在觸覺設備中(例如觸覺機器人設備),可能作用于物理人機交互 (pHRI) 點的不希望的力的一個示例是由于重力作用在觸覺設備的機械元件上的力。事實上,隨著觸覺設備的大型機械元件移動,由于重力作用在這些機械元件上的力可能會發生變化。這種由于重力引起的力變化可能導致機械元件在 pHRI 點的不可控或不安全的運動。因此,觸覺設備的安全性可以通過補償這種不期望的重力影響的系統和方法(即,用于重力補償的系統和方法)來提高。
重力補償系統可以包括連接到棱柱接頭的外殼的托架和桿配置,并且可以將與重力作用相反的阻力施加到托架。托架可以沿桿移動,與可延伸臂的位移成比例,從而改變阻力作用在棱柱接頭上的點。以這種方式,由重力補償機構施加的阻力的大小被連續調節以考慮隨著可延伸臂移動而改變的重心,并且因此改變由于重力作用在棱柱關節上的力。
阻力機構包括恒力彈簧機構,因恒力彈簧為包括零速率下的恒定負載、平滑的運動范圍、在小空間內產生強大的力、可以進行極長的線性延伸以及在延伸時無限期地儲存能量。
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