多自由度移動体
【課題】可動部を高速移動できるようにする。
【解決手段】ベース部１０と可動部５との間の距離が変化しても、伸縮リンク機構により構成された伝達機構７が伸縮して距離の変化に対応しつつ、電動機２ｄの回転運動を回転部８に伝達することができる。伸縮リンク機構として構成した伝達機構７は軽量なカーボン製とすることができるため、伝達機構７を軽量化でき、その結果、可動部５を高速動作させることが可能な多自由度移動体１を実現できる。
【解決手段】ベース部１０と可動部５との間の距離が変化しても、伸縮リンク機構により構成された伝達機構７が伸縮して距離の変化に対応しつつ、電動機２ｄの回転運動を回転部８に伝達することができる。伸縮リンク機構として構成した伝達機構７は軽量なカーボン製とすることができるため、伝達機構７を軽量化でき、その結果、可動部５を高速動作させることが可能な多自由度移動体１を実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を動作させ、可動部が３次元空間もしくは２次元平面を高速移動できるパラレルメカニズムを用いた多自由度移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置の一例として、例えば特許文献１に記載のものがある。図２９は、この従来装置の概略図である。図に示すように、従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置は、ベース部材３０１、可動部材３０８、３つのアクチュエータ３１３、３つのリンク手段３０５で構成されている。アクチュエータ３１３は、モータ３０３を備え、ベース部材３０１に対し単一の自由度を有して連結されている。リンク手段３０５とアクチュエータ３１３とは２自由度を有し、リンク手段３０５と可動部材３０８とは２自由度を有する。さらに、ベース部材３０１に取り付けたモータ３１１と、ロッドシステム３１４を配置して、可動部材３０８に回転自由度とその駆動を与えていた。
【０００３】
このように、従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置は、３つのアクチュエータ３１３を駆動してリンク手段３０５を介した可動部材３０８を並進３方向の空間に移動でき、さらに可動部材３０８に付加された回転自由度をもう１つのモータ３１１で駆動できるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−４５３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置は、パラレルメカニズムを用いた構造により、シリアルメカニズムの形態よりも一般的に高速動作できる。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置の形態を実現する場合、ロッドシステムは、ボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構と２自由度のユニバーサルジョイントを両端に付けた構成となる。このボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構やユニバーサルジョイントは、通常、金属製で重量があり、多自由度移動体の可動部を高速動作させるためには負荷が重すぎる欠点がある。
【０００７】
また、上述した従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置では、さらに可動部を高速移動するには、モータ３０３を高速動作するしかない。しかしながら、従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置は、可動部材３０８、ロッドシステム３１４、リンク手段３０５や搬送物といった負荷を移動できるように、減速器等でモータトルクを補助して使用していた。減速器はトルクの補助になるが、モータ速度の高速化が犠牲となる。減速器を使用しなければ、高トルクが出力できる高容量のモータを使用する必要があるが、一般にモータが高容量化すると、モータの最高あるいは定格速度は低下する。つまり、モータの高トルク化と高速化は両立しない課題があり、従来の構造ではさらなる可動部の高速化が実現できない問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、可動部を高速移動することができる多自由度移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願第１発明は、少なくとも２つの第１電動機と、前記第１電動機によって動作する少なくとも２つの動作アームと、前記動作アームの動作に従い少なくとも２つの並進方向に移動する可動部と、前記動作アームと前記可動部とに回転ジョイントを介して接合された少なくとも２つの従属アームと、前記動作アームを支持するベース部と、前記第１電動機を制御する制御器とを備えた多自由度移動体において、少なくとも２つのリンク部材がその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素を少なくとも１つ備え、前記リンク機構要素における前記リンク部材同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する伸縮リンク機構を備える。
【００１０】
これにより、伸縮リンク機構は、その構造上、軽量なカーボン製とすることが可能であるので、負荷部分の軽量化を図り、可動部を高速動作させることが可能となる。また、伸縮リンク機構は、リンク部材がその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素を備えているので、リンク機構要素におけるリンク部材同士の開閉動作を行うことにより、リンク部材の端部同士を回転可能に接合して構成した通常のリンク機構に比べ、リンク機構の全長を高速に伸縮させることができる。したがって、伸縮リンク機構を適宜の駆動機構に採用することにより、可動部を高速に移動させることが可能となる。以上により、可動部を高速動作させることが可能な多自由度移動体を実現できる。
【００１１】
好ましくは、第２発明は、上記第１発明において、前記可動部に設けられ、保持対象物を回転するための回転部と、前記ベース部に備えられた第２電動機と、前記第２電動機の回転運動を前記回転部に伝達する伝達機構と、をさらに備え、前記伝達機構は、前記伸縮リンク機構によって構成されている。
【００１２】
これにより、ベース部と可動部との間の距離が変化しても、伸縮リンク機構により構成された伝達機構が伸縮して距離の変化に対応しつつ、第２電動機の回転運動を回転部に伝達することができる。そして、伸縮リンク機構は軽量なカーボン製として構成できる機構であるため、伝達機構を軽量にでき、可動部を高速動作させることが可能な多自由度移動体を実現できる。また、上述した従来技術だと重量があるロッドシステムを含む機構を動作させるために電動機の容量を上げざるを得ないが、本発明では伝達機構を軽量化できるため、電動機の容量は小さくて済み、電動機や制御器の価格を安価にできる効果もある。さらに、多自由度移動体の可動部とベース部の距離は様々であるため、多自由度移動体の設計やその操作段階で間違いが発生すると、上述した従来技術のようなボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構の場合、可動部とベース部の距離が想定以上に長すぎる位置になるとボールベアリングが抜け落ちて伸縮機能の支障が残り、部品交換する必要があるというような問題もあり、またパラレルメカニズムを用いた多自由度移動体の可動部の動作範囲の把握は、シリアルメカニズムに比べ算出が難しいので、設計ミスや仕様変更に対して、可動部とベース部の距離に応じたボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構の入手・納品までの期間が掛かる問題もあった。これに対し、本発明によれば、設計ミスや仕様変更に対しても、伸縮できる機構を簡単に製作できるとともに、ボールベアリング等が抜け落ちることが無く、上記問題が生じることがない。
【００１３】
また好ましくは、第３発明は、上記第２発明において、３つの前記第１電動機と、前記第１電動機によって動作する３つの前記動作アームと、前記動作アームの動作に従い３つの並進方向に移動する前記可動部と、前記動作アームと前記可動部とに複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された３つの前記従属アームと、を備え、前記伝達機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている。
【００１４】
これにより、可動部が３次元空間を移動することができ、可動部を高速動作させることが可能な４自由度の多自由度移動体を実現できる。
【００１５】
また好ましくは、第４発明は、上記第２発明において、２つの前記第１電動機と、前記第１電動機によって動作する２つの前記動作アームと、前記動作アームの動作に従い２つの並進方向に移動する前記可動部と、前記動作アームと前記可動部とに単一自由度の前記回転ジョイントを介して接合された２つの前記従属アームと、を備え、前記伝達機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている。
【００１６】
これにより、可動部が２次元平面を移動することができ、可動部を高速動作させることが可能な３自由度の多自由度移動体を実現できる。
【００１７】
また好ましくは、第５発明は、上記第１発明において、前記動作アームは、前記ベース部に固定支持され、且つ、前記動作アームに沿って移動するスライダと、前記第１電動機の動作によって前記スライダを移動させるスライダ駆動機構とを備えており、前記従属アームは、前記スライダと前記可動部とに前記回転ジョイントを介して接合されており、前記スライダ駆動機構は、前記伸縮リンク機構によって構成されている。
【００１８】
これにより、伸縮リンク機構により構成されたスライダ駆動機構が伸縮し、スライダを動作アームに沿って高速に移動させることができる。その結果、可動部を高速移動することができる。また、スライダ駆動機構を伸縮リンク機構とすることで、トルクや駆動力を減衰させることなくスライダの移動を増速させることができる。したがって、第１電動機として従来のモータを用いても、駆動出力をさらに高速化し、可動部を高速移動することができる。その結果、高価な特殊モータを用いることなく、モータの高トルク化と高速化を両立することができ、産業用機械に要望されるサイクルタイムを向上する効率化のニーズに応えることができる。
【００１９】
また好ましくは、第６発明は、上記第５発明において、３つの前記第１電動機と、前記第１電動機によって動作する前記スライダを備えた３つの前記動作アームと、前記動作アームの動作に従い３つの並進方向に移動する前記可動部と、前記動作アームの前記スライダと前記可動部とに複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された３つの前記従属アームと、を備え、前記スライダ駆動機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている。
【００２０】
これにより、可動部が３次元空間を移動することができ、可動部を高速動作させることが可能な４自由度の多自由度移動体を実現できる。
【００２１】
また好ましくは、第７発明は、上記第５発明において、２つの前記第１電動機と、前記第１電動機によって動作する前記スライダを備えた２つの前記動作アームと、前記動作アームの動作に従い２つの並進方向に移動する前記可動部と、前記動作アームの前記スライダと前記可動部とに単一自由度の前記回転ジョイントを介して接合された２つの前記従属アームと、を備え、前記スライダ駆動機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている。
【００２２】
これにより、可動部が２次元平面を移動することができ、可動部を高速動作させることが可能な３自由度の多自由度移動体を実現できる。
【００２３】
また好ましくは、第８発明は、上記第５乃至第７発明のいずれかにおいて、一端が前記ベース部と単一自由度の前記回転ジョイントによって接合され、他端が前記従属アームと接合された回動アームと、前記スライダを備え、前記回動アームと前記動作アームとを２つの並進自由度と１つの回転自由度を有するように接合する駆動変換部と、をさらに備え、前記動作アームの前記スライダの動作によって、前記回動アームが動作されることを特徴とする。
【００２４】
これにより、従来のモータを利用するとともに駆動出力をさらに高速化し、可動部をさらに高速移動することができると共に、従来型の動作アームとしての回動アームと従属アームの構成が含まれるので、従来型の座標変換を利用することができる。
【００２５】
また好ましくは、第９発明は、上記第５乃至第８発明のいずれかにおいて、前記可動部が、保持対象物を回転できる回転部をさらに備える。
【００２６】
これにより、可動部の３次元もしくは２次元の動作に加えて、回転自由度を追加することができる。
【００２７】
また好ましくは、第１０発明は、上記第１発明において、前記従属アームは、前記動作アームと複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された第１の従属アームと、前記第１の従属アームと前記可動部とに前記複数自由度の回転ジョイントを介して接合された第２の従属アームとを備えており、前記動作アーム、前記第１の従属アーム及び前記第２の従属アームは、前記伸縮リンク機構を構成する。
【００２８】
これにより、動作アーム、第１の従属アーム及び第２の従属アームにより構成される伸縮リンク機構の伸縮動作により、トルクや駆動力を減衰させることなく、可動部の移動を増速させることができる。したがって、第１電動機として従来のモータを用いても、駆動出力をさらに高速化し、可動部を高速移動することができる。その結果、高価な特殊モータを用いることなく、モータの高トルク化と高速化を両立することができ、産業用機械に要望されるサイクルタイムを向上する効率化のニーズに応えることができる。
【００２９】
また好ましくは、第１１発明は、上記第１０発明において、前記第１電動機と、前記動作アームと、前記第１の従属アームと、前記第２の従属アームとを、少なくとも３組備え、少なくとも３つの前記第１の従属アームがその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されて１つの前記リンク機構要素を構成し、前記第１電動機によって前記動作アームが動作することにより少なくとも３つの前記第１の従属アーム同士が開閉動作し、前記動作アーム、前記第１の従属アーム及び前記第２の従属アームからなる前記伸縮リンク機構が伸縮する。
【００３０】
これにより、可動部が３次元空間を高速に移動することができる多自由度移動体を実現できる。
【００３１】
また好ましくは、第１２発明は、上記第１１発明において、前記可動部が、保持対象物を回転できる回転部をさらに備える。
【００３２】
これにより、可動部に回転自由度が与えられ、３次元空間の移動と共に、搬送物を回転移動でき、搬送物を整列配置できる。
【００３３】
また好ましくは、第１３発明は、上記第１１又は第１２発明において、前記第１電動機による動作量を検出する検出部の出力を用いて前記第１電動機の動作量をフィードバック制御する前記制御器と、複数の前記制御器を制御する多軸制御器と、前記可動部の位置補正量を記憶し、当該位置補正量を前記多軸制御器に与える位置補正部と、を備える。
【００３４】
これにより、可動部の移動軌跡点について、軌跡点上の補正点において３次元で位置を補正できるので、可動部の正確な移動軌跡点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態である多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図２】多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図３】伝達機構の全体構成を表す概略図である。
【図４】ユニバーサルジョイントを用いた場合の伝達機構の全体構成を表す概略図である。
【図５】可動部が２次元平面を移動する変形例における多自由度移動体の外観を表す正面図である。
【図６】可動部が２次元平面を移動する変形例における多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態である多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図８】多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図９】アクチュエータアーム内に設けられたスライダ駆動機構の概略構成図である。
【図１０】スライダ駆動機構の駆動系の概略構成図である。
【図１１】リンク機構要素の数が異なる２種類のスライダ駆動機構の概略構成図である。
【図１２】図１１に示す２種類のスライダ駆動機構によるスライダの出力速度の違いを示す図である。
【図１３】スライダ駆動機構をスライダの電動機と反対側に追加して設けた場合のアクチュエータアームの内部構成を示す概略図である。
【図１４】さらに電動機を増やした場合のアクチュエータアームの内部構成を示す概略図である。
【図１５】可動部が２次元平面を移動する変形例における多自由度移動体の外観を表す正面図である。
【図１６】可動部が２次元平面を移動する変形例における多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図１７】第２実施形態のさらに他の変形例である多自由度移動体の外観を表す正面図である。
【図１８】駆動変換部の概略構成図である。
【図１９】本発明の第３実施形態である多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図２０】多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図２１】多自由度移動体及び従来の多自由度移動体の簡易的な動作図である。
【図２２】多自由度移動体及び従来の多自由度移動体の動作時の位置と速度の関係図である。
【図２３】本発明の第３実施形態の変形例に係る多自由度移動体の外観の一部を拡大した部分拡大図である。
【図２４】第３実施形態の変形例に係る多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図２５】第３実施形態の他の変形例に係る多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図２６】第３実施形態の他の変形例に係る多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図２７】第３実施形態のさらに他の変形例に係る多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図２８】第３実施形態のさらに他の変形例に係る多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図２９】従来の多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。
【００３７】
［第１実施形態］
第１実施形態は、ベース部１０に備えられた電動機２の回転運動を可動部５に設けられた回転部８に伝達する伝達機構７を、伸縮リンク機構によって構成したものである。
【００３８】
図１は、本発明の第１実施形態である多自由度移動体１の外観を表す斜視図である。図において、１は多自由度移動体、２は電動機、３は動作アーム、４は従属アーム、５は可動部、７は伝達機構、１０はベース部となっている。
【００３９】
図２は、多自由度移動体１の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。図において、６は複数自由度を有する回転ジョイント（以下適宜「複数回転ジョイント」と称する）、８は回転部、１１は制御器、１２は電動機制御器、１３は多軸制御器、１４は電動機回転検出器、１７は保持部、２１は減速器である。電動機２は、４つの電動機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで構成される。電動機２ａ，２ｂ，２ｃは、動作アーム３ａ，３ｂ，３ｃを動作させることにより、従属アーム４ａ，４ｂ，４ｃを介して可動部５を並進移動させる。電動機２ｄは、伝達機構７を介し、可動部５に設けられた回転部８を回転させる。なお、電動機２ａ，２ｂ，２ｃが、請求項１に記載の第１電動機を構成し、電動機２ｄが、請求項２に記載の第２電動機を構成する。
