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助力機械手驅動機構和升降傳感器數學模型

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助力機械手驅動機構和升降傳感器數學模型

發布日期:2020-05-01 作者:江蘇昱博自動化設備有限公司 點擊:

  助力機械手是一種新興的科技產物,對于工業生產企業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。它由三組轉動關節和一組移動提升關節組合而成。轉動關節主要用來體現物料在水平面內的具體位置和情況。提升關節主要用來承載物料的重量和對物料升降功能的控制。

桁架助力機械手.jpg

       為了保證助力機械手適用于人機合作的場合,在其前兩個關節上安裝了帶有被動約束特質的關節機構,使機械手可以隨時受到人工的控制。另外,提升系統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,實現重物的升降功能。當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,完全符合生產工人的需求。


       助力機械手驅動機構數學模型。助力機械手的隨動系統和升降系統,驅動方式均采用直流電機驅動方式。直流電機在控制電壓作用下輸出的驅動力,通過齒輪齒條機構和滾筒傳動實現跟隨小車的隨動和物料的升降運動。跟隨小車采用導軌進行滑動。由于傳動機構減速比大,齒輪齒條傳動機構剛性大,可忽略傳動機構剛度的影響,此機構可簡化為一個慣量一阻尼系統。直流電機伺服系統的模型。子系統輸入模塊Int1為驅動電壓,輸出模塊Out1為輸出驅動力。在助力機械手的控制系統仿真模型中,電機模型中的輸出驅動力將作為動力學模型的輸入。驅動電機模型的建立是為了給控制系統模型的建立于仿真做準備。
       助力機械手升降傳感器的數學模型。升降傳感器是豎直方向上升降運動控制系統輸入信號的采集裝置。它將操作者提供豎直方向上的操作力,即運動趨勢,轉化為電壓信號傳遞給信號采集系統,經過處理后通過控制器對物料的升降進行控制。
       升降傳感器在運動時,受到由主軸承受的物料重力G,受到操作者向升降傳感器施升降傳感器在運動時,受到由主軸承受的物料重力G,受到操作者向升降傳感器施加的操作力F和鋼絲繩對升降傳感器的拉力Fu的作用。忽略操控把手的慣性力和摩擦力時,不施加操作力F=0時,電位計滑動端處于中間平衡位置。當施加操作力F時,電位計輸出電壓的變化量AU與滑動式電位計的供電電壓U,相等于操作把手的位移△l的與滑動式電位計的有效長度L的比值。

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