助力机械手的平衡助力验证

   助力机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术。助力机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，助力机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
        为验证反馈控制系统的气动平衡助力效果，观察助力机械手系统的随位平衡性能和动态特性，在保证其他条件（如气源压力、气源处理、温度、负载）相同情况下，针对多种不同负载力臂进行比较实验，记录不同负载力臂下移动助力机械手的手部操纵力和运行时的动态特性曲线。
        在实验中，采用测力仪对手部操纵力进行测量，测力仪安装在操纵杆上，人手握住操纵杆并移动助力机械手，测力仪实时记录数据。
        在角速度和额定载荷一定的情况下，移动助力机械手使负载端等效力臂从最短到最长范围内变化时，在中间大部分区间内手部操纵力基本保持不变，当停止移动助力机械手时，助力机械手在无手部操纵力下能自动平衡。当负载不变，角速度逐渐增大时，手部操纵力也随之增大，且呈抛物线变化，这主要是因为气体的可压缩性和主气控调压阀的溢流特性所造成的。因此，在使用气动平衡助力机械手时，应注意缓慢启停和慢匀速移动。

   本实验设计了一种气动平衡助力助力机械手的反馈控制系统。通过平衡助力实验表明，采用该控制方法后，对于额定负载的工件，在缓慢启停和慢匀速操作下，当负载端臂夹角90度附近时，手部操纵力最小；当负载端臂夹角在180度（位于最长等效力臂）附近时，手部操纵力最大；当夹角在其他任何角度时，手部操纵力都介于最大和最小之间；当停止移动助力机械手时，助力机械手能自动平衡，而无需施加操纵力。