠螺母孔(64)，丝杠螺母孔(64)为光通孔，以丝杠螺母孔(64)的轴线为中心设置有6个结构完全相同的沿圆周分布的丝杠螺母定位孔(62)，丝杠螺母定位孔(62)为螺纹盲孔，左侧3个丝杠螺母定位孔(62)中相邻2个丝杠螺母定位孔(62)中心与丝杠螺母孔(64)中心连线之间的夹角均为45°，顶端的2个丝杠螺母定位孔(62)中心与丝杠螺母孔(64)中心连线之间的夹角为90°，右侧3个丝杠螺母定位孔(62)中相邻2个丝杠螺母定位孔(62)中心与丝杠螺母孔(64)中心连线之间的夹角均为45°，底端的2个丝杠螺母定位孔(62)中心与丝杠螺母孔(64)中心连线之间的夹角为90°；左侧3个丝杠螺母定位孔(62)的左侧还设置有4个结构完全相同的连接片定位孔(65)，连接片定位孔(65)为螺纹盲孔，4个连接片定位孔(65)位于一个长方形的4个顶点上，且该长方形的长边平行于螺母套(21)前侧面的长边；螺母套(21)的底面上设置有2个结构完全相同的导轨槽(63)，导轨槽(63)与导轨板(17)上的导轨(50)的横截面相同，导轨槽(63)的中心线平行于螺母套(21)底面的短边。
8.按照权利要求1所述的三平动冗余并联遥操作机械手，其特征在于，所述的框架组件包括接头(5)、上杆(6)、2个结构相同的中杆(8)、下杆(11)与驱动杆(13)；
所述的上杆(6)通过轴承和卡簧安装在位于并联支链顶端的接头(5)上的上杆安装孔(27)中，上杆(6)中间圆柱体的轴线与上杆安装孔(27)的中心线重合；左右两根中杆(8)位于上杆(6)和下杆(11)之间；上杆(6)的两端分别安装在左右两侧的中杆(8)上端的上杆安装槽(33)内，并采用圆螺母和螺栓转动连接；下杆(11)的中间位置安装在驱动杆(13)上的下杆安装孔(41)内，下杆(11)中间圆柱体的轴线与下杆安装孔(41)的中心线重合；下杆(11)的两端分别安装在左右两侧的中杆(8)下端的下杆安装槽(34)内；上杆(6)上的中杆定位孔(28)与中杆(8)上的中杆安装孔(32)的中心线重合，下杆(11)上的中杆定位孔与中杆(8)上的中杆安装孔的中心线重合，上杆(6)左端上的中杆定位孔(28)到接头(5)的左端面的距离等于上杆(6)右端上的中杆定位孔到接头(5)的右端面的距离；下杆(11)左端上的中杆定位孔到驱动杆(13)上端圆柱体的左端面的距离等于下杆(11)右端上的中杆定位孔到驱动杆(13)上端圆柱的右端面的距离。
9.按照权利要求1所述的三平动冗余并联遥操作机械手，其特征在于，所述的导轨板(17)为设置有凸台(51)和2根结构完全相同的导轨(50)的矩形平板类结构件，导轨板(17)的左下角处切除一个等腰直角三角形的三角板，在导轨板(17)的左端设置有2个结构完全相同的丝杠组件定位孔(49)，丝杠组件定位孔(49)为螺纹通孔，2个丝杠组件定位孔(49)的中心连线与导轨板(17)的长边垂直；在2个丝杠组件定位孔(49)的右侧设置有2条相互平行的导轨(50)，2条导轨(50)平行于导轨板(17)的长边，导轨(50)的横断面为上边边长大于下边边长的等腰梯形，在导轨(50)的右侧设置有4个结构完全相同的右丝杠组件定位孔，右丝杠组件定位孔与2条导轨(50)左侧的2个结构完全相同的丝杠组件定位孔(49)结构相同，4个右丝杠组件定位孔位于一个长方形的4个顶点上且该长方形的长边垂直于导轨板(17)的长边；在导轨板(17)的右上方设置有凸台(51)，在凸台(51)上设置有2个结构完全相同的后板定位孔(52)，后板定位孔(52)为螺纹通孔，2个后板定位孔(52)的中心连线垂直于导轨板(17)的长边；在导轨板(17)的最下端设置有2个结构完全相同的增高板定位孔(53)，增高板定位孔(53)为螺纹通孔，2个增高板定位孔(53)的中心连线平行于导轨板(17)的长边；在增高板定位孔(53)与位置靠下的导轨(50)之间还设置有3个结构完全相同的导轨板安装孔(54)，导轨板安装孔(54)为上部孔径大于下部孔径的阶梯光通孔。
三平动冗余并联遥操作机械手
技术领域
[0001] 本发明涉及一种遥操作和并联机械人领域的机械手，更确切地说，本发明涉及一种三平动冗余并联遥操作机械手。
背景技术
[0002] 三平动并联机构正运动学可以显式计算，响应速度快，在物品分拣和机械加工方面已经体现出强大的优势。若在保证三平动运动模式的前提下进行冗余处理，得到的三平动冗余驱动并联机构将具有更好的运动学性能和更好的可操作性，且在外力已知的情况下减少关节受力。机构活动度大于运动平台活动度的机构可扩大工作空间，称为运动冗余并联机构；机构驱动数量多于运动平台活动度的机构可有效消除工作空间内的奇异点，改善机构的运动性能，称为驱动冗余并联机构；机构传感器数目多于驱动关节数量的机构可用于求解正运动学问题、减少位置误差，称为测量冗余并联机构。根据性能需求可对并联机构做相应的冗余处理。Sukhan和Sungbok将冗余驱动并联机构的冗余方式分为增加驱动副、驱动副代替被动副和增加分支。增加驱动副可扩大机构的工作空间，提高响应速度，适用于工作空间要求较大或者响应速度要求较高的场合，必要时可用于避障；驱动副代替被动副不会增大工作空间，某些时候还会缩小工作空间，但是会提高响应速度，适用于工作空间要求较小的场合；增加分支可提高系统的刚度，适用于刚度要求较高的场合。遥操作技术通常面临参数未知的环境对象，要求机械手需要具有较快的响应速度和较强的环境适应能力。
