JP3853645B2 - ロボットアーム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈曲することによって伸縮するロボットアームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、屈曲することによって伸縮するロボットアームは、例えば半導体ウエハや精密部品等のワーク（被処理物）をその製造工程に従って移送したり、所定の作業台上にローディングしたりするために使用されている。
【０００３】
この種のロボットアームの例として、以下に述べるように、特開２０００−２０８５８８号公報に開示されたロボットアームが知られている。
【０００４】
図２０において、従来のロボットアーム９００は、互いに略平行な一対の第１のリンク９１１、９１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク９１３、９１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム９１０を備えている。
【０００５】
また、ロボットアーム９００は、互いに略平行な一対の第１のリンク９２１、９２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク９２３、９２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム９１０の一端側で第１のアーム９１０に回転可能に連結される第２のアーム９２０を備えている。
【０００６】
ここで、第１のリンク９２１、９２２は、第１のリンク９１１、９１２と等長である。また、第２のリンク９２３は、第２のリンク９１３と等長であり、第２のリンク９１３に一体に形成されて固定されている。
【０００７】
また、ロボットアーム９００は、所定の基準軸９００ａに対して第１のリンク９１１、９１２が傾くように、第１のアーム９１０の他端側で第１のアーム９１０を回転可能に支持する支持部９３０を備えている。
【０００８】
また、ロボットアーム９００は、互いに略等長である一対の第１のリンク９４１、９４２と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク９４３、９４４とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク９４５、９４６と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク９４７、９４８とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸９００ａに対する第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０の角度θ901、θ902が互いに略同一となるように、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０を連動させる連動部９４０を備えている。
【０００９】
ここで、第１のリンク９４１及び第４のリンク９４７は、それぞれ第１のリンク９２１及び第１のリンク９１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク９４３及び第３のリンク９４５は、互いに等長であり、第２のリンク９１３及び第２のリンク９２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク９４２及び第４のリンク９４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【００１０】
また、ロボットアーム９００は、一端側が第２のリンク９２４に一体に形成されるアーム９５１と、アーム９５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド９５２とを備えている。
【００１１】
そして、ロボットアーム９００は、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が屈曲することによって伸縮することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のロボットアーム９００においては、図２０に示すように、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときに、第１のアーム９１０の四節回転連鎖や、第２のアーム９２０の四節回転連鎖や、連動部９４０の四節回転連鎖が潰れた形状になり、潰れた形状でない場合と比較して変形し易かったため、以下の問題があった。
【００１３】
ロボットアーム９００は、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときに、例えば外部の温度変化によって、各リンクが伸縮して第１のアーム９１０、第２のアーム９２０及び連動部９４０が変形してしまうので、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときにハンド９５２の位置が定まらないという問題があった。
【００１４】
また、ロボットアーム９００は、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときに、外力によって、第１のアーム９１０、第２のアーム９２０及び連動部９４０が変形してしまうので、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときにハンド９５２の位置が外力によって変化し易いという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、従来と比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができるロボットアームを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のロボットアームは、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第１のアームと、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第１のアームの一端側に回転可能に連結された第２のアームと、前記第１のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、前記第１のアーム及び第２のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、前記第１のアーム及び前記第２のアームの間に、前記基準軸に対して前記第１のアームの第１のリンクがなす角度（θ 101 ）と前記基準軸に対して前記第２のアームの第１のリンクがなす角度（θ 102 ）とを常に同一にするように、前記第１のアーム及び前記第２のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、前記第１のアームの前記第１のリンクは、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、前記第１のアームの第２のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられている構成を有している。
【００１７】
この構成により、本発明のロボットアームの第１のアームは、従来のロボットアームの第１のアームと比較して、第２のアームとともに伸長するときに、四節回転連鎖が潰れた形状となり難く、外力によって変形し難い。
【００１８】
また、本発明のロボットアームの第１のアームは、第２のリンクが基準軸に対して傾けられているので、第２のアームとともに伸長するときに、従来のロボットアームの第１のアームと比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸に略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
【００１９】
したがって、本発明のロボットアームは、従来のロボットアームと比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができる。
【００２０】
また、本発明のロボットアームは、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第１のアームと、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第１のアームの一端側に回転可能に連結された第２のアームと、前記第１のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、前記第１のアーム及び第２のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、前記第１のアーム及び前記第２のアームの間に、前記基準軸に対して前記第１のアームの第１のリンクがなす角度と前記基準軸に対して前記第２のアームの第１のリンクがなす角度とを常に同一にするように、前記第１のアーム及び前記第２のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、前記第２のアームの第１のリンクは、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、前記第２のアームの第２のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられている構成を有している。
【００２１】
この構成により、本発明のロボットアームの第２のアームは、従来のロボットアームの第２のアームと比較して、第１のアームとともに伸長するときに、四節回転連鎖が潰れた形状となり難く、外力によって変形し難い。
【００２２】
また、本発明のロボットアームの第２のアームは、第２のリンクが基準軸に対して傾けられているので、第１のアームとともに伸長するときに、従来のロボットアームの第２のアームと比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸に略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
【００２３】
したがって、本発明のロボットアームは、従来のロボットアームと比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができる。
【００２４】
また、本発明のロボットアームは、 互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第１のアームと、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第１のアームの一端側に回転可能に連結された第２のアームと、前記第１のアームの他 端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、前記第１のアーム及び第２のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、前記第１のアーム及び前記第２のアームの間に、前記基準軸に対して前記第１のアームの第１のリンクがなす角度と前記基準軸に対して前記第２のアームの第１のリンクがなす角度とを常に同一にするように、前記第１のアーム及び前記第２のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、前記連動部は、一方が前記第２又は第１のアームの一対の第１のリンクのうち片方に固定され、互いに等長である一対の第１の連動リンクと、一方が前記第２又は第１のアームの一対の第２のリンクのうち片方に固定され、互いに等長であり軸線が交差する一対の第２の連動リンクとを有する四節回転連鎖と、一方が前記第２の連動リンクの片方に固定され、互いに等長である一対の第３の連動リンクと、一方が前記第１又は第２のアームの一対の第１のリンクのうち片方に固定され、他方が前記第１の連動リンクのうち他方の連動リンクに固定され、互いに等長であり軸線が交差する一対の第４の連動リンクとを有する四節回転連鎖とからなり、前記一方の第１の連動リンク又は前記一方の第４の連動リンクは、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、該第１の連動リンク又は第４の連動リンクの回転方向の一方側に回転する一方、前記一方の第１の連動リンク又は前記一方の第４の連動リンクは、前記第２又は第１のアームの一対の第１のリンクのうち片方に対し前記回転方向の他方側に所定の傾き角度だけ傾けて固定されている構成を有している。
【００２５】
この構成により、本発明のロボットアームの連動部は、従来のロボットアームの連動部と比較して、第１のアーム及び第２のアームが伸長するときに、四節回転連鎖が潰れた形状となり難く、外力によって変形し難い。
【００２６】
したがって、本発明のロボットアームは、従来のロボットアームと比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができる。
【００２７】
本発明のロボットアームにおいては、前記第１のアームの第２のリンクが前記基準軸に対してなす傾きの方向及び角度の双方が、前記第２のアームの第２のリンクが前記基準軸に対してなす傾きの方向及び角度とは一致しないように、前記第１のアームの第２のリンクの一方と前記第２のアームの第２のリンクの一方とが所定角度をなして連結されたているのが好ましい。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
【００２９】
図１において、本実施の形態に係るロボットアーム１００は、互いに略平行な一対の第１のリンク１１１、１１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク１１３、１１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム１１０を備えている。
【００３０】
また、ロボットアーム１００は、互いに略平行な一対の第１のリンク１２１、１２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク１２３、１２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム１１０の一端側で第１のアーム１１０に回転可能に連結される第２のアーム１２０を備えている。
【００３１】
ここで、第１のリンク１２１、１２２は、第１のリンク１１１、１１２と等長である。また、第２のリンク１２３は、第２のリンク１１３に対し図１、図３に示すように所定角度をなして一体に形成されて固定されている。
【００３２】
また、ロボットアーム１００は、第１のリンク１１１を矢印１３０ａ或いは矢印１３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部１３１と、第２のリンク１１４を矢印１３０ａ或いは矢印１３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部１３２とを有し、所定の基準軸１００ａに対して第１のリンク１１１、１１２が傾くように、第１のアーム１１０の他端側で第１のアーム１１０を回転可能に支持する支持部１３０を備えている。
【００３３】
また、ロボットアーム１００は、互いに略等長である一対の第１のリンク１４１、１４２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク１４３、１４４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク１４５、１４６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク１４７、１４８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸１００ａに対する第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０の角度θ101、θ102が互いに略同一となるように、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０を連動させる連動部１４０を備えている。
【００３４】
ここで、第１のリンク１４１及び第４のリンク１４７は、それぞれ第１のリンク１２１及び第１のリンク１１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク１４３及び第３のリンク１４５は、互いに等長であり、第２のリンク１１３及び第２のリンク１２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク１４２及び第４のリンク１４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【００３５】
また、ロボットアーム１００は、一端側が第２のリンク１２４に一体に形成されるアーム１５１と、アーム１５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド１５２とを備えている。
【００３６】
なお、ハンド１５２は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
【００３７】
また、ロボットアーム１００は、図２に示すように、第１のアーム１１０が伸長するときに回転する方向（矢印１３０ａの示す方向）の基準軸１００ａに対する第２のリンク１１４の軸線１１４ａの角度θ103（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）が、第１のアーム１１０が伸長するときに回転する方向（矢印１３０ａの示す方向、回転方向の一方側）での基準軸１００ａに対する第１のリンク１１１の軸線１１１ａの角度θ101（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）より大きくなるように、常に第２のリンク１１４が支持部１３０の駆動軸部１３２によって基準軸１００ａに対して回転方向１３０ａ（回転方向の一方側）に傾けられている。
