JPH11254375A - パラレルロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造の単純化、小型化およびコストダウンを
実現する。 【解決手段】 べースプレート１とエンドプレート２
と、前記べースプレート１と前記エンドプレート２を連
結し、２自由度で移動・位置決めが可能な第１リンク群
６、および第２リンク７からなる３本の連結連鎖と、前
記第１リンク群６の前記エンドプレート２側と前記第２
リンク７の一端とを回転自在に連結した１自由度を有す
るジョイント４と、前記第２リンク７の他端を前記エン
ドプレート２に回転自在に連結した３自由度を有するジ
ョイント５と、前記第１リンク群６の前記べースプレー
ト側近傍に配置され、前記第１リンク群６を回転駆動す
る回転式モータ９ａ，９ｂを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、作業対象物のハ
ンドリングや組立などに使用して好適な、３次元空間内
で所定の位置、姿勢を決定することが可能なパラレルロ
ボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定の空間内で位置、姿勢を決定
することが可能なパラレルロボットには、例えば日経メ
カニカル．１９９５年．４５０号．３０頁に示されるよ
うにリンクが伸縮する伸縮型、リンクが屈曲する屈曲
型、リンクが開閉する開閉型などの大きく分類して３種
類の機構方式がある。

【０００３】図８は、特開平３−２９４１９３号公報に
示された伸縮型パラレル機構であるスチュワートプラッ
トフォーム方式の従来のパラレルロボットの構成を示す
平面図である。図において、１０１はべースプレート、
１０２はエンドプレート、１０６は６本の直動式モータ
を含んだ伸縮可能なリンク、１０３はリンク１０６のべ
ースプレート１０１側とべースプレート１０１を連結さ
せる２自由度を有するジョイント、１０５はリンク１０
６のエンドプレート１０２側とエンドプレート１０２を
連結させる３自由度を有するジョイントである。

【０００４】次に動作について説明する。伸縮可能なリ
ンク１０６の長さを、それぞれ所定の長さに決定するこ
とにより、リンク１０６のエンドプレート１０２側の６
つの先端位置の組合せにより生成される平面によりエン
ドプレート１０２の位置、姿勢を決定することが可能に
なる。

【０００５】図９は、特開平６−２７００７７号公報に
示された屈曲型パラレル機構方式の従来のパラレルロボ
ットの構成を示す斜視図である。図において、２０１は
べースプレート、２０２はエンドプレートであり、べー
スプレート２０１とエンドプレート２０２は６本の連結
連鎖で連結されている。２０６は第１リンク、２０７は
第２リンク、２０９は第１リンク２０６を回転させる回
転式モータ、２０５は第１リンク２０６のエンドプレー
ト２０２側と第２リンク２０７のべースプレート２０１
側を連結させる３自由度を有するジョイント、および第
２リンク２０７のエンドプレート２０２側とエンドプレ
ート２０２を連結させる３自由度を有するジョイントで
ある。

【０００６】次に動作について説明する。べースプレー
ト２０１に取付けられた回転式モータ２０９をそれぞれ
所定の角度に停止させることにより、回転式モータ２０
９の回転軸に取り付けられた第１リンク２０６のエンド
プレート側の先端位置が決定され、第１リンク２０６の
エンドプレート２０２側の一端と第２リンク２０７のべ
ースプレート２０１側の一端は３自由度を有するジョイ
ント２０５で連結されていることから、第２リンク２０
７他端に半球面状の動作範囲が発生し、これら６つの半
球面状の動作範囲の組合せから、エンドプレート２０２
の所定の位置、姿勢を３次元空間内で決定することが可
能になる。

【０００７】図１０は、特開平９−１９８４２号公報に
示された開閉型パラレル機構方式の従来のパラレルロボ
ットの構成を示す斜視図である。図において、３０１は
べースプレート、３０２はエンドプレート、３１０は直
動式モータにより動作する移動子、３０６は移動子３１
０とエンドプレート３０２を連結する６本のリンク、３
０４はべースプレート３０１と前記直動式モータの取付
け角度を決定する回転式モータ、３０５は移動子３１０
とリンク３０６のべースプレート３０１側の一端とを連
結させる３自由度を有したジョイント、およびリンク３
０６のエンドプレート３０２側の他端とエンドプレート
３０２とを連結させる３自由度を有するジョイントを示
している。

【０００８】次に動作について説明する。べースプレー
ト３０１へ所定の角度に停止して取付けられた前記直動
式モータにより直線的に移動が可能な６個の移動子３１
０を所定の位置に停止させることにより、リンク３０６
先端に半球面状の動作範囲が発生し、これら６つの半球
面状の動作範囲の組合せから、リンク３０６の先端に取
付けられたエンドプレート３０２の位置、姿勢を所定の
空間内に決定することが可能となる。

