CN109311174A - 作业装置和双臂型作业装置 - Google Patents

Abstract

作业装置(1)包括作业装置主体(1A)和接触防止机构(130)。作业装置主体(1A)包括3自由度的直线移动单元(3)与3自由度的旋转单元(4)。在旋转单元(4)的输出部上，装载末端执行器(5)。接触防止机构(130)将设置作业装置主体(1A)的作业区域(R1)和作业区域(R1)的外侧的非作业区域(R2)分离。接触防止机构(130)包括可侵入部(136)和侵入检测传感器(137)，在该可侵入部中，物体可侵入作业区域(R1)，该侵入检测传感器(137)检测物体从可侵入部(136)侵入作业区域(R1)的情况。

Description

作业装置和双臂型作业装置

相关申请

本申请要求申请日为2016年6月15日，申请号为JP特愿2016－118617的申请的优先权，通过参照，将其整体作为构成本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及医疗设备、产业设备等的必须要求高速、高精度的作业的设备，必须要求组装这样的精细的作业的设备，与人共存的机器人等所采用的作业装置和双臂型作业装置。

背景技术

在专利文献1、2中，提出有6自由度的多关节机器人型的作业装置。专利文献1涉及单臂型的结构，专利文献2涉及双臂型的结构。这些作业装置通过将6个旋转为1个自由度的机构组合，整体上构成6自由度的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2005－329521号公报

专利文献2：JP第4528312号发明专利公报

发明内容

发明要解决的课题

由于专利文献1的作业装置全部由旋转为1个自由度的机构组合而构成，故具有下述的课题1～6。

(课题1)在稍稍变更装载于前端上的末端执行器的姿势的场合，进行直线移动的场合，必须要求以协调方式驱动多个电动机，无法高速地进行精细的作业。

(课题2)由于即使在仅仅稍稍地变更末端执行器的姿势的情况下，不仅腕关节(接近末端执行器的关节)，而且臂(离开末端执行器的部位)的移动量仍大。由此，作业装置的一部分容易与周围的物体接触。为了完全地避免接触，必须要求设置大的围罩，专有面积宽大。

(课题3)具有在相对末端执行器的1个姿势，具有多个解的情况，在进行教导时，即使在使各轴运动的情况下，仍难以对前端在哪个方向运动的情况进行成像。由此，为了进行操作，必须要求知识和经验。

(课题4)由于可活动范围宽大，故必须要求假设与物体的接触，充分落实接触防止功能，设备整体的价格高。

(课题5)为了避免与物体的接触，必须要求降低动作速度而进行作业，或必须即使在于动作范围内的情况下，仍抑制在能力以下的程度而进行作业。由此，无法充分地发挥能力。

(课题6)即使在充分落实接触防止功能的情况下，作业人员相对与作业装置接触的情况，仍具有阻力，人与作业装置难以共存。

由于专利文献2的作业装置也全部由旋转为1个自由度的机构的组合体构成，故具有与专利文献1的作业装置相同的课题。此外，在作为双臂型的专利文献2的作业装置中，具有下述的课题7、8。

(课题7)由于各臂的可活动范围宽大，故臂之间产生妨碍的区域也宽大。为了按照臂之间不接触的方式进行动作，必须要求知识和经验。

(课题8)由于具有2个可活动范围宽大的臂，故在设置围罩的场合，专有面积更宽大。

本发明的目的在于提供一种作业装置，其中，进行精细的作业时的作业装置主体的动作量小，并且可防止物体与作业装置主体接触的情况，可自动地进行接近人所进行的手动作业的作业。

本发明的另一目的在于提供一种双臂型作业装置，其中，进行精细的作业时的作业装置主体的动作量小，并且可防止物体与作业装置主体接触的情况，可进行人采用双手而进行这样的作业。

用于解决课题的技术方案

本发明的作业装置为6自由度的作业装置，其采用采用末端执行器而进行作业，该作业装置包括：作业装置主体与接触防止机构，该接触防止机构防止物体不需要地与该作业装置主体接触。该作业装置主体包括：3自由度的直线移动单元，该直线移动单元由3个直线移动促动器组合而成；3自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个自由度以上的旋转自由度的多个旋转机构组合而成。上述直线移动单元以基部固定于上述作业装置的支架上的方式设置，上述旋转单元以基部固定于上述直线移动单元的输出部上的方式设置，并且在上述旋转单元的输出部上，装载上述末端执行器。上述接触防止机构将作业区域和非作业区域分离，该作业区域为设置上述作业装置主体的空间，该非作业区域为该作业区域的外侧的空间。上述接触防止机构包括可侵入部和侵入检测传感器，在该可侵入部中，物体可从上述非作业区域侵入上述作业区域，该侵入检测传感器检测物体从该可侵入部侵入该作业区域的情况。

按照该方案的作业装置主体，在通过末端执行器而进行作业时，主要通过3自由度的直线移动单元确定末端执行器的位置，并且通过3自由度的旋转单元确定末端执行器的姿势。直线移动单元的各直线移动促动器和旋转单元的各旋转机构分别与通过正交坐标体系而表示的末端执行器的位置，与通过极坐标体系而表示的末端执行器的姿势相对应。由此，容易对各直线移动促动器和各旋转机构相对末端执行器的位置、姿势的动作进行成像处理，姿势教导作业等的动作图形的设定容易。另外，相对末端执行器的位置、姿势，各直线移动促动器的动作位置和各旋转机构的动作角度专门地确定。即，没有特殊的方面。由于这些情况，即使在没有熟练的知识和经验的情况下，仍可进行作业装置的操作。

此外，获得下述的作用和效果(效果1～4)。

(效果1)在进行组装作业这样的精细的作业的场合，可主要仅仅使旋转单元运动来进行作业。由此，由于直线移动单元的动作量小，故可减小作业装置主体整体的操作量。另外，可使必须要求设置围罩等的面积变窄。

(效果2)由于在大大地影响可活动范围的部分，采用直线移动促动器，故可对应于作业内容和周围的环境，采用机械止动器和限位传感器，容易限制动作范围。

(效果3)由于分别设置直线移动单元和旋转单元，故在变更作业装置主体的样式的场合，可仅仅变更任意的单元。由此，可谋求样式不同的作业装置主体之间的部件的共同化。

(效果4)由于通过直线移动促动器确定末端执行器的位置，故可高速并且正确地进行末端执行器的直线动作。

另外，接触防止机构像下述那样而产生作用(效果5～6)。

(效果5)在接触防止机构中设置可侵入部，物体无法从该可侵入部以外而侵入作业区域中。由此，限制物体和作业装置主体可接触的范围。

(效果6)由于设置侵入检测传感器，故可确实地检测物体侵入作业区域的情况。在侵入检测传感器检测到侵入的场合，可停止作业装置主体的动作，或减小作业装置主体的动作速度。由此，在没有侵入检测传感器的侵入的检测，物体没有接近作业装置主体的状态，可高速地使作业装置主体动作，生产性提高。

可在本发明的作业装置中，上述接触防止机构包括多个面部件，上述多个面部件为包围上述作业装置主体的外罩，上述多个面部件中的各自面部件与上述3个直线移动促动器中的3个可运动方向中的2个可运动方向平行。如果接触防止机构为上述形状的外罩，则可使外罩的内部空间的体积和作业装置主体的可活动部运动的区域的体积基本相等。由此，即使在包括接触防止机构的情况下，仍可实现作业装置的紧凑的结构。由于物体与作业装置主体不在可侵入部而侵入之外，进行接触，故作业人员即使在作业装置的附近，仍可放心地进行作业。

还可在本发明的作业装置中，在上述可侵入部中，与该可侵入部所在的平面平行的2个直线移动促动器的可运动方向的长度分别小于上述2个直线移动促动器的可运动范围。如果形成该结构，由于物体无法进入外罩和作业装置主体之间，故可确实地防止作业装置主体和物体的接触。

也可在本发明的作业装置中，在上述旋转单元中，上述多个旋转机构中的至少1个为2自由度的连杆促动装置。在该连杆促动装置中，前端侧的连杆枢毂经由3组以上的连杆机构，以姿势可变更的方式相对基端侧的连杆枢毂而连接。上述各连杆机构包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件，该基端侧和前端侧的端部连杆部件的一端分别以可旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂上；中间连杆部件，该中间连杆部件的两端分别以可旋转的方式连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端上。可形成下述结构，其中，在上述3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构上，设置姿势控制用促动器，该姿势控制用促动器任意地变更前端侧的连杆枢毂相对于上述基端侧的连杆枢毂的姿势。

