JP2016036863A - パラレルリンクロボットおよびパラレルリンク構造 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡易な構造でできるだけ大きな回転可動範囲を実現できるパラレルリンクロボットおよびパラレルリンク構造を提供すること。
【解決手段】パラレルリンクロボットは、固定ユニットと、操作用の可動部と、複数の第１リンクと、複数の接続部と、複数の第２リンクと、複数の第１軸部と、複数の第３リンクと、複数の第２軸部とを備える。固定ユニットは、複数の駆動源を有し、複数の第１リンクは、複数の駆動源にそれぞれ接続され、複数の接続部は、複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続され、複数の第２リンクは、複数の接続部を介して複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続される。複数の第１軸部は、複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続され、複数の第３リンクは、複数の第１軸部を介して複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続される。複数の第２軸部は、可動部に複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続し、可動部の周囲外方へ延びる。
【選択図】図１

Description

本技術は、パラレルリンクロボット、およびこれに用いられるパラレルリンク構造に関する。

パラレルリンクロボットは、手先となる可動部を非常に軽く構成できること、比較的安価に構成できること、駆動用のモータを根元に集めて配置できるので、モータ自体を動かす必要がないこと等の特徴を有している。そのため、近年では、パラレルリンクロボットは産業用ロボットとして注目を集めている。

特許文献１に記載のパラレルリンクロボットは、一般的にヘキサ型と呼ばれるものである。これは、例えば２本で１組のアームを合計３組持ち、これら３組のアームは、可動プレートの周囲にユニバーサルジョイントを介して接続されている（例えば、特許文献１の段落［００１５］参照。）。

このようなヘキサ型のパラレルリンク構造はシンプルで設計が容易であり、並進可動範囲も広い、という特徴がある。しかしながらこの構造は、その可動プレートの回転可動範囲が小さく、±30°程度が限界とされている。

特許文献２に記載のパラレルリンクロボットは、パラレルリンクにより３自由度の並進移動が可能であり、また、手先である可動部材に対して３軸周りに、姿勢変更機構部と称される部材を回転させる駆動機構を備えている。この駆動機構は、駆動シャフト（５４−１、５４−２、５４−３）を介して、上部に設けられたモータの駆動力を姿勢変更機構部に伝達している。

特開2013-059852号公報 特許第4659098号公報

特許文献２のパラレルリンクロボットの回転可動範囲は大きいが、並進移動用の機構と回転移動用の機構とが独立し、これらの組み合わせでこのパラレルリンクロボットは構成されているので、全体の構造が複雑になる。

本技術の目的は、比較的簡易な構造でできるだけ大きな回転可動範囲を実現できるパラレルリンクロボットおよびパラレルリンク構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術に係るパラレルリンクロボットは、固定ユニットと、操作用の可動部と、複数の第１リンクと、複数の接続部と、複数の第２リンクと、複数の第１軸部と、複数の第３リンクと、複数の第２軸部とを具備する。
前記固定ユニットは、複数の駆動源を有する。
前記複数の第１リンクは、前記複数の駆動源にそれぞれ接続される。
前記複数の接続部は、前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続される。
前記複数の第２リンクは、前記複数の接続部を介して前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続される。
前記複数の第１軸部は、前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続される。
前記複数の第３リンクは、前記複数の第１軸部を介して前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続される。
前記複数の第２軸部は、前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続し、前記可動部の周囲外方へ延びる。
このように、第２軸部が可動部の周囲外方へ延び、それら第２軸部に第３リンクが接続され、第３リンクに第２リンクが接続される。したがって、第２軸部の位置から、第２リンクの端部がオフセットされた位置に配置される。これにより、回転可動範囲を大きくとることができ、比較的簡易な構造のパラレルリンクロボットを実現できる。

前記複数の第３リンクは、２つの第３リンクで構成される第３リンク対を構成してもよい。また、前記第３リンク対が、前記複数の第２軸部のうち１つの第２軸部により前記可動部に接続されてもよい。
これにより、可動部の周囲の構成の小型化を実現でき、また、部品点数を減らすことができる。

前記第３リンク対のそれぞれの長さが異なっていてもよい。
これにより、第３リンクを含む各部材の干渉をなくしつつ回転可動範囲をできるだけ大きくすることができる。

前記複数の第２リンクにおける前記複数の第１軸部の各接続位置を含む仮想平面の位置が、前記可動部における前記複数の第２軸部の各接続位置を含む仮想平面の位置より、前記固定ユニットから遠い位置に配置されるように、前記複数の第２リンク、前記複数の第３リンクおよび前記可動部が配置されてもよい。

前記複数の第３リンクのうち少なくとも１つは、Ｌ字状ブロックで構成されてもよい。
これにより、干渉をなくしつつ回転可動範囲を大きくすることに寄与する。

前記複数の駆動源は、平行な１組の出力軸を有する１組の駆動源を有してもよい。

前記固定ユニットは、前記１組の駆動源が持つそれぞれの出力軸が非同軸となるようにその１組の駆動源を支持する支持体を有してもよい。
これにより、平行な出力軸をそれぞれ有する１組の駆動源の配置の自由度を高めることができる。

