本发明涉及重力补偿，特别是涉及一种双模式气动重力补偿装置。
背景技术：
1、重力补偿技术是机械系统设计中的一项关键技术，它通过减少或消除外部重力对系统的影响，可以显著降低系统对外部能源的需求，提升能源利用效率。这项技术在工业生产、机器人技术、航空航天和医疗康复等领域有着广泛的应用。随着应用领域的不断扩展，重力补偿技术面临的挑战也在增加，尤其是在适应多变工况和提高补偿精度方面。
2、在现有的实现方案中，无源重力补偿装置通常采用配重法和弹簧法，它们不依赖外部能源输入，但调节困难，难以实时适应负载变化。有源重力补偿装置则利用电机或气压/液压系统工作，提供高调节灵活性和有效补偿，但依赖外部能源，影响其便携性和续航能力。
3、因此，现有技术的这些缺点导致了在多变工况下的应用受限，以及在能源供应不稳定或无需外部能源的环境中的实用性受限。
4、故，本领域亟需一种双模式气动重力补偿装置，用于解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种双模式气动重力补偿装置，以解决上述现有技术存在的问题，具备有源与无源两种工作模式，适应不同工况和性能需求，有效提升了系统的控制精度和响应速度。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、本发明公开了一种双模式气动重力补偿装置，包括：
4、承重臂，所述承重臂的一端用于和所需补偿负载相连，所述承重臂的另一端与第一负载臂相连接；
5、第一齿轮，所述第一齿轮固定于第一负载臂上，所述第一齿轮上设有第一滑轮，所述第一滑轮能够在所述第一齿轮上沿直线方向滑动；
6、第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第二齿轮上设有第二滑轮和第三滑轮，所述第二滑轮能够在所述第二齿轮上沿直线方向滑动，所述第一滑轮和所述第二滑轮通过第一绳索连接，所述第三滑轮位于所述第二齿轮的中心处，并且所述第三滑轮与所述第二齿轮同轴固定，所述第三滑轮和所述第二滑轮通过第二绳索连接；
7、气缸本体，所述气缸本体的伸缩端设有第四滑轮，所述第三滑轮和所述第四滑轮通过第三绳索连接；以及
8、转动驱动装置，所述转动驱动装置的输出轴连接有扭矩传感器，所述扭矩传感器远离所述转动驱动装置的一端与所述第一齿轮的中心连接。
9、优选的，所述转动驱动装置包括伺服电机和减速器，所述伺服电机的输出轴与所述减速器的输入轴连接，所述减速器的输出端与所述扭矩传感器的一端相连。
10、优选的，所述第一齿轮上固定有两个相互平行的第一直线滑轨，每个所述第一直线滑轨上滑动连接有一个第一直线滑块，两个所述第一直线滑块之间固定有第一连接板，所述第一滑轮设置于所述第一连接板上；
11、所述第二齿轮上固定有两个相互平行的第二直线滑轨，每个所述第二直线滑轨上设置有一个第二直线滑块和一个固定块，所述第二直线滑块滑动连接于所述第二直线滑轨上，所述固定块固定于所述第二直线滑轨上，两个所述第二直线滑块之间固定有第二连接板，所述第二滑轮设置于所述第二连接板上，两个所述固定块之间固定有第三连接板，所述第三滑轮设置于所述第三连接板上。
12、优选的，所述第一齿轮的中心设有第一转轴，所述第二齿轮的中心设有第二转轴；
13、还包括支撑基座，所述第一转轴和所述第二转轴均穿过所述支撑基座，所述第一转轴远离所述第一齿轮的一端与所述扭矩传感器的一端相连接。
14、优选的，所述第一转轴与所述扭矩传感器的一端通过第一联轴器连接，所述扭矩传感器的另一端与所述转动驱动装置之间通过第二联轴器连接。
15、优选的，所述第一联轴器和所述第二联轴器均为梅花联轴器。
16、优选的，所述第二转轴上还固定有第二负载臂。
17、优选的，所述第一转轴和所述第二转轴均通过轴承与所述支撑基座转动连接。
18、优选的，所述支撑基座安装于型材底座上。
19、优选的，所述气缸本体固定于气缸支架上，所述气缸支架固定于型材底座上。
20、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
21、第一，适应性强：由于装置具备有源和无源两种工作模式，它可以适应更多变的工况和环境，无论是需要实时调节的动态环境还是能源受限的场合均可适用；
22、第二，灵活性高：有源模式下的气压动态调节机制允许对变化的所需补偿负载进行快速响应，而无源模式则提供了一种不依赖外部能源的可靠补偿方式；
23、第三，精度提升：通过气压补偿的动态误差补偿策略，装置能够减少运动过程中的补偿误差，提高系统的整体精度和稳定性；
24、第四，能耗降低：在有源模式下，通过精确的气压调节，减少了不必要的能源消耗；而在无源模式下，利用大气压力进行补偿，几乎不增加额外能耗。
1.一种双模式气动重力补偿装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双模式气动重力补偿装置，其特征在于：所述转动驱动装置包括伺服电机和减速器，所述伺服电机的输出轴与所述减速器的输入轴连接，所述减速器的输出端与所述扭矩传感器的一端相连。
3.根据权利要求1所述的双模式气动重力补偿装置，其特征在于：所述第一齿轮上固定有两个相互平行的第一直线滑轨，每个所述第一直线滑轨上滑动连接有一个第一直线滑块，两个所述第一直线滑块之间固定有第一连接板，所述第一滑轮设置于所述第一连接板上；
4.根据权利要求1所述的双模式气动重力补偿装置，其特征在于：所述第一齿轮的中心设有第一转轴，所述第二齿轮的中心设有第二转轴；
5.根据权利要求4所述的双模式气动重力补偿装置，其特征在于：所述第一转轴与所述扭矩传感器的一端通过第一联轴器连接，所述扭矩传感器的另一端与所述转动驱动装置之间通过第二联轴器连接。
6.根据权利要求5所述的双模式气动重力补偿装置，其特征在于：所述第一联轴器和所述第二联轴器均为梅花联轴器。
7.根据权利要求4所述的双模式气动重力补偿装置，其特征在于：所述第二转轴上还固定有第二负载臂。
8.根据权利要求4所述的双模式气动重力补偿装置，其特征在于：所述第一转轴和所述第二转轴均通过轴承与所述支撑基座转动连接。
9.根据权利要求4所述的双模式气动重力补偿装置，其特征在于：所述支撑基座安装于型材底座上。
10.根据权利要求9所述的双模式气动重力补偿装置，其特征在于：所述气缸本体固定于气缸支架上，所述气缸支架固定于型材底座上。