【００３８】
次に、本実施の形態に係るロボットアームの動作について説明する。
【００３９】
第１のリンク１１１が、駆動軸部１３１によって、角度θ101が変化するように第２のリンク１１４に対して矢印１３０ａ或いは矢印１３０ｂの示す方向に回転させられると、ロボットアーム１００は、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０が屈曲し、図１に示す伸長状態から図３に示す収縮状態までの間の状態に変化することができる。また、図３に示す収縮状態からさらに収縮させることも可能である。
【００４０】
また、第１のリンク１１１及び第２のリンク１１４が、駆動軸部１３１及び駆動軸部１３２によって矢印１３０ａ或いは矢印１３０ｂの示す同一の方向に同量回転することによって、ロボットアーム１００は、旋回することができる。
【００４１】
ここで、ロボットアーム１００の第１のアーム１１０は、上述したように、角度θ103（図２参照）が角度θ101より大きくなるように、常に第２のリンク１１４が支持部１３０の駆動軸部１３２によって基準軸１００ａに対して傾けられているので、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と比較して、第２のアーム９２０とともに伸長するときに、図１に示すように、四節回転連鎖が潰れた形状となり難い。
【００４２】
仮に第１のアーム１１０が、図４（ａ）に示すように、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と同様に角度θ103（図２参照）が角度θ101以下の０°である場合、第１のアーム１１０は、伸長しているときに基準軸１００ａに略直交する方向の力Ｆ101が加えられると、第１のリンク１１１及び第２のリンク１１３に、それぞれ力Ｆ101の分力である力Ｆ102及び力Ｆ103が加えられる。
【００４３】
しかしながら、本実施の形態に係る第１のアーム１１０は、図４（ｂ）に示すように、角度θ103が角度θ101よりも大きいので、図４（ａ）に示す場合と同様に伸長しているときに基準軸１００ａに略直交する方向の力Ｆ101が加えられると、第１のリンク１１１に力Ｆ101の分力であり、図４（ａ）に示す力Ｆ102より小さい力Ｆ104が加えられ、第２のリンク１１３に力Ｆ101の分力であり、図４（ａ）に示す力Ｆ103より小さい力Ｆ105が加えられる。
【００４４】
なお、以上においては、伸長している第１のアーム１１０に、基準軸１００ａに略直交する方向の力Ｆ101が加えられる場合について説明したが、伸長している第１のアーム１１０に、基準軸１００ａに略平行な方向の力が加えられる場合も同様に、第１のアーム１１０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と比較して、各リンクに加えられる力が小さくなる。
【００４５】
以上説明したように、ロボットアーム１００の第１のアーム１１０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と比較して、第２のアーム１２０とともに伸長するときに各リンクに加えられる力が小さいので、外力によって変形し難い。
【００４６】
また、ロボットアーム１００の第１のアーム１１０は、第２のリンク１１３、１１４が基準軸１００ａに対して傾けられているので、第２のアーム１２０とともに伸長するときに、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸１００ａに略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
【００４７】
したがって、ロボットアーム１００は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）と比較して、伸長しているときのハンド１５２の位置決め精度を向上することができる。
【００４８】
なお、ロボットアーム１００は、角度θ103（図２参照）として、角度θ101より大きい任意の角度を設定することができる。
【００４９】
例えば、ロボットアーム１００は、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０が最も伸長するときに、第１のリンク１１１及び第２のリンク１１４が互いに略直交するように角度θ103（図２参照）が設定されても良い。
【００５０】
ところで、長さの異なる２本のリンクにおいて、加工誤差の長さが同一である場合、長いリンクの方が短いリンクよりも全長に占める加工誤差の割合が小さい。
【００５１】
したがって、ロボットアーム１００は、図５に示すように、第２のリンク１１３、１１４（図１参照）に代えて、第２のリンク１１３、１１４よりも長く互いに略平行な第２のリンク１１５、１１６を有する場合、図１に示す場合と比較して、第２のリンク１１５、１１６の加工誤差に起因する第１のアーム１１０の変形が小さく、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０が伸長しているときにハンド１５２が基準軸１００ａに沿ってより直線的に移動することができる。
【００５２】
また、ロボットアーム１００は、図５に示すように、第２のリンク１１３、１１４（図１参照）に代えて、第２のリンク１１３、１１４よりも長く互いに略平行な第２のリンク１１５、１１６を有する場合、図１に示す場合と比較して、第１のアーム１１０の各リンクが太くされるための空間が確保できるので、駆動軸部１３１及び駆動軸部１３２の回転軸の延在方向の厚みが増やされることなく、第１のアーム１１０のリンクが太くされることによって、第１のアーム１１０の変形がより小さくされ、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０が伸長しているときにハンド１５２の駆動軸部１３１及び駆動軸部１３２の回転軸の延在方向の剛性を向上させることができる。
【００５３】
なお、連動部１４０は、本実施の形態において、２つの四節回転連鎖から構成されていたが、本発明によれば、基準軸１００ａに対する第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０の角度θ101、θ102が互いに略同一となるように、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０を連動させる機構であれば、本実施の形態において示した連動部以外の２つの四節回転連鎖による機構や、同期歯車を使用した機構や、ベルト及びプーリを使用した機構など、他の公知の機構から構成されていても良い。
【００５４】
（第２の実施の形態）
まず、第２の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
【００５５】
図６において、本実施の形態に係るロボットアーム２００は、互いに略平行な一対の第１のリンク２１１、２１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク２１３、２１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム２１０を備えている。
【００５６】
また、ロボットアーム２００は、互いに略平行な一対の第１のリンク２２１、２２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク２２３、２２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム２１０の一端側で第１のアーム２１０に回転可能に連結される第２のアーム２２０を備えている。
【００５７】
ここで、第１のリンク２２１、２２２は、第１のリンク２１１、２１２と等長である。また、第２のリンク２２３は、第２のリンク２１３に一体に形成されて固定されている。
【００５８】
また、ロボットアーム２００は、第１のリンク２１１を矢印２３０ａ或いは矢印２３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部２３１と、第２のリンク２１４を矢印２３０ａ或いは矢印２３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部２３２とを有し、所定の基準軸２００ａに対して第１のリンク２１１、２１２が傾くように、第１のアーム２１０の他端側で第１のアーム２１０を回転可能に支持する支持部２３０を備えている。
【００５９】
また、ロボットアーム２００は、互いに略等長である一対の第１のリンク２４１、２４２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク２４３、２４４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク２４５、２４６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク２４７、２４８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸２００ａに対する第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０の角度θ201、θ202が互いに略同一となるように、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０を連動させる連動部２４０を備えている。
【００６０】
ここで、第１のリンク２４１及び第４のリンク２４７は、それぞれ第１のリンク２２１及び第１のリンク２１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク２４３及び第３のリンク２４５は、互いに等長であり、第２のリンク２１３及び第２のリンク２２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク２４２及び第４のリンク２４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【００６１】
また、ロボットアーム２００は、一端側が第２のリンク２２４に一体に形成されるアーム２５１と、アーム２５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド２５２とを備えている。
【００６２】
なお、ハンド２５２は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
【００６３】
また、ロボットアーム２００は、図７に示すように、第２のアーム２２０が伸長するときに回転する方向（矢印２３０ｂの示す方向、回転方向の一方側）での基準軸２００ａに対する第２のリンク２２４の軸線２２４ａの角度θ203（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）が、第２のアーム２２０が伸長するときに回転する方向（矢印２３０ｂの示す方向）の基準軸２００ａに対する第１のリンク２２１の軸線２２１ａの角度θ202（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）より大きくなるように、常に第２のリンク２２４が基準軸２００ａに対して回転方向２３０ｂ（回転方向の一方側）に傾けられている。
【００６４】
次に、本実施の形態に係るロボットアームの動作について説明する。
【００６５】
第１のリンク２１１が、駆動軸部２３１によって、角度θ201が変化するように第２のリンク２１４に対して矢印２３０ａ或いは矢印２３０ｂの示す方向に回転させられると、ロボットアーム２００は、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０が屈曲し、図６に示す伸長状態から図８に示す収縮状態までの間の状態に変化することができる。また、図８に示す収縮状態からさらに収縮させることも可能である。
【００６６】
また、第１のリンク２１１及び第２のリンク２１４が、駆動軸部２３１及び駆動軸部２３２によって矢印２３０ａ或いは矢印２３０ｂの示す同一の方向に同量回転することによって、ロボットアーム２００は、旋回することができる。
【００６７】
ここで、ロボットアーム２００の第２のアーム２２０は、上述したように、角度θ203（図７参照）が角度θ202より大きくなるように、常に第２のリンク２２４が基準軸２００ａに対して傾けられているので、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と比較して、第１のアーム９１０とともに伸長するときに、図６に示すように、四節回転連鎖が潰れた形状となり難い。
【００６８】
仮に第２のアーム２２０が、図９（ａ）に示すように、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と同様に角度θ203（図７参照）が角度θ202以下の０°である場合、第２のアーム２２０は、伸長しているときに基準軸２００ａに略直交する方向の力Ｆ201が加えられると、第１のリンク２２１及び第２のリンク２２４に、それぞれ力Ｆ201の分力である力Ｆ202及び力Ｆ203が加えられる。
【００６９】
しかしながら、本実施の形態に係る第２のアーム２２０は、図９（ｂ）に示すように、角度θ203が角度θ202よりも大きいので、図９（ａ）に示す場合と同様に伸長しているときに基準軸２００ａに略直交する方向の力Ｆ201が加えられると、第１のリンク２２１に力Ｆ201の分力であり、図９（ａ）に示す力Ｆ202より小さい力Ｆ204が加えられ、第２のリンク２２４に力Ｆ201の分力であり、図９（ａ）に示す力Ｆ203より小さい力Ｆ205が加えられる。
【００７０】
なお、以上においては、伸長している第２のアーム２２０に、基準軸２００ａに略直交する方向の力Ｆ201が加えられる場合について説明したが、伸長している第２のアーム２２０に、基準軸２００ａに略平行な方向の力が加えられる場合も同様に、第２のアーム２２０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と比較して、各リンクに加えられる力が小さくなる。
【００７１】
以上説明したように、ロボットアーム２００の第２のアーム２２０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と比較して、第１のアーム２１０とともに伸長するときに各リンクに加えられる力が小さいので、外力によって変形し難い。
【００７２】
また、ロボットアーム２００の第２のアーム２２０は、第２のリンク２２３、２２４が基準軸２００ａに対して傾けられているので、第１のアーム２１０とともに伸長するときに、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸２００ａに略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
【００７３】
したがって、ロボットアーム２００は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）と比較して、伸長しているときのハンド２５２の位置決め精度を向上することができる。
【００７４】
なお、ロボットアーム２００は、角度θ203（図７参照）として、角度θ202より大きい任意の角度を設定することができる。
【００７５】
例えば、ロボットアーム２００は、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０が最も伸長するときに、第１のリンク２２１及び第２のリンク２２４が互いに略直交するように角度θ203（図７参照）が設定されても良い。
【００７６】
ところで、長さの異なる２本のリンクにおいて、加工誤差の長さが同一である場合、長いリンクの方が短いリンクよりも全長に占める加工誤差の割合が小さい。
【００７７】
したがって、ロボットアーム２００は、図１０に示すように、第２のリンク２２３、２２４（図６参照）に代えて、第２のリンク２２３、２２４よりも長く互いに略平行な第２のリンク２２５、２２６を有する場合、図６に示す場合と比較して、第２のリンク２２５、２２６の加工誤差に起因する第２のアーム２２０の変形が小さく、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０が伸長しているときにハンド２５２が基準軸２００ａに沿ってより直線的に移動することができる。
【００７８】
また、ロボットアーム２００は、図１０に示すように、第２のリンク２２３、２２４（図６参照）に代えて、第２のリンク２２３、２２４よりも長く互いに略平行な第２のリンク２２５、２２６を有する場合、図６に示す場合と比較して、第２のアーム２２０の各リンクが太くされるための空間が確保できるので、駆動軸部２３１及び駆動軸部２３２の回転軸の延在方向の厚みが増やされることなく、第２のアーム２２０のリンクが太くされることによって、第２のアーム２２０の変形がより小さくされ、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０が伸長しているときにハンド２５２の駆動軸部２３１及び駆動軸部２３２の回転軸の延在方向の剛性を向上させることができる。
【００７９】
なお、連動部２４０は、本実施の形態において、２つの四節回転連鎖から構成されていたが、本発明によれば、基準軸２００ａに対する第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０の角度θ201、θ202が互いに略同一となるように、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０を連動させる機構であれば、本実施の形態において示した連動部以外の２つの四節回転連鎖による機構や、同期歯車を使用した機構や、ベルト及びプーリを使用した機構など、他の公知の機構から構成されていても良い。
【００８０】
（第３の実施の形態）
まず、第３の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
