JP2001520941A - ロボットマニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 制御式相対的運動システム（１０）は、基部支持体（１２）、旋回ホルダー（２５）、および、複数の旋回リンク（２０）を備え、旋回リンクは、基部支持体と、旋回ホルダーの部材との、両方に回転自在に連結されて、典型的には、特殊幾何学的形状配置に応じて、リンクの回転可能結合部の各々について異なる方向に延びる軸を中心として、また、かかるリンクの別なものの類似する軸から異なる方向に延びる軸を中心として、回転する。このようなシステムは、種々の力付与部材を組み込み得、旋回リンクまたは旋回ホルダー部材の種々のものの運動を制御する。この旋回リンクは曲げられ得、そしてこの旋回ホルダー部材は蝶番装着され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の背景） 本発明は、機械マニピュレータとして使用される制御式運動機械部材に関する
ものであり、より特定すると、比較的構成要素数の少ないタイプの構成要素の反
復使用から形成し得る、運動制御可能機械マニピュレータに関連する。

【０００２】 仕事場の自動化を増進させたいとの強い要求と、娯楽、その他の状況で、動物
、人間、または他のキャラクターを描く動画化された人物の使用を増進させると
同時に、かかる機械的マニピュレータを制御する能力を増大させたいとの要求と
が、ロボット開発における実質的努力へと導いている。その結果、ロボット工学
の多くの局面で、実質的進歩が起きている。

【０００３】 ロボットシステムにおいて最も広く使用される制御式構成要素は、恐らく、機
械マニピュレータであり、ロボットのその部分が使用されて、そのマニピュレー
タと係合する選択された物体の配向の位置を変更させる。多くの事例では、かか
る機械マニピュレータは、人体の手首または肩に類似する能力、すなわち、２ま
たはそれ以上の運動の自由度を呈する能力を有するのが、望まれる。

【０００４】 上記要求の幾らかをより多大な程度まで、または、より劣等な程度で達成する
、多数のかかる機械マニピュレータが開発されているが、その大半は、複雑な構
成要素と困難な組立手順を要する、または、それらの両方を必要とする、比較的
複雑な装置であった。これに加えて、その大半は、比較的制約された範囲を有す
ること、または、その範囲内で単一性を有することに、あるいは性能における他
の制約を有することに、あるいは性能における他の制約を有することに妥協を表
している。従って、ユーザの制御下で、少なくとも半球表面にわたる範囲におけ
る装置の動作の不正則性無しに、この任意の場所に物体を位置決めし得る機械マ
ニピュレータ、および、信頼性と廉価性の両方を満たして製作され得る機械マニ
ピュレータを望む強い要求がある。

【０００５】 （発明の要旨） 本発明は、基部支持体、旋回ホルダー、および、複数の旋回リンクを備える、
制御式相対運動システムを提供する。旋回リンクは、基部支持体と旋回ホルダー
の各部材の両方に回転自在に連結されて、特殊幾何学的配置に従うのが典型的で
あるリンクにおける上記回転自在連結部の各々ごとに異なる方向に、かつ、かか
るリンクの別なものの類似軸とは異なる方向に伸張する軸を中心として、回転す
る。旋回ホルダーは、第２の類似する制御式運動部材システムのための更なる基
部として作用し得るか、または、旋回ホルダーは、操縦可能支持体への第２の複
数の旋回リンクと結合し得る。かかる操縦可能支持体は、更なるかかるシステム
の一部であるか、または、その支持体であるか、もしくは、その両方となり得る
。これらシステムは、基部支持体または旋回ホルダーにおける回転可能搭載配置
上で支持し得る。

【０００６】 かかるシステムは、多様な力付与部材を組み入れて、旋回リンクまたは旋回ホ
ルダー部材のうち多様なものの運動を制御し得る。かかる部材は電気モータまた
は線形アクチュエータであり得、システムに直接接続され得るか、または駆動ト
レインなどを介して接続され得る。

【０００７】 旋回リンクは屈曲して、基部と操縦可能支持体との各位置が互いに近接可能と
なるようにし得る。旋回ホルダーは、一方が第１の複数の旋回リンクに回転自在
に接続され、かつ、他方が第２の複数の旋回リンクに回転自在に接続された状態
で、蝶番式装着部分を有するが、基部と操縦可能支持体との間の分離を制御する
能力を提供する。

【０００８】 （好ましい実施態様の詳細な説明） 図１、図２、および図３は、機械マニピュレータの第１の実施態様、すなわち
、制御部材運動システム１０を示し、これは、多様な形状を呈して広範な出力動
作範囲を有し得るが、かかる範囲にわたり、不正則性を免れ、また、同システム
は、多様な力付与装置により直接的に作動されるか、多様な駆動トレインを介し
て作動される。図１は、マニピュレータ１０の斜視図を示し、図２および図３は
、それぞれに、その立面図および頂面図を示す。マニピュレータ１０は搭載配置
１１上に位置決めされ、そこに、図示しない、電気モータ配置を包含するが、モ
ータ配置は、ユーザが選択するとおりの時計方向または反時計方向のいずれかに
搭載配置１１を回転させることにより、ジョイントの残余部分またはマニピュレ
ータ１０をそれに応じて上記いずれかの方向に搬送し得る。基部支持体１２は搭
載配置１１上に直接支持され、頭端を切り落とした円筒型外殻構造として図示さ
れるが、異なる幾何学的形状により使用し得る。支持体１２は開口部１３を有し
、支持体１２についての半径方向対称の軸に沿ってこれらの図面において垂直方
向に延びて、その外側湾曲側部に平行になる。開口部１３は支持体１２を通り、
そこから搭載配置１１を通って軸に沿って延び、この軸を中心として、同配置は
マニピュレータ１０を回転させることが可能である、これによって電気配線、光
ファイバ、または或る機械配置、もしくはそれらの何らかの組み合わせ等の或る
所望の手段が、そこを通って延びることを許容し得る。

【０００９】 １対の回転アクチュエータ支持ぺデスタル１４もまた搭載配置１１上に直接支
持されるように図示され、同ぺデスタルの各々は、電気モータとマニピュレータ
１０の残余の部分との間で直接機械相互接続すると共に、電気モータを支持する
ように図示される。すなわち、図１、図２、および図３の各々の一部の断片図で
あり、この断片図の各部が断面図で示された図４でより良くわかるように、１対
の電気モータ１５および１６は、各々が、スクリュー１７により、ぺデスタル１
４のうちの対応する１つに搭載される。電気モータ１６は、その回転子から延び
るシャフト１８を有し、これは、クランクアーム１９の開口部に直接装着される
。クランクアーム１９は、更なるスクリュー２１により、旋回リンク２０に直接
付着される。電気モータ１６の回転子による時計方向または反時計方向の回転は
、対応する角方向にシャフト１８を回転させ、これが今度は、クランクアーム１
９を対応して回転させる。

【００１０】 クランクアーム１９による、かかる回転は、旋回リンク２０を、今度は、１対
のベアリング２３上で、リンク２０の長さ部分に略直交するピン２２を通して延
びる回転軸の周囲で、ピン２２を中心として一方向または他方向に強制的に回転
させる。シャフト２２は、基部支持体１２における開口部に直接付着され、ピン
よりもむしろ旋回スクリューであり得る。かかる旋回スクリューは、その端部に
おいて、同端部から比較的短距離のみがスクリューヘッドに対向してねじ加工さ
れ、それが基部支持体１２に堅固に、しかしそこにおいて一定距離だけ、ねじ込
まれるが、ねじの選択した長さが支持体１２外部に露出するのを確実にする。支
持体１２からスクリューヘッドまでのスクリューのこの露出部の表面は、このス
クリューと旋回リンク２０の間でベアリングもブッシングも使用されない場合は
特に、平滑である（この状況では、最小量の潤滑剤が使用されることが多い）。
典型例では、ピンまたは旋回スクリュー２２と旋回リンク２０との間に、ベアリ
ングセット２３またはブッシングのいずれかが使用される。

【００１１】 別な旋回リンクの回転運動を強制するための、同一電気モータ回転駆動システ
ムは、電気モータ１５と関連して設けられる。図１、図２、および図３でわかる
ように、クランクアーム１９’は、モータ１５の回転子シャフトに装着され（こ
の機械的接続は、図１、図２、および図３ではわからない）、この時、クランク
アーム１９’の他方端は、基部支持体１２に回転可能に接続された更なる旋回リ
ンク２０’に、スクリュー２１’により装着される。従って、再び、電気モータ
１５の回転子の、時計方向または反時計方向いずれかへの回転は、旋回リンク２
０’を時計方向または反時計方向のいずれかに、対応して強制的に回転させる。
旋回リンク２０’は、上記図面ではわからないが、基部支持体１２に装着された
ジョイントまたはマニピュレータ１０および２２’を中心として、ベアリング上
で、また、そこを通して、リンク２０’の長さ部分に略直交して延びる軸の周囲
を回転可能である。

【００１２】 旋回リンク２０および２０’は、マニピュレータ１０における複数の下部旋回
リンクのうちの２つの旋回リンクであり、この下部の複数のリンクは、２つの別
な旋回リンク２０’’および２０’’’を更に含む。これら後者２つの旋回リン
クは、各々が、ピンまたは旋回スクリュー２２’’および２２’’’のうちの対
応する１つを中心として、それぞれに、ベアリング上で回転可能であるが、同時
に、回転の対応する軸は、そこを通り、リンク２０’’および２０’’’の長さ
部分に実質的に直交して延びる。ピンまたは旋回スクリュー２２’’および２２
’’’は、基部支持体１２に装着され、図１および図２では部分的にわかる。ピ
ンまたは旋回スクリュー２２、２２’、２２’’、および２２’’’の各々は、
基部支持体１２に装着された結果、それにより基部支持体１２に回転自在に連結
される複数の下部旋回リンクのうちの対応する１つが、そこを通り、支持体１２
の半径方向対称の軸に交差し、かつ、その軸に直交する軸を中心として回転し、
ここでこれら回転軸は、対称軸を中心に測定した等しい角度だけ、ここでは９０
゜だけ、隣接する軸から離れている。

【００１３】 下部複数旋回リンク２０、２０’、２０’’、および２０’’’は、上述のよ
うに、各々の一端が基部支持体１２に回転自在に接続されているのに加えて、各
々はまた、その反対端が、４つの個別の分離した旋回ホルダー部材２５、２５’
、２５’’、および２５’’’を備える旋回ホルダーに、４つの更なるピンまた
は旋回スクリュー２４、２４’、２４’’、および２４’’’により回転自在に
接続されるが、それら自体の間に直接接続を有してはいない。これら旋回ホルダ
ー部材の各々は、半径方向対称の軸を中心として、円筒型外殻の頭端を切り落と
した部分として形成され、各々は、１組の穴２６、２６’、２６’’、および２
６’’’のうちの対応する１つが、そこを通って、その外側湾曲表面に平行に、
半径方向対称の外殻軸に沿って延びるのが、図示される。かかる旋回ホルダー部
材外殻の各々の外側湾曲表面は、ピンまたは旋回スクリュー２４、２４’、２４
’’、および２４’’’のうちの対応する１つにより、前者が後者に装着された
状態で、刺し通される。かかるピンまたは旋回スクリューの各々は、下部複数旋
回リンク２０、２０’、２０’’、および２０’’’のうちの対応する１つの端
部がそれに接続されて、それを中心にしてベアリング上で回転し得るが、その時
、かかるピンまたは旋回スクリューを中心としたこのリンクの回転の軸が、リン
クの長さ部分に略平行で、かつ、半径方向対称の外殻軸に交差するようにする。

【００１４】 旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’のうちの対応す
る１つに回転自在に接続した状態にある、ピンまたは旋回スクリュー２４、２４
’、２４’’、および２４’’’のうちの対応する１つを通る、下部複数の旋回
リンク２０、２０’、２０’’、および２０’’’の各々の回転の軸と、ピンま
たは旋回スクリュー２２、２２’、２２’’、および２２’’’のうちの対応す
る１つを通り、基部支持体１２に回転自在に接続した状態にある、上記リンクの
各々の回転の軸とは、各リンク状態において、互いに実質的に直角に交差する平
面に直交する。上記リンクの各々についての上記回転の軸はまた、隣接するリン
ク、すなわち、基部支持体１２の周囲でその後に来る次のリンクにおける方向と
は異なる方向に配向される。これは、旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’
、および２５’’’が実質的に基部支持体１２に関して対応する旋回リンクによ
り移動可能となるようにするが、同一長さのリンクについて、上記旋回ホルダー
部材は、常に、そこに共通する平面中にあり、かかる平面における円を中心とし
て移動する。

【００１５】 旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’は、上記図面中
では、円筒型外殻の頭端を切り落とした部分として示されるが、この形状は必要
では無く、むしろ、他の幾何学的形状を使用し得る。１つのかかる形状は、上記
円筒型外殻の内側半分であり得ることは明らかで、これは、半径方向対称の軸に
沿って垂直方向にそれらの各々を分割した結果、得られる。もう１つの代替例は
、その側面が回転の軸に実質的に直交する三角形ブロックであり、その軸を中心
として、その下部複数に属する旋回リンクは、その対応するピンまたは旋回スク
リューによりそこに回転可能に接続された状態で、回転し得る。

【００１６】 マニピュレータ１０は、更なる上部複数の旋回リンクを有して、上記図面中に
示される。これら複数のもののうちの対応する１つは、更なる別組のピンまたは
旋回スクリュー２７、２７’、２７’’、および２７’’’のうちの対応する１
つにより、旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’の各々
に回転自在に連結され、また、同ピンまたはスクリューは、その部材の外側湾曲
外殻表面を、そこに装着された状態で、刺し通す。この上部複数の旋回リンクの
うちの対応する１つの回転の軸は、そのピンまたは旋回スクリュー２７、２７’
、２７’’、および２７’’’を中心として回転し得る状態で、多かれ少なかれ
、リンクの長さ部分に略平行になるように、かつ、旋回ホルダー部材２５、２５
’、２５’’、および２５’’’のうちの対応するものの半径方向対称の軸に交
差するように、方向づけられる。その結果として、上記図面に示されるように、
各旋回ホルダー部材に回転自在に接続されたその下部複数に属する旋回リンクの
回転の軸と、そこに同様に回転自在に接続される上部複数の旋回リンクのうちの
１つの回転の軸との間の選択した角の大きさを備える、１組の角２８、２８’、
２８’’、および２８’’’のうちの対応する１つが存在する。角２８、２８’
、２８’’、および２８’’’の各々の大きさの選択は、後述のように、マニピ
ュレータ１０の能力に影響を及ぼす。いずれの選択した角についても、旋回ホル
ダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’として働く、頭端を切り落
とした円筒型外殻の外側表面の直径を増大させた結果、旋回リンクの上部複数の
ものと下部複数のものの両方からそこに回転自在に接続される、旋回リンクの長
さの短縮を生じる。

【００１７】 別な組のピンまたは旋回スクリュー２９、２９’、２９’’、および２９’’
’は、各々が、上部複数の旋回リンク３０、３０’、３０’’、および３０’’
’のうちの対応する１つの反対端部で使用される。マニピュレータ１０が、旋回
ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’の各々の半径方向対称
の軸を含む平面（図２における水平平面）の上方および下方で対称的に構成され
るならば、すなわち、上記図面の角度２８、２８’、２８’’、および２８’’
’がかかる共平面により二分される場合は、上部複数の旋回リンク３０、３０’
、３０’’、および３０’’’は、構造的に、互いに同一となり得ると共に、下
部複数の旋回リンク２０、２０’、２０’’、および２０’’’の各々と同一と
なり得る。これは、非常に多くのジョイントまたはマニピュレータ１０の重要な
部材を製造する際には、重要な経済的要因であるが、この対称性は、かかるマニ
ピュレータの良好な動作には必要ではない。しかし、モータ１５または１６の回
転子シャフトの所与の回転についての、かかるマニピュレータの出力構造の位置
決め処理の特質は、水平面上方および下方における、角度２８、２８’、２８’
’、および２８’’’の部分の差と共に変化する。また、上部複数旋回リンクお
よび上部複数旋回リンクの各々の長さは、マニピュレータ１０の良好な動作を得
るのに、全てが同一である必要な無いが、また、この出力構造の位置決め処理の
パターンは、かかる差に依存して、変化する。