前記支持体は、前記各出力軸が貫通するように構成され、前記１組の駆動源の各本体の間に配置された支持板または支持フレームを有してもよい。
すなわち、この１つの支持板または支持フレームが１組の駆動源の間に挟まれ、各出力軸からの駆動力が互いに内側へ出力されるように、１組の駆動源が設置される。これにより、１組の駆動源の相対的な位置精度を高め、出力軸の平行精度を高めることができる。

前記複数の第１リンクは、２つの第１リンクで構成される１組の第１リンクを有し、前記複数の第２リンクは、２つの第２リンクで構成される１組の第２リンクを有し、前記複数の第３リンクは、２つの第３リンクで構成される１組の第３リンクを有してもよい。そして、前記１組の第１リンク、前記１組の第２リンク、および前記１組の第３リンクにより１組のアームが構成されてもよい。

前記固定ユニットの中心と前記可動部の中心とを結ぶ仮想的な中心軸の周りに、前記１組のアームが等間隔で複数組配置されてもよい。

前記複数の第２軸部は、それら第２軸部と前記可動部とが接続される位置を含む仮想的な平面に対して傾くように設けられてもよい。
これにより、特異点でのロック（例えばジンバルロック）を抑制することができ、さらに大きい回転可動範囲を実現することができる。

前記複数の第２軸部は、前記可動部の周囲外方へ向かうにしたがい、前記固定ユニットの中心と前記可動部と中心とを結ぶ仮想的な中心軸の方向で、前記固定ユニットから離れるように設けられる

本技術に係る他のパラレルリンクロボットは、上述の固定ユニットと、可動部と、複数の第１リンクと、複数の第２リンクと、複数の第１軸部と、複数の第３リンクとを具備する。また、前記パラレルリンクロボットは、前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続された複数の第２軸部を具備する。
そして、前記複数の第２リンクの、前記複数の第１軸部が接続される端部が、前記複数の第２軸部から前記可動部の周囲外方へオフセットされた位置に配置されるように、前記複数の第２リンクが、前記複数の第３リンクを介して前記可動部に接続される。

本技術に係るパラレルリンク構造は、上述したパラレルリンクロボットにおいて、固定ユニット以外の要素を具備する。

以上、本技術によれば、比較的簡易な構造でできるだけ大きな回転可動範囲を実現できる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

図１は、本技術の一実施形態に係るパラレルリンクロボットを示す図である。 図２は、固定ユニットを概略的に示す斜視図である。 図３は、図２に示す固定ユニットを示す平面図である。 図４は、図３におけるＡ−Ａ線断面の一部を示す。 図５は、第２リンクから操作用の可動プレートまでの構造を示す斜視図である。 図６は、可動プレートが、ホーム位置からｘ軸周りに死点まで回転した状態のパラレルリンクロボットの全体を示す。 図７は、図６における状態の可動プレート付近を示す。 図８は、可動プレートが、ホーム位置からｚ軸周りに死点まで回転した状態のパラレルリンクロボットの全体を示す。 図９は、図８における状態の可動プレート付近を示す。 図１０は、本技術の第２の実施形態に係るパラレルリンクロボットを示す斜視図である。 図１１Ａは、可動プレートおよびその周囲の機構を示す斜視図である。図１１Ｂは、それを下から見た斜視図である。 図１２Ａ、Ｂは、第２の実施形態の要部を示す。

以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。

１．第１の実施形態

（１）パラレルリンクの全体構成
図１は、本技術の第１の実施形態に係るパラレルリンクロボットを示す図である。パラレルリンクロボット１００は、６自由度を有するパラレルリンクロボットである。このパラレルリンクロボット１００は、固定ユニット２０と、固定ユニット２０に接続されたパラレルリンク構造５０とを備える。固定ユニット２０は、例えば、固定の天板１１またはその他の図示しない固定のフレーム等に固定される。

なお、図１において、図中の上下方向をｚ軸として、ｚ軸に直交する２軸をそれぞれｘ、ｙ軸とする。

（２）固定ユニットの構成
図２は、固定ユニット２０を概略的に示す斜視図である。図３は、図２に示す固定ユニット２０の平面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ線断面の一部を示す。

固定ユニット２０は、複数のモータ（駆動源）１５と、これらのモータ１５を支持する支持体１２とを備える。支持体１２は、ｚ軸周りに所定角度間隔、ここでは１２０°間隔で設けられた３つの支持板１２ａを有する。各支持板１２ａは、天板１１と一体に形成されていてもよいし、天板１１に取り付けられて固定される構造であってもよい。支持板１２ａの代わりにフレーム状の部材が設けられていてもよい（支持フレーム）。

