WO2013141138A1

WO2013141138A1 - リンク作動装置

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Publication number: WO2013141138A1
Application number: PCT/JP2013/057233
Authority: WO
Inventors: 磯部浩; 西尾幸宏; 山田裕之
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-09-26
Also published as: US20150088308A1; EP3511129B1; CN104203502B; US9522469B2; CN104203502A; EP2829367A4; CN105269557A; CN105269557B; EP2829367A1; EP3511129A1; EP2829367B1

Abstract

　先端姿勢を変更するアクチュエータの制御が角度座標系で扱われるリンク作動装置(51)の操作装置(55)であって、リンク作動装置(51)は、基端側のリンクハブ(2)に対し先端側のリンクハブ(3)が３組以上のリンク機構(4)を介して姿勢を変更可能に連結され、２組以上のリンク機構(4)に設けたアクチュエータ(53)により、基端側のリンクハブ(2)に対する先端側のリンクハブ(3)の姿勢である先端姿勢を任意に変更させる。操作装置(55)は、直交座標系上の座標位置で目標とする先端姿勢を人為操作で指定する姿勢指定手段(55a)と、指定された座標位置から、演算により角度座標系で表される先端姿勢を取得する姿勢取得手段(55b)と、取得された先端姿勢の情報を、アクチュエータ(53)を制御する制御装置(54)に与える姿勢情報付与手段(55c)とを備える。このような構成とすることで、目標とする先端姿勢を直交座標系で指定して、直感的にティーチングできる。

Description

リンク作動装置

関連出願

　本出願は、２０１２年３月２３日出願の特願２０１２－０６６８８８、２０１２年３月２８日出願の特願２０１２－０７３３７３、および２０１２年６月２７日出願の特願２０１２－１４４１０６の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

　この発明は、３次元空間における複雑な加工や物品の取り回し等の作業を高速かつ精密に実行するパラレルリンク機構やロボット関節機構等に利用されるリンク作動装置に関し、詳しくは、医療機器や産業機器等の精密で広範な作動範囲を必要とするリンク作動装置ならびにその操作装置、制御方法、およびその制御装置に関する。

　作動装置に適用されるパラレルリンク機構が、特許文献１、２に提案されている。

　特許文献１のパラレルリンク機構は、構成が比較的簡単であるが、各リンクの作動角が小さいため、トラベリングプレートの作動範囲を大きく設定すると、リンク長が長くなり、機構全体の寸法が大きくなって装置が大型化するという問題があった。また、リンク長さを長くすると、機構全体の剛性の低下を招く。そのため、トラベリングプレートに搭載されるツールの重量、つまりトラベリングプレートの可搬重量も小さいものに制限されるという問題もあった。これらの理由から、コンパクトな構成でありながら、精密で広範な作動範囲の動作が要求される医療機器等に用いるのは難しい。

　これに対し、特許文献２のリンク作動装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを、３節連鎖の３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結した構成としたことにより、コンパクトな構成でありながら、精密で広範な作動範囲の動作が可能である。基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの姿勢である先端姿勢は、３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構の状態を規定することで決定される。「リンク機構の状態を規定する」とは、例えば、基端側のリンクハブに対する、リンク機構のうちの先端側のリンクハブに連結されたリンクの回転角を規定することである。

特開２０００－９４２４５号公報米国特許第５，８９３，２９６号明細書

　一般に、上記３節連鎖のリンク機構を３組以上設けたリンク作動装置は、前記先端姿勢を折れ角と旋回角によって定め、その折れ角と旋回角から前記リンクの回転角を演算し、リンクを回転駆動させるアクチュエータの動作位置を位置決めしている。このため、従来は、先端姿勢を変更するに際して、目標とする先端姿勢の指定を、折れ角と旋回角を入力することで行っていた。なお、折れ角は、基端側のリンクハブの中心軸に対して先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度であり、旋回角は、基端側のリンクハブの中心軸に対して先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した水平角度である。

　一方、先端側のリンクハブにエンドエフェクタを設置して、リンク作動装置を実際に使用する場合、エンドエフェクタが作業する被作業物の座標位置は直交座標系で扱われることが多い。そのため、折れ角と旋回角による先端姿勢の指定では、リンク作動装置を直感的に操作することが難しかった。例えば、先端側のリンクハブがある先端姿勢で位置決めされていて、その先端姿勢から、直交座標系で指定された移動量だけエンドエフェクタが移動するように先端姿勢を変更する場合、操作者は、直交座標系での移動を折れ角と旋回角で表される角度座標系での移動に変換してアクチュエータの操作量を決めなければならない。そのため、リンク作動装置の操作が難しく、経験や特別な訓練を必要とした。

　また、上記特許文献１，２のパラレルリンク機構を、作業装置の取付けられる側が下向きとなるように設置する場合、このパラレルリンク機構に設けられている軸受や、パラレルリンク機構に駆動力を伝達する駆動伝達機構（減速部）の歯車からグリース等の潤滑剤が落下して、その潤滑剤が下方の被作業物に掛かることを避けなければならない。理想的には、軸受取付部や歯車取付部のシール性を向上させて、軸受や歯車から潤滑剤が漏れないようにすればよいが、それは、軸受取付部や歯車取付部が大掛かりなものとなり、機構全体の大型化やコストアップに繋がる。また、パラレルリンク機構全体を覆うカバーを設置することも考えられるが、そのようなカバーを、パラレルリンク機構の動作を阻害することなく設置するのは難しい。

　さらに、上記特許文献２のリンク作動装置は、リンク機構を介して基端側部材に対する先端側部材の位置および姿勢を変更するため、先端側部材の位置および姿勢の変更を高速で行う場合、リンク機構の剛性により先端側部材の位置決めが完了するまでの時間である整定時間が長くなるといった問題があった。

　この発明の目的は、先端姿勢を変更するアクチュエータの制御が角度座標系で扱われるリンク作動装置において、目標とする先端姿勢を直交座標系で指定して、直感的にティーチングできるリンク作動装置の操作装置を提供することである。

　この発明の他の目的は、広い作動範囲を有し、高速で高精度の位置決め動作を実現し、パラレルリンク機構を下向きに設置する場合でも、パラレルリンク機構等から落下した潤滑剤が下方の被作業物に掛かることを防止でき、コンパクトで安価なリンク作動装置を提供することである。

　この発明のさらに他の目的は、コンパクトな構成でありながら、広範な作動範囲で動作を行うことができるリンク作動装置に適用され、先端側部材の高速で高精度の位置決め動作を実現することが可能なリンク作動装置の制御方法、およびその制御装置を提供することである。

　この発明のリンク作動装置の操作装置は、アクチュエータを介してリンク作動装置を操作する操作装置であって、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが、３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、かつ、このリンク機構を直線で表現した幾何学モデルが、前記中央リンク部材の中央部に対する基端側部分と先端側部分とが対称を成す形状であるパラレルリンク機構である。さらに、前記パラレルリンク機構の前記３組以上のリンク機構のうち２組以上のリンク機構に設けられて、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢である先端姿勢を任意に変更させる前記アクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御装置とを備えている。

　前記制御装置は、前記先端姿勢を、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度である折れ角と、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した水平角度である旋回角とによって規定する。前記操作装置は、前記基端側のリンクハブの中心軸の延長軸上に原点が位置し、前記中心軸の延長軸と直交する２次元の直交座標系上の座標位置で、目標とする前記先端姿勢を人為操作で指定する姿勢指定手段と、この姿勢指定手段により指定された座標位置から、演算により前記折れ角および旋回角で表される前記先端姿勢を取得する姿勢取得手段と、この姿勢取得手段により取得された前記先端姿勢の情報を前記制御装置に与える姿勢情報付与手段とを備えている。

　この構成によると、姿勢指定手段による人為操作で、目標とする先端姿勢を直交座標系の座標位置で指定する。姿勢取得手段は、指定された座標位置から、演算により折れ角および旋回角で表される先端姿勢を取得する。この先端姿勢の情報を、姿勢情報付与手段により制御装置に与える。そして、制御装置が、折れ角および旋回角で表される先端姿勢の情報を用いて、アクチュエータを制御する。このように、直交座標系上の座標位置で目標とする先端姿勢の指定を行うので、被作業物の座標位置が直交座標系で扱われる場合でも、リンク作動装置を直感的に操作することができる。

　前記姿勢取得手段は、前記折れ角および旋回角で表される前記先端姿勢を取得するための演算として、例えば最小二乗法による収束演算を用いることができる。最小二乗法によると、先端姿勢を表わす適切な折れ角および旋回角を簡単な演算で得られる。

　前記制御装置は、次のようにして前記各アクチュエータの指令動作量を算出すると良い。すなわち、前記基端側のリンクハブに対する前記基端側の端部リンク部材の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材に対する各基端側の端部リンク部材の円周方向の離間角をδｎ、前記折れ角度をθ、前記旋回角をφとした場合に、
　cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、目標とする前記先端姿勢における前記各基端側の端部リンク部材の回転角を求め、この求められた回転角と、現在の前記先端姿勢における前記各基端側の端部リンク部材の回転角との差分から、前記各アクチュエータの指令動作量を算出する。この手法によると、容易に指令動作量を求めることができ、アクチュエータの制御が簡略になる。

　また、制御装置は、次のようにして前記各アクチュエータの指令動作量を算出しても良い。すなわち、前記基端側のリンクハブに対する前記基端側の端部リンク部材の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材に対する各基端側の端部リンク部材の円周方向の離間角をδｎ、前記折れ角をθ、前記旋回角をφとした場合に、
　cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、前記先端姿勢と前記各基端側の端部リンク部材の回転角との関係を示すテーブルを作成しておき、このテーブルを用いて、目標とする前記先端姿勢における前記各基端側の端部リンク部材の回転角を求め、この求められた回転角と、現在の前記各基端側の端部リンク部材の回転角との差分から、前記各アクチュエータの指令動作量を算出する。この手法によると、事前に先端姿勢と各基端側の端部リンクの回転角との関係をテーブル化しておくことにより、上記式を用いた指令動作量の計算時間を短くすることができ、アクチュエータの制御をより一層高速で行うことが可能となる。

　例えば、前記姿勢指定手段は、前記直交座標系上での座標位置の指定を、数値入力により行う。

　その場合、前記直交座標系上での座標位置の指定は、定められた基準点に対する絶対座標の数値入力、または現在の座標位置から目標とする座標位置までの差分の数値入力であってもよい。

　また、前記姿勢指定手段は、前記直交座標系上での座標位置を、操作時間または操作回数に応じて決まる操作量で指定してもよい。この場合、操作と座標位置との関係が感覚的に分かり易い。

　この発明のリンク作動装置は、前記リンク作動装置がアクチュエータの駆動力を対応するリンク機構へ伝達する減速部（駆動伝達機構）を備え、前記基端側のリンクハブよりも前記先端側のリンクハブが下方に位置し、前記パラレルリンク機構または前記減速部に、これらパラレルリンク機構および減速部の少なくともどちらかから落下する潤滑剤を受ける潤滑剤受け部材を設けても良い。

　リンク作動装置の可動部分であるパラレルリンク機構は、基端側のリンクハブと、先端側のリンクハブと、３組以上のリンク機構とで、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが直交２軸方向に移動自在な２自由度機構として構成される。言い換えると、基端側のリンクハブに対して先端側のリンクハブを、回転が２自由度で姿勢変更自在な機構である。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの可動範囲を広くとれる。例えば、基端側のリンクハブの中心軸と先端側のリンクハブの中心軸の折れ角は最大で約±９０°であり、基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの旋回角を０°～３６０°の範囲に設定できる。

　パラレルリンク機構または減速部に潤滑剤受け部材を設けたことにより、基端側のリンクハブに対して先端側のリンクハブが下方に位置するようにパラレルリンク機構を下向きに設置した場合でも、パラレルリンク機構や減速部から落下する潤滑剤が、潤滑剤受け部材に受けられる。具体的には、パラレルリンク機構に設けられた軸受や減速部に設けられた歯車から漏れ出て、パラレルリンク機構を伝って落下、または軸受や歯車から直接落下する潤滑剤が、潤滑剤受け部材に受けられる。そのため、下方の被作業物に潤滑剤が掛かることが防止される。潤滑剤受け部材は、単にパラレルリンク機構または減速部から落下する潤滑剤を受けるだけの簡単な構成であるため、安価に製作することができる。また、潤滑剤受け部材は、パラレルリンク機構または減速部の下方位置にだけ設ければよく、パラレルリンク機構の全体を覆うものではないため、コンパクトである。

