隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，助力機(jī)械手得到廣泛應(yīng)用，但受成本和功能限制還不能獨(dú)立完成所有的物料搬運(yùn)工作，大量的物料搬運(yùn)工作仍需要人來完成。如何降低工人的勞動強(qiáng)度，提高工作效率，避免對工人的身體傷害，需要在傳統(tǒng)的專用工具和助力設(shè)備基礎(chǔ)上，研發(fā)生產(chǎn)新一代人機(jī)工程設(shè)備：智能助力機(jī)械手，也即伺服控制智能助力機(jī)械手，是一種可與操作者在同一物理空間實(shí)現(xiàn)人機(jī)合作作業(yè)的特種作業(yè)—助力機(jī)械手的零重力操作。

   助力機(jī)械手零重力操作控制系統(tǒng)的硬軟件包括單片機(jī)控制系統(tǒng)及其外圍電路設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì)，硬件基礎(chǔ)上的軟件設(shè)計(jì)。

   1、控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

   助力機(jī)械手實(shí)現(xiàn)零重力操作系統(tǒng)的速度伺服控制，可以有兩種控制方法：模擬式控制和數(shù)字式控制。

   兩種控制方法的區(qū)別在于控制器實(shí)現(xiàn)方式的不同：模擬式控制方法的控制器由模擬電路來實(shí)現(xiàn)，控制器的結(jié)構(gòu)形式是固定的，只能在一定范圍內(nèi)調(diào)整控制器的參數(shù)，其技術(shù)成熟，工作可靠，可以買到現(xiàn)成的產(chǎn)品；數(shù)字式控制方法的控制器由計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，控制器的結(jié)構(gòu)形式可以通過改編程序來改變，控制器的參數(shù)和控制算法可以根據(jù)用戶需要來調(diào)整和選擇，需要進(jìn)行軟件開發(fā)，工作量較大。

   由于本公司對重物提升系統(tǒng)的工作性能要求較高，要實(shí)現(xiàn)控制的智能化，簡單的伺服控制已不能滿足使用要求，優(yōu)先選用數(shù)字控制。根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并考慮成本，采用單片機(jī)控制就可以滿足使用要求。

   2、控制系統(tǒng)硬件

   系統(tǒng)工作原理：在新的采樣周期到來時(shí)，光電編碼器測得的電機(jī)速度反饋信號通過Encoder接口反饋到單片機(jī)。單片機(jī)系統(tǒng)通過A/D接口從上位機(jī)獲得電機(jī)給定速度，或是單片機(jī)系統(tǒng)自行給定電機(jī)速度。單片機(jī)系統(tǒng)根據(jù)給定的運(yùn)動速度與實(shí)際速度的反饋信號相減，得出偏差，經(jīng)過各種控制算法（如PI）得出控制量。單片機(jī)再把控制量輸出，經(jīng)過功率放大，驅(qū)動直流電機(jī)，然后進(jìn)入下一個(gè)采樣周期。

   LED顯示主要用于軟件調(diào)試和一些需要顯示特定參數(shù)的場合。這就是本調(diào)速控制器的工作原理。