【００１８】 電気モータ１５および１６の回転子の運動によりマニピュレータ１０において
制御される出力構造は、そこを貫通して穴３１が設けられて円筒型外殻を形成し
、操作可能な支持体３２が結果的にこの構造体を形成する。また、かかる円筒型
外殻以外の幾何学的形状が使用され得て、また、電気配線または光ファイバ、も
しくは、この出力状況では、支持体３２上に支持された更なる機械的装置、或い
は、かかる特性または他の代替物の何らかの組み合わせなどの、多様な品目を、
開口部３１を通して伸張し得る。上部複数旋回リンク３０、３０’、３０’’、
および３０’’’の各々は、ピンまたは旋回スクリュー２９、２９’、２９’’
、および２９’’’のうちの対応する１つにより操作可能な支持体３２に回転自
在に連結される。ここではまた、ピンまたは旋回スクリュー２９、２９’、２９
’’、および２９’’’の各々は支持体３２に装着されて、それにより、操縦可
能支持体３２に回転自在に連結される複数の上部旋回リンクのうちの対応する１
つは、そこを貫通し、支持体３２の半径方向対称の軸と交差し、かつ、同軸に直
交する、軸を中心として回転し、この時、これらの回転軸は、対称軸を中心とし
て測定される等しい角度だけ、ここではまた４つの旋回リンクが存在するために
９０゜だけ、隣接する軸から分離される。旋回リンクの、支持体１２および３２
へのその回転接続部における回転軸は、それらが上記支持体を中心として発生す
る時は、その隣接する軸とで均等な角度を設けると説明されるが、これらの角は
、いずれか一方の支持体について同一である必要もないし、一方の支持体につい
て他方支持体についての角度に関して同一である必要もなく、これによってかな
りの角度範囲にわたって支持体３２を位置決め可能だが、かかる同一性を実質的
に提供することは、便利であることが多い。

【００１９】 上部複数の旋回リンク３０、３０’、３０’’、および３０’’’のうちのか
かる１つの、それを支持体３２に連結するそのピンまたは旋回スクリューを中心
とした回転の軸は、そのピンまたはスクリューを通って、多かれ少なかれ、その
リンクの長さの方向に略直交し、かつ、下部複数の旋回リンク２０、２０’、２
０’’、および２０’’’の各々のうちの対応する１つを基部支持体１２に回転
自在に連結するピンまたは旋回スクリューを中心とした回転軸に実質的に平行に
、延在する。上部複数旋回リンクと下部複数旋回リンクの間のここでの呼応は、
各々が旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’のうちの同
一物に連結されることにより、確立される。またここで、下部複数旋回リンクの
各々については、上部複数の旋回リンク３０、３０’、３０’’、および３０’
’’の各々の、ピンまたは旋回スクリュー２７、２７’、２７’’、および２７
’’’のうちのその対応する１つを中心とした回転の軸は、そのリンクの、ピン
２９、２９’、２９’’、および２９’’’のうちのその対応する１つを中心と
した回転の軸に実質的に直交する平面に実質的に直角に交差する平面に、実質的
に直交する。

【００２０】 クランクアーム１９および１９’が、対応するスクリュー２１および２１’を
除去することにより、旋回リンク２０および２０’のうちの対応するものから分
離されると、モータ１５および１６はジョイントまたはマニピュレータ１０を作
動させて、所望位置に操縦可能支持体３２を位置決めすることが、もはや不可能
となる。しかし、これらの状況では、搭載配置１１を回転させるための回転駆動
システムが活動状態になると、図１、図２、および図３に示されるシステムは、
搭載配置１１および基部支持体１２の回転に続いて、支持体３２との可撓性ジョ
イントとして作動し、支持体１２および３２が軸方向に整列する必要無しに、す
なわち、一方の半径方向対称の軸が他方の半径方向対称の軸に関してかなりの角
度を成し得る場合にも、操縦可能支持体３２にその回転運動を伝達する。

【００２１】 先の図１から図４と関連して説明したジョイントまたはマニピュレータ１０の
多様な構造的構成要素は、典型的には、意図した用途に適する単一金属または複
数金属、もしくはそれらの合金、から形成される。すなわち、おそらく医療用途
にはステンレス鋼、重量が主たる関心事であるである場合はアルミニウムまたは
チタン等である。これら構成要素の多くまたは全てが、代わりに、ポリマー材料
から成形され得る。

【００２２】 図３に示されるジョイントまたはマニピュレータ１０の頂面図は、上部複旋回
リンク３０、３０’、３０’’、および３０’’’が、下部複数旋回リンク２０
、２０’、２０’’、および２０’’’のうちの対応するもの（同一旋回ホルダ
ー部材に接続される）の真上にあるように組み立てられることを示す。すなわち
、下部複数の旋回リンクは、上部複数の旋回リンクがそれらの真上にあるので、
図３では見えないが、上部複数の旋回リンクおよび下部複数の旋回リンクに属す
るものの各組み合わせの両方が、基部支持体１２の同一側面と、マニピュレータ
支持体３２の同一側面との両方に回転自在に連結される必要がある。しかし、代
わりに、各かかる組み合わせは、図５に示されるように、基部支持体１２と操縦
可能支持体３２の両側で、上部複数の旋回リンクに属するものと下部複数の旋回
リンクに属するものとが組み立てられ得るので、マニピュレータ１０における構
造についてのこのアセンブリパターンは必要ではない。これは、ジョイントまた
はマニピュレータ１０の中心軸の開口部３１を通して観察者に向けて延び、その
下方で見えない開口部１３を通過する、周囲の旋回リンク質量がより均一に分布
し、均衡を得る結果となり、支持体３２を位置決めする際に、マニピュレータの
性能に相当な影響を与えることはない。

【００２３】 更なる代替例について、図５に示される形状変化を組み入れた斜視図が、図１
に示された斜視図に対応する図６に示され、図６の構成について立面図は、図２
に示される立面図に対応する図７Ａに示される。図６に示される構成についての
代替の立面図は、図７Ａにおいて用いたものから４５゜の視点のシフトに基づい
た、図７Ｂに示される。

【００２４】 図５に示される構成からの、図６、図７Ａ、および図７Ｂに示されるジョイン
トまたはマニピュレータ１０のバージョンの構成の変化は、旋回ホルダー部材に
回転自在に連結された２つの対応する旋回リンクの組み合わせのうちのどのリン
クが選択されて、その部材から基部支持体１２および操縦可能支持体３２まで延
びるかという、早期の選択の逆を基本とする。すなわち、図１、図２、図３、お
よび図５に示される具体例においては、下部複数の旋回リンクに存在した、各旋
回ホルダー部材から延びる旋回リンクは、ここでは、図６、図７Ａ、および図７
Ｂにおいては上部複数の旋回リンクに属し、逆も同様である。この変化は、上部
および下部の複数の旋回リンクの各々が互いの上をもはや直接覆ってはいない、
構成上の上述の変化と同様に、どのような所望の角位置にでも操縦可能支持体３
２を位置決めできるようにするための、マニピュレータ１０の能力に、限界を設
けない。すなわち、操縦可能支持体３２は、構成が、旋回ホルダー部材と、基部
支持体１２および操作可能支持体３２とへの旋回リンクの組立の特定パターンの
結果として得られる、図１から図３に示されたもの、または図５に示される代替
の構成におけるもの、もしくは、図６から図７Ｂに示される更なる代替の構成に
おけるものであってもなくても、特定の所望角位置に設置し得る。図６から図７
Ｂにおける上部複数の旋回リンクおよび下部複数の旋回リンクのうちの各々につ
いて採用される参照番号は、これらアセンブリの差異が取るに足らないので、変
更されていない。

【００２５】 最後に、図１、図２、図３、および図５に示される構成からの、ジョイントま
たはマニピュレータ１０の構成の更なる変化は、図６から図７Ｂに示されるが、
その変化は、その目的について、上記リンクへの電気モータ１５および１６の直
接接続用の、下部複数の旋回リンクのうちの各々の運動を方向づけるための、モ
ータ駆動式の、ギアを基盤とした駆動トレインの代替物である。従って、電気モ
ータ１５は、ここでは、図６から図７Ｂにおける搭載配置１１内において搬送さ
れ、これは上記図面中では分からないが、べベルギアがその端部に装着された、
その回転子シャフトの伸張部は、搭載配置１１を通して上方に延びているのが、
上記図面中で分かる。この延びたシャフトと、そこに装着されたべベルギアは、
共に参照番号１５’が付された組み合わせを形成する。更なるべベルギア１５’
’は、この第１のべベルギアと係合するが、ピンまたは旋回スクリュー２２’を
中心とした旋回リンク２０’に装着され、そのため、このリンクは、また、見え
ない電子モータ１５の回転子シャフトの回転により、ピンまたは旋回スクリュー
２２’を中心に、時計方向または反時計方向に回転し得る。同様に、回転子１６
は、上記図面中では分からないが、搭載配置１１の下で支持されており、しかし
、組み合わせ１６’として端部に装着されたべベルギアを伴った、その回転子シ
ャフトの伸張は、ピンまたは旋回スクリュー２２を中心とした下部複数の旋回リ
ンクの旋回リンク２０に装着された更なるべベルギア１６’’に係合する。ここ
でまた、電気モータ１６のシャフトの時計方向または反時計方向の回転は、ピン
または旋回スクリュー２２を中心とした上方向または下方向への旋回リンク２０
の回転を可能にする。

【００２６】 図８は、図６から図７Ｂに見られるバージョンからその垂直方向伸張を減少さ
せた、上記図中でわかるバージョンからのジョイントまたはマニピュレータ１０
の構成の変形例の立面図である。下部複数旋回リンク２０、２０’、２０’’、
および２０’’’のうちの各々と、上部複数旋回リンク３０、３０’、３０’’
、および３０’’’のうちの各々とは、それらが基部支持体１２および操縦可能
支持体３２にそれぞれに回転自在に接続された場所の付近にあって、図６から図
７Ｂのジョイントにおける同一軸に関して有するよりもより直角に近似する上記
支持体の垂直軸に関する角度で、そこから延びる。これは、２つの支持体が、図
８のジョイントにおける当該垂直軸に沿って、互いにより近接するのを許容する
。それにもかかわらず、図８のジョイントにおける上記旋回リンクは、各旋回リ
ンクがその対応する旋回ホルダー部材に向けて、その対応する垂直平面で屈曲し
ているので、図６から図７Ｂのジョイントのものに類似した垂直平面に関する角
度で、旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’のうちの対
応する１つから延びる回転軸を有する。

【００２７】 図８において破線で、下部複数の旋回リンクのうちの２つに装着されたカウン
ターウエイトが更に示される。これは、アクチュエータおよびギア上の荷重の幾
らかを軽減するように、上記リンクに同一の平衡トルクを提供するためである。
これらカウンターウエイトは、リンクの軸から約９０゜で、各々の基部支持体１
２へのそれらの回転可能接続部付近で、リンク２０ｂ’および２０ｂ’’に装着
されているのが、示される。

【００２８】 図９および図１０は、シャフトおよびギアの組み合わせ１６’の回転後に、ピ
ンまたは旋回スクリュー２２’を通って延び、かつ、シャフトおよびべベルギア
の組み合わせ１５’を通過する回転軸を含む垂直平面において、操縦可能支持体
３２を図６から図７Ｂにおけるその垂直位置から下へおよそ４５゜に位置決めす
るように回転させた図６から図７Ｂにおけるように構成された、ジョイントまた
はマニピュレータ１０の斜視図を示す。かかる運動は、見えないモータ１５の回
転子の回転が無くても、上記各図でわかるように、時計方向にシャフトおよびべ
ベルギアの組み合わせ１６’を回転させる見えないモータ１６の回転子が原因と
なる。図９では、旋回ホルダー部材２５と、回転自在にそこに接続される旋回リ
ンク２０および３０の端部は、操縦可能支持体３２が図６から図７Ｂに示される
その垂直位置に在った場合にそれらが存在していた各位置から上方向に回転して
、支持体３２を図中に示されるその位置に到達させ得る。同様に、旋回ホルダー
部材２５’’と、そこに回転自在に接続される旋回リンク２０’’および３０’
’の端部は、操縦可能支持体３２がその垂直位置にあった時にそれらが存在して
いた各位置から下方向に回転している。

【００２９】 これら構造部材と支持体３２の回転は、頭端を切り落とした円筒型シェル形成
基部支持体１２の半径方向対称の軸について、ピンまたは旋回スクリュー２２、
２２’、２２’’、および２２’’’の各々を通る回転の軸の交差点に配置され
た回転運動の基部中心周囲で、主として発生する。これら構造体および支持体３
２のこの回転はまた、旋回リンク２０’を中心とする旋回リンク３０および旋回
ホルダー部材２５’の相当な回転と、旋回リンク２０’’’を中心とする旋回リ
ンク３０’’および旋回ホルダー部材２５’’’の相当な回転についても、発生
するが、但し、図９に示される支持体３２の位置を達成するために、その支持を
求めて旋回リンク２０’および２０’’’が連結される対象となる支持体３２に
ついての基部要求される比較的わずかな側面方向運動のために、上記旋回リンク
自体の大量の移動は無い。

【００３０】 しかし、操縦可能支持体３２が、シャフトおよびギアの組み合わせ１５’上を
下方向に回転する状態で、図９に示されるその位置を通過すると、ピンまたは旋
回スクリュー２９’および２９’’’により旋回リンク３０’および３０’’’
が支持体３２に回転自在に接続されていることから、操縦可能支持体３２の基部
部分の運動の側面方向成分は、それに関する上記旋回リンクの所要の対応する側
面方向運動を増大させる。図１０でわかるように、旋回リンク３０’および３０
’’’の上記連結端部のシャフトおよびギアの組み合わせ１５’上のこの所要の
側面方向運動は、旋回ホルダー部材２５’および２５’’’と、それらに回転自
在に連結された旋回リンク２０’および２０’’’の端部ともまた、操縦可能支
持体３２に回転自在に連結された旋回リンク３０’および３０’’’の端部によ
りこの必要な側面方向運動を促進するように、上方向に回転することを必要とす
る。かかる配置は、図１０でわかるように、図６から図７Ｂにおける垂直方向上
向きの尖点から、図９に示されるような水平面上方約４５゜にある方向の尖点ま
で、操縦可能支持体３２が移動するのを許容し、次いで、水平面下方約４５゜方
向の最終点へと、かかる運動を継続する。

【００３１】 支持体３２の運動のこの点の周辺では、その更なる下方向回転は、旋回リンク
３０に反して近づいて各々の間に干渉を生じる旋回リンク３０’および３０’’
’により、防止される（勿論、異なる形状の構造的構成要素について、何らかの
別な干渉が、代わりとして、かかる下方向運動の終端の原因となるように、各旋
回ホルダー部材の間などで発生し得る）。この回転が発生し、図９における操縦
可能支持体の位置から図１０に示される位置まで進むと、相当増大した回転は、
操縦可能支持体３２の対称の半径方向軸について、ピンまたは旋回スクリュー２
９、２９’、２９’’、および２９’’’を通過する回転の軸の交差点に配置さ
れた回転運動の第２中心または操縦可能中心の周囲で、発生する。シャフトおよ
びギアの組み合わせ１５’上の、図６から図７Ｂに示された垂直位置から、図９
および図１０に示された位置までの、操縦可能支持体３２の運動期間中は、旋回
ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’は共平面に留まるが、
この平面は、支持体３２の運動が増大する毎に、その配向と空間を変更する。

【００３２】 図６から図７Ｂに示される垂直位置を起点とした操縦可能支持体３２の下方向
運動が、ピンまたは旋回スクリュー２２、２２’、２２’’、および２２’’’
のうちの２つを通過しない垂直平面で、方向付けられると、ジョイントまたはマ
ニピュレータ１０の構造的部材の状況が幾分変化するが、これは例えば、ピンま
たは旋回スクリュー２２’および２２’’’を通過する平面に存在するように、
シャフトおよびギアの組み合わせ１５’上方で操縦可能支持体３２の下方向運動
が存在した時に発生する。この後者の状況では、操縦可能支持体３２の初期運動
は、旋回ホルダー部材２５ならびに、そこに接続される旋回リンク２０および３
０の端部の上方向運動、旋回ホルダー部材２５’’ならびにそこに接続される旋
回リンク２０’’および３０’’の端部との下方向運動とに関与した。旋回リン
ク２０’および２０’’’のいずれもの初期運動がほとんど無かったが、むしろ
、旋回ホルダー部材２５’および２５’’’と一緒に、旋回リンク３０’および
３０’’’のうちの上記各旋回リンクを中心とする回転は、主として存在した。

【００３３】 その代わりに、垂直位置を起点とした下方向への、操縦可能支持体３２の運動
が、ピンまたは旋回スクリュー２２’および２２’’’に交差する平面に関して
４５゜の角度にある垂直平面において発生する場合、すなわち、ピンまたは旋回
スクリュー２２’と２２’’との間の中間で発生するように、かかる平面から４
５゜の平面において発生する場合、下部複数の旋回リンクと上部複数の旋回リン
クの両方における各々の全ては、支持体３２によるこの運動の開始に対応して、
直ちに相当な運動を示す。かかる運動は、図面中でわかるように時計方向に均等
に、それぞれに、シャフトおよびべベルギアの組み合わせ１５’とシャフトおよ
びべベルギアの組み合わせ１６’との両方を回転させるように回転する、見えな
いモータ１５および１６の両方の回転子が原因である。支持体３２の運動に際し
て第１の選択した位置に到達するためのかかる運動の結果は図１１に示されるが
、旋回ホルダー部材２５とそこに連結される旋回リンク２０および３０の端部と
の組み合わせは、旋回ホルダー部材２５’とそこに連結される旋回リンク２０’
および３０’の端部との組み合わせと一緒に、その両方が、図６から図７Ｂにお
いてそれらについて示される初期垂直位置を起点としておよそ４５゜下方向まで
、操縦可能支持体３２を移動させることを可能にするように、上方向に移動させ
られた。他方で、旋回ホルダー部材２５’’’とそこに連結される旋回リンク２
０’’’および３０’’’の端部との組み合わせは、旋回ホルダー部材２５’’
とそこに接続される旋回リンク２０’’および３０’’の端部との組み合わせと
一緒に、その両方が下方向に移動させられて、支持体３２のこの運動を調整する
。

