助力機(jī)械手有著明顯的優(yōu)點(diǎn)，即：①空氣隨處可取，取之不盡，節(jié)省了購(gòu)買、儲(chǔ)存、運(yùn)輸介質(zhì)的費(fèi)用和麻煩；②用后的空氣直接排入大氣，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；③氣動(dòng)反應(yīng)快，動(dòng)作迅速，維護(hù)簡(jiǎn)單，管路不易堵塞；④氣動(dòng)元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，適于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。因此，對(duì)助力機(jī)械手進(jìn)行仿真建模，再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工況，就顯得非常重要。其中，仿真系統(tǒng)控制方案的設(shè)計(jì)更顯迫切。

   助力機(jī)械手控制方案主要包括：跟隨系統(tǒng)控制方案和升降系統(tǒng)控制方案。控制系統(tǒng)上位機(jī)采用半物理仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，下位機(jī)則是由單片機(jī)模塊的控制板和具有功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)板組成。半物理仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)數(shù)據(jù)采集板上的數(shù)據(jù)接口，為控制系統(tǒng)輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的采集與處理工作。平臺(tái)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件可實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的交互、控制系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)試、并完成對(duì)于機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)時(shí)的數(shù)據(jù)處理工作。串口可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的信號(hào)通訊。下位機(jī)根據(jù)接收到的控制指令，利用單片機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的實(shí)時(shí)處理和功率放大功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。

   當(dāng)操作人員在物料上施加一個(gè)水平方向或是豎直方向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，連接于鋼絲繩下端的物料在水平方向上會(huì)帶動(dòng)鋼絲繩產(chǎn)生沿繩方向與豎直方向上的夾角0和e，豎直方向上升降傳感器會(huì)測(cè)量到產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)的電壓值v。將水平方向上的角度傳感器利用編碼器測(cè)量出的脈沖數(shù)和豎直方向上升降傳感器的電位計(jì)測(cè)量出的電壓值，傳入上位機(jī)，經(jīng)過(guò)計(jì)算和濾波后，作為控制系統(tǒng)的輸入量。上位機(jī)經(jīng)過(guò)控制器的調(diào)試，得出X、Y和Z方向上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的三路占空比參數(shù)，并通過(guò)串口將三路占空比參數(shù)傳送給下位機(jī)。下位機(jī)根據(jù)接收到的占空比參數(shù)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓輸給相應(yīng)方向上的電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，與其同軸連接的增量式編碼器將測(cè)量的脈沖數(shù)作為反饋值傳送到上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)速度環(huán)或位置環(huán)的控制。