【００８１】
図１１において、本実施の形態に係るロボットアーム３００は、互いに略平行な一対の第１のリンク３１１、３１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク３１３、３１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム３１０を備えている。
【００８２】
また、ロボットアーム３００は、互いに略平行な一対の第１のリンク３２１、３２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク３２３、３２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム３１０の一端側で第１のアーム３１０に回転可能に連結される第２のアーム３２０を備えている。
【００８３】
ここで、第１のリンク３２１、３２２は、第１のリンク３１１、３１２と等長である。また、第２のリンク３２３は、第２のリンク３１３に一体に形成されて固定されている。
【００８４】
また、ロボットアーム３００は、第１のリンク３１１を矢印３３０ａ或いは矢印３３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部３３１と、第２のリンク３１４を矢印３３０ａ或いは矢印３３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部３３２とを有し、所定の基準軸３００ａに対して第１のリンク３１１、３１２が傾くように、第１のアーム３１０の他端側で第１のアーム３１０を回転可能に支持する支持部３３０を備えている。
【００８５】
また、ロボットアーム３００は、互いに略等長である一対の第１のリンク３４１、３４２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク３４３、３４４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク３４５、３４６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク３４７、３４８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸３００ａに対する第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０の角度θ301、θ302が互いに略同一となるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０を連動させる連動部３４０を備えている。
【００８６】
ここで、第１のリンク３４１（一方の第１の連動リンク）及び第４のリンク３４７（一方の第４の連動リンク）は、それぞれ第２のアーム３２０の片方の第１のリンク３２１及び第１のアーム３１０の片方の第１のリンク３１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク３４３（一方の第２の連動リンク）及び第３のリンク３４５（一方の第３の連動リンク）は、互いに等長であり、第２のリンク３１３及び第２のリンク３２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク３４２及び第４のリンク３４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【００８７】
また、ロボットアーム３００は、一端側が第２のリンク３２４に一体に形成されるアーム３５１と、アーム３５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド３５２とを備えている。
【００８８】
なお、ハンド３５２は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
【００８９】
仮に、図１２（ａ）に示すように、第１のリンク３４１の軸線３４１ａと、第１のリンク３２１の軸線３２１ａとが略同一であり、第４のリンク３４７の軸線３４７ａと、第１のリンク３１１の軸線３１１ａとが略同一であるように、第１のリンク３４１及び第４のリンク３４７が配置されているとすると、第１のリンク３４１は第２のリンク３４３に対して角度θ303傾けられる。
【００９０】
しかしながら、本実施の形態に係る第１のリンク３４１は、図１２（ｂ）に示すように、第２のリンク３４３に対して角度θ303及び角度θ304を合計した角度傾いている。
【００９１】
ここで、第１のリンク３４１は、第２のリンク３４３に対して、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が収縮するときに矢印３３０ａの示す方向に回転するようになっている。
【００９２】
以上に説明したことを換言すると、図１２（ｂ）に示す第１のリンク３４１は、図１２（ａ）に示す場合と比較して、第２のリンク３４３に対して第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０の収縮時に回転する方向（矢印３３０ａの示す方向、回動方向の他方側）に角度θ304 だけ傾けられている。
【００９３】
次に、本実施の形態に係るロボットアームの動作について説明する。
【００９４】
第１のリンク３１１が、駆動軸部３３１によって、角度θ301が変化するように第２のリンク３１４に対して矢印３３０ａ或いは矢印３３０ｂの示す方向に回転させられると、ロボットアーム３００は、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が屈曲し、図１１に示す伸長状態から図１３に示す収縮状態までの間の状態に変化することができる。また、図１３に示す収縮状態からさらに収縮させることも可能である。
【００９５】
また、第１のリンク３１１及び第２のリンク３１４が、駆動軸部３３１及び駆動軸部３３２によって矢印３３０ａ或いは矢印３３０ｂの示す同一の方向に同量回転することによって、ロボットアーム３００は、旋回することができる。
【００９６】
ここで、ロボットアーム３００の連動部３４０は、上述したように、第１のリンク３４１が、図１２（ｂ）に示すように、図１２（ａ）に示す場合と比較して、第２のリンク３４３に対して第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０の収縮時に回転する方向（矢印３３０ａの示す方向）に角度θ304傾けられているので、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の連動部９４０（図２０参照）と比較して、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が伸長するときに、図１１に示すように、四節回転連鎖が潰れた形状となり難い。
【００９７】
仮に連動部３４０が、図１２（ａ）に示すように、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の連動部９４０（図２０参照）と同様に、第１のリンク３４１の軸線３４１ａと、第１のリンク３２１の軸線３２１ａとが略同一であり、第４のリンク３４７の軸線３４７ａと、第１のリンク３１１の軸線３１１ａとが略同一であるように、第１のリンク３４１及び第４のリンク３４７が配置されている場合、連動部３４０は、伸長しているときに図１４（ａ）に示すように基準軸３００ａに略直交する方向の力Ｆ301が加えられると、第１のリンク３４１及び第２のリンク３４４に、それぞれ力Ｆ301の分力である力Ｆ302及び力Ｆ303が加えられる。
【００９８】
しかしながら、本実施の形態に係る連動部３４０は、第１のリンク３４１が、図１２（ｂ）に示すように、図１２（ａ）に示す場合と比較して矢印３３０ａの示す方向に角度θ304傾けられているので、図１４（ａ）に示す場合と同様に伸長しているときに基準軸３００ａに略直交する方向の力Ｆ301が加えられると、図１４（ｂ）に示すように、第１のリンク３４１に力Ｆ301の分力であり、図１４（ａ）に示す力Ｆ302より小さい力Ｆ304が加えられ、第２のリンク３４４に力Ｆ301の分力であり、図１４（ａ）に示す力Ｆ303より小さい力Ｆ305が加えられる。
【００９９】
なお、以上においては、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が伸長しているときの連動部３４０に、基準軸３００ａに略直交する方向の力Ｆ301が加えられる場合について説明したが、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が伸長しているときの連動部３４０に、基準軸３００ａに略平行な方向の力が加えられる場合も同様に、連動部３４０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の連動部９４０（図２０参照）と比較して、各リンクに加えられる力が小さくなる。
【０１００】
以上説明したように、ロボットアーム３００の連動部３４０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の連動部９４０（図２０参照）と比較して、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が伸長するときに各リンクに加えられる力が小さいので、外力によって変形し難い。
【０１０１】
したがって、ロボットアーム３００は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）と比較して、伸長しているときのハンド３５２の位置決め精度を向上することができる。
【０１０２】
なお、ロボットアーム３００は、角度θ304（図１２参照）として、任意の角度が設定されることができる。
【０１０３】
例えば、ロボットアーム３００は、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が最も伸長するときに、第１のリンク３４１、３４２の双方が互いに略平行であるように角度θ304が設定されても良い。
【０１０４】
また、図１２（ｂ）に示す連動部３４０は、第２のリンク３１３の軸線３１３ａと、第２のリンク３４３の軸線３４３ａとが略同一であるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０に取り付けられていたが、ロボットアーム３００は、連動部３４０の第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０への取り付けられ方として、図１２（ｂ）に示す取り付けられ方以外にも様々な取り付けられ方が設定されることができる。
【０１０５】
例えば、連動部３４０は、図１５（ａ）に示すように、第１のリンク３２１の軸線３２１ａと、第１のリンク３４１の軸線３４１ａとが略同一であるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０に取り付けられても良いし、図１５（ｂ）に示すように、第１のリンク３１１の軸線３１１ａと、第４のリンク３４７の軸線３４７ａとが略同一であるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０に取り付けられても良い。
【０１０６】
また、ロボットアーム３００は、本実施の形態において、連動部３４０を備えていたが、本発明によれば、連動部３４０以外にも、例えば、図１６（ａ）に示すような連動部３６０や、図１７（ａ）に示すような連動部３７０など、２つの四節回転連鎖から構成されている連動部を備えていても良い。
【０１０７】
図１６（ａ）に示す連動部３６０について説明する。
【０１０８】
図１６（ａ）において、連動部３６０は、互いに略等長である一対の第１のリンク３６１、３６２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク３６３、３６４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク３６５、３６６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク３６７、３６８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸３００ａに対する第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）の角度θ301、θ302（図１１参照）が互いに略同一となるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０を連動させるようになっている。
【０１０９】
ここで、第１のリンク３６１（一方の第１の連動リンク）及び第４のリンク３６７（一方の第４の連動リンク）は、それぞれ第１のアーム３１０の片方の第１のリンク３１１及び第２のアーム３２０の片方の第１のリンク３２２に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク３６３（一方の第２の連動リンク）及び第３のリンク３６５（一方の第３の連動リンク）は、第１のアーム３１０の片方の第２のリンク３１３及び第２のアーム３２０の片方の第２のリンク３２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク３６２及び第４のリンク３６８は、互いに等長であり、一体に形成されて固定されている。
【０１１０】
仮に、図１６（ｂ）に示すように、第１のリンク３６１の軸線３６１ａと、第１のリンク３１１の軸線３１１ａとが略同一であり、第４のリンク３６７の軸線３６７ａと、第１のリンク３２２の軸線３２２ａとが略同一であるように、第１のリンク３６１及び第４のリンク３６７が配置されているとすると、第１のリンク３６１は第２のリンク３６３に対して角度θ305 だけ傾けられる。
【０１１１】
しかしながら、図１６（ａ）に示す第１のリンク３６１は、第２のリンク３６３に対して角度θ305から角度θ306を差し引いた角度傾いている。
【０１１２】
ここで、第１のリンク３６１は、第２のリンク３６３に対して、第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）が収縮するときに矢印３３０ｂの示す方向に回転するようになっている。
【０１１３】
以上に説明したことを換言すると、図１６（ａ）に示す第１のリンク３６１は、図１６（ｂ）に示す場合と比較して、第２のリンク３６３に対して第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）の収縮時に回転する方向（矢印３３０ｂの示す方向、回転方向の他方側）に角度θ306傾けられている。
【０１１４】
図１７（ａ）に示す連動部３７０について説明する。
【０１１５】
図１７（ａ）において、連動部３７０は、互いに略等長である一対の第１のリンク３７１、３７２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク３７３、３７４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク３７５、３７６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク３７７、３７８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸３００ａに対する第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）の角度θ301、θ302（図１１参照）が互いに略同一となるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０を連動させるようになっている。
【０１１６】
ここで、第１のリンク３７１（一方の第１の連動リンク）及び第４のリンク３７７（一方の第４の連動リンク）は、それぞれ第２のアーム３２０の片方の第１のリンク３２２及び第１のアーム３１０の片方の第１のリンク３１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク３７３（一方の第２の連動リンク）及び第３のリンク３７５（一方の第３の連動リンク）は、第１のアーム３１０の片方の第２のリンク３１３及び第２のアーム３２０の片方の第２のリンク３２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク３７２及び第４のリンク３７８は、一体に形成されて固定されている。
【０１１７】
仮に、図１７（ｂ）に示すように、第１のリンク３７１の軸線３７１ａと、第１のリンク３２２の軸線３２２ａとが略同一であり、第４のリンク３７７の軸線３７７ａと、第１のリンク３１１の軸線３１１ａとが略同一であるように、第１のリンク３７１及び第４のリンク３７７が配置されているとすると、第１のリンク３７１は第２のリンク３７３に対して角度θ307傾けられる。
【０１１８】
しかしながら、図１７（ａ）に示す第１のリンク３７１は、第２のリンク３７３に対して角度θ307から角度θ308を差し引いた角度傾いている。
【０１１９】
ここで、第１のリンク３７１は、第２のリンク３７３に対して、第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）が収縮するときに矢印３３０ａの示す方向に回転するようになっている。
【０１２０】
以上に説明したことを換言すると、図１７（ａ）に示す第１のリンク３７１は、図１７（ｂ）に示す場合と比較して、第２のリンク３７３に対して第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）の収縮時に回転する方向（矢印３３０ａの示す方向、回動方向の他方側）に角度θ308傾けられている。
【０１２１】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
【０１２２】
図１８及び図１９において、本実施の形態に係るロボットアーム４００は、互いに略平行な一対の第１のリンク４１１、４１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク４１３、４１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム４１０を備えている。