【０００９】図１１は、特開昭６３−１５０１７８号公
報に示されたエンドプレートが３本のリンクで連結支持
されたパラレル機構方式の従来のパラレルロボットの構
成を示す斜視図である。図において、４０１はべースプ
レート、４０２はエンドプレート、４１３はべースプレ
ート４０１とエンドプレート４０２を連結する６本の連
結連鎖、４０６は第１リンク、４０７は第２リンク、４
０９ａは直動式モータ、４０９ｂは回転式モータ、４１
０は直動式モータ４０９ａにより動作させられる移動
子、４０４は移動子４１０に組み込まれた１自由度を有
するジョイント、および第１リンク４０６のエンドプレ
ート４０２側の一端と第２リンク４０７のべースプレー
ト４０１側の一端を連結させる１自由度を有するジョイ
ント、４０５は第２リンク４０７のエンドプレート４０
２側の他端とエンドプレート４０２を連結する３自由度
を有するジョイントである。

【００１０】次に動作について説明する。直動式モータ
４０９ａが動作することにより、移動子４１０と移動子
４１０の１自由度を有するジョイント４０４に直動運動
が発生し、また、回転式モータ４０９ｂが動作すること
により移動子４１０の１自由度のジョイント４０４に回
転運動が発生することから、移動子４１０の１自由度ジ
ョイント４０４は直動、回転運動を起こす。前記両方の
各モータを所定の位置に停止させることにより、連結さ
れている第１リンク４０６のエンドプレート４０２側の
一端の位置が決定する。第１リンク４０６のエンドプレ
ート４０２側の一端と第２リンク４０７のべースプレー
ト４０１側の一端は１自由度を有するジョイント４０４
で回転自在に連結されていることにより、第２リンク４
０７のエンドプレート４０２側に円弧状の動作範囲が発
生し、３つの各円弧の組合せにより、第２リンク４０７
の他端と３自由度を有するジョイント４０５により回転
自由に取付けられたエンドプレート４０２の位置、姿勢
を所定の空間内に決定することが可能になる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のパラレルロボッ
トは以上のように構成されているので、図８、図９およ
び図１０に示す６自由度パラレルロボットでは、べース
プレートとエンドプレートを連結させる連結連鎖が少な
くとも６本あり、そのためべースプレート上およびエン
ドプレート上に６個以上のジョイントを配置する必要が
あり、全体の構造が複雑になり、６自由度パラレルロボ
ット本体を小型化することが困難になるという課題があ
った

【００１２】また、６本以上のリンクを必要とすること
から、リンク間の干渉の問題から動作範囲が制限され、
さらに、図８および図１０に示すパラレルロボットでは
直動式モータが使用されていることから構造が複雑にな
り小型化が困難になるという課題があった。

【００１３】さらに、図１０に示すパラレルロボットで
はエンドプレートを３本のリンクで連結支持している
が、図８および図１０に示すパラレルロボットと同様に
直動式モータが使用されており、構造が複雑になり小型
化が困難であり、直動式モータには一般的にボールねじ
が使用されていることから、直動式モータの動作速度が
ボールねじの危険速度に制約され、この結果、パラレル
ロボットの高速動作が制限されるという課題があった。

【００１４】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、構造を単純にして小型化を容易に
し、安価に製作することができるパラレルロボットを得
ることを目的とする。

【００１５】また、高速で動作させることが可能なパラ
レルロボットを得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るパラレル
ロボットは、固定する側のべースプレートと、ツールを
取り付ける側のエンドプレートと、前記べースプレート
と前記エンドプレートを連結し、２自由度で移動・位置
決めが可能な第１リンクまたは複数のリンクで構成され
た第１リンク群、および第２リンクからなる３本の連結
連鎖と、前記第１リンクまたは前記第１リンク群の前記
エンドプレート側と前記第２リンクの一端とを回転自在
に連結した１自由度を有する第１のジョイントと、前記
第２リンクの他端を前記エンドプレートに回転自在に連
結した３自由度を有する第２のジョイントと、前記第１
リンクまたは前記第１リンク群の前記べースプレート側
近傍に配置され、前記第１リンクまたは前記第１リンク
群を回転駆動する回転式モータとを備えるようにしたも
のである。

【００１７】この発明に係るパラレルロボットは、連結
連鎖毎に設けられ、エンドプレートに連結した各第２リ
ンクの他端に対し球面状の動作範囲を発生させる、第１
リンクまたは第１リンク群のべースプレート側近傍に配
置されてモータ回転軸が互いに直交した第１の回転式モ
ータおよび第２の回転式モータを備えるようにしたもの
である。

