助力機械手（又稱反力臂、平衡器、平衡吊、氣動助力器、手動移載機等）是一種運用負載檢測及氣壓反饋原理對重物實現(xiàn)自動平衡的設備。它巧妙地應用力的平衡原理，使操作者對重物進行相應的推拉，實現(xiàn)在空間內(nèi)平衡移動，并通過實施很小的操作力（行業(yè)內(nèi)以小于2.5kg為判斷標準）破壞其氣壓平衡，將重物高效快速地從一個工位移到另一個工位。

   助力機械手物料搬運控制方式實驗是為尋找一種更快更準確地實現(xiàn)操作者搬運物料意圖的控制實驗。選擇對助力機械手控制系統(tǒng)的輸入信號處理過程較少的控制方式，作為物料搬運實驗的控制方式。

   助力機械手隨動系統(tǒng)的速度信號和升降系統(tǒng)的位置信號均需進一步的處理才能得到，而經(jīng)過處理的信號會與原信號出現(xiàn)偏差。所以本實驗的控制方式是：跟隨系統(tǒng)使用位置控制方式，升降系統(tǒng)使用速度控制方式。跟隨系統(tǒng)輸入信號是由角度傳感器上的增量式編碼器采集。采集的脈沖數(shù)，通過計算可直接得到物料水平XY方向上的位置信號。升降系統(tǒng)的輸入信號由升降傳感器中的電位計采集。采集的電壓信號，通過計算可得到物料豎直方向上的速度信號。助力機械手物料搬運實驗模型。

   升降系統(tǒng)的輸入速度信號由升降傳感器采集的電壓信號轉(zhuǎn)換而來。為防止電壓信號的突變，對輸入系統(tǒng)的升降傳感器電壓的變化值進行了限制。限制后的電壓變化值與上一時刻的電壓值的和看做這一時刻的電壓值。操作者對物料進行水平移動時，很容易出現(xiàn)豎直方向上的晃動。這時操作者并沒有對物料進行升降運動的意圖。經(jīng)過限制的電壓變化值也能夠?qū)⒋藭r的晃動量過濾，而不影響操作者實際的運動。

   參考跟隨系統(tǒng)位置控制參數(shù)優(yōu)化實驗和升降系統(tǒng)速度控制實驗參數(shù)，調(diào)節(jié)控制器參數(shù)，觀察示波器模塊的，選擇適合于本實驗的控制參數(shù)。

   由實驗曲線可以看出，通過PID控制器可以實現(xiàn)對助力機械手進行物料搬運時動作的控制。跟隨系統(tǒng)的位置曲線中，輸入曲線和反饋曲線均比較光滑，波動性較小；速度曲線中，輸入曲線和反饋曲線均存在著一定的波動性。升降系統(tǒng)的速度信號在經(jīng)過處理后，能夠完成操作者對于物料的升降操作。故在物料搬運實驗中對跟隨系統(tǒng)進行位置速度雙閉環(huán)控制，升降系統(tǒng)進行速度閉環(huán)控制更為合適操作者的物料搬運工作。