【０１２３】
また、ロボットアーム４００は、互いに略平行な一対の第１のリンク４２１、４２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク４２３、４２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム４１０の一端側で第１のアーム４１０に回転可能に連結される第２のアーム４２０を備えている。
【０１２４】
ここで、第１のリンク４２１、４２２は、第１のリンク４１１、４１２と等長である。また、第２のリンク４２３は、第２のリンク４１３に一体に形成されて固定されている。
【０１２５】
また、ロボットアーム４００は、第１のリンク４１１を矢印４３０ａ或いは矢印４３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部４３１と、第２のリンク４１４を矢印４３０ａ或いは矢印４３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部４３２とを有し、所定の基準軸４００ａに対して第１のリンク４１１、４１２が傾くように、第１のアーム４１０の他端側で第１のアーム４１０を回転可能に支持する支持部４３０を備えている。
【０１２６】
また、ロボットアーム４００は、互いに略等長である一対の第１のリンク４４１、４４２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク４４３、４４４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク４４５、４４６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク４４７、４４８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸４００ａに対する第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０の角度θ401、θ402が互いに略同一となるように、第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０を連動させる連動部４４０を備えている。
【０１２７】
ここで、第１のリンク４４１（一方の第１の連動リンク）及び第４のリンク４４７（一方の第４の連動リンク）は、それぞれ第２のアーム４２０の片方の第１のリンク４２１及び第１のアーム４１０の片方の第１のリンク４１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク４４３（一方の第２の連動リンク）及び第３のリンク４４５（一方の第３の連動リンク）は、互いに等長であり、第２のリンク４１３及び第２のリンク４２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク４４２及び第４のリンク４４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【０１２８】
また、ロボットアーム４００は、一端側が第２のリンク４２４に一体に形成されるアーム４５１と、アーム４５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド４５２とを備えている。
【０１２９】
なお、ハンド４５２は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
【０１３０】
また、ロボットアーム４００は、以下の３つの特徴を兼ね備えている。
【０１３１】
（特徴１）ロボットアーム４００は、第１の実施の形態に係るロボットアーム１００（図１参照）と同様に、第１のアーム４１０が伸長するときに回転する方向（矢印４３０ａの示す方向）の基準軸４００ａに対する第２のリンク４１４の軸線４１４ａの角度θ403（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）が、第１のアーム４１０が伸長するときに回転する方向（矢印４３０ａの示す方向）の基準軸４００ａに対する第１のリンク４１１の軸線４１１ａの角度θ401（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）より大きくなるように、常に第２のリンク４１４が支持部４３０の駆動軸部４３２によって基準軸４００ａに対して傾けられている。
【０１３２】
（特徴２）ロボットアーム４００は、第２の実施の形態に係るロボットアーム２００（図６参照）と同様に、第２のアーム４２０が伸長するときに回転する方向（矢印４３０ｂの示す方向）の基準軸４００ａに対する第２のリンク４２４の軸線４２４ａの角度θ404（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）が、第２のアーム４２０が伸長するときに回転する方向（矢印４３０ｂの示す方向）の基準軸４００ａに対する第１のリンク４２１の軸線４２１ａの角度θ402（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）より大きくなるように、常に第２のリンク４２４が基準軸４００ａに対して傾けられている。
【０１３３】
（特徴３）ロボットアーム４００は、第３の実施の形態に係るロボットアーム３００（図１１参照）と同様に、第１のリンク４４１及び第４のリンク４４７が、それぞれ第１のリンク４２１及び第１のリンク４１１と軸線が略同一になるように配置されている場合と比較して、第１のリンク４４１が、第２のリンク４４３に対して、第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０の収縮時に回転する方向（矢印４３０ａの示す方向）に角度θ405傾けられている。
【０１３４】
以上の構成により、ロボットアーム４００は、第１の実施の形態に係るロボットアーム１００（図１参照）や、第２の実施の形態に係るロボットアーム２００（図６参照）や、第３の実施の形態に係るロボットアーム３００（図１１参照）と同様に動作を行うことができ、第１の実施の形態に係るロボットアーム１００（図１参照）や、第２の実施の形態に係るロボットアーム２００（図６参照）や、第３の実施の形態に係るロボットアーム３００（図１１参照）と同様な効果を得ることができる。
【０１３５】
なお、ロボットアーム４００は、本実施の形態において、特徴１、２、３の３つを兼ね備えていたが、本発明によれば、特徴１、２、３のうち何れか２つを兼ね備えているだけでも良い。
【０１３６】
特に、ロボットアーム４００が、特徴１、２、３のうち特徴１、２だけを兼ね備えている場合、連動部４４０は、基準軸４００ａに対する第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０の角度θ401、θ402が互いに略同一となるように、第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０を連動させる機構であれば、本実施の形態において示した連動部以外の２つの四節回転連鎖による機構や、同期歯車を使用した機構や、ベルト及びプーリを使用した機構など、他の公知の機構から構成されていても良い。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、従来と比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができるロボットアームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図２】 図１に示すロボットアームの支持部の周辺の概略構成図である。
【図３】 図１に示すロボットアームの収縮状態での概略構成図である。
【図４】 （ａ）従来のロボットアームと同様な状態で第１のアームが設けられているときに、基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図１に示すロボットアームの第１のアームの周辺の概略構成図である。
（ｂ）基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図１に示すロボットアームの第１のアームの周辺の概略構成図である。
【図５】 第２のリンクの長さが図１に示す長さよりも長い状態での図１に示すロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図６】 本発明の第２の実施の形態に係るロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図７】 図６に示すロボットアームの第２のアームとハンドとの連結部の周辺の概略構成図である。
【図８】 図６に示すロボットアームの収縮状態での概略構成図である。
【図９】 （ａ）従来のロボットアームと同様な状態で第２のアームが設けられているときに、基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図６に示すロボットアームの第２のアームの周辺の概略構成図である。
（ｂ）基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図６に示すロボットアームの第２のアームの周辺の概略構成図である。
【図１０】 第２のリンクの長さが図６に示す長さよりも長い状態での図６に示すロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図１１】 本発明の第３の実施の形態に係るロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図１２】 （ａ）従来のロボットアームと同様な状態で設けられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１３】 図１１に示すロボットアームの収縮状態での概略構成図である。
【図１４】 （ａ）従来のロボットアームと同様な状態で連動部が設けられているときに、基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１５】 （ａ）連動部が図１２（ｂ）に示す取り付けられ方以外の取り付けられ方で第１のアーム及び第２のアームに取り付けられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）連動部が図１２（ｂ）及び図１５（ａ）に示す取り付けられ方以外の取り付けられ方で第１のアーム及び第２のアームに取り付けられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１６】 （ａ）２つの四節回転連鎖から構成されており、図１２（ｂ）に示す連動部とは異なる連動部を備えるロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）連動部が従来のロボットアームと同様な状態で設けられる場合の、図１６（ａ）に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１７】 （ａ）２つの四節回転連鎖から構成されており、図１２（ｂ）及び図１６（ａ）に示す連動部とは異なる連動部を備えるロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）連動部が従来のロボットアームと同様な状態で設けられる場合の、図１７（ａ）に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１８】 本発明の第４の実施の形態に係るロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図１９】 図１８に示すロボットアームの収縮状態での概略構成図である。
【図２０】 従来のロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【符号の説明】
１００ ロボットアーム
１００ａ 基準軸
１１０ 第１のアーム
１１１、１１２ 第１のリンク（第１のアームの第１のリンク）
１１１ａ 軸線
１１３、１１４ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
１１４ａ 軸線
１１５、１１６ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
１２０ 第２のアーム
１２１、１２２ 第１のリンク（第２のアームの第１のリンク）
１２３、１２４ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
１３０ 支持部
１４０ 連動部
２００ ロボットアーム
２００ａ 基準軸
２１０ 第１のアーム
２１１、２１２ 第１のリンク（第１のアームの第１のリンク）
２１３、２１４ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
２２０ 第２のアーム
２２１、２２２ 第１のリンク（第２のアームの第１のリンク）
２２１ａ 軸線
２２３、２２４ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
２２４ａ 軸線
２２５、２２６ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
２３０ 支持部
２４０ 連動部
３００ ロボットアーム
３００ａ 基準軸
３１０ 第１のアーム
３１１、３１２ 第１のリンク（第１のアームの第１のリンク）
３１１ａ 軸線
３１３、３１４ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
３１３ａ 軸線
３２０ 第２のアーム
３２１、３２２ 第１のリンク（第２のアームの第１のリンク）
３２１ａ 軸線
３２２ａ 軸線
３２３、３２４ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
３３０ 支持部
３４０ 連動部
３４１、３４２ 第１のリンク（第１の連動リンク）
３４１ａ 軸線
３４３、３４４ 第２のリンク（第２の連動リンク）
３４３ａ 軸線
３４５、３４６ 第３のリンク（第３の連動リンク）
３４７、３４８ 第４のリンク（第４の連動リンク）
３４７ａ 軸線
３６０ 連動部
３６１、３６２ 第１のリンク（第１の連動リンク）
３６１ａ 軸線
３６３、３６４ 第２のリンク（第２の連動リンク）
３６５、３６６ 第３のリンク（第３の連動リンク）
３６７、３６８ 第４のリンク（第４の連動リンク）
３６７ａ 軸線
３７０ 連動部
３７１、３７２ 第１のリンク（第１の連動リンク）
３７１ａ 軸線
３７３、３７４ 第２のリンク（第２の連動リンク）
３７５、３７６ 第３のリンク（第３の連動リンク）
３７７、３７８ 第４のリンク（第４の連動リンク）
３７７ａ 軸線
４００ ロボットアーム
４００ａ 基準軸
４１０ 第１のアーム
４１１、４１２ 第１のリンク（第１のアームの第１のリンク）
４１１ａ 軸線
４１３、４１４ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
４１４ａ 軸線
４２０ 第２のアーム
４２１、４２２ 第１のリンク（第２のアームの第１のリンク）
４２１ａ 軸線
４２３、４２４ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
４２４ａ 軸線
４３０ 支持部
４４０ 連動部
４４１、４４２ 第１のリンク（第１の連動リンク）
４４３、４４４ 第２のリンク（第２の連動リンク）
４４５、４４６ 第３のリンク（第３の連動リンク）
４４７、４４８ 第４のリンク（第４の連動リンク）
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈曲することによって伸縮するロボットアームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、屈曲することによって伸縮するロボットアームは、例えば半導体ウエハや精密部品等のワーク（被処理物）をその製造工程に従って移送したり、所定の作業台上にローディングしたりするために使用されている。
【０００３】
この種のロボットアームの例として、以下に述べるように、特開２０００−２０８５８８号公報に開示されたロボットアームが知られている。
【０００４】
図２０において、従来のロボットアーム９００は、互いに略平行な一対の第１のリンク９１１、９１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク９１３、９１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム９１０を備えている。
【０００５】
また、ロボットアーム９００は、互いに略平行な一対の第１のリンク９２１、９２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク９２３、９２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム９１０の一端側で第１のアーム９１０に回転可能に連結される第２のアーム９２０を備えている。
【０００６】
ここで、第１のリンク９２１、９２２は、第１のリンク９１１、９１２と等長である。また、第２のリンク９２３は、第２のリンク９１３と等長であり、第２のリンク９１３に一体に形成されて固定されている。
【０００７】
また、ロボットアーム９００は、所定の基準軸９００ａに対して第１のリンク９１１、９１２が傾くように、第１のアーム９１０の他端側で第１のアーム９１０を回転可能に支持する支持部９３０を備えている。
【０００８】