在连杆促动装置中，通过基端侧端的连杆枢毂、前端侧的连杆枢毂以及3组以上的连杆机构，构成相对基端侧端的连杆枢毂，前端侧的连杆枢毂围绕正交的2个轴而自由旋转的2自由度机构。该2自由度机构在紧凑的同时，扩大前端侧的连杆枢毂的可活动范围。比如，基端侧端的连杆枢毂的中心轴与前端侧的连杆枢毂的中心轴的折角的最大值约为±90°，可将前端侧的连杆枢毂相对基端侧端的连杆枢毂的回旋角设定在0°～360°的范围内。另外，在折角90°、回旋角360°的促动范围，不具有特别方面的顺利的动作是可能的。

可像上述那样，通过将可活动范围宽大的、可进行顺利的动作的连杆促动装置用于旋转单元，进行高速而精细的作业。另外，由于连杆促动装置在为紧凑的结构的同时，可活动范围宽大，故作业装置整体为紧凑的结构。

可在于旋转单元中包括连杆促动装置的场合，上述姿势控制用促动器各自具有转矩检测机构，设置接触检测机构，该接触检测机构根据该转矩检测机构的检测信号，检测物体接触上述旋转单元的情况。连杆促动装置为在其可活动范围内没有特殊方面，在全部方向顺利地动作的结构。由此，即使在相对前端侧的连杆枢毂，异物从各个方向而接触的情况下，仍确实地将转矩传递给姿势控制用促动器。由此，转矩检测机构可检测各个方向的转矩，接触检测机构可正确地检测物体接触的情况。通过像这样，将设置于姿势控制用促动器上的转矩检测机构用于接触的检测，不必要求设置单独的接触检测用的传感器。其结果是，实现作业装置主体的紧凑化和成本的降低。

可在于旋转单元中包括连杆促动装置的场合，在上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂之间的内部空间内，设置防止物体侵入的侵入防止外罩。通过设置侵入防止外罩，可防止物体错误地进入上述内部空间的情况。

可在本发明的作业装置中，在上述旋转单元中，设置减轻与物体接触时的冲击的缓冲件。按照该方案，可仅仅从接触防止机构的可侵入部侵入到作业区域。于是，具有与物体接触的可能性的作业装置主体的部分仅仅基本限定于旋转单元。由此，如果仅仅在旋转单元上设置缓冲件，则可保护物体。由此，接触防止用设备的设置为最小限度，装置整体的价格低。

可在本发明中，对于上述直线移动单元中的上述各直线移动促动器，由相应的进退部分形成的台按照相对于通过上述末端执行器而进行作业的作业空间，朝向外侧的方式设置。通过各直线移动促动器的台按照相对于作业空间，朝向外侧的方式设置，不仅扩大作业空间，而且物体侵入到作业空间内的场合的接触的可能性小。

可在本发明中，设置控制装置，该控制装置按照如果上述侵入检测传感器检测到物体侵入上述作业区域，则降低上述作业装置主体的动作速度，或停止该上述作业装置主体的动作的方式进行控制。按照该方案，按照侵入检测传感器的检测结果，通过控制装置控制作业装置主体的动作。由此，作业人员放心地进行相对作业区域的工件的送出、送入作业和作业装置主体的辅助作业。

可在本发明中，在上述接触防止机构中，设置1个以上的工件送出送入部，该工件送出送入部用于在上述作业区域和上述非作业区域之间送出、送入工件，并且设置工件送出送入部用的侵入检测传感器，该工件送出送入部用的侵入检测传感器检测物体从该工件送出送入部侵入上述作业区域的情况。如果在接触防止机构中设置工件送出送入部，则可在将工件相对作业区域而送出送入的装置，比如，输送装置的线上设置作业装置主体。由于作业装置主体的辅助作业是将手从可侵入部伸入而进行的，故通常，物体不从工件送出送入部侵入作业区域。于是，通过设置工件送出送入部用的侵入检测传感器，可检测物体从工件送出送入部侵入作业区域中的异常情况。由此，可进行快速的应对。

本发明的双臂型作业装置包括：

6自由度的作业装置主体，该作业装置主体按照从几何学上相互对称的方式2个并列地设置，各自的作业装置主体采用末端执行器进行作业；接触防止机构，该接触防止机构防止物体不需要地接触该2个作业装置主体。上述作业装置主体包括3自由度的直线移动单元，该直线移动单元由3个直线移动促动器组合而成；3自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个自由度以上的旋转自由度的多个旋转机构组合而成。上述直线移动单元以基部固定于上述作业装置的支架上的方式设置，上述旋转单元以基部固定于上述直线移动单元的输出部上的方式设置，并且在上述旋转单元的输出部上装载上述末端执行器。上述接触防止机构将作业区域和非作业区域分离，该作业区域为设置上述作业装置主体的空间，该非作业区域为该作业区域的外侧的空间。上述接触防止机构包括可侵入部和侵入检测传感器，在该可侵入部中，物体可从上述非作业区域侵入上述作业区域，该侵入检测传感器检测物体从该可侵入部侵入该作业区域的情况。

该结构的双臂型作业装置的2个作业装置主体也实现与上述本发明的作业装置的作业装置主体相同的效果。在双臂型作业装置中，通过将2个作业装置主体并列，可进行人采用双手而进行那样的作业。由此，可进行代替人的作业，特别是部件的组装这样的作业。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的2个以上的任意的组合也包含在本发明中。

附图说明

根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于限制本发明的范围。本发明的范围由后附的权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相应部分。

图1为通过剖面而表示本发明的第1实施方式的作业装置的一部分的主视图；

图2A为该作业装置的作业装置主体的直线移动单元的主视图；

图2B为该作业装置的作业装置主体的直线移动单元的俯视图；

图3A为该作业装置主体的旋转单元的主视图；

图3B为该作业装置主体的旋转单元的俯视图；

图4为表示在由该作业装置的外罩形成的接触防止机构的外观立体图上附加控制系统的方框图的图；

图5为该控制系统的控制装置的控制的一个例子的流程图；

图6为表示该控制系统的控制装置的控制的另一例子的流程图；

图7为表示在由另一外罩形成的接触防止机构的外观立体图上附加控制系统的方框图的图；

图8为该控制系统的控制装置的控制的一个例子的流程图；

图9为表示在另一接触防止机构的外观立体图上附加控制系统的方框图的图；

图10为通过剖面而表示本发明的第2实施方式的作业装置的一部分的主视图；

图11为通过剖面而表示该作业装置的作业装置主体的旋转单元的一部分的立体图；

图12为该旋转单元的连杆促动装置的平行连杆机构的立体图；

图13为该平行连杆机构的不同状态的立体图；

图14为沿图11中的XIV—XIV线的剖视图；

图15为通过直线而表示该连杆促动装置的1个连杆机构的图；

图16为表示该作业装置的控制器的结构的方框图；

图17为通过剖面而表示本发明的第3实施方式的作业装置的作业装置主体的旋转单元的一部分的主视图；

图18为通过剖面而表示本发明的第4实施方式的作业装置的一部分的主视图；

图19为表示该作业装置的作业装置主体的旋转单元的主要部分的主视图；

图20为沿图19中的XX—XX线的剖视图；

图21为表示本发明的第5实施方式的作业装置的作业装置主体的旋转单元的主要部分的主视图；

图22为通过剖面而表示本发明的第6实施方式的双臂型作业装置的一部分的主视图；

图23为该双臂型作业装置的作业装置主体的立体图；

图24A为该作业装置主体的直线移动单元的俯视图；

图24B为该作业装置主体的直线移动单元的另一形式的俯视图；

图25为由该双臂型作业装置的外罩形成的接触防止机构的外观立体图；

图26为由另一外罩形成的接触防止机构的外观立体图。

具体实施方式

参照根据附图，对本发明的实施方式进行描述。

图1～图5表示本发明的第1实施方式的作业装置。如图1的表示外观结构的那样，该作业装置1包括作业装置主体1A与包围该作业装置主体1A的外罩30。外罩30为防止物体不需要地与作业装置主体1A接触的情况的接触防止机构。

作业装置主体1A包括：支架2；以基部固定于该支架2上的方式设置的直线移动单元3；以基部固定于该直线移动单元3的输出部上的方式设置的旋转单元4；末端执行器5，该末端执行器5装载于该旋转单元4的输出部上。末端执行器5对装载于工件装载台6上的工件7进行作业。末端执行器5既可与工件7接触，对其进行作业，也可以非接触的方式对其进行作业。末端执行器5对工件7的作业可在作业空间S的范围内。

直线移动单元3为由3个直线促动器组合成的3自由度的结构。旋转单元4为由具有1个自由度以上的旋转自由度的多个旋转机构组合成的3自由度的结构。在本实施方式中，将3个1个自由度的旋转机构组合，构成旋转单元4。于是，该作业装置1在整体上为6自由度的结构。

