助力机械手的微操作力控制

   助力机械手，又称平衡器、平衡吊、省力吊具、手动移载机、悬浮吊等，是一种新颖的帮助操作者搬运物料时省力操作的助力设备。

  近年来，随着生产率和人机工程学问题越来越促使生产者和材料处理设备的使用者开发和应用助力机械手。传统的物料搬运设备在人机工程学安全性方面虽然有积极的影响，但是它们在有效性、精确性和安全性等方面的作用非常有限。对于大型物件的搬运装配，不仅工人的劳动强度大、效率低、准确性差，而且会对工人造成伤害，由于受机器人的成本和功能的限制，大量的物料搬运作业仍需要人借助助力机械手来完成。以德国的奔驰汽车生产线为例：到目前为止，只在喷漆、铆焊等工位普遍使用工业机器人作业，其它许多的装配作业仍然需要人工借助于专用工具和助力设备（如助力吊、平衡臂、起重臂等）来完成。现有的助力机械手一般具有重力提升功能，具有承受一定的负载的能力，但是没有控制计算机，操作困难，需要较大的操作力，操作精度不尽如人意。因此，构建助力机械手微操作力系统，提高助力机械手的系统功能，使其可以在最短时间内完成搬运作业，体现微操作的信息性和科学性，为工业生产提供方便、快捷的运行途径显得尤为重要。

  助力机械手微操作力提升控制系统采用两级控制结构，即上位机和下位机。下位机负责采集末端操作器信号，上位机接收下位机信息，完成控制策略算法，实现负载顺应人的操作而升降运动控制。

  助力机械手提升系统可采用微操作力控制方式进行重物的升降，并从其升降位移和速度总结出微操作力控制方法，根据末端操作器对操作人员施加的微操作力进行科学检测，并结合在线的实时处理，配合操作者的上下动作。这种合理的处理方式可极大降低操作力的惯性，避免系统失去控制，对操作人员的人身安全带来威胁；同时，也可利用系统的指尖调节模式，帮助操作人员延伸手臂，使其可以更好地完成重物搬运工作。此外，为了达到负载位置的精细化调节，助力机械手可在提升系统设置微调模式，利用按钮开关实现负载位置的轻微移动，以便操作人员控制重物升降。