また、ロボットアーム９００は、互いに略等長である一対の第１のリンク９４１、９４２と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク９４３、９４４とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク９４５、９４６と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク９４７、９４８とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸９００ａに対する第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０の角度θ901、θ902が互いに略同一となるように、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０を連動させる連動部９４０を備えている。
【０００９】
ここで、第１のリンク９４１及び第４のリンク９４７は、それぞれ第１のリンク９２１及び第１のリンク９１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク９４３及び第３のリンク９４５は、互いに等長であり、第２のリンク９１３及び第２のリンク９２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク９４２及び第４のリンク９４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【００１０】
また、ロボットアーム９００は、一端側が第２のリンク９２４に一体に形成されるアーム９５１と、アーム９５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド９５２とを備えている。
【００１１】
そして、ロボットアーム９００は、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が屈曲することによって伸縮することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のロボットアーム９００においては、図２０に示すように、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときに、第１のアーム９１０の四節回転連鎖や、第２のアーム９２０の四節回転連鎖や、連動部９４０の四節回転連鎖が潰れた形状になり、潰れた形状でない場合と比較して変形し易かったため、以下の問題があった。
【００１３】
ロボットアーム９００は、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときに、例えば外部の温度変化によって、各リンクが伸縮して第１のアーム９１０、第２のアーム９２０及び連動部９４０が変形してしまうので、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときにハンド９５２の位置が定まらないという問題があった。
【００１４】
また、ロボットアーム９００は、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときに、外力によって、第１のアーム９１０、第２のアーム９２０及び連動部９４０が変形してしまうので、第１のアーム９１０及び第２のアーム９２０が伸長しているときにハンド９５２の位置が外力によって変化し易いという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、従来と比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができるロボットアームを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のロボットアームは、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第１のアームと、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第１のアームの一端側に回転可能に連結された第２のアームと、前記第１のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、前記第１のアーム及び第２のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、前記第１のアーム及び前記第２のアームの間に、前記基準軸に対して前記第１のアームの第１のリンクがなす角度（θ 101 ）と前記基準軸に対して前記第２のアームの第１のリンクがなす角度（θ 102 ）とを常に同一にするように、前記第１のアーム及び前記第２のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、前記第１のアームの前記第１のリンクは、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、前記第１のアームの第２のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられている構成を有している。
【００１７】
この構成により、本発明のロボットアームの第１のアームは、従来のロボットアームの第１のアームと比較して、第２のアームとともに伸長するときに、四節回転連鎖が潰れた形状となり難く、外力によって変形し難い。
【００１８】
また、本発明のロボットアームの第１のアームは、第２のリンクが基準軸に対して傾けられているので、第２のアームとともに伸長するときに、従来のロボットアームの第１のアームと比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸に略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
【００１９】
したがって、本発明のロボットアームは、従来のロボットアームと比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができる。
【００２０】
また、本発明のロボットアームは、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第１のアームと、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第１のアームの一端側に回転可能に連結された第２のアームと、前記第１のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、前記第１のアーム及び第２のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、前記第１のアーム及び前記第２のアームの間に、前記基準軸に対して前記第１のアームの第１のリンクがなす角度と前記基準軸に対して前記第２のアームの第１のリンクがなす角度とを常に同一にするように、前記第１のアーム及び前記第２のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、前記第２のアームの第１のリンクは、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、前記第２のアームの第２のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられている構成を有している。
【００２１】
この構成により、本発明のロボットアームの第２のアームは、従来のロボットアームの第２のアームと比較して、第１のアームとともに伸長するときに、四節回転連鎖が潰れた形状となり難く、外力によって変形し難い。
【００２２】
また、本発明のロボットアームの第２のアームは、第２のリンクが基準軸に対して傾けられているので、第１のアームとともに伸長するときに、従来のロボットアームの第２のアームと比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸に略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
【００２３】
したがって、本発明のロボットアームは、従来のロボットアームと比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができる。
【００２４】
また、本発明のロボットアームは、 互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第１のアームと、互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第１のアームの一端側に回転可能に連結された第２のアームと、前記第１のアームの他 端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、前記第１のアーム及び第２のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、前記第１のアーム及び前記第２のアームの間に、前記基準軸に対して前記第１のアームの第１のリンクがなす角度と前記基準軸に対して前記第２のアームの第１のリンクがなす角度とを常に同一にするように、前記第１のアーム及び前記第２のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、前記連動部は、一方が前記第２又は第１のアームの一対の第１のリンクのうち片方に固定され、互いに等長である一対の第１の連動リンクと、一方が前記第２又は第１のアームの一対の第２のリンクのうち片方に固定され、互いに等長であり軸線が交差する一対の第２の連動リンクとを有する四節回転連鎖と、一方が前記第２の連動リンクの片方に固定され、互いに等長である一対の第３の連動リンクと、一方が前記第１又は第２のアームの一対の第１のリンクのうち片方に固定され、他方が前記第１の連動リンクのうち他方の連動リンクに固定され、互いに等長であり軸線が交差する一対の第４の連動リンクとを有する四節回転連鎖とからなり、前記一方の第１の連動リンク又は前記一方の第４の連動リンクは、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、該第１の連動リンク又は第４の連動リンクの回転方向の一方側に回転する一方、前記一方の第１の連動リンク又は前記一方の第４の連動リンクは、前記第２又は第１のアームの一対の第１のリンクのうち片方に対し前記回転方向の他方側に所定の傾き角度だけ傾けて固定されている構成を有している。
【００２５】
この構成により、本発明のロボットアームの連動部は、従来のロボットアームの連動部と比較して、第１のアーム及び第２のアームが伸長するときに、四節回転連鎖が潰れた形状となり難く、外力によって変形し難い。
【００２６】
したがって、本発明のロボットアームは、従来のロボットアームと比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができる。
【００２７】
本発明のロボットアームにおいては、前記第１のアームの第２のリンクが前記基準軸に対してなす傾きの方向及び角度の双方が、前記第２のアームの第２のリンクが前記基準軸に対してなす傾きの方向及び角度とは一致しないように、前記第１のアームの第２のリンクの一方と前記第２のアームの第２のリンクの一方とが所定角度をなして連結されたているのが好ましい。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
【００２９】
図１において、本実施の形態に係るロボットアーム１００は、互いに略平行な一対の第１のリンク１１１、１１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク１１３、１１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム１１０を備えている。
【００３０】
また、ロボットアーム１００は、互いに略平行な一対の第１のリンク１２１、１２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク１２３、１２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム１１０の一端側で第１のアーム１１０に回転可能に連結される第２のアーム１２０を備えている。
【００３１】
ここで、第１のリンク１２１、１２２は、第１のリンク１１１、１１２と等長である。また、第２のリンク１２３は、第２のリンク１１３に対し図１、図３に示すように所定角度をなして一体に形成されて固定されている。
【００３２】
また、ロボットアーム１００は、第１のリンク１１１を矢印１３０ａ或いは矢印１３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部１３１と、第２のリンク１１４を矢印１３０ａ或いは矢印１３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部１３２とを有し、所定の基準軸１００ａに対して第１のリンク１１１、１１２が傾くように、第１のアーム１１０の他端側で第１のアーム１１０を回転可能に支持する支持部１３０を備えている。
【００３３】
また、ロボットアーム１００は、互いに略等長である一対の第１のリンク１４１、１４２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク１４３、１４４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク１４５、１４６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク１４７、１４８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸１００ａに対する第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０の角度θ101、θ102が互いに略同一となるように、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０を連動させる連動部１４０を備えている。
【００３４】
ここで、第１のリンク１４１及び第４のリンク１４７は、それぞれ第１のリンク１２１及び第１のリンク１１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク１４３及び第３のリンク１４５は、互いに等長であり、第２のリンク１１３及び第２のリンク１２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク１４２及び第４のリンク１４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【００３５】
また、ロボットアーム１００は、一端側が第２のリンク１２４に一体に形成されるアーム１５１と、アーム１５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド１５２とを備えている。
【００３６】
なお、ハンド１５２は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
【００３７】
また、ロボットアーム１００は、図２に示すように、第１のアーム１１０が伸長するときに回転する方向（矢印１３０ａの示す方向）の基準軸１００ａに対する第２のリンク１１４の軸線１１４ａの角度θ103（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）が、第１のアーム１１０が伸長するときに回転する方向（矢印１３０ａの示す方向、回転方向の一方側）での基準軸１００ａに対する第１のリンク１１１の軸線１１１ａの角度θ101（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）より大きくなるように、常に第２のリンク１１４が支持部１３０の駆動軸部１３２によって基準軸１００ａに対して回転方向１３０ａ（回転方向の一方側）に傾けられている。
【００３８】
次に、本実施の形態に係るロボットアームの動作について説明する。
【００３９】
第１のリンク１１１が、駆動軸部１３１によって、角度θ101が変化するように第２のリンク１１４に対して矢印１３０ａ或いは矢印１３０ｂの示す方向に回転させられると、ロボットアーム１００は、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０が屈曲し、図１に示す伸長状態から図３に示す収縮状態までの間の状態に変化することができる。また、図３に示す収縮状態からさらに収縮させることも可能である。
【００４０】
また、第１のリンク１１１及び第２のリンク１１４が、駆動軸部１３１及び駆動軸部１３２によって矢印１３０ａ或いは矢印１３０ｂの示す同一の方向に同量回転することによって、ロボットアーム１００は、旋回することができる。
【００４１】
ここで、ロボットアーム１００の第１のアーム１１０は、上述したように、角度θ103（図２参照）が角度θ101より大きくなるように、常に第２のリンク１１４が支持部１３０の駆動軸部１３２によって基準軸１００ａに対して傾けられているので、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と比較して、第２のアーム９２０とともに伸長するときに、図１に示すように、四節回転連鎖が潰れた形状となり難い。
【００４２】
仮に第１のアーム１１０が、図４（ａ）に示すように、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と同様に角度θ103（図２参照）が角度θ101以下の０°である場合、第１のアーム１１０は、伸長しているときに基準軸１００ａに略直交する方向の力Ｆ101が加えられると、第１のリンク１１１及び第２のリンク１１３に、それぞれ力Ｆ101の分力である力Ｆ102及び力Ｆ103が加えられる。
【００４３】
しかしながら、本実施の形態に係る第１のアーム１１０は、図４（ｂ）に示すように、角度θ103が角度θ101よりも大きいので、図４（ａ）に示す場合と同様に伸長しているときに基準軸１００ａに略直交する方向の力Ｆ101が加えられると、第１のリンク１１１に力Ｆ101の分力であり、図４（ａ）に示す力Ｆ102より小さい力Ｆ104が加えられ、第２のリンク１１３に力Ｆ101の分力であり、図４（ａ）に示す力Ｆ103より小さい力Ｆ105が加えられる。