【００１８】この発明に係るパラレルロボットは、モー
タ本体がべースプレート側に固定され、モータ回転軸が
互いに直交している第１の回転式モータおよび第２の回
転式モータと、一つの辺が前記べースプレート側に位置
し、各リンクがそれぞれ回転自在な２自由度を有するジ
ョイントを介して連結され、前記べースプレート側に位
置する前記辺の両端部がそれぞれ前記２自由度を有する
ジョイントを介して前記第１の回転式モータおよび前記
第２の回転式モータのモータ回転軸に連結され、前記べ
ースプレート側の辺に対向するエンドプレート側の辺が
第２リンクの一端へ１自由度を有する第１のジョイント
を介して回転自在に連結された平行四辺形リンクで構成
された第１リンク群を備えるようにしたものである。

【００１９】この発明に係るパラレルロボットは、モー
タ本体がべースプレート側に固定された第２の回転式モ
ータと、モータ本体が前記第２の回転式モータのモータ
回転軸へ固定された第１の回転式モータと、前記第２の
回転式モータのモータ回転軸の回転と、当該第２の回転
式モータのモータ回転軸の回転に伴ってモータ本体が回
転する前記第１の回転式モータのモータ回転軸の回転と
により、第２リンクの他端に対し球面状の動作範囲を発
生させ、第１リンクのベースプレート側の端が前記第１
の回転式モータのモータ回転軸側へ連結された構成を備
えるようにしたものである。

【００２０】この発明に係るパラレルロボットは、連結
連鎖毎に設けられ、エンドプレートに連結した各第２リ
ンクの他端に対し平面状の動作範囲を発生させる、第１
リンクまたは第１リンク群のべースプレート側近傍に配
置されてモータ回転軸が互いに平行な第１の回転式モー
タおよび第２の回転式モータと、前記第１の回転式モー
タおよび前記第２の回転式モータのモータ回転軸と直交
する回転軸により回動自在に前記べースプレートへ取り
付けられた第１リンクまたは第１リンク群を備えるよう
にしたものである。

【００２１】この発明に係るパラレルロボットは、モー
タ回転軸と直交する回転軸に各モータ本体が固定され、
モータ回転軸が互いに平行な第１の回転式モータおよび
第２の回転式モータと、４本のリンクからなる平行四辺
形リンクで構成された第１リンク群を、前記第１の回転
式モータの回転により前記平行四辺形リンクが形成する
平面と平行な方向に変形可能にするための、前記回転軸
に連結した回転軸連結ジョイントと、前記４本のリンク
が前記平行四辺形リンクを形成する平面と平行な方向に
１自由度の回転自由度を有するジョイントを介して連結
され、前記平行四辺形リンクのべースプレート側に位置
する辺の一端部が、前記１自由度を有するジョイントを
介して前記第２の回転式モータのモータ回転軸に連結さ
れるとともに、前記回転軸連結ジョイントを介して前記
第１の回転式モータのモータ回転軸へ連結され、前記べ
ースプレート側の一辺と対向するエンドプレート側の辺
と第２リンクの一端が１自由度を有する第１のジョイン
トを介して回転自在に連結された第１リンク群とを備え
るようにしたものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は、この実施の形態１の第１リンク
に平行四辺形リンクを持ったパラレルロボットの構成を
示す斜視図、図２は図１における連結連鎖の１組を模式
的に表現した斜視図である。図において、１はベースプ
レート、２はエンドプレート、７は第２リンク（連結連
鎖）、１１ａと１１ｂは第１リンク群６を構成している
リンク（連結連鎖）、８ａは第１リンク群６を構成して
いるリンク（連結連鎖）、図２に示す９ａと９ｂは回転
式モータ（第１の回転式モータ，第２の回転式モータ）
であり、べースプレート１上に固定されて互いにモータ
回転軸が直交するように配置されている。

【００２３】３はジョイント（２自由度を有するジョイ
ント）であり、図２に示すように回転式モータ９ａと第
１リンク群６、回転式モータ９ｂと第１リンク群６、第
１リンク群６のリンク１１ａ，１１ｂとリンク８ａをそ
れぞれＸ軸，Ｙ軸回りに回転自在に連結しており、回転
式モータ９ａ、９ｂのモータ回転軸は各ジョイント３の
十字片と結合されている。４はリンク８ａと第２リンク
７を連結している１自由度を有するジョイント（第１の
ジョイント）、５は第２リンク７とエンドプレート２を
回転自在に連結している３自由度を有するジョイント
（第２のジョイント）である。