図３に示すように、各モータ１５のうち、平行な１組の出力軸１７ａ、１７ｂを有する１組のモータ１５ａ、１５ｂ、ここでは、出力軸１７による駆動力の出力方向が１８０°異なる２つのモータ１５ａ、１５ｂが、１つの支持板１２ａに取り付けられている。すなわち、１組のモータ１５ａ、１５ｂは、互いに向かい合って１つの支持板１２ａに取り付けられている。この固定ユニット２０は、１組のモータ１５ａ、１５ｂを３組有するので、合計６つのモータ１５を有する。図２、４に示すように、１つの支持板１２ａに取り付けられた１組のモータ１５ａ、１５ｂは、ｚ軸方向でオフセットされた位置に配置されている。すなわち、１組のモータ１５ａ、１５ｂは、これらの出力軸１７ａ、１７ｂが非同軸となるように支持板１２ａに取り付けられている。

６つのモータ１５の駆動は、図示しない制御部によりそれぞれ個別に制御されるようになっている。

図４に示すように、各モータ１５の本体１６のフランジ面１６ａは、直接、または図示しない部材を介して間接的に、支持板１２ａに図示しないボルト等により接続される。モータ１５の出力軸１７は、支持板１２ａに設けられた穴１２ｂを貫通し、支持板１２ａに対して本体１６が位置する側の反対側まで延びるように設けられ、例えばベアリングホルダ１９に保持されたベアリング１８に回転可能に接続されている。各出力時には、パラレルリンク構造５０の、後述する第１リンク４１が接続され固定されている。

なお、図２では、支持板１２ａおよびモータ１５の本体１６以外の部材は表されておらず、モータ１５の配置関係を主に示す趣旨で、この図２を示した。

以上のように、１組のモータ１５ａ、１５ｂの各出力軸１７（１７ａ、１７ｂ）が非同軸となるようにそれらのモータ１５が配置されるので、各出力軸が同軸とされる場合に比べ、これらのモータ１５の配置の自由度を高めることができる。特に、本実施形態では、１枚の支持板１２ａに１組のモータ１５ａ、１５ｂが取り付けられているので、１組のモータ１５ａ、１５ｂの相対的な配置精度、つまり各出力軸１７ａ、１７ｂの平行精度（直線度）を高めることができる。これにより、これらの出力軸１７に接続されたパラレルリンク構造５０の駆動精度や位置決め精度が向上する。

（３）パラレルリンク構造の構成
次に、固定ユニット２０に接続されたパラレルリンク構造５０の構成について説明する。以下では、３組のモータ１５によって駆動されるリンク等の構成はすべて実質的に同一であるため、１組のモータ１５ａ、１５ｂに接続によって駆動されるリンク構造について主に説明する。そして、必要に応じて、全体のリンク構造を説明する。

１組のモータ１５ａ、１５ｂの各出力軸１７ａ、１７ｂには、ｚ軸方向で見て平行な第１リンク４１がそれぞれ接続され固定されている（図３参照）。図１に示すように、第１リンク４１には、接続部４５を介して第２リンク４２がそれぞれ回転可能に接続されている。

接続部４５は、一例として、第１リンク４１の端部に回転可能に接続された回転軸４５ａと、回転軸４５ａに固定され、第２リンク４２の一端がそれぞれ回転可能に接続された接続ブロック４５ｂとを有する。これにより、接続部４５では２軸の周りに回転の自由度が生じる。

接続部４５は、ベアリング４５ｃを有し、このベアリングにより、第２リンク４２が回転可能とされている。回転軸４５ａも、ベアリングを介して第１リンク４１に接続されていてもよいし、あるいは、第１リンク４１に設けられた穴に、回転軸４５ａとしてのピンが挿通される構成される構成であってもよい。

１組のモータ１５ａ、１５ｂに対応してそれぞれ接続される１組の第２リンク４２ａ、４２ｂ（図１、３、４参照）が、動きの中で互いに干渉しないように、それらの間の距離が設定されている。

図５は、第２リンク４２から操作用の可動プレート（可動部）５５までの構造を示す斜視図である。

第２リンク４２の他端は、端部ブロック４２１を有する。端部ブロック４２１は、例えば第１辺部４２２および第２辺部４２３を有するＬ字状を有する。第１辺部４２２に第２リンク４２の本体が取り付け固定され、第２辺部４２３に、回転軸４６（第１軸部）を介して回転可能に第３リンク４３が接続されている。端部ブロック４２１は、Ｌ字状を有するため、回転軸４６は、第２リンク４２の長手方向に沿う軸に対して実質的に直交する方向に延在する。

