助力機械手的平衡助力驗證

   助力機械手是在機械化、自動化生產過程中發展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術特別是電子計算機的廣泛應用，機器人的研制和生產已成為高技術領域內迅速發展起來的一門新興技術。助力機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動、不知疲勞、不怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點，因此，助力機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。
        為驗證反饋控制系統的氣動平衡助力效果，觀察助力機械手系統的隨位平衡性能和動態特性，在保證其他條件（如氣源壓力、氣源處理、溫度、負載）相同情況下，針對多種不同負載力臂進行比較實驗，記錄不同負載力臂下移動助力機械手的手部操縱力和運行時的動態特性曲線。
        在實驗中，采用測力儀對手部操縱力進行測量，測力儀安裝在操縱桿上，人手握住操縱桿并移動助力機械手，測力儀實時記錄數據。
        在角速度和額定載荷一定的情況下，移動助力機械手使負載端等效力臂從最短到最長范圍內變化時，在中間大部分區間內手部操縱力基本保持不變，當停止移動助力機械手時，助力機械手在無手部操縱力下能自動平衡。當負載不變，角速度逐漸增大時，手部操縱力也隨之增大，且呈拋物線變化，這主要是因為氣體的可壓縮性和主氣控調壓閥的溢流特性所造成的。因此，在使用氣動平衡助力機械手時，應注意緩慢啟停和慢勻速移動。

   本實驗設計了一種氣動平衡助力助力機械手的反饋控制系統。通過平衡助力實驗表明，采用該控制方法后，對于額定負載的工件，在緩慢啟停和慢勻速操作下，當負載端臂夾角90度附近時，手部操縱力最??；當負載端臂夾角在180度（位于最長等效力臂）附近時，手部操縱力最大；當夾角在其他任何角度時，手部操縱力都介于最大和最小之間；當停止移動助力機械手時，助力機械手能自動平衡，而無需施加操縱力。