助力机械手驱动机构和升降传感器数学模型

  助力机械手是一种新兴的科技产物，对于工业生产企业有着很大的辅助作用，可以帮助操作工人进行物料搬运和零件装配等工作。它由三组转动关节和一组移动提升关节组合而成。转动关节主要用来体现物料在水平面内的具体位置和情况。提升关节主要用来承载物料的重量和对物料升降功能的控制。

       为了保证助力机械手适用于人机合作的场合，在其前两个关节上安装了带有被动约束特质的关节机构，使机械手可以随时受到人工的控制。另外，提升系统可通过带有反向自锁功能的蜗轮杆减速器及滚筒两种部件，实现重物的升降功能。当操作人员提升重物时，机械手可以辅助人工施加较小的操作力，并随着操作力的变化，重物的升降位置和速度也会随着增大或减小。同时，它的提升系统的手柄上还安装了力传感器，可以自动测量提升操作力，使机械手更加灵便、敏捷，完全符合生产工人的需求。

       助力机械手驱动机构数学模型。助力机械手的随动系统和升降系统，驱动方式均采用直流电机驱动方式。直流电机在控制电压作用下输出的驱动力，通过齿轮齿条机构和滚筒传动实现跟随小车的随动和物料的升降运动。跟随小车采用导轨进行滑动。由于传动机构减速比大，齿轮齿条传动机构刚性大，可忽略传动机构刚度的影响，此机构可简化为一个惯量一阻尼系统。直流电机伺服系统的模型。子系统输入模块Int1为驱动电压，输出模块Out1为输出驱动力。在助力机械手的控制系统仿真模型中，电机模型中的输出驱动力将作为动力学模型的输入。驱动电机模型的建立是为了给控制系统模型的建立于仿真做准备。
       助力机械手升降传感器的数学模型。升降传感器是竖直方向上升降运动控制系统输入信号的采集装置。它将操作者提供竖直方向上的操作力，即运动趋势，转化为电压信号传递给信号采集系统，经过处理后通过控制器对物料的升降进行控制。
       升降传感器在运动时，受到由主轴承受的物料重力G，受到操作者向升降传感器施升降传感器在运动时，受到由主轴承受的物料重力G，受到操作者向升降传感器施加的操作力F和钢丝绳对升降传感器的拉力Fu的作用。忽略操控把手的惯性力和摩擦力时，不施加操作力F=0时，电位计滑动端处于中间平衡位置。当施加操作力F时，电位计输出电压的变化量AU与滑动式电位计的供电电压U，相等于操作把手的位移△l的与滑动式电位计的有效长度L的比值。