　言い換えると、潤滑剤受け部材を設けると、パラレルリンク機構の軸受や減速部の歯車から少しだけなら潤滑剤が漏れ出ることを許容できるため、軸受取付部や歯車取付部のシール構造を簡素化できる。それにより、軸受等の寸法を小さくして、機構のコンパクト化を図ることができ、パラレルリンク機構の高速位置決めが可能となる。また、軸受取付部や歯車取付部の潤滑剤の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性に優れる。さらに、コスト低減に繋がる。

　この発明のリンク作動装置において、前記潤滑剤受け部材を、板状部と、この板状部の外周縁から板状部の表面に対して交差する一方向に突出した突出部とを有する皿状の部材とし、この潤滑剤受け部材を、前記突出部が前記基端側のリンクハブの側を向くように、前記先端側のリンクハブに設置しても良い。パラレルリンク機構の先端部となる先端側のリンクハブに皿状の潤滑剤受け部材を設けることで、パラレルリンク機構や減速部から落下するすべての潤滑剤を潤滑剤受け部材で受けることができる。そのため、下方の被作業物に潤滑剤が掛かることを効果的に防止できる。潤滑剤受け部材は、板状部の外周縁に突出部を有しているため、板状部で受けた潤滑剤が板状部の外周縁から垂れることがない。

　前記潤滑剤受け部材の突出部は、その突出端側が前記先端側のリンクハブの中心軸に向かって傾いていても良い。その場合、前記潤滑剤受け部材の突出部の傾き角度を、前記パラレルリンク機構の動作範囲における折れ角の最大値以上とするのが望ましい。前記折れ角は、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度のことである。この場合、潤滑剤受け部材が設置されている先端側のリンクハブが傾いた状態でも、潤滑剤受け部材により受けられた潤滑剤が、突出部を乗り越えて垂れることを防止できる。特に、突出部の傾き角度を前記折れ角の最大値以上とすると、常に突出部の突出端側が中心方向に傾いた状態に保たれるため、潤滑剤受け部材で受けた潤滑剤が突出部を乗り越えて垂れることを確実に防止できる。

　前記潤滑剤受け部材は、前記突出部の突出端に結合され前記板状部と平行で内周部に貫通孔が形成された上板を有していても良い。潤滑剤受け部材が上板を有すると、先端側のリンクハブが９０°（パラレルリンク機構の最大折れ角）傾いた状態でも、上板が地面に対して垂直方向に向いているため、潤滑剤受け部材に多量の潤滑剤が溜まっている場合でも、潤滑剤受け部材から潤滑剤が垂れることを確実に防止できる。

　この発明のリンク作動装置において、さらに、前記基端側のリンクハブおよび前記アクチュエータが設置されたベース部材と、このベース部材に支持されベース部材と平行で内周部に貫通孔が形成された固定部材とを有し、前記潤滑剤受け部材は、前記先端側のリンクハブに固定された板状部と、この板状部と前記固定部材間の全周を覆い、これら両者を互いに連結する伸縮自在な連結部とを有する構成としても良い。この構成であると、連結部により、固定部材と潤滑剤受け部材の板状部間の全周を覆うことができる。それにより、パラレルリンク機構における固定部材よりも先端側の部分が潤滑剤受け部材で広範に覆われるため、動作時にパラレルリンク機構や減速部から飛び散る潤滑剤も潤滑剤受け部材で受けることができる。連結部は伸縮自在であるため、基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの姿勢が変わっても、それに応じて潤滑剤受け部材の連結部が変形することができる。

　前記潤滑剤受け部材の連結部は、蛇腹状の形状であり、外力が作用しない自然状態よりも小さく圧縮された状態で前記板状部および前記固定部材に組み付けられたものであっても良く、あるいはシート状の弾性材料からなるものであっても良い。いずれの場合も、潤滑剤受け部材の連結部が伸縮自在な機能を有しながら、この連結部により、固定部材と潤滑剤受け部材の板状部間の全周を覆うことができる。

　前記固定部材は、その外周部に前記ベース部材側へ突出する突出部を有するのが良い。この場合、固定部材の上に潤滑剤が落下しても、その潤滑剤が固定部材の外側へ落ちることがないので、被作業物に潤滑剤がかかることを防止できる。

　この発明において、さらに、前記基端側のリンクハブおよび前記アクチュエータが設置されたベース部材を有し、前記潤滑剤受け部材は、板状部と、この板状部の外周縁から板状部の表面に対して交差する一方向に突出した突出部とを有する皿状の部材であり、前記板状部が前記減速部の下方を覆い、前記突出部が前記ベース部材の側を向くように、前記ベース部材または前記減速部の固定部に設置しても良い。このような潤滑剤受け部材を設けることで、減速部からの潤滑剤の落下を防止することができる。そのため、減速部に設けられている歯車のシール構造を簡素化できる。

　この発明のリンク作動装置の制御方法は、前記リンク作動装置における、前記アクチュエータの動作を制御する制御方法であって、前記アクチュエータのすべてが同時に動作を開始して同時に動作を完了するように制御する同期制御により、前記アクチュエータごとの動作を制御して、前記先端側のリンクハブを任意の姿勢に変更する姿勢制御を行い、前記すべてのアクチュエータの減速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定して、前記同期制御および姿勢制御を行うようにしたものである。なお、ここで言う共振周波数は、先端側のリンクハブに搭載物を設置した状態での共振周波数のことである。

　同時制御を行うことで、すべてのアクチュエータが同時に動作を完了するため、動作完了時における各リンク機構から先端側のリンクハブに作用する力のバランスが良くなり、先端側のリンクハブの整定時間が短くなる。なお、整定時間は、アクチュエータの動作完了から先端側のリンクハブが完全に静止するまでの時間のことである

　さらに、先端側のリンクハブは共振周波数の約半周期後に加速を打ち消す方向に振動するため、アクチュエータの減速時間がリンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定されていると、周期的に加速するステップ加速を行う場合に、ステップ加速後の先端側のリンクハブの振動が小さくなる。その結果、高速動作時でもアクチュエータの動作完了後の先端側のリンクハブの振動が小さくなり、先端側のリンクハブを高速で高精度の位置決め動作させることが可能となる。なお、基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの位置が変わると同時に姿勢も変わるので、位置決め動作は姿勢変更動作と同じ意味である。

　この発明の制御方法において、前記減速時間は、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期の範囲内に設定しても良い。正弦波が最大振幅となるのは、０．７５周期と１．２５周期である。そこで、減速終了後に最大振幅で振動している状態となるのを避けるために、減速時間をリンク作動装置の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期としている。

　この発明の制御方法において、前記すべてのアクチュエータの加速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定して、前記同期制御および姿勢制御を行っても良い。先端側のリンクハブは共振周波数の約半周期後に加速を打ち消す方向に振動するため、アクチュエータの加速時間がリンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定されていると、周期的に加速するステップ加速を行う場合に、ステップ加速後の先端側のリンクハブの振動が小さくなる。その結果、始動時に発生する先端側のリンクハブの振動が小さくなり、先端側のリンクハブを高速で高精度の位置決め動作させることが可能となる。

　この発明の制御方法において、前記加速時間は、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期の範囲内に設定しても良い。正弦波が最大振幅となるのは、０．７５周期と１．２５周期である。そこで、加速終了後に最大振幅で振動している状態となるのを避けるために、加速時間をリンク作動装置の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期としている。

　この発明の制御方法において、前記姿勢制御は、目標となる前記先端側のリンクハブの姿勢から前記アクチュエータごとに指令動作量を決定し、前記同期制御は、前記すべてのアクチュエータの指令動作量の比率により各アクチュエータの動作速度を設定しても良い。
リンク作動装置の姿勢制御時には、各アクチュエータの指令動作量が異なるため、その比率により指令速度を設定すれば、容易に同期制御が可能になる。

　前記各アクチュエータの指令動作量は、次のようにして求めることができる。すなわち、前記基端側のリンクハブに対する前記基端側の端部リンク部材の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材に対する各基端側の端部リンク部材の円周方向の離間角をδｎ、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度をθ、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した水平角度をφとした場合に、
　cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、前記姿勢制御における前記各基端側の端部リンク部材の目標とする回転角を求め、この目標とする回転角と、前記各基端側の端部リンク部材の現在の回転角との差分により、前記各アクチュエータの指令動作量を算出する。この手法によると、容易に指令動作量を求めることができ、姿勢制御が簡略になる。

　また、前記各アクチュエータの指令動作量は、次のようにして求めてもよい。すなわち、前記基端側のリンクハブに対する前記基端側の端部リンク部材の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材に対する各基端側の端部リンク部材の円周方向の離間角をδｎ、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度をθ、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した水平角度をφとした場合に、
　cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢と、前記各基端側の端部リンク部材の回転角との関係を示すテーブルを作成し、このテーブルを用いて、前記姿勢制御における前記各基端側の端部リンク部材の目標とする回転角を求め、この目標とする回転角と、前記各基端側の端部リンク部材の現在の回転角との差分により、前記各アクチュエータの指令動作量を算出する。

　この手法によると、事前に基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの姿勢と各基端側の端部リンク部材の回転角との関係をテーブル化しておくことにより、上記式を用いた指令動作量の計算時間が短くすることができ、より一層高速な姿勢制御が可能となる。

　前記各アクチュエータの動作速度は、この動作速度をＶｎ、ベース速度をＶ、前記基端側の端部リンク部材の現在の回転角をβｎ、前記姿勢制御における前記基端側の端部リンク部材の目標とする回転角をβｎ´とした場合に、

で表される式を用いて計算しても良い。上記式を用いることで、ベース速度Ｖは各アクチュエータの動作速度Ｖｎの合成速度となり、どのような状況においても基端側のリンクハブの移動速度がほぼ一定となるように制御できる。

　また、前記各アクチュエータの動作速度は、この動作速度をＶｎ、最高速度をＶmax、前記基端側の端部リンク部材の現在の回転角をβｎ、前記姿勢制御における前記基端側の端部リンク部材の目標とする回転角をβｎ´、（βｎ´－βｎ）の最大値をΔβmaxとした場合に、
　Ｖｎ＝Ｖmax（βｎ´－βｎ）／Δβmax
で表される式を用いて計算しても良い。
　この場合は、常に少なくとも１つのアクチュエータを最高速度で位置決め駆動することができ、基端側のリンクハブの移動速度が最大となるように制御できる。

　この発明の制御方法において、前記３組以上のリンク機構のすべてに、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更させるアクチュエータを設け、これら各アクチュエータを冗長制御により制御しても良い。冗長制御を行うことで、先端側のリンクハブがどのような姿勢である場合においても、各アクチュエータの駆動バランスを良くすることができ、また先端側のリンクハブの整定時間を短くできる。さらに、アクチュエータおよびその周辺部分のガタやリンク機構のガタを詰めるように制御できるため、アクチュエータを停止した後のガタによる先端側のリンクハブの振動を抑制でき、整定時間が短くなる。

　この発明の制御方法において、前記先端側のリンクハブに前記リンク作動装置の持つ共振周波数を検出する共振周波数検出用センサを設置し、その信号から共振周波数測定器により共振周波数を計算し、その計算結果から前記アクチュエータの加速時間および減速時間の設定値を更新しても良い。先端負荷やリンク作動装置の剛性が変わっても、容易に加速時間および減速時間を更新できるため、どのような状況においてもアクチュエータを停止した後の先端側のリンクハブの振動が小さくなり、高速で高精度の位置決め動作が可能となる。

　前記共振周波数検出用センサとして加速度ピックアップを用い、かつ前記共振周波数測定器としてＦＦＴアナライザを用いると良い。加速度ピックアップは小型で設置しやすく、ＦＦＴアナライザは容易に加速時間および減速時間を設定できる。

