隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已被廣泛使用，但是由于成本和功能限制，它們無法獨(dú)立完成所有物料搬運(yùn)任務(wù)。大量的物料搬運(yùn)任務(wù)仍然需要人們完成。
如何減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率并避免對(duì)工人的身體傷害，西方國家已經(jīng)開發(fā)了基于傳統(tǒng)專用工具和輔助設(shè)備的新一代人體工學(xué)設(shè)備：智能輔助設(shè)備（IAD）。一種可以與操作員在同一物理空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同操作的特殊操作機(jī)器人。
它主要用于各種裝配生產(chǎn)線，物流傳輸作業(yè)等，具有以下特點(diǎn)：1.操作簡便：零重力作業(yè)，可以完成物料搬運(yùn)，裝配和定位工作，成為物料搬運(yùn)的首選各個(gè)行業(yè)的設(shè)備。 2.精確定位：在負(fù)載被懸掛之后，它處于“浮動(dòng)”位置。
處于空氣中的狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)被操作物料的快速定位。 3.操作簡單：無需控制按鈕，人為操作是機(jī)械操作命令。
剛性結(jié)構(gòu)，可配備任何形式的治具系統(tǒng)。 4.高效安全：人機(jī)協(xié)作，減少誤操作，提高安全性和工作效率。
1.目前，智能輔助機(jī)械手的處理能力在80kg?320kg之間，基本參數(shù)如下表所示。其次，安裝形式基本上可以分為三種：立柱式，吊頂式和吊頂導(dǎo)軌式。
輪廓圖如圖1所示。3.系統(tǒng)功能分析：1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3 2）系統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用分布式控制方式，上位機(jī)采用高性能單片機(jī)為控制核心。它的任務(wù)是接收和處理來自下位機(jī)的信號(hào)，并控制起重系統(tǒng)；下位計(jì)算機(jī)使用高性能的單片機(jī)作為控制核心，其任務(wù)是接收和處理終端操作信號(hào)并將其傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)。
上位機(jī)與下位機(jī)之間采用RS232串行通訊方式。提升系統(tǒng)的總體控制方案如圖4所示。
圖4系統(tǒng)總體控制方案3）微操縱力控制提升系統(tǒng)采用微操縱力控制方法。提升系統(tǒng)的微操縱力控制原理是僅使用末端操縱器來檢測操作員施加的微操縱力。
通過在線實(shí)時(shí)處理，它可以及時(shí)響應(yīng)操作員的上下運(yùn)動(dòng)，大大減少了慣性并伸出了操作員的手臂，從而解除了系統(tǒng)的指尖控制調(diào)節(jié)方式，并顯示了其控制原理框圖在圖5中。為了實(shí)現(xiàn)負(fù)載位置的微動(dòng)調(diào)整，設(shè)置了升降系統(tǒng)的微調(diào)模式，即使用按鈕開關(guān)實(shí)現(xiàn)負(fù)載位置的微調(diào)，并且每個(gè)移動(dòng)速度可達(dá)到0.5mm / s，以實(shí)現(xiàn)精確的位置調(diào)整。
圖5控制原理框圖4）起重系統(tǒng)控制原理整個(gè)系統(tǒng)由高性能單片機(jī)，功率放大器模塊，通信模塊，濾波電路模塊等組成。其中，高性能單片機(jī)主要負(fù)責(zé)控制算法的計(jì)算，功率放大器模塊實(shí)現(xiàn)PWM信號(hào)的放大和電機(jī)的過流保護(hù)，濾波放大器電路模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)的處理終端操縱器和壓力傳感器的接口，并且通信模塊負(fù)責(zé)與上位計(jì)算機(jī)的通信。
系統(tǒng)控制原理如圖6所示。圖6系統(tǒng)控制原理在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè)5ms的時(shí)間中斷，以便使采樣時(shí)間任務(wù)從就緒狀態(tài)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
在采樣時(shí)間任務(wù)中，使用正交編碼計(jì)數(shù)器。方向識(shí)別后，獲得電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前速度和位置，然后通過位置和速度閉環(huán)算法獲得所需的輸出控制量，即PWM占空比，并放大功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
在此過程中，驅(qū)動(dòng)模塊的電流采樣鏈接會(huì)實(shí)時(shí)檢測電動(dòng)機(jī)的電流。當(dāng)當(dāng)前