[0003] 在三平动并联机器人的冗余方式上，研究人员做了大量研究并取得了相应的成果。中国专利申请号为CN201210533432.X，申请日为2012年12月11日，发明名称为“一种冗余驱动的三自由度平移型并联机器人机构”，该案中提出了一种冗余驱动的三自由度平移型并联机器人机构，由基座、动平台和4条并联支链组成，每条并联支链由2个虎克铰和2个移动副组成；中国专利申请号为CN201310249899.6，申请日为2013年6月21日，发明名称为“冗余驱动对称三自由度移动并联机构”，该案中提出了一种冗余驱动对称三自由度移动并联机构，由四根固定导轨、动平台和连接二者的四条并联支链组成，每条并联支链包含1个与动平台相连的转动副，1个移动副和1个与导轨相连的圆柱副；中国专利申请号为CN201520355410.8，申请日为2015年5月27日，发明名称为“一种冗余驱动三维平动并联机构”，该案中提出一种冗余驱动三维平动并联机构，由支架、Del ta并联机构和直角坐标轴进给装置组成，以直角坐标轴进给装置的平面运动扩大Del ta机构的工作空间；中国专利申请号为CN201620424647.1，申请日为2016年5月11日，发明名称为“一种空间三平移冗余驱动并联机构”，该案中提出了一种空间三平移冗余驱动并联机构，由动平台、支架和连接二者的5条并联支链组成，用于提高机构的精度、平稳性和承载能力；中国专利申请号为CN201611209567.5，申请日为2016年12月23日，发明名称为“一种附加冗余直线滑动的三平动龙门并联机床”，该案中提出了一种附加冗余直线滑动的三平动龙门并联机床，由龙门架、直线模组、动平台、工作台和连接动平台与龙门架之间的三条并联支链组成，扩大了并联机床的工作空间。
[0004] 适用于如今蓬勃发展的遥操作领域的三平动并联机械手的研究成果较少，迫切需要创造出满足三平动运动模式、响应速度快、环境适应性强的新机型。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是为了克服了现有技术存在的三平动并联机器人难以避障、难以解决奇异性以及难以反馈力的方向的问题，提供了一种三平动冗余并联遥操作机械手。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
[0007] 所述的三平动冗余并联遥操作机械手包括动平台组件、定平台与3条结构完全相同的并联支链；
[0008] 所述的动平台组件包括手柄、六维力传感器、动平台与陀螺仪；
[0009] 所述的手柄由上部的柄杆与下部的法兰盘组成；下部的法兰盘上设置有3个绕法兰盘中心呈圆周分布的结构完全相同的3个手柄安装孔，手柄安装孔为上部孔径大于下部孔径的用于将手柄安装在六维力传感器上表面上的阶梯光通孔；3个手柄安装孔相邻2个手柄安装孔的中心与法兰盘的中心的连线之间的夹角均为120度，柄杆的底端与法兰盘顶端面的中心固定连接，柄杆的回转轴线与法兰盘回转轴线共线；
[0010] 所述的六维力传感器选用日本Leptrino紧凑型6轴力用于监测手柄受力的传感器；
[0011] 所述的陀螺仪选用MEMSIC的VG800CA‑210型用于监测动平台位姿的陀螺仪；
[0012] 所述的手柄采用螺栓固定安装在六维力传感器的上面，六维力传感器采用螺栓固定安装在动平台的上表面上，陀螺仪采用螺栓固定安装在动平台的底面上；手柄、六维力传感器、动平台和陀螺仪的中心共线；
[0013] 所述的并联支链包括框架组件、转动电机组件、位移传感器组件、丝杠组件与导轨板；
[0014] 所述的位移传感器组件通过其中的增高板安装在导轨板顶端面的前端，位移传感器组件中的传感器外壳的回转轴线与导轨板长边平行，位移传感器组件的左端通过连接片与丝杠组件中的螺母套的右端面固定连接；丝杠组件安装在位移传感器组件后侧的导轨板的顶端面上，丝杠组件中的丝杠的回转轴线与位移传感器组件中的传感器外壳的回转轴线平行；转动电机组件通过其中的下板安装在螺母套的顶端面上，转动电机组件中的转动电机输出轴的回转轴线与丝杠的回转轴线垂直交叉；框架组件的底端通过其中的驱动杆左端套装在转动电机输出轴上，两者之间为转动连接；
[0015] 所述的定平台位于三平动冗余并联遥操作机械手的最底端，3条结构完全相同的并联支链位于动平台组件与定平台之间，3条完全相同的并联支链的底端通过其中的导轨板并采用螺栓固定在定平台的上表面上，并联支链的顶端通过其中的接头并采用螺栓固定在动平台组件中的动平台的底端面上；
[0016] 所述的3条结构完全相同的并联支链中的丝杠组件的丝杆回转轴线的延长线交于定平台的对称中心线上，且相邻两丝杆回转轴线之间的夹角为120°。
[0017] 技术方案中所述的动平台为圆盘形结构件，动平台的中心位置处设置有结构完全相同的沿圆周均布的3个六维力传感器安装孔，六维力传感器安装孔为上部孔径小于下部孔径的阶梯光通孔；3个六维力传感器安装孔的外侧还设置有沿圆周分布的4个结构完全相同的陀螺仪定位孔，陀螺仪定位孔为螺纹通孔，4个陀螺仪定位孔分别位于一个长方形的4个顶点上，4个陀螺仪定位孔与陀螺仪上的安装孔相对正；4个陀螺仪定位孔的最外侧还设置有沿圆周分布的3组结构完全相同的孔，每组孔包括2个结构完全相同的接头定位孔，接头定位孔为光通孔,两组接头定位孔的中心连线的中垂线之间的夹角为120°；其中一组接头定位孔中心连线的中垂线与4个陀螺仪定位孔的中心连线所组成的长方形的对角线共线。
[0018] 技术方案中所述的定平台为由正三角形板在3个角处切去3个小正三角形板而成的具有3条等长的长边和3条等长的短边的六边形的平板类结构件；定平台上设置有结构完全相同的3组孔，每组孔包含3个结构完全相同的导轨板定位孔，导轨板定位孔为螺纹通孔，导轨板定位孔与导轨板上的导轨板安装孔相对应；每组导轨板定位孔的回转中心连线均为与之相交的短边的中垂线；3组导轨板定位孔的回转中心连线汇交于六边形的中心。