　この発明のリンク作動装置の制御装置は、前記リンク作動装置における、前記アクチュエータの動作を制御する制御装置であって、前記アクチュエータのすべてが同時に動作を開始して同時に動作を完了するように制御する同期制御により、前記アクチュエータごとの動作を制御して、前記先端側のリンクハブを任意の姿勢に変更する姿勢制御を行い、前記すべてのアクチュエータの減速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定して、前記同期制御および姿勢制御を行う同期・姿勢制御手段を設けたものである。

　同時制御を行うことで、すべてのアクチュエータが同時に動作を完了するため、動作完了時における各リンク機構から先端側のリンクハブに作用する力のバランスが良くなり、先端側のリンクハブの整定時間が短くなる。

　さらに、先端側のリンクハブは共振周波数の約半周期後に加速を打ち消す方向に振動するため、アクチュエータの減速時間がリンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定されていると、周期的に加速するステップ加速を行う場合に、ステップ加速後の先端側のリンクハブの振動が小さくなる。その結果、高速動作時でもアクチュエータの動作完了後の先端側のリンクハブの振動が小さくなり、先端側のリンクハブを高速で高精度の位置決め動作させることが可能となる。

　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。

　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
この発明の操作装置を備えたリンク作動装置の第１実施形態の一部を省略した正面図である。同リンク作動装置のパラレルリンク機構の一状態を示す一部を省略した正面図である。同リンク作動装置のパラレルリンク機構の異なる状態を示す一部を省略した正面図である。同リンク作動装置のパラレルリンク機構を３次元的に表わした斜視図である。同リンク作動装置の一つのリンク機構を直線で表現した図である。同リンク作動装置のパラレルリンク機構の部分断面図である。折れ角を求める最小二乗法による収束演算のフローチャートである。操作装置の操作部の一例を示す図である。操作装置の操作部の異なる例を示す図である。同リンク作動装置を備えた作業装置の概略構成を示す図である。この発明の操作装置を備えたリンク作動装置の第２実施形態の一部を省略した正面図である。同リンク作動装置のパラレルリンク機構の部分断面図である。図１２の部分拡大図である。この発明の第３実施形態にかかるリンク作動装置の一部を省略した正面図である。この発明の第４実施形態にかかるリンク作動装置の一部を省略した正面図である。この発明の第５実施形態にかかるリンク作動装置の一部を省略した正面図である。この発明の第６実施形態にかかるリンク作動装置の一部を省略した正面図である。この発明の第７実施形態にかかるリンク作動装置の一部を省略した正面図である。この発明の第８実施形態にかかるリンク作動装置の一部を省略した側面図である。基端側のリンクハブと基端側の端部リンク部材の回転対偶部の断面図である。基端側の端部リンク部材と中央リンク部材の回転対偶部の断面図である。この発明の第９実施形態にかかるリンク作動装置の一部を省略した正面図である。同リンク作動装置のパラレルリンク機構の一状態を示す一部を省略した正面図である。同パラレルリンク機構の基端側のリンクハブ等の水平断面図である。同リンク作動装置の水平断面図である。基端側のリンクハブと基端側の端部リンク部材の回転対偶部の断面図である。基端側の端部リンク部材と中央リンク部材の回転対偶部の断面図である。この発明の制御方法が適用されるリンク作動装置の第１０実施形態の一部を省略した正面図である。同リンク作動装置の基端側の端部リンク部材の回転角を示す図である。制御パラメータの時間と速度の関係を示すグラフである。加減速時間が一定である場合の加減速度を整定時間の関係を示すグラフである。指令速度が一定である場合の加減速度を整定時間の関係を示すグラフである。指令速度が一定である場合の加減速時間と整定時間の関係を示す図である。共振周波数の１周期分のステップ加速を加えた場合の先端側のリンクハブの振動の振幅を示すグラフである。この発明の第１１実施形態にかかる制御方法が適用されるリンク作動装置の一部を省略した正面図である同リンク作動装置のパラレルリンク機構の部分断面図である。この発明の第１２実施形態にかかる制御方法が適用されるリンク作動装置の一部を省略した正面図である。

　この発明の操作装置を備えたリンク作動装置の第１実施形態を図１～図６と共に説明する。図１に示すように、このリンク作動装置５１は、パラレルリンク機構１と、パラレルリンク機構１を作動させる複数（後記リンク機構４と同数）のアクチュエータ５３と、これらアクチュエータ５３を制御する制御装置５４と、この制御装置５４に操作指令を入力する操作装置５５とを備える。この例では、制御装置５４および操作装置５５が共にコントローラ５６に設けられているが、制御装置５４はコントローラ５６と別に設けてもよい。この例では、パラレルリンク機構１は、ベース部材５２に吊り下げ状態で設置されている。

　パラレルリンク機構１について説明する。図２および図３はパラレルリンク機構１のそれぞれ異なる状態を示す正面図であり、このパラレルリンク機構１は、基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３を３組のリンク機構４を介して姿勢変更可能に連結したものである。図２および図３では、１組のリンク機構４のみが示されている。

　図４は、パラレルリンク機構１を三次元的に表わした斜視図である。各リンク機構４は、基端側の端部リンク部材５、先端側の端部リンク部材６、および中央リンク部材７で構成され、４つの回転対偶からなる３節連鎖のリンク機構をなす。回転対偶とその周辺部を回転対偶部Ｔ１～Ｔ４として示す。基端側および先端側の端部リンク部材５，６はＬ字状をなし、基端がそれぞれ基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３にそれぞれ回転自在に連結されている。中央リンク部材７は、両端に基端側および先端側の端部リンク部材５，６の先端がそれぞれ回転自在に連結されている。

　基端側および先端側の端部リンク部材５，６は球面リンク構造で、３組のリンク機構４における球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ（図２、図３）は一致しており、また、その球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの距離ｄも同じである。端部リンク部材５，６と中央リンク部材７との各回転対偶の中心軸は、ある交差角γ（図４）をもっていてもよいし、平行であってもよい。

　つまり、３組のリンク機構４は、幾何学的に同一形状をなす。幾何学的に同一形状とは、各リンク部材５，６，７を直線で表現した幾何学モデル、すなわち各回転対偶部Ｔ１～Ｔ４と、これら回転対偶Ｔ１～Ｔ４間を結ぶ直線とで表現したモデルが、中央リンク部材７の中央部に対する基端側部分と先端側部分が対称を成す形状であることを言う。図５は、一組のリンク機構４を直線で表現した図である。

　図５に示すように、この実施形態のリンク機構４は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ２および基端側の端部リンク部材５と、先端側のリンクハブ３および先端側の端部リンク部材６との位置関係が、中央リンク部材７の中心線Ｃに対して回転対称となる位置構成になっている。図２は、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢとが同一線上にある状態を示し、図３は、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが所定の作動角をとった状態を示す。各リンク機構４の姿勢が変化しても、基端側と先端側の球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ間の距離ｄは変化しない。

　基端側のリンクハブ２と先端側のリンクハブ３と３組のリンク機構４とで、基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３が直交２軸方向に移動自在な２自由度機構が構成される。言い換えると、基端側のリンクハブ２に対して先端側のリンクハブ３を、回転が２自由度で姿勢変更自在な機構である。この２自由度機構は、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡ、先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢ、および中央リンク部材７の中心線Ｃの交点Ｐを中心として、基端側のリンクハブ２に対して先端側のリンクハブ３が姿勢を変更する。

　この２自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の可動範囲を広くとれる。例えば、図４に示すように、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢの折れ角θの最大値（最大折れ角）を約±９０°とすることができる。また、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の旋回角φを０°～３６０°の範囲に設定できる。折れ角θは、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度のことであり、旋回角φは、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した水平角度のことである。

　このパラレルリンク機構１において、各リンク機構４の端部リンク部材５，６の軸部材１３（図６）の角度、および長さが等しく、かつ基端側の端部リンク部材５と先端側の端部リンク部材６の幾何学的形状が等しく、かつ中央リンク部材７についても基端側と先端側とで形状が等しいとき、中央リンク部材７の対称面に対して、中央リンク部材７と端部リンク部材５，６との角度位置関係を基端側と先端側とで同じにすれば、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ２および基端側の端部リンク部材５と、先端側のリンクハブ３および先端側の端部リンク部材６とは同じに動く。例えば、基端側と先端側のリンクハブ２，３にそれぞれの中心軸ＱＡ，ＱＢと同軸に回転軸を設け、基端側から先端側へ回転伝達を行う場合、基端側と先端側は同じ回転角になって等速で回転する等速自在継手となる。この等速回転するときの中央リンク部材７の対称面を等速二等分面という。

　このため、基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３を共有する同じ幾何学形状のリンク機構４を円周上に複数配置させることにより、複数のリンク機構４が矛盾なく動ける位置として中央リンク部材７が等速二等分面上のみの動きに限定される。これにより、基端側と先端側とが任意の作動角をとっても、基端側と先端側とが等速回転する。

　後で説明する図６に示すように、基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３は、その中心部に貫通孔１０が軸方向に沿って形成され、外形が球面状をしたドーナツ形状をしている。貫通孔１０の中心は図４に示すように、リンクハブ２，３の中心軸ＱＡ，ＱＢと一致している。これら基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３の外周面の円周方向に等間隔の位置に、基端側の端部リンク部材５および先端側の端部リンク部材６がそれぞれ回転自在に連結されている。

　図６は、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶部Ｔ１、および基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ２を示す部分断面図である。基端側のリンクハブ２は、前記軸方向の貫通孔１０と外周側とを連通する半径方向の連通孔１１が円周方向３箇所に形成され、各連通孔１１内に設けた二つの軸受１２により軸部材１３がそれぞれ回転自在に支持されている。軸部材１３の外側端部は基端側のリンクハブ２から突出し、その突出ねじ部１３ａに基端側の端部リンク部材５が結合され、ナット１４によって締付け固定されている。

　前記軸受１２は、例えば深溝玉軸受等の転がり軸受であり、その外輪（図示せず）が前記連通孔１１の内周に嵌合し、その内輪（図示せず）が前記軸部材１３の外周に嵌合している。外輪は止め輪１５によって抜け止めされている。また、内輪と基端側の端部リンク部材５の間には間座１６が介在し、ナット１４の締付力が基端側の端部リンク部材５および間座１６を介して内輪に伝達されて、軸受１２に所定の予圧を付与している。

　基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ２は、中央リンク部材７の両端に形成された連通孔１８に二つの軸受１９が設けられ、これら軸受１９により、基端側の端部リンク部材５の先端の軸部２０が回転自在に支持されている。軸受１９は、間座２１を介して、ナット２２によって締付け固定されている。

　前記軸受１９は、例えば深溝玉軸受等の転がり軸受であり、その外輪（図示せず）が前記連通孔１８の内周に嵌合し、その内輪（図示せず）が前記軸部２０の外周に嵌合している。外輪は止め輪２３によって抜け止めされている。軸部２０の先端ねじ部２０ａに螺着したナット２２の締付力が間座２１を介して内輪に伝達されて、軸受１９に所定の予圧を付与している。

　以上、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶部Ｔ１、および基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ２について説明したが、先端側のリンクハブ３と先端側の端部リンク部材６の回転対偶部Ｔ４および先端側の端部リンク部材６と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ３も同じ構成である（図示省略）。

　このように、各リンク機構４における４つの回転対偶部Ｔ１～Ｔ４、つまり、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶部Ｔ１、先端側のリンクハブ３と先端側の端部リンク部材６の回転対偶部Ｔ４、基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７と回転対偶部Ｔ２、および先端側の端部リンク部材６と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ３に、軸受１２，１９を設けた構造とすることにより、各回転対偶部Ｔ１～Ｔ４での摩擦抵抗を抑えて回転抵抗の軽減を図ることができ、滑らかな動力伝達を確保できると共に耐久性を向上できる。

　この軸受１２，１９を設けた構造では、軸受１２，１９に予圧を付与することにより、ラジアル隙間とスラスト隙間をなくし、回転対偶部のがたつきを抑えることができ、基端側のリンクハブ２側と先端側のリンクハブ３側間の回転位相差がなくなり等速性を維持できると共に振動や異音の発生を抑制できる。特に、前記軸受１２，１９の軸受隙間を負すきまとすることにより、入出力間に生じるバックラッシュを少なくすることができる。

