助力機(jī)械手又稱平衡器、平衡環(huán)、氣動助力器等，由于其具有省事，省力的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中的各個領(lǐng)域，如：大型物料的移載，搬運(yùn)，大型設(shè)備的精確定位、裝配等場合，總之，在現(xiàn)代生產(chǎn)中，無論原料的接受還是半成品的加工、生產(chǎn)、配送等環(huán)節(jié)，該產(chǎn)品都發(fā)揮著不可替代的作用。產(chǎn)品的基本原理是運(yùn)用負(fù)載檢測及氣壓反饋對吊運(yùn)的工件實(shí)現(xiàn)自動平衡，以便使工件“懸浮”于空中。這樣在一定的空間內(nèi)，操作者只需對工件使用較小的推力或拉力，就可以破壞氣壓平衡，使工件輕松、高效的實(shí)現(xiàn)自由搬運(yùn)。

   助力機(jī)械手的控制方案主要包括：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，下位機(jī)則是由具有單片機(jī)模塊的控制板和具有功率驅(qū)動模塊的驅(qū)動板組成。半物理仿真實(shí)驗(yàn)平臺數(shù)據(jù)采集板上的數(shù)據(jù)接口，為控制系統(tǒng)輸入信號與反饋信號的采集與處理工作。平臺系統(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、并完成對于機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)時的數(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)動器的實(shí)時處理和功率放大功能來實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。

   當(dāng)操作人員在物料上施加一個水平方向或是豎直方向上的運(yùn)動趨勢時，連接于鋼絲繩下端的物料在水平方向上會帶動鋼絲繩產(chǎn)生沿繩方向與豎直方向上的夾角，豎直方向上升降傳感器會測量到產(chǎn)生運(yùn)動趨勢時的電壓值。將水平方向上的角度傳感器利用編碼器測量出的脈沖數(shù)和豎直方向上升降傳感器的電位計(jì)測量出的電壓值，傳入上位機(jī)，經(jīng)過計(jì)算和濾波后，作為控制系統(tǒng)的輸入量。

   上位機(jī)經(jīng)過控制器的調(diào)試，得出X、Y和Z方向上的驅(qū)動電機(jī)所需的三路占空比參數(shù)，并通過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)過運(yùn)算后產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動電壓輸給相應(yīng)方向上的電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)動。驅(qū)動電機(jī)運(yùn)動時，與其同軸連接的增量式編碼器將測量的脈沖數(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。