JP7222447B1 - パラレルリンク機構 - Google Patents

Abstract

パラレルリンク機構は、固定ベースとエンドエフェクタベースとを連結する３つ以上のリンク機構を備え、エンドエフェクタベースは固定ベースを向く対向面を有し、リンク機構は、固定ベースに回転自在に連結する基部側ジョイントと、基部側ジョイントと連結する基部側リンクと、基部側リンクに設けられた中間ジョイントと、中間ジョイントを介して基部側リンクと回転自在に連結する先端側リンクと、先端側リンクとエンドエフェクタベースとを回転自在に連結する先端側ジョイントと、を有し、各基部側ジョイントの回転軸の延長線と、各中間ジョイントの回転軸の延長線と、各先端側ジョイントの回転軸の延長線と、が交わる交点は、エンドエフェクタベースの回転中心であり、エンドエフェクタベースの回転中心は対向面から第１方向に位置している。

Description

本発明は、パラレルリンク機構に関する。

近年、医療機器や産業機器などの装置に、パラレルリンク機構が用いられることがある。下記特許文献に示すように、パラレルリンク機構は、固定ベースと、固定ベースから離隔するエンドエフェクタベースと、固定ベースとエンドエフェクタベースとを連結する複数のリンク機構と、を備える。エンドエフェクタベースには、ツールが取り付けられる。複数のリンク機構のうち少なくとも１つに動力が伝達されると、エンドエフェクタベースは任意の点を中心に傾き、ツールの姿勢が変わる。また、ツールの先端は、任意の点を中心とする仮想球面上を移動する。以下、ツールの姿勢を変えることを姿勢変換と称する場合がある。また、任意の点をエンドエフェクタベースの回転中心と称する場合がある。

特開２０２１－２４０６１号公報

上記特許文献のパラレルリンク機構において、エンドエフェクタベースの回転中心は、固定ベース寄りに配置され、エンドエフェクタベースから離隔している。つまり、エンドエフェクタベースの回転中心からツールの先端までの距離（仮想球面の半径）が比較的長い。よって、エンドエフェクタベースが大きく傾き、ツールの先端も大きく移動するようになっている。パラレルリンク機構が用いられる装置の用途によっては、ツールの先端を固定しつつ、ツールの姿勢のみを変更したい場合がある。このような用途に上記特許文献のパラレルリンク機構を利用すると、固定ベースの位置を変更する装置が別途必要となる。よって、パラレルリンク機構を含む装置の大型化や制御の煩雑化を招き、好ましくない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ツールの姿勢変換の際、ツールの先端の移動量を抑えることができるパラレルリンク機構を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係るパラレルリンク機構は、土台に固定される固定ベースと、前記固定ベースから第１方向に離隔して配置され、ツールを支持するエンドエフェクタベースと、一端が固定ベースに連結し、他端が前記エンドエフェクタベースに連結する少なくても３つ以上のリンク機構と、を備える。前記エンドエフェクタベースは、前記ツールの先端が前記第１方向を指すように、前記ツールを支持する支持部と、前記エンドエフェクタベースから視て前記固定ベースが配置される第２方向を向く対向面と、を有する。前記リンク機構は、前記固定ベースに回転自在に連結する基部側ジョイントと、一端が前記基部側ジョイントと連結する基部側リンクと、前記基部側リンクの他端に設けられた中間ジョイントと、前記中間ジョイントを介して一端が前記基部側リンクと回転自在に連結する先端側リンクと、前記先端側リンクの他端と前記エンドエフェクタベースとを回転自在に連結する先端側ジョイントと、を有する。各前記基部側ジョイントの回転軸の延長線と、各前記中間ジョイントの回転軸の延長線と、各前記先端側ジョイントの回転軸の延長線と、が交わる交点は、前記エンドエフェクタベースの回転中心である。前記エンドエフェクタベースの回転中心は、前記対向面から前記第１方向に位置している。

前記構成によれば、エンドエフェクタベースの回転中心とツールの先端との距離が短くなる。よって、ツールの姿勢変換の際、ツールの先端の移動量を小さく抑えることができる。