第３リンク４３も例えばＬ字状のブロック形状を有し、第１辺部４３１および第２辺部４３２を有する。第３リンク４３は、その第１辺部４３１において、回転軸４６を介して端部ブロック４２１の第２辺部４２３に接続されている。第３リンク４３は、それぞれの第２辺部４３２において、共通の回転軸４７（第２軸部）により接続され、この回転軸４７は可動プレート５５に回転可能に接続されている。すなわち、各第３リンク４３は、回転軸４７を介して可動プレート５５に回転可能に接続されている。

このように共通の回転軸４７により第３リンク対４３Ａ、４３Ｂ（図５参照）が可動プレート５５に接続されることにより、可動プレート５５の周囲の構成の小型化を実現でき、また、部品点数を減らすことができる。

このような構成により、第３リンク４３は、可動プレート５５に対して固有の面内を旋回する。可動プレート５５が任意の姿勢にある状態で、回転軸４７で同軸で接続された第３リンク対４３Ａ、４３Ｂおよび可動プレート５５が干渉しないように、可動プレート５５の形状や第３リンク４３の長さ等が工夫されて設計されている。

また、第３リンク４３は短く設計されることが好ましい。第３リンク４３が長すぎると、第２リンク４２と干渉して回転可動範囲を縮小させるおそれがあるからである。もちろん、第３リンク４３は短すぎても適切ではなく、最適な長さの範囲は存在する。特に、本実施形態では、共通の回転軸４７に接続された第３リンク対４３Ａ、４３Ｂのそれぞれの長さは異なる。これにより、干渉をなくしつつ回転可動範囲をできるだけ大きくすることができる。

さらに、第３リンク４３がＬ字状に形成されることによっても、干渉をなくしつつ回転可動範囲を大きくすることに寄与する。

可動プレート５５は、例えば概略３角形状を有し、その３つの頂点が切り取られたような形状を有する。図５に示すように、可動プレート５５のそれら頂点付近の上面に、第３リンク４３とのブロック状の接続部５２が設けられている。各回転軸４７が、可動プレート５５の周囲外方へ延び、例えば径方向へ延びるように、それら接続部５２にそれぞれ接続される。可動プレート５５の径方向は、つまり、この可動プレート５５のホーム位置での姿勢におけるｘ−ｙ平面内での中心からの径方向を意味する。

可動プレート５５のホーム位置は、すなわち、パラレルリンク構造５０のホーム位置は、図１、５に示したパラレルリンク構造５０の位置である。ホーム位置とは、以下の（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）によって規定される。
（ａ）各回転軸４７と各第３リンク４３とを接続する３つの接続位置（以下、プレート接続位置という。）が、ｘ−ｙ平面内にあること、
（ｂ）１組のモータ１５ａ、１５ｂの配列方向と、この１組のモータ１５ａ、１５ｂに対応する（第１リンク４１、第２リンク４２、第３リンク４３を介して対応する）２つのプレート接続位置の配列方向とが平行であること、また、
（ｃ）ｚ軸方向で見て、各モータ６の中心位置と、可動プレート５５の中心位置とが一致すること。

以上のようなパラレルリンクロボット１００の構成により、固定ユニット２０の中心と、ホーム位置にある可動プレート５５の中心とを結ぶ、ｚ軸に沿う仮想的な中心軸Ｄ（図１参照）の周りに、１組のアームが等間隔で３組配置される、パラレルリンク構造５０を実現できる。アームとは、第１リンク４１、第２リンク４２、第３リンク４３で構成されるリンクである。

また、以上のような構成により、このパラレルリンク構造５０は、ホーム位置にある状態では、各第２リンク４２における回転軸４６の各接続位置を含む仮想平面の位置が、上記各プレート接続位置を含む仮想平面の位置より、固定ユニット２０から遠い位置に配置される、という特徴を持つ。

（４）パラレルリンクロボットの動作
次に、パラレルリンクロボット１００の動作を説明する。ここでは、３軸（ｘ、ｙ、ｚ軸）方向の並進移動の説明を省略し、それら３軸周り（ヨー、ピッチ、ロール）の回転についてのみ説明する。

（４−１）ｘ軸（またはｙ軸）周りの回転
図６は、可動プレート５５が、ホーム位置からｘ軸周りに死点まで回転した状態のパラレルリンクロボット１００の全体を示す。図７は、その時の可動プレート５５付近を示す。このように、図中、奥に示した一対の第２リンク４２が持ち上げられ、図中手前の２組の第２リンク４２が下げられることにより、可動プレート５５がｘ軸周りの一方向に回転する。可動プレート５５は、もちろんｘ軸の逆回りも同様に回転可能である。回転可動範囲は、±６０°程度を実現できる。同様に、可動プレート５５は、ｙ軸周りにも±６０°回転可能である。

