ばねリンク重力補償機構

ばねリンク重力補償機構は、バネを用いて重力補償をハードで実現する機構.通常バネだけで重力補償するのは難しいため、他の方法によって釣り合うように調整する. カウンタウェイトのようにロボット重量が全体としてあまり重くならず、エネルギー効率がよく、非常時にもバネが突然の落下を防いでくれる点などが好まれる. ただバネの方向による制限や可動域の制限がかかることなどが欠点としてあげられる.

重りによる重力補償と比べてバネによる方が、重さが軽くなる.

上記の左側の図において、"バネの伸びでなくばねの長さに比例するバネ(zero length spring)"を用いた場合の釣り合いを示す. \(k_{S}\)はバネ定数,\(l_{SBane}\)はばねの長さ,\(l_{SArm}\)はバネ側の回転中心までの長さ,\(m_{Arm}\)はロボットアームの質量,\(l_{Arm}\)はロボットアームの重心と回転中心までの距離 とすると、 $$k_{S} l_{SBane}l_{SArm} = m_{Arm} g l_{Arm}$$ の釣り合いが得られる. これは角度に依存しない釣り合いになっているため、常に一定の重力補償力が得られることがわかる.