　軸受１２を基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３に埋設状態で設けたことにより、パラレルリンク機構１全体の外形を大きくすることなく、基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３の外形を拡大することができる。そのため、基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３を他の部材に取付けるための取付スペースの確保が容易である。

　図１において、パラレルリンク機構１は、基端側のリンクハブ２がベース部材５２の下面に固定され、先端側のリンクハブ３が垂下した状態となっている。ベース部材５２の上面には、ロータリアクチュエータからなるアクチュエータ５３が、リンク機構４と同数すなわち３個設置されている。アクチュエータ５３の出力軸５３ａはベース部材５２を貫通して下方に突出し、その出力軸５３ａに取付けたかさ歯車５７と基端側のリンクハブ２の軸部材１３（図６）に取付けた扇形のかさ歯車５８とが噛み合っている。前記かさ歯車５７とかさ歯車５８とで、歯車式の減速部７３が構成されている。

　アクチュエータ５３を回転させると、その回転が一対のかさ歯車５７，５８を介して軸部材１３に伝達されて、基端側のリンクハブ２に対する基端側の端部リンク部材５の角度が変わる。各アクチュエータ５３の動作量を制御して、リンク機構４ごとに基端側の端部リンク部材５の角度を調整することにより、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢（以下、「先端姿勢」とする）が決まる。各アクチュエータ５３の動作は、操作装置５５の操作指令に基づき、制御装置５４により制御される。

　操作装置５５は、姿勢指定手段５５ａと姿勢取得手段５５ｂと姿勢情報付与手段５５ｃとを有する。姿勢指定手段５５ａは、目標とする先端姿勢を人為操作で指定する手段であり、２次元の直交座標系上の座標位置で先端姿勢を指定する。直交座標系は、図４に示すように、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡの延長軸ＱＡ´と直交し、前記延長軸ＱＡ´上の任意の位置に原点Ｏが定められたＸＹ直交座標系１００である。目標とする先端姿勢は、先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢがＸＹ直交座標系１００と交わる点の座標である目標座標Ｔ（Ｘ，Ｙ）で表わされる。目標座標Ｔの指定方法については、後で説明する。

　姿勢取得手段５５ｂは、姿勢指定手段５５ａにより指定されたＸＹ直交座標系１００の座標位置で表される先端姿勢を、角度座標系の折れ角θおよび旋回角φで表される先端姿勢に変換する手段である。変換の原理について説明する。

　ＸＹ座標系１００での原点Ｏと目標座標Ｔとの距離ｒは、式１を用いて求められる。

　また、角度座標系での原点Ｏと目標座標Ｔとの距離ｒ´は、式２を用いて求められる。
　ｒ´＝ｈ´×tanθ　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式２）

　ここで、ｈ´は、図４に示すように、先端側のリンクハブ３の姿勢変更の回転中心である交点Ｐから目標座標Ｔまでの高さである。球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ間の距離をｄ、基端側のリンクハブ２の球面リンク中心ＰＡから目標座標Ｔまでの高さをｈとした場合、ｈ´は式３から求められる。式３で求められたｈ´を式２に代入することで、角度座標系での原点Ｏと目標座標Ｔとの距離ｒ´が求められる。なお、ｄおよびｈは、パラレルリンク機構１の寸法やリンク作動装置５１を搭載した装置の寸法により決定される固定値である。

　このようにして求められたＸＹ座標系１００での原点Ｏと目標座標Ｔとの距離ｒと、角度座標系での原点Ｏと目標座標Ｔとの距離ｒ´とを比較し、差が最小となる折れ角θを探索する。折れ角θの探索は、例えば式４に示すように、最小二乗法による収束演算を用いて行う。
　ｄｒ＝（ｒ－ｒ´）^２　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式４）

　最小二乗法による収束演算は、図７のフローチャートに示す順序で行われる。まず、Ｓ１において、式１による距離ｒの計算と、比較値Ａの初期値の設定とを行う。比較値Ａはｄｒとの比較値であり、探索過程で計算されるｄｒの値よりも十分大きい値を初期値として設定する。

　次に、Ｓ２においてθ＝０°として、Ｓ３においてｒ^２、ｄｒを計算する。また、Ｓ４において、ｄｒがＡよりも小さければ、Ａにｄｒを代入し、そのときのθをＡｎｓθに代入する。ｄｒがＡよりも大きければ、ＡおよびＡｎｓはそのままの値にする。さらに、Ｓ５において、θを予め定めた角度範囲の最大値Ｍａｘθと比較し、小さい場合は、Ｓ６において、θ＝θ＋Δθとして、ある定めた値を加算する。

　上記Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６の操作を、θがある設定した角度範囲の最大値Ｍａｘθになるまで繰り返す。そして、Ｓ７において、最終的に得られたＡｎｓθを求める折れ角θとする。

　上記探索により得られた折れ角θを用いて、旋回角φを求める。その際、θ＝０である場合は、
　φ＝０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式５）
とし、θ≠０である場合は、

とする。

　図７のフローチャートで示す操作で求められた折れ角θ、および式５または式６の計算で求められた旋回角φにより、目標とする先端姿勢が規定される。上記のように、最小二乗法による収束演算により、現在の座標位置を基準にその近辺から順に探索して折れ角θを求めると、演算回数を減らすことができる。

　姿勢情報付与手段５５ｃは、姿勢取得手段５５ｂにより取得された先端姿勢の情報、すなわち折れ角θおよび旋回角φを制御装置５４に与える。

　制御装置５４は、コンピュータによる数値制御式のものであり、操作装置５５の姿勢情報付与手段５５ｃから与えられる先端姿勢の情報に応じて、各基端側の端部リンク部材５の目標とする回転角βｎ（図４）を求め、姿勢検出手段５９（図１）によって検出される実際の回転角βｎが目標とする回転角βｎとなるように、各アクチュエータ５３をフィードバック制御する。

　回転角βｎは、例えば、下記の式７を逆変換することで求められる。逆変換とは、折れ角θおよび旋回角φから回転角βｎを算出する変換のことである。折れ角θおよび旋回角φと、回転角βｎとは相互関係があり、一方の値から他方の値を導くことができる。
　cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
；（ｎ＝１，２，３）　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式７）
　ここで、γ（図４）は、基端側の端部リンク部材５に回転自在に連結された中央リンク部材７の連結端軸と、先端側の端部リンク部材６に回転自在に連結された中央リンク部材７の連結端軸とが成す角度である。δｎ（図４におけるδ_１，δ_２，δ_３）は、基準となる基端側の端部リンク部材５に対する各基端側の端部リンク部材５の円周方向の離間角である。

　指令ごとに式７を逆変換して回転角βｎを求めてもよいが、事前に、表１のように先端位置姿勢と回転角βｎとの関係を示すテーブルを作成しておいても良い。テーブル化されていると、先端姿勢変更の指令があったら、すぐにテーブルを用いて目標とする回転角βｎを求めることができる。そのため、アクチュエータ５３の制御をより一層高速で行うことが可能となる。また、あらかじめ指令パターンを登録して登録順に動作する場合は、表２のようにパターン登録時に先端位置姿勢と回転角βｎとの関係を示すテーブルを登録することで、テーブルの記憶領域を節約できる。

　図８は、操作装置５５の操作部の一例を示す。この操作部は、座標位置を数値入力により指定する方式であり、現在の座標位置のＸ座標値およびＹ座標値をそれぞれ表示する現在値表示部１０１，１０２と、目標のＸ座標値およびＹ座標値をそれぞれ表示する目標値表示部１０３，１０４と、目標値表示部１０３，１０４に目標のＸ座標値およびＹ座標値を入力する１０キー等からなる数値入力ボタン１０５と、動作実行ボタン１０６とを備える。ＸＹ直交座標系上での座標位置の指定は、定められた基準点（例えば原点Ｏ）に対する絶対座標を数値入力する方式、現在の座標位置から目標とする座標位置までの差分を数値入力する方式の何れであってもよい。

　数値入力ボタン１０５を用いて目標のＸ座標値およびＹ座標値を入力すると、その値が目標値表示部１０３，１０４を表示される。それと共に、入力されたＸ座標値およびＹ座標値、先端側のリンクハブ３から被作業物（図示せず）の作業面までの距離、パラレルリンク機構１の各部の寸法等のパラメータにより、目標とする先端姿勢の折れ角θおよび旋回角φが計算される。また、この先端姿勢から、各アクチュエータ５３の動作量が計算される。動作実行ボタン１０６を押すと、各アクチュエータ５３が駆動されて、入力されたＸ座標値およびＹ座標値となるように先端姿勢が変更される。このように、ＸＹ直交座標系１００上の座標位置で目標とする先端姿勢の指定を行うので、被作業物の座標位置が直交座標系で扱われる場合でも、リンク作動装置５１（図１）を直感的に操作することができる。

　図９は、操作装置５５の操作部の異なる例を示す。この操作部は、座標位置を操作量で指定する方式であり、現在の座標位置のＸ座標値およびＹ座標値をそれぞれ表示する現在値表示部１０１，１０２と、先端姿勢を変更操作する押し操作ボタン１０７～１１０とを有する。押し操作ボタン１０７を押すとＸ座標値が大きくなる側へ姿勢変更し、押し操作ボタン１０８を押すとＸ座標値が小さくなる側へ姿勢変更し、押し操作ボタン１０９を押すとＹ座標値が大きくなる側へ姿勢変更し、押し操作ボタン１１０を押すとＹ座標値が小さくなる側へ姿勢変更する。

　姿勢変更の程度は、押し操作ボタン１０７～１１０を押している時間または押した回数に応じて変わる。また、この例では、各押し操作ボタン１０７～１１０は、姿勢変更が低速で行われる低速ボタン１０７ａ，１０８ａ，１０９ａ，１１０ａと、姿勢変更が高速で行われる高速ボタン１０７ｂ，１０８ｂ，１０９ｂ，１１０ｂとからなり、姿勢変更を低速および高速の２段階で行えるようになっている。

　この操作装置５５の場合、押し操作ボタン１０７～１１０の操作によりＸ座標値およびＹ座標値が逐次変更され、その都度、目標とする折れ角θおよび旋回角φを計算し、それに応じたアクチュエータ５３の動作量を決定するシステムとなっている。つまり、押し操作ボタン１０７～１１０を押している間だけ、先端姿勢が変更し続ける。そのため、操作と座標位置との関係が感覚的に分かり易い。

　上記操作装置５５と組み合して用いられる制御装置５４は、操作装置５５の姿勢指定手段５５ｃから与えられる先端姿勢の情報を、定められた変換式によりアクチュエータ５３の動作量に変換し、その動作量だけアクチュエータ５３を動作させるように制御する。詳しくは、姿勢指定手段５５ｃから折れ角θおよび旋回角φで表される先端姿勢が制御装置５４に与えられると、制御装置５４は、前記式７を用いて上記折れ角θおよび旋回角φを逆変換することで各基端側の端部リンク部材５の回転角βｎを求め、その求められた回転角βｎを用いて式８を演算することで、各アクチュエータ５３の動作量Ｒｎを算出する。
　Ｒｎ＝βｎ×ｋ；（ｎ＝１，２，３）　　　　　　　　　・・・（式８）
　ここで、ｋは、アクチュエータ５３に付設されている減速機（図示せず）の減速比によって決まる係数である。このように先端姿勢の情報を、変換式によりアクチュエータ５３の動作量に変換すると、アクチュエータ５３の制御を容易に行える。

　アクチュエータ５３の動作量や先端姿勢の変更速度を段階的に変更可能とするのではなく、押し操作ボタン１０７～１１０の一操作当たりのアクチュエータ５３の動作量や先端姿勢の変更速度を任意に変えられるようにしても良い。また、この例のように、複数の押し操作ボタン１０７～１１０で操作するのではなく、ジョイスティックのような一つの操作手段で操作するようにしても良い。

　図１０は、上記リンク作動装置５１を備えた作業装置１２０を示す。この作業装置１２０は、作業室１２１の天井部を構成するベース部材５２に基端側のリンクハブ２を固定して、パラレルリンク機構１が吊り下げ状態で設置されており、このパラレルリンク機構１の先端側のリンクハブ３にエンドエフェクタ１２２が搭載されている。エンドエフェクタ１２２は、例えば塗装機である。