【００４０】
図３は、伝達機構７の全体構成を表す概略図であり、図３（ａ）は伝達機構７が伸びた状態、図３（ｂ）は伝達機構７が縮んだ状態で回転している様子を示す。図３の上部には図示されていない電動機２ｄがあり、伝達機構７は、図３の可動部５以外の全体が回転する様に、可動部５及び図示されていないベース部１０に対し、複数回転ジョイント６（図３では図示省略。図２参照）を介して接続されている。伝達機構７は、２つのリンク部材２７，２７がその長手方向中間位置において単一自由度を有する回転ジョイント１６（以下適宜「単一回転ジョイント」と称する）により相互に回転可能に接合されたＸ字状のリンク機構要素１８を複数備えており、これら複数のリンク機構要素１８が単一回転ジョイント１６により直線状に連なって接合されることにより、各リンク機構要素１８におけるリンク部材２７，２７同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する、いわゆるマジックハンド状の形態である伸縮リンク機構として構成されている。なお、図３では一部の単一回転ジョイント１６のみ図示しているが、伝達機構７の全体にわたってリンク部材２７同士の接合に単一回転ジョイント１６が用いられている。また、伝達機構７を構成するリンク部材及び単一回転ジョイント１６は、カーボン製である。
【００４１】
伝達機構７は、リンク２７を単一回転ジョイント１６で繋いでいるので、１つの回転自由度を有している。電動機２ｄの回転運動を伝えるために、可動部５及び図示されていないベース部１０に対し、複数回転ジョイント６を介して接続されている。こうして、この伝達機構７は複数の回転自由度を有している。
【００４２】
多自由度移動体１の可動部５は、３次元空間を並進移動できる構成になっている。可動部５の３次元の動作は、電動機２ａ，２ｂ，２ｃの動作により動作アーム３ａ，３ｂ，３ｃが動作し、さらに、従属アーム４ａ，４ｂ，４ｃが動作することによって決定される。また、可動部５には、回転部８が設けられており、回転部８は図３に示すように電動機２ｄの動作が伝達機構７を介して伝わることにより回転動作する。
【００４３】
制御器１１は、これらの動作を制御する。多軸制御器１３は、電動機２ａ，２ｂ，２ｃの回転運動により可動部５が３次元空間を並進移動できるように座標変換を行い、電動機制御器１２ａ，１２ｂ，１２ｃに動作指令を送る。電動機制御器１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、電動機２ａ，２ｂ，２ｃを動作させ、電動機回転検出器１４ａ，１４ｂ，１４ｃの検出値を元にフィードバック制御を行う。電動機回転検出器１４ａ，１４ｂ，１４ｃは通常、電動機２ａ，２ｂ，２ｃに備えられている。電動機２ｄも同様に、多軸制御器１３から送られた動作指令に従って動作し、電動機制御器１２ｄが電動機回転検出器１４ｄの検出値を元にフィードバック制御を行う。
【００４４】
以上のように構成されているので、３つの電動機２ａ，２ｂ，２ｃの回転運動によって可動部５が３次元空間を並進移動できる。この際に、ベース部１０と可動部５の距離が変動するが、上述した伸縮リンク機構として構成された伝達機構７が変形して伸縮でき、且つ、その両端が複数回転ジョイント６で接合されているので、伝達機構７は電動機２ｄの回転運動を伝達して可動部５の回転部８を回転できる。なお、回転部８には吸着器等が付加されており、保持部１７として、搬送物を吸着し保持できる。これにより、可動部５を移動し、回転角度を変えて吸着した搬送物を別の場所に置くことができる。
【００４５】
なお、図２９に示す従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置では、回転運動を伝えるために、ロッドシステム３１４とベース部材３０１及び可動部材３０８との接合に、２自由度の回転ジョイントであるユニバーサルジョイントを用いると考えられるが、本実施形態でも上述した複数自由度の回転ジョイント６の代わりに、単一回転ジョイント１６に回転自由度をもう１つ加えた２自由度のユニバーサルジョイントを用いても良い。
【００４６】
図４は、この場合の伝達機構７の全体構成を表す概略図である。図４では、伝達機構７の両端に、リンク２７同士を接合する単一回転ジョイント１６による回転自由度とは異方向の回転自由度を付加する単一回転ジョイント１６′を加えることにより、ユニバーサルジョイント６′としている。このようにユニバーサルジョイント６′を用いた場合でも、可動部５は３次元空間を滑らかに自由に移動できる。また、リンク２７と回転ジョイント１６に回転自由度があるので、このようにして簡単に回転自由度を追加できる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態においては、ベース部１０と可動部５との間の距離が変化しても、伸縮リンク機構により構成された伝達機構７が伸縮して距離の変化に対応しつつ、電動機２ｄの回転運動を回転部８に伝達することができる。そして、伝達機構７は軽量なカーボン製であるため、伝達機構７を軽量化でき、その結果、可動部５を高速動作させることが可能な多自由度移動体１を実現できる。また、図２９に示す従来技術だと重量があるロッドシステム３１４を含む機構を動作させるために電動機３０３の容量を上げざるを得ないが、本実施形態では伝達機構７を軽量化できるため、電動機２の容量は小さくて済み、電動機２や制御器１１の価格を安価にできる効果もある。さらに、多自由度移動体１の可動部５とベース部１０の距離は様々であるため、多自由度移動体１の設計やその操作段階で間違いが発生すると、上述した従来技術のようなボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構の場合、可動部５とベース部１０の距離が想定以上に長すぎる位置になるとボールベアリングが抜け落ちて伸縮機能の支障が残り、部品交換する必要があるというような問題もあり、またパラレルメカニズムを用いた多自由度移動体１の可動部の動作範囲の把握は、シリアルメカニズムに比べ算出が難しいので、設計ミスや仕様変更に対して、可動部５とベース部１０の距離に応じたボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構の入手・納品までの期間が掛かる問題もあった。これに対し、本実施形態によれば、設計ミスや仕様変更に対しても、伸縮できる機構を簡単に製作できるとともに、ボールベアリング等が抜け落ちることが無く、上記問題が生じることがない。
【００４８】
また、本実施形態では特に、可動部５が３次元空間を移動することができ、可動部５を高速動作させることが可能な４自由度の多自由度移動体１を実現できる。
【００４９】
なお、上記第１実施形態では可動部５が３次元空間を移動できる多自由度移動体について説明したが、可動部５が２次元平面を移動できる多自由度移動体に本発明を適用してもよい。図５は、本変形例の多自由度移動体１Ａの外観を表す正面図である。図において、前述の図１と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。多自由度移動体１Ａは、電動機２、動作アーム３、従属アーム４、可動部５、伝達機構７、回転部８、ベース部１０、単一回転ジョイント１６、保持部１７を備えている。
【００５０】
図６は、多自由度移動体１Ａの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。図において、前述の図２と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。本変形例の電動機２は、３つの電動機２ａ，２ｂ，２ｄで構成され、電動機２ａ，２ｂは動作アーム３ａ，３ｂを動作させることにより、従属アーム４ａ，４ｂを介して可動部５を並進移動させる。電動機２ｄは、伝達機構７を介し、可動部５に設けられた回転部８を回転させる。
【００５１】
本変形例が上述の第１実施形態と異なるのは、電動機２、動作アーム３、従属アーム４が減り、可動部５が２次元平面を移動する形態になっている点である。このため、第１実施形態と異なり、従属アーム４と、動作アーム３、可動部５は単一回転ジョイント１６で接合されている。伝達機構７の構造は上述の第１実施形態と同じであり、また伝達機構７は電動機２ｄの回転運動を回転部８に伝えるために、ベース部１０と可動部５とに対して複数回転ジョイント６で接合されている。
【００５２】
可動部５の２次元平面の動作は、電動機２ａ，２ｂの動作により動作アーム３ａ，３ｂが動作し、さらに、従属アーム４ａ，４ｂが動作することによって決定される。また、可動部５には、回転部８が設けられており、第１実施形態と同様に回転部８は電動機２ｄの動作が伝達機構７を介して伝わることにより回転動作する。
【００５３】
制御器１１は、これらの動作を制御する。多軸制御器１３は、電動機２ａ，２ｂの回転運動により可動部５が２次元平面を並進移動できるように座標変換を行い、電動機制御器１２ａ，１２ｂに動作指令を送る。電動機制御器１２ａ，１２ｂは、電動機２ａ，２ｂを動作させ、電動機回転検出器１４ａ，１４ｂの検出値を元にフィードバック制御を行う。電動機回転検出器１４ａ，１４ｂは通常、電動機２ａ，２ｂに備えられている。電動機２ｄも同様に、多軸制御器１３から送られた動作指令に従って動作し、電動機制御器１２ｄが電動機回転検出器１４ｄの検出値を元にフィードバック制御を行う。
【００５４】
以上のように構成されているので、２つの電動機２ａ，２ｂの回転運動によって可動部５が２次元平面を並進移動できる。この際に、ベース部１０と可動部５の距離が変動するが、上述した伸縮リンク機構として構成された伝達機構７が変形して伸縮でき、且つ、その両端が複数回転ジョイント６で接合されているので、伝達機構７は電動機２ｄの回転運動を伝達して可動部５の回転部６を回転できる。これにより、可動部５が２次元平面を移動することができ、可動部５を高速動作させることが可能な３自由度の多自由度移動体１Ａを実現できる。
【００５５】
なお、上記第１実施形態及び変形例では、図１及び図５に示すようにベース部１０の下側で可動部５が動作するように設置したが、ベース部１０や可動部５の向きは逆や横になっても良い。
【００５６】
［第２実施形態］
第２実施形態は、ベース部１１０に固定支持されたアクチュエータアーム１２０に沿って移動するスライダ１２２を電動機１０２の動作によって移動させるスライダ駆動機構１２３を、伸縮リンク機構によって構成したものである。
【００５７】
図７は、本発明の第２実施形態である多自由度移動体１００の外観を表す斜視図である。図において、１２０はアクチュエータアーム、１２２はスライダ、１０４は従属アーム、１０５は可動部である。アクチュエータアーム１２０は、全体構成を可視化するため図示を省略したベース部１１０によって固定支持されている。このアクチュエータアーム１２０は、電動機１０２によってスライダ１２２をアームに沿って動作させる。なお、アクチュエータアーム１２０は、請求項５記載の動作アームを構成する。
【００５８】
図８は、多自由度移動体１００の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。図において、１０６は複数自由度を有する回転ジョイント（以下適宜「複数回転ジョイント」と称する）、１０８は回転部、１１１は制御器、１１２は電動機制御器、１１３は多軸制御器、１１４は電動機回転検出器、１１７は保持部、１２１は減速器である。電動機１０２は、４つの電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄで構成される。電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、アクチュエータアーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃに設けられたスライダ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃを移動させることにより、従属アーム１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを介して可動部１０５を並進移動させる。
【００５９】
なお、図７では図示を省略したが、ベース部１１０に、前述の第１実施形態の伝達機構７と同様の構成である伝達機構１０７を介し、可動部１０５に設けられた回転部１０８を回転させるための電動機１０２ｄを設けてもよい。また、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが、請求項１に記載の第１電動機を構成する。
【００６０】
図９は、アクチュエータアーム１２０内に設けられたスライダ駆動機構１２３の概略構成図、図１０は、このスライダ駆動機構１２３の駆動系の概略構成図である。図において、１１６は単一自由度を有する回転ジョイント（以下適宜「単一回転ジョイント」と称する）、１２６はアクチュエータアーム１２０に設けられたスリット状の直動案内（図７も参照）、１２７はリンク部材、１２４はボールねじ、１２５はボールねじ可動部である。図に示すように、スライダ駆動機構１２３は、２つのリンク部材１２７，１２７がその長手方向中間位置において単一回転ジョイント１１６により相互に回転可能に接合されたＸ字状のリンク機構要素１１８を複数備えており、これら複数のリンク機構要素１１８が単一回転ジョイント１１６により直線状に連なって接合されることにより、各リンク機構要素１１８におけるリンク部材１２７，１２７同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する、いわゆるマジックハンド状の形態である伸縮リンク機構として構成されている。このスライダ駆動機構１２３の端部にはスライダ１２２が設けられており、当該スライダ１２２は直動案内１２６によってアクチュエータアーム１２０に沿った並進方向のみに移動できる。
【００６１】
リンク機構要素１１８におけるリンク部材１２７，１２７同士の開閉動作は、電動機１０２によって行われる。電動機１０２が減速器１２１を介してボールねじ１２４を回転させると、ボールねじ可動部１２５が並進方向に動作する。ボールねじ可動部１２５は図１０に図示していない直動案内によって支持されている。ボールねじ可動部１２５ａ，１２５ｂは一方が逆ネジ（ナット）になっており、ボールねじ１２４の回転によって、正逆異なった方向に、ボールねじ可動部１２５ａと１２５ｂが近寄ったり、遠ざかったりする。これらのボールねじ可動部１２５ａ，１２５ｂにそれぞれリンク部材１２７が接続されているので、ボールねじ可動部１２５ａ，１２５ｂの並進動作によってリンク部材１２７，１２７同士の開閉動作が行われ、スライダ駆動機構１２３が伸縮し、スライダ１２２が並進方向に可動する構造となっている。
【００６２】
多自由度移動体１００の可動部１０５は、３次元空間を並進移動できる構成になっている。それぞれのアクチュエータアーム１２０において、それぞれの電動機１０２で図９，１０に示す構造のスライダ駆動機構１２３が伸縮することで、スライダ１２２が並進方向に可動する。可動部１０５の３次元の動作は、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの動作によりアクチュエータアーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのスライダ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが移動し、従属アーム１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが動作することによって決定される。
【００６３】
制御器１１１はこれらの動作を制御する。多軸制御器１１３は、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの回転運動により、可動部１０５が３次元空間を並進移動できるように座標変換を行い、電動機制御器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃに動作指令を送る。電動機制御器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを動作させ、電動機回転検出器１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃの検出値を元にフィードバック制御を行う。電動機回転検出器１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃは通常、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに備えられている。
【００６４】
次に、スライダ駆動機構１２３を上述した伸縮リンク機構として構成した効果について説明する。図１１は、リンク機構要素１１８の数が異なる２種類のスライダ駆動機構１２３Ａ，１２３Ｂの概略構成図、図１２は、これら２種類のスライダ駆動機構１２３Ａ，１２３Ｂによるスライダ１２２の出力速度の違いを示す図である。なお、図１１はスライダ駆動機構１２３の異なる駆動系の例を示す図でもある。この内容については後述する。
【００６５】
図１１に示す構成は、いずれも１つの電動機１０２でスライダ駆動機構１２３を伸縮させスライダ１２２を並進動作させるものである。図１１（ａ）に示すスライダ駆動機構１２３Ａは２つのリンク機構要素１１８を備えており、図１１（ｂ）に示すスライダ駆動機構１２３Ｂは４つのリンク機構要素１１８を備えており、スライダ駆動機構１２３Ｂはスライダ駆動機構１２３Ａよりもリンク機構要素数が多い。この場合、スライダ駆動機構１２３Ａ，１２３Ｂの電動機１０２に対し同じ指令速度を与えた場合、スライダ１２２の出力速度は、スライダ駆動機構１２３Ｂの方がスライダ駆動機構１２３Ａよりも速くなる。
【００６６】
図１２（ａ）は、スライダ駆動機構１２３Ａ，１２３Ｂの電動機１０２に与えた同一の指令速度を示している。図１２（ｂ）は、図１１（ａ）に示すスライダ駆動機構１２３Ａの場合のスライダ１２２の速度、図１２（ｃ）は、図１１（ｂ）に示すスライダ駆動機構１２３Ｂの場合のスライダ１２２の速度である。リンク機構要素１１８の数が多い方がスライダ１２２の速度が速くなることがわかる。そして、可動部１０５の移動速度は、スライダ１２２の速度に依存するので、スライダ駆動機構１２３を複数のリンク機構要素１１８を備えた伸縮リンク機構として構成することにより、スライダ１２２の速度を速め、高速に可動部１０５を移動できる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の多自由度移動体１００においては、３つの電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの回転運動によって、伸縮リンク機構により構成されたスライダ駆動機構１２３が伸縮し、スライダ１２２をアクチュエータアーム１２０に沿って高速に移動させることができる。その結果、可動部１０５を高速移動することができる。また、スライダ駆動機構１２３を伸縮リンク機構とすることで、トルクや駆動力を減衰させることなくスライダ１２２の移動を増速させることができる。したがって、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃとして従来のモータを用いても、駆動出力をさらに高速化し、可動部１０５を高速移動することができる。その結果、高価な特殊モータを用いることなく、モータの高トルク化と高速化を両立することができ、産業用機械に要望されるサイクルタイムを向上する効率化のニーズに応えることができる。
【００６８】
また、本実施形態では特に、可動部１０５が３次元空間を移動することができ、可動部１０５を高速動作させることが可能な４自由度の多自由度移動体１００を実現できる。
【００６９】
なお、上記第２実施形態では、スライダ駆動機構１２３の駆動系を、図１０に示すようにボールねじ１２４及びボールねじ可動部１２５ａ，１２５ｂで構成したが、これに限らず、図１１に示す構成としても良い。図１１に示す駆動系の構成は、ギア１３１、略くの字形状のアーム部材１３２、及び直動案内等による並進方向の拘束を受けた部品１３３からなる伝達経路を２つ備えており、部品１３３は単一回転ジョイント１１６を介してアーム部材１３２及びリンク部材１２７に接合されている。電動機１０２により一方側のギア１３１が回転されると、その回転駆動が２つの伝達経路を経てスライダ駆動機構１２３に伝達され、リンク機構要素１１８におけるリンク部材１２７，１２７同士の開閉動作が行われる構成になっている。これにより、スライダ駆動機構１２３が伸縮し、スライダ１２２を並進動作させる。なお、スライダ１２２の駆動方法は上記の２つの例以外でも良い。