また、一態様に係るパラレルリンク機構において、前記エンドエフェクタベースの回転中心は、前記ツールの中心線上であって、前記対向面から前記ツールの前記先端までの間に配置されている。

前記構成によれば、エンドエフェクタベースの回転中心とツールの中心線との水平方向の距離がゼロとなる。つまり、エンドエフェクタベースの回転中心とツールの先端との距離がさらに短くなる。よって、ツールの姿勢変換の際、ツールの先端の移動量をさらに小さく抑えることができる。

また、一態様に係るパラレルリンク機構は、前記エンドエフェクタベースの回転中心は、前記ツールの前記先端と重なる。

前記構成によれば、エンドエフェクタベースの回転中心とツールの先端との軸方向及び水平方向の距離がゼロとなる。よって、ツールが姿勢変換してもツールの先端が移動しない。

また、一態様に係るパラレルリンク機構において、各前記基部側ジョイントは、同軸上に配置されてもよい。

また、一態様に係るパラレルリンク機構において、前記基部側ジョイントの前記回転軸を中心に前記基部側リンクを回転させるモータを備えてもよい。

本発明のパラレルリンク機構によれば、ツールの先端の移動量を抑えつつ、ツールの姿勢変換を行うことができる。

図１は、実施形態１に係るパラレルリンク機構を側方から視た側面図である。 図２は、各基部側ジョイントを軸方向に切った断面図である。 図３は、エンドエフェクタベースから第２方向（基部側ジョイントの方）を見た図である。 図４は、パラレルリンク機構（ツールを外した状態）を第１方向から視た図である。 図５は、各ジョイントの回転軸の延長線を指す方向を説明するための図である。 図６は、実施形態１に係るパラレルリンク機構が作動した状態を示す側面図である。 図７は、実施形態２に係るパラレルリンク機構であり、作動した状態を側方から視た側面図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で発明した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るパラレルリンク機構を側方から視た側面図である。図２は、各基部側ジョイントを軸方向に切った断面図である。図３は、エンドエフェクタベースから第２方向（基部側ジョイントの方）を見た図である。図４は、パラレルリンク機構（ツールを外した状態）を第１方向から視た図である。図５は、各ジョイントの回転軸の延長線を指す方向を説明するための図である。図６は、実施形態１に係るパラレルリンク機構が作動した状態を示す側面図である。

図１に示すように、実施形態１のパラレルリンク機構１００は、土台１０１に固定された固定ベース１と、一端が固定ベース１と連結する複数のリンク機構３と、固定ベース１に設けられた複数のモータ６と、複数のリンク機構３の他端と連結するエンドエフェクタベース５０と、を備える。

固定ベース１は、板状を成している。固定ベース１は、土台１０１の表面１０１ａに沿って延在している。固定ベース１は、図示しないボルトにより土台１０１に固定されている。固定ベース１は、エンドエフェクタベース５０の方を向く第１面１ａを有する。第１面１ａは平坦な面である。固定ベース１の中央部には、第１面１ａに対して法線方向に延在する仮想上の基準線Ｚが設定されている。この基準線Ｚは、パラレルリンク機構１００の各部品を配置するうえで基準となる。固定ベース１の第１面１ａの中央部には、固定部１ｂが設けられている。固定部１ｂは、エンドエフェクタベース５０の方に開口する孔１ｃが設けられている（図２参照）。

以下の説明において、基準線Ｚと平行な方向を軸方向と称する。軸方向のうち固定ベース１から視てエンドエフェクタベース５０が配置される方向を第１方向Ｘ１と称する。軸方向のうちエンドエフェクタベース５０から視て固定ベース１が配置される方向を第２方向Ｘ２と称する。基準線Ｚに直交する方向（第１面１ａと平行な方向）を水平方向と称する。水平方向において、基準線Ｚから離隔する方向を径方向外側と称する。水平方向において、基準線Ｚに向かう方向を径方向内側と称する。