　エンドエフェクタ１２２の下方には、被作業物ＷをＸＹ軸方向に移動させる移動機構１２３が設置されている。移動機構１２３は、床面に固定して設置されたＸ軸方向に沿って長いＸ軸レール１２４と、このＸ軸レール１２４に沿って進退自在でＹ軸方向に沿って長いＹ軸レール１２５と、このＹ軸レール１２５に沿って進退自在で上面に被作業物が載せられる作業台１２６とを備える。Ｙ軸レール１２５および作業台１２６は、それぞれ図示しない駆動源の駆動によりＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させられる。

　エンドエフェクタ１２２が塗装機である場合、移動機構１２３による作業台１２６をＸ軸およびＹ軸方向に進退させることで、被作業物Ｗの塗装箇所を塗装機の塗料噴射口１２２ａの先に位置させる。また、リンク作動装置５１の先端姿勢を変更してエンドエフェクタ１２２の向きを変えることで、常に前記塗料噴射口１２２ａが被作業物Ｗの塗装面に向くように調整する。

　以下に、この発明の第２～第１２実施形態について説明する。以下の説明においては、各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

　図１１ないし図１３は、リンク作動装置の第２実施形態を示す。このリンク作動装置６１は、図１１に示すように、ベース部材６２にパラレルリンク機構１が吊り下げ状態で設けられている。すなわち、パラレルリンク機構１は、基端側のリンクハブ２がベース部材６２を介して前記ベース部材６２に固定され、先端側のリンクハブ３に、各種器具等を取付ける先端取付部材６３が搭載されている。

　図１２および図１３に示すように、パラレルリンク機構１は、基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３に対して端部リンク部材５，６をそれぞれ回転自在に支持する軸受３１を外輪回転タイプとしたものである。基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶部Ｔ１を例にとって説明すると、基端側のリンクハブ２の円周方向の３箇所に軸部３２が形成され、この軸部３２の外周に二つの軸受３１の内輪（図示せず）が嵌合し、基端側の端部リンク部材５に形成された連通孔３３の内周に軸受３１の外輪（図示せず）が嵌合している。軸受３１は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受であって、ナット３４による締付けでもって所定の予圧量が付与された状態で固定されている。先端側のリンクハブ３と先端側の端部リンク部材６の回転対偶部Ｔ４も、上記同様の構造である。

　また、基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ２に設けられた軸受３６は、基端側の端部リンク部材５の先端に形成された連通孔３７の内周に外輪（図示せず）が嵌合し、中央リンク部材７と一体の軸部３８の外周に内輪（図示せず）が嵌合している。軸受３６は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受であって、ナット３９による締付けでもって所定の予圧量が付与された状態で固定されている。先端側の端部リンク部材６と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ３も、上記同様の構造である。

　パラレルリンク機構１の３組のリンク機構４のすべてに、基端側の端部リンク部材５を回動させて先端位置姿勢を任意に変更させるアクチュエータ７０と、このアクチュエータ７０の動作量を基端側の端部リンク部材５に減速して伝達する減速機構７１とが設けられている。アクチュエータ７０はロータリアクチュエータ、より詳しくは減速機７０ａ付きのサーボモータであって、モータ固定部材７２によりベース部材６２に固定されている。減速機構７１は、アクチュエータ７０の減速機７０ａと、歯車式の減速部７３Ａとでなる。

　歯車式の減速部７３Ａは、アクチュエータ７０の出力軸７０ｂにカップリング７５を介して回転伝達可能に連結された小歯車７６と、基端側の端部リンク部材５に固定され前記小歯車７６と噛み合う大歯車７７とで構成されている。図示例では、小歯車７６および大歯車７７は平歯車であり、大歯車７７は、扇形の周面にのみ歯が形成された扇形歯車である。大歯車７７は小歯車７６よりもピッチ円半径が大きく、アクチュエータ７０の出力軸７０ｂの回転が基端側の端部リンク部材５へ、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５との回転対偶部Ｔ１の回転軸Ｏ１回りの回転に減速して伝達される。その減速比は１０以上とされている。

　大歯車７７のピッチ円半径は、基端側の端部リンク部材５のアーム長Ｌの１／２以上としてある。前記アーム長Ｌは、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５との回転対偶部Ｔ１の中心軸Ｏ１の軸方向中心点Ｐ１から、基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７との回転対偶部Ｔ２の中心軸Ｏ２の軸方向中心点Ｐ２を基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶軸Ｏ１に直交してその軸方向中心点Ｐ１を通る平面に投影した点Ｐ３までの距離である。この実施形態の場合、大歯車７７のピッチ円半径が前記アーム長Ｌ以上である。そのため、高い減速比を得るのに有利である。

　小歯車７６は、大歯車７７と噛み合う歯部７６ａの両側に突出する軸部７６ｂを有し、これら両軸部７６ｂが、ベース部材６２に設置された回転支持部材７９に設けられた二つの軸受８０によりそれぞれ回転自在に支持されている。軸受８０は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受である。図示例のように玉軸受を複列で配列する以外に、ローラ軸受や滑り軸受を用いてもよい。二つの軸受８０の各外輪（図示せず）間にはシム（図示せず）を設け、軸部７６ｂに螺合したナット８１を締め付けることにより、軸受８０に予圧を付与する構成としてある。軸受８０の外輪は、回転支持部材７９に圧入されている。

　この実施形態の場合、大歯車７７は、基端側の端部リンク部材５と別部材であり、基端側の端部リンク部材５に対してボルト等の結合具８２により着脱可能に取付けられている。大歯車７７は基端側の端部リンク部材５と一体であってもよい。

　アクチュエータ７０の回転軸心Ｏ３および小歯車７６の回転軸心Ｏ４は同軸上に位置する。これら回転軸心Ｏ３，Ｏ４は、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶軸Ｏ１と平行で、かつベース部材６２からの高さが同じとされている。

　このリンク作動装置６１も、アクチュエータ７０を制御する制御装置８４と、この制御装置８４に操作指令を入力する操作装置８５とを、コントローラ８６内に備える。制御装置８４および操作装置８５は、前記実施形態のものと同じ構成であり、前記同様の作用・効果が得られる。操作装置８５は、前記第１実施形態と同様に姿勢指定手段５５ａ、姿勢取得手段５５ｂ、および姿勢情報付与手段５５ｃを有するが、これらの図示を省略している。

　このリンク作動装置６１は、３組のリンク機構４のすべてにアクチュエータ７０および減速機構７１を設けたことで、パラレルリンク機構１や減速機構７１のガタを詰めるように制御することが可能となり、先端側のリンクハブ３の位置決め精度が向上すると共に、リンク作動装置６１自体の高剛性化を実現できる。

　また、減速機構７１の歯車式の減速部７３Ａは、小歯車７６と大歯車７７の組合せからなり、１０以上の高い減速比が得られる。減速比が高いと、エンコーダ等による位置決め分解能が高くなるため、先端側のリンクハブ３の位置決め分解能が向上する。また、低出力のアクチュエータ７０を使用することができる。この実施形態では減速機７０ａ付きのアクチュエータ７０を使用しているが、歯車式の減速部７３Ａの減速比が高ければ、減速機無しのアクチュエータ７０を使用することも可能となり、アクチュエータ７０を小型化できる。

　大歯車７７のピッチ円半径を、基端側の端部リンク部材５のアーム長Ｌの１／２以上としたことで、先端負荷による基端側の端部リンク部材５の曲げモーメントが小さくなる。そのため、リンク作動装置６１全体の剛性を必要以上に高くしなくて済むと共に、基端側の端部リンク部材５の軽量化を図れる。例えば、基端側の端部リンク部材５をステンレス鋼（ＳＵＳ）からアルミに変更できる。また、大歯車７７のピッチ円半径が比較的大きいため、大歯車７７の歯部の面圧が減少し、リンク作動装置６１全体の剛性が高くなる。また、大歯車７７のピッチ円半径が前記アーム長の１／２以上であると、大歯車７７が、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶部Ｔ１に設置する軸受１２の外径よりも十分大きな径となるため、大歯車７７の歯部と軸受１２との間にスペースができ、大歯車７７の設置が容易である。

　特にこの第２実施形態の場合、大歯車７７のピッチ円半径が前記アーム長Ｌ以上であるため、大歯車７７のピッチ円半径がさらに大きくなり、前記作用・効果がより一層顕著に現れる。加えて、小歯車７６をリンク機構４よりも外径側に設置することが可能となる。その結果、小歯車７６の設置スペースを容易に確保することができ、設計の自由度が増す。また、小歯車７６と他の部材との干渉が起こり難くなり、リンク作動装置６１の可動範囲が広くなる。

　小歯車７６および大歯車７７は、それぞれ平歯車であるため、製作が容易であり、しかも回転の伝達効率が高い。小歯車７６は軸方向両側で軸受８０により支持されているため、小歯車７６の支持剛性が高い。それにより、先端負荷による基端側の端部リンク部材５の角度保持剛性が高くなり、リンク作動装置６１の剛性や位置決め精度の向上に繋がる。また、アクチュエータ７０の回転軸心Ｏ３、小歯車７６の回転軸心Ｏ４、および基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５との回転対偶部Ｔ１の中心軸Ｏ１が同一平面上にあるため、全体的なバランスが良く、組立性が良い。

　大歯車７７は、基端側の端部リンク部材５に対して着脱自在であるため、歯車式の減速部７３Ａの減速比や、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の作動範囲等の仕様の変更が容易となり、リンク作動装置６１の量産性が向上する。つまり、同じリンク作動装置６１を、大歯車７７を変えるだけで、様々な用途に適用することが可能である。また、メンテナンス性が良い。例えば、歯車式の減速部７３Ａに障害が生じた場合に、同減速部７３Ａのみを交換するだけで対処可能である。

　この発明の第３実施形態にかかるリンク作動装置を図１４、および前記した第１実施形態で用いた図２～図６を援用して説明する。なお、第１実施形態と同一または相当する構成部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略し、相違する構成について説明する。第１実施形態を示す図１との相違は、図１４に示すこのリンク作動装置５１は、パラレルリンク機構１および減速部７３から落下する潤滑剤を受ける潤滑剤受け部材２００を有している点である。

　前記潤滑剤受け部材２００は、板状部２０１と、この板状部２０１の外周縁から板状部２０１の表面に対して交差する一方向に突出した突出部２０２とを有する皿状の部材であり、突出部２０２が基端側のリンクハブ２の側を向くように、板状部２０１の中央部を先端側のリンクハブ３の先端面に固定して設置されている。板状部２０１の先端側のリンクハブ３への固定は、例えばボルト（図示せず）によって行われる。この潤滑剤受け部材２００は、簡単な構成であるため、安価に製作することができる。また、潤滑剤受け部材２００は、パラレルリンク機構１および減速部７３の下方位置にだけ設ければよく、パラレルリンク機構１の全体を覆うものではないため、コンパクトである。

　潤滑剤受け部材２００を設けたことにより、図１４のように基端側のリンクハブ２に対して先端側のリンクハブ３が下方に位置するようにパラレルリンク機構１を下向きに設置した場合でも、パラレルリンク機構１の軸受１２，１９や減速部７３のかさ歯車５７，５８から漏れ出て、パラレルリンク機構１を伝って落下または歯車部や軸受部から直接落下する潤滑剤が、潤滑剤受け部材２００に受けられる。潤滑剤受け部材２００は、板状部２０１の外周縁に突出部２０２を有する皿状であるため、先端側のリンクハブ３の姿勢変化に伴い潤滑剤受け部材２００が傾いても、受けた潤滑剤が板状部２０１の外周縁から垂れることがない。そのため、下方の被作業物（図示せず）に潤滑剤が掛かることが防止される。

　言い換えると、潤滑剤受け部材２００を設けると、軸受１２，１９やかさ歯車５７，５８から少しだけなら潤滑剤が漏れ出ることを許容できるため、軸受１２，１９やかさ歯車５７，５８のシール構造を簡素化できる。それにより、軸受１２，１９の寸法を小さくして、機構のコンパクト化を図ることができ、パラレルリンク機構１の高速位置決めが可能となる。また、軸受１２，１９やかさ歯車５７，５８の潤滑剤の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性に優れる。さらに、コスト低減に繋がる。