【００３４】 上記運動は、初期的は、操縦可能支持体３２の基部の側面方向運動成分のため
に発生し、そこに回転自在に連結される上部複数の旋回リンク３０、３０’、３
０’’、および３０’’’の各々が追従しなければならないが、それにより、そ
の運動を調整するにあたって、最初の２つの組み合わせが上方に移動し、２番目
の２つの組み合わせが下方向に移動することを必要とする。運動の操縦可能な中
心の周囲の回転は、操縦可能支持体３２が図１１においてそれについて示される
位置を起点として更に下方向へと、上述の垂直平面上で移動して、水平面の下方
約４５゜の、図１２においてそれについて示される位置に達すると増大する。こ
の平面における操縦可能支持体３２の下方向運動は、再び、構造的部材において
発生する干渉により終端させられるが、典型例では、旋回リンク３０および３０
’が一緒になる。

【００３５】 また、操縦可能支持体３２の、図６、図７Ａ、および図７Ｂにおいてそれにつ
いて示された垂直位置から、図１１に示された位置を通って、図１２において到
達した位置に至るまでの運動の範囲にわたり、ピボットホルダー部材２５、２５
’、２５’’、および２５’’’は共平面に留まるが、同平面は支持体３２の移
動毎に空間が変化する。たとえ、角度２８、２８’、２８’’、および２８’’
’が、各々、かかる共平面の一方側で、他方側より大きいが同一部分を有して、
上部複数の旋回リンクのうちの各々は共通長さを備えるが、下部複数の旋回リン
クのうちの各々の共通長さのものとは異なる結果となるようにしていても、かか
る関係は維持される。上部複数旋回リンクまたは下部複数旋回リンクのうちの各
リンクがそれらの部材間で異なるばかりか、ピンまたは旋回スクリュー２４、２
４’、２４’’、および２４’’’の回転軸と、ピンまたは旋回スクリュー２７
、２７’、２７’’、および２７’’’の対応するものの回転軸との間の旋回ホ
ルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’における異なる角度のた
めに、他方の複数旋回リンクのうちの各々とは異なる場合は、操縦可能支持体３
２はそれでも、有用な角度範囲にわたって位置決め可能であるが、かかる共平面
は、この範囲にわたる運動期間中は、旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’
、および２５’’’のうちの全てについては存在し得ない。

【００３６】 かかる下方向運動が一方では図９および図１０において発生し、他方で図１１
および図１２において発生した各垂直平面に対して中間位置にある各垂直平面に
おいて下向きの、操縦可能支持体３２の、図６から図７Ｂにおいてそれについて
示された垂直位置を起点とした運動は、図１１および図１２に関連する垂直平面
における運動に関して前述した、旋回リンクと旋回ホルダー部材との組み合わせ
対応する中間配置を生じる結果となる。すなわち、操縦可能支持体３２について
の下方向運動の垂直平面の選択が図１１および図１２に関連する平面から図９お
よび図１０に関与する平面に向けて移動すると、或いは、図１２において示され
た位置にある操縦可能支持体３２が図１０に示された位置に向けて直接移動する
と、旋回ホルダー部材２５’’とそこに接続される旋回リンク２０’’および３
０’’の端部との組み合わせは、回転した下方向位置に留まるが、旋回ホルダー
部材２５’’’とそこに連結された旋回リンク２０’’’および３０’’’の端
部との組み合わせは、増進的に上昇する。移動するように方向づけられたような
操縦可能支持体３２が図１０においてそれについて示された位置に到達する点に
おいて、旋回ホルダー部材２５’’’とそこに接続される旋回リンク２０’’’
および３０’’’の端部とに関与する後者の組み合わせは、図１０に示されたそ
れについての十分な上向き位置に到達する。同様の結果は、基部支持体１２の周
囲に位置決めされた操縦可能支持体３２の下向き運動の他方の各垂直平面の全て
について、発生する。

【００３７】 角度２８、２８’、２８’’、および２８’’’が互いに均等になり、かつ、
旋回ホルダー部材の共平面について対称となるように選択されたとしても、その
均等な角度値についての異なる選択肢は、ジョイントまたはマニピュレータ１０
のその程度に限っての能力と、操縦可能支持体３２の運動の角度範囲とに影響を
及ぼす。従って、各角度についての相対的により小さいほうの値で、但し、図１
から図１２に示された各具体例において行われた４５゜の選択などの、各々につ
いては均一である値は、相対的に大きいほうの直径円を生じる結果となるが、こ
の円に関して、旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’は
、それらが操縦可能支持体３２の各対応位置について存在する共平面に位置決め
され得る。他方で、より小さい角度は一般に、操縦可能支持体３２についての動
作の、より大きい角度範囲を与える傾向を有するが、その理由は、旋回ホルダー
部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’への回転結合部付近の上部複数
の旋回リンクの各部材３０、３０’、３０’’、および３０’’’の接近統合、
または、干渉は、各リンクがその支持の初期垂直位置では、互いからより遠くに
あるために、支持体３２のより大きい角度位置範囲にわたって回避されからであ
る。

【００３８】 一般に、正反対の状況は、９０゜という選択肢、またはさらに大きな１２０゜
などと、相対的に大きい、均等な角度の各選択肢について発生する。かかる選択
肢は、相対的により小さい直径の円を生じるが、この円に関して、旋回ホルダー
部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’は、操縦可能支持体３２の各対
応位置について各ホルダー部材が共有する共平面に位置決めされ得るが、各構造
的部材間の干渉は、操縦可能支持体３２の遥かに小さい運動について発生して、
それにより、操縦可能支持体３２が動作し得る角度範囲を、図１０および図１２
に示される具体例においてマニピュレータ１０が到達し得るように、水平面の下
方の角位置に到達し得るように制限するのは元より、水平面の十分上方で、適性
な角度広さににあるように制限する。

【００３９】 操縦可能支持体３２の角動作範囲または位置決めを増大させる際の更なる補佐
は、上部複数の旋回リンクから１つの旋回リンクと、その対応する旋回ホルダー
部材と１つの対応する下部旋回リンクとを除去し、かつ、各支持体について、残
余のリンクおよび部材を対称的に再度位置決めすることである。マニピュレータ
１０から幾つかのかかる構成要素を除去すると、結果としてより数少ないかかる
構成要素がそこに残留して、互いに干渉するが、これは、操縦可能支持体３２が
利用できる運動または位置決めの範囲を増大させる傾向を有するのが、一般的で
ある。かかる数を減らした旋回ホルダー部材と、上部旋回リンクおよび下部旋回
リンクとの組み合わせの一例が、図１３、図１４、および、図１５に示される。
この具体例では、上部複数の旋回リンクのうちの丁度３つの旋回リンクが存在し
、同様に、下部複数の旋回リンクのうちの丁度３つの旋回リンクが存在する。

【００４０】 奇数個の上部複数旋回リンクおよび下部複数旋回リンク旋回リンクは、支持体
３２および１２の周囲で、それらに回転自在に連結された状態で、均一な角度分
離で分布するが、上記各図に示される３つの旋回ホルダー部材ジョイントまたは
マニピュレータ１０に関して直交する軸の対が存在しない結果となるが、それら
各軸に沿って、図１から図１２に示されたように、上部複数旋回リンクおよび下
部複数旋回リンクについて４つの旋回リンクを有する具体例に関して可能であっ
たように、制御力の付与は、マニピュレータの制御を完了する。たとえ、旋回ホ
ルダー部材と２つの接続した旋回リンクとの１つの組み合わせが移動させられて
、他の組み合わせのうちの１つの同様の軸対に直交する２つの支持体に関して２
つのリンクの回転軸を有するようにして、３つ全ての間の角度がもはや均等でな
いようにしたとしても、各軸の直交したセットに沿った制御力の付与は、完全な
制御を供与するのに適切なほど提供するには、不充分となる。いずれの状況につ
いてであれ、好適な角度範囲にあるいずれかの地点で操縦可能支持体３２の回転
運動の操縦可能中心を移動させるのに十分な制御が存在するとしても、操縦可能
支持体３２の頂部表面または出力表面の所望配向をも維持するには、不充分な制
御が存在するようになる。たとえ、異なる角度関係が、基部支持体１２に連結さ
れた状態で下位旋回リンクの各回転軸間で採用されるよりもむしろ、操縦可能支
持体３２に連結された状態で上位旋回リンクの各回転軸間で採用されたとしても
、かかる動作能力、および、制御に関するかかる制限が存在するのが、普通であ
る。

【００４１】 従って、第３の電気モータ３５が、図１３、図１４、および図１５に示される
具体例に追加されるが、というのも、そこにおける所望位置への到達および維持
動作の良好な安定に関して十分可能な角度範囲にわたる、出力支持体または操縦
可能支持体３２の位置決め処理を可能にするには、３つの電気モータ、または、
対応する駆動トレインを介して作動する、ある種の３つの力付与手段が必要であ
るからである。図１から図１２に示された具体例について使用されてきたのと、
同一参照番号が図１３、図１４、および図１５に示される具体例に関連して採用
されるが、先の具体例における３つのプライム記号（’’’）を含む参照番号を
有する構成要素は、図１３、図１４、および図１５からは省かれている。

【００４２】 図１４でわかるように、電気モータ１６の旋回リンク２０への直接接続は、図
１から図４のシステムについて行われているのと、図１３、図１４、および図１
５のシステムについてのものとが同一である。この同一のモータ荷重接続システ
ムは、クランクアーム１９が図１４に示されたモータおよびリンクに対して接続
されているのと同様に、モータおよびリンクに関して同一位置において追加クラ
ンクアーム３６を使用することにより、旋回リンク２０’’へ電気モータ３５を
直接接続する際に、採用される。下部複数の旋回リンク２０、２０’、および２
０’’のうちの各々は、対応する各電気モータに直接接続されるのに加えて、支
持体に付着されたピン２２、２２’、および２２’’により基部支持体１２にも
回転可能に接続されて、これらの旋回アームがそれを中心として、図１４に見ら
れるベアリング組２３以外は、見えない各ベアリング上で回転するのを許容する
。また、ピンよりもむしろ、旋回スクリューが代わりに使用され得るが、いずれ
の場合にせよ、旋回スクリューまたはピン２２、２２’、および２２’’は基部
支持体１２に装着され、軸を中心としてベアリング上を回転する旋回リンクにつ
いての回転の軸は、ピンまたは旋回スクリューの長い軸に沿って延びる。これら
ピンまたは旋回スクリュー２２、２２’、および２２’’はまた、基部支持体１
２に装着されて、その結果、基部支持体１２を形成する頭端を切り落とした円筒
型外殻の半径方向対称の軸（回転運動の基部中心）において、上記回転軸が互い
に交差するが、上記各回転軸の間には均等な角度が存在し、ここでは１２０゜で
ある。

【００４３】 同様に、ピンまたは旋回スクリュー２９、２９’、および２９’’は旋回リン
ク３０、３０’、および３０’’を操縦可能支持体３２に回転可能に接続する際
に使用されるが、ピンまたは旋回スクリューを中心とする旋回リンクの回転の軸
は、かかるピンまたは旋回スクリューの長軸に沿って延びる。これらの軸はまた
、１２０゜という均等な角度だけ分離され、かつ、操縦可能支持体３２として働
く頭端を切り落とした円筒型外殻の半径方向対称の軸（回転運動の操縦可能中心
）において交差する。

【００４４】 下部複数の旋回リンク２０、２０’、２０’’、および２０’’’の、基部支
持体１２ならびに旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’
への回転結合部と、上部複数の旋回リンク３０、３０’、３０’’、および３０
’’’の、上記同一旋回ホルダー部材ならびに操縦支持体３２への回転結合部と
は、各事例について、ピンまたは旋回スクリューのいずれかに基づいて設けられ
るものとして、先に説明された。かかる回転結合部は、ベアリング上を、または
ブッシング上も可能だが、ピンまたは旋回スクリューの周囲を旋回可能な状態で
、或いは、場合によっては、多分、何らかの潤滑剤を間に付与して、ピン表面ま
たは旋回スクリュー表面に直接抗して旋回リンク表面を置いた状態で完了された
ものと、図示されている。しかし、かかる回転結合配置は、唯一の可能例ではな
い。別な可能例は、そこに２つの側部部材を備えた蝶番を使用して、互いに関し
て回転し得る構成要素に付着させ、上記側部部材が、分離構成要素となり得る、
または、各部材の一方と一体になり得る蝶番ピンにより、互いに回転可能に結合
された状態にする。ジョイントまたはマニピュレータ１０における蝶番の使用で
、蝶番の一方側部部材が問題の旋回リンクに付着させられ、またはそれと一体に
され、また、蝶番の他方側部部材が基部支持体１２、旋回ホルダー部材２５、２
５’、２５’’、および２５’’’、または、操縦可能支持体３２のいずれかに
、適切なように、付着され、または、それと一体にされる。ジョイントまたはマ
ニピュレータ１０のかかる他の部材に旋回リンクを組み入れるために使用される
蝶番の側部部材の付着または一体化については、蝶番は、結果的に蝶番ピンが、
上述の回転結合の先の形態を呈するピンまたは旋回スクリューを通して延在する
回転軸と同一軸に沿って位置決めされるように、配置される。

【００４５】 蝶番装着した回転結合についての別な可能例は、いわゆる「リビングヒンジ」
の使用であり、この場合、蝶番の２つの側部は、一緒に蝶番装着される２つの対
応する構造的部材のうちの一方と、各々、一体にされて、蝶番側部のそれらへの
付着を完了し、また、蝶番ピンは、分離ピンによるよりはむしろ、上記２つの対
応する構造的部材間で連続的に延在する、蝶番を形成する材料の薄片部により、
設けられる。かかる「リビングヒンジ」構造を具体化するジョイントまたはマニ
ピュレータ１０は、図１６Ａに示される。同図では、先に挙げたジョイント例ま
たはマニピュレータ例における同様の目的の構成要素と同一目的を有する各構造
は、先の具体例において使用されたのと同一参照番号がここでも維持された。こ
のことは、先の具体例で使用したピンまたは旋回スクリューの代わりの、図１６
Ａのシステムにおける「リビングヒンジ」の使用のために、先の具体例で使用し
た類似目的構成要素と比較して、図１６Ａで使用する構造的部材に重要な構造的
差異が存在するとしても、同様である。

【００４６】 従って、出力シャフト１５’’’は、やはり図１６Ａに示していない線形アク
チュエータから伸びるが（恐らく、その一方端が、図１６Ａには示していない搭
載配置上に搭載される）、旋回リンクを基部支持体１２に接続する「リビングヒ
ンジ」２２’を中心とした旋回リンク２０’を回転させるために使用される。同
一の態様で、出力シャフト１６’’’は、図１６では見えない線形アクチュエー
タから延びるが、旋回リンク２０を基部支持体１２に接続する「リビングヒンジ
」２２を中心として同旋回リンク２０を回転させるために使用される。上記「リ
ビングヒンジ」は、前述の具体例においては、対応するピンまたは旋回スクリュ
ー２２’および２２に置き換わる。かかる「リビングヒンジ」はまた、基部支持
体１２に旋回リンク２０’’および２０’’’を接続して、それを中心として回
転するように、図１６Ａの構造に設けられ、但し、同図では蝶番は見えない。図
１から図１５における先の具体例で使用されるピンまたは旋回スクリューの代わ
りに設けられた他の「リビングヒンジ」は、先の具体例におけるかかるピンまた
は旋回スクリューのために使用された図１６Ａの参照番号で示される。

【００４７】 認知し得るように、下部複数の旋回リンク２０、２０’、２０’’、および２
０’’’は拡張した平坦シートとして形成されるが、強度を得るために、概ね中
央のリッジがそこに打ち出される。補強用のかかる畝の代替例は、シートの残余
に関して相当な角度で屈曲させたリンクの長い側面に沿った端縁フランジか、ま
たは、リンクシートの中心に付着させた剛性裏打ちストリップなどがある。上部
複数の旋回リンク３０、３０’、３０’’、および３０’’’のうちの各々は、
同一態様で設けられる。旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５
’’’もまた、平坦シート部分として設けられる。基部支持体１２および操縦可
能支持体３２は、各アームが９０゜離れて、かつ、概ね同一長さである状態で、
各々が４アーム十字型部材に付着させられた、頭端を切り落とした円筒型外殻部
として提供されて、円筒型外殻部は、上記アームが互いに交差する領域に付着さ
れる。