【００４４】
なお、以上においては、伸長している第１のアーム１１０に、基準軸１００ａに略直交する方向の力Ｆ101が加えられる場合について説明したが、伸長している第１のアーム１１０に、基準軸１００ａに略平行な方向の力が加えられる場合も同様に、第１のアーム１１０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と比較して、各リンクに加えられる力が小さくなる。
【００４５】
以上説明したように、ロボットアーム１００の第１のアーム１１０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と比較して、第２のアーム１２０とともに伸長するときに各リンクに加えられる力が小さいので、外力によって変形し難い。
【００４６】
また、ロボットアーム１００の第１のアーム１１０は、第２のリンク１１３、１１４が基準軸１００ａに対して傾けられているので、第２のアーム１２０とともに伸長するときに、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第１のアーム９１０（図２０参照）と比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸１００ａに略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
【００４７】
したがって、ロボットアーム１００は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）と比較して、伸長しているときのハンド１５２の位置決め精度を向上することができる。
【００４８】
なお、ロボットアーム１００は、角度θ103（図２参照）として、角度θ101より大きい任意の角度を設定することができる。
【００４９】
例えば、ロボットアーム１００は、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０が最も伸長するときに、第１のリンク１１１及び第２のリンク１１４が互いに略直交するように角度θ103（図２参照）が設定されても良い。
【００５０】
ところで、長さの異なる２本のリンクにおいて、加工誤差の長さが同一である場合、長いリンクの方が短いリンクよりも全長に占める加工誤差の割合が小さい。
【００５１】
したがって、ロボットアーム１００は、図５に示すように、第２のリンク１１３、１１４（図１参照）に代えて、第２のリンク１１３、１１４よりも長く互いに略平行な第２のリンク１１５、１１６を有する場合、図１に示す場合と比較して、第２のリンク１１５、１１６の加工誤差に起因する第１のアーム１１０の変形が小さく、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０が伸長しているときにハンド１５２が基準軸１００ａに沿ってより直線的に移動することができる。
【００５２】
また、ロボットアーム１００は、図５に示すように、第２のリンク１１３、１１４（図１参照）に代えて、第２のリンク１１３、１１４よりも長く互いに略平行な第２のリンク１１５、１１６を有する場合、図１に示す場合と比較して、第１のアーム１１０の各リンクが太くされるための空間が確保できるので、駆動軸部１３１及び駆動軸部１３２の回転軸の延在方向の厚みが増やされることなく、第１のアーム１１０のリンクが太くされることによって、第１のアーム１１０の変形がより小さくされ、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０が伸長しているときにハンド１５２の駆動軸部１３１及び駆動軸部１３２の回転軸の延在方向の剛性を向上させることができる。
【００５３】
なお、連動部１４０は、本実施の形態において、２つの四節回転連鎖から構成されていたが、本発明によれば、基準軸１００ａに対する第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０の角度θ101、θ102が互いに略同一となるように、第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０を連動させる機構であれば、本実施の形態において示した連動部以外の２つの四節回転連鎖による機構や、同期歯車を使用した機構や、ベルト及びプーリを使用した機構など、他の公知の機構から構成されていても良い。
【００５４】
（第２の実施の形態）
まず、第２の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
【００５５】
図６において、本実施の形態に係るロボットアーム２００は、互いに略平行な一対の第１のリンク２１１、２１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク２１３、２１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム２１０を備えている。
【００５６】
また、ロボットアーム２００は、互いに略平行な一対の第１のリンク２２１、２２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク２２３、２２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム２１０の一端側で第１のアーム２１０に回転可能に連結される第２のアーム２２０を備えている。
【００５７】
ここで、第１のリンク２２１、２２２は、第１のリンク２１１、２１２と等長である。また、第２のリンク２２３は、第２のリンク２１３に一体に形成されて固定されている。
【００５８】
また、ロボットアーム２００は、第１のリンク２１１を矢印２３０ａ或いは矢印２３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部２３１と、第２のリンク２１４を矢印２３０ａ或いは矢印２３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部２３２とを有し、所定の基準軸２００ａに対して第１のリンク２１１、２１２が傾くように、第１のアーム２１０の他端側で第１のアーム２１０を回転可能に支持する支持部２３０を備えている。
【００５９】
また、ロボットアーム２００は、互いに略等長である一対の第１のリンク２４１、２４２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク２４３、２４４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク２４５、２４６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク２４７、２４８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸２００ａに対する第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０の角度θ201、θ202が互いに略同一となるように、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０を連動させる連動部２４０を備えている。
【００６０】
ここで、第１のリンク２４１及び第４のリンク２４７は、それぞれ第１のリンク２２１及び第１のリンク２１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク２４３及び第３のリンク２４５は、互いに等長であり、第２のリンク２１３及び第２のリンク２２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク２４２及び第４のリンク２４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【００６１】
また、ロボットアーム２００は、一端側が第２のリンク２２４に一体に形成されるアーム２５１と、アーム２５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド２５２とを備えている。
【００６２】
なお、ハンド２５２は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
【００６３】
また、ロボットアーム２００は、図７に示すように、第２のアーム２２０が伸長するときに回転する方向（矢印２３０ｂの示す方向、回転方向の一方側）での基準軸２００ａに対する第２のリンク２２４の軸線２２４ａの角度θ203（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）が、第２のアーム２２０が伸長するときに回転する方向（矢印２３０ｂの示す方向）の基準軸２００ａに対する第１のリンク２２１の軸線２２１ａの角度θ202（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）より大きくなるように、常に第２のリンク２２４が基準軸２００ａに対して回転方向２３０ｂ（回転方向の一方側）に傾けられている。
【００６４】
次に、本実施の形態に係るロボットアームの動作について説明する。
【００６５】
第１のリンク２１１が、駆動軸部２３１によって、角度θ201が変化するように第２のリンク２１４に対して矢印２３０ａ或いは矢印２３０ｂの示す方向に回転させられると、ロボットアーム２００は、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０が屈曲し、図６に示す伸長状態から図８に示す収縮状態までの間の状態に変化することができる。また、図８に示す収縮状態からさらに収縮させることも可能である。
【００６６】
また、第１のリンク２１１及び第２のリンク２１４が、駆動軸部２３１及び駆動軸部２３２によって矢印２３０ａ或いは矢印２３０ｂの示す同一の方向に同量回転することによって、ロボットアーム２００は、旋回することができる。
【００６７】
ここで、ロボットアーム２００の第２のアーム２２０は、上述したように、角度θ203（図７参照）が角度θ202より大きくなるように、常に第２のリンク２２４が基準軸２００ａに対して傾けられているので、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と比較して、第１のアーム９１０とともに伸長するときに、図６に示すように、四節回転連鎖が潰れた形状となり難い。
【００６８】
仮に第２のアーム２２０が、図９（ａ）に示すように、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と同様に角度θ203（図７参照）が角度θ202以下の０°である場合、第２のアーム２２０は、伸長しているときに基準軸２００ａに略直交する方向の力Ｆ201が加えられると、第１のリンク２２１及び第２のリンク２２４に、それぞれ力Ｆ201の分力である力Ｆ202及び力Ｆ203が加えられる。
【００６９】
しかしながら、本実施の形態に係る第２のアーム２２０は、図９（ｂ）に示すように、角度θ203が角度θ202よりも大きいので、図９（ａ）に示す場合と同様に伸長しているときに基準軸２００ａに略直交する方向の力Ｆ201が加えられると、第１のリンク２２１に力Ｆ201の分力であり、図９（ａ）に示す力Ｆ202より小さい力Ｆ204が加えられ、第２のリンク２２４に力Ｆ201の分力であり、図９（ａ）に示す力Ｆ203より小さい力Ｆ205が加えられる。
【００７０】
なお、以上においては、伸長している第２のアーム２２０に、基準軸２００ａに略直交する方向の力Ｆ201が加えられる場合について説明したが、伸長している第２のアーム２２０に、基準軸２００ａに略平行な方向の力が加えられる場合も同様に、第２のアーム２２０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と比較して、各リンクに加えられる力が小さくなる。
【００７１】
以上説明したように、ロボットアーム２００の第２のアーム２２０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と比較して、第１のアーム２１０とともに伸長するときに各リンクに加えられる力が小さいので、外力によって変形し難い。
【００７２】
また、ロボットアーム２００の第２のアーム２２０は、第２のリンク２２３、２２４が基準軸２００ａに対して傾けられているので、第１のアーム２１０とともに伸長するときに、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の第２のアーム９２０（図２０参照）と比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸２００ａに略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
【００７３】
したがって、ロボットアーム２００は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）と比較して、伸長しているときのハンド２５２の位置決め精度を向上することができる。
【００７４】
なお、ロボットアーム２００は、角度θ203（図７参照）として、角度θ202より大きい任意の角度を設定することができる。
【００７５】
例えば、ロボットアーム２００は、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０が最も伸長するときに、第１のリンク２２１及び第２のリンク２２４が互いに略直交するように角度θ203（図７参照）が設定されても良い。
【００７６】
ところで、長さの異なる２本のリンクにおいて、加工誤差の長さが同一である場合、長いリンクの方が短いリンクよりも全長に占める加工誤差の割合が小さい。
【００７７】
したがって、ロボットアーム２００は、図１０に示すように、第２のリンク２２３、２２４（図６参照）に代えて、第２のリンク２２３、２２４よりも長く互いに略平行な第２のリンク２２５、２２６を有する場合、図６に示す場合と比較して、第２のリンク２２５、２２６の加工誤差に起因する第２のアーム２２０の変形が小さく、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０が伸長しているときにハンド２５２が基準軸２００ａに沿ってより直線的に移動することができる。
【００７８】
また、ロボットアーム２００は、図１０に示すように、第２のリンク２２３、２２４（図６参照）に代えて、第２のリンク２２３、２２４よりも長く互いに略平行な第２のリンク２２５、２２６を有する場合、図６に示す場合と比較して、第２のアーム２２０の各リンクが太くされるための空間が確保できるので、駆動軸部２３１及び駆動軸部２３２の回転軸の延在方向の厚みが増やされることなく、第２のアーム２２０のリンクが太くされることによって、第２のアーム２２０の変形がより小さくされ、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０が伸長しているときにハンド２５２の駆動軸部２３１及び駆動軸部２３２の回転軸の延在方向の剛性を向上させることができる。
【００７９】
なお、連動部２４０は、本実施の形態において、２つの四節回転連鎖から構成されていたが、本発明によれば、基準軸２００ａに対する第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０の角度θ201、θ202が互いに略同一となるように、第１のアーム２１０及び第２のアーム２２０を連動させる機構であれば、本実施の形態において示した連動部以外の２つの四節回転連鎖による機構や、同期歯車を使用した機構や、ベルト及びプーリを使用した機構など、他の公知の機構から構成されていても良い。
【００８０】
（第３の実施の形態）
まず、第３の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
【００８１】
図１１において、本実施の形態に係るロボットアーム３００は、互いに略平行な一対の第１のリンク３１１、３１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク３１３、３１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム３１０を備えている。
【００８２】
また、ロボットアーム３００は、互いに略平行な一対の第１のリンク３２１、３２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク３２３、３２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム３１０の一端側で第１のアーム３１０に回転可能に連結される第２のアーム３２０を備えている。
【００８３】
ここで、第１のリンク３２１、３２２は、第１のリンク３１１、３１２と等長である。また、第２のリンク３２３は、第２のリンク３１３に一体に形成されて固定されている。
【００８４】
また、ロボットアーム３００は、第１のリンク３１１を矢印３３０ａ或いは矢印３３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部３３１と、第２のリンク３１４を矢印３３０ａ或いは矢印３３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部３３２とを有し、所定の基準軸３００ａに対して第１のリンク３１１、３１２が傾くように、第１のアーム３１０の他端側で第１のアーム３１０を回転可能に支持する支持部３３０を備えている。
【００８５】
また、ロボットアーム３００は、互いに略等長である一対の第１のリンク３４１、３４２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク３４３、３４４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク３４５、３４６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク３４７、３４８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸３００ａに対する第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０の角度θ301、θ302が互いに略同一となるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０を連動させる連動部３４０を備えている。