図１に示すように、モータ６は、固定ベース１の第１面１ａに固定されている。モータ６は、リンク機構３と同数（３つ）設けられている。３つのモータ６は、基準線Ｚを中心に１２０°間隔で配置されている。固定ベース１の第１面１ａには、２つの台座４、５が設けられている。台座５は、台座４よりも第１方向Ｘ１への突出量が大きい。３つのモータ６のうち１つは、固定ベース１の第１面１ａに配置されている。３つのモータ６のうち１つは、台座４に配置されている。３つのモータ６のうち残り１つは、台座５に設定されている。これにより、３つのモータ６は、軸方向の位置がそれぞれ異なる。以下、３つのモータ６を固定ベース１寄りに配置される順に、第１モータ７、第２モータ８、第３モータ９と称する。第１モータ７の出力軸７ａは、第１方向Ｘ１を向いている。出力軸７ａには、駆動プーリ７ｂが設けられている。同様に、第２モータ８の出力軸８ａと第３モータ９の出力軸９ａは、第１方向Ｘ１を向き、駆動プーリ８ｂ、９ｂが設けられている。

本実施形態において、リンク機構３の数は３つとなっている。以下、３つのリンク機構を第１リンク機構１０、第２リンク機構２０、第３リンク機構３０と称する。リンク機構３（第１リンク機構１０、第２リンク機構２０、第３リンク機構３０）は、それぞれ共通する技術適用要素として、基部側ジョイント（第１基部側ジョイント１１、第２基部側ジョイント２１、第３基部側ジョイント３１）と、基部側リンク（第１基部側リンク１３、第２基部側リンク２３、第３基部側リンク３３）と、中間ジョイント（第１中間ジョイント１４、第２中間ジョイント２４、第３中間ジョイント３４）と、先端側リンク（第１先端側リンク１５、第２先端側リンク２５、第３先端側リンク３５）と、先端側ジョイント（第１先端側ジョイント１６、第２先端側ジョイント２６、第３先端側ジョイント３６（図１において不図示。図４参照。））を備える。

図２に示すように、基部側ジョイント（第１基部側ジョイント１１、第２基部側ジョイント２１、第３基部側ジョイント３１）は、円柱状の軸２と、軸２に回転自在に嵌合する円筒部（第１円筒部１２、第２円筒部２２、第３円筒部３２）を備える。

軸２は、軸方向に延在している。軸２の第２方向Ｘ２の端部は、固定部１ｂの孔１ｃに嵌合している。これにより、軸２は、固定ベース１と一体化し、軸２の中心は、基準線Ｚと重なる。軸２の第１方向Ｘ１の端部には、軸２の外周面２ａよりも径方向外側に膨出する抜け止め部２ｂが設けられている。この抜け止め部２ｂは、第１円筒部１２と第２円筒部２２と第３円筒部３２が軸２から抜けることを規制している。

第１円筒部１２は、軸２の外周側に嵌合している。第１円筒部１２の内周面１２ａは、軸２の外周面２ａに摺動自在に当接している。第１円筒部１２の外周面には、第２方向Ｘ２から第１方向Ｘ１へ順に、第１従動プーリ１２ｂ、第１被嵌合面１２ｃ、第１連結面１２ｄが設けられている。図１に示すように、第１従動プーリ１２ｂは、第１モータ７の駆動プーリ７ｂに対し、水平方向に配置されている。第１従動プーリ１２ｂと駆動プーリ７ｂには、図示しない無端ベルトが懸架されている。よって、第１モータ７が駆動すると、その動力が第１円筒部１２に伝達される。そして、第１円筒部１２は、軸２（基準線Ｚ）を中心に回転する。また、第１被嵌合面１２ｃと第１連結面１２ｄは、断面形状が円形状となっている。第１円筒部１２の第１方向Ｘ１の端面には、第２方向Ｘ２に窪む凹部１２ｅが設けられている。凹部１２ｅには、抜け止め部２ｂが収容されている。なお、本実施形態では、第１円筒部１２の内周面１２ａが軸２の外周面２ａに摺動自在に当接しているが、第１円筒部１２の回転をより円滑とするため、本発明は、第１円筒部１２の内周面１２ａと軸２の外周面２ａとの間に軸受を介在させてもよい。