图2A、图2B分别为直线移动单元3的主视图和俯视图。直线移动单元3包括第1直线移动促动器11、第2直线移动促动器12与第3直线移动促动器13。第1直线移动促动器11设置于支架2的水平部2a上，台11a于左右方向(X轴方向)进退(有效行程sX)。第2直线移动促动器12设置于第1直线移动促动器11的台11a上，台12a于前后方向(Y轴方向)进退(有效行程sY)。

第3直线移动促动器13设置于第2直线移动促动器12的台12a上，台13a于上下方向(Z轴方向)进退(有效行程sZ)。各直线移动促动器11、12、13分别为以电动机11b、12b、13b为驱动源的电动促动器。各直线移动促动器11、12、13按照相应的台11a、12a、13a相对作业空间S(图1)而朝向外侧的方式设置。另外，固定于支架2上的直线移动单元3的基部构成第1直线移动单元11中的不进行进退动作的部分。另外，固定有旋转单元4的基部的直线移动单元3的输出部构成第3直线移动单元13的台13a。

图3A、图3B分别为旋转单元4的主视图和俯视图。旋转单元4包括：旋转单元安装部件20，该旋转单元安装部件20固定于直线移动单元3(图1)的输出部上；第1旋转机构21，该第1旋转机构21安装于该旋转单元安装部件20上；第2旋转机构22，该第2旋转机构22安装于第1旋转机构21的旋转部分21a上；第3旋转机构23，该第3旋转机构23安装于该第2旋转机构22的旋转部分22a上。第1～第3旋转机构21、22、23的各自的旋转轴心21b、22b、23b相互正交。这些旋转机构21、22、23的旋转驱动源为比如电动机21c、22c、23c。另外，固定于直线移动单元3的输出部上的旋转单元4的基部为旋转单元安装部件20。另外，安装有末端执行器5的旋转单元4的输出部构成第3旋转机构23的旋转部分23a。

如图2A所示那样，在作为直线移动单元3的输出部的直线促动器13的台13a上，开设有用于固定旋转单元安装部件20的螺纹孔14、15和定位孔16。螺纹孔14仅仅按照1个而开设于固定旋转单元安装部件20的部位的中心部。螺纹孔15按照多个而开设于以螺纹孔14为中心的圆周上。定位孔16按照与第2螺纹孔15相同的数量而开设于以螺纹孔14为中心的圆周上，该圆周的半径小于开设有螺纹孔15的半径。在旋转单元安装部件20上，开设有3个螺栓插孔(在图中没有示出)与2个定位用突起(在图中没有示出)，该3个螺栓插孔在与螺纹孔14和螺纹孔15相对应的直线上并列，该2个定位用突起与定位孔16相对应。

对在作为第3直线移动单元13的输出部的台13a上固定旋转单元安装部件20的工序进行说明。首先，将旋转单元安装部件20的2个定位用突起与台13a的2个定位孔16卡合。由此，确定旋转单元安装部件20相对于台3a的正视的角度。

在该状态，如图1所示那样，将安装螺栓24穿过旋转单元安装部件20的3个螺栓插孔的相应孔，将其与台13a的中间部的螺纹孔14和2个螺纹孔15螺合。由此，将旋转单元安装部件20固定于台13a上。通过变更卡合旋转单元安装部件20的定位用突起的台13a的定位孔16，旋转单元4的基部相对于直线移动单元3的输出部的安装角度是可变更的。

对该作业装置主体1A的作用进行说明。

按照该方案，主要通过3自由度的直线移动单元3确定末端执行器5的位置，并且通过3自由度的旋转单元4确定末端执行器5的姿势。直线移动单元3的各直线移动促动器11、12、13与通过直角坐标系统而表示的末端执行器5的位置相对应。另外，旋转单元4的各旋转机构21、22、23与通过极坐标体系而表示的末端执行器5的姿势相对应。于是，容易对各直线移动促动器11、12、13相对于末端执行器5的位置的动作、各旋转机构21、22、23相对于末端执行器5的姿势的动作进行成像处理。于是，姿势教导作业等的动作方式(pattern)的设定容易。

另外，相对于末端执行器5的位置、姿势，专门地确定各直线移动促动器11、12、13的动作位置和各旋转机构21、22、23的动作角度。即，不具有特别的方面。由于这些原因，即使在没有熟练的知识和经验的情况下，仍可进行作业装置主体1A的操作。

在通过末端执行器5对工件7进行组装作业这样的精细的作业的场合，可主要仅仅使旋转单元4运动而进行作业。另外，直线移动单元3的动作量小，可使设备主体1A的整体的可活动范围减小。另外，可使外罩130的设置面积变窄。

由于通过直线移动促动器11、12、13确定末端执行器5的位置，故可高速并且正确地进行末端执行器5的直线动作。另外，由于在大大影响可活动范围的部分，采用直线移动促动器11、12、13，故可对应于作业内容和周围的环境，采用机械止动件和限位传感器，容易限制动作范围。

由于直线移动单元3的各3直线移动促动器11、12、13按照由其进退部分构成的台11a、12a、13a相对作业空间S而朝向外侧的方式设置。由此，可扩大作业空间S。另外，在物体侵入作业空间S的内部的场合，可减小物体与作业装置主体1A接触的可能性。

由于分别设置直线移动单元3和旋转单元4，故在变更作业装置主体1A的样式的场合，可仅仅变更任意的单元。比如，可将旋转单元4，从图3A、图3B所示的方式变更为后述的图11所示的方式、图17所示的方式、图19所示的方式等。由此，可谋求样式不同的作业装置主体1A之间的部件的通用化。

另外，相对于作为直线移动单元3的输出部的第3直线移动促动器13的台3a，作为旋转单元4的基部的旋转单元安装部件20通过安装螺栓24以可变更安装角度的方式安装。由此，可对应于作业内容和周围的环境，容易变更装置结构。

如以上描述的那样，在该作业装置主体1A中，进行精细的作业时的设备主体1A的整体的动作量小。由此，可容易避免与物体的接触。于是，可自动地进行接近人所进行的手工作业的作业。另外，由于可缩短步骤/制品切换的时间、调整时间，可进行高速动作，故可提高生产性。

如图4所示那样，外罩130由4个立面件(面部件)131、132、133、134与1个顶面件(面部件)135构成。即，外罩130为底面开放的长方体的形状。这些面部件131～135按照邻接的2个面部件相互正交的方式设置。通过借助外罩130，包围作业装置主体1A，图1所示的作业区域R1与非作业区域R2(图1)分离开。作业区域R1为设置作业装置主体1A的空间，非作业区域R2为作业区域R1的外侧的空间。

在图4的外罩130中，4个立面件131、132、133、134与1个顶面件135中的相应面部件按照与3个直线移动促动器11、12、13(图1)的可活动方向中的2个可活动方向平行的方式设置。具体来说，立面件131、133与第1直线移动促动器11和第3直线移动促动器13的可活动方向(X轴方向，Z轴方向)平行。另外，立面件132、134与第2直线移动促动器12和第3直线移动促动器13的可活动方向(Y轴方向，Z轴方向)平行。此外，顶面件135与第1直线移动促动器11和第2直线移动促动器12的可活动方向(X轴方向，Y轴方向)平行。

在朝向侧面的立面件132的下部，设置可侵入部136，该可侵入部136可使物体或作业人员P的手从非作业区域R2侵入到作业区域R1中。该可侵入部136为长方形的开口。可侵入部136的高度尺寸H小于第3直线移动促动器13的可活动范围(有效行程sZ(图2))。另外，可侵入部136的宽度尺寸W小于第2直线移动促动器12的可活动范围(有效行程sY(图2))。

在外罩130上，设置侵入检测传感器137。侵入检测传感器137检测物体从可侵入部136侵入作业区域R1中的情况。侵入检测传感器137为比如光学式传感器，其中，发光部137和感光部137b并列地设置于可侵入部136的顶端和底端。侵入检测传感器137与控制装置138连接。控制装置138为比如计算机的数值控制式。控制装置138在侵入检测传感器137检测到侵入时，限制直线移动单元3的电动机11b、12b、13b与旋转单元4的电动机21c、22c、23c的驱动。

图5为表示控制装置138的控制的一个例子的流程图。在初始状态，动作指令为OFF，动作完毕为ON。动作指令和动作完毕的信号通过作业人员的开关操作等而输出。如果从初始状态，动作指令变为ON(动作完毕为OFF)，则作业装置主体1A开始动作(步骤1)。

在作业装置主体1A的动作中，判断动作完毕是否为ON(步骤2)。在为ON的场合，停止作业装置主体1A的动作，结束作业。在不是ON的场合，继续作业装置主体1A的动作。

另外，在作业装置主体1A的动作中，判断侵入检测传感器137是否为ON(步骤3)，在ON的场合，停止作业装置主体1A的动作(步骤4)。在不为ON的场合，继续作业装置主体1A的通常动作(步骤5)。通常动作为按照指令已指令的动作的速度而进行的动作。即使在侵入检测传感器137为ON，停止作业装置主体1A的动作的情况下，如果侵入检测传感器137不是ON，则仍再次开始作业装置主体1A的动作(步骤5)。

