助力机械手动力学分析的途径

   助力机械手（又称反力臂、平衡器、平衡吊、气动助力器、手动移载机等）是一种运用负载检测及气压反馈原理对重物实现自动平衡的设备。它巧妙地应用力的平衡原理，使操作者对重物进行相应的推拉，实现在空间内平衡移动，并通过实施很小的操作力（行业内以小于2.5kg为判断标准）破坏其气压平衡，将重物高效快速地从一个工位移到另一个工位。为了再现现场工况，优化流程，需对助力机械手进行动力学分析。

   任何系统的理论研究，都依赖于对于该系统正确而有效的数学描述。为了研究助力机械手的控制问题，建立其动力学模型是关键而必要的。经典的牛顿力学不适于分析复杂的机械的动力学问题，所以在对复杂的机械系统的动力学建模时，人们常使用拉格朗日方程。

   在复杂的机械系统模型中，是指只包含有限约束的动力系统，非完整系统则是指包含至少一个不可积微分约束的动力系统1。助力机械手的属于完整系统，能够适合拉格朗日方程的应用范围。

   拉格朗日方程是从动力学普遍方程出发，用系统动能对广义坐标和广义速度的偏导数表示的简明动力学方程。拉格朗日方程对助力机械手的动力学问题进行分析，推导助力机械手的数学模型；利用Matlab对于助力机械手数学模型进行计算和简化；利用Matlab/simulik搭建助力机械手机构的仿真模型。为了便于进行控制系统仿真对已建立的动力学模型进行了解耦分析与计算。
       在实际的生产生活中，助力机械手不仅要受到自身原件非线性的影响，还要受到各种外界的干扰：如跟随小车与导轨之间的摩擦，钢丝绳拉伸时的形变等。为了便于进行动力学分析，将助力机械手的机械部分的运动进行抽象和简化。