図２に示すように、第２円筒部２２は、第１円筒部１２の第１被嵌合面１２ｃの外周側に嵌合している。第２円筒部２２の内周面２２ａは、第１被嵌合面１２ｃに摺動自在に当接している。第２円筒部２２の外周面には、第２方向Ｘ２から第１方向Ｘ１へ順に、第２従動プーリ２２ｂ、第２被嵌合面２２ｃ、第２連結面２２ｄが設けられている。図１に示すように、第２従動プーリ２２ｂは、第２モータ８の駆動プーリ８ｂに対し、水平方向に配置されている。第２従動プーリ２２ｂと駆動プーリ８ｂには、図示しない無端ベルトが懸架されている。よって、第２モータ８が駆動すると、その動力が第２円筒部２２に伝達される。そして、第２円筒部２２は、軸２（基準線Ｚ）を中心に回転する。また、第２被嵌合面２２ｃと第２連結面２２ｄは、断面形状が円形状となっている。なお、本実施形態では、第２円筒部２２の内周面２２ａが第１円筒部１２の第１被嵌合面１２ｃに摺動自在に当接しているが、第２円筒部２２の回転をより円滑とするため、本発明は、第２円筒部２２の内周面２２ａと第１円筒部１２の第１被嵌合面１２ｃとの間に軸受を介在させてもよい。

図２に示すように、第３円筒部３２は、第２円筒部２２の第２被嵌合面２２ｃに外周側に嵌合している。第３円筒部３２の内周面３２ａは、第２被嵌合面２２ｃに摺動自在に当接している。第３円筒部３２の外周面には、第２方向Ｘ２から第１方向Ｘ１へ順に、第３従動プーリ３２ｂ、第３連結面３２ｃが設けられている。図１に示すように、第３従動プーリ３２ｂは、第３モータ９の駆動プーリ９ｂに対し、水平方向に配置されている。第３従動プーリ３２ｂと駆動プーリ９ｂとには、図示しない無端ベルトが懸架されている。よって、第３モータ９が駆動すると、その動力が第３円筒部３２に伝達される。そして、第３円筒部３２は、軸２（基準線Ｚ）を中心に回転する。また、第３連結面３２ｃは、断面形状が円形状となっている。なお、本実施形態では、第３円筒部３２の内周面３２ａが第２円筒部２２の第２被嵌合面２２ｃに摺動自在に当接しているが、第３円筒部３２の回転をより円滑とするため、本発明は、第３円筒部３２の内周面３２ａと第２円筒部２２の第２被嵌合面２２ｃとの間に軸受を介在させてもよい。

なお、駆動プーリ７ｂと第１従動プーリ１２ｂに懸架される図示しない無端ベルトと、駆動プーリ８ｂと第２従動プーリ２２ｂに懸架される図示しない無端ベルトと、駆動プーリ９ｂと第３従動プーリ３２ｂに懸架される図示しない無端ベルトとは、それぞれ軸方向の位置が異なる。このため、各無端ベルトは互いに干渉しない。

図３に示すように、基部側リンク（第１基部側リンク１３、第２基部側リンク２３、第３基部側リンク３３）は、径方向に延在し、一端が径方向内側を指し、他端が径方向外側を指している。第１基部側リンク１３の一端は、第１円筒部１２の第１連結面１２ｄに接続している。第２基部側リンク２３の一端は、第２円筒部２２の第２連結面２２ｄに接続している。第３基部側リンク３３の一端は、第３円筒部３２の第３連結面３２ｃに接続している。第１基部側リンク１３と第２基部側リンク２３と第３基部側リンク３３は、パラレルリンク機構１００の作動開始時、軸２を中心に１２０°間隔で配置されている。

先端側リンク（第１先端側リンク１５、第２先端側リンク２５、第３先端側リンク３５）の一端は、中間ジョイント（第１中間ジョイント１４、第２中間ジョイント２４、第３中間ジョイント３４）を介して、基部側リンク（第１基部側リンク１３、第２基部側リンク２３、第３基部側リンク３３）の他端と連結している。第１先端側リンク１５、第２先端側リンク２５、第３先端側リンク３５は、パラレルリンク機構１００の作動開始時、軸２を中心に周方向に延在するように配置されている。