（４−１）ｚ軸周りの回転
図８は、可動プレート５５が、ホーム位置からｚ軸周りに死点まで回転した状態のパラレルリンクロボット１００の全体を示す。図９は、その時の可動プレート５５付近を示す。このように、ｚ軸周りに配置されるすべての第２リンク４２のうち、ｚ軸周りの１つおきに設けられた３つの第２リンク４２が持ち上げあれ、他の３つの第２リンク４２が下げられることにより、可動プレート５５がｚ軸周りの一方向へ回転する。可動プレート５５は、もちろんｚ軸の逆回りも同様に回転可能である。回転可動範囲は、±６０°程度を実現できる。

（４−２）組み合わせの動き
このパラレルリンクロボット１００は、以上のような３軸周りの回転のうちいずれか少なくとも１つに、３軸に沿う並進移動のうち少なくとも１つを組み合わせることも可能であり、６自由度で任意の角度で、任意の方向へ動くことがが可能である。

（５）まとめ
以上のように、本実施形態では、回転軸４７が可動プレート５５の周囲外方へ延び、それら回転軸４７に第３リンク４３が接続され、第３リンク４３に第２リンク４２が接続される。したがって、回転軸４７の位置から、第２リンク４２の端部ブロック４２１がオフセットされた位置（ずれた位置）に配置される。このような構成により、第２リンク４２の端部ブロック４２１が可動プレート５５の可動領域から離れる。したがって、その端部ブロック４２１と可動プレート５５の干渉を避けることができ、比較的簡易な構造でできるだけ大きな回転可動範囲を実現できる。

例えば、仮に、第２リンク４２と可動プレート５５との接続構造をユニバーサルジョイントやボールジョイントの構造とする場合、それらの構造上、可動プレート５５の回転可動範囲は大きくても３０°程度であり、本実施形態のように第３リンク４３を設ける構造に比べ狭い範囲となる。

また、ユニバーサルジョイントでは、その構造上、ガタが発生するおそれがあるので、可動プレート５５の駆動精度あるいは位置決め精度が低下する。

論文「ピンジョイントを用いた回転型パラレルメカニズムのリンク構成の提案と可動領域の調査」（Proposal of Link Composition for Rotational Parallel Mechanism with Pin Joints and Investigation of Movable Area）（大川一也、岡村祥宏 著）には、複合型のパラレルリンク構造が開示されている。ここでいう複合型とは、リンクが内側に折れる内折型の構造と、リンクが外側に折れる外折型の構造との両方の型を持つハイブリッド型である。本技術に係るパラレルリンク構造５０は、外折型の構造である。

上記論文に記載された複合型のパラレルリンク構造は、６０°の姿勢が可能である、と記載されている。しかしながら、これは複合型であるがゆえ、ガタの発生が増えるおそれがあり、高精度な動きが困難であると予想される。これに対し、本実施形態に係るパラレルリンク構造５０は、ガタの発生を抑えることができ、高精度な動きが可能となる。

２．第２の実施形態

図１０は、本技術の第２の実施形態に係るパラレルリンクロボット２００を示す斜視図である。これ以降の説明では、上記第１の実施形態に係るパラレルリンクロボット１００が含む部材や機能等について実質的に同様の要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。

パラレルリンクロボット２００は、固定ユニット７０とパラレルリンク構造８０とを備える。図１０では、固定ユニット７０の駆動源となるモータやその駆動軸等の図示を省略している。この固定ユニット７０は、上記第１の実施形態の固定ユニット２０とは異なる。この固定ユニット７０では、２枚の支持板８２を１組として、その１組の支持板８２が３組、つまり合計６枚の支持板８２が設けられる。これら支持板８２にそれぞれ図示しないモータが固定される。これにより、６本のアーム６０が独立して駆動される。

図１１Ａは、可動プレート１０５およびその周囲の機構を示す斜視図である。図１１Ｂは、それを下から見た斜視図である。可動プレート１０５は、中心軸Ｄ（図１参照）の周りに１２０°間隔で放射状に設けられた３つの片１０５ａを有する。各片１０５ａには、第３リンク対９３Ａ、９３Ｂをこの可動プレート１０５に回転可能に接続する２つの回転軸（図示を省略、以下では「第２軸部」という）を有する。本実施形態に係る第２軸部は、上記第１の実施形態のような共通の１つの回転軸４７の形態とは異なり、１つの片１０５ａに、２つの第３リンク９３（第３リンク対９３Ａ、９３Ｂ）をそれぞれ独立して接続する。

図１２Ａ、Ｂに示すように、第２軸部は、これら第２軸部と可動部とが接続される位置を含む仮想的な平面に対して斜めに設けられている。この仮想的な平面は、本実施形態では可動プレート１０５の表面に沿う平面であり、例えばホーム位置においてｘ−ｙ平面に沿う平面である。片１０５ａの端部は、テーパ面１０５ｂを有する。このテーパ面１０５ｂに、第３リンク９３の表面が対面して、テーパ面１０５ｂに垂直に第２軸部（図示せず）が接続される。図１２Ａ、Ｂにおいて第２軸部に沿う軸線を一点鎖線Ｅとして示している。