【００２４】次に動作について説明する。べースプレー
ト１に固定されている回転式モータ９ａは、第１リンク
群６である平行四辺形リンクを当該平行四辺形リンクの
面内方向（Ｙ軸回り）に動作させ、回転式モータ９ｂは
前記平行四辺形リンクの面が倒れる方向（Ｘ軸回り）に
動作させる。また、回転式モータ９ａと回転式モータ９
ｂは独立して駆動され、所定の回転角度で停止すること
により、リンク８ａに取付けられているジョイント４の
位置を所定の空間内で決定することができる。リンク８
ａと第２リンク７の一端は１自由度を有するジョイント
４で回転自在に連結されているため、第２リンク７の他
端には球面状の動作範囲が発生する。べースプレート１
とエンドプレート２を連結している連結連鎖は３本存在
するため、これら３つの球面の組合せからエンドプレー
ト２の位置、姿勢を決定することが可能になる。

【００２５】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、ベースプレート１にモータ本体が固定された回転式
モータ９ａ，９ｂをそれぞれ駆動させることにより、エ
ンドプレート２の位置、姿勢を決定することができるた
め、構造が単純化されて小型化が容易になり、直動式モ
ータを用いないので製作コストも安価になるパラレルロ
ボットが得られる効果がある。また、直動式モータを用
いない構成であることから、高速動作を容易かつ安全に
実現できるパラレルロボットが得られる効果がある。

【００２６】特に、べースプレート１とエンドプレート
２を連結する連結連鎖を３本で構成したことにより、べ
ースプレート１上およびエンドプレート２上のジョイン
トの個数が半減でき、構造の単純化および小型化が実現
でき、また安価に構成できるパラレルロボットが得られ
る効果がある。

【００２７】さらに、回転式モータ９ａ，９ｂの各モー
タ回転軸を互いに直交させて第１リンク群６のべースプ
レート１側に配置し、回転式モータ９ａにより平行四辺
形リンクを当該平行四辺形リンクの面内方向に動作さ
せ、また回転式モータ９ｂにより前記平行四辺形リンク
の面が倒れる方向に動作させる構成であることから、回
転式モータ９ａ，９ｂの質量が第１リンク群６の駆動負
荷になることなく第２リンク７の他端に球面状の動作範
囲を発生させることができ、高速動作が可能になるパラ
レルロボットが得られる効果がある。

【００２８】さらに、平行四辺形リンクを採用したこと
により、リンクを動作させる回転式モータ９ａ，９ｂを
べースプレート１に固定することができ、回転式モータ
９ａ，９ｂの質量が第１リンク群６の駆動負荷となら
ず、高速動作が可能になるパラレルロボットが得られる
効果がある。

【００２９】実施の形態２．図３は、この実施の形態２
のパラレルロボットの構成を示す斜視図であり、図４は
図３における連結連鎖の１組を模式的に表現した斜視図
である。図３および図４において、図１および図２と同
一または相当の部分については同一の符号を付し説明を
省略する。図４において、回転式モータ（第１の回転式
モータ）１９ａおよび回転式モータ（第２の回転式モー
タ）１９ｂは各モータ回転軸が互に直交するように配置
されている。また、回転式モータ１９ｂは図３に示すべ
ースプレート１に固定され、回転式モータ１９ａの本体
は、回転式モータ１９ｂのモータ回転軸に一端が固定さ
れた例えばＬ字形状の取付金具５１の他端へ固定されて
いる。５６は第１リンク（連結連鎖）であり、回転式モ
ータ１９ａのモータ回転軸に、例えば継手５３を介して
一端が固定され、回転式モータ１９ｂを介してベースプ
レート１へ連結されている。５７は第１リンク５６と第
２リンク７を回転自在に連結している１自由度を有した
ジョイント（第１のジョイント）である。

【００３０】次に動作について説明する。べースプレー
ト１に固定されている回転式モータ１９ｂを所定の角度
で停止させると、回転式モータ１９ｂのモータ回転軸に
連結されている回転式モータ１９ａと第１リンク５６が
Ｘ軸回りの所定の角度へ回転して停止し、第１リンク５
６の他端の位置は所定の範囲内で一点に決定される。第
１リンク５６の他端と第２リンク７の一端はジョイント
５７で回転自在に連結されているため、第２リンク７の
他端には円弧状の動作範囲が発生する。

【００３１】また、回転式モータ１９ａが所定の角度回
転すると継手５３を介して連結されている第１リングが
Ｙ軸回りの前記所定の角度へ回転し、前記所定の角度に
応じて前記第２リンク７の他端も回転し、第２リンク７
の他端には回転式モータ１９ａの回転により円弧状の動
作範囲が発生する。そして、回転式モータ１９ａ，１９
ｂの回転により第２リンク７の他端には球面状の動作範
囲が発生する。

【００３２】べースプレート１とエンドプレート２を連
結している連結連鎖は３本存在するため、３つの球面状
の動作範囲の組合せから所定の範囲内でエンドプレート
２の位置、姿勢を決定することが可能になる。

