隨著現(xiàn)代工業(yè)生產的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人已被廣泛使用，但是由于成本和功能限制，它們無法獨立完成所有物料搬運任務。大量的物料搬運任務仍然需要人們完成。
如何減輕工人的勞動強度，提高工作效率并避免對工人的身體傷害，西方國家已經開發(fā)了基于傳統(tǒng)專用工具和輔助設備的新一代人體工學設備：智能輔助設備（IAD）。一種可以與操作員在同一物理空間內實現(xiàn)人機協(xié)同操作的特殊操作機器人。
它主要用于各種裝配生產線，物流傳輸作業(yè)等，具有以下特點：1.操作簡便：零重力作業(yè)，可以完成物料搬運，裝配和定位工作，成為物料搬運的首選各個行業(yè)的設備。 2.精確定位：在負載被懸掛之后，它處于“浮動”位置。
處于空氣中的狀態(tài)，可以實現(xiàn)被操作物料的快速定位。 3.操作簡單：無需控制按鈕，人為操作是機械操作命令。
剛性結構，可配備任何形式的治具系統(tǒng)。 4.高效安全：人機協(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，吊頂式和吊頂導軌式。
輪廓圖如圖1所示。3.系統(tǒng)功能分析：1）系統(tǒng)結構圖2。
系統(tǒng)結構圖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，上位機采用高性能單片機為控制核心。它的任務是接收和處理來自下位機的信號，并控制起重系統(tǒng)；下位計算機使用高性能的單片機作為控制核心，其任務是接收和處理終端操作信號并將其傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C。
上位機與下位機之間采用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。
通過在線實時處理，它可以及時響應操作員的上下運動，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)的指尖控制調節(jié)方式，并顯示了其控制原理框圖在圖5中。為了實現(xiàn)負載位置的微動調整，設置了升降系統(tǒng)的微調模式，即使用按鈕開關實現(xiàn)負載位置的微調，并且每個移動速度可達到0.5mm / s，以實現(xiàn)精確的位置調整。
圖5控制原理框圖4）起重系統(tǒng)控制原理整個系統(tǒng)由高性能單片機，功率放大器模塊，通信模塊，濾波電路模塊等組成。其中，高性能單片機主要負責控制算法的計算，功率放大器模塊實現(xiàn)PWM信號的放大和電機的過流保護，濾波放大器電路模塊實現(xiàn)信號的處理終端操縱器和壓力傳感器的接口，并且通信模塊負責與上位計算機的通信。
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)運行過程中，利用單片機的內部定時器產生一個5ms的時間中斷，以便使采樣時間任務從就緒狀態(tài)進入運行狀態(tài)。
在采樣時間任務中，使用正交編碼計數(shù)器。方向識別后，獲得電動機的當前速度和位置，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，并放大功率進行驅動馬達。
在此過程中，驅動模塊的電流采樣鏈接會實時檢測電動機的電流。當當前