【００７０】
また、上記第２実施形態では、アクチュエータアーム１２０の内部構成として、スライダ駆動機構１２３をスライダ１２２の電動機１０２側である一方側にのみ設ける構造としたが、剛性向上のために、電動機１０２と反対側に追加して設けても良い。図１３は、本変形例のアクチュエータアーム１２０の内部構成を示す概略図である。図１３において、固定部Ｘ側に電動機１０２を設け、固定部Ｘ側のスライダ駆動機構１２３が縮み、固定部Ｙ側のスライダ駆動機構１２３が伸びると、スライダ１２２が固定部Ｘ側に動作する。反対に、固定部Ｘ側のスライダ駆動機構１２３が伸び、固定部Ｙ側のスライダ駆動機構１２３が縮むと、スライダ１２２が固定部Ｙ側に動作する。
【００７１】
さらに、電動機１０２を増やすことにより、トルクを向上させて、可動部１０５の保持部１１７の付加質量・過般重量の増大に対応できる。図１４は、本変形例のアクチュエータアーム１２０の内部構成を示す概略図である。図１４（ａ）は、図１３に示した１つの電動機１０２で駆動する場合を示している。図１４（ｂ）は、固定部Ｘ，Ｙ側の双方に電動機１０２を設け、計２つの電動機１０２で駆動する場合を示している。図１４（ｃ）は、固定部Ｘ側に２つの電動機１０２を設け、２つの電動機１０２を同期してリンク部材１２７の開閉を行う場合を示している。図１４（ｄ）は、固定部Ｘ，Ｙ側の双方に電動機１０２を２つずつ設け、計４つの電動機１０２を同期してリンク部材１２７の開閉を行う場合を示している。なお、電動機１０２の配置や数はこれらの例に限定されない。
【００７２】
また、上記第２実施形態では可動部１０５が３次元空間を移動できる多自由度移動体について説明したが、可動部１０５が２次元平面を移動できる多自由度移動体に本発明を適用してもよい。図１５は、本変形例の多自由度移動体１００Ａの外観を表す正面図である。図において、前述の図７と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。多自由度移動体１００Ａは、アクチュエータアーム１２０、スライダ１２２、及び可動部１０５を備えている。
【００７３】
図１６は、多自由度移動体１００Ａの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。図において、前述の図８と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。本変形例の電動機１０２は、２つの電動機１０２ａ，１０２ｂで構成され、電動機１０２ａ，１０２ｂはアクチュエータアーム１２０ａ，１２０ｂのスライダ１２２ａ，１２２ｂを動作させることにより、従属アーム１０４ａ，１０４ｂを介して可動部１０５を並進移動させる。アクチュエータアーム１２０は、上述した第２実施形態と同様の構造になっている。
【００７４】
本変形例が上述の第２実施形態と異なるのは、電動機１０２、アクチュエータアーム１２０、従属アーム１０４が減り、可動部１０５が２次元平面を移動する形態になっている点である。このため、第２実施形態と異なり、従属アーム１０４と、スライダ１２２及び可動部１０５とは、単一回転ジョイント１１６でそれぞれ接合されている。
【００７５】
可動部１０５の２次元平面の動作は、電動機１０２ａ，１０２ｂの動作によりアクチュエータアーム１２０ａ，１２０ｂのスライダ１２２ａ，１２２ｂが並進方向に動作して、従属アーム１０４ａ，１０４ｂが動作することによって決定される。
【００７６】
制御器１１１は、これらの動作を制御する。多軸制御器１１３は、電動機１０２ａ，１０２ｂの回転運動により可動部１０５が２次元平面を並進移動できるように座標変換を行い、電動機制御器１１２ａ，１１２ｂに動作指令を送る。電動機制御器１１２ａ，１１２ｂは、電動機１０２ａ，１０２ｂを動作させ、電動機回転検出器１１４ａ，１１４ｂの検出値を元にフィードバック制御を行う。電動機回転検出器１１４ａ，１１４ｂは通常、電動機１０２ａ，１０２ｂに備えられている。
【００７７】
以上のように構成されているので、２つの電動機１０２ａ，１０２ｂの回転運動によって可動部１０５が２次元平面を並進移動できる。これにより、可動部１０５が２次元平面を移動することができ、可動部１０５を高速動作させることが可能な２自由度の多自由度移動体１００Ａを実現できる。
【００７８】
図１７は、本実施形態のさらに他の変形例を示す多自由度移動体１００Ｂの外観を表す正面図、図１８は、駆動変換部１２９の概略構成図である。図において、前述の図１５と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。多自由度移動体１００Ｂは、ベース部１１０と、一端がベース部１１０と単一回転ジョイント１１６によって接合され、他端が従属アーム１０４と接合された回動アーム１４０と、スライダ１２２を備え、回動アーム１４０とアクチュエータアーム１２０とを２つの並進自由度と１つの回転自由度を有するように接合する駆動変換部１４１とを備えている。また、可動部１０５には回転部１０８が設けられ、この回転部１０８は可動部１０５に設けられた電動機１０２ｅによって回転動作する。
【００７９】
駆動変換部１４１は、アクチュエータアーム１２０に沿って並進移動するスライダ１２２と、回動アーム１４１に沿って並進移動する第２スライダ１４２と、これらスライダ１２２，１４２を回転可能に接合する単一回転ジョイント１１６とを備えている。よって、アクチュエータアーム１２０のスライダ１２２の動作によって、回動アーム１４０はベース部１１０側の回転ジョイント１１６を支点に回動する。
【００８０】
このような構成により、電動機１０２の動作によりアクチュエータアーム１２０のスライダ１２２が駆動されると、駆動変換部１４１を介して回動アーム１４０が動作すると共に、従属アーム１０４がこれに従って動作し、可動部１０５は２次元平面を高速に並進移動できる。なお、上述の第２実施形態と同様に、ベース部１１０に、伝達機構１０７を介し可動部１０５に設けられた回転部１０８を回転させるための電動機１０２ｄを設けてもよい。
【００８１】
なお、アクチュエータアーム１２０のスライダ１２２の動作によって、駆動変換部１４１を介して回動アーム１４０を操作する形態は、図７に示す多自由度移動体１００のように、可動部１０５が３次元空間を移動する用途にも利用できる。また、回動アーム１４０と従属アーム１０４によって可動部１０５を動作する形態は、図２９に示すように、従来型の多自由度移動体に似た形態であるので、２次元もしくは３次元を可動部１０５が移動できる形態であっても、制御器１１１が行う座標変換は、従来の計算方法を利用することができる。さらに、上記変形例で示した回転部１０８を電動機１０２ｅで回転する形態は、前述した第１実施形態や第２実施形態にも適用できる。可動部１０５の３次元もしくは２次元の動作に加えて、回転自由度を追加することができる。
【００８２】
［第３実施形態］
第３実施形態は、従属アームを第１の従属アームと第２の従属アームとで構成し、動作アーム、第１の従属アーム及び第２の従属アームを、伸縮リンク機構によって構成したものである。
【００８３】
図１９は、本発明の第３実施形態である多自由度移動体２００の外観を表す斜視図である。図２０は、多自由度移動体２００の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【００８４】
図１９に示すように、本実施形態に係る多自由度移動体２００は、電動機２０２と、動作アーム２０３と、第１の従属アーム２０４と、第２の従属アーム２０５と、可動部２０７と、中継部２０９と、ベース部２１０とを有する。
【００８５】
図２０に示すように、本実施形態に係る多自由度移動体２００は、ベース部２１０に備えられた３つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃは、３つの減速器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃを介して、３つの動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃを駆動する。動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃは単一自由度を有する回転ジョイント２１６（以下適宜「単一回転ジョイント」と称する）によって回転１自由度を持つ。
【００８６】
動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃは、単一回転ジョイント２１６の反対側の複数自由度を有する回転ジョイント（以下適宜「複数回転ジョイント」と称する）２０６を介して、それぞれ第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃに接合されている。第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃはさらに、複数回転ジョイント２０６を介して、それぞれ第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃに接合されている。第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃはさらに、複数回転ジョイント２０６を介して、１つの可動部２０７に接合されている。また、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃは、単一回転ジョイント２１６を介して、１つの中継部２０６にも接合されている。これにより、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃは、その長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素２１８を構成している。そして、動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４及び第２の従属アーム２０５は、上記リンク機構要素２１８を１つ備え、当該リンク機構要素２１８におけるリンク部材としての第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する、いわゆるマジックハンド状の形態である伸縮リンク機構として構成されている。
【００８７】
電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃをそれぞれ備えている。制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃからの出力を検出しながら電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを駆動する。多軸制御器２１３は、可動部２０７を制御するために電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃに指令を与えている。多軸制御器２１３は、制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃから検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃから得た位置情報などを受け取っている。
【００８８】
なお、３つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃから第２の従属アーム２０５ａ，５ｂ，５ｃまでの各アーム機構は、図１９に示すように、ベース部２１０を中心に円周方向に３分割・１２０度間隔で取り付けられている。また、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃは、互いに機械的干渉が無いように、中継部２０９で交差している。
【００８９】
次に、図１９、図２０を参照しつつ、本実施形態に係る多自由度移動体２００の動作について説明する。多自由度移動体２００の可動部２０７は、３つの電動機２０２（２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ）によって動作する。可動部２０７が、３次元空間を動作するような指令を多軸制御器２１３に設定すると、多軸制御器２１３は、可動部２０７が指令通りに動作するための電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃへの指令に変換する。多軸制御器２１３が変換された指令を制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃに与えると、制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを駆動する。また、制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃから得た電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃの位置情報を得る。制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを駆動する指令と位置情報との差を無くすように制御する。電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃは、このような制御に基づき駆動することにより、減速器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃを介して、３つの動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃを駆動する。動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃが駆動することにより、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃと第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃが動作し、可動部２０７が多軸制御器２１３に設定された指令通りに動作する。
【００９０】
さらに、図２１、図２２を参照しつつ、本実施形態に係る多自由度移動体２００の特徴について説明する。図２１は、本実施形態に係る多自由度移動体２００及び従来の多自由度移動体の簡易的な動作図、図２２は、同実施形態に係る多自由度移動体２００及び従来の多自由度移動体の動作時の位置と速度の関係図である。なお、図２１は、特徴の説明を簡単化するために、本実施形態および従来の装置を２次元平面を移動する形態に置き換えており、２次元的に図を記載している。
【００９１】
図２１（ａ）及び図２１（ｃ）は、本実施形態に係る多自由度移動体２００の形態である（以下「形態Ａ」と称する）。図２１（ｂ）及び図２１（ｄ）は、従来の多自由度移動体の形態である（以下「形態Ｂ」と称する）。なお、形態Ｂの動作アーム２０３と第２の従属アーム２０５は、図２９のリンク手段３０５に相当する。
【００９２】
図２１では、形態Ａと形態Ｂについて動作アーム２０３を同じ量（角度）動作させている。図に示すように、形態Ａの動作アーム２０３の位置的な移動量（角度）をＰＭａ、速度（角速度）をＶＭａ、形態Ｂの動作アーム３の位置的な移動量（角度）をＰＭｂ、速度（角速度）をＶＭｂとすると、形態Ａと形態Ｂで全く同じように動作アーム３を動作させているので、ＰＭａ＝ＰＭｂ、ＶＭａ＝ＶＭｂである。
【００９３】
図２２は、形態Ａと形態Ｂにおいてｔ１からｔ２の時間変化の間に図２１に示す動作を行った際の動作アーム２０３の角度、角速度と、可動部２０７の位置、速度を示している。図２２（ａ）は、形態Ａと形態Ｂの動作アーム２０３の角度を示しており、両者は一致している（ＰＭａ＝ＰＭｂ）。図４（ｂ）は、形態Ａと形態Ｂの動作アーム２０３の角角度を示しており、両者は一致している（ＶＭａ＝ＶＭｂ）。図２２（ｃ）は、形態Ａと形態Ｂの可動部７の位置を示しており、形態Ａの移動量（位置）ＰＥＡと形態Ｂの移動量（位置）ＰＥＢは異なり、ＰＥＡ＞ＰＥＢである。図２２（ｄ）は、形態Ａと形態Ｂの可動部７の速度を示しており、形態Ａの速度の最大値ＶＥＡと形態Ｂの速度の最大値ＶＥＢは異なり、ＶＥＡ＞ＶＥＢである。
【００９４】
このように、同じ動作アーム２０３の角度、角速度を与えたとき、形態Ａは形態Ｂに比べ、可動部２０７の位置、速度が大きくなる。図２１に示す構成では、図２２に示すように、可動部２０７の形態Ａの位置（移動量）ＰＥＡは形態Ｂの移動量ＰＥＢの約１．７倍弱、形態Ａの最大速度ＶＥＡは形態Ｂの最大速度ＶＥＢの約１．８倍となっている。以上のように、同一の動作アーム２０３の動作を行っても、本実施形態に係る多自由度移動体２００（形態Ａ）は、従来の多自由度移動体（形態Ｂ）に比べ、可動部２０７の位置、速度が大きくなる特徴がある。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態に係る多自由度移動体２００は、動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃと、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ及び第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃとが伸縮リンク機構として構成されることにより、可動部２０７が３次元空間を移動でき、且つ、従来の多自由度移動体に比べ、トルクや駆動力を減衰させることなく、可動部２０７の移動を増速させることができる。したがって、電動機２０２として従来のモータを用いても、駆動出力をさらに高速化し、可動部２０７を高速移動することができる。その結果、高価な特殊モータを用いることなく、モータの高トルク化と高速化を両立することができ、産業用機械に要望されるサイクルタイムを向上する効率化のニーズに応えることができる。
【００９６】
なお、上記本発明の第３実施形態においては設けなかったが、可動部２０７に保持対象物を回転させるための回転部２０８を設けてもよい。図２３は、本変形例に係る多自由度移動体２００Ａの外観の一部を拡大した部分拡大図、図２４は、多自由度移動体２００Ａの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。これらの図において、前述の図１９及び図２０と同様の部分には同符号を付す。
【００９７】
本変形例の多自由度移動体２００Ａの基本構成は、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００と同様であるが、可動部２０７に付属する回転部２０８、保持部２１７、回転部２０８を駆動するための電動機２０２ｅ、減速器２２１ｅ、電動機２０２ｅに付属する検出部２１４ｅを有する点で、多自由度移動体２００と異なり、他の構成は同様である。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、上述の第３実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
【００９８】
多自由度移動体２００Ａは、可動部２０７に付属する保持部２１７にて対象物を保持し、移動先に対象物を搬送できる。このとき、可動部２０７に付属する回転部２０８は対象物の傾きを補正して移動先に整列できる。多自由度移動体２００Ａは、３次元空間を移動できるため、回転部２０８を追加することにより、対象物をＸＹＺθの自由度で搬送できる。電動機２０２ｅは、減速器２２１ｅを介して回転部２０８を回転させる。図２４に示すように、制御器２１２ｅは、多軸制御器２１３に設定した動作の指令に従い、電動機２０２ｅを駆動する。このとき制御器２１２ｅは、検出部２１４ｅで得た電動機２０２ｅの位置情報を参照し、指令通りに電動機２０２ｅが動作するように制御する。その結果、本変形例に係る多自由度移動体２００Ａは、３次元空間での移動に加え、可動部２０７に回転θの自由度を備えることができる。
【００９９】
以上説明した変形例に係る多自由度移動体２００Ａによれば、保持部２１７を回転させる回転部２０８を有することにより、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００が奏する作用・効果に加えて更に、可動部２０７に回転θの自由度を備えることができる。
【０１００】
次に、図２５、図２６を参照しつつ、本発明の第３実施形態の他の変形例に係る多自由度移動体２００Ｂについて説明する。図２５は、本変形例に係る多自由度移動体２００Ｂの外観を表す斜視図、図２６は、多自由度移動体２００Ｂの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。これらの図において、前述の図１９及び図２０と同様の部分には同符号を付す。