【００３３】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、回転式モータ１９ａ，１９ｂをそれぞれ駆動させる
ことにより、前記実施の形態１と同様にエンドプレート
２の位置、姿勢を決定することができる。この場合、回
転式モータ１９ａ，１９ｂそれぞれの円弧状の動作範囲
が、第２リンク７の他端に球面状の動作範囲を発生させ
るため、前記実施の形態１に比べてリンクの構造が単純
化されて小型化が容易になり、ジョイントの個数も大幅
に低減することが可能となり、また直動式モータを用い
ないので製作コストも安価になるパラレルロボットが得
られる効果がある。

【００３４】また、直動式モータを用いない構成である
ことから、高速動作を容易かつ安全に実現できるパラレ
ルロボットが得られる効果がある。

【００３５】実施の形態３．図５は、この実施の形態３
のパラレルロボットにおける連結連鎖の１組を模式的に
表現した斜視図である。全体の構成は図３と同様であ
る。図５において図４と同一または相当の部分について
は同一の符号を付し説明を省略する。この実施の形態３
では、回転式モータ１９ｂのモータ回転軸はＺ軸と平行
に位置している。回転式モータ１９ａと回転式モータ１
９ｂは、互いのモータ回転軸がＹ−Ｚ平面上で直交する
ように配置され、回転式モータ１９ｂはべースプレート
１に固定されている。また、回転式モータ１９ａは回転
式モータ１９ｂのモータ回転軸に一端が取付けられた例
えばＬ字形状の取付金具５１の他端へ固定されている。
そして、モータ１９ａのモータ回転軸は継手５３を介し
て、第１リンクのベースプレート側の端と連結されてい
る。

【００３６】次に動作について説明する。べースプレー
ト１に固定されている回転式モータ１９ｂを所定の角度
で停止させると、回転式モータ１９ｂのモータ回転軸に
連結されている回転式モータ１９ａと第１リンク５６は
所定の角度へ回転して停止する。

【００３７】第１リンク５６の他端と第２リンク７の一
端はジョイント５７で回転自在に連結されているため、
第１リンク５６と第２リンク７とが直線上にあれば第２
リンク７の他端は回転するだけであるが、第１リンク５
６と第２リンク７とがジョイント５７で屈曲して角度を
有していれば、第２リンク７の他端には円弧状の動作範
囲が発生する。

【００３８】また、回転式モータ１９ａが所定の角度回
転すると、前記所定の角度に応じて前記第２リンク７の
他端も回転し、第２リンク７の他端には回転式モータ１
９ａの回転により円弧状の動作範囲が発生する。そし
て、回転式モータ１９ａ，１９ｂの回転により第２リン
ク７の他端には球面状の動作範囲が発生する。べースプ
レート１とエンドプレート２を連結している連結連鎖は
３本存在するため、３つの球面状の動作範囲の組合せか
ら所定の範囲内でエンドプレート２の位置、姿勢を決定
することが可能になる。

【００３９】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、回転式モータ１９ａ，１９ｂをそれぞれ駆動させる
ことにより、前記実施の形態２と同様にエンドプレート
２の位置、姿勢を決定することができる。この場合、回
転式モータ１９ａ，１９ｂそれぞれの円弧状の動作範囲
が、第２リンク７の他端に球面状の動作範囲を発生させ
るため、前記実施の形態２と同様にリンクの構造が単純
化されて小型化が容易になり、ジョイントの個数も大幅
に低減することが可能となり、また直動式モータを用い
ないので製作コストも安価になるパラレルロボットが得
られる効果がある。また、直動式モータを用いない構成
であることから、高速動作を容易かつ安全に実現できる
パラレルロボットが得られる効果がある。

【００４０】実施の形態４．図６は、この実施の形態４
のパラレルロボットにおける連結連鎖の１組を模式的に
表現した斜視図である。図６において、６２はエンドプ
レート、６３は２自由度を有したジョイント、５７は１
自由度を有するジョイント（第１のジョイント）、６４
は同じく１自由度を有するジョイント、６８ａと６８ｂ
と７１ａと７１ｂは第１リンク群（連結連鎖）を形成し
ているリンクである。７２は図示していないべースプレ
ートへ回転自在に支持されており、回転式モータ（第１
の回転式モータ）６９ａ，回転式モータ（第２の回転式
モータ）６９ｂのモータ回転軸と直交する回転軸であ
り、ジョイント６３の一方の十字片へ固定されている。
回転式モータ６９ａ，６９ｂ本体は回転軸７２へ固定さ
れ、回転軸７２が回転すれば回転軸７２と一体的に回転
する。回転式モータ６９ｂのモータ回転軸はリンク６８
ａの一端が固定された１自由度を有するジョイント６４
に取り付けられている。この回転式モータ６９ｂのモー
タ回転軸が取り付けられている１自由度を有するジョイ
ント６４は、ジョイント６３の他方の十字片係合部材へ
固定されている。回転式モータ６９ａのモータ回転軸
は、ジョイント６３の前記他方の十字片係合部材へ固定
されている。８７は第２リンク（連結連鎖）、８５はエ
ンドプレート６２と第２リンク８７を回転自在に連結す
る３自由度を有するジョイントである。

