助力機械手是一種新興的科技產(chǎn)物，對于工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)有著很大的輔助作用，可以幫助操作工人進行物料搬運和零件裝配等工作。它由三組轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和一組移動提升關(guān)節(jié)組合而成。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)主要用來體現(xiàn)物料在水平面內(nèi)的具體位置和情況。提升關(guān)節(jié)主要用來承載物料的重量和對物料升降功能的控制。為了保證助力機械手適用于人機合作的場合，在其前兩個關(guān)節(jié)上安裝了帶有被動約束特質(zhì)的關(guān)節(jié)機構(gòu)，使機械手可以隨時受到人工的控制。另外，提升系統(tǒng)可通過帶有反向自鎖功能的蝸輪桿減速器及滾筒兩種部件，實現(xiàn)重物的升降功能。當(dāng)操作人員提升重物時，機械手可以輔助人工施加較小的操作力，并隨著操作力的變化，重物的升降位置和速度也會隨著增大或減小。同時，它的提升系統(tǒng)的手柄上還安裝了力傳感器，可以自動測量提升操作力，使機械手更加靈便、敏捷，完全符合生產(chǎn)工人的需求。

   助力機械手的負(fù)載重量確定后，將主體結(jié)構(gòu)設(shè)計了三種規(guī)格，來滿足不同的承重要求。Exce1可以自動處理數(shù)據(jù)，挑出最大值、最小值、平均值等，并將各數(shù)值描繪為曲線，將極值標(biāo)在曲線上，非常方便和直觀。

   助力機械手的平衡力各參數(shù)通過Excel計算得出后，需要進一步確定氣缸運動到每個位置的平衡力大小，并找出極大、極小值。由此可以判斷出氣缸運動過程力輸出的平穩(wěn)性，進而驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。我們在Excel上編制了VBA語句，單擊計算后，開始運算并采集數(shù)據(jù)，得出助力機械手每個位置對應(yīng)的平衡力大小。助力機械手平衡力數(shù)據(jù)進而關(guān)聯(lián)到圖表選項中，自動生成平衡力與平衡位置的關(guān)系圖，非常直觀的看到，最大平衡力發(fā)生在起始位置，最小平衡力大致位于運動的2/3階段，助力機械手平衡力范圍為區(qū)間明顯。雖然助力機械手平衡力總體成曲線分布，但偏差不大，平衡力輸出相對穩(wěn)定，驗證了該結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)平衡要求。助力機械手平衡條件為：平衡力F=小臂自重+氣缸自重+操作部分重量。獲得了上述結(jié)論后，確定幾個關(guān)鍵參數(shù)對最終性能的影響：
       1、助力機械手前支點水平位置d決定了水平下降量H及前支點相對起始位置夾角變化值cc，d越大，平衡力偏差越小。
       2、助力機械手氣缸伸長量e越大平衡力越大，平衡力偏差也大。
       3、助力機械手壓力表數(shù)值P越大平衡力越大，至氣缸完全拉回到起始位置。此時繼續(xù)增大，想要助力機械手向下運動，只能靠外加負(fù)載破壞平衡。
       通過Excel自動計算，并編寫簡單的VBA語句，輕松的獲得了助力機械手所需的平衡力、平衡偏差和極值等數(shù)據(jù)，避免了繁瑣的計算過程，為設(shè)計工作提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，利用該方法可以為設(shè)計的計算工作帶來極大便利，特別適用于助力機械手新結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算。