中間ジョイント（第１中間ジョイント１４、第２中間ジョイント２４、第３中間ジョイント３４）と、先端側ジョイント（第１先端側ジョイント１６、第２先端側ジョイント２６、第３先端側ジョイント３６）は、回転自在に部品同士を連結するものである。本実施形態では、ボルトとナットにより構成されている。よって、回転軸（図５に示すＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｎ１、Ｎ２の回転軸の延長線を参照）は、ボルトの軸部の中心となる。

なお、ボルトの軸部を貫通させるため、先端側リンク（第１先端側リンク１５、第２先端側リンク２５、第３先端側リンク３５）の他端には、貫通孔１５ａ、２５ａ、３５ａが設けられている。同様に、基部側リンク（第１基部側リンク１３、第２基部側リンク２３、第３基部側リンク３３）の他端と、先端側リンク（第１先端側リンク１５、第２先端側リンク２５、第３先端側リンク３５）の一端にも、図示しない貫通孔が設けられている。

基部側リンクの径方向の長さに関し、第１基部側リンク１３、第２基部側リンク２３、第３基部側リンク３３の順で長さが短い。同様に、先端側リンクの長さに関し、第１先端側リンク１５、第２先端側リンク２５、第３先端側リンク３５の順で長さが短い。これにより、パラレルリンク機構１００の作動時、第１リンク機構１０は、第２リンク機構２０と第３リンク機構３０の内周側を移動する。また、第２リンク機構２０は、第１リンク機構１０の外周側であり、第３リンク機構３０の内周側を移動する。第３リンク機構３０は、第１リンク機構１０と第２リンク機構２０の外周側を移動する。つまり、３つのリンク機構３は、互いに接触しないようになっている。そのほか、基部側リンク（第１基部側リンク１３、第２基部側リンク２３、第３基部側リンク３３）、先端側リンク（第１先端側リンク１５、第２先端側リンク２５、第３先端側リンク３５）は、円筒部（１２、２２、３２）やツール１１０との接触を回避するため、適宜屈曲している。

図４に示すように、エンドエフェクタベース５０は、円形板状の本体部５１と、本体部５１の外周側から径方向外側に突出する突出部５２と、本体部５１の中央部に設けられた支持部５３と、を備えている。

図１に示すように、本体部５１は、パラレルリンク機構１００の作動開始時、水平方向に延在している。本体部５１の第１方向Ｘ１の面は、ツール１１０の先端側が向く方向を向く第１面５１ａである。本体部５１の第２方向Ｘ２の面は、固定ベース１と対向する対向面５１ｂである。

図４に示すように、突出部５２の径方向外側の端部には、台座５４が設けられている。各台座５４は、先端側ジョイント（第１先端側ジョイント１６、第２先端側ジョイント２６、第３先端側ジョイント３６）を介して、先端側リンク（第１先端側リンク１５、第２先端側リンク２５、第３先端側リンク３５）の他端が連結している。また、台座５４は、先端側ジョイント（第１先端側ジョイント１６、第２先端側ジョイント２６、第３先端側ジョイント３６）の回転軸の延長線（図５に示すＮ１、Ｎ２を参照）がツール１１０の第１方向Ｘ１の端部（ツール１１０の先端Ｐ側）を向くように、傾斜している。

支持部５３は、軸方向に貫通する保持穴５３ａを有し、円筒状を成している。支持部５３は、本体部５１の第１面５１ａに設けられている。保持穴５３ａは、本体部５１を貫通している。ツール１１０は、保持穴５３ａに挿入され、保持穴５３ａに嵌合している。図１に示すように、ツール１１０は、エンドエフェクタベース５０を貫通している。つまり、ツール１１０は、対向面５１ｂよりも第２方向Ｘ２に突出している。また、支持部５３には、支持部５３を径方向に貫通するボルト５３ｂが設けられている。ボルト５３ｂは、支持部５３に螺合している。ボルト５３ｂを回転させると、保持穴５３ａ内への突出量が変わるようになっている。そして、このボルト５３ｂにより、ツール１１０は、保持穴５３ａから脱落しないように保持されている。

