文献综述（或调研报告）：
《移动机器人机械臂重力补偿装置设计》文献综述
- 课题研究背景
随着机电一体化技术和自动化技术的发展，机器人在生活诸领域中应用愈加频繁，单机器人的研究日益成熟，在此背景下，多机器人系统凭借自身强大的任务执行能力和良好的适应性也被越来越多的工作者所关注、研究。上世纪80年代末期，多机器人之间协同的研究开始兴起，并在90年代以后开始迅速发展。国内目前关于多机器人的研究成果比较少且缺乏原创性的研究成果，具有代表性的目前有中科院自动化研究所的多机器人协作组装系统和上海交通大学的多移动机器人系统等。随着多机器人系统的优越性和相关技术难题的攻克，近几年，国内的多机器人研究开始火热，在机器人足球仿真比赛和多移动机器人场地合作等方向上取得较大的进步。
跟随着移动机器人的进步与发展，机械臂的重力补偿问题就更加突出与重要，为了加强机器人在工业制造、协同探测、智能交通、救灾援助等各方面的综合能力，提高机械臂的抓举能力以及加强移动机器人的运动能力，国内外许多研究人员提出了各种各样的机械臂的重力补偿方案设计，为了应对不同的有效载荷，适应各类尺寸重量的机械臂。各类文献中，通过不同的弹簧、平衡杆、凸轮、滑轮组等结构的组合与安装，通过静平衡原理或者通过电机的补偿方式，使机械臂在移动机器人效能发挥上能够起到更大的作用。
- 重力补偿的意义
工作过程中，对于轴线平行于地面的机械臂关节，由于臂杆重力的作用，关节处会产生额外的扭矩，降低机械臂的动态特性。同时，在静止状态下一旦制动器失效，手臂会因自重而下落，因此大多数机械臂都需要设计重力补偿装置，以保障机械臂的动态特性以及操作的安全性。
同时，地面微重力模拟是随着航天技术的发展而出现的新研究领域，很快便成为美国、日本、加拿大等空间大国相继关注的重要技术之一，相比于数字仿真和理论评估，通过微重力模拟所得到的试验数据真实性、可靠性更强，具有不可替代的优势。通过对重力的补偿来模拟太空中机械的工作环境，有利于航空技术的发展。
重力补偿装置对于机械臂来说，是一个不可或缺同时可以大大提升机械臂的性能的装置，通过对重力补偿装置的研究，可以完成单自由度以及多自由度的重力补偿，同时文献中对于定载荷与可变载荷的研究又有所区分，以适用于更为广泛的方面。
例如文献[7]中，就着重分析了单自由度的自动调整的应对可变载荷的重力补偿装置的设计过程，同时介绍了各国的科学家对于单自由度、多自由度、固定载荷、可变载荷等不同条件的下的重力补偿的研究，对于课题的研究帮助较多。同时，国内对于机械臂的重力补偿装置的研究主要着重于各种机械器材的重力补偿，以降低能量的损耗并提高机械臂的工作性能。
3、重力补偿的分类
现有的机械臂的重力补偿方法大致分为两类：
