智能助力機(jī)械手的高位操控和低位操控

肋力機(jī)械手又稱平衡器、平衡環(huán)、氣動(dòng)助力器等，由于其具有省事，省力的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域，如∶大型物料的移載，搬運(yùn)，大型設(shè)備的準(zhǔn)確定位、裝配等場合，總之，在現(xiàn)代生產(chǎn)中，無論原料的接受還是半成品的加工、生產(chǎn)、配送等環(huán)節(jié)，氣動(dòng)機(jī)械手都發(fā)揮著不可替代的作用。氣動(dòng)機(jī)械手的基本原理是運(yùn)用負(fù)載檢測及氣壓反饋對吊運(yùn)的工件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡，以便使工件“懸浮”于空中。這樣在一定的空間內(nèi)，操作者只需對工件使用較小的推力或拉力，就可以破壞氣壓平衡，使工件輕松、效率高的實(shí)現(xiàn)自由搬運(yùn)。

助力機(jī)械手控制系統(tǒng)以主控制器為核心，驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)負(fù)載升降工作，系統(tǒng)主要通過施加兩種外部微操作控制方法來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，分別為高位操作和低位操作。系統(tǒng)可以根據(jù)負(fù)載的位置來選擇操控方法，系統(tǒng)通過判斷操作力的正負(fù)來確定直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）﹔根據(jù)測量的操作力大小來給直流電機(jī)施加不同的驅(qū)動(dòng)電壓，確定負(fù)載的升降速度，操作者并不提供實(shí)際的驅(qū)動(dòng)力。兩種微操作控制方法的具體工作原理如下。

一種是高位操控。首先通過外部給操作手柄施加一個(gè)微小的操作力(小于20N )，提供負(fù)載的運(yùn)動(dòng)趨勢信息(上升或下降），通過力傳感器輸出模擬信號，輸出的模擬信號經(jīng)過濾波放大處理后再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送給主控制器進(jìn)行處理。主控芯片輸出脈沖信號給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)滾筒實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)負(fù)載跟隨操作者的運(yùn)動(dòng)趨勢而運(yùn)動(dòng);當(dāng)操作者停止操作時(shí)，電動(dòng)機(jī)也會(huì)停止運(yùn)行。其中負(fù)載的升降速度通過外部施加操作力的大小來決定，操作力越大，給直流電機(jī)施加的驅(qū)動(dòng)電壓越大，負(fù)載的升降的速度越快。

另一種是低位操控。通過外部操作力改變負(fù)載重量(小于3kg )，由外部給負(fù)載施加一個(gè)微小的操作力(輕托或輕壓），通過重量控制器中稱重傳感器檢測負(fù)載重量變化大小，把稱重傳感器輸出的電信號經(jīng)過上一種方法中同樣的處理，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)檢測到負(fù)載重量增加時(shí)(對應(yīng)輕壓），系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)使負(fù)載下降;當(dāng)檢測到負(fù)載重量減輕時(shí)（對應(yīng)輕托），系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)使負(fù)載上升。其中負(fù)載重量變化量的大小決定施加給直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓的大小。