【０１０１】
本変形例の多自由度移動体２００Ｂは、位置補正部２３０を有する点で、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００と異なり、他の構成は同様である。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、第３実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
【０１０２】
図２５に示すように、多自由度移動体２００Ｂの可動部２０７を動作させ、その軌跡点を重要視すると、多自由度移動体２００Ｂの設置、重力、剛性、機構特性などの影響でずれが生じる場合がある。図２５（ａ）は、可動部２０７が直線移動する場合を示す。図２５（ｂ）は、直線移動する可動部２０７の軌跡点が理想状態（点線上）ではなく、ずれεを生じた場合を示す。図２５（ｃ）は、理想状態とのずれεは３次元的にεｘ，εｙ，εｚの成分であることを示す。ずれεは、一般に再現性があり同条件では同じずれεが発生するので、理想状態とのずれを３次元的にεｘ，εｙ，εｚとして、予め把握しておけば、多軸制御器２１３に設定する可動部２０７の指令を、各点のずれεｘ，εｙ，εｚを補正するように加工して電動機２０２を動作するようにすれば、可動部２０７の軌跡点は理想状態となる。
【０１０３】
図２６に示すように、位置補正部２３０に予め把握した各点のずれεｘ，εｙ，εｚを複数記憶しておき、各補正点間はそのずれを補間して近似する。ずれの補正は、各点で予め把握したずれεｘ，εｙ，εｚ無くすように元の指令を加工することで行われる。多自由度移動体２００Ｂの可動部２０７は３次元を動作できるので、補正した指令を座標変換して、各制御器２１２に与えれば、可動部２０７の軌跡点が理想状態になるように各電動機２０２が動作する。
【０１０４】
以上説明した変形例に係る多自由度移動体２００Ｂによれば、位置補正部２３０に予め把握した各点のずれεｘ，εｙ，εｚを複数記憶しておけば、多自由度移動体２００Ｂは可動部２０７の軌跡点が理想状態になるように動作できる。
【０１０５】
次に、図２７、図２８を参照しつつ、本発明の第３実施形態のさらに他の変形例に係る多自由度移動体２００Ｃについて説明する。図２７は、本変形例に係る多自由度移動体２００Ｃの外観を表す斜視図、図２８は、多自由度移動体２００Ｃの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。これらの図において、前述の図１９及び図２０と同様の部分には同符号を付す。
【０１０６】
本変形例に係る多自由度移動体２００Ｃは、可動部２０７を動作させるための、電動機２０２、動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４、第２の従属アーム２０５、制御器２１２、検出部２１４、減速器２２１をそれぞれ４つ備える点で、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００と異なっており、その他の構成は同様である。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、第３実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
【０１０７】
図２７に示すように、多自由度移動体２００Ｃは、動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４、第２の従属アーム２０５をそれぞれ４つ備えている。このため、図２８に示すように、ベース部２１０に備えられた４つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄは、４つの減速器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄを介して、４つの動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄを駆動する。動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄは、単一回転ジョイント２１６によって回転１自由度を持つ。動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄは、単一回転ジョイント２１６の反対側の複数回転ジョイント２０６を介して、それぞれ第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄに接合されている。第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄはさらに、複数回転ジョイント２０６を介して、それぞれ第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄに接合されている。第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄはさらに、複数回転ジョイント２０６を介して、１つの可動部２０７に接合されている。
【０１０８】
第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄは、単一回転ジョイント２１６を介して、中継部２０６にも接合されている。中継部２０６は、第１中継部２０６Ｕと第２中継部２０６Ｄとにより一体的に構成されており、対向する第１の従属アーム２０４ｂ，２０４ｄは第１中継部２０６Ｕに接合され、対向する第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｃは第２中継部２０６Ｄに接合されている。これにより、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄは、その長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素２１８Ｃを構成している。そして、動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４及び第２の従属アーム２０５は、上記リンク機構要素２１８Ｃを１つ備え、当該リンク機構要素２１８Ｃにおけるリンク部材としての第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する、いわゆるマジックハンド状の形態である伸縮リンク機構として構成されている。
【０１０９】
電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄをそれぞれ備えている。制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄからの出力を検出しながら電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄを駆動する。多軸制御器２１３は、可動部２０７を制御するために電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄに指令を与えている。多軸制御器２１３は、制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄから検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄから得た位置情報などを受け取っている。なお、４つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄから第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄまでの各アーム機構は、ベース部２１０を中心に円周方向に４分割・９０度間隔で取り付けられている。また、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄは、機械的干渉が無いように中継部９で交差している。対向する第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｃと第２中継部２０９Ｄは同じ箇所に単一回転ジョイント２１６を備え、対向する第１の従属アーム２０４ｂ，２０４ｄと第１中継部２０９Ｕは同じ箇所に単一回転ジョイント２１６を備えている。
【０１１０】
以上説明したように、本変形例に係る多自由度移動体２００Ｃは、動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄと、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ及び第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄとを、伸縮リンク機構として構成することにより、可動部２０７を３次元に、高速に移動できる。さらに、４つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄと４本の動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４、第２の従属アーム２０５を備えているので、もう１自由度の動作が可能となり、可動部２０７に回転θの自由度を備えることができる。
【０１１１】
また、本変形例に係る多自由度移動体２００Ｃは、電動機２０２ａ，２０２ｃ、動作アーム２０３ａ，２０３ｃ、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｃ、第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｃがそれぞれ対向し、且つ、電動機２０２ｂ，２０２ｄ、動作アーム２０３ｂ，２０３ｄ、第１の従属アーム２０４ｂ，２０４ｄ、第２の従属アーム２０５ｂ，２０５ｄがそれぞれ対向しているので、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００より、組み立てが簡単になる。
【０１１２】
なお、図１９に示す第３実施形態や図２７に示す変形例では、第１の従属アーム２０４と中継部２０９とを１段で構成した（すなわちリンク機構要素２１８，２１８Ｃが単一である）が、動作アーム２０３と第２の従属アーム２０５との間に、複数段の第１の従属アーム２０４と中継部２０９とを備えた構成（すなわちリンク機構要素２１８，２１８Ｃを複数備えた構成）としても良い。
【０１１３】
また、図２３に示す変形例では、可動部２０７に減速器２２１ｅと電動機２０２ｅを備えた構成としたが、これらを離間して設け、電動機２０２ｅの動力を減速器２２１ｅに伝達する別の機構を介しても良い。
【０１１４】
また、図２５に示す変形例では、軌跡点を直線で示したが、直線の組み合わせや曲線、直線と曲線の組み合わせでも良い。また、回転自由度に関する補正値を位置補正部２３０に記憶させ、軌跡点で補正できるようにしても良い。
【０１１５】
以上、本発明の第１乃至第３実施形態について説明したが、いわゆる当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態から適宜変更が可能であり、また、上記実施形態と変形例による手法を適宜組み合わせて利用することも可能である。すなわち、このような変更等が施された技術であっても、本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
多自由度移動体は、食品・薬品・化粧品などの搬送に利用されることがあり、衛生面から水等による洗浄が行われることがある。したがって、本発明の特に第１実施形態の伝達機構は、単純なリンク部材と単一回転ジョイントで構成されているため、防水仕様部品の伝達機構という用途にも適用できる。また、第２実施形態ではアクチュエータアームによって並進方向に高速動作がすることができるので、デルタ型のパラレルメカニズムだけでなく、アクチュエータアームを６個用いてスチュワートプラットフォーム型の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 多自由度移動体
１Ａ 多自由度移動体
２ａ，２ｂ，２ｃ 電動機（第１電動機）
２ｄ 電動機（第２電動機）
３ａ，３ｂ，３ｃ 動作アーム
４ａ，４ｂ，４ｃ 従属アーム
５ 可動部
６ 複数回転ジョイント（回転ジョイント）
７ 伝達機構（伸縮リンク機構）
８ 回転部
１０ ベース部
１２ 制御器
１６ 単一回転ジョイント（回転ジョイント）
１８ リンク機構要素
２７ リンク部材
１００ 多自由度移動体
１００Ａ 多自由度移動体
１００Ｂ 多自由度移動体
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ 電動機（第１電動機）
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ 従属アーム
１０５ 可動部
１０６ 複数回転ジョイント（回転ジョイント）
１０８ 回転部
１１０ ベース部
１１２ 制御器
１１６ 単一回転ジョイント（回転ジョイント）
１１７ 保持部
１１８ リンク機構要素
１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ アクチュエータアーム（動作アーム）
１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ スライダ
１２３ スライダ駆動機構（伸縮リンク機構）
１２７ リンク部材
１４０ 回動アーム
１４１ 駆動変換部
２００ 多自由度移動体
２００Ａ 多自由度移動体
２００Ｂ 多自由度移動体
２００Ｃ 多自由度移動体
２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ 電動機（第１電動機）
２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ 動作アーム
２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０３ｄ 第１の従属アーム（リンク部材）
２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄ 第２の従属アーム
２０６ 複数回転ジョイント（回転ジョイント）
２０７ 可動部
２０８ 回転部
２１０ ベース部
２１２ 制御器
２１３ 多軸制御器
２１６ 単一回転ジョイント（回転ジョイント）
２１８ リンク機構要素
２１８Ｃ リンク機構要素
２３０ 位置補正部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を動作させ、可動部が３次元空間もしくは２次元平面を高速移動できるパラレルメカニズムを用いた多自由度移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置の一例として、例えば特許文献１に記載のものがある。図２９は、この従来装置の概略図である。図に示すように、従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置は、ベース部材３０１、可動部材３０８、３つのアクチュエータ３１３、３つのリンク手段３０５で構成されている。アクチュエータ３１３は、モータ３０３を備え、ベース部材３０１に対し単一の自由度を有して連結されている。リンク手段３０５とアクチュエータ３１３とは２自由度を有し、リンク手段３０５と可動部材３０８とは２自由度を有する。さらに、ベース部材３０１に取り付けたモータ３１１と、ロッドシステム３１４を配置して、可動部材３０８に回転自由度とその駆動を与えていた。
【０００３】
このように、従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置は、３つのアクチュエータ３１３を駆動してリンク手段３０５を介した可動部材３０８を並進３方向の空間に移動でき、さらに可動部材３０８に付加された回転自由度をもう１つのモータ３１１で駆動できるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−４５３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置は、パラレルメカニズムを用いた構造により、シリアルメカニズムの形態よりも一般的に高速動作できる。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置の形態を実現する場合、ロッドシステムは、ボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構と２自由度のユニバーサルジョイントを両端に付けた構成となる。このボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構やユニバーサルジョイントは、通常、金属製で重量があり、多自由度移動体の可動部を高速動作させるためには負荷が重すぎる欠点がある。
【０００７】
また、上述した従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置では、さらに可動部を高速移動するには、モータ３０３を高速動作するしかない。しかしながら、従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置は、可動部材３０８、ロッドシステム３１４、リンク手段３０５や搬送物といった負荷を移動できるように、減速器等でモータトルクを補助して使用していた。減速器はトルクの補助になるが、モータ速度の高速化が犠牲となる。減速器を使用しなければ、高トルクが出力できる高容量のモータを使用する必要があるが、一般にモータが高容量化すると、モータの最高あるいは定格速度は低下する。つまり、モータの高トルク化と高速化は両立しない課題があり、従来の構造ではさらなる可動部の高速化が実現できない問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、可動部を高速移動することができる多自由度移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願第１発明は、少なくとも２つの第１電動機と、前記第１電動機によって動作する少なくとも２つの動作アームと、前記動作アームの動作に従い少なくとも２つの並進方向に移動する可動部と、前記動作アームと前記可動部とに回転ジョイントを介して接合された少なくとも２つの従属アームと、前記動作アームを支持するベース部と、前記第１電動機を制御する制御器とを備えた多自由度移動体において、少なくとも２つのリンク部材がその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素を少なくとも１つ備え、前記リンク機構要素における前記リンク部材同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する伸縮リンク機構を備える。
【００１０】
これにより、伸縮リンク機構は、その構造上、軽量なカーボン製とすることが可能であるので、負荷部分の軽量化を図り、可動部を高速動作させることが可能となる。また、伸縮リンク機構は、リンク部材がその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素を備えているので、リンク機構要素におけるリンク部材同士の開閉動作を行うことにより、リンク部材の端部同士を回転可能に接合して構成した通常のリンク機構に比べ、リンク機構の全長を高速に伸縮させることができる。したがって、伸縮リンク機構を適宜の駆動機構に採用することにより、可動部を高速に移動させることが可能となる。以上により、可動部を高速動作させることが可能な多自由度移動体を実現できる。
【００１１】
好ましくは、第２発明は、上記第１発明において、前記可動部に設けられ、保持対象物を回転するための回転部と、前記ベース部に備えられた第２電動機と、前記第２電動機の回転運動を前記回転部に伝達する伝達機構と、をさらに備え、前記伝達機構は、前記伸縮リンク機構によって構成されている。
【００１２】