【００４１】次に動作について説明する。回転式モータ
６９ａを所定の角度に停止させると第１リンク群を構成
しているリンク７１ａの先端位置が所定の範囲内で決定
する。回転式モータ６９ｂを所定の角度に停止させると
リンク６８ａの先端位置が決定し、リンク６８ａとリン
ク７１ｂは１自由度を有するジョイント６４により連結
されているため、リンク７１ｂのＺ軸方向の位置が決定
される。リンク７１ｂとリンク６８ｂも１自由度を有す
るジョイント６４により連結されているため、リンク７
１ｂの姿勢とリンク６８ｂの姿勢を決定することができ
る。第２リンク８７はリンク６８ｂと１自由度を有する
ジョイント５７により連結されていることより、第２リ
ンク８７の先端には平面状の動作範囲が発生する。べー
スプレートとエンドプレート６２を連結している連結連
鎖は３本存在するため、３つの平面の組合せからエンド
プレート６２の位置、姿勢を所定の範囲内に決定するこ
とが可能になる。

【００４２】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、回転式モータ６９ａを回転させることでＹ軸回りの
円弧状の動作範囲が発生する。また、回転式モータ６９
ｂを回転させることで、前記回転式モータ６９ａによる
Ｙ軸回りの円弧状の動作に対しＺ軸方向への動きを付加
することができ、また、回転軸７２による各連結連鎖の
第１リンク群の回動は、３本ある連結連鎖における各連
結連鎖の第１リンク群が各連結連鎖の回転式モータによ
り駆動されたときの体勢に応じて自動的に行われ回動位
置が決定され、べースプレートとエンドプレート６２を
連結している３本の連結連鎖によりエンドプレート６２
の位置、姿勢を所定の範囲内に決定でき、直動式モータ
を用いないので製作コストが安価になり、また、高速動
作を容易かつ安全に実現できるパラレルロボットが得ら
れる効果がある。

【００４３】実施の形態５．図７は、この実施の形態５
のパラレルロボットにおける連結連鎖の１組を模式的に
表現した斜視図である。図７において図６と同一または
相当の部分については同一の符号を付し説明を省略す
る。図７において、回転軸９２は図示していないべース
プレートへ回転自在に取り付けられており、第１リンク
９６を回転式モータ６９ａ，６９ｂのモータ回転軸と直
交する方向へ回転自在にする回転軸、９４はタイミング
ベルト、９５ａは回転式モータ６９ａのモータ回転軸に
固定されたプーリである。９６は第１リンク（連結連
鎖）、９７は第１リンク９６のエンドプレート６２側と
第２リンク８７の一端とを回転自在に連結した１自由度
を有するジョイント（第１のジョイント）である。回転
式モータ６９ａ，６９ｂ本体は回転軸９２に固定されて
おり、回転軸９２の回転に伴って一体的に回転する。ま
た、回転式モータ６９ａ，６９ｂは、第１リンク９６に
対しそれぞれのモータ回転軸が直交するように配置され
ており、回転式モータ６９ｂのモータ回転軸はジョイン
ト６３の十字片係合部材を介して第１リンク９６に取り
付けられており第１リンク９６を回転させることができ
る。プーリ９５ａは、タイミングベルト９４を介してプ
ーリ９５ｂを回転させる。プーリ９５ｂはジョイント９
７を介して第２リンク８７と連結されているため、第２
リンク８７を回転させることができる。

【００４４】次に動作について説明する。回転式モータ
６９ｂを所定の位置に停止させると、回転式モータ６９
ｂのモータ回転軸と連結されている第１リンク９６が所
定の位置に決定される。同様に回転式モータ６９ａを所
定の位置に停止させると、プーリ９５ａとタイミングベ
ルト９４とプーリ９５ｂを介して第２リンク８７が所定
の位置に決定される。第１リンク９６と第２リンク８７
の先端には、べースプレート上に回転自在に取り付けら
れた回転軸９２を中心に平面状の動作範囲が発生する。
べースプレートとエンドプレート６２を連結している連
結連鎖は３本存在するため、３つの円弧の組合せからエ
ンドプレート６２の位置、姿勢を所定の範囲内に決定す
ることが可能になる。