【００８６】
ここで、第１のリンク３４１（一方の第１の連動リンク）及び第４のリンク３４７（一方の第４の連動リンク）は、それぞれ第２のアーム３２０の片方の第１のリンク３２１及び第１のアーム３１０の片方の第１のリンク３１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク３４３（一方の第２の連動リンク）及び第３のリンク３４５（一方の第３の連動リンク）は、互いに等長であり、第２のリンク３１３及び第２のリンク３２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク３４２及び第４のリンク３４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【００８７】
また、ロボットアーム３００は、一端側が第２のリンク３２４に一体に形成されるアーム３５１と、アーム３５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド３５２とを備えている。
【００８８】
なお、ハンド３５２は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
【００８９】
仮に、図１２（ａ）に示すように、第１のリンク３４１の軸線３４１ａと、第１のリンク３２１の軸線３２１ａとが略同一であり、第４のリンク３４７の軸線３４７ａと、第１のリンク３１１の軸線３１１ａとが略同一であるように、第１のリンク３４１及び第４のリンク３４７が配置されているとすると、第１のリンク３４１は第２のリンク３４３に対して角度θ303傾けられる。
【００９０】
しかしながら、本実施の形態に係る第１のリンク３４１は、図１２（ｂ）に示すように、第２のリンク３４３に対して角度θ303及び角度θ304を合計した角度傾いている。
【００９１】
ここで、第１のリンク３４１は、第２のリンク３４３に対して、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が収縮するときに矢印３３０ａの示す方向に回転するようになっている。
【００９２】
以上に説明したことを換言すると、図１２（ｂ）に示す第１のリンク３４１は、図１２（ａ）に示す場合と比較して、第２のリンク３４３に対して第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０の収縮時に回転する方向（矢印３３０ａの示す方向、回動方向の他方側）に角度θ304 だけ傾けられている。
【００９３】
次に、本実施の形態に係るロボットアームの動作について説明する。
【００９４】
第１のリンク３１１が、駆動軸部３３１によって、角度θ301が変化するように第２のリンク３１４に対して矢印３３０ａ或いは矢印３３０ｂの示す方向に回転させられると、ロボットアーム３００は、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が屈曲し、図１１に示す伸長状態から図１３に示す収縮状態までの間の状態に変化することができる。また、図１３に示す収縮状態からさらに収縮させることも可能である。
【００９５】
また、第１のリンク３１１及び第２のリンク３１４が、駆動軸部３３１及び駆動軸部３３２によって矢印３３０ａ或いは矢印３３０ｂの示す同一の方向に同量回転することによって、ロボットアーム３００は、旋回することができる。
【００９６】
ここで、ロボットアーム３００の連動部３４０は、上述したように、第１のリンク３４１が、図１２（ｂ）に示すように、図１２（ａ）に示す場合と比較して、第２のリンク３４３に対して第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０の収縮時に回転する方向（矢印３３０ａの示す方向）に角度θ304傾けられているので、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の連動部９４０（図２０参照）と比較して、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が伸長するときに、図１１に示すように、四節回転連鎖が潰れた形状となり難い。
【００９７】
仮に連動部３４０が、図１２（ａ）に示すように、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の連動部９４０（図２０参照）と同様に、第１のリンク３４１の軸線３４１ａと、第１のリンク３２１の軸線３２１ａとが略同一であり、第４のリンク３４７の軸線３４７ａと、第１のリンク３１１の軸線３１１ａとが略同一であるように、第１のリンク３４１及び第４のリンク３４７が配置されている場合、連動部３４０は、伸長しているときに図１４（ａ）に示すように基準軸３００ａに略直交する方向の力Ｆ301が加えられると、第１のリンク３４１及び第２のリンク３４４に、それぞれ力Ｆ301の分力である力Ｆ302及び力Ｆ303が加えられる。
【００９８】
しかしながら、本実施の形態に係る連動部３４０は、第１のリンク３４１が、図１２（ｂ）に示すように、図１２（ａ）に示す場合と比較して矢印３３０ａの示す方向に角度θ304傾けられているので、図１４（ａ）に示す場合と同様に伸長しているときに基準軸３００ａに略直交する方向の力Ｆ301が加えられると、図１４（ｂ）に示すように、第１のリンク３４１に力Ｆ301の分力であり、図１４（ａ）に示す力Ｆ302より小さい力Ｆ304が加えられ、第２のリンク３４４に力Ｆ301の分力であり、図１４（ａ）に示す力Ｆ303より小さい力Ｆ305が加えられる。
【００９９】
なお、以上においては、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が伸長しているときの連動部３４０に、基準軸３００ａに略直交する方向の力Ｆ301が加えられる場合について説明したが、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が伸長しているときの連動部３４０に、基準軸３００ａに略平行な方向の力が加えられる場合も同様に、連動部３４０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の連動部９４０（図２０参照）と比較して、各リンクに加えられる力が小さくなる。
【０１００】
以上説明したように、ロボットアーム３００の連動部３４０は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）の連動部９４０（図２０参照）と比較して、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が伸長するときに各リンクに加えられる力が小さいので、外力によって変形し難い。
【０１０１】
したがって、ロボットアーム３００は、従来のロボットアーム９００（図２０参照）と比較して、伸長しているときのハンド３５２の位置決め精度を向上することができる。
【０１０２】
なお、ロボットアーム３００は、角度θ304（図１２参照）として、任意の角度が設定されることができる。
【０１０３】
例えば、ロボットアーム３００は、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０が最も伸長するときに、第１のリンク３４１、３４２の双方が互いに略平行であるように角度θ304が設定されても良い。
【０１０４】
また、図１２（ｂ）に示す連動部３４０は、第２のリンク３１３の軸線３１３ａと、第２のリンク３４３の軸線３４３ａとが略同一であるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０に取り付けられていたが、ロボットアーム３００は、連動部３４０の第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０への取り付けられ方として、図１２（ｂ）に示す取り付けられ方以外にも様々な取り付けられ方が設定されることができる。
【０１０５】
例えば、連動部３４０は、図１５（ａ）に示すように、第１のリンク３２１の軸線３２１ａと、第１のリンク３４１の軸線３４１ａとが略同一であるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０に取り付けられても良いし、図１５（ｂ）に示すように、第１のリンク３１１の軸線３１１ａと、第４のリンク３４７の軸線３４７ａとが略同一であるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０に取り付けられても良い。
【０１０６】
また、ロボットアーム３００は、本実施の形態において、連動部３４０を備えていたが、本発明によれば、連動部３４０以外にも、例えば、図１６（ａ）に示すような連動部３６０や、図１７（ａ）に示すような連動部３７０など、２つの四節回転連鎖から構成されている連動部を備えていても良い。
【０１０７】
図１６（ａ）に示す連動部３６０について説明する。
【０１０８】
図１６（ａ）において、連動部３６０は、互いに略等長である一対の第１のリンク３６１、３６２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク３６３、３６４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク３６５、３６６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク３６７、３６８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸３００ａに対する第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）の角度θ301、θ302（図１１参照）が互いに略同一となるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０を連動させるようになっている。
【０１０９】
ここで、第１のリンク３６１（一方の第１の連動リンク）及び第４のリンク３６７（一方の第４の連動リンク）は、それぞれ第１のアーム３１０の片方の第１のリンク３１１及び第２のアーム３２０の片方の第１のリンク３２２に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク３６３（一方の第２の連動リンク）及び第３のリンク３６５（一方の第３の連動リンク）は、第１のアーム３１０の片方の第２のリンク３１３及び第２のアーム３２０の片方の第２のリンク３２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク３６２及び第４のリンク３６８は、互いに等長であり、一体に形成されて固定されている。
【０１１０】
仮に、図１６（ｂ）に示すように、第１のリンク３６１の軸線３６１ａと、第１のリンク３１１の軸線３１１ａとが略同一であり、第４のリンク３６７の軸線３６７ａと、第１のリンク３２２の軸線３２２ａとが略同一であるように、第１のリンク３６１及び第４のリンク３６７が配置されているとすると、第１のリンク３６１は第２のリンク３６３に対して角度θ305 だけ傾けられる。
【０１１１】
しかしながら、図１６（ａ）に示す第１のリンク３６１は、第２のリンク３６３に対して角度θ305から角度θ306を差し引いた角度傾いている。
【０１１２】
ここで、第１のリンク３６１は、第２のリンク３６３に対して、第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）が収縮するときに矢印３３０ｂの示す方向に回転するようになっている。
【０１１３】
以上に説明したことを換言すると、図１６（ａ）に示す第１のリンク３６１は、図１６（ｂ）に示す場合と比較して、第２のリンク３６３に対して第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）の収縮時に回転する方向（矢印３３０ｂの示す方向、回転方向の他方側）に角度θ306傾けられている。
【０１１４】
図１７（ａ）に示す連動部３７０について説明する。
【０１１５】
図１７（ａ）において、連動部３７０は、互いに略等長である一対の第１のリンク３７１、３７２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク３７３、３７４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク３７５、３７６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク３７７、３７８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸３００ａに対する第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）の角度θ301、θ302（図１１参照）が互いに略同一となるように、第１のアーム３１０及び第２のアーム３２０を連動させるようになっている。
【０１１６】
ここで、第１のリンク３７１（一方の第１の連動リンク）及び第４のリンク３７７（一方の第４の連動リンク）は、それぞれ第２のアーム３２０の片方の第１のリンク３２２及び第１のアーム３１０の片方の第１のリンク３１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク３７３（一方の第２の連動リンク）及び第３のリンク３７５（一方の第３の連動リンク）は、第１のアーム３１０の片方の第２のリンク３１３及び第２のアーム３２０の片方の第２のリンク３２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク３７２及び第４のリンク３７８は、一体に形成されて固定されている。
【０１１７】
仮に、図１７（ｂ）に示すように、第１のリンク３７１の軸線３７１ａと、第１のリンク３２２の軸線３２２ａとが略同一であり、第４のリンク３７７の軸線３７７ａと、第１のリンク３１１の軸線３１１ａとが略同一であるように、第１のリンク３７１及び第４のリンク３７７が配置されているとすると、第１のリンク３７１は第２のリンク３７３に対して角度θ307傾けられる。
【０１１８】
しかしながら、図１７（ａ）に示す第１のリンク３７１は、第２のリンク３７３に対して角度θ307から角度θ308を差し引いた角度傾いている。
【０１１９】
ここで、第１のリンク３７１は、第２のリンク３７３に対して、第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）が収縮するときに矢印３３０ａの示す方向に回転するようになっている。
【０１２０】
以上に説明したことを換言すると、図１７（ａ）に示す第１のリンク３７１は、図１７（ｂ）に示す場合と比較して、第２のリンク３７３に対して第１のアーム３１０（図１１参照）及び第２のアーム３２０（図１１参照）の収縮時に回転する方向（矢印３３０ａの示す方向、回動方向の他方側）に角度θ308傾けられている。
【０１２１】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
【０１２２】
図１８及び図１９において、本実施の形態に係るロボットアーム４００は、互いに略平行な一対の第１のリンク４１１、４１２と、互いに略平行な一対の第２のリンク４１３、４１４とを有する四節回転連鎖からなる第１のアーム４１０を備えている。
【０１２３】
また、ロボットアーム４００は、互いに略平行な一対の第１のリンク４２１、４２２と、互いに略平行な一対の第２のリンク４２３、４２４とを有する四節回転連鎖からなり、第１のアーム４１０の一端側で第１のアーム４１０に回転可能に連結される第２のアーム４２０を備えている。
【０１２４】
ここで、第１のリンク４２１、４２２は、第１のリンク４１１、４１２と等長である。また、第２のリンク４２３は、第２のリンク４１３に一体に形成されて固定されている。
【０１２５】
また、ロボットアーム４００は、第１のリンク４１１を矢印４３０ａ或いは矢印４３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部４３１と、第２のリンク４１４を矢印４３０ａ或いは矢印４３０ｂの示す方向に回転させる駆動軸部４３２とを有し、所定の基準軸４００ａに対して第１のリンク４１１、４１２が傾くように、第１のアーム４１０の他端側で第１のアーム４１０を回転可能に支持する支持部４３０を備えている。
【０１２６】
また、ロボットアーム４００は、互いに略等長である一対の第１のリンク４４１、４４２（第１の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第２のリンク４４３、４４４（第２の連動リンク）とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第３のリンク４４５、４４６（第３の連動リンク）と、互いに略等長であり交差する一対の第４のリンク４４７、４４８（第４の連動リンク）とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸４００ａに対する第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０の角度θ401、θ402が互いに略同一となるように、第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０を連動させる連動部４４０を備えている。
【０１２７】