これにより、ベース部と可動部との間の距離が変化しても、伸縮リンク機構により構成された伝達機構が伸縮して距離の変化に対応しつつ、第２電動機の回転運動を回転部に伝達することができる。そして、伸縮リンク機構は軽量なカーボン製として構成できる機構であるため、伝達機構を軽量にでき、可動部を高速動作させることが可能な多自由度移動体を実現できる。また、上述した従来技術だと重量があるロッドシステムを含む機構を動作させるために電動機の容量を上げざるを得ないが、本発明では伝達機構を軽量化できるため、電動機の容量は小さくて済み、電動機や制御器の価格を安価にできる効果もある。さらに、多自由度移動体の可動部とベース部の距離は様々であるため、多自由度移動体の設計やその操作段階で間違いが発生すると、上述した従来技術のようなボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構の場合、可動部とベース部の距離が想定以上に長すぎる位置になるとボールベアリングが抜け落ちて伸縮機能の支障が残り、部品交換する必要があるというような問題もあり、またパラレルメカニズムを用いた多自由度移動体の可動部の動作範囲の把握は、シリアルメカニズムに比べ算出が難しいので、設計ミスや仕様変更に対して、可動部とベース部の距離に応じたボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構の入手・納品までの期間が掛かる問題もあった。これに対し、本発明によれば、設計ミスや仕様変更に対しても、伸縮できる機構を簡単に製作できるとともに、ボールベアリング等が抜け落ちることが無く、上記問題が生じることがない。
【００１３】
また好ましくは、第３発明は、上記第２発明において、３つの前記第１電動機と、前記第１電動機によって動作する３つの前記動作アームと、前記動作アームの動作に従い３つの並進方向に移動する前記可動部と、前記動作アームと前記可動部とに複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された３つの前記従属アームと、を備え、前記伝達機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている。
【００１４】
これにより、可動部が３次元空間を移動することができ、可動部を高速動作させることが可能な４自由度の多自由度移動体を実現できる。
【００１５】
また好ましくは、第４発明は、上記第２発明において、２つの前記第１電動機と、前記第１電動機によって動作する２つの前記動作アームと、前記動作アームの動作に従い２つの並進方向に移動する前記可動部と、前記動作アームと前記可動部とに単一自由度の前記回転ジョイントを介して接合された２つの前記従属アームと、を備え、前記伝達機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている。
【００１６】
これにより、可動部が２次元平面を移動することができ、可動部を高速動作させることが可能な３自由度の多自由度移動体を実現できる。
【００１７】
また好ましくは、第５発明は、上記第１発明において、前記動作アームは、前記ベース部に固定支持され、且つ、前記動作アームに沿って移動するスライダと、前記第１電動機の動作によって前記スライダを移動させるスライダ駆動機構とを備えており、前記従属アームは、前記スライダと前記可動部とに前記回転ジョイントを介して接合されており、前記スライダ駆動機構は、前記伸縮リンク機構によって構成されている。
【００１８】
これにより、伸縮リンク機構により構成されたスライダ駆動機構が伸縮し、スライダを動作アームに沿って高速に移動させることができる。その結果、可動部を高速移動することができる。また、スライダ駆動機構を伸縮リンク機構とすることで、トルクや駆動力を減衰させることなくスライダの移動を増速させることができる。したがって、第１電動機として従来のモータを用いても、駆動出力をさらに高速化し、可動部を高速移動することができる。その結果、高価な特殊モータを用いることなく、モータの高トルク化と高速化を両立することができ、産業用機械に要望されるサイクルタイムを向上する効率化のニーズに応えることができる。
【００１９】
また好ましくは、第６発明は、上記第５発明において、３つの前記第１電動機と、前記第１電動機によって動作する前記スライダを備えた３つの前記動作アームと、前記動作アームの動作に従い３つの並進方向に移動する前記可動部と、前記動作アームの前記スライダと前記可動部とに複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された３つの前記従属アームと、を備え、前記スライダ駆動機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている。
【００２０】
これにより、可動部が３次元空間を移動することができ、可動部を高速動作させることが可能な４自由度の多自由度移動体を実現できる。
【００２１】
また好ましくは、第７発明は、上記第５発明において、２つの前記第１電動機と、前記第１電動機によって動作する前記スライダを備えた２つの前記動作アームと、前記動作アームの動作に従い２つの並進方向に移動する前記可動部と、前記動作アームの前記スライダと前記可動部とに単一自由度の前記回転ジョイントを介して接合された２つの前記従属アームと、を備え、前記スライダ駆動機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている。
【００２２】
これにより、可動部が２次元平面を移動することができ、可動部を高速動作させることが可能な３自由度の多自由度移動体を実現できる。
【００２３】
また好ましくは、第８発明は、上記第５乃至第７発明のいずれかにおいて、一端が前記ベース部と単一自由度の前記回転ジョイントによって接合され、他端が前記従属アームと接合された回動アームと、前記スライダを備え、前記回動アームと前記動作アームとを２つの並進自由度と１つの回転自由度を有するように接合する駆動変換部と、をさらに備え、前記動作アームの前記スライダの動作によって、前記回動アームが動作されることを特徴とする。
【００２４】
これにより、従来のモータを利用するとともに駆動出力をさらに高速化し、可動部をさらに高速移動することができると共に、従来型の動作アームとしての回動アームと従属アームの構成が含まれるので、従来型の座標変換を利用することができる。
【００２５】
また好ましくは、第９発明は、上記第５乃至第８発明のいずれかにおいて、前記可動部が、保持対象物を回転できる回転部をさらに備える。
【００２６】
これにより、可動部の３次元もしくは２次元の動作に加えて、回転自由度を追加することができる。
【００２７】
また好ましくは、第１０発明は、上記第１発明において、前記従属アームは、前記動作アームと複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された第１の従属アームと、前記第１の従属アームと前記可動部とに前記複数自由度の回転ジョイントを介して接合された第２の従属アームとを備えており、前記動作アーム、前記第１の従属アーム及び前記第２の従属アームは、前記伸縮リンク機構を構成する。
【００２８】
これにより、動作アーム、第１の従属アーム及び第２の従属アームにより構成される伸縮リンク機構の伸縮動作により、トルクや駆動力を減衰させることなく、可動部の移動を増速させることができる。したがって、第１電動機として従来のモータを用いても、駆動出力をさらに高速化し、可動部を高速移動することができる。その結果、高価な特殊モータを用いることなく、モータの高トルク化と高速化を両立することができ、産業用機械に要望されるサイクルタイムを向上する効率化のニーズに応えることができる。
【００２９】
また好ましくは、第１１発明は、上記第１０発明において、前記第１電動機と、前記動作アームと、前記第１の従属アームと、前記第２の従属アームとを、少なくとも３組備え、少なくとも３つの前記第１の従属アームがその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されて１つの前記リンク機構要素を構成し、前記第１電動機によって前記動作アームが動作することにより少なくとも３つの前記第１の従属アーム同士が開閉動作し、前記動作アーム、前記第１の従属アーム及び前記第２の従属アームからなる前記伸縮リンク機構が伸縮する。
【００３０】
これにより、可動部が３次元空間を高速に移動することができる多自由度移動体を実現できる。
【００３１】
また好ましくは、第１２発明は、上記第１１発明において、前記可動部が、保持対象物を回転できる回転部をさらに備える。
【００３２】
これにより、可動部に回転自由度が与えられ、３次元空間の移動と共に、搬送物を回転移動でき、搬送物を整列配置できる。
【００３３】
また好ましくは、第１３発明は、上記第１１又は第１２発明において、前記第１電動機による動作量を検出する検出部の出力を用いて前記第１電動機の動作量をフィードバック制御する前記制御器と、複数の前記制御器を制御する多軸制御器と、前記可動部の位置補正量を記憶し、当該位置補正量を前記多軸制御器に与える位置補正部と、を備える。
【００３４】
これにより、可動部の移動軌跡点について、軌跡点上の補正点において３次元で位置を補正できるので、可動部の正確な移動軌跡点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態である多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図２】多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図３】伝達機構の全体構成を表す概略図である。
【図４】ユニバーサルジョイントを用いた場合の伝達機構の全体構成を表す概略図である。
【図５】可動部が２次元平面を移動する変形例における多自由度移動体の外観を表す正面図である。
【図６】可動部が２次元平面を移動する変形例における多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態である多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図８】多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図９】アクチュエータアーム内に設けられたスライダ駆動機構の概略構成図である。
【図１０】スライダ駆動機構の駆動系の概略構成図である。
【図１１】リンク機構要素の数が異なる２種類のスライダ駆動機構の概略構成図である。
【図１２】図１１に示す２種類のスライダ駆動機構によるスライダの出力速度の違いを示す図である。
【図１３】スライダ駆動機構をスライダの電動機と反対側に追加して設けた場合のアクチュエータアームの内部構成を示す概略図である。
【図１４】さらに電動機を増やした場合のアクチュエータアームの内部構成を示す概略図である。
【図１５】可動部が２次元平面を移動する変形例における多自由度移動体の外観を表す正面図である。
【図１６】可動部が２次元平面を移動する変形例における多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図１７】第２実施形態のさらに他の変形例である多自由度移動体の外観を表す正面図である。
【図１８】駆動変換部の概略構成図である。
【図１９】本発明の第３実施形態である多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図２０】多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図２１】多自由度移動体及び従来の多自由度移動体の簡易的な動作図である。
【図２２】多自由度移動体及び従来の多自由度移動体の動作時の位置と速度の関係図である。
【図２３】本発明の第３実施形態の変形例に係る多自由度移動体の外観の一部を拡大した部分拡大図である。
【図２４】第３実施形態の変形例に係る多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図２５】第３実施形態の他の変形例に係る多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図２６】第３実施形態の他の変形例に係る多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図２７】第３実施形態のさらに他の変形例に係る多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【図２８】第３実施形態のさらに他の変形例に係る多自由度移動体の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【図２９】従来の多自由度移動体の外観を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。
【００３７】
［第１実施形態］
第１実施形態は、ベース部１０に備えられた電動機２の回転運動を可動部５に設けられた回転部８に伝達する伝達機構７を、伸縮リンク機構によって構成したものである。
【００３８】
図１は、本発明の第１実施形態である多自由度移動体１の外観を表す斜視図である。図において、１は多自由度移動体、２は電動機、３は動作アーム、４は従属アーム、５は可動部、７は伝達機構、１０はベース部となっている。
【００３９】
図２は、多自由度移動体１の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。図において、６は複数自由度を有する回転ジョイント（以下適宜「複数回転ジョイント」と称する）、８は回転部、１１は制御器、１２は電動機制御器、１３は多軸制御器、１４は電動機回転検出器、１７は保持部、２１は減速器である。電動機２は、４つの電動機２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで構成される。電動機２ａ，２ｂ，２ｃは、動作アーム３ａ，３ｂ，３ｃを動作させることにより、従属アーム４ａ，４ｂ，４ｃを介して可動部５を並進移動させる。電動機２ｄは、伝達機構７を介し、可動部５に設けられた回転部８を回転させる。なお、電動機２ａ，２ｂ，２ｃが、請求項１に記載の第１電動機を構成し、電動機２ｄが、請求項２に記載の第２電動機を構成する。
【００４０】
図３は、伝達機構７の全体構成を表す概略図であり、図３（ａ）は伝達機構７が伸びた状態、図３（ｂ）は伝達機構７が縮んだ状態で回転している様子を示す。図３の上部には図示されていない電動機２ｄがあり、伝達機構７は、図３の可動部５以外の全体が回転する様に、可動部５及び図示されていないベース部１０に対し、複数回転ジョイント６（図３では図示省略。図２参照）を介して接続されている。伝達機構７は、２つのリンク部材２７，２７がその長手方向中間位置において単一自由度を有する回転ジョイント１６（以下適宜「単一回転ジョイント」と称する）により相互に回転可能に接合されたＸ字状のリンク機構要素１８を複数備えており、これら複数のリンク機構要素１８が単一回転ジョイント１６により直線状に連なって接合されることにより、各リンク機構要素１８におけるリンク部材２７，２７同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する、いわゆるマジックハンド状の形態である伸縮リンク機構として構成されている。なお、図３では一部の単一回転ジョイント１６のみ図示しているが、伝達機構７の全体にわたってリンク部材２７同士の接合に単一回転ジョイント１６が用いられている。また、伝達機構７を構成するリンク部材及び単一回転ジョイント１６は、カーボン製である。
【００４１】
伝達機構７は、リンク２７を単一回転ジョイント１６で繋いでいるので、１つの回転自由度を有している。電動機２ｄの回転運動を伝えるために、可動部５及び図示されていないベース部１０に対し、複数回転ジョイント６を介して接続されている。こうして、この伝達機構７は複数の回転自由度を有している。
【００４２】
多自由度移動体１の可動部５は、３次元空間を並進移動できる構成になっている。可動部５の３次元の動作は、電動機２ａ，２ｂ，２ｃの動作により動作アーム３ａ，３ｂ，３ｃが動作し、さらに、従属アーム４ａ，４ｂ，４ｃが動作することによって決定される。また、可動部５には、回転部８が設けられており、回転部８は図３に示すように電動機２ｄの動作が伝達機構７を介して伝わることにより回転動作する。
【００４３】
制御器１１は、これらの動作を制御する。多軸制御器１３は、電動機２ａ，２ｂ，２ｃの回転運動により可動部５が３次元空間を並進移動できるように座標変換を行い、電動機制御器１２ａ，１２ｂ，１２ｃに動作指令を送る。電動機制御器１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、電動機２ａ，２ｂ，２ｃを動作させ、電動機回転検出器１４ａ，１４ｂ，１４ｃの検出値を元にフィードバック制御を行う。電動機回転検出器１４ａ，１４ｂ，１４ｃは通常、電動機２ａ，２ｂ，２ｃに備えられている。電動機２ｄも同様に、多軸制御器１３から送られた動作指令に従って動作し、電動機制御器１２ｄが電動機回転検出器１４ｄの検出値を元にフィードバック制御を行う。
【００４４】
以上のように構成されているので、３つの電動機２ａ，２ｂ，２ｃの回転運動によって可動部５が３次元空間を並進移動できる。この際に、ベース部１０と可動部５の距離が変動するが、上述した伸縮リンク機構として構成された伝達機構７が変形して伸縮でき、且つ、その両端が複数回転ジョイント６で接合されているので、伝達機構７は電動機２ｄの回転運動を伝達して可動部５の回転部８を回転できる。なお、回転部８には吸着器等が付加されており、保持部１７として、搬送物を吸着し保持できる。これにより、可動部５を移動し、回転角度を変えて吸着した搬送物を別の場所に置くことができる。
【００４５】
なお、図２９に示す従来の空間で要素を運動させて位置決めするための装置では、回転運動を伝えるために、ロッドシステム３１４とベース部材３０１及び可動部材３０８との接合に、２自由度の回転ジョイントであるユニバーサルジョイントを用いると考えられるが、本実施形態でも上述した複数自由度の回転ジョイント６の代わりに、単一回転ジョイント１６に回転自由度をもう１つ加えた２自由度のユニバーサルジョイントを用いても良い。
【００４６】
図４は、この場合の伝達機構７の全体構成を表す概略図である。図４では、伝達機構７の両端に、リンク２７同士を接合する単一回転ジョイント１６による回転自由度とは異方向の回転自由度を付加する単一回転ジョイント１６′を加えることにより、ユニバーサルジョイント６′としている。このようにユニバーサルジョイント６′を用いた場合でも、可動部５は３次元空間を滑らかに自由に移動できる。また、リンク２７と回転ジョイント１６に回転自由度があるので、このようにして簡単に回転自由度を追加できる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態においては、ベース部１０と可動部５との間の距離が変化しても、伸縮リンク機構により構成された伝達機構７が伸縮して距離の変化に対応しつつ、電動機２ｄの回転運動を回転部８に伝達することができる。そして、伝達機構７は軽量なカーボン製であるため、伝達機構７を軽量化でき、その結果、可動部５を高速動作させることが可能な多自由度移動体１を実現できる。また、図２９に示す従来技術だと重量があるロッドシステム３１４を含む機構を動作させるために電動機３０３の容量を上げざるを得ないが、本実施形態では伝達機構７を軽量化できるため、電動機２の容量は小さくて済み、電動機２や制御器１１の価格を安価にできる効果もある。さらに、多自由度移動体１の可動部５とベース部１０の距離は様々であるため、多自由度移動体１の設計やその操作段階で間違いが発生すると、上述した従来技術のようなボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構の場合、可動部５とベース部１０の距離が想定以上に長すぎる位置になるとボールベアリングが抜け落ちて伸縮機能の支障が残り、部品交換する必要があるというような問題もあり、またパラレルメカニズムを用いた多自由度移動体１の可動部の動作範囲の把握は、シリアルメカニズムに比べ算出が難しいので、設計ミスや仕様変更に対して、可動部５とベース部１０の距離に応じたボールベアリングを用いて並進方向に伸縮できる機構の入手・納品までの期間が掛かる問題もあった。これに対し、本実施形態によれば、設計ミスや仕様変更に対しても、伸縮できる機構を簡単に製作できるとともに、ボールベアリング等が抜け落ちることが無く、上記問題が生じることがない。
【００４８】
また、本実施形態では特に、可動部５が３次元空間を移動することができ、可動部５を高速動作させることが可能な４自由度の多自由度移動体１を実現できる。
【００４９】