　上記第３実施形態の場合、先端側のリンクハブ３に潤滑剤受け部材２００が設けられており、同リンクハブ３の姿勢の変化に応じて潤滑剤受け部材２００が動くため、パラレルリンク機構１の折れ角θ（図４）が大きい場合、潤滑剤受け部材２００がかさ歯車５７，５８や一部の軸受１２，１９の真下に位置せずに、かさ歯車５７，５８や軸受１２，１９から落下する潤滑剤を潤滑剤受け部材２００で受けられないことがある。よって、この実施形態の構成は、パラレルリンク機構１の折れ角が±４５°以下で使用する場合に適用するのが有効である。

　図１５に示す第４実施形態にかかるリンク作動装置５１のように、潤滑剤受け部材２００の突出部２０２を、その突出端側が、先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢに向かって傾く形状とすると、先端側のリンクハブ３が大きく傾いた場合でも、潤滑剤受け部材２００から潤滑剤が垂れることを防止できる。その場合、潤滑剤受け部材２００の突出部２０２の傾き角度は、パラレルリンク機構１の動作範囲における折れ角θの最大値（最大折れ角）θｍａｘ以上とするのが望ましい。突出部２０２の傾き角度を上記のように定めると、常に突出部２０２の突出端側が中心方向に傾く状態となるため、潤滑剤が突出部２０２を乗り越えて垂れることを確実に防止できる。

　また、図１６に示す第５実施形態にかかるリンク作動装置５１のように、潤滑剤受け部材２００を、突出部２０２の突出端に結合され、板状部２０１と平行で内周部に貫通孔２０３ａが形成された上板２０３を有する構成としてもよい。潤滑剤受け部材２００が上板２０３を有すると、パラレルリンク機構１の先端側のリンクハブ３が９０°（最大折れ角）傾いた状態でも、上板２０３が地面に対して垂直方向に向いているため、潤滑剤受け部材２００に多量の潤滑剤が溜まっていても、潤滑剤受け部材２００から潤滑剤が垂れることを確実に防止できる。

　図１７は、第６実施形態を示す。このリンク作動装置５１は、ベース部材５２に支柱２０４を介して支持され、ベース部材５２と平行で内周部に貫通孔２０５ａが形成されたリング状の固定部材２０５を有する。固定部材２０５の外周端には、ベース部材５２側へ突出する突出部２０６が形成され、内周端にはベース部材５２と反対側へ突出する内周立縁部２０７が形成されている。潤滑剤受け部材２００は、先端側のリンクハブ３に固定された板状部２０１と、この板状部２０１と固定部材２０５間の全周を覆い、これら両者を互いに連結する伸縮自在な連結部２０８とでなる。具体的には、連結部２０８は、シート状の弾性材料からなり、両端を板状部２０１の外周面および固定部材２０５の内周立縁部２０７の外周面にそれぞれ嵌合させて設置されている。連結部２０８を板状部２０１の外周面および固定部材２０５の内周立縁部２０７の外周面に対して固定バンドなどで固定すると良い。

　この構成であると、パラレルリンク機構１における固定部材２０５よりも先端側の部分が潤滑剤受け部材２００で広範に覆われるため、動作時にパラレルリンク機構１や減速部７３から飛び散る潤滑剤も潤滑剤受け部材２００で受けることができる。固定部材２０５の外周端に突出２０６が設けられているため、固定部材２０５の上に潤滑剤が落下しても、その潤滑剤が固定部材２０５の外側へ落ちることがなく、被作業物に潤滑剤が掛かることを防止できる。連結部２０８は伸縮自在であるため、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢が変わっても、それに応じて潤滑剤受け部材２００の連結部２０８が変形することができる。

　図１８に示す第７実施形態のように、潤滑剤受け部材２００の連結部２０８Ａは、板状部２０１と固定部材２０５間の全周を覆う蛇腹状の形状としても良い。その場合、連結部２０８Ａは、外力が作用しない自然状態よりも小さく圧縮された状態で、板状部２０１および固定部材２０５に組み付けておく。この場合も、前記同様に、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢が変わっても、それに応じて潤滑剤受け部材２００の連結部２０８Ａが変形することができる。

　図１９は、第８実施形態を示す。このリンク作動装置５１は、減速部７３のかさ歯車５７，５８から落下する潤滑剤を受ける潤滑剤受け部材２１０を設けたものである。潤滑剤受け部材２１０は、減速部７３の真下に位置する板状部２１１と、この板状部２１１の外周縁からベース部材５２側へ突出した突出部２１２とを有する皿状の部材であり、突出部２１２の一部分と繋がる取付部２１３を介して、ボルト（図示せず）等によりベース部材５２に取付けられている。潤滑剤受け部材２１０は、例えば板金等により製作される。

　このような潤滑剤受け部材２１０を設けることで、減速部７３から落下した潤滑剤が被作業物に掛かることを防止できる。ただし、パラレルリンク機構１から落下した潤滑剤が被作業物にかかることは防止できない。そのため、二点鎖線で示すように、図１４、図１５、図１６の潤滑剤受け部材２００を併用するのが望ましい。あるいは、軸受１２，１９（図６）をシール付き軸受とするか、軸受取付部にシール機能を持たせても良い。

　シール機能を持たせた軸受取付部の構造の一例を以下に示す。図２０は、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶部Ｔ１を示す。前記二つの軸受１２はアンギュラ玉軸受であり、例えば背面組合せで配置されている。軸部材１３の内端部分は、軸受１２の内輪１２ａの内周に嵌合した部分１３ｂよりも外径が大きい段差部１３ｃとされ、この段差部１３ｃの段差面１３ｄが内側の軸受１２の内輪１２ａの端面に当接することで、内輪１２ａを軸方向に位置決めしている。また、外側の軸受１２の内輪１２ａと基端側の端部リンク部材５との間には、両端をこれらに接して間座１６が設けられている。よって、前記ナット１４を締付けることにより、基端側の端部リンク部材５および間座１６を介して内輪１２ａが前記段差面１３ｄに押付けられて、内輪１２ａを締付け固定すると共に、軸受１２に対して予圧を付与する。

　基端側のリンクハブ２における前記連通孔１１の周辺部分は、環状内面形成部８７とされる。図示例では、環状内面形成部８７は基端側のリンクハブ２の一部とされているが、環状内面形成部８７は基端側のリンクハブ２と別体であっても良い。また、図示例では、軸部である軸部材１３は基端側の端部リンク部材５とは別部材とされているが、軸部は基端側の端部リンク部材５と一体に設けられていても良い。

　環状内面形成部８７の一部は、軸受１２の外輪１２ｂの外周に嵌合した部分すなわち外輪嵌合部８７ａよりも内径が小さい段差部８７ｂとされ、この段差部８７ｂの段差面８７ｃが内側の軸受１２の外輪１２ｂの端面に当接することで、外輪１２ｂを軸方向に位置決めしている。また、外側の軸受１２の外輪１２ｂは、環状内面形成部８７に取付けた止め輪１７によって抜け止めされている。

　前記軸部材１３の段差部１３ｃの外周面と前記環状内面形成部８７の段差部８７ｂの内周面とは、僅かな隙間９０Ａを介して非接触で対向している。これにより、軸部材１３の段差部１３ｃと環状内面形成部８７の段差部８７ｂとは互いに回転が可能でありながら、軸受１２の内部と外部間の潤滑剤等の出入りを規制するシール構造８８が構築されている。つまり、隙間９０Ａを狭くすることで、軸受１２の内部の潤滑剤が外部に漏れることや、外部から軸受１２の内部へ異物が侵入することを防いでいる。上記隙間９０Ａが狭いほどシール効果が高い。

　前記間座１６の軸方向外側部分は、前記止め輪１７を避けて外径側へ延びたつば状部１６ａとして形成されており、このつば状部１６ａの外周面と環状内面形成部８７の一部である外端部８７ｄとが、僅かな隙間９０Ｂを介して非接触で対向している。これにより、間座１６のつば状部１６ａと環状内面形成部８７の外端部８７ｄとは互いに回転が可能であり、かつ前記同様のシール機能を有するシール構造８９が構築されている。上記隙間９０Ｂが狭いほどシール効果が高い。

　このように、リンクハブ２（３）と端部リンク部材５（６）の回転対偶部Ｔ１（Ｔ４）では、軸受１２の軸方向一方側に、回転対偶部の一方の対偶構成部材である端部リンク部材５（６）に設けられた軸部材１３と他方の対偶構成部材であるリンクハブ２（３）に設けられた環状内面形成部８７とでシール構造８８が構築され、かつ軸方向他方側に、前記軸部材１３の外周に嵌合する間座１６と前記環状内面形成部８７とでシール構造８９が構築されている。

　リンクハブ２（３）および端部リンク部材５（６）は、パラレルリンク機構１を構成する部品である。また、間座１６は、軸受１２の内輪１２ａをナット１４で締付け固定する場合に、内輪１２ａに対して均一に荷重がかかるように、一般的に内輪１２ａとナット１４の間に設けられる部品である。このように、必要不可欠な部品だけでシール構造８８，８９を構築することで、別部材からなるシールを設ける必要がなくなり、軸受１２の幅寸法を抑えることができる。そのため、リンク機構４の部品間の干渉が起り難く、作業範囲が広くなる。また、軸受１２周辺の寸法が小さくなるため、パラレルリンク機構１全体の軽量・コンパクト化を実現できる。

　組立性等の問題により、軸部材１３と環状内面形成部８７だけでは軸受１２の両端にシール構造を構築することは難しいが、間座１６と環状内面形成部８７とによるシール構造を併用することで、軸受１２の両端にシール構造８８，８９を容易に構築することができる。

　より詳しくは、前記シール構造８８は、軸部材１３の一部である段差部１３ｃの外周面と、環状内面形成部８７の一部である段差部８７ｂの内周面との間の隙間９０Ａにより構築されている。軸部材１３の段差部１３ｃは内輪１２ａの位置決めに利用され、環状内面形成部８７の段差部８７ｂは外輪１２ｂの位置決めに利用される。両段差部８７ｃ，８７ｂは互いに近い距離にあるため、別部材を設置することなく、容易に隙間９０Ａによるシール構造８８を構築できる。

　また、前記シール構造８９は、間座１６の一部であるつば状部１６ａの外周面と環状内面形成部８７の一部である外端部８７ｄの内周面との間の隙間９０Ｂにより構築されている。間座１６は内輪１２ａの締付け固定に利用され、環状内面形成部８７の外端部８７ｄは止め輪１７の保持に利用される。間座１６につば状部１６ａを設けて、つば状部１６ａの外周面と環状内面形成部８７の外端部８７ｄの内周面との距離を近くすることにより、別部材を設置することなく、容易に隙間９０Ｂによるシール構造８９を構築できる。

　図２１は、基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ２を示す。前記二つの軸受１９はアンギュラ玉軸受であり、例えば背面組合せで配置されている。軸部２５の基端部分は、軸受１９の内輪１９ａの内周に嵌合した部分２５ｂよりも外径が大きい段差部２５ｃとされ、この段差部２５ｃの段差面２５ｄが基端側の軸受１９の内輪１９ａの端面に当接することで、内輪１９ａを軸方向に位置決めしている。また、先端側の軸受１９の内輪１９ａは、前記間座２６に接している。よって、前記ナット２７を締付けることにより、間座２６を介して内輪１９ａが前記段差面２５ｄに押付けられて、内輪１９ａを締付け固定すると共に、軸受１９に対して予圧を付与する。

　中央リンク部材７における前記連通孔２３の周辺部分は、環状内面形成部２８とされる。図示例では、環状内面形成部２８は中央リンク部材７の一部とされているが、環状内面形成部２８は中央リンク部材７と別体であっても良い。また、図示例では、軸部２５は基端側の端部リンク部材５と一体に設けられているが、軸部２５は基端側の端部リンク部材５と別部材であっても良い。