【００４５】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、回転式モータ６９ａの回転により第２リンク８７先
端にはＸ軸回りの円弧状の動作範囲が発生する。また、
前記回転式モータ６９ａの回転による円弧状の動作範囲
に加えて、回転式モータ６９ｂの回転によりＹ−Ｚ平面
上に平面状の動作範囲を発生させることができる。ま
た、回転軸９２による各連結連鎖の第１リンク９６の回
動は、３本ある連結連鎖における各連結連鎖の第１リン
クが各連結連鎖の回転式モータにより駆動されたときの
体勢に応じて自動的に行われ回動位置を決定することが
できる。また、リンクの構造がタイミングベルトを用い
ることで単純化されていることから小型化および軽量化
が実現でき、また直動式モータを用いないので製作コス
トも安価になるパラレルロボットが得られる効果があ
る。また、直動式モータを用いない構成であることか
ら、高速動作を容易かつ安全に実現できるパラレルロボ
ットが得られる効果がある。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、べー
スプレートとエンドプレートを連結する連結連鎖を３本
で構成するため、特に前記エンドプレート上のジョイン
トの個数を３個で構成でき、構造の単純化および小型化
が容易になり、安価に構成できる効果がある。

【００４７】また、平行四辺形リンクを採用し、当該平
行四辺形リンクのベースプレート側の辺の両端を、モー
タ回転軸が互に直交する各回転式モータでそれぞれ駆動
し、リンクを動作させる構成であることから、回転式モ
ータをべースプレートに固定することができ、回転式モ
ータの質量が第１リンク群の駆動負荷にならず、高速動
作が実現できる効果がある。

【００４８】また、モータ本体がべースプレート側に固
定された第２の回転式モータのモータ回転軸の回転と、
モータ本体が前記第２の回転式モータのモータ回転軸へ
固定された第１の回転式モータのモータ回転軸の回転と
により、第２リンクの他端に対し球面状の動作範囲を発
生させるように構成したので、リンク構造の単純化およ
び小型化が容易になり、安価に構成できる効果がある。

【００４９】また、エンドプレートに連結した各第２リ
ンクの他端に対し円弧状の動作範囲を発生させる、第１
リンクまたは第１リンク群のべースプレート側近傍に配
置されてモータ回転軸が互いに平行な第１の回転式モー
タおよび第２の回転式モータを連結連鎖毎に設け、前記
第１の回転式モータおよび前記第２の回転式モータのモ
ータ回転軸と直交する回転軸により第１リンクまたは第
１リンク群が回動自在に前記べースプレートへ取り付け
られた構成を備えたので、前記回転軸による各連結連鎖
の第１リンクまたは第１リンク群の回動は、３本ある連
結連鎖における各連結連鎖の第１リンクまたは第１リン
ク群が回転式モータにより駆動されたときの体勢に応じ
て自動的に行われ回動位置が決定されるため、構造の単
純化および小型化が容易になり、高速動作が可能で安価
に構成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の平行四辺形リンク
を採用したパラレルロボットの構成を示す斜視図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態１の平行四辺形リンク
を採用したパラレルロボットにおける連結連鎖の１組を
模式的に表現した斜視図である。

【図３】 この発明の実施の形態２のパラレルロボット
の構成を示す斜視図である。

【図４】 この発明の実施の形態２のパラレルロボット
における連結連鎖の１組を模式的に表現した斜視図であ
る。

【図５】 この発明の実施の形態３のパラレルロボット
における連結連鎖の１組を模式的に表現した斜視図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態４のパラレルロボット
における連結連鎖の１組を模式的に表現した斜視図であ
る。