即，按照图5的控制，在物体从可侵入部136侵入作业区域R1(图1)的场合，停止作业装置主体1A的动作循环。通过像这样进行控制，在进行工件7相对作业区域R1的送出、送入作业和作业装置主体1A的辅助作业的场合，将作业装置主体1A维持在停止状态。由此，放心地进行这样的作业。另外，在作业装置主体1A的动作中，即使在物体从可侵入部136侵入作业区域R1的情况下，侵入检测传感器137为ON(步骤3)，作业装置主体1A自动地停止(步骤4)。由此，可防止物体与作业装置主体1A的接触。然后，如果从作业区域R1中取出物体，则侵入检测传感器137为OFF(步骤3)，再次开始作业装置主体1A的动作(步骤5)。

图6为表示控制装置138的控制的另一例子的流程图。该控制在侵入检测传感器137为ON的场合(步骤3)，不像图5那样停止作业装置主体1A的动作，而是减小作业装置主体1A的动作速度(步骤4)。在减小作业装置主体1A的动作速度之后，如果侵入检测传感器137不为ON，则使作业装置主体1A恢复通常动作(步骤5)。其中，在减速动作中，如果动作完毕信号为ON(在步骤2，为“是”)，则停止作业装置主体1A的动作，结束作业。其它的控制与图5相同。

即，按照图6的控制，如果物体从可侵入部136侵入作业区域R1(图1)，则减小作业装置主体1A的动作速度。通过像这样进行控制，则与图5的控制相同，放心地进行工件7相对作业区域R1的送出、送入作业和作业装置主体1A的辅助作业。

在图4的外罩130中，4个立面件131、132、133、134与1个顶面件135中的相应面部件与3个直线移动促动器11、12、13的可活动方向中的2个可活动方向平行。由此，可使外罩130的内部空间体积和作业装置主体1A的可活动部运动的区域的体积基本相等。于是，即使在包括外罩130的情况下，仍可实现作业装置1的整体紧凑的结构。另外，由于在可侵入部136以外，物体与作业装置主体1A没有接触，故即使在作业人员位于作业装置的附近，仍可放心地进行作业。

在本实施方式中，3个直线移动促动器11、12、13的可活动方向相互正交，外罩130包括以邻接的2个面部件相互正交的方式设置的4个立面件131～134与1个顶面件135。但是，3个直线移动促动器11、12、13和外罩130的结构不限于此。即，3个直线移动促动器11、12、13的可活动方向也可相互不正交。在此场合，4个立面件131～134与1个顶面件135的相应面部件与3个直线移动促动器11～13的可活动方向中的2个可活动方向平行，可按照包围作业装置主体1A的方式设置。即使在为这样的结构的情况下，仍可使外罩130的内部空间体积和作业装置主体1A的可活动部运动的区域的体积基本相等。于是，可实现作业装置1的整体紧凑的结构。

另外，按照可侵入部136的高度尺寸H小于第3直线移动促动器13的可活动范围(有效行程sZ)，并且其宽度尺寸W小于第2直线移动促动器12的可活动范围(有效行程sY)的方式设置。由此，在外罩130和作业装置主体1A之间没有侵入物体。

图7表示由外罩形成的接触防止机构的另一例子。在该外罩130中，独立于可侵入部136，而设置2个工件送出送入部141、142。2个工件送出送入部141、142分别设置于与设置可侵入部136的立面件132相正交的、相互面对的立面件131、133的下部。工件送出送入部141、142按照左右方向(X轴方向)和上下方向(Z轴方向)的位置对齐的方式设置。

如果设置工件送出送入部141、142，则可按照贯穿工件送出送入部141、142的方式设置相对外罩130内的作业区域R1(图1)而送出、送入工件的装置(比如，输送装置)。可在该输送装置的线上，设置作业装置主体1A(图1)。

最好，在工件送出送入部141，142上，设置工件送出送入部用的侵入检测传感器143、144，该工件送出送入部用的侵入检测传感器143、144检测物体从工件送出送入部141、142侵入到作业区域R1的情况。该工件送出送入部用的侵入检测传感器143、144为比如具有发光部143a、144a与感光部143b、144b的光学式传感器。工件送出送入部用的侵入检测传感器143、144均与可侵入部用的侵入检测传感器137相同，与控制装置138连接。

图8为表示控制装置138的控制的一个例子的流程图。在该控制中，在图6所示的步骤2和步骤3之间，追加判断工件送出送入部用的侵入检测传感器143、144是否为ON的过程(步骤3)。在该步骤3，在工件送出送入部用的侵入检测传感器143、144中的至少一者为ON的场合，动作完毕为ON(步骤4)，结束作业。在工件送出送入部用的侵入检测传感器143、144均为OFF的场合，判断可侵入部用的侵入检测传感器137是否为ON(步骤5)。与图6的控制相同，在侵入检测传感器137为ON的场合，减小作业装置主体1A的动作速度(步骤6)。在侵入检测传感器137为OFF的场合，使作业装置主体1A的通常动作继续(步骤7)。

按照图8的控制，在物体从可侵入部136，侵入作业区域R1(图1)的场合，减小作业装置主体1A的动作速度。另外，在物体从工件送出送入部141、142侵入到作业区域R1的场合，停止作业装置主体1A的动作循环。作业装置主体1A的辅助作业按照从可侵入部36伸入手的方式进行。于是，通常，没有物体从工件送出送入部141、142侵入到作业区域R1的情况。于是，通过设置工件送出送入部用的侵入检测传感器143、144，可检测物体从工件送出送入部141、142侵入到作业区域R1中的异常情况。由此，可进行停止作业装置主体1A的动作循环的快速的应对。

图9表示另一接触防止机构的结构。该接触防止机构170不是完全地包围作业区域R1的外罩，而是作业区域R1和非作业区域R2开放的形式。即，将多根杆件组合，构成长方体状的支架171，在该支架171的内侧，形成作业区域R1。支架171包括4个纵向件171a和4个水平件171b，该纵向件171a立设于从平面看呈长方形状的角部上，该水平件171b跨于邻接的纵向件171a的顶端之间。在从作业人员而观看，位于正面侧的支架171的立面上安装立面件132。在该立面件132的下部，设置使物体可侵入到作业区域R1中的可侵入部136。

在可侵入部136上，设置侵入检测传感器137，该侵入检测传感器137检测物体从可侵入部136侵入到作业区域R1的情况。另外，在支架171的4个水平件171b上设置侵入检测传感器172、173，该侵入检测传感器172、173检测物体从支架171的开放部分侵入到作业区域R1中的情况。3个侵入检测传感器172分别检测从支架171中的开放的3个面的立面的侵入。侵入检测传感器172检测从支架171中的开放的顶面的侵入。这些开放部分用的侵入检测传感器172、173为比如红外线摄像头。可侵入部用的侵入检测传感器137和开放部分用的侵入检测传感器172、173与控制装置138连接，通过控制装置138，进行图8所示的控制。

按照该接触防止机构170的结构，由于没有将作业区域R1和非作业区域R2密封，故无法以物理方式限制物体从支架171的开放部分侵入到作业区域R1的情况。但是，可通过根据侵入检测传感器137、172、173的检测，通过控制装置138，控制直线移动单元3的电动机11b、12b、13b和旋转单元4的电动机21c、22c、23c，确实地进行相对作业区域R1的工件7的送出、送入作业和作业装置主体1A的辅助作业。

图10～图16表示本发明的第2实施方式。如图10所示那样，在该作业装置1的作业装置主体1A中，旋转单元4由作为1个自由度的旋转机构的第1旋转机构21与通过2个自由度的连杆促动装置29形成的第2旋转机构构成。即，将图1的第1实施方式的第2旋转机构22和第3旋转机构23置换为连杆促动装置29。此以外的结构与图1的第1实施方式相同。

如图11所示那样，连杆促动装置29包括平行连杆机构30与使该平行连杆机构30动作的姿势控制用促动器31。图12和图13为平行连杆机构30的立体图。图12和图13表示相互不同的状态。如该图11～图13所示那样，在平行连杆机构30中，前端侧的连杆枢毂33经由3组连杆机构34，以可姿势变更的方式相对于基端侧的连杆枢毂32而连接。图11仅仅示出1组的连杆机构34。连杆机构34的数量也可为4组以上。