【００４８】 上部複数旋回リンクおよび下部複数旋回リンクの構造と、旋回ホルダー部材と
、それらの間に在って、図１６Ａの構造においてピンまたは旋回スクリューの代
わりに使用される「リビングヒンジ」とは、構造が相対的に廉価に形成できる。
１つの可能例は、ジョイントまたはマニピュレータ１０の上半分および下半分の
スタンピング、カッティング、または、モールディングであり、この場合、分割
線は旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’これらに共通
する水平平面は、対応する「リビングヒンジ」によりそこに回転自在に装着され
た、交線である。次に、そのように形成されたかかる各半分が組み立てられて、
選択した材料が溶接可能材料であれば、各旋回ホルダー部材の２つの半分体を一
緒に単に溶接することにより、または、材料がポリマーまたは、粘着により好適
に接合する何か他の材料である場合は、各旋回ホルダー部材の２つの側を一緒に
粘着させることにより、図１６Ａにおけるジョイントまたはマニピュレータ１０
の構造にし得る。分割線が共通水平平面にある代わりに、分割がリビングヒンジ
において行われ、また、蝶番が一方向に屈曲可能となるのと同程度に他方向にも
屈曲可能とされる場合は、同一の上半分と下半分は、組み立てたマニピュレータ
において使用する異なる構成要素の数を減じるようにし得る。更なる可能例は３
次元鋳造の提供であり、一回のモールディング過程のうちに完全な実体として、
図１６Ａのジョイントまたはマニピュレータ１０を形成する（大半の事例では線
形アクチュエータを例外とする）。

【００４９】 ジョイントまたはマニピュレータ１０についての、図１６Ａにおける、結果と
して得られる構造は、「リビングヒンジ」２２および２２’により、旋回リンク
がそれぞれに回転自在に接続される対象となる基部支持体１２の対応部分につい
て選択した回転位置へと旋回リンク２０または２０’を強制することにより、広
い角度範囲にわたり、そのどこかの地点に操縦可能支持体３２を位置決めするた
めに使用し得る。かかるジョイントまたはマニピュレータ１０の性能は、構造部
材が、とりわけ、そこで使用される「リビングヒンジ」が、バッチごとに同一特
性を呈するばかりか、厳密なレーザ切断技術の使用などにより作製される各ユニ
ットにおいて、バッチごとに本質的に同一の寸法を綿密に維持する材料で注意深
く作製される場合は、全く反復可能となり得る。これに加えて、ジョイントまた
はマニピュレータ１０は、全てレーザの使用により半分体を切断してリビングヒ
ンジを形成するような上記方法を利用することにより、過度に小さくし得る。

【００５０】 更なる可能例は、蝶番の屈曲の度合いをそこに熱を付与することにより制御す
るように、溶着式抵抗ヒータなどの、ヒーターを蝶番において用いて、図１６Ａ
のジョイントまたはマニピュレータ１０のために（または、少なくとも「リビン
グヒンジ」のために）形状記憶合金を使用することである。好適な形状記憶合金
は、合金ＮＩＴＩＮＯＬを含め、ニッケル−チタン合金系などの熱弾性マルテン
サイト合金系から成る。

【００５１】 これに加えて、かかるジョイントまたはマニピュレータは、かかる上部複数旋
回リンクおよび下部複数旋回リンクが、図１から図１６Ａに記載されたような３
つのリンクと４つのリンクの両方の代替的用途を含む先の具体例で例示したよう
に、対応数の旋回ホルダー部材と共に、上部複数の旋回リンクと下部複数の旋回
リンクのうちの代替数の各々を利用して、形成し得る。しかしながら、上部複数
の旋回アームと下部複数の旋回アームの各々のうち、可能な数の旋回アームは、
先に与えた具体例に示された上記代替の数に限定される訳ではない。これは、任
意で、上部複数の旋回リンクと下部複数の旋回リンクにおいて８個の旋回リンク
が使用される、図１６Ｂに示した更なる具体例により、提示される。基部支持体
１２および操作可能支持体３２は、図１６Ｂにおけるジョイントまたはマニピュ
レータ１０についての構造的配置中に示されるが、上部複数の旋回リンクと下部
複数の旋回リンクの各々のうちの８個全てについて、また、先の具体例に明確に
対応した観点における８個の旋回ホルダー部材について、別個の参照番号が提供
されている訳ではない。

【００５２】 ジョイントまたはマニピュレータ１０の小型の凹凸化した（ｒｕｇｇｅｄｉｚ
ｅｄ）バージョンが図１７に示されるが、ここでは、「リビングヒンジ」、ピン
または旋回スクリュー、上述のような、ベアリングまたはブッシングを備えた、
もしくは備えていない後者の２つは、クレビス配置またはシャックル配置におい
て使用され、上述のような旋回ホルダー部材は、ヨーク配置で使用されて、先の
図面で使用された各々についての参照番号を使用した、下部複数の旋回リンク２
０、２０’、２０’’、および２０’’’の端部と上部複数の旋回リンク３０、
３０’、３０’’、および３０’’’の端部をそこに回転自在に固着する。かか
る配置が結果として生じるシャフトは、その周囲を、対応する旋回リンク端部が
回転するが、先に示したように、支持体またはホルダーの一方端だけにおけるよ
りはむしろ、支持体またはホルダーにおけるその適性位置における両端で支持さ
れる。上記旋回リンクは、図１７では、２０ｂｃ、２０ｂｃ’、２０ｂｃ’’、
および２０ｂｃ’’’、ならびに、３０ｂｃ、３０ｂｃ’、３０ｂｃ’’、およ
び３０ｂｃ’’’と、それぞれに、参照番号をつけ直される。支持体の主要本体
の両側から延びる、４つの外方向および上方向（支持体１２ｃ）拡張アームまた
は下方向（支持体３２ｃ）拡張アームを備えることにより修正されているという
観点では、先の各図の基部支持体１２は、１２ｃと参照番号を付け直されており
、先の各図の操縦可能支持体３２は、３２ｃと参照番号を付け直されている。そ
れにより、上記拡張アームは各々が、対応する主要支持本体とそれ自体との間に
Ｕ字型空間を形成して、旋回リンクの端部をそこに回転自在に収容するが、同旋
回リンクはそこで、アームおよびリンク端部を通って主要本体内へと延びるピン
の使用により固着され、リンクが軸中心に回転できるようにする。

【００５３】 先の各図の旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’は、
図１７において２５ｙ、２５ｙ’、２５ｙ’’、および２５ｙ’’’と参照番号
を付け直されているが、これらは、各々が１対のクレビス部材をそこに有するヨ
ークへと変成されて、各々について２つのＵ字型空間を設けて、各旋回リンク間
のクレビス部分とリンク端部を通して延びるピンの使用によってもまた、旋回リ
ンクの残留端部を上記空間で回転自在に収容し、リンクが軸中心に回転し得るよ
うにする。図示の配置では、極めて小さい各旋回ホルダーがジョイント１０から
離れて、そこに保持される対応する旋回リンク端部の外部で延びて、上記ホルダ
ーを含む平面の方向へと小型ジョイントを設ける。その平面に直交する方向への
ジョイント１０の延びの収縮も、図８に示されるように、旋回リンクを屈曲させ
ることにより、達成される。

【００５４】 上述のように、図１７に先行する各図における旋回ホルダー部材２５、２５’
、２５’’、および２５’’’（または、上部複数のリンクおよび下部複数のリ
ンクのうちの３つのリンクの状況における、２５、２５’、および２５’’だけ
）は、ジョイントまたはマニピュレータ１０の少なくとも大半の構成においては
、操縦可能支持体３２の運動の期間中には、共平面に留まる。更に、上記構成の
大半において、上記旋回ホルダー部材はまた本質的に、実質的に一定の直径を備
える共平面にある或る円の上にのみ存在する。上記特徴のために、旋回ホルダー
部材は、図１から図１７と関連して先に説明した具体例でわかるように、互いの
間の直接相互接続が無いというのとは相反するような程度まで、互いに連結し得
る。従って、図１８は、先に説明し、かつ、図１から図１２において多様な構成
で示したように、ジョイントまたはマニピュレータ１０の丁度、下半分を示して
いる。しかし、ここでは、先の具体例の構成と比較して幾分異なる構成の、４つ
の旋回ホルダー部材４５、４５’、４５’’、および４５’’’が設けられ、そ
の差異は、旋回リンクが回転自在に連結された部材の側面から離れて、その外側
から延びるタブが存在していることである。各タブは、旋回ホルダー部材２５、
２５’、２５’’、および２５’’’の中間共平面に沿って外方向に延びる。図
１８の簡易化マニピュレータ１０’に示される構成要素は、そこでは、類似する
性質の、図１から図１２の構造における構成要素について使用されるものと同一
である、参照番号を有している。

【００５５】 上記旋回ホルダー部材上の各タブは、リング４７におけるスロット４６に嵌入
し、それにより、ある程度まで、旋回ホルダー部材を互いに連結する。旋回ホル
ダー４５、４５’、４５’’、および４５’’’の各々の上のタブは、スライダ
ーとしてタブが作用できるようにするように、硬化表面を有し得るか、または、
その上にスライダブッシングを設け得るか、もしくは、ボールベアリングをその
端部に捕獲して、スロット４６に嵌入するようにし得る。スロット４６にはブッ
シングインサートか、または、ボールベアリングが設けられて、そこで運動する
旋回ホルダー部材上のタブの摩擦を更に低減し得る。図１８に示されるようなリ
ング４６の供与は、そこに示される、簡易化した形態のジョイントまたはマニピ
ュレータ１０’に、剛性と強度の両方を付与する。

【００５６】 リング４６の存在は、ジョイントまたはマニピュレータ１０’に関して他の構
造を設けることを可能にするが、というのも、ユーザが望むならば、プラットフ
ォームをリングに渡して支持し得るからである。図１９に示されるような１つの
かかる可能例は、かかるプラットフォーム４８の設置を採用して、別なかかる簡
易化したマニピュレータ１０’をその上で支持し、かかる簡易化したマニピュレ
ータの積載を許容することである。これは、単一の簡易化したマニピュレータ１
０’からそれ自体で利用できる角運動よりも大きい角運動を可能にする状態で、
配向したプラットフォームを設けるための、代替の方法を提示している。図１８
に提示された参照番号は、図１９において全て反復される訳ではなく、図１８を
参照すると、図１９に示される積載マニピュレータにおける構成要素の本質を明
瞭にする。

【００５７】 かかるバンディング（ｂａｎｄｉｎｇ）リング構成も、勿論、旋回ホルダー部
材に、その外側側面で、かかる包囲リングのスロット内へと延びて、剛性と強度
を添加するタブを設ける限りにおいては、図１から図１５に関連して説明した種
類の全ジョイントまたはマニピュレータ１０について、提供し得る。しかし、リ
ング上方の操縦可能支持体３２と共に、上部複数の旋回リンク３０、３０’、３
０’’、および３０’’’が存在するために、リング上に支持されるプラットフ
ォームを設ける処理に干渉し得るが、別な代替例が図２０に示される。ここでは
、アーム５６、５６’、５６’’、および５６’’’は、対応する旋回ホルダー
部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’における開口部２６、２６’、
２６’’、および２６’’’の対応するものに装着される。アーム５６、５６’
、５６’’、および５６’’’の両端は、各々が、内部プラットフォーム５８に
おけるスロット５７に嵌入する。支持アーム５６、５６’、５６’’、および５
６’’’は、旋回ホルダー部材のうちの対応するものに装着されて、支持プラッ
トフォーム５８における上記部材の各々に回転自在に連結される２つの旋回リン
クの回転軸の間の角度を二分し、すなわち、共通の中間平面に沿って延びる。こ
のジョイント内部位置のプラットフォーム５８は、例えば、操縦可能支持体３２
における開口部３１を通って作動する追加の機械機材を支持するか、または、支
持体３２における同一開口部を通して作動する電子システムまたは光学システム
を支持するように、利用可能である。

【００５８】 代替例として、支持アーム５６、５６’、５６’’、および５６’’’は、そ
の内部端部が頭端を切り落とした円筒型外殻として形成されて、アームが十分な
長さを備え、かつ、場合によっては、共平面から十分な分離状態にあり、それら
が互いの上に積載可能となって、各々の半径方向対称の軸が他のものと整列状態
になるようにし得る。かかる各アーム外殻の中央開口部を通るロッドまたはピン
は、共通軸に沿ってそれらを一緒に保持して、マニピュレータに追加の強度およ
び剛性をも供与する。また、ベアリングまたはブッシングは、摩擦を減じるよう
に、外殻とピンとの間に設け得る。

【００５９】 図１から図１５に示されるようなジョイントまたはマニピュレータ１０はまた
、図１８の簡易化したジョイントまたはマニピュレータ１０’が図１９において
積載されたのと全く同一の態様で、積載様式で反復し得る。したがって、図２１
において、１つのかかるジョイントまたはマニピュレータ１０は、互いの上に動
作可能に積載される。そうするうちに、下部マニピュレータの操縦可能支持体３
２は、３２および１２’と指定される共通の円筒型外殻を形成することにより、
上部マニピュレータの基部支持体と組み合わされるが、３１および１３’と指定
されたこの外殻を通って延びる開口部が存在する。下部セクターギア６５は、ピ
ンまたは旋回スクリュー２９’により下部マニピュレータの旋回リンク３０’に
装着され、別な下部セクターギア６６は、ピンまたは旋回スクリュー２９により
旋回リンク３０に装着される。同様に、１対の上部セクターギア６５’および６
６’は、上部マニピュレータについての下部複数旋回リンクの各々のうちの２つ
に装着され、その各々が、下部セクターギア６５および６６のうちの対応する１
つに係合する。

【００６０】 従って、このマニピュレータにおいて下部複数旋回リンクのうちの各々を回転
させる力付与手段に応じて、下部マニピュレータの旋回リンク３０および３０’
を回転させると、結果として、下部セクターギア６５および６６の回転をそれぞ
れ生じ、そのため、各上部セクターギアが装着される上部マニピュレータの下部
複数の旋回アームと共に、上部セクターギア６５’および６６’の回転をそれぞ
れに生じる。かかる回転は、図２１における上部マニピュレータの出力構造３２
’を強制して、対応して移動させる結果となる。上部マニピュレータにおける構
成要素の大半は、それらの本質が図２１における下部マニピュレータにおける類
似構成要素を考慮することから、また、図１から図１２のマニピュレータに関連
する類似構成要素の説明を参考にすることから容易に得られるので、ここでは参
照番号が与えられていない。

【００６１】 図１から図１２に示される類似マニピュレータと比較した場合の、図２１に示
されるシステムの更なる変更点は、図１から図１２の具体例で使用した、直接接
続した、および、間接接続した電気モータのための線形アクチュエータの代用で
ある。これら線形アクチュエータは、各事例においてクレビスおよびピンの使用
により、その一方端において搭載配置１１に回転自在に結合され、その他方端に
おいて、図２１の下部マニピュレータにおける下部複数の旋回リンクの各々のう
ちの対応する１つに、回転自在に結合される。これら線形アクチュエータのうち
の２つは、図１６のシステムにおいて各参照番号を保有する２つの線形アクチュ
エータの使用に従って、１５’’’および１６’’’と番号明示されている。し
かし、ここでは、２つの更なる線形アクチュエータはまた、この下部マニピュレ
ータにおける下部複数の線形リンクのうちの２つの残余のものを作動させるため
にも、使用される。上記２つの他の線形アクチュエータは、図１３のシステムに
関連して使用される追加のモータアクチュエータについて、参照番号３５に従っ
て、３５’および３５’’と指定されている。

【００６２】 図１から図１２におけるジョイントまたはマニピュレータ１０の各具体例に関
連して、線形アクチュエータの使用について、一変形例が図２２に示される。主
たる搭載配置基部１１’は、そこからマニピュレータ１０の基部支持体１２まで
、上方向に延びる、中空支持シャフト１１’’を支持するが、このシャフトは、
スロットを設けたボール１１’’’により２つのセクションに分割され、この２
つのセクションは、支持体１２まで垂直方向に延びるように、このスロットを設
けたボールの両側に付着される。これら２つのセクションはまた、ボール１１’
’’におけるスロット７２を貫通して、ボールの外部表面を越えて延びる、第２
の一般に縦走方向のシャフト７１に、略直交して延びるが、スロット７２は一般
に、シャフト７１の方向に沿って開放状態にある。シャフト７１は、スロット７
２で、支持シャフト１１’’の延在部に直交して配向されるシャフトの中間直径
を通って延びる、ボール１１’’’に装着されるピンを中心として、前後に回転
し得る。ボール外側表面を越えて延びるシャフト７１の各端部の各部分は、リン
グ７４の上半分における開口部中でベアリングに挿入されることにより、ベアリ
ング界面７３上方で支持されて、この上半分に回転自在に接続される。典型的に
は、リング７４の上半分は、その下半分により支持されて、その上半分は、下半
分に関して界面７３においてベアリング上で回転し得る。スロット７２をバイパ
スし、かつ、シャフト１１’’の各セクションに合流するスロットを設けたボー
ル１１’’’における通路は、搭載配置基部１１’から基部支持体１２における
開口部１３に至る完全な通路を可能にする。

