助力机械手的升降系统组成及操作原理

   助力机械手又称平衡器、平衡环、气动助力器等，由于其具有省事，省力的特点，被广泛应用于现代工业中的各个领域，如：大型物料的移载，搬运，大型设备的精确定位、装配等场合，总之，在现代生产中，无论原料的接受还是半成品的加工、生产、配送等环节，气动机械手都发挥着不可替代的作用。助力机械手的基本原理是运用负载检测及气压反馈对吊运的工件实现自动平衡，以便使工件“悬浮”于空中。这样在一定的空间内，操作者只需对工件使用较小的推力或拉力，就可以破坏气压平衡，使工件轻松、高效的实现自由搬运。

   助力机械手升降系统的机械结构包括升降装置和升降传感器。升降装置主要是指升降系统的驱动装置，传动装置和测量装置。操作者有竖直方向上的运动趋势时，升降传感器测量其操作力信号，上位机根据测量值通过下位机给直流伺服电机施加不同驱动电压，驱动电机带动滚筒升降物料。此时操作者施加的操作力只为提供竖直方向上的运动趋势，并非实际的驱动力。

   助力机械手升降装置主要由：直流伺服电机，光电编码器，电机减速器，滚筒和钢丝绳组成。
       助力机械手的减速器的输入端连接着直流伺服电机的输出轴，输出端与实现钢丝绳的缠绕的滚筒相联接。控制系统将升降传感器检测到的操作力信号转换为驱动信号，驱动直流伺服电机。驱动电机通过减速器带动滚筒转动。与电动机同轴连接的光电编码器，对电动机的转速进行测量。测量信号进作为系统的反馈信号，传给控制器控制后，从而实现升降系统的闭环控制。升降系统的减速器选用蜗轮蜗杆减速器，它降速的同时能够提高扭矩，并起到自锁的作用。
       助力机械手的升降传感器主要用于检测竖直方向上的操作力，即得到操作者的运动趋势。助力机械手操作者通过升降传感器将运动趋势信号，即物料将进行的上升或者下降的运动信息，采集到控制系统。助力机械手控制器根据得到的运动趋势信号提供升降物料的驱动力。驱动力将通过钢丝绳的缠紧与放松实现操作者的操作趋势。
       助力机械手升降传感器由三个部分组成：联接部件，操控把手和承重部件。联接部件是将传感器把手和钢丝绳进行联接的部分。助力机械手操控把手的主要组成部件有：压缩弹簧、滑动式电位计、套筒和承重主轴。压缩弹簧有两个，均处于压缩状态分别放置套筒上端和下端的内部。两个弹簧利用相反的预紧力，对套筒提供支撑作用和位置归零作用。电位计对操作者的操作力进行测量，它的滑动端与套筒相连接。