[0019] 技术方案中所述的转动电机组件包括右板、转动电机、下板与左板；
[0020] 所述的右板采用螺栓固定安装在下板的第一个阶梯上，右板右端面的底端与下板第二阶梯的左端面接触连接，右板的底端面与下板的第一阶梯的上表面接触连接，两者之间采用螺钉连接；转动电机采用螺栓固定连接在右板的转动电机轴孔的右侧孔的左端面上，转动电机的输出轴从右板的转动电机轴孔中伸出，转动电机的输出轴的最左端采用轴承安装在左板的转动电机轴支撑孔中；左板的右端面与下板第一个阶梯的左端面平行对正，左板底面与下板的底面共面；转动电机的输出轴的中间部分安装在驱动杆的驱动杆安装孔中。
[0021] 技术方案中所述的位移传感器组件包括传感器、2个结构相同的支架、增高板与连接片；
[0022] 所述的传感器采用型号为KPM‑16的位移式传感器，其由拉杆与传感器外壳组成；
[0023] 所述的支架为“凸”字形结构板件，支架的中间设置有与传感器外壳轴径相同的位移传感器安装孔，沿位移传感器安装孔中心向上的竖直方向上设置有尺寸相当于位移传感器安装孔1/10孔径的槽；在支架上设置有1个贯穿前侧槽壁到后侧槽壁的螺纹通孔，该螺纹通孔回转轴线和槽的前侧槽壁、后侧槽壁垂直；通过螺栓的预紧来夹紧位移传感器外壳；支架的底端的前后两侧分别设置有1个支架安装孔，支架安装孔为光通孔；
[0024] 所述的增高板为在长方形板的左下角处切去一个形状为等腰直角三角形板的板类结构件；增高板上沿纵向设置有2个结构完全相同的增高板安装孔，增高板安装孔为上部孔径大于下部孔径的阶梯光通孔，2个增高板安装孔的连线平行于增高板上表面的长边；增高板上还设置有4个结构完全相同的支架定位孔，支架定位孔为螺纹通孔，支架定位孔与位移传感器组件上的用于将位移传感器组件安装在增高板上的支架安装孔相对应；4个结构完全相同的支架定位孔位于一个长方形的4个顶点处，且该长方形的长边平行于增高板上表面的长边；
[0025] 所述的连接片为矩形板类结构件；连接片一侧设置有4个结构完全相同的连接片安装孔，连接片安装孔为前侧孔径大于后侧孔径的阶梯光通孔；连接片的另一侧设置有1个用于安装拉杆的拉杆安装孔，拉杆安装孔为光通孔；
[0026] 所述的传感器通过其中的外壳安装在支架上的位移传感器安装孔内并采用螺栓连接固定；拉杆的右端插入传感器外壳中，拉杆与外壳之间为滑动连接；拉杆的左端插入连接片上的拉杆安装孔中并采用螺母固定连接；2个结构相同的支架采用螺栓平行对正地安装在增高板的上表面上，2个结构相同的支架的底面与增高板的上表面接触连接，2个结构相同的支架上的位移传感器安装孔的回转轴线共线。
[0027] 技术方案中所述的丝杠组件包括前支撑、丝杠、丝杠螺母、后支撑、联轴器、丝杠电机、后板与螺母套；
[0028] 所述的丝杆插入丝杠螺母中，丝杠螺母采用螺栓固定安装在螺母套上的丝杠螺母孔内，丝杠的左端采用轴承与卡簧安装在前支撑的丝杆安装孔中，丝杆的右边部分采用轴承安装在后支撑的丝杆安装孔中，丝杆的右端从后支撑的丝杆安装孔伸出，丝杆的右端与联轴器的左端连接；丝杠电机轴的输出端与联轴器的右端连接；丝杠电机轴从后板的丝杠电机轴孔中伸出；丝杠电机减速器的左侧面通过螺栓固定连接在后板的右端面上，丝杠电机减速器的左端面与后板的右端面共面。
[0029] 技术方案中所述的螺母套为长方体形结构件，螺母套的上表面左侧设置有2个结构完全相同的左板定位孔，左板定位孔为螺纹盲孔，2个左板定位孔的中心连线平行于螺母套上表面的短边，左板定位孔的右侧设置有4个结构完全相同的下板定位孔，下板定位孔为螺纹盲孔，4个下板定位孔位于一个长方形的4个顶点上，且该长方形的长边平行于螺母套上表面的长边；螺母套前侧面的中间偏上位置设置有1个丝杠螺母孔，丝杠螺母孔为光通孔，以丝杠螺母孔的轴线为中心设置有6个结构完全相同的沿圆周分布的丝杠螺母定位孔，丝杠螺母定位孔为螺纹盲孔，左侧3个丝杠螺母定位孔中相邻2个丝杠螺母定位孔中心与丝杠螺母孔中心连线之间的夹角均为45°，顶端的2个丝杠螺母定位孔中心与丝杠螺母孔中心连线之间的夹角为90°，右侧3个丝杠螺母定位孔中相邻2个丝杠螺母定位孔中心与丝杠螺母孔中心连线之间的夹角均为45°，底端的2个丝杠螺母定位孔中心与丝杠螺母孔中心连线之间的夹角为90°；左侧3个丝杠螺母定位孔的左侧还设置有4个结构完全相同的连接片定位孔，连接片定位孔为螺纹盲孔，4个连接片定位孔位于一个长方形的4个顶点上，且该长方形的长边平行于螺母套前侧面的长边；螺母套的底面上设置有2个结构完全相同的导轨槽，导轨槽与导轨板上的导轨的横截面相同，导轨槽的中心线平行于螺母套底面的短边。
[0030] 技术方案中所述的框架组件包括接头、上杆、2个结构相同的中杆、下杆与驱动杆；
[0031] 所述的上杆通过轴承和卡簧安装在位于并联支链顶端的接头上的上杆安装孔中，上杆中间圆柱体的轴线与上杆安装孔的中心线重合；左右两根中杆位于上杆和下杆之间；上杆的两端分别安装在左右两侧的中杆上端的上杆安装槽内，并采用圆螺母和螺栓转动连接；下杆的中间位置安装在驱动杆上的下杆安装孔内，下杆中间圆柱体的轴线与下杆安装孔的中心线重合；下杆的两端分别安装在左右两侧的中杆下端的下杆安装槽内；上杆上的中杆定位孔与中杆上的中杆安装孔的中心线重合，下杆上的中杆定位孔与中杆上的中杆安装孔的中心线重合，上杆左端上的中杆定位孔到接头的左端面的距离等于上杆右端上的中杆定位孔到接头的右端面的距离；下杆左端上的中杆定位孔到驱动杆上端圆柱体的左端面的距离等于下杆右端上的中杆定位孔到驱动杆上端圆柱的右端面的距离。