各连杆机构34由基端侧的端部连杆部件35、前端侧的端部连杆部件36与中间连杆部件37构成。即，各连杆机构34构成由4个旋转对偶构成的4节连锁的连杆机构。基端侧和前端侧的端部连杆部件35、36呈L状。基端侧的端部连杆部件35的一端自由旋转地连接于基端侧的连杆枢毂32上，前端侧的端部连杆部件36的一端自由旋转地连接于前端侧的连杆枢毂33上。在中间连杆部件37的两端，分别自由旋转地连接基端侧和前端侧的端部连杆部件35、36的另一端。

平行连杆机构30为由2个球面连杆机构组合成的结构，基端侧的连杆枢毂32与基端侧的端部连杆部件35的各旋转对偶，与基端侧的端部连杆部件35和中间连杆部件37的各旋转对偶的中心轴在基端侧于基端侧的球面连杆中心PA(图11)处交叉。同样地，前端侧的连杆枢毂33和前端侧的端部连杆部件36的各旋转对偶，以及前端侧的端部连杆部件36和中间连杆部件37的各旋转对偶的中心轴在前端侧于前端侧的球面连杆中心PB(图11)处交叉。

在基端侧，从基端侧的连杆枢毂32与基端侧的端部连杆部件35的各旋转对偶到基端侧的球面连杆中心PA的距离相等。另外，从基端侧的端部连杆部件35和中间连杆部件37的各旋转对偶到基端侧的球面连杆中心PA的距离也相等。同样地，在前端侧，从前端侧的连杆枢毂33和前端侧的端部连杆部件36的各旋转对偶到前端侧的球面连杆中心PB的距离也相等。此外，从前端侧的端部连杆部件36和中间连杆部件37的各旋转对偶到前端侧的球面连杆中心PB的距离也相等。基端侧和前端侧的端部连杆部件35、36和中间连杆部件37的各旋转对偶的中心轴既可具有某交叉角γ(图11)，也可是平行的。

图14为沿图11中的XIV—XIV线的剖视图。在该图14中，示出基端侧的连杆枢毂32与基端侧的端部连杆部件35的旋转对偶的中心轴O1与中间连杆部件37和基端侧的端部连杆部件35的旋转对偶的中心轴O2以及基端侧的球面连杆中心PA的关系。即，中心轴O1和中心轴O2交叉的点为基端侧的球面连杆中心PA。前端侧的连杆枢毂33和前端侧的端部连杆部件36的形状以及位置关系也与图14相同。在图14中，连杆枢毂32(33)和端部连杆部件35(36)的旋转对偶的中心轴O1与端部连杆部件35(36)和中间连杆部件37的旋转对偶的中心轴O2之间的角度α为90°。但是，上述角度α也可为90°以外的角度。

3组连杆机构34从几何学的角度来说为同一形状。“从几何学的角度来说为同一形状”指如图15所示那样，在通过直线而表示各连杆部件35、36、37的几何学模型，即，通过各旋转对偶以及将这些旋转对偶之间连接的直线而表示的模型中，相对中间连杆部件37中的中间部的基端侧部分和前端侧部分对称的形状。图15为通过直线而表示一组连杆机构34的图。本实施方式的平行连杆机构30为旋转对称型。即，基端侧的连杆枢毂32与基端侧的端部连杆部件35，以及前端侧的连杆枢毂33和前端侧的端部连杆部件36的位置关系处于相对中间连杆部件37的中心线C而旋转对称的位置关系。中间连杆部件37的中间部位于共同的轨道圆D上。

通过基端侧的连杆枢毂32和前端侧的连杆枢毂33与3组连杆机构34构成2自由度机构，在该2自由度机构中，前端侧的连杆枢毂33相对于基端侧的连杆枢毂32，围绕相正交的2个轴而自由旋转。换言之，构成下述的机构，其中，前端侧的连杆枢毂33以旋转为2个自由度的方式，相对于基端侧的连杆枢毂32而进行姿势自由变更。该2自由度机构在紧凑的同时，扩大前端侧的连杆枢毂33相对于基端侧的连杆枢毂32的可活动范围。

比如，通过球面连杆中心PA，与基端侧的连杆枢毂32和基端侧的端部连杆部件35的旋转对偶的中心轴O1(图14)相垂直地交叉的直线为基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA。同样地，通过球面连杆中心PB，与连杆枢毂33和前端侧的端部连杆部件36的旋转对偶的中心轴O1(图14)相垂直地交叉的直线为前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB。在此场合，可使基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA和前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB的折角θ(图15)的最大值为±90°。另外，可将前端侧的连杆枢毂33相对基端侧的连杆枢毂32的回转角φ(图15)设定在0°～360°的范围。

折角θ指相对于基端侧的连杆枢毂32的中心轴OA，前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB倾斜的垂直角度。回转角φ指相对于基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA，前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB倾斜的水平角度。

前端侧的连杆枢毂33相对于基端侧的连杆枢毂32的姿势变更以基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA和前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB的交点O为旋转中心而进行。图12表示基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA和前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB位于同一线上的状态。图13表示相对基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA、前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB取规定的促动角的状态。即使在姿势变化的情况下，基端侧和前端侧的球面连杆中心PA、PB之间的距离L(图15)仍没有变化。

在各连杆机构34满足以下的条件1～5的场合，从几何学的对称性来说，基端侧的连杆枢毂32与基端侧的端部连杆部件35与前端侧的连杆枢毂33和前端侧的端部连杆部件36以相同方式动作。由此，在平行连杆机构30从基端侧向前端侧进行转矩传递的场合，基端侧和前端侧用作形成相同旋转角，等速地旋转的等速自由接头。

条件1：各连杆机构34中的连杆枢毂32、33和端部连杆部件35、36的旋转对偶的中心轴O1的角度与长度相互相等；

条件2：连杆枢毂32、33和端部连杆部件35、36的旋转对偶的中心轴O1与端部连杆部件35、36和中间连杆部件37的旋转对偶的中心轴O2在基端侧和前端侧，于球面连杆中心PA、PB处交叉；

条件3：基端侧的端部连杆部件35和前端侧的端部连杆部件36的几何学形状相等；

条件4：中间连杆部件37中的基端侧部分和前端侧部分的几何学形状相等；

条件5：相对于中间连杆部件37的对称面，中间连杆部件37与端部连杆部件35、36的角度位置关系在基端侧和前端侧是相同的。

如图11～13所示那样，基端侧的连杆枢毂32包括基端部件40与3个旋转轴连接部件41，该3个旋转轴连接部件41与该基端部件40一体地设置。如图14所示那样，在基端部件40的中间部，形成圆形的通孔40a，在该通孔40a的周围，于圆周方向而等间隔地设置3个旋转轴连接部件41。通孔40a的中心位于基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA(图11)上。在各旋转轴连接部件41上，自由旋转地连接旋转轴42，该旋转轴42的轴线与基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA交叉。旋转轴42具有头部42a和螺纹部42b。在该旋转轴42上，连接基端侧的端部连杆部件35的一端。

如图14所示那样，旋转轴42经由2个轴承43，自由旋转地支承于旋转轴连接部件41上。轴承43为比如深槽滚珠轴承、角接触滚珠轴承等的滚珠轴承。这些轴承43在嵌合状态设置于筒状的旋转轴连接部件41的内径孔44中。通过压配合、粘接、压紧等的方法而固定。设置于其它的旋转对偶部上的轴承的种类和设置方法也相同。

在旋转轴42上，连接基端侧的端部连杆部件35的一端和后述的扇形的伞齿轮45。基端侧的端部连杆部件35和伞齿轮45与旋转轴42一体地旋转。具体来说，在基端侧的端部连杆部件35的一端上，形成缺口部46，在作为该缺口部46的两侧部分的内侧和外侧形成旋转轴支承部47、48。在该旋转轴支承部47、48之间设置旋转轴连接部件41。

伞齿轮45以抵接的方式设置于内侧的旋转轴支承部件47的内侧面上。旋转轴42从内侧而依次穿过形成于伞齿轮45中的通孔、形成于内侧的旋转轴支承部47上的通孔、形成于轴承43的内圈、外侧的旋转轴支承部48上的通孔。另外，在旋转轴42的头部42a的螺纹部42b上螺接螺母50。由此，通过旋转轴42的头部42a和螺母50，分别夹持而连接伞齿轮45、内外的旋转轴支承部件47、48与轴承43的内圈。在本实施方式中，在内外的旋转轴支承部件47、48与轴承43之间，介设有间隔件51、52。由此，在螺母50的螺接时，对轴承43施加预压。

在基端侧的端部连杆部件35的另一端上，连接有旋转轴55。旋转轴55包括头部55a和螺纹部55b。旋转轴55经由2个轴承53，自由旋转地连接于中间连杆部件37的一端上。具体来说，在基端侧的端部连杆部件35的另一端，形成缺口部56，在该缺口部56的径向内侧和外侧，形成内外的旋转轴支承部件57、58。在该旋转轴支承部件57、58之间，设置中间连杆部件37的一端。