ツール１１０は、第１方向Ｘ１の端部が径方向外側に膨出した形状となっている。ツール１１０の第１方向Ｘ１の端面は、円形の平坦面となっている。ツール１１０の第１方向Ｘ１の端面の中央部は、基準線Ｚ上にある。以下、ツール１１０の第１方向Ｘ１の端面の中央部を先端Ｐと称する。

つぎに、パラレルリンク機構１００の詳細について説明する。パラレルリンク機構１００は、少なくとも１つ以上のモータ６が駆動すると、エンドエフェクタベース５０が傾き、ツール１１０の姿勢を変更する（図６参照）。パラレルリンク機構１００の作動時、任意の点を中心にエンドエフェクタベース５０及びツール１１０が傾く。任意の点は、各ジョイントの回転軸の延長線が交わる交点である。以下、本実施形態において、各ジョイントの回転軸の延長線が交わる交点（任意の点）について説明する。

図５に示すように、第１基部側ジョイント１１と第２基部側ジョイント２１と第３基部側ジョイント３１の回転軸は、基準線Ｚと重なっている。このため、第１基部側ジョイント１１と第２基部側ジョイント２１と第３基部側ジョイント３１の回転軸の延長線は、ツール１１０の先端Ｐを通過している。第１中間ジョイント１４の回転軸の延長線Ｍ１と、第２中間ジョイント２４の回転軸の延長線Ｍ２と、第３中間ジョイント３４の回転軸の延長線Ｍ３は、ツール１１０の先端Ｐで交わる。第１先端側ジョイント１６の回転軸の延長線Ｎ１と、第２先端側ジョイント２６の回転軸の延長線Ｎ２と、第３先端側ジョイント３６の回転軸の延長線（実施形態１において不図示。実施形態２の図７の延長線Ｎ３を参照）は、ツール１１０の先端Ｐで交わる。以上から、各基部側ジョイントの回転軸の延長線と、各中間ジョイントの回転軸の延長線と、各前記先端側ジョイントの回転軸の延長線と、は、ツール１１０の先端Ｐで交わる。よって、本実施形態において、任意の点は、ツール１１０の先端Ｐにある。従って、図６に示すように、実施形態１のパラレルリンク機構１００が作動すると、ツール１１０は先端Ｐを中心に姿勢変換を行う。よって、ツール１１０の先端Ｐの位置は変位しない。

以上、実施形態１のパラレルリンク機構１００は、土台１０１に固定される固定ベース１と、固定ベース１から第１方向Ｘ１に離隔して配置され、ツール１１０を支持するエンドエフェクタベース５０と、一端が固定ベース１に連結し、他端がエンドエフェクタベース５０に連結する少なくても３つ以上のリンク機構３と、を備える。エンドエフェクタベース５０は、ツール１１０の先端が第１方向Ｘ１を指すように、ツール１１０を支持する支持部５３と、エンドエフェクタベース５０から視て固定ベース１が配置される第２方向Ｘ２を向く対向面５１ｂと、を有する。リンク機構３は、固定ベース１に回転自在に連結する基部側ジョイント（１１、２１、３１）と、一端が基部側ジョイント（１１、２１、３１）と連結する基部側リンク（１３、２３、３３）と、基部側リンク（１３、２３、３３）の他端に設けられた中間ジョイント（１４、２４、３４）と、中間ジョイント（１４、２４、３４）を介して一端が基部側リンク（１３、２３、３３）と回転自在に連結する先端側リンク（１５、２５、３５）と、先端側リンク（１５、２５、３５）の他端とエンドエフェクタベース５０とを回転自在に連結する先端側ジョイント（１６、２６、３６）と、を有する。各基部側ジョイント（１１、２１、３１）の回転軸の延長線と、各中間ジョイント（１４、２４、３４）の回転軸の延長線（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）と、各先端側ジョイントの回転軸（Ｎ１、Ｎ２）の延長線と、が交わる交点は、エンドエフェクタベース５０の回転中心である。エンドエフェクタベース５０の回転中心は、対向面５１ｂよりも第１方向Ｘ１に位置し、ツール１１０の先端Ｐと重なる。また、基部側ジョイント（１１、２１、３１）は同軸上に配置される。基部側ジョイント（１１、２１、３１）の回転軸を中心に基部側リンク（１３、２３、３３）を回転させるモータ６を備える。