なお、上記第１実施形態では可動部５が３次元空間を移動できる多自由度移動体について説明したが、可動部５が２次元平面を移動できる多自由度移動体に本発明を適用してもよい。図５は、本変形例の多自由度移動体１Ａの外観を表す正面図である。図において、前述の図１と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。多自由度移動体１Ａは、電動機２、動作アーム３、従属アーム４、可動部５、伝達機構７、回転部８、ベース部１０、単一回転ジョイント１６、保持部１７を備えている。
【００５０】
図６は、多自由度移動体１Ａの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。図において、前述の図２と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。本変形例の電動機２は、３つの電動機２ａ，２ｂ，２ｄで構成され、電動機２ａ，２ｂは動作アーム３ａ，３ｂを動作させることにより、従属アーム４ａ，４ｂを介して可動部５を並進移動させる。電動機２ｄは、伝達機構７を介し、可動部５に設けられた回転部８を回転させる。
【００５１】
本変形例が上述の第１実施形態と異なるのは、電動機２、動作アーム３、従属アーム４が減り、可動部５が２次元平面を移動する形態になっている点である。このため、第１実施形態と異なり、従属アーム４と、動作アーム３、可動部５は単一回転ジョイント１６で接合されている。伝達機構７の構造は上述の第１実施形態と同じであり、また伝達機構７は電動機２ｄの回転運動を回転部８に伝えるために、ベース部１０と可動部５とに対して複数回転ジョイント６で接合されている。
【００５２】
可動部５の２次元平面の動作は、電動機２ａ，２ｂの動作により動作アーム３ａ，３ｂが動作し、さらに、従属アーム４ａ，４ｂが動作することによって決定される。また、可動部５には、回転部８が設けられており、第１実施形態と同様に回転部８は電動機２ｄの動作が伝達機構７を介して伝わることにより回転動作する。
【００５３】
制御器１１は、これらの動作を制御する。多軸制御器１３は、電動機２ａ，２ｂの回転運動により可動部５が２次元平面を並進移動できるように座標変換を行い、電動機制御器１２ａ，１２ｂに動作指令を送る。電動機制御器１２ａ，１２ｂは、電動機２ａ，２ｂを動作させ、電動機回転検出器１４ａ，１４ｂの検出値を元にフィードバック制御を行う。電動機回転検出器１４ａ，１４ｂは通常、電動機２ａ，２ｂに備えられている。電動機２ｄも同様に、多軸制御器１３から送られた動作指令に従って動作し、電動機制御器１２ｄが電動機回転検出器１４ｄの検出値を元にフィードバック制御を行う。
【００５４】
以上のように構成されているので、２つの電動機２ａ，２ｂの回転運動によって可動部５が２次元平面を並進移動できる。この際に、ベース部１０と可動部５の距離が変動するが、上述した伸縮リンク機構として構成された伝達機構７が変形して伸縮でき、且つ、その両端が複数回転ジョイント６で接合されているので、伝達機構７は電動機２ｄの回転運動を伝達して可動部５の回転部６を回転できる。これにより、可動部５が２次元平面を移動することができ、可動部５を高速動作させることが可能な３自由度の多自由度移動体１Ａを実現できる。
【００５５】
なお、上記第１実施形態及び変形例では、図１及び図５に示すようにベース部１０の下側で可動部５が動作するように設置したが、ベース部１０や可動部５の向きは逆や横になっても良い。
【００５６】
［第２実施形態］
第２実施形態は、ベース部１１０に固定支持されたアクチュエータアーム１２０に沿って移動するスライダ１２２を電動機１０２の動作によって移動させるスライダ駆動機構１２３を、伸縮リンク機構によって構成したものである。
【００５７】
図７は、本発明の第２実施形態である多自由度移動体１００の外観を表す斜視図である。図において、１２０はアクチュエータアーム、１２２はスライダ、１０４は従属アーム、１０５は可動部である。アクチュエータアーム１２０は、全体構成を可視化するため図示を省略したベース部１１０によって固定支持されている。このアクチュエータアーム１２０は、電動機１０２によってスライダ１２２をアームに沿って動作させる。なお、アクチュエータアーム１２０は、請求項５記載の動作アームを構成する。
【００５８】
図８は、多自由度移動体１００の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。図において、１０６は複数自由度を有する回転ジョイント（以下適宜「複数回転ジョイント」と称する）、１０８は回転部、１１１は制御器、１１２は電動機制御器、１１３は多軸制御器、１１４は電動機回転検出器、１１７は保持部、１２１は減速器である。電動機１０２は、４つの電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄで構成される。電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、アクチュエータアーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃに設けられたスライダ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃを移動させることにより、従属アーム１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを介して可動部１０５を並進移動させる。
【００５９】
なお、図７では図示を省略したが、ベース部１１０に、前述の第１実施形態の伝達機構７と同様の構成である伝達機構１０７を介し、可動部１０５に設けられた回転部１０８を回転させるための電動機１０２ｄを設けてもよい。また、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが、請求項１に記載の第１電動機を構成する。
【００６０】
図９は、アクチュエータアーム１２０内に設けられたスライダ駆動機構１２３の概略構成図、図１０は、このスライダ駆動機構１２３の駆動系の概略構成図である。図において、１１６は単一自由度を有する回転ジョイント（以下適宜「単一回転ジョイント」と称する）、１２６はアクチュエータアーム１２０に設けられたスリット状の直動案内（図７も参照）、１２７はリンク部材、１２４はボールねじ、１２５はボールねじ可動部である。図に示すように、スライダ駆動機構１２３は、２つのリンク部材１２７，１２７がその長手方向中間位置において単一回転ジョイント１１６により相互に回転可能に接合されたＸ字状のリンク機構要素１１８を複数備えており、これら複数のリンク機構要素１１８が単一回転ジョイント１１６により直線状に連なって接合されることにより、各リンク機構要素１１８におけるリンク部材１２７，１２７同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する、いわゆるマジックハンド状の形態である伸縮リンク機構として構成されている。このスライダ駆動機構１２３の端部にはスライダ１２２が設けられており、当該スライダ１２２は直動案内１２６によってアクチュエータアーム１２０に沿った並進方向のみに移動できる。
【００６１】
リンク機構要素１１８におけるリンク部材１２７，１２７同士の開閉動作は、電動機１０２によって行われる。電動機１０２が減速器１２１を介してボールねじ１２４を回転させると、ボールねじ可動部１２５が並進方向に動作する。ボールねじ可動部１２５は図１０に図示していない直動案内によって支持されている。ボールねじ可動部１２５ａ，１２５ｂは一方が逆ネジ（ナット）になっており、ボールねじ１２４の回転によって、正逆異なった方向に、ボールねじ可動部１２５ａと１２５ｂが近寄ったり、遠ざかったりする。これらのボールねじ可動部１２５ａ，１２５ｂにそれぞれリンク部材１２７が接続されているので、ボールねじ可動部１２５ａ，１２５ｂの並進動作によってリンク部材１２７，１２７同士の開閉動作が行われ、スライダ駆動機構１２３が伸縮し、スライダ１２２が並進方向に可動する構造となっている。
【００６２】
多自由度移動体１００の可動部１０５は、３次元空間を並進移動できる構成になっている。それぞれのアクチュエータアーム１２０において、それぞれの電動機１０２で図９，１０に示す構造のスライダ駆動機構１２３が伸縮することで、スライダ１２２が並進方向に可動する。可動部１０５の３次元の動作は、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの動作によりアクチュエータアーム１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのスライダ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが移動し、従属アーム１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが動作することによって決定される。
【００６３】
制御器１１１はこれらの動作を制御する。多軸制御器１１３は、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの回転運動により、可動部１０５が３次元空間を並進移動できるように座標変換を行い、電動機制御器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃに動作指令を送る。電動機制御器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを動作させ、電動機回転検出器１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃの検出値を元にフィードバック制御を行う。電動機回転検出器１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃは通常、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに備えられている。
【００６４】
次に、スライダ駆動機構１２３を上述した伸縮リンク機構として構成した効果について説明する。図１１は、リンク機構要素１１８の数が異なる２種類のスライダ駆動機構１２３Ａ，１２３Ｂの概略構成図、図１２は、これら２種類のスライダ駆動機構１２３Ａ，１２３Ｂによるスライダ１２２の出力速度の違いを示す図である。なお、図１１はスライダ駆動機構１２３の異なる駆動系の例を示す図でもある。この内容については後述する。
【００６５】
図１１に示す構成は、いずれも１つの電動機１０２でスライダ駆動機構１２３を伸縮させスライダ１２２を並進動作させるものである。図１１（ａ）に示すスライダ駆動機構１２３Ａは２つのリンク機構要素１１８を備えており、図１１（ｂ）に示すスライダ駆動機構１２３Ｂは４つのリンク機構要素１１８を備えており、スライダ駆動機構１２３Ｂはスライダ駆動機構１２３Ａよりもリンク機構要素数が多い。この場合、スライダ駆動機構１２３Ａ，１２３Ｂの電動機１０２に対し同じ指令速度を与えた場合、スライダ１２２の出力速度は、スライダ駆動機構１２３Ｂの方がスライダ駆動機構１２３Ａよりも速くなる。
【００６６】
図１２（ａ）は、スライダ駆動機構１２３Ａ，１２３Ｂの電動機１０２に与えた同一の指令速度を示している。図１２（ｂ）は、図１１（ａ）に示すスライダ駆動機構１２３Ａの場合のスライダ１２２の速度、図１２（ｃ）は、図１１（ｂ）に示すスライダ駆動機構１２３Ｂの場合のスライダ１２２の速度である。リンク機構要素１１８の数が多い方がスライダ１２２の速度が速くなることがわかる。そして、可動部１０５の移動速度は、スライダ１２２の速度に依存するので、スライダ駆動機構１２３を複数のリンク機構要素１１８を備えた伸縮リンク機構として構成することにより、スライダ１２２の速度を速め、高速に可動部１０５を移動できる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の多自由度移動体１００においては、３つの電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの回転運動によって、伸縮リンク機構により構成されたスライダ駆動機構１２３が伸縮し、スライダ１２２をアクチュエータアーム１２０に沿って高速に移動させることができる。その結果、可動部１０５を高速移動することができる。また、スライダ駆動機構１２３を伸縮リンク機構とすることで、トルクや駆動力を減衰させることなくスライダ１２２の移動を増速させることができる。したがって、電動機１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃとして従来のモータを用いても、駆動出力をさらに高速化し、可動部１０５を高速移動することができる。その結果、高価な特殊モータを用いることなく、モータの高トルク化と高速化を両立することができ、産業用機械に要望されるサイクルタイムを向上する効率化のニーズに応えることができる。
【００６８】
また、本実施形態では特に、可動部１０５が３次元空間を移動することができ、可動部１０５を高速動作させることが可能な４自由度の多自由度移動体１００を実現できる。
【００６９】
なお、上記第２実施形態では、スライダ駆動機構１２３の駆動系を、図１０に示すようにボールねじ１２４及びボールねじ可動部１２５ａ，１２５ｂで構成したが、これに限らず、図１１に示す構成としても良い。図１１に示す駆動系の構成は、ギア１３１、略くの字形状のアーム部材１３２、及び直動案内等による並進方向の拘束を受けた部品１３３からなる伝達経路を２つ備えており、部品１３３は単一回転ジョイント１１６を介してアーム部材１３２及びリンク部材１２７に接合されている。電動機１０２により一方側のギア１３１が回転されると、その回転駆動が２つの伝達経路を経てスライダ駆動機構１２３に伝達され、リンク機構要素１１８におけるリンク部材１２７，１２７同士の開閉動作が行われる構成になっている。これにより、スライダ駆動機構１２３が伸縮し、スライダ１２２を並進動作させる。なお、スライダ１２２の駆動方法は上記の２つの例以外でも良い。
【００７０】
また、上記第２実施形態では、アクチュエータアーム１２０の内部構成として、スライダ駆動機構１２３をスライダ１２２の電動機１０２側である一方側にのみ設ける構造としたが、剛性向上のために、電動機１０２と反対側に追加して設けても良い。図１３は、本変形例のアクチュエータアーム１２０の内部構成を示す概略図である。図１３において、固定部Ｘ側に電動機１０２を設け、固定部Ｘ側のスライダ駆動機構１２３が縮み、固定部Ｙ側のスライダ駆動機構１２３が伸びると、スライダ１２２が固定部Ｘ側に動作する。反対に、固定部Ｘ側のスライダ駆動機構１２３が伸び、固定部Ｙ側のスライダ駆動機構１２３が縮むと、スライダ１２２が固定部Ｙ側に動作する。
【００７１】
さらに、電動機１０２を増やすことにより、トルクを向上させて、可動部１０５の保持部１１７の付加質量・過般重量の増大に対応できる。図１４は、本変形例のアクチュエータアーム１２０の内部構成を示す概略図である。図１４（ａ）は、図１３に示した１つの電動機１０２で駆動する場合を示している。図１４（ｂ）は、固定部Ｘ，Ｙ側の双方に電動機１０２を設け、計２つの電動機１０２で駆動する場合を示している。図１４（ｃ）は、固定部Ｘ側に２つの電動機１０２を設け、２つの電動機１０２を同期してリンク部材１２７の開閉を行う場合を示している。図１４（ｄ）は、固定部Ｘ，Ｙ側の双方に電動機１０２を２つずつ設け、計４つの電動機１０２を同期してリンク部材１２７の開閉を行う場合を示している。なお、電動機１０２の配置や数はこれらの例に限定されない。
【００７２】
また、上記第２実施形態では可動部１０５が３次元空間を移動できる多自由度移動体について説明したが、可動部１０５が２次元平面を移動できる多自由度移動体に本発明を適用してもよい。図１５は、本変形例の多自由度移動体１００Ａの外観を表す正面図である。図において、前述の図７と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。多自由度移動体１００Ａは、アクチュエータアーム１２０、スライダ１２２、及び可動部１０５を備えている。
【００７３】
図１６は、多自由度移動体１００Ａの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。図において、前述の図８と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。本変形例の電動機１０２は、２つの電動機１０２ａ，１０２ｂで構成され、電動機１０２ａ，１０２ｂはアクチュエータアーム１２０ａ，１２０ｂのスライダ１２２ａ，１２２ｂを動作させることにより、従属アーム１０４ａ，１０４ｂを介して可動部１０５を並進移動させる。アクチュエータアーム１２０は、上述した第２実施形態と同様の構造になっている。
【００７４】
本変形例が上述の第２実施形態と異なるのは、電動機１０２、アクチュエータアーム１２０、従属アーム１０４が減り、可動部１０５が２次元平面を移動する形態になっている点である。このため、第２実施形態と異なり、従属アーム１０４と、スライダ１２２及び可動部１０５とは、単一回転ジョイント１１６でそれぞれ接合されている。
【００７５】
可動部１０５の２次元平面の動作は、電動機１０２ａ，１０２ｂの動作によりアクチュエータアーム１２０ａ，１２０ｂのスライダ１２２ａ，１２２ｂが並進方向に動作して、従属アーム１０４ａ，１０４ｂが動作することによって決定される。
【００７６】
制御器１１１は、これらの動作を制御する。多軸制御器１１３は、電動機１０２ａ，１０２ｂの回転運動により可動部１０５が２次元平面を並進移動できるように座標変換を行い、電動機制御器１１２ａ，１１２ｂに動作指令を送る。電動機制御器１１２ａ，１１２ｂは、電動機１０２ａ，１０２ｂを動作させ、電動機回転検出器１１４ａ，１１４ｂの検出値を元にフィードバック制御を行う。電動機回転検出器１１４ａ，１１４ｂは通常、電動機１０２ａ，１０２ｂに備えられている。
【００７７】
以上のように構成されているので、２つの電動機１０２ａ，１０２ｂの回転運動によって可動部１０５が２次元平面を並進移動できる。これにより、可動部１０５が２次元平面を移動することができ、可動部１０５を高速動作させることが可能な２自由度の多自由度移動体１００Ａを実現できる。
【００７８】
図１７は、本実施形態のさらに他の変形例を示す多自由度移動体１００Ｂの外観を表す正面図、図１８は、駆動変換部１２９の概略構成図である。図において、前述の図１５と同様の部分については同符号を付して説明を適宜省略する。多自由度移動体１００Ｂは、ベース部１１０と、一端がベース部１１０と単一回転ジョイント１１６によって接合され、他端が従属アーム１０４と接合された回動アーム１４０と、スライダ１２２を備え、回動アーム１４０とアクチュエータアーム１２０とを２つの並進自由度と１つの回転自由度を有するように接合する駆動変換部１４１とを備えている。また、可動部１０５には回転部１０８が設けられ、この回転部１０８は可動部１０５に設けられた電動機１０２ｅによって回転動作する。
【００７９】
駆動変換部１４１は、アクチュエータアーム１２０に沿って並進移動するスライダ１２２と、回動アーム１４１に沿って並進移動する第２スライダ１４２と、これらスライダ１２２，１４２を回転可能に接合する単一回転ジョイント１１６とを備えている。よって、アクチュエータアーム１２０のスライダ１２２の動作によって、回動アーム１４０はベース部１１０側の回転ジョイント１１６を支点に回動する。
【００８０】
このような構成により、電動機１０２の動作によりアクチュエータアーム１２０のスライダ１２２が駆動されると、駆動変換部１４１を介して回動アーム１４０が動作すると共に、従属アーム１０４がこれに従って動作し、可動部１０５は２次元平面を高速に並進移動できる。なお、上述の第２実施形態と同様に、ベース部１１０に、伝達機構１０７を介し可動部１０５に設けられた回転部１０８を回転させるための電動機１０２ｄを設けてもよい。
【００８１】
なお、アクチュエータアーム１２０のスライダ１２２の動作によって、駆動変換部１４１を介して回動アーム１４０を操作する形態は、図７に示す多自由度移動体１００のように、可動部１０５が３次元空間を移動する用途にも利用できる。また、回動アーム１４０と従属アーム１０４によって可動部１０５を動作する形態は、図２９に示すように、従来型の多自由度移動体に似た形態であるので、２次元もしくは３次元を可動部１０５が移動できる形態であっても、制御器１１１が行う座標変換は、従来の計算方法を利用することができる。さらに、上記変形例で示した回転部１０８を電動機１０２ｅで回転する形態は、前述した第１実施形態や第２実施形態にも適用できる。可動部１０５の３次元もしくは２次元の動作に加えて、回転自由度を追加することができる。
【００８２】
［第３実施形態］
第３実施形態は、従属アームを第１の従属アームと第２の従属アームとで構成し、動作アーム、第１の従属アーム及び第２の従属アームを、伸縮リンク機構によって構成したものである。