[0032] 技术方案中所述的导轨板为设置有凸台和2根结构完全相同的导轨的矩形平板类结构件，导轨板的左下角处切除一个等腰直角三角形的三角板，在导轨板的左端设置有2个结构完全相同的丝杠组件定位孔，丝杠组件定位孔为螺纹通孔，2个丝杠组件定位孔的中心连线与导轨板的长边垂直；在2个丝杠组件定位孔的右侧设置有2条相互平行的导轨，2条导轨平行于导轨板的长边，导轨的横断面为上边边长大于下边边长的等腰梯形，在导轨的右侧设置有4个结构完全相同的右丝杠组件定位孔，右丝杠组件定位孔与2条导轨左侧的2个结构完全相同的丝杠组件定位孔结构相同，4个右丝杠组件定位孔位于一个长方形的4个顶点上且该长方形的长边垂直于导轨板的长边；在导轨板的右上方设置有凸台，在凸台上设置有2个结构完全相同的后板定位孔，后板定位孔为螺纹通孔，2个后板定位孔的中心连线垂直于导轨板的长边；在导轨板的最下端设置有2个结构完全相同的增高板定位孔，增高板定位孔为螺纹通孔，2个增高板定位孔的中心连线平行于导轨板的长边；在增高板定位孔与位置靠下的导轨之间还设置有3个结构完全相同的导轨板安装孔，导轨板安装孔为上部孔径大于下部孔径的阶梯光通孔。
[0033] 与现有技术相比本发明的有益效果是：
[0034] 1.本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手比同类型非冗余并联机器人响应速度快；
[0035] 2.本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手比同类型非冗余并联机器人运行速度快；
[0036] 3.本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手比三平动并联机构的工作空间大；
[0037] 4.本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手可避障和避免奇异位形，适用性较广；
[0038] 5.本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手不仅能反馈力的大小，还能反馈力的方向。
[0039] 综上，本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手具有较高的实用价值和广阔的应用前景，为并联机器人、数控机床、坐标测量机与遥操作等技术领域提供一种新的结构。
附图说明
[0040] 下面结合附图对本发明作进一步的说明：
[0041] 图1为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手结构组成的轴测投影视图；
[0042] 图2为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的动平台组件结构组成的轴测投影视图；
[0043] 图3为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链结构组成的轴测投影视图；
[0044] 图4为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的动平台组件中所采用的手柄结构组成的轴测投影视图；
[0045] 图5为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的动平台组件中所采用的动平台结构组成的轴测投影视图；
[0046] 图6为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的接头结构组成的轴测投影视图；
[0047] 图7为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的上杆结构组成的轴测投影视图；
[0048] 图8为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的位移传感器组件结构组成的轴测投影视图；
[0049] 图9为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的中杆结构组成的轴测投影视图；
[0050] 图10为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的右板结构组成的轴测投影视图；
[0051] 图11为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的下板结构组成的轴测投影视图；
[0052] 图12为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的驱动杆结构组成的轴测投影视图；
[0053] 图13为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的丝杠组件结构组成的轴测投影视图；
[0054] 图14为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的后板结构组成的轴测投影视图；
[0055] 图15为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的增高板结构组成的轴测投影视图；
[0056] 图16为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的导轨板结构组成的轴测投影视图；
[0057] 图17为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手中所采用的定平台结构组成的轴测投影视图；