上記した実施形態１のパラレルリンク機構１００によれば、ツール１１０が姿勢変換してもツール１１０の先端Ｐが移動しない。

以上、実施形態１について説明したが、本発明のパラレルリンク機構は、実施形態１で説明したものに限定されない。例えば、エンドエフェクタベース５０の回転中心の位置は、実施形態１の例に限定されない。以下、エンドエフェクタベース５０の回転中心の位置を変えた変形例を説明する。

本発明において、エンドエフェクタベース５０の回転中心は、ツール１１０の先端Ｐに対して、第１方向Ｘ１又は水平方向に僅かにずれていてもよい。このような変形例であってもツール１１０の先端Ｐの移動量を小さく抑えることができる。

または、エンドエフェクタベース５０の回転中心は、ツール１１０の中心線上であって、対向面５１ｂからツール１１０の先端Ｐまでの間に配置されていてもよい。具体的に図５を用いて説明すると、ツール１１０の中心線を通る基準線Ｚは、エンドエフェクタベース５０の対向面５１ｂにある点Ｑを通過する。基準線Ｚ上であり、点Ｑから先端Ｐまでの間に、エンドエフェクタベース５０の回転中心があってもよい。この変形例によれば、軸方向から視ると、エンドエフェクタベース５０の回転中心とツール１１０の先端Ｐとが重なる。つまり、エンドエフェクタベース５０の回転中心とツール１１０の中心線との距離がゼロとなる。よって、ツール１１０の先端Ｐの移動量を小さく抑えることができる。

以上から、本発明においては、エンドエフェクタベース５０の回転中心は、エンドエフェクタベース５０の対向面５１ｂよりも第１方向Ｘ１に配置されていればよい。これによれば、エンドエフェクタベース５０の回転中心からツール１１０の先端Ｐまでの距離が比較的短くなり、ツール１１０の先端Ｐの移動量を小さく抑えることができる。

以上、実施形態１について説明したが、本発明のパラレルリンク機構は、実施形態１で説明した例に限定されない。例えば、３つのモータ６の位置に関し、実施形態１では、基準線Ｚを中心に等間隔（１２０°間隔）となっているが、本発明のパラレルリンク機構では異なる配置となっていてもよい。言い換えると、３つのモータ６が基準線Ｚを中心に周方向に配置されているものの、その間隔が等間隔でなかったり、若しくは、基準線Ｚの方から視て同方向に３つのモータ６がまとめて配置されていたりしているものも、本発明のパラレルリンク機構に含まれる。

（実施形態２）
次に、実施形態２のパラレルリンク機構１００Ａについて説明する。なお、実施形態１において、説明した構成と技術的に同じ構成については、実施形態１と同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図７は、実施形態２に係るパラレルリンク機構であり、作動した状態を側方から視た側面図である。実施形態２のパラレルリンク機構１００Ａは、モータ６を備えていない点で、実施形態１のパラレルリンク機構１００と相違する。また、実施形態２のパラレルリンク機構１００Ａは、各基部側ジョイント（１１Ａ、２１Ａ、３１Ａ）が同軸上となっていない点で、実施形態１のパラレルリンク機構１００と相違する。以下、相違点に絞って説明する。

実施形態２では、パラレルリンク機構１００Ａが固定される図示しない装置（又は土台）の方にモータが設けられている。そして、３つのリンク機構３（１０、２０，３０）は、図示しない装置（又は土台）のモータから動力が伝達されて作動する。このように、本発明のパラレルリンク機構は、モータを備えていなくてもよい。なお、パラレルリンク機構１００Ａが固定される図示しない装置の方に設置される３つのモータの位置に関し、特に制限はない。