旋转轴55从径向外侧而依次穿过形成于外侧的旋转轴支承部件58上的通孔、形成于轴承53的内圈、内侧的旋转轴支承部件57上的通孔。另外，在旋转轴55的螺纹部55b上螺接有螺母60。由此，通过旋转轴55的头部55a和螺母60，夹持内外的旋转轴支承部件57、58以及轴承53的内圈，将它们相互连接。在本实施方式中，在内外的旋转轴支承部件57、58与轴承53之间，介设有间隔件61、62。由此，在螺母60的螺接时，对轴承53施加预压。

如图12、图13所示的那样，前端侧的连杆枢毂33包括前端部件70与3个旋转轴连接部件71，该3个旋转轴连接部件71设置于该前端部件70的内面上。3个旋转轴连接部件71在圆周方向等间隔地设置于前端部件70的内面上。设置旋转轴连接部件71的圆周的中心位于前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB上。在旋转轴连接部件71上，自由旋转地连接旋转轴73。旋转轴73的轴线与连杆枢毂中心轴QB交叉。

在该前端侧的连杆枢毂33的旋转轴73上，连接前端侧的端部连杆部件36的一端。在前端侧的端部连杆部件36的另一端上，连接旋转轴75，该旋转轴75自由旋转地与中间连杆部件37的另一端连接。前端侧的连杆枢毂33的旋转轴73与上述旋转轴42相同，经由2个轴承(在图中没有示出)，自由旋转地连接于旋转轴连接部件71的另一端。另一方面，中间连杆部件37的旋转轴75与上述旋转轴55相同，经由2个轴承(在图中没有示出)，自由旋转地连接于中间连杆部件37的另一端。

在图11所示的平行连杆机构30中，基端部件40与基座部件80经由多个轴81而连接。由此，平行连杆机构30设置于第1旋转机构21上。基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA与第1旋转机构21的中心轴心21b位于同一线上。基座部件80固定于第1旋转机构21的旋转部分21a上。

在连杆促动装置29的周围，设置覆盖连杆促动装置29的筒状的保护外罩82。保护外罩82由橡胶等的弹性件形成。保护外罩82安装于基座部件80的外周缘、基端部件40的外周缘与前端部件70的外周缘上。对应于前端侧的连杆枢毂33相对基端侧的连杆枢毂32的姿势变更，保护外罩82可变形。保护外罩82为侵入防止外罩，该侵入防止外罩防止物体侵入基端侧的连杆枢毂32和前端侧的连杆枢毂33之间的内部空间83，与基端侧的连杆枢毂32和基座部件80之间的遮蔽空间84中的情况。

另外，在第1旋转机构21的固定部分的外周面上，在贴合状态设置保护外罩85。保护外罩85由橡胶这样的具有冲击吸收形的材料形成。保护外罩85用作减轻物体接触时的冲击的缓冲件。

平行连杆机构30通过姿势控制用促动器31而促动。姿势控制用促动器31设置于遮蔽空间84中，设置在基端部件40上。姿势控制用促动器31的数量为与连杆机构4相同的3个。姿势控制用促动器31比如为电动机这样的旋转促动器。在姿势控制用促动器31的旋转输出轴31a上安装齿轮76。此外，在基端侧的连杆枢毂32的旋转轴42上安装前述的扇形的伞齿轮45。该伞齿轮76、45相互啮合。在本实施方式中，通过伞齿轮76和扇形的伞齿轮45，构成轴正交型的减速器77。也可采用伞齿轮以外的机构(比如，蜗轮机构)构成轴正交型的减速器。

在本实施方式中，设置其数量与连杆机构30相同的姿势控制用促动器31。但是，可在3组连杆机构34中的至少2组中设置姿势控制用促动器31。由此，可确定前端侧的连杆枢毂33相对基端侧的连杆枢毂32的姿势。

连杆促动装置29通过旋转驱动各姿势控制用促动器31，使平行连杆机构30促动。具体来说，如果使姿势控制用促动器31旋转驱动，则其旋转速度经由轴正交型的减速器77而减小，该转矩传递给旋转轴42。由此，基端侧的端部连杆部件35相对基端侧的连杆枢毂32的角度变更。其结果是，前端侧的连杆枢毂33相对于基端侧的连杆枢毂32的位置和姿势确定。由于基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA和第1旋转机构21的旋转轴心21b位于同一线上，故坐标计算容易。

另外，如果基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA和第1旋转机构21的旋转轴心21b位于同一线上，则作业人员容易对作业装置主体1A的动作进行成像。由此，操作容易。比如，可固定通过直线移动单元3而确定的3个自由度的位置，并且固定通过旋转单元4而确定的3个自由度的角度中的2个自由度的角度，仅仅变更剩余的1个自由度的角度(比如，围绕前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB的角度)。象这样，可在改变末端执行器5的姿势的同时，容易地进行作业。

像上述那样，连杆促动装置29的可活动范围宽，可进行顺利的动作。于是，如果在旋转单元4中包括连杆促动装置29，则可进行高速的精细的作业。另外，连杆促动装置29在为紧凑的结构的同时，可活动范围宽。由此，作业装置主体1A的整体为紧凑的结构。

在本实施方式中，在连杆促动装置29的基端侧，设置第1旋转机构21，在前端侧的连杆枢毂33上装载末端执行器5。由此，由于可减轻连杆促动装置29的负荷，故可实现连杆促动装置29的紧凑化、轻量化。连杆促动装置29的平行连杆机构30为等速接头的结构。于是，像前述那样，可在仅仅变更1个自由度的角度，改变末端执行器5的姿势的同时，容易地进行作业。其中，由于必须要求考虑与姿势控制用促动器31连接的缆线，故旋转角受到限制。

图16表示控制各姿势控制用促动器31的控制器200的结构。控制器200包括姿势控制机构201和接触检测机构202。

姿势控制机构201按照从上级的控制机构(在图中没有示出)或手动输入的操作机构(在图中没有示出)而提供的姿势变更的指令，将指令输出给各姿势控制用促动器31。

接触检测机构202根据设置于各姿势控制用促动器31上的转矩检测机构203的检测信号，检测到物体与旋转单元4接触的情况。具体来说，根据转矩检测机构203的检测信号，推算作用于前端侧的连杆枢毂33上的荷载。根据该荷载的值，判断物体是否与旋转单元4接触。前端侧的连杆枢毂33的作用荷载的推算既可不必作为数值而推算，也可为比如，进行是否产生接触的判断的程度的分级的推算。转矩检测机构203为比如检测流过各姿势控制用促动器31的电流的电流传感器。

连杆促动装置29为在其可活动范围内没有特殊的方面，在全部方向顺利地动作的结构。由此，即使在相对于前端侧的连杆枢毂33，异物从各个方向而接触的情况下，仍确实地将转矩传递给姿势控制用促动器31。由此，转矩检测机构203可检测各个方向的转矩。于是，接触检测机构202可正确地检测物体接触的情况。

在接触检测机构202检测到接触的场合，通过姿势控制机构201，停止向姿势控制用促动器31的输出。由此，保护旋转单元4。通过像这样，将姿势控制用促动器31的转矩检测机构203用于接触的检测，不必要求设置另外的接触检测用的传感器。其结果是，实现设备的紧凑化和成本的降低。

在连杆促动装置29的周围，设置作为侵入防止外罩的保护外罩82。由此，可防止物体进入基端侧的连杆枢毂32和前端侧的连杆枢毂33之间的内部空间83中的情况。另外，在第1旋转机构21的外周面上，设置作为缓冲件的保护外罩85。由此，即使在物体与第1旋转机构21接触的情况下，仍减轻其冲击。

可仅仅从可侵入部136而侵入外罩130内的作业区域R1中。于是，具有与物体接触的可能性的作业装置主体1A的部分基本仅仅限于旋转单元4。由此，如果仅仅在旋转单元4上设置缓冲件，则可保护设备。由此，接触防止用的设备的设置为最小限度，装置整体的价格低。

图17表示第3实施方式的作业装置的作业装置主体的旋转单元4。在本第3实施方式中，第1旋转机构21和连杆促动装置29的并列与图11的结构相反。在该旋转单元4中，连杆促动装置29的前端侧的连杆枢毂33的中心轴QB与第1旋转机构21的旋转轴心21b位于同一线上。在本第3实施方式中，在连杆促动装置29的周围，设置作为侵入防止外罩的保护外罩82。在本第3实施方式中，在第1旋转机构21的外周面上，没有设置作为缓冲件的保护外罩。其中，还可在第1旋转机构21的外周面上，设置作为缓冲件的保护外罩。其它的结构与图11的第2实施方式相同。

如果形成第3实施方式的旋转单元4的结构，则与姿势控制用促动器31连接的缆线的布线容易，难以受到旋转角的限制。与此相反，具有连杆促动装置29的负荷增加的缺点。其它的方面获得与图11的第2实施方式相同的作用和效果。