[0058] 图18为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的连接片结构组成的轴测投影视图；
[0059] 图19为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的左板结构组成的轴测投影视图；
[0060] 图20为本发明所述的三平动冗余并联遥操作机械手的并联支链中所采用的螺母套结构组成的轴测投影视图；
[0061] 图中：1.手柄，2.六维力传感器，3.动平台，4.陀螺仪，5.接头，6.上杆，7.位移传感器组件，8.中杆，9.右板，10.转动电机，11.下杆，12.下板，13.驱动杆，14.丝杠组件，15.后板，16.增高板，17.导轨板，18.定平台，19.连接片，20.左板，21.螺母套，22.手柄安装孔，23.接头定位孔，24.陀螺仪定位孔，25.六维力传感器安装孔，26.接头安装孔，27.上杆安装孔，28.中杆定位孔，29.卡簧槽，30.拉杆，31.支架，32.中杆安装孔，33.上杆安装槽，34.下杆安装槽，35.转动电机轴孔，36.转动电机安装孔，37.右板安装孔，38.下板安装孔，39.右板定位孔，40.驱动杆安装孔，41.下杆安装孔，42.丝杠组件安装孔，43.丝杠螺母安装孔，
44.后板安装孔，45.丝杠电机安装孔，46.丝杠电机轴孔，47.增高板安装孔，48.支架定位孔，49.丝杠组件定位孔，50.导轨，51.凸台，52.后板定位孔，53.增高板定位孔，54.导轨板安装孔，55.导轨板定位孔，56.连接片安装孔，57.拉杆安装孔，58.左板安装孔，59.转动电机轴支撑孔，60.左板定位孔，61.下板定位孔，62.丝杠螺母定位孔，63.导轨槽，64.丝杠螺母孔，65.连接片定位孔。
具体实施方式
[0062] 下面结合附图对本发明作详细的描述：
[0063] 参阅图1，本发明所述的一种三平动冗余并联遥操作机械手包括动平台组件、定平台18以及连接动平台组件与定平台18的3条结构完全相同的并联支链。
[0064] 所述的定平台18位于三平动冗余并联遥操作机械手的最底端，3条结构完全相同的并联支链位于动平台组件与定平台18之间，3条完全相同的并联支链的底端通过其中的导轨板17并采用螺栓固定在定平台18的上表面上，并联支链的顶端通过其中的接头5并采用螺栓固定在动平台组件中的动平台3的底端面上。
[0065] 3条结构完全相同的并联支链中的丝杠组件14的丝杆回转轴线的延长线交于定平台18的对称中心线上，且相邻两丝杆回转轴线之间的夹角为120°。
[0066] 参阅图2，所述的动平台组件包括手柄1、六维力传感器2、动平台3和陀螺仪4。
[0067] 所述的六维力传感器2选用日本Leptrino紧凑型6轴力传感器，用于监测手柄1受力；
[0068] 所述的陀螺仪4选用MEMSIC的VG800CA‑210型陀螺仪，用于监测动平台3的位姿。
[0069] 参阅图4，所述的手柄1由上部的柄杆与下部的法兰盘组成；下部的法兰盘上设置有3个绕法兰盘中心呈圆周分布的结构完全相同的3个手柄安装孔22，手柄安装孔22为上部孔径大于下部孔径的阶梯光通孔；用于将手柄1安装在六维力传感器2上表面上；3个手柄安装孔22中相邻2个手柄安装孔22的中心与法兰盘的中心的连线之间的夹角均为120度，柄杆的底端与法兰盘顶端面的中心处固定连接，柄杆的回转轴线与法兰盘回转轴线共线。
[0070] 参阅图5，所述的动平台3为圆盘形结构件，动平台3的中心位置处设置有完全相同的沿圆周均布的3个六维力传感器安装孔25，六维力传感器安装孔25为上部孔径小于下部孔径的阶梯光通孔；3个六维力传感器安装孔25的外侧还设置有结构完全相同的沿圆周分布的4个陀螺仪定位孔24，陀螺仪定位孔24为螺纹通孔，4个陀螺仪定位孔24分别位于一个长方形的4个顶点上，4个陀螺仪定位孔24与陀螺仪4上的安装孔相对正；动平台3最外侧还设置有沿圆周分布的3组结构完全相同的孔，每组孔包括2个完全相同的接头定位孔23，接头定位孔23为光通孔；一组接头定位孔23的中心连线的中垂线与另一组接头定位孔23的中心连线的中垂线之间的夹角为120°；从动平台3的上方往下看，其中一组接头定位孔23中心连线的中垂线与4个陀螺仪定位孔24的中心连线所组成的长方形的对角线共线。
[0071] 所述的手柄1位于六维力传感器2的上面，六维力传感器2安装在动平台3的上表面上，陀螺仪4安装动平台3的底面上。手柄1、六维力传感器2、动平台3和陀螺仪4的中心共线。
[0072] 手柄1采用螺栓固定在六维力传感器2的上表面上；六维力传感器2采用螺栓固定在动平台3的上表面上，陀螺仪4采用螺栓连接固定在动平台3的底面上。
[0073] 参阅图3，所述的并联支链包括框架组件、转动电机组件、位移传感器组件7、丝杠组件14与导轨板17；
[0074] 所述的3条并联支链的结构和连接方式完全相同，故仅以1条并联支链进行说明。
[0075] 所述的框架组件包括接头5、上杆6、2个结构相同的中杆8、下杆11与驱动杆13；
[0076] 参阅图6，所述的接头5的上部为长方体，下部为直径等于上部长方体下表面长边的半圆柱体组成的结构件；接头5的上表面设置有2个完全相同的接头安装孔26，接头安装孔26为螺纹盲孔，2个接头安装孔26之间的距离等于动平台3上每组接头定位孔23之间的距离；接头5下部以半圆柱中心为中心设置有1个上杆安装孔27，上杆安装孔27为两侧孔径大于中部孔径的阶梯光通孔；两侧孔径等于上杆6上的轴承外圈直径。
