助力機械手零重力操作力控制系統的組成及原理

   助力機械手又稱機械手、平衡吊、手動移載機，是一種新穎的用于物料搬運時省時省力操作的助力設備。它巧妙地應用力的平衡原理，使操作者對重物進行相應的推拉，可在有限的空間內省力地平衡移動定位，重物在提升或下降時形成浮動狀態，無需熟練的點動操作。

   助力機械手“零重力”操作系統即具有平衡物料重力的功能，將重物“浮”在空中，操作者可輕松、方便地對重物實現各種要求的搬運、裝配和特殊定位工作。

   助力機械手“零重力”操作系統由直流伺服電機、光電編碼器、減速器和滾筒等組成。通過電機驅動滾筒，帶動驅動繩上下移動來提升物料或工件。為防止斷電時因物料的重力作用反向驅動滾筒轉動，要求減速器具有止逆功能。

   助力機械手零重力操作力控制系統與普通的重力提升系統有很大的區別，普通的重力提升系統也有類似于助力機械手“零重力”操作系統重力平衡系統的結構，但升降速度是固定的，操作者通過按動上升和下降兩個按鈕實現升降操作。其缺點之一是操作比較繁瑣，啟動和停止瞬間會產生沖擊，要求操作者有良好的操作技能。缺點之二是采用開環繼電器控制，定位精度很低。
       助力機械手“零重力”操作系統的原理，是它采用直流電機閉環速度伺服系統，升降指令來自于裝載操作把手上的力傳感器，當操作者搬動操作把手產生上下運動趨勢時，力傳感器輸出信號通過A/D轉換接口送給單片機系統，作為輸入指令，單片機根據力信號的大小控制電機輸出相應的轉速，控制物料隨操作者的運動趨勢而運動。當操作者停止搬動操作把手時，力傳感器的輸出信號為零，電機停止運動。出于傳感器的靈敏度較高，只需要很小的操作力即可產生所需要的力信號，操作者感受不到被提升物料的重力，可以很輕便地實現物料的升降控制，因此稱為零重力操作。
       在助力機械手“零重力”操作系統中沒有使用具有反向自鎖功能的減速器，而是使用行星輪減速器。這樣可以大大提高驅動工作效率。在減速器之后，同軸串聯一個逆止器，防止斷電后升降機構因為負載重力的作用而逆行運動。