【００６３】 下部複数の旋回リンク２０、２０’、２０’’、および２０’’’の各々は、
ソケット７５がそこに接続される。リング７４の頂部表面はまた、対応するソケ
ット７６がそこに接続される。接続ロッド７７は、その各端部においてボールを
備えるが、リング７４の表面上のソケット７６のうちの対応する１つと、マニピ
ュレータ１０における下部複数の旋回リンクのうちの対応する１つに接続される
ソケット７５との間で延在し、各ロッドの各端部の上のボールは、対応するソケ
ットに嵌入する。従って、リング７４の上部表面を傾斜させると、下部複数の旋
回リンク２０、２０’、２０’’、および２０’’’のうちの各々への押し動作
と、引き動作を生じるようになり、所望される通りに、操縦可能支持体３２の位
置を変化させる結果となる。

【００６４】 リング７４の上部表面のこの傾斜は、そこに回転自在に結合される縦走シャフ
ト７１を中心として、リング７４を前後に傾斜させることにより、また、シャフ
ト中間ピンを中心として、リング７４および縦走シャフト７１を前後に傾斜させ
ることにより、全て、搭載配置主要基部１１’に回転自在に連結される線形アク
チュエータ１５’’’および１６’’’の出力シャフトの伸張および引き込みに
より、達成し得る。線形アクチュエータ１５’’’および１６’’’の出力シャ
フトは、各々、ソケット７８がそこに接続され、対応する各ソケットはリング７
４の底部表面に接続されるが、図２２の描画では見えない。接続ロッド７９は、
その各端部にボールを備えるが、線形アクチュエータの各々の出力シャフト上の
対応するソケットと、リング７４の底部表面上の対応する各ソケットとの間で延
在し、端部ボールは対応するソケットに嵌入する。従って、線形アクチュエータ
１５’’’および１６’’’の各シャフトの伸張動作と引込み動作は、所望の方
向にプレート７４を傾斜させて、ユーザが望むように、マニピュレータ１０にお
ける操縦可能支持体３２の位置を変化させる結果となる。

【００６５】 これに加えて、シャフト１１’’は、搭載配置主要基部１１’内部で回転し、
それにより、線形アクチュエータ１５’’’および１６’’’に、または、主要
基部１１’に回転を要求しなくても、ボール１１’’’とリング７４の上半分の
対応する回転により、マニピュレータ１０を回転させ得る。従って、マニピュレ
ータ１０の転回運動は、操縦可能支持体３２を位置決めするために、アクチュエ
ータ１５’’’および１６’’’により供与された傾斜力から切り離される。

【００６６】 ジョイントまたはマニピュレータ１０に操作力を供与して、その選択した各部
を位置決めする更なる可能性が、図２３に示される。先の具体例で使用されて、
下部複数の旋回リンクの各々を操作するための電気モータと線形アクチュエータ
は、先例では、それらは搭載配置１１により直接支持され、多分、同時にその搭
載配置を通って延びるが、ここでは、完全に省かれている。むしろ、２つの電気
モータ１５^IVおよび１６^IVは、各々、対応する旋回ホルダー２５および２５’の
代わりにマニピュレータ１０に存在している、１対の修正型旋回ホルダー８５お
よび８５’のうちの対応する一方の上に搭載される。図２３に示される他の構成
要素は、図１から図１２の具体例で示される同一性質の構成要素と、同一参照番
号を有する。

【００６７】 旋回リンク２０および３０の各部分とともに、電気モータ１６^IVおよび旋回ホ
ルダー部材８５の断片図は、その一部が断面で示される図２４に例示される。そ
こに見られ得るように、モータ１６^IVの回転子シャフトは、モータの回転子から
旋回ホール部材８５、および、そこに包含される１組のベアリング８６を通って
延び、旋回リンク３０に装着された状態で、ピンまたは旋回スクリュー２７の代
替物として働き、この回転子シャフトおよびピンは、図２４において８７と参照
番号をつけ直される。従って、先と同様に、旋回リンク３０が旋回保持部材２５
から延びるピン２７を中心として回転するよりはむしろ、モータ１６^IVが、旋回
部材８５に関して、その回転子の回転の程度により、旋回リンク３０の回転を方
向付ける。旋回ホルダー部材８５は、１対のスクリュー８８により、モータ１６ ^IV に組み立てられる。ピン２４は、図１から図１２に示される具体例において、
旋回ホルダー部材２５に装着されるのと丁度同様に、旋回ホルダー部材８５に装
着される。下部複数の旋回リンク２０は、図２４では破線形式で示され、また別
な１組のベアリング８９上で、ピン２４を中心として回転し得る。

【００６８】 電気モータ１６^IVの回転子シャフト８７の回転は、操縦可能支持体３２を強制
して、基部支持体１２における回転運動の基部回転中心の周囲を最初は回転させ
る結果となるが、それにより、旋回ホルダー部材２５’’’と、そこに回転自在
に連結される旋回リンク２０’’’および３０’’’の端部との組み合わせと共
に、旋回ホルダー部材８５’と、そこに回転自在に連結される旋回リンク２０’
および３０’の端部との組み合わせとを回転させる。一般に、モータ１５^IVの回
転子の回転は、旋回ホルダー部材８５と、そこに回転可能に連結される旋回リン
ク２０および３０の端部との組み合わせと、旋回ホルダー部材２５’’と、そこ
に回転可能に連結される旋回リンク２２’’および３０’’の端部との組み合わ
せとの回転を生じる結果となる。かかる回転は、モータ１５^IVおよび１６^IVの回
転子が単一で、または、協働して回転するのを引き起こすことにより、図１から
図１２に示される具体例においては操縦可能支持体３２に供与され得る、本質的
に全ての運動を操縦可能支持体３２に供与する結果となる。

【００６９】 図２３に示されるシステムの更なる変形例は、ジョイントまたはマニピュレー
タ１０を、搭載配置１１上に基部支持体１２が支持されることにより支持された
状態から、旋回ホルダー部材により支持体が支持される図２５に示される代替例
へと、変更することである。これは、更なる修正型旋回ホルダー部材８５’’’
を設けて、旋回ホルダー部材２５’’’をこの修正型旋回ホルダー部材と置換す
ることにより達成されるが、そこに設けることにより、修正部材が、主要搭載配
置プレート１１’上に支持されるシャフト１１’’上に搭載され得るようにする
。修正型基部支持体１２’’は、先のように、搭載配置１１により直接支持され
るよりはむしろ、図２５においては、シャフト１１’上に搭載されるマニピュレ
ータ１０の構造の残余の部分により支持され，それにより、基部支持体１２’’
が、システムのための出力構造になり得るようにする。すなわち、モータ１５^IV および１６^IVの回転子の回転は、搭載プレート１１’の回転と共に、支持体１２
’’上に搭載された更なる出力装置１２’’’が、搭載配置プレート１１’を包
囲する領域の上方のいずれかの地点に配置され得るようにすると共に、かかる選
択した位置における広い角度範囲のうちの任意の角度で装置１２’’’が提示さ
れ得るようにする。操縦可能支持体３２は、所望される通りに、装置１２’’’
の設置を調整する際に発生するどのような反応位置でも採り得る。

【００７０】 図２３に示されるシステムのまた別な変形例は、図２６に示されるような、異
なる種類のアクチュエータを利用して、そこの旋回ホルダー部材において原動力
を付与することに関与する。ここでは、線形アクチュエータ９０、９１、９２、
および９３は、各々、隣接する旋回ホルダー部材９５、９５’、９５’’、およ
び９５’’’に、およびそれらの間で、直接的に回転自在に接続される。線形ア
クチュエータ９０、９１、９２、および９３の最小の低減不能な長さは、２つの
隣接する旋回ホルダー部材の互いに向かって移動する量を制限し、そのため、操
縦可能支持体３２をこれらアクチュエータにより方向づけし得る角度範囲は小さ
いが、これらの線形アクチュエータの指示の下に、正確に選択可能な運動の角度
範囲を支持体が利用し得る。

【００７１】 操縦可能支持体３２についての、この角運動の限定範囲は、４つの線形アクチ
ュエータを含むが、その各々の一方端が基部１１に回転自在に搭載される別な変
形例に頼ることにより、増大し得る。その他方端は、１組の４つのケーブルのう
ちの対応する１つに接続されて、隣接する旋回ホルダー部材の各対間に回転自在
に接続される捕獲プーリーを介して、接続し得る。この配置により、アクチュエ
ータを他のものと協働状態で接続するための対応プーリーを選択的に引っ張り、
そして解放することによって、各線形アクチュエータが操縦可能支持体３２をそ
の角度範囲にわたって再び位置決めを可能にする。

【００７２】 先に記載された多様なバージョンのジョイントまたはマニピュレータ１０およ
び１０’は、全て、回転式か線形のいずれかの原動手段すなわちアクチュエータ
により作動されるように説明されているが、かかるジョイントはまた、相対的に
静止状態でも使用し得る。典型的な用途は、床机上のカメラ用位置決め自在支持
体としての用途であるが、かかる配置の表示は、図２７に提示される。搭載配置
１１は、基部支持体１２を支持する三脚床机基部として、提供される。

【００７３】 ジョイント１０は、図１から図１２の具体例におけるような、下部複数の旋回
リンクのうちの２つにモータ１５および１６が接続されるよりはむしろ、その代
わりに、１対のハンドル９６および９７が丸いシャフト上に嵌合され、それらシ
ャフトの各部が、ハンドルの反対側のその各端部上に、それ自体に沿ってねじ筋
を有し、旋回リンク２０および２０’における穴を通過して基部支持体１２にお
けるねじ加工穴（ピンまたは旋回スクリュー２２および２２’が存在していた）
に入るのに十分なだけの小さい直径を有する。各リンクの、かかる穴における厚
みに、基部支持体１２におけるねじ加工穴の深さの適切な端数を加えたものに等
しい、各シャフトの端部から内方向への長さの位置で、ショルダーが生じるが、
そこを越えて、シャフトは、各旋回リンクの穴の直径よりも大きい直径を有する
。従って、対応するハンドルが手で十分きつく締まるまで、旋回リンクはシャフ
トのより小さい直径部分を中心として回転可能であり、その結果、シャフト上の
ショルダーは、対応する旋回リンクを基部支持体１２に押しつけて、かかる締め
つけ時に存在し得るどのような位置においてであれ、それを有効にロックする。
ハンドルシャフトを中心としたリンクの回転の、或る対応した選択角度でハンド
ル９６および９７を手で締めることによって、下部複数の旋回リンクの各々のう
ちの２つをそのように捕獲することにより、操縦可能支持体３２は、写真を撮る
のに望ましい光景に向けて操縦可能な支持体３２上に搭載したカメラを方向づけ
るように、広い角度範囲にわたって、いずれかの方向を一時的に指し示した状態
で、固定的に位置決めし得る。

【００７４】 旋回リンクおよび旋回ホルダー部材と、基部および操縦可能支持体とは、例え
ば、図１から図１２におけるジョイントまたはマニピュレータ１０の多様な具体
例で使用されているが、更に可能な変更例では、流体または光などの導管として
役立てられる。図２８Ａは、図６から図７Ｂの具体例に由来するジョイントまた
はマニピュレータ１０の一部の複数部分の部分断面断片立面図であり、搭載配置
１１から、基部支持体１２、旋回リンク２０’、旋回ホルダー部材２５’、旋回
リンク３０’、および操縦可能支持体３２を通る流体の通過を可能にするために
、流体のための導管路が各部分でどのように形成可能であるかを例示する。図２
８Ｂは、図２８Ａに示される構造の一部の、旋回ホルダー２５’、旋回リンク３
０’、および、マニピュレータ支持体３２の断面頂面図相当物であり、各部材に
おける同一導管路の一部を例示する。旋回リンク２０’および３０’は、開放通
路を貫通して有する封鎖式ブッシング９８の周囲を回転し、ここでは、各リンク
は基部支持体１２、旋回ホルダー部材２５’、および、操縦可能支持体３２に旋
回可能に連結されることに、留意されたい。

【００７５】 図２９Ａは、図２８Ａに示されたものと同一マニピュレータ部の同一部分を通
る同一導管路の部分断面図でもある、同一断片立面図であるが、同経路は、流体
よりはむしろ、そこに沿って光ビームを伝達するのに好適とされる。これは、所
望の導管路を辿り続けるように、光が方向を変える必要がある各点に好適なミラ
ー９９を設けることにより、適合される。図２９Ｂは、図２８Ｂに示されるもの
と同一構造を含む同一光路の断面頂面図を提示する。

【００７６】 操縦可能支持体３２に関して、半径方向対称のそれ自体の軸に沿って、外方向
および内方向に移動し得る部材を設けるための基盤として、操縦可能支持体３２
上に更なる機械アクチュエータを搭載しなければならないよりはむしろ、ジョイ
ントまたはマニピュレータ１０は、支持体３２に、よって、その上に搭載される
どのような物にも、直接的にその能力を供与するように修正し得る。かかる修正
型ジョイントは、その斜視図である、図３０に示される。２つの主たる修正は、
図３０では、ジョイントまたはマニピュレータ１０に対して施されており、この
修正は、旋回ホルダー部材の各々において蝶番を設け、２つの更なるアクチュエ
ータを追加して、下部回転リンクの全てに、下部旋回リンクを回転させ得る対応
アクチュエータを設けることであり、同旋回リンクへは、基部支持体１２へのリ
ンクを回転可能に接続する、ピンまたは旋回スクリュー、もしくは、それ以外の
配置の周囲で、アクチュエータが接続される。図３１は、図３０に示されるジョ
イントまたはマニピュレータ１０のバージョンの立面図である。

【００７７】 先の各図の旋回ホルダー部材２５、２５’、２５’’、および２５’’’は、
図３０および図３１における対応する旋回ホルダー部材について、本質的に同一
参照番号を有するが、各事例の番号２５に後置される「ｈ」の追加は、蝶番装着
した部材であることを示す。先の各図における旋回ホルダー部材の穴２６、２６
’、２６’’、および２６’’’は、ここでは各々、それらを貫通する蝶番ピン
を有する部材の両蝶番部分を通る共通穴であり、そのため、上記各図では、２６
ｐ、２６ｐ’、２６ｐ’’、および２６ｐ’’’と参照番号を付け直されてる。
参照番号３５はまた、追加のアクチュエータのうちの１つについて使用されてお
り、アクチュエータ３５は、回転出力シャフトがクランクアーム３６にも接続さ
れた電気モータ（それについての制御系は例示されていない）として図示されて
おり、同アームが今度は、下部旋回リンク２０’’に接続される。更なるアクチ
ュエータが加わって、他のアクチュエータと同様に、支持体１４に存在する電気
モータ３７（それについてのどのような制御系も示されていない）として図示さ
れており、その回転可能出力シャフトは更なるクランクアーム３８に接続され、
同アームは下部旋回リンク２０’’’に接続される。

【００７８】 電気制御モータ１５、１６、３５、および３７の各々が、モータの背面から基
部支持体１２に向けて見た場合に、時計方向にその回転可能出力シャフトを作動
させる場合は、各かかる回転は、そこに接続される下部旋回リンクを時計方向に
も回転させて、その反対端は旋回ホルダー部材へと上方向に、基部１１から離れ
て、基部支持体１２の回転対称の軸に向けて、すなわち垂直方向に持ち上げられ
、その結果は図３２で見られる。今度は、これら下部旋回リンクの各々に回転自
在に接続された旋回ホルダー部材の蝶番部は、それを、旋回ホルダー部材の他方
蝶番部に回転可能に接続する蝶番ピンを中心として、一方向に回転するよう強制
される。下部旋回リンク端部と、接続した旋回ホルダー部材部との、付随する内
方向運動は、対応する上部旋回リンクへ回転可能に接続された部材の他方蝶番部
を、蝶番ピンを中心として反対方向に回転させ、かつ、各蝶番部分間の角度が増
大するにつれて、上方向に後者リンクを強制する。すなわち、角度の度合いと方
向の両方が互角となる下部旋回リンクの各モータによるかかる回転は、基部支持
体１２から離れる方向に、操縦可能支持体３２の半径方向対称の軸に沿って、操
縦可能支持体３２を移動させる結果となる。逆に、電気モータの各々が互角とな
る程度まで反時計方向に回転する場合は、旋回ホルダー部材蝶番部分間の角度が
減少するにつれて、操縦可能支持体３２は基部支持体１２に向けて、支持体の半
径方向対称軸に沿って移動する。