例えば、これら第２軸部は、可動プレート１０５から周囲外方へ向かうにしたがい、中心軸Ｄ（図１参照）の方向で固定ユニット７０から離れるように設けられている。すなわち、第２軸部の、可動プレート１０５の中心から離れる部位ほどｚ軸で下に位置するように、斜めに接続されている。

第２軸部の軸線上に、上記接続部４５（図１参照）が位置する点が、特異点であり、パラレルリンク構造８０がロックし、動作が制御不能となる点である。このパラレルリンク構造８０では、第２軸部が斜めに設けられることにより、特異点となるまでのパラレルリンク構造８０の動作範囲を広げることができ、さらに大きい回転可動範囲を実現することができる。具体的には、各ｘ、ｙ軸周りにそれぞれ±８０°程度、ｚ軸周りには±６０°程度の回転可動範囲を実現することができる。

３．他の各種の実施形態

本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

固定ユニット２０の各モータ１５は、上記第１の実施形態のような配置に限られず、種々の変更が可能である。例えば１枚の支持板１２ａに１組のモータ１５が取り付けられるのではなく、２枚の支持板１２ａに１組のモータ１５のそれぞれが取り付けられるような構成であってもよい（第２の実施形態のように）。あるいは、第２の実施形態に係る固定ユニットが、第１の実施形態のような構成を有していてもよい。あるいは、１組のモータ１５の向きは必ずしも１８０°異なっている形態に限られない。

モータ１５として、回転モータではなく、リニアモータが用いられてもよい。

上記では回転軸４７の延びる方向は、可動プレート５５（１０５）の径方向であったが、必ずしも径方向（つまり可動プレートの外周の接線に対して直交する方向）である必要はなく、広がるように延びていればよい。すなわち、回転軸４７の延びる方向は、その接線に対して直角でなくてもよい。

可動プレート５５、１０５の形状は、上記各実施形態のように概略３角形、３つの片形状に限られず、可動範囲に応じて任意の形状を取り得る。

第２リンク４２の端部ブロック４２１の形状は、Ｌ字状に限られず、Ｕ字状や日本語カタカナの「コ」字状であってもよい。また、この端部ブロック４２１の形状は、直角なＬ字に限られず、直角に対して多少の角度を持つ形状であってもよい。第３リンク４３の形状も、これと同様にＬ字状に限られない。第２の実施形態についても同様である。

第３リンク４３と可動プレート５５とを接続する回転軸４７は、第３リンク対で共通の回転軸であった。しかし、第３リンク４３が個別に回転軸を介して可動プレート５５に接続されていてもよい（第２の実施形態のように）。上記第２の実施形態において、第３リンク対９３Ａ、９３Ｂは、第１の実施形態と同様に、共通の１つの第２軸部により可動プレートに接続されていてもよい。

図１に示すように、接続部４５は、回転軸４５ａおよび接続ブロック４５ｂを含んで構成され、２軸周りの回転自由度を有していた。しかし、接続部４５に代えて、ユニバーサルジョイントやボールジョイント等の機構が設けられていてもよい。第２の実施形態についても同様である。

本技術に係るパラレルリンクロボットは、組み立て作業用ロボットとしての用途以外に、次のような用途もある。例えば、製品の箱詰め作業用、製品の検査用、タッチパネルの応答精度（手書き入力等）の評価用である。製品の検査用の場合、パラレルリンクロボットは、例えば可動プレートにカメラ等のセンサを取り付け、様々な角度から製品をセンシングすることができる。
あるいは、多軸テーブル、医療用のマニピュレータ等にも、本技術に係るパラレルリンクロボットは適用可能である。