[0077] 参阅图7，所述的上杆6与下杆11结构和尺寸完全相同，均为由圆柱体件的两端沿平行于轴线方向切去上下两部分圆柱面形成的结构件；以上杆6为例进行说明，上杆6的中部为圆柱体结构，圆柱体两侧的上下表面为平面，且中间圆柱两端位于同侧的平面共面；上杆6中部圆柱体结构上设置有2个卡簧槽29；2个卡簧槽29尺寸相同，位置关于上杆6的中心对称；上杆6的两端还设置有2个关于上杆6的中心对称的中杆定位孔28，中杆定位孔28为光通孔；中杆定位孔28的轴线垂直于两侧结构的上下表面。
[0078] 参阅图9，所述的中杆8为在四棱柱体的中部上下对称地各切除1个小长方体形成的直杆式结构件，其左右端设置有上杆安装槽33与下杆安装槽34，左端的上杆安装槽33与右端的下杆安装槽34的结构尺寸相同并左右对称设置，左端的上杆安装槽33与右端的下杆安装槽34的对称面和中杆8纵向对称面共面；左右两端设置有2个完全相同的、贯穿上杆安装槽33和下杆安装槽34上下槽壁的中杆安装孔32，中杆安装孔32为光通孔，2个完全相同的中杆安装孔32和上杆6两端的中杆定位孔28相对应，用于将2根中杆8的上端和下端分别安装在上杆6和下杆11的两端上。
[0079] 参阅图12，所述的驱动杆13为上端和下端均为圆柱体、中间采用等腰梯形的板式连接杆连接的结构件；其中上端圆柱体的直径大于下端圆柱体的直径，并且上端圆柱体的高度大于下端圆柱体的高度；中间连接杆的厚度与下端圆柱的高度相等；在上端圆柱的中心设置有1个下杆安装孔41，下杆安装孔41为两侧孔径大于中部孔径的阶梯光通孔；下杆安装孔41的两侧孔径等于下杆11上的轴承外圈直径；在驱动杆13的下端以下端圆柱体的中心轴线为中心设置有1个驱动杆安装孔40，驱动杆安装孔40为带键槽的光通孔，光通孔的直径等于转动电机轴的直径，用于将驱动杆13安装在转动电机轴上。
[0080] 所述的接头5位于并联支链的顶端并套装在上杆6上，即上杆6安装在位于并联支链顶端的接头5上的上杆安装孔27内，上杆6中间圆柱的轴线与上杆安装孔27的中心线重合；左右两根中杆8位于上杆6和下杆11之间；上杆6的两端分别安装在左右两侧的中杆8上端的上杆安装槽33内；下杆11安装在驱动杆13上部的下杆安装孔41内，下杆11中间圆柱体的轴线与下杆安装孔41的中心线重合；下杆11的两端分别安装在左右两侧的中杆8下端的下杆安装槽34内；上杆6上的中杆定位孔28与中杆8上的中杆安装孔32的中心线重合，上杆6左端上的中杆定位孔28到接头5的左端面的距离等于上杆6右端上的中杆定位孔到接头5的右端面的距离；下杆11左端上的中杆定位孔28到驱动杆13上端圆柱体的左端面的距离等于下杆11右端上的中杆定位孔28到驱动杆13上端圆柱的右端面的距离；
[0081] 上杆6通过轴承和卡簧安装在接头5的上杆安装孔27内，为转动连接；上杆6的两端通过圆螺母和螺栓安装在中杆8上部的上杆安装槽33内，为转动连接，圆螺母的长度等于中杆8上下两侧的厚度。下杆11通过轴承和卡簧安装在驱动杆13上部的下杆安装孔41内，为转动连接；下杆11的两端通过圆螺母和螺栓安装在中杆8下部的下杆安装槽34内，为转动连接。
[0082] 所述的转动电机组件包括右板9、转动电机10、下板12与左板20；
[0083] 参阅图10，所述的右板9为上部为半圆柱形板下部为长方形板的板式结构件，半圆柱形板的厚度等于长方形板的厚度，半圆柱形板的直径等于长方形板的长边长度；右板9上设置有1个以半圆柱形板的回转轴线为中心的转动电机轴孔35，转动电机轴孔35为左侧孔径小于中部孔径，中部孔径小于右侧孔径的阶梯光通孔，左侧孔用于安装转动电机轴，中部孔和右侧孔用于安装转动电机10的减速器；在转动电机轴孔35的周围以转动电机轴孔35的回转轴线为中心，设置有4个结构完全相同的沿圆周均布的转动电机安装孔36，转动电机安装孔36为左侧孔径大于右侧孔径的阶梯光通孔，用于固定转动电机10；在右板9的底端面附近设置有2个结构完全相同的右板安装孔37，右板安装孔37为左侧孔径大于右侧孔径的阶梯光通孔，用于将右板9安装在下板12上；4个转动电机安装孔36和2个右板安装孔37采用左侧孔径大于右侧孔径的阶梯光通孔的目的是为了不影响左板20与右板9组合后对驱动杆13下端自由度的限制作用。
[0084] 所述的转动电机10采用型号为JSF 42‑3‑30‑AS‑1000型直流伺服电机。
[0085] 参阅图11，所述的下板12为右端沿平行于长方体形上表面右侧短边切去一个小长方体而形成的阶梯形板式结构件；在下板12的四角处设置有4个结构完全相同的下板安装孔38，下板安装孔38为上部孔径大于下部孔径的阶梯光通孔，4个结构完全相同的下板安装孔38的回转轴线垂直于下板12；此处设置阶梯光通孔的目的是为了缩短转动电机轴与丝杆之间的距离，增大操作过程中沿丝杆方向的力；在下板12左端的阶梯形交界处的上部的左端面上设置有2个结构完全相同的右板定位孔39，右板定位孔39为螺纹盲孔，右板定位孔39与右板9上的右板安装孔37相对应，右板定位孔39与右板安装孔37用于将右板9固定在下板12上。
[0086] 参阅图19，所述的左板20为“凸”字形的板类结构件；左板20的顶部为圆弧柱面，该圆弧柱面的半径与右板9上端半圆柱形板的半径相同；圆弧柱面的中心处设置有1个转动电机轴支撑孔59，转动电机轴支撑孔59为左侧孔径小于右侧孔径的阶梯光通孔，用于安装轴承和支撑转动电机轴；右侧孔径等于轴承外径；左板20底部两侧安装脚上各设置1个左板安装孔58，左板安装孔58为光通孔，用于安装左板20。