ここで、第１のリンク４４１（一方の第１の連動リンク）及び第４のリンク４４７（一方の第４の連動リンク）は、それぞれ第２のアーム４２０の片方の第１のリンク４２１及び第１のアーム４１０の片方の第１のリンク４１１に一体に形成されて固定されている。また、第２のリンク４４３（一方の第２の連動リンク）及び第３のリンク４４５（一方の第３の連動リンク）は、互いに等長であり、第２のリンク４１３及び第２のリンク４２３に一体に形成されて固定されている。また、第１のリンク４４２及び第４のリンク４４８は、互いに一体に形成されて固定されている。
【０１２８】
また、ロボットアーム４００は、一端側が第２のリンク４２４に一体に形成されるアーム４５１と、アーム４５１の他端側に装着され、ワークを載置するハンド４５２とを備えている。
【０１２９】
なお、ハンド４５２は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
【０１３０】
また、ロボットアーム４００は、以下の３つの特徴を兼ね備えている。
【０１３１】
（特徴１）ロボットアーム４００は、第１の実施の形態に係るロボットアーム１００（図１参照）と同様に、第１のアーム４１０が伸長するときに回転する方向（矢印４３０ａの示す方向）の基準軸４００ａに対する第２のリンク４１４の軸線４１４ａの角度θ403（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）が、第１のアーム４１０が伸長するときに回転する方向（矢印４３０ａの示す方向）の基準軸４００ａに対する第１のリンク４１１の軸線４１１ａの角度θ401（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）より大きくなるように、常に第２のリンク４１４が支持部４３０の駆動軸部４３２によって基準軸４００ａに対して傾けられている。
【０１３２】
（特徴２）ロボットアーム４００は、第２の実施の形態に係るロボットアーム２００（図６参照）と同様に、第２のアーム４２０が伸長するときに回転する方向（矢印４３０ｂの示す方向）の基準軸４００ａに対する第２のリンク４２４の軸線４２４ａの角度θ404（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）が、第２のアーム４２０が伸長するときに回転する方向（矢印４３０ｂの示す方向）の基準軸４００ａに対する第１のリンク４２１の軸線４２１ａの角度θ402（但し、０°以上１８０°未満の角度である。）より大きくなるように、常に第２のリンク４２４が基準軸４００ａに対して傾けられている。
【０１３３】
（特徴３）ロボットアーム４００は、第３の実施の形態に係るロボットアーム３００（図１１参照）と同様に、第１のリンク４４１及び第４のリンク４４７が、それぞれ第１のリンク４２１及び第１のリンク４１１と軸線が略同一になるように配置されている場合と比較して、第１のリンク４４１が、第２のリンク４４３に対して、第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０の収縮時に回転する方向（矢印４３０ａの示す方向）に角度θ405傾けられている。
【０１３４】
以上の構成により、ロボットアーム４００は、第１の実施の形態に係るロボットアーム１００（図１参照）や、第２の実施の形態に係るロボットアーム２００（図６参照）や、第３の実施の形態に係るロボットアーム３００（図１１参照）と同様に動作を行うことができ、第１の実施の形態に係るロボットアーム１００（図１参照）や、第２の実施の形態に係るロボットアーム２００（図６参照）や、第３の実施の形態に係るロボットアーム３００（図１１参照）と同様な効果を得ることができる。
【０１３５】
なお、ロボットアーム４００は、本実施の形態において、特徴１、２、３の３つを兼ね備えていたが、本発明によれば、特徴１、２、３のうち何れか２つを兼ね備えているだけでも良い。
【０１３６】
特に、ロボットアーム４００が、特徴１、２、３のうち特徴１、２だけを兼ね備えている場合、連動部４４０は、基準軸４００ａに対する第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０の角度θ401、θ402が互いに略同一となるように、第１のアーム４１０及び第２のアーム４２０を連動させる機構であれば、本実施の形態において示した連動部以外の２つの四節回転連鎖による機構や、同期歯車を使用した機構や、ベルト及びプーリを使用した機構など、他の公知の機構から構成されていても良い。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、従来と比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができるロボットアームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図２】 図１に示すロボットアームの支持部の周辺の概略構成図である。
【図３】 図１に示すロボットアームの収縮状態での概略構成図である。
【図４】 （ａ）従来のロボットアームと同様な状態で第１のアームが設けられているときに、基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図１に示すロボットアームの第１のアームの周辺の概略構成図である。
（ｂ）基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図１に示すロボットアームの第１のアームの周辺の概略構成図である。
【図５】 第２のリンクの長さが図１に示す長さよりも長い状態での図１に示すロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図６】 本発明の第２の実施の形態に係るロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図７】 図６に示すロボットアームの第２のアームとハンドとの連結部の周辺の概略構成図である。
【図８】 図６に示すロボットアームの収縮状態での概略構成図である。
【図９】 （ａ）従来のロボットアームと同様な状態で第２のアームが設けられているときに、基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図６に示すロボットアームの第２のアームの周辺の概略構成図である。
（ｂ）基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図６に示すロボットアームの第２のアームの周辺の概略構成図である。
【図１０】 第２のリンクの長さが図６に示す長さよりも長い状態での図６に示すロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図１１】 本発明の第３の実施の形態に係るロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図１２】 （ａ）従来のロボットアームと同様な状態で設けられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１３】 図１１に示すロボットアームの収縮状態での概略構成図である。
【図１４】 （ａ）従来のロボットアームと同様な状態で連動部が設けられているときに、基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）基準軸に略直交する方向の力が加えられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１５】 （ａ）連動部が図１２（ｂ）に示す取り付けられ方以外の取り付けられ方で第１のアーム及び第２のアームに取り付けられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）連動部が図１２（ｂ）及び図１５（ａ）に示す取り付けられ方以外の取り付けられ方で第１のアーム及び第２のアームに取り付けられる場合の、図１１に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１６】 （ａ）２つの四節回転連鎖から構成されており、図１２（ｂ）に示す連動部とは異なる連動部を備えるロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）連動部が従来のロボットアームと同様な状態で設けられる場合の、図１６（ａ）に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１７】 （ａ）２つの四節回転連鎖から構成されており、図１２（ｂ）及び図１６（ａ）に示す連動部とは異なる連動部を備えるロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
（ｂ）連動部が従来のロボットアームと同様な状態で設けられる場合の、図１７（ａ）に示すロボットアームの連動部の周辺の概略構成図である。
【図１８】 本発明の第４の実施の形態に係るロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【図１９】 図１８に示すロボットアームの収縮状態での概略構成図である。
【図２０】 従来のロボットアームの伸長状態での概略構成図である。
【符号の説明】
１００ ロボットアーム
１００ａ 基準軸
１１０ 第１のアーム
１１１、１１２ 第１のリンク（第１のアームの第１のリンク）
１１１ａ 軸線
１１３、１１４ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
１１４ａ 軸線
１１５、１１６ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
１２０ 第２のアーム
１２１、１２２ 第１のリンク（第２のアームの第１のリンク）
１２３、１２４ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
１３０ 支持部
１４０ 連動部
２００ ロボットアーム
２００ａ 基準軸
２１０ 第１のアーム
２１１、２１２ 第１のリンク（第１のアームの第１のリンク）
２１３、２１４ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
２２０ 第２のアーム
２２１、２２２ 第１のリンク（第２のアームの第１のリンク）
２２１ａ 軸線
２２３、２２４ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
２２４ａ 軸線
２２５、２２６ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
２３０ 支持部
２４０ 連動部
３００ ロボットアーム
３００ａ 基準軸
３１０ 第１のアーム
３１１、３１２ 第１のリンク（第１のアームの第１のリンク）
３１１ａ 軸線
３１３、３１４ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
３１３ａ 軸線
３２０ 第２のアーム
３２１、３２２ 第１のリンク（第２のアームの第１のリンク）
３２１ａ 軸線
３２２ａ 軸線
３２３、３２４ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
３３０ 支持部
３４０ 連動部
３４１、３４２ 第１のリンク（第１の連動リンク）
３４１ａ 軸線
３４３、３４４ 第２のリンク（第２の連動リンク）
３４３ａ 軸線
３４５、３４６ 第３のリンク（第３の連動リンク）
３４７、３４８ 第４のリンク（第４の連動リンク）
３４７ａ 軸線
３６０ 連動部
３６１、３６２ 第１のリンク（第１の連動リンク）
３６１ａ 軸線
３６３、３６４ 第２のリンク（第２の連動リンク）
３６５、３６６ 第３のリンク（第３の連動リンク）
３６７、３６８ 第４のリンク（第４の連動リンク）
３６７ａ 軸線
３７０ 連動部
３７１、３７２ 第１のリンク（第１の連動リンク）
３７１ａ 軸線
３７３、３７４ 第２のリンク（第２の連動リンク）
３７５、３７６ 第３のリンク（第３の連動リンク）
３７７、３７８ 第４のリンク（第４の連動リンク）
３７７ａ 軸線
４００ ロボットアーム
４００ａ 基準軸
４１０ 第１のアーム
４１１、４１２ 第１のリンク（第１のアームの第１のリンク）
４１１ａ 軸線
４１３、４１４ 第２のリンク（第１のアームの第２のリンク）
４１４ａ 軸線
４２０ 第２のアーム
４２１、４２２ 第１のリンク（第２のアームの第１のリンク）
４２１ａ 軸線
４２３、４２４ 第２のリンク（第２のアームの第２のリンク）
４２４ａ 軸線
４３０ 支持部
４４０ 連動部
４４１、４４２ 第１のリンク（第１の連動リンク）
４４３、４４４ 第２のリンク（第２の連動リンク）
４４５、４４６ 第３のリンク（第３の連動リンク）
４４７、４４８ 第４のリンク（第４の連動リンク）
Claims (4)
- 互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第１のアームと、
互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第１のアームの一端側に回転可能に連結された第２のアームと、
前記第１のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、
前記第１のアーム及び第２のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、
前記第１のアーム及び前記第２のアームの間に、前記基準軸に対して前記第１のアームの第１のリンクがなす角度と前記基準軸に対して前記第２のアームの第１のリンクがなす角度とを常に同一にするように、前記第１のアーム及び前記第２のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、
前記第１のアームの前記第１のリンクは、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、
前記第１のアームの第２のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられていることを特徴とするロボットアーム。 - 互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第１のアームと、
互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第１のアームの一端側に回転可能に連結された第２のアームと、
前記第１のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、
前記第１のアーム及び第２のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、
前記第１のアーム及び前記第２のアームの間に、前記基準軸に対して前記第１のアームの第１のリンクがなす角度と前記基準軸に対して前記第２のアームの第１のリンクがなす角度とを常に同一にするように、前記第１のアーム及び前記第２のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、
前記第２のアームの第１のリンクは、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、
前記第２のアームの第２のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられていることを特徴とするロボットアーム。 - 互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第１のアームと、
互いに平行な一対の第１のリンクと互いに平行な一対の第２のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第１のアームの一端側に回転可能に連結された第２のアームと、
前記第１のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、
前記第１のアーム及び第２のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、
前記第１のアーム及び前記第２のアームの間に、前記基準軸に対して前記第１のアームの第１のリンクがなす角度と前記基準軸に対して前記第２のアームの第１のリンクがなす角度とを常に同一にするように、前記第１のアーム及び前記第２のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、
前記連動部は、一方が前記第２又は第１のアームの一対の第１のリンクのうち片方に固 定され、互いに等長である一対の第１の連動リンクと、一方が前記第２又は第１のアームの一対の第２のリンクのうち片方に固定され、互いに等長であり軸線が交差する一対の第２の連動リンクとを有する四節回転連鎖と、一方が前記第２の連動リンクの片方に固定され、互いに等長である一対の第３の連動リンクと、一方が前記第１又は第２のアームの一対の第１のリンクのうち片方に固定され、他方が前記第１の連動リンクのうち他方の連動リンクに固定され、互いに等長であり軸線が交差する一対の第４の連動リンクとを有する四節回転連鎖とからなり、
前記一方の第１の連動リンク又は前記一方の第４の連動リンクは、前記第１のアーム及び前記第２のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、該第１の連動リンク又は第４の連動リンクの回転方向の一方側に回転する一方、
前記一方の第１の連動リンク又は前記一方の第４の連動リンクは、前記第２又は第１のアームの一対の第１のリンクのうち片方に対し前記回転方向の他方側に所定の傾き角度だけ傾けて固定されていることを特徴とするロボットアーム。 - 前記第１のアームの第２のリンクが前記基準軸に対してなす傾きの方向及び角度の双方が、前記第２のアームの第２のリンクが前記基準軸に対してなす傾きの方向及び角度とは一致しないように、前記第１のアームの第２のリンクの一方と前記第２のアームの第２のリンクの一方とが所定角度をなして連結されたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のロボットアーム。
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