　環状内面形成部２８の一部は、軸受１９の外輪１９ｂの外周に嵌合した部分すなわち外輪嵌合部２８ａよりも内径が小さい段差部２８ｂとされ、この段差部２８ｂの段差面２８ｃが基端側内側の軸受１９の外輪１９ｂの端面に当接することで、外輪１９ｂを軸方向に位置決めしている。また、先端側の軸受１９の外輪１９ｂは、環状内面形成部２８に取付けた止め輪２９によって抜け止めされている。

　前記軸部２５の段差部２５ｃの外周面と前記環状内面形成部２８の段差部２８ｂの内周面とは、僅かな隙間９７を介して非接触で対向している。これにより、軸部２５の段差部２５ｃと環状内面形成部２８の段差部２８ｂとは互いに回転が可能でありながら、軸受１９の内部と外部間の潤滑剤等の出入りを規制するシール構造９５が構築されている。つまり、隙間９７を狭くすることで、軸受１９の内部の潤滑剤が外部に漏れることや、外部から軸受１９の内部へ異物が侵入することを防いでいる。上記隙間９７が狭いほどシール効果が高い。

　前記間座２６の軸方向先端側部分は、前記止め輪２９を避けて外径側へ延びたつば状部２６ａとして形成されており、このつば状部２６ａの外周面と環状内面形成部２８の一部である先端部２８ｄとが、僅かな隙間９８を介して非接触で対向している。これにより、間座２６のつば状部２６ａと環状内面形成部２８の先端部２８ｄとは互いに回転が可能であり、かつ前記同様のシール機能を有するシール構造９６が構築されている。上記隙間９８が狭いほどシール効果が高い。

　このように、端部リンク部材５（６）と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ２（Ｔ３）では、軸受１９の軸方向一方側に、回転対偶部の一方の対偶構成部材である端部リンク部材５（６）に設けられた軸部２５と他方の対偶構成部材である中央リンク部材７に設けられた環状内面形成部２８とでシール構造９５が構築され、かつ軸方向他方側に、前記軸部２５の外周に嵌合する間座２６と前記環状内面形成部２８とでシール構造９６が構築されている。

　前記同様に、必要不可欠な部品だけでシール構造９５，９６を構築することで、別部材からなるシールを設ける必要がなくなり、軸受１９の幅寸法を抑えることができる。そのため、リンク機構４の部品間の干渉が起り難く、作業範囲が広くなる。また、軸受１９周辺の寸法が小さくなるため、パラレルリンク機構１全体の軽量・コンパクト化を実現できる。

　組立性等の問題により、軸部２５と環状内面形成部２８だけでは軸受１９の両端にシール構造を構築することは難しいが、間座２６と環状内面形成部２８とによるシール構造を併用することで、軸受１９の両端にシール構造９５，９６を容易に構築することができる。

　より詳しくは、前記シール構造９５は、軸部２５の一部である段差部２５ｃの外周面と、環状内面形成部２８の一部である段差部２８ｂの内周面との間の隙間９７により構築されている。軸部２５の段差部２５ｃは内輪１９ａの位置決めに利用され、環状内面形成部２８の段差部２８ｂは外輪１９ｂの位置決めに利用される。両段差部２５ｃ，２８ｂは互いに近い距離にあるため、別部材を設置することなく、容易に隙間９７によるシール構造９５を構築できる。

　また、前記シール構造９６は、間座２６の一部であるつば状部２６ａの外周面と環状内面形成部２８の一部である外端部２８ｄの内周面との間の隙間９８により構築されている。間座２６は内輪１９ａの締付け固定に利用され、環状内面形成部２８の外端部２８ｄは止め輪２９の保持に利用される。間座２６につば状部２６ａを設けて、つば状部２６ａの外周面と環状内面形成部２８の外端部２８ｄの内周面との距離を近くすることにより、別部材を設置することなく、容易に隙間９８によるシール構造９６を構築できる。

　図２２ないし図２５に示す第９実施形態は、上記実施形態と比べてパラレルリンク機構の構成が異なるリンク作動装置を示す。図２２に示すように、このリンク作動装置６１も、前記リンク作動装置５１と同様に、水平状のベース部材６２と、このベース部材６２にスペーサ６２ａを介して下向きに設置されたパラレルリンク機構１と、このパラレルリンク機構１を作動させる複数のアクチュエータ７０と、各アクチュエータ７０の駆動力をパラレルリンク機構１へ伝達する減速部７３Ａと、各アクチュエータ７０を制御する制御装置６５とを備える。なお、ベース部材６２には、減速部７３Ａの後記大歯車７７が嵌り込む開口６２ｂが形成されている。また、リンク作動装置６１は、パラレルリンク機構１および減速部７３Ａから落下する潤滑剤を受ける潤滑剤受け部材２００を有している。図示例の潤滑剤受け部材２００は、図１４に示すものと同じであるが、図１５または図１６に示すものとしても良い。

　このリンク作動装置６１のパラレルリンク機構１は、基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３に対して端部リンク部材５，６をそれぞれ回転自在に支持する軸受１２（図２４）を外輪回転タイプとしたものである。それに伴い、図２、図３のパラレルリンク機構１と比べて、各部の形状が少し異なるが、基本的な構成は同じである。よって、基本的に同じ構成である箇所については、説明を省略し、図面に同一符号を付してある。なお、図２３は、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢとが同一線上にある状態を示している。

　図２、図３のパラレルリンク機構１と比べて異なる点を、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶部Ｔ１、および基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ２を例にとって説明する。図２４に示すように、回転対偶部Ｔ１は、基端側のリンクハブ２の円周方向の３箇所に軸部３５が形成され、これら軸部３５の外周に、並列に設けた二つの軸受１２を介して基端側の端部リンク部材５が回転自在に支持されている。二つの軸受１２は、基端側の端部リンク部材５に形成された連通孔１３４内に設けられ、間座１３６を介して、軸部３５の先端ねじ部３５ａに螺着したナット１３７によって締付け固定されている。

　また、回転対偶部Ｔ２は、基端側の端部リンク部材５の連通孔４４内に二つの軸受１９を設け、これら軸受１９により中央リンク部材７の軸部４５を回転自在に支持する構造である。軸受１９は、間座４６を介して、軸部４５の先端ねじ部４５ａに螺着したナット４７によって締付け固定されている。

　図２５およびその部分拡大図である第２実施形態で引用した図１３に示すように、このリンク作動装置６１のアクチュエータ７０はロータリアクチュエータ、より詳しくは減速機７０ａ付きのサーボモータであって、モータ固定部材７２によりベース部材６２に固定されている。減速部７３Ａは、歯車式の減速機構として構成されている。この実施形態では、アクチュエータ７０および減速部７３Ａが、パラレルリンク機構１の３組のリンク機構４のすべてに設けられているが、３組のリンク機構４のうちの少なくとも２組に設ければ、パラレルリンク機構１の動作を規定することができる。

　この実施形態では、潤滑剤受け部材２００として、図１４に示すものと同じものが用いられている。それにより、パラレルリンク機構１の軸受１２，１９、並びに減速部７３Ａの大小歯車７７，７６および軸受８０から落下する潤滑剤を潤滑剤受け部材１００が受けて、下方の被作業物（図示せず）に掛かるのを防止することができる。潤滑剤受け部材１００としては、図１５または図１６に示すものを用いてもよい。また、減速部７３Ａから落下する潤滑剤のみを受ける潤滑剤受け部材（図示せず）を設け、パラレルリンク機構１の軸受１２，１９は、シール付き軸受とするか、軸受取付部にシール機能を持たせた構成としてもよい。

　シール機能を持たせた軸受取付部の構造の一例を以下に示す。図２６は、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク５の回転対偶部Ｔ１を示す。前記二つの軸受１２はアンギュラ玉軸受であり、例えば背面組合せで配置されている。軸部３５の基端部分は、軸受１２の内輪１２ａの内周に嵌合した部分３５ｂよりも外径が大きい段差部３５ｃとされ、この段差部３５ｃの段差面３５ｄが基端側の軸受１２の内輪１２ａの端面に当接することで、内輪１２ａを軸方向に位置決めしている。また、先端側の軸受１２の内輪１２ａは、前記間座１３６に接している。よって、前記ナット１３７を締付けることにより、間座１３６を介して内輪１２ａが前記段差面３５ｄに押付けられて、内輪１２ａを締付け固定すると共に、軸受１２に対して予圧を付与する。

　基端側の端部リンク部材５における前記連通孔１３４の周辺部分は、環状内面形成部９９とされる。図示例では、環状内面形成部９９は基端側の端部リンク部材５の一部とされているが、環状内面形成部９９は基端側の端部リンク部材５と別体であっても良い。また、図示例では、軸部３５は基端側のリンクハブ２と一体に設けられているが、軸部３５は基端側のリンクハブ２と別部材であっても良い。

　環状内面形成部９９の一部は、軸受１２の外輪１２ｂの外周に嵌合した部分すなわち外輪嵌合部９９ａよりも内径が小さい段差部９９ｂとされ、この段差部９９ｂの段差面９９ｃが基端側の軸受１２の外輪１２ｂの端面に当接することで、外輪１２ｂを軸方向に位置決めしている。また、基端側の端部リンク部材５には、その側面から突出して基端が外輪嵌合部９９ａの一部となる環状のつば状部９９ｄを有しており、外輪嵌合部９９ａに外輪１２ｂが嵌合した状態で前記つば状部９９ｄを内径側へかしめることで、外輪１２ｂを締まり嵌めとし、またはつば状部９９ｄの外輪１２ｂよりも突出した部分である先端部９９ｄａの基端を外輪１２ｂの端面に係合させることで、前記段差部９９ｂとかしめ部分の間で外輪１２ｂを軸方向に抜け止めした状態に位置決めしている。

　前記軸部３５の段差部３５ｃの外周面と前記環状内面形成部９９の段差部９９ｂの内周面とは、僅かな隙間４０を介して非接触で対向している。これにより、軸部３５の段差部３５ｃと環状内面形成部９９の段差部９９ｂとは互いに回転が可能でありながら、軸受１２の内部と外部間の潤滑剤等の出入りを規制するシール構造４１が構築されている。つまり、隙間４０を狭くすることで、軸受１２の内部の潤滑剤が外部に漏れることや、外部から軸受１２の内部へ異物が侵入することを防いでいる。上記隙間４０が狭いほどシール効果が高い。

　前記間座１３６の軸方向先端側部分は、外輪１２ａとの接触を避けて外径側へ延びたつば状部１３６ａとして形成されており、このつば状部１３６ａの外周面と環状内面形成部９９の一部である前記先端部９９ｄａの内周面とが、僅かな隙間４２を介して非接触で対向している。これにより、間座１３６のつば状部１３６ａと環状内面形成部９９の先端部９９ｄａとは互いに回転が可能であり、かつ前記同様のシール機能を有するシール構造４３が構築されている。上記隙間４２が狭いほどシール効果が高い。

　図２７は、基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ２を示す。前記二つの軸受１９はアンギュラ玉軸受であり、例えば背面組合せで配置されている。軸部４５の基端部分は、軸受１９の内輪１９ａの内周に嵌合した部分４５ｂよりも外径が大きい段差部４５ｃとされている。この段差部４５ｃは２段の段差４５ｃａ，４５ｃｂを有し、１段目の段差４５ｃａの段差面４５ｄが基端側の軸受１９の内輪１９ａの端面に当接することで、内輪１９ａを軸方向に位置決めしている。２段目の段差４５ｃｂは別部材としても良い。例えば、２段目の段差４５ｃｂをリング部材とし、その内周面を１段目の段差４５ｃａの外周面に嵌合させて固定しても良い。また、先端側の軸受１９の内輪１９ａは、前記間座４６に接している。よって、前記ナット４７を締付けることにより、間座４６を介して内輪１９ａが前記段差面４５ｄに押付けられて、内輪１９ａを締付け固定すると共に、軸受１９に対して予圧を付与する。

　基端側の端部リンク部材５における前記連通孔４４の周辺部分は、環状内面形成部４８とされる。図示例では、環状内面形成部４８は基端側の端部リンク部材５の一部とされているが、環状内面形成部４８は基端側の端部リンク部材５と別体であっても良い。また、図示例では、軸部４５は中央リンク部材７と一体に設けられているが、軸部４５は中央リンク部材７と別部材であっても良い。