【００７９】 他方で、基部支持体１２の両側に、互いから横断して位置決めされる１対のモ
ータの各部材の、反対方向への互角の回転は、他方対のモータの回転が無ければ
、その方向に向けて操縦可能支持体３２が傾斜する結果となり、反時計方向に回
転する電気モータは、そこに接続され、回転していないモータのうちの１つの上
に存在するようになる、下部旋回リンクのホルダー接続端を移動させる。前に回
転していないモータに時計方向回転を付与すると、達成された傾斜角の著しい増
大を可能にし、操縦可能支持体３２の、半径方向対称のその軸に沿った、或る点
での伸張を減じるが、というのも、旋回ホルダー部材の各蝶番部分間の角度が、
およそ垂直位置に達する各旋回ホルダー部材間に干渉が発生する前は、それ程、
増大し得ないからである。

【００８０】 基部支持体１２の両側の、互いから横断して位置決めされる両モータ対の各部
材の反対方向への互角の回転は、操縦可能支持体３２の、半径方向対称のその軸
に沿った、制限された伸張がある場合は、反時計方向にも回転する、対を成す各
電気モータ間の中間で、或る方向に向けて操縦可能支持体３２を傾斜させる結果
となる。大きさが互角でないかかる回転は、対を成す各電気モータ間で、或る方
向に向けて操縦可能支持体３２を傾斜させる結果となるが、より大きい反時計方
向角度にわたって回転するモータ対に、より近接する反時計方向に回転する。垂
直平面からの、操縦可能支持体３２の上述の多様な傾斜については、以下に更に
後述する。勿論、操縦可能支持体３２の、半径方向対称のその軸に沿った、組み
合わさった傾斜運動、および、伸張運動または収縮運動は、選択した方向および
量で、各モータの出力シャフトの好適な回転により、提供され得る。

【００８１】 上部旋回リンク３０、３０’、３０’’、および３０’’’は、支持体３２お
よび１２の同一側の下部複数の旋回リンク２０、２０’、２０’’、および２０
’’’のうちの対応するものの上方で直接組立られ、図３０から図３２に示され
る。また、これは、上部旋回リンクが組み立てられて、対応する下部複数の旋回
リンクが回転自在に接続される基部支持体１２の側面とは反対にある、操縦可能
支持体３２の側面から延びるような配置である必要は無い。この後者の配置は、
そのように組み立てたジョイントまたはマニピュレータ１０の、図３３に示され
た平面図で見て取れる。

【００８２】 図３３に組み立てられているようなジョイントまたはマニピュレータ１０の３
つの図は、図３４、図３５、および図３６に示され、その各々は、操縦可能支持
体３２により達成される、異なる傾斜角を示す。図３４では、操縦可能支持体３
２は基部支持体１２から外方向に相対的に遠くに延び、モータ３５上方の垂直平
面からおよそ４５゜まで傾斜する。これは、モータ１５，１６、および３５は各
々、そこに接続される下部旋回リンクを反時計方向に回転させるが、モータ３７
は下部旋回リンク２０’’’を時計方向に回転させることを、必要とした。モー
タ１５、１６、および３５は各々が、そこに接続される下部旋回リンクを反時計
方向に、ほぼ垂直位置まで回転させ、それと共に、モータ３７が下部旋回リンク
２０’’’を時計方向に相対的に小さい角度まで回転させると、操縦可能支持体
３２は、かなりの距離を外方向に、回転対称のその軸に沿って、この傾斜角度で
伸張させる。その代わりに、モータ１５、１６、および３５が各々、そこに接続
される下部旋回リンクを反時計方向に、相対的に小さい角度まで回転させて、か
つ、モータ３７が下部旋回リンク２０’’’を時計方向に、相対的に大きい角度
まで回転させると、操縦可能支持体３２は、この同一傾斜角を達成し得るが、但
し、外方向の、回転対称のその軸に沿った延びは、遥かに少ない。

【００８３】 図３５は、モータ１５上方の垂直平面から９０゜を幾分か越えるまで回転した
操縦可能支持体３２を示す。これは、モータ１５、１６、および３７が、それら
が接続される下部旋回リンクを、反時計方向に概ね垂直位置まで回転させると共
に、モータ３５が、下部旋回リンク２０’’を時計方向に水平位置より下まで回
転させることにより、達成される。

【００８４】 図３６における状況は、操縦可能支持体３２を、垂直平面から９０゜を幾分か
越えるまで、モータ１５および１６の各々から約４５゜に配向された垂直平面に
沿って回転させる。この結果は、モータ１６および３７が下部旋回リンク２０お
よび２０’’’をそれぞれに、反時計方向に概ね垂直位置まで回転させると共に
、モータ１５および３５が、それに応じて、下部旋回リンク２０’および２０’
’’を、時計方向に水平位置より下まで回転させることにより、生じる。

【００８５】 基部支持体１２に関する、他の方位角位置は、垂直平面からの選択した角偏差
と共に、電気モータ１５、１６、３５、および３７の各々の回転の方向と量との
対応する組み合わせだけ、操縦可能支持体３２に供与し得る。ここではまた、基
部支持体１２からの操縦可能支持体３２の分離は、操縦可能支持体３２の回転対
称の軸が、基部支持体１２の回転対称の軸と整列状態にあるか、または、同軸に
関して相対的に小さい角度をなす場合には、相当に増大し得るが、各支持体間の
かかる分離増大の可能性が減じられるのは、支持体３２の傾斜角が、整列位置か
ら、各旋回リンク間の干渉の発生のためである相当により大きな各偏差値まで増
大した場合である。

【００８６】 図３０から図３６に明示されるジョイントまたはマニピュレータ１０の、操縦
可能支持体３２に利用できる傾斜角の範囲により規定される空間平面上ばかりか
、基部支持体１２に関して各半径方向へ互いからオフセットした異なる空間表面
をわたる角度について（少なくとも、垂直平面からそれ程遠くない垂直平面から
の角度で）、正確に移動する能力は、その出力端において、すなわち、操縦可能
支持体３２において、複雑な動作を行う能力のある機器を提供する。かかる機器
の用途としては、各構成要素をアセンブリへと組み立てること、多様な種類の表
層幾何学的形状により材料の表面を変えること、すなわち、テクスチャー変更行
為、または、外科手術的処置手順を実施することが、挙げられる。図３７Ａおよ
び３７Ｂは、かかる行為に着手する際に使用し得るジョイントまたはマニピュレ
ータ１０についての、支持および位置決め台座１００の一例を示す。台座１００
は回転可能な基部１０１を有し、ここでは、２つの電気モータ１０２および１０
３が、各自の回転自在シャフトが基部１０１内部で露出するように、支持される
。基部１０１のための回転機構は上記各図には示されていないが、ギアを回転シ
ャフト上に有するモータにより駆動される基部１０１の下部リム上に歯を設ける
こと等により、容易に提供される。

【００８７】 モータ１０２および１０３は、図示しない外部制御システムの制御下にあるが
、２つの独立して回転可能な拡張部１０４および１０５を作動させる、後述され
る機構を作動させるために使用される。１対のボス１０６および１０７は、基部
１０１の上部露出表面上に搭載され、それらの間に、拡張部１０４の円筒型ハウ
ジング部１０８を収容する空間を備える。円筒型ハウジング部１０８は１対の端
部シャフト１０９および１１０を有し、これらが、ボス１０６および１０７の開
口部内へと、それぞれに延びて、ボールベアリング配置またはブッシングにより
これら開口部内で支持された結果、端部シャフト１０９および１１０は、そこで
各ボスに関して相対的に自由に回転し得る。

【００８８】 拡張部１０４は、更に別な対のアーム１１１および１１２が、各々、ハウジン
グの対応端の付近で円筒型ハウジング部１０８に堅固に搭載されることにより、
互いから間隔を設けられる。拡張部１０５は円筒型ハウジング部１１３を有し、
１対の端部シャフト１１４および１１５が、各々、その対応端から延びる。端部
シャフト１１４および１１５は、各々が、ハウジング１０８の反対側のその各端
部においてアーム１１１および１１２の一方における対応開口部に嵌入し、各開
口部内でボールベアリングまたはブッシングにより支持されて、各アームに関し
て相対的に自由に回転し得る。基部１１は、拡張部１０５のアーム部１１６に堅
固に搭載される。厳密な操作状況で、基部１１は、補助基部支持体により、更に
支持されるように位置決めされ得る。かかる補助支持体１１’’は、頭部外科手
術状況については、患者の頭部に抗して更に安定した基部１１に位置決めされる
カップとして、破線形態で図示される。

【００８９】 軸中心に半径方向対称である端部シャフト１０９および１１０を通って延びる
軸を中心として拡張部１０４を回転させ、かつ、軸中心に半径方向対称である端
部シャフト１１４および１１５を通って伸びる軸を中心として拡張部１０５を回
転させる機構は、図３８Ａおよび図３８Ｂにより十分に示されるが、ここでは、
ハウジングおよび拡張部の各構造の幾つかが、取り外されている。円筒型ハウジ
ング１０８の回転は、ディスク１２０に接続されるモータ１０２の出力シャフト
の回転により、制御される。ディスク１２０は、ディスクの周辺部付近で、ピン
１２２により第１アクチュエータリンク１２１がそこに回転自在に接続される。
ディスク１２０はまた、ディスクの周辺部付近の別な点で、ボス１２３に装着さ
れる。更に別なアクチュエータリンク１２４は、ピン１２５を介して、ボス１２
３に回転自在に接続される。ボス１２３はディスク１２０から外方向への延在部
を有し、これは、ディスク１２０からアクチュエータリンク１２１の外側表面ま
での距離より長い。

【００９０】 アクチュエータリンク１２４の反対端は、円筒型ハウジング１０８の内部側面
１２６へと、見えないピンにより回転自在に接続され、その接続部は上記各図で
は見えないが、ハウジングの回転の軸まで、選択した距離で作製される。アクチ
ュエータリンク１２１の反対端はボス１２７に回転自在に接続され、同ボスは、
円筒型ハウジング１０８の側面１２６に別な位置でピン１２８により、ハウジン
グ１０８の回転の軸から或る距離をおいて装着される。ボス１２７は内部側面１
２６から外方向への延在部を有し、これは、側面１２６からアクチュエータリン
ク１２４の外側表面までの距離よりも長い。アクチュエータリンク１２１および
１２４は、ハウジング１０８内部およびそこへ至る、同ハウジングのスロット開
口部１２４を通る、直ぐ上で説明した接続部から、台座１０１における別な開口
部１０１’を通ってディスク１２０に至る接続部まで、延びる。

【００９１】 従って、モータ１０２により引き起こされるディスク１２０の回転は、円筒型
ハウジング１０８を、端部シャフト１０９および１１０上のボス１０６および１
０７内部で回転させる。アクチュエータリンク１２１は、ボス１２３のせいでデ
ィスク１２０において下のアクチュエータリンク１２４を回転させ得るので、ま
た、アクチュエータリンク１２４は、ボス１２７のせいで円筒型ハウジング１０
８の内部壁１２６において下のアクチュエータリンク１２１を滑動させ得るので
、ディスク１２０は、リンク１２１がボス１２３に干渉する各点の間で約３３０
゜を通して回転可能となる。しかし、ディスク１２０の回転への事実上の制限は
、円筒型ハウジング１０８におけるスロット開口部１２９と、リンク１２１およ
び１２４との間の干渉により設けられるが、これは、約１８０゜の回転により、
円筒型ハウジング１０８について、結果的に同様の回転範囲を得ることを可能に
する。

【００９２】 円筒型ハウジング１１３の回転は、２組のアクチュエータリンクと２つの回転
ディスクの使用により、電気モータ１０３により制御される。モータ１０３の出
力シャフトは、ディスク１３０がそこに接続されて、モータシャフトにより回転
させられる。第１のアクチュエータリンク１３１は、ディスクの周辺部付近の位
置で、ピン１３２によりディスク１３０に回転自在に接続される。ディスク１３
０はボス１３３がそこへ、ディスクの周辺部付近の別な位置で装着され、第２ア
クチュエータリンク１３４は、ピン１３５によりボス１３３に回転自在に接続さ
れる。ボス１３３はディスク１３０から外方向への延在部を有し、これは、ディ
スク１３０からアクチュエータリンク１３１の外側表面までの距離よりも長い。

【００９３】 アクチュエータリンク１３４は、その反対端において、別なディスク１３６へ
と、ディスクの第１側面上のその周辺部付近で、見えないピンにより回転自在に
接続される。ディスク１３６はボス１３７がそこへ、ディスクの第１側面上の別
な位置におけるその周辺部付近でも装着され、アクチュエータリンク１３４はピ
ン１３８により、ボス１３７へと回転自在に接続される。ボス１３７はディスク
１３６の第１側面から外方向への延在部を有し、これは、ディスク１３６の第１
側面からアクチュエータリンク１３４の外側表面までの距離よりも長い。ディス
ク１３６は、ディスクの第１側面において、円筒型ハウジング１０８の内部壁１
３９に、その壁に保持されるベアリングにより回転自在に接続されるが、同内部
壁はその上に回転自在にディスクの外側端縁を保持する。アクチュエータリンク
１３１および１３４は、円筒型ハウジング１０８におけるディスク１３６への接
続部から、そこにおける開口部１４０を通り、台座１０１の開口部１０１’を通
るディスク１３０への接続部まで、延在する。

【００９４】 その結果、モータ１０３によるディスク１３０の回転は、ディスク１３６を、
アクチュエータリンク１３１および１３４によりそこに及ぼされる力により、対
応して回転させる。また、リンク１３１はボス１３３のせいで、ディスク１３０
においてリンク１３４下を滑動し得るので、また、リンク１３４はボス１３７の
せいで、ディスク１３６においてリンク１３１の下を滑動し得るので、ディスク
１３０は、リンク１３１とボス１３３との間の干渉の各点の間で、約３３０゜回
転し得る。しかし、ここでまた、ディスク１３０の回転範囲への制限は、後述さ
れるリンク収納開口部止めにより設定され、これは、類似角度範囲にわたって回
転するように、ディスク１３６を制限する。

【００９５】 ディスク１３６は、その第２側面において、更に別なアクチュエータリンク１
４１に、ディスクの周辺部付近のピン１４２により、回転自在に接続される。別
なボス１４３は、ディスク１３６へと、その周辺部付近で、その第２側面上の異
なる位置で装着される。別なアクチュエータリンク１４４は、ピン１４５により
、ボス１４３に回転自在に接続される。ボス１４３はディスク１３６の第２側面
から外方向への延在部を有し、これは、ディスク１３６の第２側面からアクチュ
エータリンク１４１の外側表面までの距離よりも長い。

【００９６】 アクチュエータリンク１４４はまた、その反対端において、円筒型ハウジング
１１３の内部表面１４６に、ピン１４６’により、回転のその軸から選択した距
離で、回転自在に接続される。ボス１４７は、円筒型ハウジング１１３の内部表
面１４６へと、別な位置の回転のその軸から或る距離をおいて、装着される。ア
クチュエータリンク１４１は、ピン１４８により、ボス１４７へと、回転自在に
接続される。ボス１４７は内部表面１４６から外方向への延在部を有し、これは
、表面１４６からアクチュエータリンク１４４の外側表面までの距離よりも長い
。それぞれの接続部からディスク１３６に至るアクチュエータリンク１４１およ
び１４４は、円筒型ハウジング１０８におけるスロット開口部１４９を貫通し、
円筒型ハウジング１１３における別なスロット開口部１５０を通って、内部表面
１４６へのそれらの接続部に到達する。

【００９７】 ディスク１３６の回転により、アクチュエータリンク１４１および１４４が円
筒型ハウジング１１３を回転させる。リンク１４１はディスク１３６においてリ
ンク１４４下で滑動可能であり、リンク１４４は円筒型ハウジング１１３の内部
表面１４６においてリンク１４１下で滑動可能であるので、ディスク１３６の回
転はまた、約３３０゜の範囲にわたって発生し得るが、その代わり、この範囲へ
の制限は、リンク収納開口部干渉により設定される。この干渉は、スロット開口
部１５０と、リンク１４１および１４４とにより設けられて、約１８０゜の回転
と、ディスク１３０についての、同様の回転範囲とを可能にし、その結果、同様
の角度範囲にわたる円筒型ハウジング１１３の回転を生じる。

【００９８】 電気配線または光学ケーブル配線は、基部１０１から円筒型ハウジング１０８
を通り、アーム１１１または１１２の一方に沿って、もしくは、そこを通り、更
に、円筒型ハウジング１０５と、アーム１１６に設けられた開口部とを通して設
けられて、そこに制御式作動信号を供与するための基部１１に到達する。かかる
信号は、図３０から図３６に示される目的で使用される４つの電気モータよりは
むしろ、ジョイントまたはマニピュレータ１０を作動させるために使用される、
４つの線形アクチュエータを制御を提供する。基部１１はこれらアクチュエータ
と共に、図３９Ａにより詳細に示されるが、ここでは、これらの線形アクチュエ
ータは、１５’’’、１６’’’、３５’、および３７’と指定される。線形ア
クチュエータの各々は、その一方端において、図３９Ａに示されるように連結さ
れた場合には、クレビス配置を介して、図３９Ａの下部複数の旋回リンクの各々
のうちの対応する１つへと回転自在に連結される。対応する旋回リンクは対応す
るクレビスにおけるＵ字型空間を通過し、旋回リンクと、クレビスの両側面とを
貫通するピンにより、そこに回転自在に固着される。ジョイントまたはマニピュ
レータ１０の結果として生じる動作は、図３０から図３６に示される類似構造に
ついて説明される通りであるが、別な代替例が図３９Ａに示される。