图18～图20为表示本发明的第4实施方式。如图18所示那样，该作业装置1也与图10的第2实施方式相同，作业装置主体1A的旋转单元4由作为1个自由度的旋转机构的第1旋转机构21与作为2个自由度的旋转机构的连杆促动装置29构成。第4实施方式的作业装置1与图10的第2实施方式的区别在于在连杆促动装置29的各姿势控制用促动器31的中心部，设置第1旋转机构21。

如图19所示那样，第1旋转机构21包括：固定部分90，该固定部分90固定于基座部件80上；旋转部分91，该旋转部分91固定于连杆促动装置29的基端部件40上；2个轴承92，该轴承92自由旋转地将旋转部分91支承于固定部分90上；作为驱动源的电动机93，该电动机93设置于固定部件90上；一对平齿轮94、95，该对平齿轮94、95将该电动机3的转矩传递给旋转部分91。

基座部件80固定于旋转单元安装部件20上。固定部分90包括：第1安装部件96，该第1安装部件96固定于基座部件80上；第2安装部件97，该第2安装部件97固定于该第1安装部件96上。第2安装部件97包括：底部97a，该底部97a固定于第1安装部件96上；筒状部97b，该筒状部97b从底部97a的外周缘延伸到上方。旋转部分91按照其旋转轴心91a位于与基端侧的连杆枢毂32的中心轴QA相同的轴上的方式，固定于基端侧的连杆枢毂32的基端部件40上。在旋转部分91的底端，设置螺纹部，在该螺纹部上螺合螺母98。2个轴承92设置于第2安装部件97的筒状部97b的内周上。

第1安装部件96的水平截面形状为基本U字形。在该U字形的第1安装部件96的凹部96a中，设置电动机93。电动机93固定于第2安装部件97的底部97a上。电动机93的输出轴93a贯穿第2安装部件97的底部97a，向上方而延伸，在电动机93的输出轴93a的顶端，安装驱动侧的平齿轮94。驱动侧的平齿轮94与从动侧的平齿轮95啮合。从动侧的平齿轮95安装于旋转轴部分91上。从动侧的平齿轮95与旋转部分91的外周嵌合。从动侧的平齿轮95通过螺母98而固定于旋转部分91上。

在第2安装部件97的底部97a、旋转部分91和基端部件40上，分别开设沿旋转部分91的旋转轴心91a而贯穿的布线用孔100、101、102。各布线用孔100、101、102沿旋转部分91的旋转轴线91a而贯穿。在基端部件40的外周缘和前端部件(在图中没有示出)的外周缘上，安装由弹性件构成的筒状的保护外罩82，该保护外罩82为侵入防止外罩，该侵入防止外罩防止物体侵入到基端侧的连杆枢毂32和前端侧的连杆枢毂(在图中没有示出)之间的内部空间83，以及基端侧的连杆枢毂32和基座部件80之间的遮蔽空间84中的情况。保护外罩82延伸到基座部件80的外周缘附近，但是，该保护外罩82与基座部件80没有连接。

与图11的第2实施方式相同，连杆促动装置29的3个姿势控制用促动器31设置于基端部件40的假想的圆周上。姿势控制用促动器31的旋转输出轴31a的旋转驱动力经由轴正交型的减速器77，传递给连杆机构34。如果像这样设置姿势控制用促动器31，则可像第4实施方式那样，可在各姿势控制用促动器31的并列的中心部，设置第1旋转机构21。由此，旋转单元4为紧凑的结构。

如果驱动电动机93，则与旋转部分91一体地，连杆促动装置29的整体和保护罩82进行旋转。通过让缆线通过布线用孔100、101、102，不对连杆机构34造成妨碍，可从连杆促动装置29的内部空间83的一侧，在末端执行器5上进行布线。由此，关于与姿势控制用促动器31连接的缆线的布线有关的限制小。

图21为本发明的第5实施方式的作业装置的旋转单元的主要部分的主视图。在该旋转单元4中，在连杆促动装置29的姿势控制用促动器31的中心部，设置第1旋转机构21。该配置与图19所示的第4实施方式相同，但是在第1旋转机构21的驱动源为中空轴电动机110的方面，与图19所示的第4实施方式不同。

中空轴电动机110的电动机主体110a经由电动机安装部件111，固定于基座部件80上。在中空轴电动机110的输出轴110b上，固定基端侧的连杆枢毂32的基端部件40。中空轴电动机110包括在轴向使电动机主体110a和输出轴110b贯穿的布线用孔112。另外，还在基端侧的连杆枢毂32的基端部件40上，与布线用孔112同轴地开设布线用孔113。此以外的结构与图19所示的第4实施方式相同，获得与图19所示的第4实施方式相同的作用和效果。

图22～图25表示本发明的第6实施方式的双臂型作业装置。如图22的整体主视图所示那样，该双臂型作业装置120包括2个作业装置主体1A、1A与包围该2个作业装置主体1A、1A的外罩150。外罩150为防止物体不需要地与作业装置主体1A、1A接触的接触防止机构。

如图22的主视图、图23的立体图所示那样，2个作业装置主体1A、1A按照从几何学方面来说相互对称的方式2个并列地设置。对于2个作业装置主体1A、1A的支架2、2，相互的水平部2a、2a的前端之间邻接，整体上构成门形的支架2A。在本实施方式中，采用图18所示的第4实施方式的作业装置主体1A。其中，也可采用其它的实施方式的作业装置主体。

通过像这样形成作业装置主体1A为2个并列的双臂型，人采用双手而进行这样的作业是可能的。由此，可进行代替人的作业，特别是部件的组装这样的作业。

如果2个作业装置主体1A、1A设置于门形的支架2A上，则可使作业对象的工件7从作业装置主体1A、1A之下通过。比如，工件装载台6构成可在与图22的纸面相正交的方向，运送工件7的输送装置，可在该输送线上设置作业装置主体1A、1A。另外，可将作业装置主体1A、1A的宽度方向的可活动范围限制在支架2A的宽度方向内。由此，作业装置主体1A、1A的占有面积小。另外，由于限制作业装置主体1A、1A的可活动范围，故物体与作业装置主体1A、1A接触的可能性小。

图24A为2个作业装置主体1A的各直线移动单元3、3的俯视图。这些直线移动单元3、3与图1、图10、图18所示的各作业装置主体1A的直线移动单元3相同，第1直线移动促动器11和第2直线移动促动器12的各电动机11b、12b设置于直线移动促动器11、12的中心轴上。

图24B为表示直线移动单元3、3的另外的例子的俯视图。在这些直线移动单元3、3中，第1直线移动促动器11和第2直线移动促动器12的各电动机11b、12b设置于相对于直线移动促动器11、12的中心轴而错开的位置。电动机11b、12b的旋转经由链条这样的动力传递机构121，传递给直线移动促动器11、12的驱动部。

对应于双臂型作业装置120的样式，可将直线移动单元3变更为图24A的结构、或图24B的结构。由于直线移动单元3和旋转单元4分别设置，故这样的结构的变更容易。

图25为外罩150的立体图。外罩150由按照邻接的2个面部件相互正交的方式设置的4个立面件(面部件)151、152、153、154和1个顶面件(面部件)155构成。即，外罩150为在下方开放的长方体的形状。如图22所示那样，外罩150包围2个作业装置主体1A、1A。由此，作为设置作业装置主体1A的空间的作业区域R1与作为该作业区域R1的外侧的空间的的非作业区域R2分离开。

外罩150的4个立面件151～154(图25)和1个顶面件155的相应件按照与作业装置主体1A的3个直线移动促动器11、12、13(图22)中的2个可活动范围方向平行的方式设置。具体来说，立面件151、153与第1直线移动促动器11和第3直线移动促动器13的可活动方向(X轴方向，Z轴方向)平行。立面件152、154与第2直线移动促动器12和第3直线移动促动器13的可活动方向(Y轴方向，Z轴方向)平行。顶面件155与第1直线移动促动器11和第2直线移动促动器12的可活动方向(X轴方向，Y轴方向)平行。

在正面的立面件151的下部，设置可侵入部156，该可侵入部156可使物体或作业人员的手从非作业区域R2侵入到作业区域R1。该可侵入部156为长方形的开口。可侵入部156的高度尺寸H小于第3直线移动促动器13的可活动范围(有效行程sZ(图2A))。另外，可侵入部156的宽度尺寸W小于该第1直线移动促动器11的可活动范围(有效行程sx+sx(图2B))。