[0087] 参阅图10、图11与19，所述的右板9安装在下板12的第一个阶梯之上，右板9右端面的底端与下板12第二阶梯的右端面接触连接，右板9的底端面与下板12的第一阶梯的上表面接触连接；转动电机10的输出轴从右板9的转动电机轴孔35的左侧孔中伸出，转动电机减速器的左侧面与转动电机轴孔35的右侧孔的左端面共面；转动电机10的输出轴的最左端安装在左板20的转动电机轴支撑孔59内；左板20的右端面与下板12的右端面平行对正，左板20底面与下板12的底面共面；转动电机10的输出轴的中间部分安装在驱动杆13的驱动杆安装孔40内。
[0088] 右板9通过螺栓连接固定在下板12的第一阶梯之上，右板9的右端面的底端与下板12的第二阶梯右端面接触连接，转动电机10通过螺栓连接固定在右板9的转动电机轴孔35的右侧孔的左端面上；转动电机10的输出轴与转动电机轴孔35的左侧孔为转动连接；转动电机10的输出轴的左端通过轴承安装在左板20的转动电机轴支撑孔59内，为转动连接。
[0089] 参阅图8，所述的位移传感器组件7包括传感器、2个结构相同的支架31、增高板16与连接片19；
[0090] 传感器采用型号为KPM‑16的位移式传感器，其由拉杆30、传感器外壳组成；
[0091] 所述的拉杆30为顶端带螺纹的细长杆件；
[0092] 所述的支架31为“凸”字形结构板件，中间设置有与传感器外壳轴径相同的位移传感器安装孔，沿位移传感器安装孔中心向上的竖直方向上开有尺寸相当于位移传感器安装孔1/10孔径的槽；在支架31设置有1个贯穿前侧槽壁到后侧槽壁的螺纹通孔，该螺纹通孔回转轴线和槽的前侧槽壁、后侧槽壁垂直；通过螺栓的预紧来夹紧位移传感器外壳；支架31的底端的前后两侧分别设置有1个支架安装孔，支架安装孔为光通孔。
[0093] 参阅图15，所述的增高板16为在长方形板的左下角处切去一个形状为等腰直角三角形板的板类结构件；增高板16上沿纵向设置有2个结构完全相同的增高板安装孔47，增高板安装孔47为上部孔径大于下部孔径的阶梯光通孔，2个增高板安装孔47的连线平行于增高板16上表面的长边；增高板16上还设置有4个结构完全相同的支架定位孔48，支架定位孔48为螺纹通孔，支架定位孔48与位移传感器组件7上的支架的安装孔相对应，用于将位移传感器组件7安装在增高板16上；4个结构完全相同的支架定位孔48位于一个长方形的4个顶点处，且该长方形的长边平行于增高板16上表面的长边；增高板16的作用是弥补拉杆30的轴线与丝杆轴线的高度差。
[0094] 参阅图18，所述的连接片19为矩形板类结构件；连接片19左侧设置有4个结构完全相同的连接片安装孔56，连接片安装孔56为前侧孔径大于后侧孔径的阶梯光通孔，此处设置阶梯光通孔的目的是为了尽可能的增大丝杠组件14的运动范围；连接片19的右侧设置有1个拉杆安装孔57，拉杆安装孔57为光通孔，拉杆安装孔57用于安装拉杆30。
[0095] 所述的传感器外壳安装在支架31的位移传感器安装孔内；拉杆30的左端插入连接片19上的拉杆安装孔57中；2个结构相同的支架31采用螺栓平行对正地安装在增高板16的上表面上，2个结构相同的支架31的底面与增高板16的上表面接触连接。
[0096] 传感器外壳通过螺栓连接固定在支架31的位移传感器安装孔内；拉杆30的左端通过螺纹连接固定在连接片19的拉杆安装孔57内，拉杆30的右端插入传感器外壳中，拉杆30与外壳之间为滑动连接。
[0097] 参阅图13，所述的丝杠组件14包括前支撑、丝杠、丝杠螺母、后支撑、联轴器、丝杠电机、后板15与螺母套21；
[0098] 所述的前支撑和后支撑为长方体形结构件，其中心均设置有1个由前侧面贯穿到后侧面的丝杆安装孔，丝杆安装孔为光通孔，孔径等于轴承的外径；前支撑的左右两侧均设置有1个由上表面贯穿到底面的结构完全相同的丝杠组件安装孔42，丝杠组件安装孔42为光通孔；后支撑上设置有4个结构完全相同的后丝杠组件安装孔，后丝杠组件安装孔与丝杠组件安装孔42结构相同；
[0099] 所述的联轴器选用的是型号为SRJ‑25C的柔性联轴器；用以较小装配误差带来的径向力，减小丝杆的变形；
[0100] 所述的丝杠螺母为阶梯轴类结构件，后端为内部带螺纹的轴类结构，前端为沿轴的中心轴线方向去除两个弧形块而形成的扁平轴；前端的扁平轴的左右两侧分别均布有3个丝杠螺母安装孔43，丝杠螺母安装孔43为光通孔。
[0101] 所述的丝杠电机选用型号为SRJ‑25C的42步进电机；
[0102] 参阅图14，所述的后板15为“凸”字形的板式结构件；在后板15底端两侧的底脚上各设置有1个后板安装孔44，后板安装孔44为光通孔，两侧的底脚上的后板安装孔44结构和尺寸完全相同；在后板15的上部设置有1个丝杠电机轴孔46和4个结构完全相同的以丝杠电机轴孔46轴线为中心的沿圆周均布的丝杠电机安装孔45；丝杠电机轴孔46为左侧孔径小于中部孔径，中部孔径小于右侧孔径的阶梯光通孔，用于安装丝杠电机；丝杠电机安装孔45为光通孔，用于固定丝杠电机。
[0103] 参阅图20，所述的螺母套21为长方体形结构件，螺母套21的上表面左侧设置有2个结构完全相同的左板定位孔60，左板定位孔60为螺纹盲孔，2个左板定位孔60中心连线平行于螺母套21上表面的短边，2个左板定位孔60的右侧还设置有4个完全结构相同的下板定位孔61，下板定位孔61为螺纹盲孔，4个下板定位孔61位于一个长方形的4个顶点上，且该长方形的长边平行于螺母套21上表面的长边；螺母套21前侧面的中间偏上位置设置有1个丝杠螺母孔64，丝杠螺母孔64为光通孔，以丝杠螺母孔64的轴线为中心，设置有6个结构完全相同的沿圆周分布的丝杠螺母定位孔62，丝杠螺母定位孔62为螺纹盲孔，左侧3个丝杠螺母定位孔62中相邻2个丝杠螺母定位孔62中心与丝杠螺母孔64中心连线之间的夹角均为45°，顶端的2个丝杠螺母定位孔62中心与丝杠螺母孔64中心连线之间的夹角为90°，右侧3个丝杠螺母定位孔62中相邻2个丝杠螺母定位孔62中心与丝杠螺母孔64中心连线之间的夹角均为45°，底端的2个丝杠螺母定位孔62中心与丝杠螺母孔64中心连线之间的夹角为90°；左侧3个丝杠螺母定位孔62的左侧还设置有4个结构完全相同的连接片定位孔65，连接片定位孔
