Hàng năm trên thế giới có hàng triệu người bị đột quỵ với độ tuổi ngày càng trẻ [1]. Theo Budhota (2021) [2], trong số những người sống sót sau đột quỵ thì có đến khoảng 40% bị hạn chế khả năng vận động chi trên. Những người này thường bị giảm phạm vi hoạt động của các khớp vai và khớp khuỷu tay. Theo Cirstea (2000) [3], khớp khuỷu tay của người sau đột quỵ chỉ có phạm vi hoạt động trong khoảng 27,6 độ. Theo Reinkensmeyer (2001) [4], khớp khuỷu tay của người sau đột quỵ có phạm vi hoạt động khoảng 22,5 độ theo phương đứng và 20 độ theo phương ngang. Do phạm vi hoạt động bị hạn chế và lực nâng cơ tay giảm, người bị tai biến gặp rất nhiều khó khăn trong sinh hoạt hàng ngày. Để hỗ trợ cho người bị đột quỵ, gia đình bệnh nhân cần phải phân công người trợ giúp. Điều này gây ra gánh nặng cho gia đình và xã hội. Để giúp người đột quỵ trong việc thực hiện các hoạt động hàng ngày, các nhà nghiên cứu đã phát triển các thiết bị hỗ trợ vận động và tập luyện phục hồi chức năng cho người bị yếu cơ. Hiện nay, thiết bị hỗ trợ vận động và tập luyện phục hồi chức năng cho người yếu cơ chi trên nhận được rất nhiều quan tâm [5, 6]. Để hỗ trợ hiệu quả cho bệnh nhân thực hiện các thao tác cầm, nâng, hạ các đồ vật, các thiết bị hỗ trợ vận động thường tích hợp thêm cơ cấu cân bằng. Cơ cấu cân bằng được sử dụng nhằm loại bỏ hoặc giảm ảnh hưởng của trọng lực do khối lượng tạo ra. Điều này cho phép máy móc, thiết bị, tiêu hao ít năng lượng hơn trong quá trình vận hành. Để đáp ứng nhu cầu cân bằng trọng lực, các nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng nhiều loại cơ cấu cân bằng khác nhau như: Cơ cấu cân bằng chủ động, cơ cấu cân bằng bị động, cơ cấu cân bằng sử dụng đối trọng, cơ cấu cân bằng sử dụng các chi tiết biến dạng đàn hồi, cơ cấu cân bằng kết hợp đối trọng và chi tiết biến dạng đàn hồi. Phân loại theo tải trọng làm việc thay đổi, cơ cấu cân bằng được phân thành hai loại chính: (i) Cơ cấu không có khả năng điều chỉnh tải trọng và (ii) cơ cấu có khả năng điều chỉnh tải trọng. Hiện nay, các cơ cấu cân bằng được phát triển và đưa vào ứng dụng thường sử dụng loại thứ nhất (cơ cấu không điều chỉnh). Trong trường hợp này, khi tải trọng làm việc thay đổi thì điều kiện cân bằng bị phá hủy. Trong thực tế, bệnh nhân bị đột quỵ hàng ngày phải thực hiện các hoạt động như ăn, uống, vệ sinh cá nhân. Họ phải nâng vật thể có khối lượng khác nhau. Vì vậy, cơ cấu không có khả năng điều chỉnh tải trọng (i) là không phù hợp để lắp trên thiết bị hỗ trợ vận động chi trên. Để khắc phục nhược điểm của loại cân bằng (i), một số cơ cấu cân bằng cho phép điều chỉnh tải trọng (ii) đã được phát triển nhằm duy trì cân bằng khi thay đổi tải trọng làm việc. Cơ cấu cân bằng loại (ii) có ưu điểm nổi trội là chúng có thể đạt được cân bằng với các tải trọng khác nhau. Tuy nhiên, khi tải trọng thay đổi, việc điều chỉnh yêu cầu một nguồn năng lượng lớn. Đây chính là nhược điểm của cơ cấu cân bằng loại (ii) khi sử dụng trong lĩnh vực phục hồi chức năng và hỗ trợ vận động cho người yếu cơ vì lực cơ bắp của bệnh nhân không đủ. Nếu phải sử dụng nguồn năng lượng từ bên ngoài như động cơ điện, khí nén, v.v. thì kết cấu phức tạp. Bên cạnh đó, nguồn năng lượng để vận hành có thể không đủ vì phải tiết kiệm cho các chức năng khác. Để khắc phục việc điều chỉnh cần năng lượng, một số nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển các cơ cấu cân bằng trọng lực có khả năng điều chỉnh phi năng lượng (iii). Tuy nhiên, các cơ cấu cân bằng loại này có kết cấu khá phức tạp, công kềnh, không phù hợp để gắn lên xe lăn hay mang trên người. Nhằm khắc phục nhược điểm của cơ cấu cân bằng trọng lực (iii), một số nhà khoa học đã cố gắng phát triển các cơ cấu cân bằng có kết cấu nhỏ gọn bằng cách sử dụng cơ cấu mềm.