【００９９】 この代替例では、実線により示されるような各蝶番ピンのために、旋回ホルダ
ー２５ｈ、２５ｈ’、２５ｈ’’、および２５ｈ’’’に穴２６ｐ、２６ｐ’、
２６ｐ’’、および２６ｐ’’’が設けられるよりはむしろ、破線形態で示され
る弓状スロットは、代替例では、蝶番ピンが内部を移動するように設けられ得る
。この代替例における各ピンは、スロットのうちの対応する１つの内側端部に向
けて、スプリングまたは他の手段により偏倚される。操縦可能支持体３２が基部
支持体１２に接近するよう強制される状況では、蝶番ピンが偏倚に抗して各スロ
ットの外側端部に向けて押される結果を生じるような、十分な更なる力を付与す
ると、支持体３２は支持体１２により緊密に接近し易くなる。

【０１００】 図３９Ｂは、図３９Ａから切り取った、基部１１の内部の断面図であり、線形
アクチュエータ１５’’’、１６’’’、３５’、および３７’を実現する際に
設けられる配置を例示する。アクチュエータ１５’’’および３７’のみが、図
３９Ｂの断面図でわかる。

【０１０１】 線形アクチュエータ１５’’’および３７’は各々が、可動ソレノイドコイル
構造１６０および１６１により形成され、これらは、線形アクチュエータ１５’
’’および３７’の出力シャフト１６２および１６３に、それぞれに、装着され
る。ソレノイドコイル構造１６０は、基部１１の底面プレートに搭載された円筒
型磁気スラグ１６４の半径方向対称の軸に沿って、前後に移動し得る。同様に、
ソレノイドコイル構造１６１は、基部１１の底面プレートに搭載される、別な円
筒型磁気材料スラグ１６５の半径方向対称の軸に沿って、前後に移動し得る。従
って、ソレノイドコイル構造１６０またはソレノイドコイル構造１６１のワイヤ
巻線に選択的に印加される適切な電流は、それら構造を、その対応する磁気スラ
グの半径方向対称の軸に沿って前後に移動させて、シャフト１６２および１６３
を、それぞれに、前後へと強制した結果、それが対応するクレビスにより回転可
能に接続される下部旋回リンクを上昇および下降させる。

【０１０２】 下部旋回リンクの位置決めは、典型的には、それらの動作の正確かつ最適な制
御のために、ジョイントまたはマニピュレータ１０を作動させるように設けられ
た、図示しない制御システムにより、認識されるのが望ましい。このため、１対
の線形可変差動変換機１６６および１６７が設けられ、その一方端は基部１１に
搭載されて、その他方端は、出力シャフト１６２および１６３の対応するものに
、それぞれに、装着されて、その相対的並進を測定する。追加配線または光学ケ
ーブル配線は、台座１０１に向けて、かつ、そこを経由して、かかる信号を戻す
ために使用し得るか、或いは、信号は、ソレノイドコイル１６０および１６１の
動作と関連して使用される電気配線または光学ケーブル配線をわたって伝達され
得る。

【０１０３】 円筒型外殻ガイドブッシング１７０に設けられた別な可動構造と、対応する円
筒型磁気スラグ１７１は、その内部開口部３１において、操縦可能支持体３２を
通って延びる回転ケーブルを設け、ジョイントまたはマニピュレータ１０の出力
端に存在するように使用され得る。ねじ加工内部シリンダ１７３は、別な可動ソ
レノイドコイル構造の一部として、シリンダ１７５に装着されるねじ加工ナット
１７４と嵌合し、ケーブル１７６を保持する。ソレノイドコイルおよびソレノイ
ドコイル構造１７３に電流を供給することにより、この構造を、電流の方向に依
存して、磁気スラグ１７１の回転対称の軸に沿って前後に移動させる。これに対
応して、構造１７３の内部シリンダ部のねじは、ねじ加工ナット１７４を回転さ
せ、それにより、シリンダ１７５およびケーブル１７６をベアリング１７７内部
で同様に回転させる。

【０１０４】 代替例として、回転ケーブルよりむしろ、図３９Ｃに示されるように、ねじ加
工ナット１７４、可動ソレノイドコイル構造１７３のねじ加工スリーブ部、ガイ
ド１７０、およびベアリング１７７を除去し、かつ、封入式ケーブル（ｔｈｒｅ
ａｄｅｄ ｃａｂｌｅ）で代用することにより、並進ケーブルを設け得る。図３
９Ｂのケーブルホルダー１７５は、基部１１に固定的に保持される、図３９Ｃの
外側鞘部材１７５’である。次いで、可動ソレノイドコイル構造１７３は、そこ
のコイルに供給される電流に応じて、鞘部材１７５の中でケーブル１７６を前後
に自由に移動させる。望ましければ、図３９Ｂおよび図３９Ｃの各構造は、ケー
ブル１７６の回転能力と並進能力の両方を提供するのように、組み合わせ得る。

【０１０５】 代替例として、図３９Ｃのソレノイドコイル構造１７３は、回転自在シャフト
がシャフト置換ケーブル１７６に接続されたモータと置換し得る。かかるシャフ
トは、基部支持体１２のユニバーサルジョイントに接続される。別なシャフトは
ユニバーサルジョイントと、操縦可能支持体３２における別なかかるユニバーサ
ルジョイントとに接続される。出力シャフトは、この直前のユニバーサルジョイ
ントから延びて、支持体３２の開口部３１を出る。

【０１０６】 本発明は、好ましい実施態様に参照しながら説明されてきたが、本発明の精神
および範囲から逸脱せずに、形態および詳細に変更を行い得ることを、当業者な
らば認識するだろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の実施態様の斜視図である。

【図２】 図２は、本発明の実施形態の立面図である。

【図３】 図３は、本発明の実施形態の平面図である。

【図４】 図４は、本発明の実施形態の断片図である。

【図５】 図５は、本発明の代替の実施態様の頂面図である。

【図６】 図６は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図７Ａ】 図７Ａは、本発明の代替の実施態様の立面図である。

【図７Ｂ】 図７Ｂは、本発明の代替の実施態様の立面図である。

【図８】 図８は、本発明の更なる代替の実施態様の立面図である。

【図９】 図９は、図６から図８に示される本発明の実施態様の、多様な斜視図である。

【図１０】 図１０は、図６から図８に示される本発明の実施態様の、多様な斜視図である
。

【図１１】 図１１は、図６から図８に示される本発明の実施態様の、多様な斜視図である
。

【図１２】 図１２は、図６から図８に示される本発明の実施態様の、多様な斜視図である
。

【図１３】 図１３は、本発明の代替の実施態様の、斜視図である。

【図１４】 図１４は、本発明の代替の実施態様の断片図である。

【図１５】 図１５は、本発明の代替の実施態様の平面図である。

【図１６Ａ】 図１６Ａは、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図１６Ｂ】 図１６Ｂは、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図１７】 図１７は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図１８】 図１８は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図１９】 図１９は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図２０】 図２０は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図２１】 図２１は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図２２】 図２２は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図２３】 図２３は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図２４】 図２４は、本発明の代替の実施態様の断片図である。

【図２５】 図２５は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図２６】 図２６は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図２７】 図２７は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図２８Ａ】 図２８Ａは、本発明の代替の実施態様の、部分断片立面図である。