以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。

なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）
複数の駆動源を有する固定ユニットと、
操作用の可動部と、
前記複数の駆動源にそれぞれ接続された複数の第１リンクと、
前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の接続部と、
前記複数の接続部を介して前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第２リンクと、
前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第１軸部と、
前記複数の第１軸部を介して前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第３リンクと、
前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続し、前記可動部の周囲外方へ延びる複数の第２軸部と
を具備するパラレルリンクロボット。
（２）
前記（１）に記載のパラレルリンクロボットであって、
前記複数の第３リンクは、２つの第３リンクで構成される第３リンク対を構成し、
前記第３リンク対が、前記複数の第２軸部のうち１つの第２軸部により前記可動部に接続される
パラレルリンクロボット。
（３）
前記（２）に記載のパラレルリンクロボットであって、
前記第３リンク対のそれぞれの長さが異なる
パラレルリンクロボット。
（４）
前記（１）から（３）のうちいずれか１つに記載のパラレルリンクロボットであって、
前記複数の第２リンクにおける前記複数の第１軸部の各接続位置を含む仮想平面の位置が、前記可動部における前記複数の第２軸部の各接続位置を含む仮想平面の位置より、前記固定ユニットから遠い位置に配置されるように、前記複数の第２リンク、前記複数の第３リンクおよび前記可動部が配置される
パラレルリンクロボット。
（５）
前記（１）から（４）のうちいずれか１つに記載のパラレルリンクロボットであって、
前記複数の第３リンクのうち少なくとも１つは、Ｌ字状ブロックで構成される
パラレルリンクロボット。
（６）
前記（１）に記載のパラレルリンクロボットであって、
前記複数の駆動源は、平行な１組の出力軸を有する１組の駆動源を有する
パラレルリンクロボット。
（７）
前記（６）に記載のパラレルリンクロボットであって、
前記固定ユニットは、前記１組の駆動源が持つそれぞれの出力軸が非同軸となるようにその１組の駆動源を支持する支持体を有する
パラレルリンクロボット。
（８）
前記（７）に記載のパラレルリンクロボットであって、
前記支持体は、前記各出力軸が貫通するように構成され、前記１組の駆動源の各本体の間に配置された支持板または支持フレームを有する
パラレルリンクロボット。
（９）
前記（１）に記載のパラレルリンクロボットであって、
前記複数の第１リンクは、２つの第１リンクで構成される１組の第１リンクを有し、
前記複数の第２リンクは、２つの第２リンクで構成される１組の第２リンクを有し、
前記複数の第３リンクは、２つの第３リンクで構成される１組の第３リンクを有し、
前記１組の第１リンク、前記１組の第２リンク、および前記１組の第３リンクにより１組のアームが構成される
パラレルリンクロボット。
（１０）
前記（９）に記載のパラレルリンクロボットであって、
前記固定ユニットの中心と前記可動部の中心とを結ぶ仮想的な中心軸の周りに、前記１組のアームが等間隔で複数組配置される
パラレルリンクロボット。
（１１）
前記（１）に記載のパラレルリンクロボットであって、
前記複数の第２軸部は、それら第２軸部と前記可動部とが接続される位置を含む仮想的な平面に対して斜めに設けられる
パラレルリンクロボット。
（１２）
前記（１１）に記載のパラレルリンクロボットであって、
前記複数の第２軸部は、前記可動部の周囲外方へ向かうにしたがい、前記固定ユニットの中心と前記可動部と中心とを結ぶ仮想的な中心軸の方向で前記固定ユニットから離れるように設けられる
パラレルリンクロボット。
（１３）
複数の駆動源を有する固定ユニットと、
操作用の可動部と、
前記複数の駆動源にそれぞれ接続された複数の第１リンクと、
前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の接続部と、
前記複数の接続部を介して前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第２リンクと、
前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第１軸部と、
前記複数の第１軸部を介して前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第３リンクと、
前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続された複数の第２軸部とを具備し、
前記複数の第２リンクの、前記複数の第１軸部が接続される端部が、前記複数の第２軸部から前記可動部の周囲外方へオフセットされた位置に配置されるように、前記複数の第２リンクが、前記複数の第３リンクを介して前記可動部に接続される
を具備するパラレルリンクロボット。
（１４）
操作用の可動部と、
複数の駆動源にそれぞれ接続された複数の第１リンクと、
前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の接続部と、
前記複数の接続部を介して前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第２リンクと、
前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第１軸部と、
前記複数の第１軸部を介して前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第３リンクと、
前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続し、前記可動部の周囲外方へ延びる複数の第２軸部と
を具備するパラレルリンク構造。
（１５）
操作用の可動部と、
複数の駆動源にそれぞれ接続された複数の第１リンクと、
前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の接続部と、
前記複数の接続部を介して前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第２リンクとを備えるロボットのパラレルリンク構造であって、
前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第１軸部と、
前記複数の第１軸部を介して前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第３リンクと、
前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続された複数の第２軸部とを具備し、
前記複数の第２リンクの、前記複数の第１軸部が接続される端部が、前記複数の第２軸部から前記可動部の周囲外方へオフセットされた位置に配置されるように、前記複数の第２リンクが、前記複数の第３リンクを介して前記可動部に接続される
を具備するパラレルリンク構造。

１２…支持体
１２ａ…支持板
１５…モータ
１７…出力軸
２０…固定ユニット
４１…第１リンク
４２…第２リンク
４３、９３…第３リンク
４５…接続部
４６、４７…回転軸
５０、８０…パラレルリンク構造
５５、１０５…可動プレート
１００、２００…パラレルリンクロボット

Claims (15)