【００８３】
図１９は、本発明の第３実施形態である多自由度移動体２００の外観を表す斜視図である。図２０は、多自由度移動体２００の電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。
【００８４】
図１９に示すように、本実施形態に係る多自由度移動体２００は、電動機２０２と、動作アーム２０３と、第１の従属アーム２０４と、第２の従属アーム２０５と、可動部２０７と、中継部２０９と、ベース部２１０とを有する。
【００８５】
図２０に示すように、本実施形態に係る多自由度移動体２００は、ベース部２１０に備えられた３つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃは、３つの減速器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃを介して、３つの動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃを駆動する。動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃは単一自由度を有する回転ジョイント２１６（以下適宜「単一回転ジョイント」と称する）によって回転１自由度を持つ。
【００８６】
動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃは、単一回転ジョイント２１６の反対側の複数自由度を有する回転ジョイント（以下適宜「複数回転ジョイント」と称する）２０６を介して、それぞれ第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃに接合されている。第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃはさらに、複数回転ジョイント２０６を介して、それぞれ第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃに接合されている。第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃはさらに、複数回転ジョイント２０６を介して、１つの可動部２０７に接合されている。また、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃは、単一回転ジョイント２１６を介して、１つの中継部２０６にも接合されている。これにより、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃは、その長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素２１８を構成している。そして、動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４及び第２の従属アーム２０５は、上記リンク機構要素２１８を１つ備え、当該リンク機構要素２１８におけるリンク部材としての第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する、いわゆるマジックハンド状の形態である伸縮リンク機構として構成されている。
【００８７】
電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃをそれぞれ備えている。制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃからの出力を検出しながら電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを駆動する。多軸制御器２１３は、可動部２０７を制御するために電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃに指令を与えている。多軸制御器２１３は、制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃから検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃから得た位置情報などを受け取っている。
【００８８】
なお、３つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃから第２の従属アーム２０５ａ，５ｂ，５ｃまでの各アーム機構は、図１９に示すように、ベース部２１０を中心に円周方向に３分割・１２０度間隔で取り付けられている。また、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃは、互いに機械的干渉が無いように、中継部２０９で交差している。
【００８９】
次に、図１９、図２０を参照しつつ、本実施形態に係る多自由度移動体２００の動作について説明する。多自由度移動体２００の可動部２０７は、３つの電動機２０２（２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ）によって動作する。可動部２０７が、３次元空間を動作するような指令を多軸制御器２１３に設定すると、多軸制御器２１３は、可動部２０７が指令通りに動作するための電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃへの指令に変換する。多軸制御器２１３が変換された指令を制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃに与えると、制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを駆動する。また、制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃから得た電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃの位置情報を得る。制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを駆動する指令と位置情報との差を無くすように制御する。電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃは、このような制御に基づき駆動することにより、減速器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃを介して、３つの動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃを駆動する。動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃが駆動することにより、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃと第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃが動作し、可動部２０７が多軸制御器２１３に設定された指令通りに動作する。
【００９０】
さらに、図２１、図２２を参照しつつ、本実施形態に係る多自由度移動体２００の特徴について説明する。図２１は、本実施形態に係る多自由度移動体２００及び従来の多自由度移動体の簡易的な動作図、図２２は、同実施形態に係る多自由度移動体２００及び従来の多自由度移動体の動作時の位置と速度の関係図である。なお、図２１は、特徴の説明を簡単化するために、本実施形態および従来の装置を２次元平面を移動する形態に置き換えており、２次元的に図を記載している。
【００９１】
図２１（ａ）及び図２１（ｃ）は、本実施形態に係る多自由度移動体２００の形態である（以下「形態Ａ」と称する）。図２１（ｂ）及び図２１（ｄ）は、従来の多自由度移動体の形態である（以下「形態Ｂ」と称する）。なお、形態Ｂの動作アーム２０３と第２の従属アーム２０５は、図２９のリンク手段３０５に相当する。
【００９２】
図２１では、形態Ａと形態Ｂについて動作アーム２０３を同じ量（角度）動作させている。図に示すように、形態Ａの動作アーム２０３の位置的な移動量（角度）をＰＭａ、速度（角速度）をＶＭａ、形態Ｂの動作アーム３の位置的な移動量（角度）をＰＭｂ、速度（角速度）をＶＭｂとすると、形態Ａと形態Ｂで全く同じように動作アーム３を動作させているので、ＰＭａ＝ＰＭｂ、ＶＭａ＝ＶＭｂである。
【００９３】
図２２は、形態Ａと形態Ｂにおいてｔ１からｔ２の時間変化の間に図２１に示す動作を行った際の動作アーム２０３の角度、角速度と、可動部２０７の位置、速度を示している。図２２（ａ）は、形態Ａと形態Ｂの動作アーム２０３の角度を示しており、両者は一致している（ＰＭａ＝ＰＭｂ）。図４（ｂ）は、形態Ａと形態Ｂの動作アーム２０３の角角度を示しており、両者は一致している（ＶＭａ＝ＶＭｂ）。図２２（ｃ）は、形態Ａと形態Ｂの可動部７の位置を示しており、形態Ａの移動量（位置）ＰＥＡと形態Ｂの移動量（位置）ＰＥＢは異なり、ＰＥＡ＞ＰＥＢである。図２２（ｄ）は、形態Ａと形態Ｂの可動部７の速度を示しており、形態Ａの速度の最大値ＶＥＡと形態Ｂの速度の最大値ＶＥＢは異なり、ＶＥＡ＞ＶＥＢである。
【００９４】
このように、同じ動作アーム２０３の角度、角速度を与えたとき、形態Ａは形態Ｂに比べ、可動部２０７の位置、速度が大きくなる。図２１に示す構成では、図２２に示すように、可動部２０７の形態Ａの位置（移動量）ＰＥＡは形態Ｂの移動量ＰＥＢの約１．７倍弱、形態Ａの最大速度ＶＥＡは形態Ｂの最大速度ＶＥＢの約１．８倍となっている。以上のように、同一の動作アーム２０３の動作を行っても、本実施形態に係る多自由度移動体２００（形態Ａ）は、従来の多自由度移動体（形態Ｂ）に比べ、可動部２０７の位置、速度が大きくなる特徴がある。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態に係る多自由度移動体２００は、動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃと、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ及び第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃとが伸縮リンク機構として構成されることにより、可動部２０７が３次元空間を移動でき、且つ、従来の多自由度移動体に比べ、トルクや駆動力を減衰させることなく、可動部２０７の移動を増速させることができる。したがって、電動機２０２として従来のモータを用いても、駆動出力をさらに高速化し、可動部２０７を高速移動することができる。その結果、高価な特殊モータを用いることなく、モータの高トルク化と高速化を両立することができ、産業用機械に要望されるサイクルタイムを向上する効率化のニーズに応えることができる。
【００９６】
なお、上記本発明の第３実施形態においては設けなかったが、可動部２０７に保持対象物を回転させるための回転部２０８を設けてもよい。図２３は、本変形例に係る多自由度移動体２００Ａの外観の一部を拡大した部分拡大図、図２４は、多自由度移動体２００Ａの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。これらの図において、前述の図１９及び図２０と同様の部分には同符号を付す。
【００９７】
本変形例の多自由度移動体２００Ａの基本構成は、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００と同様であるが、可動部２０７に付属する回転部２０８、保持部２１７、回転部２０８を駆動するための電動機２０２ｅ、減速器２２１ｅ、電動機２０２ｅに付属する検出部２１４ｅを有する点で、多自由度移動体２００と異なり、他の構成は同様である。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、上述の第３実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
【００９８】
多自由度移動体２００Ａは、可動部２０７に付属する保持部２１７にて対象物を保持し、移動先に対象物を搬送できる。このとき、可動部２０７に付属する回転部２０８は対象物の傾きを補正して移動先に整列できる。多自由度移動体２００Ａは、３次元空間を移動できるため、回転部２０８を追加することにより、対象物をＸＹＺθの自由度で搬送できる。電動機２０２ｅは、減速器２２１ｅを介して回転部２０８を回転させる。図２４に示すように、制御器２１２ｅは、多軸制御器２１３に設定した動作の指令に従い、電動機２０２ｅを駆動する。このとき制御器２１２ｅは、検出部２１４ｅで得た電動機２０２ｅの位置情報を参照し、指令通りに電動機２０２ｅが動作するように制御する。その結果、本変形例に係る多自由度移動体２００Ａは、３次元空間での移動に加え、可動部２０７に回転θの自由度を備えることができる。
【００９９】
以上説明した変形例に係る多自由度移動体２００Ａによれば、保持部２１７を回転させる回転部２０８を有することにより、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００が奏する作用・効果に加えて更に、可動部２０７に回転θの自由度を備えることができる。
【０１００】
次に、図２５、図２６を参照しつつ、本発明の第３実施形態の他の変形例に係る多自由度移動体２００Ｂについて説明する。図２５は、本変形例に係る多自由度移動体２００Ｂの外観を表す斜視図、図２６は、多自由度移動体２００Ｂの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。これらの図において、前述の図１９及び図２０と同様の部分には同符号を付す。
【０１０１】
本変形例の多自由度移動体２００Ｂは、位置補正部２３０を有する点で、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００と異なり、他の構成は同様である。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、第３実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
【０１０２】
図２５に示すように、多自由度移動体２００Ｂの可動部２０７を動作させ、その軌跡点を重要視すると、多自由度移動体２００Ｂの設置、重力、剛性、機構特性などの影響でずれが生じる場合がある。図２５（ａ）は、可動部２０７が直線移動する場合を示す。図２５（ｂ）は、直線移動する可動部２０７の軌跡点が理想状態（点線上）ではなく、ずれεを生じた場合を示す。図２５（ｃ）は、理想状態とのずれεは３次元的にεｘ，εｙ，εｚの成分であることを示す。ずれεは、一般に再現性があり同条件では同じずれεが発生するので、理想状態とのずれを３次元的にεｘ，εｙ，εｚとして、予め把握しておけば、多軸制御器２１３に設定する可動部２０７の指令を、各点のずれεｘ，εｙ，εｚを補正するように加工して電動機２０２を動作するようにすれば、可動部２０７の軌跡点は理想状態となる。
【０１０３】
図２６に示すように、位置補正部２３０に予め把握した各点のずれεｘ，εｙ，εｚを複数記憶しておき、各補正点間はそのずれを補間して近似する。ずれの補正は、各点で予め把握したずれεｘ，εｙ，εｚ無くすように元の指令を加工することで行われる。多自由度移動体２００Ｂの可動部２０７は３次元を動作できるので、補正した指令を座標変換して、各制御器２１２に与えれば、可動部２０７の軌跡点が理想状態になるように各電動機２０２が動作する。
【０１０４】
以上説明した変形例に係る多自由度移動体２００Ｂによれば、位置補正部２３０に予め把握した各点のずれεｘ，εｙ，εｚを複数記憶しておけば、多自由度移動体２００Ｂは可動部２０７の軌跡点が理想状態になるように動作できる。
【０１０５】
次に、図２７、図２８を参照しつつ、本発明の第３実施形態のさらに他の変形例に係る多自由度移動体２００Ｃについて説明する。図２７は、本変形例に係る多自由度移動体２００Ｃの外観を表す斜視図、図２８は、多自由度移動体２００Ｃの電気系統を含む全体構成を概念的に表す概念構成図である。これらの図において、前述の図１９及び図２０と同様の部分には同符号を付す。
【０１０６】
本変形例に係る多自由度移動体２００Ｃは、可動部２０７を動作させるための、電動機２０２、動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４、第２の従属アーム２０５、制御器２１２、検出部２１４、減速器２２１をそれぞれ４つ備える点で、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００と異なっており、その他の構成は同様である。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、第３実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
【０１０７】
図２７に示すように、多自由度移動体２００Ｃは、動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４、第２の従属アーム２０５をそれぞれ４つ備えている。このため、図２８に示すように、ベース部２１０に備えられた４つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄは、４つの減速器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄを介して、４つの動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄを駆動する。動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄは、単一回転ジョイント２１６によって回転１自由度を持つ。動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄは、単一回転ジョイント２１６の反対側の複数回転ジョイント２０６を介して、それぞれ第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄに接合されている。第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄはさらに、複数回転ジョイント２０６を介して、それぞれ第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄに接合されている。第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄはさらに、複数回転ジョイント２０６を介して、１つの可動部２０７に接合されている。
【０１０８】
第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄは、単一回転ジョイント２１６を介して、中継部２０６にも接合されている。中継部２０６は、第１中継部２０６Ｕと第２中継部２０６Ｄとにより一体的に構成されており、対向する第１の従属アーム２０４ｂ，２０４ｄは第１中継部２０６Ｕに接合され、対向する第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｃは第２中継部２０６Ｄに接合されている。これにより、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄは、その長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素２１８Ｃを構成している。そして、動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４及び第２の従属アーム２０５は、上記リンク機構要素２１８Ｃを１つ備え、当該リンク機構要素２１８Ｃにおけるリンク部材としての第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する、いわゆるマジックハンド状の形態である伸縮リンク機構として構成されている。
【０１０９】