【図２８Ｂ】 図２８Ｂは、本発明の代替の実施態様の、部分平面図である。

【図２９Ａ】 図２９Ａは、本発明の代替の実施態様の、部分断片立面図である。

【図２９Ｂ】 図２９Ｂは、本発明の代替の実施態様の、部分平面図である。

【図３０】 図３０は、本発明の代替の実施態様の、斜視図である。

【図３１】 図３１は、本発明の代替の実施態様の、立面図である。

【図３２】 図３２は、本発明の代替の実施態様の斜視図である。

【図３３】 図３３は、本発明の他の実施態様の平面図である。

【図３４】 図３４は、本発明の他の実施態様の斜視図である。

【図３５】 図３５は、本発明の他の実施態様の斜視図である。

【図３６】 図３６は、本発明の他の実施態様の斜視図である。

【図３７Ａ】 図３７Ａは、図３０から図３２に示される本発明の更なる実施態様の図である
。

【図３７Ｂ】 図３７Ｂは、図３０から図３２に示される本発明の更なる実施態様の図である
。

【図３８Ａ】 図３８Ａは、図３０から図３２に示される本発明の更なる実施態様の図である
。

【図３８Ｂ】 図３８Ｂは、図３０から図３２に示される本発明の更なる実施態様の図である
。

【図３９Ａ】 図３９Ａは、図３０から図３２に示される本発明の更なる実施態様の図である
。

【図３９Ｂ】 図３９Ｂは、図３０から図３２に示される本発明の更なる実施態様の図である
。

【図３９Ｃ】 図３９Ｃは、図３０から図３２に示される本発明の更なる実施態様の図である
。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 別な基部部材に接続された制御式運動部材が、該基部部材に
   関して選択的に運動するのを許容する、制御式相対運動システムであって、該シ
   ステムは、 基部支持体と、 少なくとも１つの保持部材を備える第１旋回ホルダーと、 第１の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応する基部リンク軸を中心
   として回転可能となるように、該基部支持体に回転自在に連結され、かつ、その
   各々は、対応するホルダーリンク軸を中心として回転可能となるように、該第１
   旋回ホルダーに連結され、前述のように部材を保持する該第１の旋回ホルダーに
   回転自在に接続される、少なくとも１つの該第１の複数の旋回リンクを含み、該
   第１の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する基部リンク軸が、その該対応
   するホルダーリンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、該第１の複数の旋
   回リンクの各々は、その該対応する基部リンク軸と、その該対応するホルダーリ
   ンク軸とが、別な該第１の複数の旋回リンクの該対応する基部リンク軸と該対応
   するホルダーリンク軸が延在するのとは、異なる各方向に延在する、第１の複数
   の旋回リンクと、 第１の複数の力付与部材であって、その各々は、該第１の複数の旋回リンクの
   うちの少なくとも１つを該対応する基部リンク軸を中心として回転可能とするよ
   うに、該第１の旋回ホルダーと該第1の複数の旋回リンクの１つとのうちの、選 択した一方に連結される、第１の複数の力付与部材とを備える、システム。
2. 【請求項２】 前記第１の旋回ホルダーは少なくとも２つの保持部材を備え
   、その各々は、前記第１の複数の旋回リンクの対応する１つがそこに、対応する
   ホルダーリンク軸を中心として回転自在に連結される、請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記第１の旋回ホルダーは、２つの前記第１の複数の旋回リ
   ンクを有し、その各々は、そこに、対応するホルダーリンク軸を中心として回転
   自在に連結される、請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 １つの前記第１の複数の旋回リンクは、その前記基部リンク
   軸と、その前記保持リンク軸とを有し、その各々は、実質的に直角に互いに交差
   する平面に実質的に直交して配向される、請求項１に記載の装置。
5. 【請求項５】前記基部リンク軸の各々は、前記基部支持体に中心を置く円の
   対応する半径に沿って延び、前記基部リンク軸の各々は、それに隣接する別なか
   かる軸から、３６０゜を前記第１の複数の旋回リンクの該旋回リンクの総数で除
   算した値に実質的に等しい角度だけ、分離される、請求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記第１の旋回ホルダーは、第１の旋回ホルダー支持体を更
   に備え、前記システムは、 少なくとも１つのホルダー部材を備える第２の旋回ホルダーと、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応する支持体リンク軸を中
   心として回転可能となるように、該第１の旋回ホルダー支持体に回転自在に連結
   され、かつ、その各々は、対応するホルダーリンク軸を中心として回転可能とな
   るように、該第２の旋回ホルダーに連結され、前述のように部材を保持する該第
   ２の旋回ホルダーに回転自在に接続される、少なくとも１つの該第２の複数の旋
   回リンクを含み、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する支持体リ
   ンク軸が、その該対応するホルダーリンク軸が延在する方向とは異なる方向に延
   び、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する支持体リンク軸と、そ
   の該対応するホルダーリンク軸とが、別な該第２の複数の旋回リンクの該対応す
   る支持体リンク軸と該対応するホルダーリンク軸が延在するのとは、異なる各方
   向に延在する、第２の複数の旋回リンクと、 第２の複数の力付与部材であって、その各々は、前記第１の複数の旋回リンク
   のうちの少なくとも１つを該対応する支持体リンク軸を中心として回転可能とす
   るように、該第１の旋回ホルダーと該第1の複数の旋回リンクの１つとのうちの 、選択した一方に連結される、第２の複数の力付与部材とをさらに備える、請求
   項１に記載の装置。
7. 【請求項７】 操縦可能支持体と、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応するホルダーリンク軸を
   中心として回転可能となるように、前記第１旋回ホルダーに回転自在に連結され
   、かつ、その各々は、対応する支持体リンク軸を中心として回転可能となるよう
   に、該操縦可能支持体に連結され、前述のように部材を保持する該第１の旋回ホ
   ルダーに回転自在に接続される、少なくとも１つの該第２の複数の旋回リンクを
   含み、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリンク軸が
   、その該対応する支持体リンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、該第２
   の複数の旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリンク軸と、その該対応
   する支持体リンク軸とが、別な該第２の複数の旋回リンクの該対応するホルダー
   リンク軸と該対応する支持体リンク軸が延在するのとは、異なる各方向に延在す
   る、第２の複数の旋回リンクとを更に備える、請求項１に記載の装置。
8. 【請求項８】 通路は、前記基部支持体と、少なくとも１つの前記第１の複
   数の旋回リンクを通して維持され、そこを通して、該旋回リンクは前述のように
   前記基部支持体に回転可能に連結されるところと、そこを通して、該旋回リンク
   は前述のように前記第１の旋回ホルダーに回転可能に連結されるところとを含む
   、請求項１に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記第１の旋回ホルダーは複数の個別の保持部材を更に備え
   、該部材はそれらの間に直接接続される強制が無く、該第１の旋回ホルダーは、
   前記２つの保持部材を含み、前記第１の複数の旋回リンクの対応する１つは、各
   々が、対応するホルダーリンク軸を中心として、前記複数の保持部材の対応する
   １つに回転可能に連結され、前記システムは、 操縦可能支持体と、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応するホルダーリンク軸を
   中心として回転可能となるように、前記複数の保持部材の対応する１つに回転自
   在に連結され、かつ、その各々は、対応する支持体リンク軸を中心として回転可
   能となるように、該操縦可能支持体に連結され、該第２の複数の旋回リンクの各
   々は、該対応するホルダーリンク軸が、その前記対応する支持体リンク軸が延在
   する方向とは異なる方向に延び、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対
   応するホルダーリンク軸と、その該対応する支持体リンク軸とが、別な該第２の
   複数の旋回リンクの該対応するホルダーリンク軸と該対応する支持体リンク軸が
   延在するのとは、異なる各方向に延在する、第２の複数の旋回リンクとを更に備
   える、請求項２に記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記第１のホルダは複数の個別の保持部材を更に備え、そ
    の各々は、前記第１の複数の旋回リンクの対応する１つがそこに、対応するホル
    ダーリンク軸を中心として回転自在に連結され、前記システムは、 操縦可能支持体と、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応するホルダーリンク軸を
    中心として回転可能となるように、該複数の保持部材の対応する１つに回転自在
    に連結され、かつ、その各々は、対応する支持体リンク軸を中心として回転可能
    となるように、該操縦可能支持体に連結され、該第２の複数の旋回リンクの各々
    は、該対応するホルダーリンク軸が、その該対応する支持体リンク軸が延在する
    方向とは異なる方向に延び、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応す
    るホルダーリンク軸と、その該対応する支持体リンク軸とが、別な該第２の複数
    の旋回リンクの該対応するホルダーリンク軸と該対応する支持体リンク軸が延在
    するのとは、異なる各方向に延在する、第２の複数の旋回リンクとを更に備える
    、請求項３に記載の装置。
11. 【請求項１１】 全てのホルダーリンク軸は第１のホルダーリンク軸であり
    、前記システムは、 少なくとも１つの保持部材を備える第２の旋回ホルダーと、 第３の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応する支持体リンク軸を中
    心として回転可能となるように、前記操縦可能支持体に回転自在に連結され、そ
    の各々は、対応する第２のホルダーリンク軸を中心として回転可能となるように
    、該第２の旋回ホルダーに連結され、前述のように部材を保持する該第２の旋回
    ホルダーに回転自在に接続される該第３の複数の旋回リンクのうちの少なくとも
    １つを含み、該第３の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する支持体リンク
    軸が、その該対応する第２のホルダーリンク軸が延在する方向とは異なる方向に
    延び、該第３の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する支持体リンク軸と、
    その該対応する第２のホルダーリンク軸とが、別な該第３の複数の旋回リンクの
    該対応する支持体リンク軸と、該対応する第２のホルダーリンク軸とが延在する
    のとは異なる各方向に延びる、第３の複数の旋回リンクと、 複数の力伝達部材であって、その各々は、少なくとも１つの該第３の複数の旋
    回リンクを、その対応する該支持体リンク軸を中心として回転可能にするように
    、該第３の複数の旋回リンクの異なる１つに連結される、複数の力伝達部材と、 第２の複数の力付与部材であって、その各々は、前記第２の複数の旋回リンク
    の異なる１つと連結し、それが連結される前記旋回リンクを回転するとき、該力
    伝達部材を回転可能にするように、該複数の力伝達部材の異なる１つとに連結さ
    れる、第２の複数の力付与部材とを更に備える、請求項７に記載の装置。
12. 【請求項１２】 別な初期部材に接続される制御式運動出力部材が、該初期
    部材に関して柔軟に運動するのを許容する機械ジョイントであって、前記システ
    ムは、 少なくとも４つの保持部材を備える第１の旋回ホルダーと、 数が少なくとも４つである、第１の複数の旋回リンクであって、その各々は、
    対応する初期リンク軸を中心として回転可能となるように、該初期部材に回転自
    在に連結され、かつ、その各々は、対応するホルダーリンク軸を中心として回転
    可能となるように、該第１の旋回ホルダーに連結され、前述のように部材を保持
    する該４つの第１の旋回ホルダーの各々の対応する１つに回転自在に接続される
    、該４つの該第１の複数の旋回リンクの少なくとも各々を含み、該第１の複数の
    旋回リンクの各々は、その該対応する初期リンク軸が、その該対応するホルダー
    リンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、該第１の複数の旋回リンクの各
    々は、その該対応する初期リンク軸と、その該対応するホルダーリンク軸とが、
    別な該第１の複数の旋回リンクの該対応する初期リンク軸と該対応するホルダー
    リンク軸が延在するのとは、異なる各方向に延在する、第１の複数の旋回リンク
    とを備える、システム。
13. 【請求項１３】 数が少なくとも４つである第２の複数の旋回リンクを更に
    備え、その各々は、対応するホルダーリンク軸を中心として回転可能となるよう
    に、前記第１の旋回ホルダーに回転自在に連結され、前述のように部材を保持す
    る前記４つの第１旋回ホルダーの各々の対応する１つに回転自在に接続された該
    ４つの該第２の複数の旋回リンクの少なくとも各々を含み、その各々は、対応す
    る出力リンク軸を中心として回転可能となるように、前記出力部材に連結され、
    該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリンク軸が、その
    該対応する出力リンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、該第２の複数の
    旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリンク軸と、その該対応する出力
    リンク軸が、別な該第２の複数の旋回リンクの該対応するホルダーリンク軸と、
    該対応する出力リンク軸が延在するのとは異なる各方向に延びる、請求項１２に
    記載の装置。
14. 【請求項１４】 別な基部部材に接続される可動部材が、該基部部材に関し
    て、選択した位置まで選択的に移動して、そこに不確定的に維持されることを許
    容する、相対的位置決めシステムであって、該システムは、 基部支持体と、 少なくとも１つの保持部材を備える第１の旋回ホルダーと、 第１の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応する基部リンク軸を中心
    として回転可能となるように、該基部支持体に回転自在に連結され、かつ、その
    各々は、対応するホルダーリンク軸を中心として回転可能となるように、該第１
    旋回ホルダーに連結され、前述のように部材を保持する該第１の旋回ホルダーに
    回転自在に接続される、少なくとも１つの該第１の複数の旋回リンクを含み、該
    第１の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する基部リンク軸が、その該対応
    するホルダーリンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、該第１の複数の旋
    回リンクの各々は、その該対応する基部リンク軸と、その該対応するホルダーリ
    ンク軸とが、別な該第１の複数の旋回リンクの該対応する基部リンク軸と該対応
    するホルダーリンク軸が延在するのとは、異なる各方向に延在する、第１の複数
    の旋回リンクと、 該システムにおいて、その該第１の複数の旋回リンクの１つが、選択した角位
    置からその該対応した基部リンク軸を中心としてそれ以上回転するのを少なくと
    も一時的に、選択的に防止し得る、少なくとも１つのロック部材とを備える、シ
    ステム。
15. 【請求項１５】 操縦可能支持体と、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応するホルダーリンク軸を
    中心として回転可能となるように、前記第１旋回ホルダーに回転自在に連結され
    、かつ、その各々は、対応する支持体リンク軸を中心として回転可能となるよう
    に、該操縦可能支持体に連結され、前述のように部材を保持する該第１の旋回ホ
    ルダーに回転自在に接続される、少なくとも１つの該第２の複数の旋回リンクを
    含み、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリンク軸が
    、その該対応する支持体リンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、該第２
    の複数の旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリンク軸と、その前記対
    応する支持体リンク軸とが、別な該第２の複数の旋回リンクの該対応するホルダ
    ーリンク軸と前記対応する支持体リンク軸が延在するのとは、異なる各方向に延
    在する、第２の複数の旋回リンクとを更に備える、請求項１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 別な基部部材に接続された制御式運動部材が、該基部部材
    に関して選択的に運動するのを許容する、制御式相対運動システムであって、該
    システムは、 基部支持体と、 少なくとも１つの保持部材を備える第１の旋回ホルダーと、 第１の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応する基部リンク軸を中心
    として回転可能となるように、該基部支持体に回転自在に連結され、かつ、その
    各々は、対応するホルダーリンク軸を中心として回転可能となるように、該第１
    旋回ホルダーに連結され、前述のように部材を保持する該第１の旋回ホルダーに
    回転自在に接続される、少なくとも１つの該第１の複数の旋回リンクを含み、該
    第１の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する基部リンク軸が、その該対応
    するホルダーリンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、該第１の複数の旋
    回リンクの各々は、その該対応する基部リンク軸と、その該対応するホルダーリ
    ンク軸とが、別な該第１の複数の旋回リンクの該対応する基部リンク軸と該対応
    するホルダーリンク軸が延在するのとは、異なる各方向に延在し、該第１の複数
    の旋回リンクは、各々が、直線以外の経路に沿って延び、該経路が直線であった
    場合にそれが存在するよりも、該基部支持体により近接して、該第１旋回ホルダ
    ーを位置決めする、第１の複数の旋回リンクと、 第１の複数の力付与部材であって、その各々は、該第１の複数の旋回リンクの
    うちの少なくとも１つを該対応する基部リンク軸を中心として回転可能とするよ
    うに、該第１の旋回ホルダーと該第１の複数の旋回リンクの１つとのうちの、選
    択した一方に連結される、第１の複数の力付与部材とを備える、システム。
17. 【請求項１７】 前記第１の旋回ホルダーは少なくとも２つの保持部材を備
    え、その各々は、前記第１の複数の旋回リンクの対応する１つがそこに、対応す
    るホルダーリンク軸を中心として回転自在に連結される、請求項１６に記載の装
    置。
18. 【請求項１８】 前記第１の旋回ホルダーは、２つの前記第１の複数の旋回
    リンクを有し、その各々は、そこに、対応するホルダーリンク軸を中心として回
    転自在に連結される、請求項１６に記載の装置。
19. 【請求項１９】 操縦可能支持体と、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応するホルダーリンク軸を
    中心として回転可能となるように、前記第１旋回ホルダーに回転自在に連結され
    、かつ、その各々は、対応する支持体リンク軸を中心として回転可能となるよう
    に、該操縦可能支持体に連結され、前述のように部材を保持する該第１の旋回ホ
    ルダーに回転自在に接続される、少なくとも１つの該第２の複数の旋回リンクを
    含み、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリンク軸が
    、その該対応する支持体リンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、該第２
    の複数の旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリンク軸と、その該対応
    する支持体リンク軸とが、別な該第２の複数の旋回リンクの前記対応するホルダ
    ーリンク軸と前記対応する支持体リンク軸が延在するのとは、異なる各方向に延
    在し、該第２の複数の旋回リンクは、各々が、直線以外の経路に沿って延び、該
    経路が直線であった場合に存在するよりも、該操縦可能支持体に近接して、該第
    １旋回ホルダーを位置決めする、第２の複数の旋回リンクとを更に備える、請求
    項１６に記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記第１の旋回ホルダーは複数の個別の保持部材を更に備
    え、該部材はそれらの間に直接接続される強制が無く、該第１の旋回ホルダーは
    、前記２つの保持部材を含み、前記第１の複数の旋回リンクの対応する１つは、
    各々が、対応するホルダーリンク軸を中心として、前記複数の保持部材の対応す
    る１つに回転可能に連結され、前記システムは、 操縦可能支持体と、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応するホルダーリンク軸を
    中心として回転可能となるように、該複数の保持部材の対応する１つに回転自在
    に連結され、かつ、その各々は、対応する支持体リンク軸を中心として回転可能
    となるように、該操縦可能支持体に連結され、該第２の複数の旋回リンクの各々
    は、該対応するホルダーリンク軸が、その該対応する支持体リンク軸が延在する
    方向とは異なる方向に延び、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応す
    るホルダーリンク軸と、その該対応する支持体リンク軸とが、別な該第２の複数
    の旋回リンクの該対応するホルダーリンク軸と該対応する支持体リンク軸が延在
    するのとは、異なる各方向に延在し、該第２の複数の旋回リンクは、各々が、直
    線以外の経路に沿って延びて、該経路が直線であった場合にそれが存在するより
    も、該操縦可能支持体に近接して、該第１旋回ホルダーを位置決めする、第２の
    複数の旋回リンクとを更に備える、請求項１７に記載の装置。
21. 【請求項２１】 前記第１の旋回ホルダは複数の個別の保持部材を更に備え
    、その各々は、前記第１の複数の旋回リンクの対応する１つがそこに、対応する
    ホルダーリンク軸を中心として回転自在に連結され、前記システムは、 操縦可能支持体と、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応するホルダーリンク軸を
    中心として回転可能となるように、該複数の保持部材の対応する１つに回転自在
    に連結され、かつ、その各々は、対応する支持体リンク軸を中心として回転可能
    となるように、該操縦可能支持体に連結され、該第２の複数の旋回リンクの各々
    は、前記対応するホルダーリンク軸が、その該対応する支持体リンク軸が延在す
    る方向とは異なる方向に延び、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応
    するホルダーリンク軸と、その該対応する支持体リンク軸とが、別な該第２の複
    数の旋回リンクの該対応するホルダーリンク軸と該対応する支持体リンク軸が延
    在するのとは、異なる方向に延在し、該第２の複数の旋回リンクは、各々が、直
    線以外の経路に沿って延び、該経路が直線であった場合にそれが存在するよりも
    、該操縦可能支持体に近接して、該第１旋回ホルダーを位置決めする、第２の複
    数の旋回リンクとを更に備える、請求項１８に記載の装置。
22. 【請求項２２】 別な基部部材に接続される制御式運動部材が、該基部部材
    に関して、選択的に移動することを許容する、制御式相対運動システムであって
    、該システムは、 基部支持体と、 操縦可能支持体と、 第１部分が第２部分に回転自在に接続される、少なくとも１つの保持部材を備
    える、第１の旋回ホルダーと、 第１の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応する基部リンク軸を中心
    として回転可能となるように、該基部支持体に回転自在に連結され、かつ、その
    各々は、対応するホルダーリンク軸を中心として回転可能となるように、該第１
    旋回ホルダーに連結され、前述のように部材第１部分を保持する該第１の旋回ホ
    ルダーに回転自在に接続される、少なくとも１つの該第１の複数の旋回リンクを
    含み、該第１の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する基部リンク軸が、そ
    の該対応するホルダーリンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、該第１の
    複数の旋回リンクの各々は、その該対応する基部リンク軸と、その該対応するホ
    ルダーリンク軸とが、別な該第１の複数の旋回リンクの該対応する基部リンク軸
    と該対応するホルダーリンク軸が延在するのとは、異なる各方向に延在する、第
    １の複数の旋回リンクと、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応するホルダーリンク軸を
    中心として回転可能となるように、該第１の旋回ホルダーに回転自在に連結され
    、かつ、その各々は、対応する支持体リンク軸を中心として回転可能となるよう
    に、該操縦可能支持体に連結され、前述のように部材第２部分を保持する該第１
    旋回ホルダーに回転自在に接続される、少なくとも１つの該第２の複数の旋回リ
    ンクを含み、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリン
    ク軸が、その該対応する支持体リンク軸が延在する方向とは異なる方向に延び、
    該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対応するホルダーリンク軸と、その
    該対応する支持体リンク軸とが、別な該第２の複数の旋回リンクの該対応するホ
    ルダーリンク軸と該対応する支持体リンク軸が延在するのとは、異なる各方向に
    延在する、第２の複数の旋回リンクとを更に備える、システム。
23. 【請求項２３】 前記基部支持体は、搭載配置により保持される、請求項２
    ２に記載の装置。
24. 【請求項２４】 前記搭載配置は、基部ハウジング、第１の回転可能ハウジ
    ング、および、第２の回転可能ハウジングを備え、該基部ハウジングは、１対の
    力付与部材を備え、その各々は、回転運動力を供与することが可能であり、かつ
    、その各々は、少なくとも１対の剛性結合部材により、該第１回転可能ハウジン
    グおよび該第２回転可能ハウジングのうちの対応する１つに回転自在に接続され
    る、請求項２３に記載の装置。
25. 【請求項２５】 前記搭載配置は、前記基部および操縦可能支持体を通って
    延びるケーブルと、該操縦可能支持体に関して該ケーブルを回転させることが可
    能な、ケーブル原動手段とを備える、請求項２３に記載の装置。
26. 【請求項２６】 前記搭載配置は、前記基部および操縦可能支持体を通って
    延びるケーブルと、該操縦可能支持体に関して該ケーブルを並進させることが可
    能な、ケーブル原動手段とを備える、請求項２３に記載の装置。
27. 【請求項２７】 別な基部部材に接続された制御式運動部材が、該基部部材
    に関して選択的に運動するのを許容する、制御式相対運動システムであって、該
    システムは、 基部支持体と、 少なくとも１つの保持部材を備える第１旋回ホルダーと、 第１の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応する基部リンク軸を中心
    として回転可能となるように、基部クレビスの使用により該基部支持体に回転自
    在に連結され、かつ、その各々は、対応するホルダーリンク軸を中心として回転
    可能となるように、該第１旋回ホルダーに連結され、前述のように部材を保持す
    る該第１の旋回ホルダーに回転自在に接続される、少なくとも１つの該第１の複
    数の旋回リンクを含み、該第１の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する基
    部リンク軸が、その該対応するホルダーリンク軸が延在する方向とは異なる方向
    に延び、該第１の複数の旋回リンクの各々は、その該対応する基部リンク軸と、
    その該対応するホルダーリンク軸とが、別な該第１の複数の旋回リンクの該対応
    する基部リンク軸と該対応するホルダーリンク軸が延在するのとは、異なる各方
    向に延在する、第１の複数の旋回リンクと、 第１の複数の力付与部材であって、その各々は、該第１の複数の旋回リンクの
    うちの少なくとも１つを、該対応する基部リンク軸を中心として回転可能とする
    ように、該第１の旋回ホルダーと該第1の複数の旋回リンクのうちの１つの、選 択した一方に連結される、第１の複数の力付与部材とを備える、システム。
28. 【請求項２８】 前記基部クレビスは、前記基部支持体により支持される、
    請求項２７に記載の装置。
29. 【請求項２９】 操縦可能支持体と、 第２の複数の旋回リンクであって、その各々は、対応するホルダーリンク軸を
    中心として回転可能となるように、前記第１の旋回ホルダーに回転自在に連結さ
    れ、かつ、その各々は、対応する支持体リンク軸を中心として回転可能となるよ
    うに、操縦可能支持体クレビスの使用により、該操縦可能支持体に連結され、前
    述のように部材を保持する該第１旋回ホルダーに回転自在に接続される、少なく
    とも１つの該第２の複数の旋回リンクを含み、該第２の複数の旋回リンクの各々
    は、その該対応するホルダーリンク軸が、その該対応する支持体リンク軸が延在
    する方向とは異なる方向に延び、該第２の複数の旋回リンクの各々は、その該対
    応するホルダーリンク軸と、その該対応する支持体リンク軸とが、別な該第２の
    複数の旋回リンクの該対応するホルダーリンク軸と該対応する支持体リンク軸が
    延在するのとは、異なる各方向に延在する、第２の複数の旋回リンクとを更に備
    える、請求項２７に記載の装置。
30. 【請求項３０】 前記操縦可能支持体クレビスは、前記操縦可能支持体によ
    り支持される、請求項２９に記載の装置。
31. 【請求項３１】 部材を保持する前記第１の旋回ホルダーは、前記第１の複
    数の旋回リンクのうちの１つに回転可能に接続されるクレビスと、前記第２の複
    数の旋回リンクのうちの１つに回転可能に接続される、別なクレビスとを備える
    。請求項２９に記載の装置。