1. 複数の駆動源を有する固定ユニットと、
   操作用の可動部と、
   前記複数の駆動源にそれぞれ接続された複数の第１リンクと、
   前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の接続部と、
   前記複数の接続部を介して前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第２リンクと、
   前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第１軸部と、
   前記複数の第１軸部を介して前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第３リンクと、
   前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続し、前記可動部の周囲外方へ延びる複数の第２軸部と
   を具備するパラレルリンクロボット。
2. 請求項１に記載のパラレルリンクロボットであって、
   前記複数の第３リンクは、２つの第３リンクで構成される第３リンク対を構成し、
   前記第３リンク対が、前記複数の第２軸部のうち１つの第２軸部により前記可動部に接続される
   パラレルリンクロボット。
3. 請求項２に記載のパラレルリンクロボットであって、
   前記第３リンク対のそれぞれの長さが異なる
   パラレルリンクロボット。
4. 請求項１に記載のパラレルリンクロボットであって、
   前記複数の第２リンクにおける前記複数の第１軸部の各接続位置を含む仮想平面の位置が、前記可動部における前記複数の第２軸部の各接続位置を含む仮想平面の位置より、前記固定ユニットから遠い位置に配置されるように、前記複数の第２リンク、前記複数の第３リンクおよび前記可動部が配置される
   パラレルリンクロボット。
5. 請求項１に記載のパラレルリンクロボットであって、
   前記複数の第３リンクのうち少なくとも１つは、Ｌ字状ブロックで構成される
   パラレルリンクロボット。
6. 請求項１に記載のパラレルリンクロボットであって、
   前記複数の駆動源は、平行な１組の出力軸を有する１組の駆動源を有する
   パラレルリンクロボット。
7. 請求項６に記載のパラレルリンクロボットであって、
   前記固定ユニットは、前記１組の駆動源が持つそれぞれの出力軸が非同軸となるようにその１組の駆動源を支持する支持体を有する
   パラレルリンクロボット。
8. 請求項７に記載のパラレルリンクロボットであって、
   前記支持体は、前記各出力軸が貫通するように構成され、前記１組の駆動源の各本体の間に配置された支持板または支持フレームを有する
   パラレルリンクロボット。
9. 請求項１に記載のパラレルリンクロボットであって、
   前記複数の第１リンクは、２つの第１リンクで構成される１組の第１リンクを有し、
   前記複数の第２リンクは、２つの第２リンクで構成される１組の第２リンクを有し、
   前記複数の第３リンクは、２つの第３リンクで構成される１組の第３リンクを有し、
   前記１組の第１リンク、前記１組の第２リンク、および前記１組の第３リンクにより１組のアームが構成される
   パラレルリンクロボット。
10. 請求項９に記載のパラレルリンクロボットであって、
    前記固定ユニットの中心と前記可動部の中心とを結ぶ仮想的な中心軸の周りに、前記１組のアームが等間隔で複数組配置される
    パラレルリンクロボット。
11. 請求項１に記載のパラレルリンクロボットであって、
    前記複数の第２軸部は、それら第２軸部と前記可動部とが接続される位置を含む仮想的な平面に対して斜めに設けられる
    パラレルリンクロボット。
12. 請求項１１に記載のパラレルリンクロボットであって、
    前記複数の第２軸部は、前記可動部の周囲外方へ向かうにしたがい、前記固定ユニットの中心と前記可動部と中心とを結ぶ仮想的な中心軸の方向で前記固定ユニットから離れるように設けられる
    パラレルリンクロボット。
13. 複数の駆動源を有する固定ユニットと、
    操作用の可動部と、
    前記複数の駆動源にそれぞれ接続された複数の第１リンクと、
    前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の接続部と、
    前記複数の接続部を介して前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第２リンクと、
    前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第１軸部と、
    前記複数の第１軸部を介して前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第３リンクと、
    前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続された複数の第２軸部とを具備し、
    前記複数の第２リンクの、前記複数の第１軸部が接続される端部が、前記複数の第２軸部から前記可動部の周囲外方へオフセットされた位置に配置されるように、前記複数の第２リンクが、前記複数の第３リンクを介して前記可動部に接続される
    を具備するパラレルリンクロボット。
14. 操作用の可動部と、
    複数の駆動源にそれぞれ接続された複数の第１リンクと、
    前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の接続部と、
    前記複数の接続部を介して前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第２リンクと、
    前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第１軸部と、
    前記複数の第１軸部を介して前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第３リンクと、
    前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続し、前記可動部の周囲外方へ延びる複数の第２軸部と
    を具備するパラレルリンク構造。
15. 操作用の可動部と、
    複数の駆動源にそれぞれ接続された複数の第１リンクと、
    前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の接続部と、
    前記複数の接続部を介して前記複数の第１リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第２リンクとを備えるロボットのパラレルリンク構造であって、
    前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第１軸部と、
    前記複数の第１軸部を介して前記複数の第２リンクにそれぞれ回転可能に接続された複数の第３リンクと、
    前記可動部に前記複数の第３リンクをそれぞれ回転可能に接続された複数の第２軸部とを具備し、
    前記複数の第２リンクの、前記複数の第１軸部が接続される端部が、前記複数の第２軸部から前記可動部の周囲外方へオフセットされた位置に配置されるように、前記複数の第２リンクが、前記複数の第３リンクを介して前記可動部に接続される
    を具備するパラレルリンク構造。