電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄをそれぞれ備えている。制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄは、検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄからの出力を検出しながら電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄを駆動する。多軸制御器２１３は、可動部２０７を制御するために電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄに指令を与えている。多軸制御器２１３は、制御器２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄから検出部２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄから得た位置情報などを受け取っている。なお、４つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄから第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄまでの各アーム機構は、ベース部２１０を中心に円周方向に４分割・９０度間隔で取り付けられている。また、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄは、機械的干渉が無いように中継部９で交差している。対向する第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｃと第２中継部２０９Ｄは同じ箇所に単一回転ジョイント２１６を備え、対向する第１の従属アーム２０４ｂ，２０４ｄと第１中継部２０９Ｕは同じ箇所に単一回転ジョイント２１６を備えている。
【０１１０】
以上説明したように、本変形例に係る多自由度移動体２００Ｃは、動作アーム２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄと、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ及び第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄとを、伸縮リンク機構として構成することにより、可動部２０７を３次元に、高速に移動できる。さらに、４つの電動機２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄと４本の動作アーム２０３、第１の従属アーム２０４、第２の従属アーム２０５を備えているので、もう１自由度の動作が可能となり、可動部２０７に回転θの自由度を備えることができる。
【０１１１】
また、本変形例に係る多自由度移動体２００Ｃは、電動機２０２ａ，２０２ｃ、動作アーム２０３ａ，２０３ｃ、第１の従属アーム２０４ａ，２０４ｃ、第２の従属アーム２０５ａ，２０５ｃがそれぞれ対向し、且つ、電動機２０２ｂ，２０２ｄ、動作アーム２０３ｂ，２０３ｄ、第１の従属アーム２０４ｂ，２０４ｄ、第２の従属アーム２０５ｂ，２０５ｄがそれぞれ対向しているので、上述した第３実施形態に係る多自由度移動体２００より、組み立てが簡単になる。
【０１１２】
なお、図１９に示す第３実施形態や図２７に示す変形例では、第１の従属アーム２０４と中継部２０９とを１段で構成した（すなわちリンク機構要素２１８，２１８Ｃが単一である）が、動作アーム２０３と第２の従属アーム２０５との間に、複数段の第１の従属アーム２０４と中継部２０９とを備えた構成（すなわちリンク機構要素２１８，２１８Ｃを複数備えた構成）としても良い。
【０１１３】
また、図２３に示す変形例では、可動部２０７に減速器２２１ｅと電動機２０２ｅを備えた構成としたが、これらを離間して設け、電動機２０２ｅの動力を減速器２２１ｅに伝達する別の機構を介しても良い。
【０１１４】
また、図２５に示す変形例では、軌跡点を直線で示したが、直線の組み合わせや曲線、直線と曲線の組み合わせでも良い。また、回転自由度に関する補正値を位置補正部２３０に記憶させ、軌跡点で補正できるようにしても良い。
【０１１５】
以上、本発明の第１乃至第３実施形態について説明したが、いわゆる当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態から適宜変更が可能であり、また、上記実施形態と変形例による手法を適宜組み合わせて利用することも可能である。すなわち、このような変更等が施された技術であっても、本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
多自由度移動体は、食品・薬品・化粧品などの搬送に利用されることがあり、衛生面から水等による洗浄が行われることがある。したがって、本発明の特に第１実施形態の伝達機構は、単純なリンク部材と単一回転ジョイントで構成されているため、防水仕様部品の伝達機構という用途にも適用できる。また、第２実施形態ではアクチュエータアームによって並進方向に高速動作がすることができるので、デルタ型のパラレルメカニズムだけでなく、アクチュエータアームを６個用いてスチュワートプラットフォーム型の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 多自由度移動体
１Ａ 多自由度移動体
２ａ，２ｂ，２ｃ 電動機（第１電動機）
２ｄ 電動機（第２電動機）
３ａ，３ｂ，３ｃ 動作アーム
４ａ，４ｂ，４ｃ 従属アーム
５ 可動部
６ 複数回転ジョイント（回転ジョイント）
７ 伝達機構（伸縮リンク機構）
８ 回転部
１０ ベース部
１２ 制御器
１６ 単一回転ジョイント（回転ジョイント）
１８ リンク機構要素
２７ リンク部材
１００ 多自由度移動体
１００Ａ 多自由度移動体
１００Ｂ 多自由度移動体
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ 電動機（第１電動機）
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ 従属アーム
１０５ 可動部
１０６ 複数回転ジョイント（回転ジョイント）
１０８ 回転部
１１０ ベース部
１１２ 制御器
１１６ 単一回転ジョイント（回転ジョイント）
１１７ 保持部
１１８ リンク機構要素
１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ アクチュエータアーム（動作アーム）
１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ スライダ
１２３ スライダ駆動機構（伸縮リンク機構）
１２７ リンク部材
１４０ 回動アーム
１４１ 駆動変換部
２００ 多自由度移動体
２００Ａ 多自由度移動体
２００Ｂ 多自由度移動体
２００Ｃ 多自由度移動体
２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ 電動機（第１電動機）
２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ 動作アーム
２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０３ｄ 第１の従属アーム（リンク部材）
２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄ 第２の従属アーム
２０６ 複数回転ジョイント（回転ジョイント）
２０７ 可動部
２０８ 回転部
２１０ ベース部
２１２ 制御器
２１３ 多軸制御器
２１６ 単一回転ジョイント（回転ジョイント）
２１８ リンク機構要素
２１８Ｃ リンク機構要素
２３０ 位置補正部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの第１電動機と、前記第１電動機によって動作する少なくとも２つの動作アームと、前記動作アームの動作に従い少なくとも２つの並進方向に移動する可動部と、前記動作アームと前記可動部とに回転ジョイントを介して接合された少なくとも２つの従属アームと、前記動作アームを支持するベース部と、前記第１電動機を制御する制御器とを備えた多自由度移動体において、
少なくとも２つのリンク部材がその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素を少なくとも１つ備え、前記リンク機構要素における前記リンク部材同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する伸縮リンク機構を備えた
ことを特徴とする多自由度移動体。
【請求項２】
前記可動部に設けられ、保持対象物を回転するための回転部と、
前記ベース部に備えられた第２電動機と、
前記第２電動機の回転運動を前記回転部に伝達する伝達機構と、をさらに備え、
前記伝達機構は、前記伸縮リンク機構によって構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の多自由度移動体。
【請求項３】
３つの前記第１電動機と、
前記第１電動機によって動作する３つの前記動作アームと、
前記動作アームの動作に従い３つの並進方向に移動する前記可動部と、
前記動作アームと前記可動部とに複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された３つの前記従属アームと、を備え、
前記伝達機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の多自由度移動体。
【請求項４】
２つの前記第１電動機と、
前記第１電動機によって動作する２つの前記動作アームと、
前記動作アームの動作に従い２つの並進方向に移動する前記可動部と、
前記動作アームと前記可動部とに単一自由度の前記回転ジョイントを介して接合された２つの前記従属アームと、を備え、
前記伝達機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の多自由度移動体。
【請求項５】
前記動作アームは、前記ベース部に固定支持され、且つ、前記動作アームに沿って移動するスライダと、前記第１電動機の動作によって前記スライダを移動させるスライダ駆動機構とを備えており、
前記従属アームは、前記スライダと前記可動部とに前記回転ジョイントを介して接合されており、
前記スライダ駆動機構は、前記伸縮リンク機構によって構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の多自由度移動体。
【請求項６】
３つの前記第１電動機と、
前記第１電動機によって動作する前記スライダを備えた３つの前記動作アームと、
前記動作アームの動作に従い３つの並進方向に移動する前記可動部と、
前記動作アームの前記スライダと前記可動部とに複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された３つの前記従属アームと、を備え、
前記スライダ駆動機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の多自由度移動体。
【請求項７】
２つの前記第１電動機と、
前記第１電動機によって動作する前記スライダを備えた２つの前記動作アームと、
前記動作アームの動作に従い２つの並進方向に移動する前記可動部と、
前記動作アームの前記スライダと前記可動部とに単一自由度の前記回転ジョイントを介して接合された２つの前記従属アームと、を備え、
前記スライダ駆動機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の多自由度移動体。
【請求項８】
一端が前記ベース部と単一自由度の前記回転ジョイントによって接合され、他端が前記従属アームと接合された回動アームと、
前記スライダを備え、前記回動アームと前記動作アームとを２つの並進自由度と１つの回転自由度を有するように接合する駆動変換部と、をさらに備え、
前記動作アームの前記スライダの動作によって、前記回動アームが動作される
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の多自由度移動体。
【請求項９】
前記可動部が、保持対象物を回転できる回転部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の多自由度移動体。
【請求項１０】
前記従属アームは、前記動作アームと複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された第１の従属アームと、前記第１の従属アームと前記可動部とに前記複数自由度の回転ジョイントを介して接合された第２の従属アームとを備えており、
前記動作アーム、前記第１の従属アーム及び前記第２の従属アームは、前記伸縮リンク機構を構成する
ことを特徴とする請求項１記載の多自由度移動体。
【請求項１１】
前記第１電動機と、前記動作アームと、前記第１の従属アームと、前記第２の従属アームとを、少なくとも３組備え、
少なくとも３つの前記第１の従属アームがその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されて１つの前記リンク機構要素を構成し、前記第１電動機によって前記動作アームが動作することにより少なくとも３つの前記第１の従属アーム同士が開閉動作し、前記動作アーム、前記第１の従属アーム及び前記第２の従属アームからなる前記伸縮リンク機構が伸縮する
ことを特徴とする請求項１０記載の多自由度移動体。
【請求項１２】
前記可動部が、保持対象物を回転できる回転部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１１に記載の多自由度移動体。
【請求項１３】
前記第１電動機による動作量を検出する検出部の出力を用いて前記第１電動機の動作量をフィードバック制御する前記制御器と、
複数の前記制御器を制御する多軸制御器と、
前記可動部の位置補正量を記憶し、当該位置補正量を前記多軸制御器に与える位置補正部と、を備えた
ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の多自由度移動体。
【請求項１】
少なくとも２つの第１電動機と、前記第１電動機によって動作する少なくとも２つの動作アームと、前記動作アームの動作に従い少なくとも２つの並進方向に移動する可動部と、前記動作アームと前記可動部とに回転ジョイントを介して接合された少なくとも２つの従属アームと、前記動作アームを支持するベース部と、前記第１電動機を制御する制御器とを備えた多自由度移動体において、
少なくとも２つのリンク部材がその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されたリンク機構要素を少なくとも１つ備え、前記リンク機構要素における前記リンク部材同士の開閉動作によりリンク機構の全長が伸縮する伸縮リンク機構を備えた
ことを特徴とする多自由度移動体。
【請求項２】
前記可動部に設けられ、保持対象物を回転するための回転部と、
前記ベース部に備えられた第２電動機と、
前記第２電動機の回転運動を前記回転部に伝達する伝達機構と、をさらに備え、
前記伝達機構は、前記伸縮リンク機構によって構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の多自由度移動体。
【請求項３】
３つの前記第１電動機と、
前記第１電動機によって動作する３つの前記動作アームと、
前記動作アームの動作に従い３つの並進方向に移動する前記可動部と、
前記動作アームと前記可動部とに複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された３つの前記従属アームと、を備え、
前記伝達機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の多自由度移動体。
【請求項４】
２つの前記第１電動機と、
前記第１電動機によって動作する２つの前記動作アームと、
前記動作アームの動作に従い２つの並進方向に移動する前記可動部と、
前記動作アームと前記可動部とに単一自由度の前記回転ジョイントを介して接合された２つの前記従属アームと、を備え、
前記伝達機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の多自由度移動体。
【請求項５】
前記動作アームは、前記ベース部に固定支持され、且つ、前記動作アームに沿って移動するスライダと、前記第１電動機の動作によって前記スライダを移動させるスライダ駆動機構とを備えており、
前記従属アームは、前記スライダと前記可動部とに前記回転ジョイントを介して接合されており、
前記スライダ駆動機構は、前記伸縮リンク機構によって構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の多自由度移動体。
【請求項６】
３つの前記第１電動機と、
前記第１電動機によって動作する前記スライダを備えた３つの前記動作アームと、
前記動作アームの動作に従い３つの並進方向に移動する前記可動部と、
前記動作アームの前記スライダと前記可動部とに複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された３つの前記従属アームと、を備え、
前記スライダ駆動機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の多自由度移動体。
【請求項７】
２つの前記第１電動機と、
前記第１電動機によって動作する前記スライダを備えた２つの前記動作アームと、
前記動作アームの動作に従い２つの並進方向に移動する前記可動部と、
前記動作アームの前記スライダと前記可動部とに単一自由度の前記回転ジョイントを介して接合された２つの前記従属アームと、を備え、
前記スライダ駆動機構は、複数の前記リンク機構要素が組み合わされた前記伸縮リンク機構により構成されている
ことを特徴とする請求項５記載の多自由度移動体。
【請求項８】
一端が前記ベース部と単一自由度の前記回転ジョイントによって接合され、他端が前記従属アームと接合された回動アームと、
前記スライダを備え、前記回動アームと前記動作アームとを２つの並進自由度と１つの回転自由度を有するように接合する駆動変換部と、をさらに備え、
前記動作アームの前記スライダの動作によって、前記回動アームが動作される
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の多自由度移動体。
【請求項９】
前記可動部が、保持対象物を回転できる回転部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の多自由度移動体。
【請求項１０】
前記従属アームは、前記動作アームと複数自由度の前記回転ジョイントを介して接合された第１の従属アームと、前記第１の従属アームと前記可動部とに前記複数自由度の回転ジョイントを介して接合された第２の従属アームとを備えており、
前記動作アーム、前記第１の従属アーム及び前記第２の従属アームは、前記伸縮リンク機構を構成する
ことを特徴とする請求項１記載の多自由度移動体。
【請求項１１】
前記第１電動機と、前記動作アームと、前記第１の従属アームと、前記第２の従属アームとを、少なくとも３組備え、
少なくとも３つの前記第１の従属アームがその長手方向中間位置において相互に回転可能に接合されて１つの前記リンク機構要素を構成し、前記第１電動機によって前記動作アームが動作することにより少なくとも３つの前記第１の従属アーム同士が開閉動作し、前記動作アーム、前記第１の従属アーム及び前記第２の従属アームからなる前記伸縮リンク機構が伸縮する
ことを特徴とする請求項１０記載の多自由度移動体。
【請求項１２】
前記可動部が、保持対象物を回転できる回転部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１１に記載の多自由度移動体。
【請求項１３】
前記第１電動機による動作量を検出する検出部の出力を用いて前記第１電動機の動作量をフィードバック制御する前記制御器と、
複数の前記制御器を制御する多軸制御器と、
前記可動部の位置補正量を記憶し、当該位置補正量を前記多軸制御器に与える位置補正部と、を備えた
ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の多自由度移動体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１２−２４８５９（Ｐ２０１２−２４８５９Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６２６９４（Ｐ２０１０−１６２６９４）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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