【図７】 この発明の実施の形態５のパラレルロボット
における連結連鎖の１組を模式的に表現した斜視図であ
る。

【図８】 従来の伸縮型の６自由度パラレルロボットの
構成を示す平面図である。

【図９】 従来の屈曲型の６自由度パラレルロボットの
構成を示す斜視図である。

【図１０】 従来の開閉型の６自由度パラレルロボット
の構成を示す斜視図である。

【図１１】 従来のべースプレートとエンドプレートを
３本のリンクで連結支持した６自由度パラレルロボット
の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ベースプレート、２，６２ エンドプレート、３
ジョイント（２自由度を有するジョイント）、４，５
７，９７ ジョイント（第１のジョイント）、５ジョイ
ント（第２のジョイント）、６ 第１リンク群、７，８
７ 第２リンク（連結連鎖）、８ａ，１１ａ，１１ｂ
リンク（連結連鎖）、９ａ，９ｂ 回転式モータ（第１
の回転式モータ，第２の回転式モータ）、１９ａ，６９
ａ 回転式モータ（第１の回転式モータ）、１９ｂ，６
９ｂ 回転式モータ（第２の回転式モータ）、５６，９
６ 第１リンク（連結連鎖）、６３ ジョイント、６４
ジョイント（１自由度を有するジョイント）、６８ａ，
６８ｂ，７１ａ，７１ｂリンク（第１リンク群，連結連
鎖）、７２，９２ 回転軸。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定する側のべースプレートと、 ツールを取り付ける側のエンドプレートと、 前記べースプレートと前記エンドプレートを連結し、２
   自由度で移動・位置決めが可能な第１リンクまたは複数
   のリンクで構成された第１リンク群、および第２リンク
   からなる３本の連結連鎖と、 前記第１リンクまたは前記第１リンク群の前記エンドプ
   レート側と前記第２リンクの一端とを回転自在に連結し
   た１自由度を有する第１のジョイントと、 前記第２リンクの他端を前記エンドプレートに回転自在
   に連結した３自由度を有する第２のジョイントと、 前記第１リンクまたは前記第１リンク群の前記べースプ
   レート側近傍に配置され、前記第１リンクまたは前記第
   １リンク群を回転駆動する回転式モータとを備えたパラ
   レルロボット。
2. 【請求項２】 回転式モータは、 連結連鎖毎に設けられ、エンドプレートに連結した各第
   ２リンクの他端に対し球面状の動作範囲を発生させる、
   第１リンクまたは第１リンク群のべースプレート側近傍
   に配置されてモータ回転軸が互いに直交した第１の回転
   式モータおよび第２の回転式モータを備えていることを
   特徴とする請求項１記載のパラレルロボット。
3. 【請求項３】 第１の回転式モータおよび第２の回転式
   モータのモータ本体はべースプレート側に固定されてお
   り、 第１リンク群は、 一つの辺が前記べースプレート側に位置し、各リンクが
   それぞれ回転自在な２自由度を有するジョイントを介し
   て連結され、前記べースプレート側に位置する前記辺の
   両端部がそれぞれ前記２自由度を有するジョイントを介
   して前記第１の回転式モータおよび前記第２の回転式モ
   ータのモータ回転軸に連結され、前記べースプレート側
   の辺に対向するエンドプレート側の辺が第２リンクの一
   端へ１自由度を有する第１のジョイントを介して回転自
   在に連結された平行四辺形リンクで構成されていること
   を特徴とする請求項２記載のパラレルロボット。
4. 【請求項４】 第２の回転式モータのモータ本体はべー
   スプレート側に固定されており、 第１の回転式モータのモータ本体は前記第２の回転式モ
   ータのモータ回転軸へ固定されており、 前記第２の回転式モータのモータ回転軸の回転と、当該
   第２の回転式モータのモータ回転軸の回転に伴ってモー
   タ本体が回転する前記第１の回転式モータのモータ回転
   軸の回転とにより、第２リンクの他端に対し球面状の動
   作範囲を発生させ、第１リンクのベースプレート側の端
   は、前記第１の回転式モータのモータ回転軸側へ連結さ
   れていることを特徴とする請求項２記載のパラレルロボ
   ット。
5. 【請求項５】 回転式モータは、 連結連鎖毎に設けられ、エンドプレートに連結した各第
   ２リンクの他端に対し平面状の動作範囲を発生させる、
   第１リンクまたは第１リンク群のべースプレート側近傍
   に配置されてモータ回転軸が互いに平行な第１の回転式
   モータおよび第２の回転式モータを備え、 第１リンクまたは第１リンク群は、 前記第１の回転式モータおよび前記第２の回転式モータ
   のモータ回転軸と直交する回転軸により回動自在に前記
   べースプレートへ取り付けられていることを特徴とする
   請求項１記載のパラレルロボット。
6. 【請求項６】 第１の回転式モータおよび第２の回転式
   モータの各モータ本体は、当該各回転式モータのモータ
   回転軸と直交する回転軸に固定されており、 ４本のリンクからなる平行四辺形リンクで構成された第
   １リンク群を、前記第１の回転式モータの回転により前
   記平行四辺形リンクが形成する平面と平行な方向に変形
   可能にするための、前記回転軸に連結した回転軸連結ジ
   ョイントを有し、 前記第１リンク群は、 前記４本のリンクが前記平行四辺形リンクを形成する平
   面と平行な方向に１自由度の回転自由度を有するジョイ
   ントを介して連結され、前記平行四辺形リンクのべース
   プレート側に位置する辺の一端部が、前記１自由度を有
   するジョイントを介して前記第２の回転式モータのモー
   タ回転軸に連結されるとともに、前記回転軸連結ジョイ
   ントを介して前記第１の回転式モータのモータ回転軸へ
   連結され、前記べースプレート側の一辺と対向するエン
   ドプレート側の辺と第２リンクの一端が１自由度を有す
   る第１のジョイントを介して回転自在に連結されている
   ことを特徴とする請求項５記載のパラレルロボット。