65为螺纹盲孔，4个连接片定位孔65位于一个长方形4个顶点上，且该长方形的长边平行于螺母套21前侧面的长边；螺母套21的底面上设置有2个完全相同的导轨槽63，导轨槽63与导轨50的横截面相同，导轨槽63的中心线平行于螺母套21底面的短边。
[0104] 参阅图3与图13，所述的丝杆插入丝杠螺母中，丝杠螺母安装在螺母套21的丝杠螺母孔64内，丝杠的左端安装在前支撑的丝杆安装孔内，丝杆的右部从后支撑的丝杆安装孔伸出，丝杆的右端插入联轴器的左端；丝杠电机轴的输出端插入联轴器的右端；丝杠电机轴从后板15的丝杠电机轴孔46中伸出；丝杠电机减速器的左侧面与后板15的右端面共面。
[0105] 所述的丝杆的左端通过轴承和卡簧安装在前支撑的丝杆安装孔内，为转动连接；丝杠螺母通过螺栓连接固定在螺母套21的前端面上；丝杆右边部分通过轴承安装在后支撑内，为转动连接；丝杠最右端通过联轴器和螺栓与丝杠电机轴连接；丝杠电机减速器的左侧面通过螺栓连接固定在后板15的前端面上。
[0106] 参阅图16，所述的导轨板17为设置有凸台51和2个结构完全相同的导轨50的矩形平板类结构件，导轨板17的左下角处切除一个外形为等腰直角三角形的三角板，俯视导轨板17，在导轨板17的左端设置有2个结构完全相同的丝杠组件定位孔49，丝杠组件定位孔49为螺纹通孔，该2个丝杠组件定位孔49的中心连线与导轨板17的长边垂直；在2个丝杠组件定位孔49的右侧设置有2条相互平行的导轨50，导轨50平行于导轨板17的长边，导轨50的横断面为上边边长大于下边边长的等腰梯形，在导轨50的右侧设置有4个结构完全相同的右丝杠组件定位孔，右丝杠组件定位孔与2条导轨50左侧的2个结构完全相同的丝杠组件定位孔49结构相同，4个右丝杠组件定位孔位于一个长方形的4个顶点上且该长方形的长边垂直于导轨板17的长边；在导轨板17的右上方设置有凸台51；在凸台51上设置有2个结构完全相同的后板定位孔52，后板定位孔52为螺纹通孔，2个后板定位孔52的中心连线垂直于导轨板17的长边；在导轨板17的最下端设置有2个结构完全相同的增高板定位孔53，增高板定位孔
53为螺纹通孔，2个增高板定位孔53的中心连线平行于导轨板17的长边；在增高板定位孔53与位置靠下的导轨50之间还设置有3个结构完全相同的导轨板安装孔54，导轨板安装孔54为上部孔径大于下部孔径的阶梯光通孔。
[0107] 所述的框架组件位于并联支链的顶端；转动电机组件、位移传感器组件7和丝杠组件14位于并联支链的中间位置，导轨板17位于并联支链的最底端；转动电机组件安装在丝杠组件14中的螺母套21的顶端面上；位移传感器组件7位于转动电机组件和丝杠组件14的左侧；丝杠组件14的螺母套21位于导轨板17上表面的右侧，位移传感器组件7位于导轨板17上表面的左侧。
[0108] 框架组件的驱动杆13的一(下)端通过键连接安装在转动电机组件的转动电机轴的中间部分；转动电机组件通过螺栓连接固定在丝杠组件14的螺母套21的顶端面上；位移传感器组件7的连接片19通过螺栓连接固定在螺母套21后端面的左侧，位移传感器组件7的增高板16通过螺栓连接固定在导轨板17的上表面的左侧；丝杠组件14的螺母套21通过滑动连接，安装在导轨板17的导轨50上，丝杠组件14的前支撑和后支撑通过螺栓连接固定在导轨板17上表面的右侧，且分别位于导轨50的两端；丝杠组件14的后板15通过螺栓连接固定在导轨板17的凸台51的上表面上。左板20和右板9之间的距离等于驱动杆13厚度加上两个垫片的厚度，依此限制驱动杆13的6个自由度，使之仅能跟随转动电机轴转动。其中螺母套21、丝杠组件14和导轨板17组成过约束机构，用于增加丝杆刚度、分担丝杆负载和导向。
[0109] 参阅图17，所述的定平台18为由正三角形板在3个角处切去3个小正三角形板而成的具有3条等长的长边和3条等长的短边的六边形的平板类结构件；定平台18上设置有结构完全相同的3组孔，每组孔包含3个结构完全相同的导轨板定位孔55，导轨板定位孔55为螺纹通孔，导轨板定位孔55与导轨板17上的导轨板安装孔54相对应，导轨板定位孔55与导轨板安装孔54用于将导轨板17安装在定平台18上；每组导轨板定位孔55的回转中心连线均为与之相交的短边的中垂线；3组导轨板定位孔55的回转中心连线汇交于六边形的中心。
[0110] 本发明所述的一种三平动冗余并联遥操作机械手的工作原理：
[0111] 本发明所述的一种三平动冗余并联遥操作机械手是驱动冗余的并联机构，可用于避障和避免奇异位形。陀螺仪4用于监测动平台3的位姿，作为运动控制的反馈；编码器监测转动电机10的角位移，位移传感器监测螺母套21的位移，二者作为驱动量的反馈；六维力传感器2用于监测手柄1受力的大小及方向，预判操作意图，给定转动电机10与丝杠电机的角速度比例系数。丝杠电机按照既定的比例跟随转动电机10，在转速相同的情况下，两个电机的运行速度之和大于同类型非冗余并联机器人单个电机的运行速度。三平动冗余并联遥操作机械手的正运动学可求得唯一的解析解，大大缩短解算时间，从而提高响应速度。
[0112] 以上所述仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