各基部側ジョイント（１１Ａ、２１Ａ、３１Ａ）は、固定ベース１の第１面ａ上に、分散して配置されている。また、各基部側ジョイント（１１Ａ、２１Ａ、３１Ａ）の回転軸の延長線（図７において第１基部側ジョイント１１Ａの回転軸の延長線Ｌのみ図示。）は、互いにツール１１０の先端Ｐで交わっている。

以上、実施形態２のパラレルリンク機構１００Ａによっても、エンドエフェクタベース５０は、ツール１１０の先端Ｐを中心に傾く。よって、ツール１１０の先端Ｐの位置は変位しない。

以上、実施形態１と実施形態２について説明したが、本発明において、リンク機構３の数は３つに限られない。リンク機構３は少なくとも３つ以上あればよく、リンク機構３が４つ有していてもよい。

１ 固定ベース
２ 軸
３ リンク機構
６ モータ
１０ 第１リンク機構
１１、１１Ａ 第１基部側ジョイント
１２ 第１円筒部
１３ 第１基部側リンク
１４ 第１中間ジョイント
１５ 第１先端側リンク
１６ 第１先端側ジョイント
２０ 第２リンク機構
２１、２１Ａ 第２基部側ジョイント
２２ 第２円筒部
２３ 第２基部側リンク
２４ 第２中間ジョイント
２５ 第２先端側リンク
２６ 第２先端側ジョイント
３０ 第３リンク機構
３１、３１Ａ 第３基部側ジョイント
３２ 第３円筒部
３３ 第３基部側リンク
３４ 第３中間ジョイント
３５ 第３先端側リンク
３６ 第３先端側ジョイント
５０ エンドエフェクタベース
５１ｂ 対向面
５３ 支持部
１００、１００Ａ パラレルリンク機構
１０１ 土台
Ｌ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｎ１、Ｎ２ 延長線
Ｐ 先端
Ｑ 点
Ｚ 基準線

Claims (5)

1. 土台に固定される固定ベースと、
   前記固定ベースから第１方向に離隔して配置され、ツールを支持するエンドエフェクタベースと、
   一端が固定ベースに連結し、他端が前記エンドエフェクタベースに連結する少なくても３つ以上のリンク機構と、
   を備え、
   前記エンドエフェクタベースは、
   前記ツールの先端が前記第１方向を指すように、前記ツールを支持する支持部と、
   前記エンドエフェクタベースから視て前記固定ベースが配置される第２方向を向く対向面と、
   前記対向面の反対側の面であり、前記第１方向を向く第１面と、
   を有し、
   前記リンク機構は、
   前記固定ベースに回転自在に連結する基部側ジョイントと、
   一端が前記基部側ジョイントと連結する基部側リンクと、
   前記基部側リンクの他端に設けられた中間ジョイントと、
   前記中間ジョイントを介して一端が前記基部側リンクと回転自在に連結する先端側リンクと、
   前記先端側リンクの他端と前記エンドエフェクタベースとを回転自在に連結する先端側ジョイントと、
   を有し、
   各前記基部側ジョイントの回転軸の延長線と、各前記中間ジョイントの回転軸の延長線と、各前記先端側ジョイントの回転軸の延長線と、が交わる交点は、前記エンドエフェクタベースの回転中心であり、
   前記エンドエフェクタベースの回転中心は、前記ツールの中心線上であって、前記第１面よりも前記第１方向に位置している
   パラレルリンク機構。
2. 前記エンドエフェクタベースの回転中心は、前記ツールの前記先端と重なる
   請求項１に記載のパラレルリンク機構。
3. 各前記基部側ジョイントは、同軸上に配置される
   請求項１又は請求項２に記載のパラレルリンク機構。
4. 前記基部側ジョイントの前記回転軸を中心に前記基部側リンクを回転させるモータを備える
   請求項１又は請求項２に記載のパラレルリンク機構。
5. 前記基部側ジョイントの前記回転軸を中心に前記基部側リンクを回転させるモータを備える
   請求項３に記載のパラレルリンク機構。

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