カウンタウェイト重力補償機構

カウンタウェイト重力補償機構は、ロボットアームの自重を相殺するような重り(カウンタウェイト)をあらかじめアームの反対側に備えることで機構的に重力補償をしトルクを抑えるアーム機構.アームを支えるトルクをモータが出力する必要がないため、低出力なモータを使用してロボットアームを支持することができる.そのため、仮に人間との接触があったとしても大きなトルクを発生させることがないため、安全面においても有利. アームの変形などではバランスが取れずまたロボット全体の重量が増えるなどあり、それぞれの関節につけることはなくアーム根元のみに取り付けることが一般的.

\(m_{W}\)をカウンタウェイトの質量, \(m_{Arm}\)をアームの質量, \(L_{W}\)をカウンタウェイトの回転中心からの距離, \(L_{Arm}\)をアーム重心の回転中心からの距離, とすると、 以下のようにモーメントの釣り合いを記述することができる. $$m_{W} g \cdot L_{W}=m_{Arm} g \cdot L_{ArmG}$$ $$m_{W} \cdot L_{W}=m_{Arm}\cdot L_{ArmG}$$ 全体の許容される大きさからカウンタウェイトの\(L_{W}\)とカウンタウェイトの\(m_{W}\)のバランスを調整さえすればよい.

カウントウェイト型の重力補償機構は、幾らか他にもある. その一例を以下の画像に示す. 以下のようなパラレルなリンクを設けることでコンパクト(省スペース)にカウンタウェイトを実現できる,この場合に必要な重量は先と同様.