在可侵入部156中，设置侵入检测传感器157，该侵入检测传感器157检测物体从可侵入部156侵入到作业区域R1的情况。侵入检测传感器157与比如单臂型的作业装置1的侵入检测传感器137相同，与控制装置(在图中没有示出)连接。与单臂型的作业装置1的场合相同，对应于侵入检测传感器157的检测信号，通过控制装置控制直线移动单元3和旋转单元4的各电动机。由此，相对作业区域R1的工件7的送出、送入作业和作业装置主体1A的辅助作业容易。

4个立面件151～154和1个顶面件155的相应面部件与3个直线移动促动器11～13的可运动方向中的2个可活动方向平行。由此，可使外罩150的内部空间体积和设备的可活动部运动的区域的体积基本相等。由此，可实现包括外罩150的接触防止机构紧凑的结构。另外，在可侵入部156以外，物体与作业装置主体1A不接触。于是，可确实地防止物体与作业装置主体1A的接触。

另外，按照可侵入部156的高度尺寸H小于第3直线移动促动器13的可活动范围(有效行程sZ)，并且其宽度尺寸W小于第1直线移动促动器11的可活动范围(有效行程sx+sx)的方式设定。由此，物体难以侵入外罩150和作业装置主体1A之间。

图26表示外罩的另一例子。该外罩150独立于可侵入部156，设置2个工件送出送入部161、162。2个工件送出送入部161、162设置于与设置可侵入部156的正面的立面件151正交的、相互面对的侧面的立面件152、154的下部。2个工件送出送入部161、162按照前后方向(Y轴方向)和上下方向(Z轴方向)的位置对齐的方式设置。

如果设置工件送出送入部161、162，则可按照贯穿工件送出送入部161、162的方式设置相对外罩150内的作业区域R1(图22)，送出、送入工件的装置(比如，输送装置)。可在该输送装置的线上设置作业装置主体1A、1A(图22)。

最好，在工件送出送入部161、162上设置工件送出送入部用的侵入检测传感器163、164，该工件送出送入部用的侵入检测传感器163、164检测物体从该工件送出送入部161、162侵入作业区域R1中的情况。由此，可通过按照与单臂型的作业装置1的场合相同的方式进行控制(图6)，检测物体从工件送出送入部161、162而侵入作业区域R1的异常情况。于是，可进行停止作业装置主体1A、1A的动作循环的快速的应对。

如上面所述，参照附图，对优选的实施方式进行了说明，但是，本发明不限于以上的实施方式，在不脱离本发明的实质的范围内，可进行各种的追加、变更或删除。于是，这样的方式包含在本发明的范围内。

标号的说明：

标号1表示作业装置；

标号1A表示作业装置主体；

标号2表示支架；

标号3表示直线移动单元；

标号4表示旋转单元；

标号5表示末端执行器；

标号11表示第1直线移动促动器；

标号11a表示台；

标号12表示第2直线移动促动器；

标号12a表示台；

标号13表示第3直线移动促动器；

标号13a表示台；

标号21表示第1旋转机构；

标号22表示第2旋转机构；

标号23表示第3旋转机构；

标号23a表示旋转部分(旋转单元的输出部)；

标号29表示连杆促动装置；

标号31表示姿势控制用促动器；

标号32表示基端侧的连杆枢毂；

标号33表示前端侧的连杆枢毂(旋转单元的输出部)；

标号34表示连杆机构；

标号35表示基端侧的端部连杆部件；

标号36表示前端侧的端部连杆部件；

标号37表示中间连杆部件；

标号82表示保护外罩(侵入防止外罩)；

标号83表示内部空间；

标号85表示保护外罩(缓冲件)；

标号120表示双臂型作业装置；

标号130表示外罩(接触防止机构)；

标号131、132、133、134表示立面件(面部件)；

标号135表示顶面件(面部件)；

标号136表示可侵入部；

标号137表示可侵入部用的侵入检测传感器；

标号138表示控制装置；

标号141、142表示工件送出送入部；

标号143、144表示工件送出送入部用的侵入检测传感器；

标号150表示外罩(接触防止机构)；

标号151、152、153、154表示立面件(面部件)；

标号155表示顶面件(面部件)；

标号156表示可侵入部；

标号157表示可侵入部用的侵入检测传感器；

标号161、162表示工件送出送入部；

标号163、164表示工件送出送入部用的侵入检测传感器；

标号170表示接触防止机构；

标号202表示接触检测机构；

标号203表示转矩检测机构；

符号R1表示作业区域；

符号R2表示非作业区域；

符号S表示作业空间。

Claims (11)

1.一种作业装置，该作业装置为6自由度的作业装置，其采用采用末端执行器进行作业，该作业装置包括：

作业装置主体与接触防止机构，该接触防止机构防止物体不需要地与该作业装置主体接触；

该作业装置主体包括：3自由度的直线移动单元，该直线移动单元由3个直线移动促动器组合而成；3自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个自由度以上的旋转自由度的多个旋转机构组合而成；

上述直线移动单元以基部固定于上述作业装置的支架上的方式设置，上述旋转单元以基部固定于上述直线移动单元的输出部上的方式设置，并且在上述旋转单元的输出部上，装载上述末端执行器；

上述接触防止机构将作业区域和非作业区域分离，该作业区域为设置上述作业装置主体的空间，该非作业区域为该作业区域的外侧的空间；

上述接触防止机构包括可侵入部和侵入检测传感器，在该可侵入部中，物体能从上述非作业区域侵入上述作业区域，该侵入检测传感器检测物体从该可侵入部侵入该作业区域的情况。

2.根据权利要求1所述的作业装置，其中，上述接触防止机构包括多个面部件；

上述多个面部件为包围上述作业装置主体的外罩；

上述多个面部件中的各个面部件与上述3个直线移动促动器中的3个可运动方向中的2个可运动方向平行。

3.根据权利要求1或2所述的作业装置，其中，在可侵入部中，与该可侵入部所在的平面平行的2个直线移动促动器的可运动方向的长度分别小于上述2个直线移动促动器的可运动范围。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的作业装置，其中，在上述旋转单元中，上述多个旋转机构中的至少1个为2自由度的连杆促动装置；

在该连杆促动装置中，前端侧的连杆枢毂经由3组以上的连杆机构，以姿势能变更的方式相对于基端侧的连杆枢毂而连接；

上述各连杆机构包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件，该基端侧和前端侧的端部连杆部件的一端分别以能旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂和前端侧的连杆枢毂上；中间连杆部件，该中间连杆部件的两端分别以能旋转的方式连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端上；

在上述3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构上，设置姿势控制用促动器，该姿势控制用促动器任意地变更上述前端侧的连杆枢毂相对于上述基端侧的连杆枢毂的姿势。

5.根据权利要求4所述的作业装置，其中，上述姿势控制用促动器各自具有转矩检测机构；

设置接触检测机构，该接触检测机构根据该转矩检测机构的检测信号，检测物体接触上述旋转单元的情况。

6.根据权利要求4或5所述的作业装置，其中，在上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂之间的内部空间内，设置防止物体侵入的侵入防止外罩。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的作业装置，其中，在上述旋转单元中，设置减轻与物体接触时的冲击的缓冲件。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的作业装置，其中，上述直线移动单元中的上述直线移动促动器按照由相应的进退部分形成的台相对于通过上述末端执行器而进行作业的作业空间，朝向外侧的方式设置。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的作业装置，其中，设置控制装置，该控制装置按照如果上述侵入检测传感器检测到物体侵入上述作业区域，则降低上述作业装置主体的动作速度，或停止该上述作业装置主体的动作的方式进行控制。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的作业装置，其中，在上述接触防止机构中，设置1个以上的工件送出送入部，该工件送出送入部用于在上述作业区域和上述非作业区域之间送出、送入工件，并且设置工件送出送入部用的侵入检测传感器，该工件送出送入部用的侵入检测传感器检测物体从该工件送出送入部侵入上述作业区域的情况。

11.一种双臂型作业装置，该双臂型作业装置包括：

6自由度的作业装置主体，该作业装置主体按照从几何学上相互对称的方式2个并列地设置，各自的作业装置主体采用末端执行器进行作业；接触防止机构，该接触防止机构防止物体不需要地接触该2个作业装置主体；

上述作业装置主体包括：3自由度的直线移动单元，该直线移动单元由3个直线移动促动器组合而成；3自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个自由度以上的旋转自由度的多个旋转机构组合而成；

上述直线移动单元以基部固定于上述作业装置的支架上的方式设置，上述旋转单元以基部固定于上述直线移动单元的输出部上的方式设置，并且在上述旋转单元的输出部上，装载上述末端执行器；

上述接触防止机构将作业区域和非作业区域分离，该作业区域为设置上述作业装置主体的空间，该非作业区域为该作业区域的外侧的空间；

上述接触防止机构包括可侵入部和侵入检测传感器，在该可侵入部中，物体能从上述非作业区域侵入上述作业区域，该侵入检测传感器检测物体从该可侵入部侵入该作业区域的情况。