　環状内面形成部４８の一部は、軸受１９の外輪１９ｂの外周に嵌合した部分すなわち外輪嵌合部４８ａよりも内径が小さい段差部４８ｂとされ、この段差部４８ｂの段差面４８ｃが先端側の軸受１９の外輪１９ｂの端面に当接することで、外輪１９ｂを軸方向に位置決めしている。また、基端側の端部リンク部材５には、その側面から突出して基端が外輪嵌合部４８ａの一部となる環状のつば状部４８ｄを有しており、外輪嵌合部４８ａに外輪１９ｂが嵌合した状態で前記つば状部４８ｄを内径側へかしめることで、外輪１９ｂを締まり嵌めとし、またはつば状部４８ｄの外輪１９ｂよりも突出した部分である先端部４８ｄａの基端を外輪１９ｂの端面に係合させることで、前記段差部４８ｂとかしめ部分の間で外輪１９ｂを軸方向に抜け止めした状態に位置決めしている。

　前記軸部４５の段差部４５ｃの外周面と前記環状内面形成部４８の先端部４８ｄａの内周面とは、僅かな隙間５０を介して非接触で対向している。これにより、軸部４５の段差部４５ｃと環状内面形成部４８の先端部４８ｄａとは互いに回転が可能でありながら、軸受１９の内部と外部間の潤滑剤等の出入りを規制するシール構造１５１が構築されている。つまり、隙間５０を狭くすることで、軸受１９の内部の潤滑剤が外部に漏れることや、外部から軸受１９の内部へ異物が侵入することを防いでいる。上記隙間５０が狭いほどシール効果が高い。

　前記間座４６の外周面と環状内面形成部４８の段差部４８ｂの内周面とが、僅かな隙間１５２を介して非接触で対向している。これにより、間座４６と環状内面形成部４８の段差部４８ｂとは互いに回転が可能であり、かつ前記同様のシール機能を有するシール構造１５３が構築されている。上記隙間１５２が狭いほどシール効果が高い。

　以上、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶部Ｔ１、および基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ２について説明した。詳細な説明は省略するが、先端側のリンクハブ３と先端側の端部リンク部材６の回転対偶部Ｔ４は回転対偶部Ｔ１と同じ構造であり、先端側の端部リンク部材６と中央リンク部材７の回転対偶部Ｔ３は回転対偶部Ｔ２と同じ構成である。このように、各リンク機構４における４つの回転対偶部Ｔ１～Ｔ４に軸受１２，１９を設けた構造とすることにより、前記実施形態の場合と同様の作用・効果が得られる。

　この発明にかかる制御方法が適用されたリンク作動装置の第１０実施形態を図２８～図２９と共に説明する。図２８に示すように、このリンク作動装置５１は、パラレルリンク機構１と、このパラレルリンク機構１を支持する基台６４と、パラレルリンク機構１を作動させる複数（後記リンク機構４と同数）のアクチュエータ５３と、これらアクチュエータ５３を制御する制御装置５４とを備える。この例では、制御装置５４がコントローラ５６内に設けられているが、制御装置５４はコントローラ５６と別に設けてもよい。

　図２８において、基台６４は縦長の部材であって、その上面にパラレルリンク機構１の基端側のリンクハブ２が固定されている。基台６４の上部の外周にはつば状のベース部材５２が設けられ、このベース部材５２に前記アクチュエータ５３が垂下状態で取付けられている。アクチュエータ５３の数は、リンク機構４と同数の３個である。アクチュエータ５３はロータリアクチュエータからなり、その出力軸に取付けたかさ歯車５７と基端側のリンクハブ２の軸部材１３（図６）に取付けた扇形のかさ歯車５８とが噛み合っている。

　このリンク作動装置５１は、コントローラ５６を操作して各アクチュエータ５３を回転駆動することで、パラレルリンク機構１を作動させる。詳しくは、アクチュエータ５３が回転駆動すると、その回転が一対のかさ歯車５７，５８を介して軸部材１３に伝達されて、基端側のリンクハブ２に対する基端側の端部リンク部材５の角度が変更する。それにより、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の位置および姿勢（以下、「先端位置姿勢」とする）が決まる。ここでは、かさ歯車５７，５８を用いて基端側の端部リンク部材５の角度を変更しているが、その他の機構（例えば、平歯車やウォーム機構）でも良い。

　パラレルリンク機構１を作動させるためのアクチュエータ５３の回転駆動は、コントローラ５６に設けられた指令操作器（図示せず）による指令に基づき、制御装置５４による自動制御で行う。制御装置５４は、コンピュータによる数値制御式のものであり、同期・姿勢制御手段５４ａを有する。同期・姿勢制御手段５４ａは、３つのアクチュエータ５３のすべてが同時に動作を開始して同時に動作を完了するように制御する同期制御と、アクチュエータ５３ごとの動作を制御して、前記先端側のリンクハブ３を任意の姿勢に変更する姿勢制御とを行う。

　姿勢制御は以下のように行う。まず、指令された先端位置姿勢に応じて、各基端側の端部リンク部材５の回転角βｎ（図２９）を求める。ここで言う回転角βｎは、指令された先端位置姿勢に対応する各基端側の端部リンク部材５の回転角（水平面からの角度）のことである。

　回転角βｎ（β１，β２，β３）を求めたなら、アクチュエータ５３（５３_１，５３_２，５３_３）ごとに制御パラメータを決める。各アクチュエータ５３（５３_１，５３_２，５３_３）の制御パラメータは、例えば図３０のような波形になる。すなわち、回転開始からｔ１時までは加速し、ｔ１時からｔ２時までは指令速度Ｖｎ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）を維持し、その後、減速してｔ３時に回転を停止する。アクチュエータ５３_１の場合、ハッチングで示された範囲の面積が、アクチュエータ５３_１の動作量、すなわち基端側の端部リンク部材５の回転角β１を示す。他のアクチュエータ５３_２，５３_３についても同様である。図から明らかなように、同期制御により、各アクチュエータ５３（５３_１，５３_２，５３_３）が同時に動作を開始して同時に動作を完了し、かつ加速時間および減速時間も各アクチュエータ５３（５３_１，５３_２，５３_３）で同じになるように制御されている。

　例えば、前記指令速度Ｖｎ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）は、現在の回転角βｎ（β１，β２，β３）と指令姿勢の回転角βｎ´（β１´，β２´，β３´）との差分の比率で定義されており、指令速度Ｖｎの基準となるベース速度をＶとすると、指令速度Ｖｎは式９で表される。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（式９）
　この場合、ベース速度Ｖは各アクチュエータ５３の指令速度Ｖｎの合成速度となり、どのような状況においても基端側のリンクハブ５の移動速度がほぼ一定となるように制御できる。

　また、指令速度Ｖｎは、最高速度をＶmax、現在の回転角βｎと指令姿勢の回転角βｎ´の差分（βｎ´－βｎ）の最大をΔβmaxとした場合に、式１０で表される関係式を用いて計算しても良い。
　Ｖｎ＝Ｖmax（βｎ´－βｎ）／Δβmax　；（ｎ＝１，２，３）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（式１０）
　この場合、常に少なくても１つのアクチュエータ５３を最高速度で駆動でき、基端側のリンク部材５の回転速度が最大となるように制御できる。

　このように３つのアクチュエータ５３の指令速度Ｖｎを設定することで、３つのアクチュエータ５３の同期制御が可能となる。ベース速度Ｖや最高速度Ｖmaxは、先端側のリンクハブ３の整定時間により調整すればよい。整定時間とは、アクチュエータ５３の動作完了から先端側のリンクハブ３が完全に静止するまでの時間のことである。アクチュエータ５３が回転を開始してから指令速度Ｖｎに達するまでの加速度、および指令速度Ｖｎから回転を停止するまでの減速度は、図３０における直線の傾きで表され、加速時間と指令速度Ｖｎ、並びに減速時間と指令速度Ｖｎによってそれぞれ決まる。

　各アクチュエータ５３の加速時間および減速時間（「加減速時間」とする）は、リンク作動装置１の持つ共振周波数の１周期付近に設定してある。具体的には、リンク作動装置１の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期の範囲内に設定するのが望ましい。その理由を、以下に説明する。なお、ここで言う共振周波数は、先端側のリンクハブ３に搭載物を設置した状態での共振周波数のことである。

　図３１は、加減速時間を一定にしてベース速度Ｖ（または指令速度Ｖｎ）により加減速度を変更した場合における加減速度と整定時間との関係を示すグラフである。また、図３２は、ベース速度Ｖ（または指令速度Ｖｎ）を一定にして加減速時間により加減速度を変更した場合における加減速度と整定時間との関係を示すグラフである。図３１のように、加減速度が小さいほど整定時間が短くなるのが一般的であるが、図３２ではある加減速度までは整定時間は短くなり、その後、整定時間は一定または長くなる傾向が見られる。整定時間の傾向が変わる変曲点は、図３３で示すように、リンク作動装置５１の持つ共振周波数の１周期付近で見られる。

　図３４は、共振周波数の１周期分ごとに加速するステップ加速を行う場合の先端側のリンクハブ３の振動の振幅を示す。先端側のリンクハブ３は半周期後に加速を打ち消す方向に振動するため、ステップ加速後の先端側のリンクハブ３の振動が小さくなると考えられる。そのため、加減速度時間をこの付近（０．８～１．２周期）に設定すれば、整定時間の短縮が可能となる。また、正弦波が最大振幅となるのは、０．７５周期と１．２５周期である。そこで、加速終了後や減速終了後に最大振幅で振動している状態となるのを避けるために、加減速時間をリンク作動装置の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期としている。

　より好ましくは、加減速時間を、リンク作動装置５１の持つ共振周波数の０．９～１．１周期（±１０％）の範囲内に設定すると良い。上記範囲内に加減速時間を設定すれば、加減速終了時の振幅が共振周波数の最大振幅に対して１／２以下となり、余剰エネルギーが小さくなる。その結果、高速動作時でもアクチュエータが動作を完了した後の先端側のリンクハブの振動が小さくなり、さらに先端側のリンクハブの高速で高精度の位置決め動作が可能となると共に、さらなる整定時間の短縮が可能となる。

　このリンク作動装置５１のパラレルリンク機構１は、４つの回転対偶部からなる３節連鎖のリンク機構４を３組備えた構成であり、３組のリンク機構４のうち少なくとも２組にアクチュエータ５３が設けられていれば、先端位置姿勢を確定することができる。しかし、このリンク作動装置５１は、３組すべてのリンク機構４にアクチュエータ５３が設けられており、各アクチュータ５３の回転を冗長制御により制御するようになっている。それにより、どのような先端位置姿勢においても、各アクチュエータ５３の駆動トルクのバランスを良くすることができ、また先端側のリンクハブ３の整定時間を短くできる。さらに、アクチュエータ５３およびその周辺部分のガタやリンク機構４のガタを詰めるように制御できるため、アクチュエータ５３を停止した後のガタによる先端側のリンクハブ３の振動を抑制でき、整定時間が短くなる。

　図３５および図３６は、この発明の第１１実施形態にかかる制御方法が適用されるリンク作動装置６１を示す。このリンク作動装置６１は、図３５に示すように、パラレルリンク機構１を介して、基端側の基台６２に対して先端側に、各種器具等が取付けられる先端取付部材６３を姿勢変更可能に連結したものである。基台６２と、パラレルリンク機構１の基端側のリンクハブ２との間にはスペーサ６７を介在させてある。

　図３６に示すように、このリンク作動装置６１も、コントローラ８６に設けられた指令操作器（図示せず）の指令に基づき、制御装置８４による自動制御で行う。制御装置８４は同期・姿勢制御手段８４ａを有し、この姿勢制御手段８４ａにより、３つのアクチュエータ７０のすべてが同時に動作を開始して同時に動作を完了するように制御する同期制御と、アクチュエータ７０ごとの動作を制御して、前記先端側のリンクハブ３を任意の姿勢に変更する姿勢制御とを行う。それにより、前記同様の作用・効果が得られる。

　この発明の第１２実施形態を図３７により説明する。図３７は、上記制御方法とは別の制御方法によりアクチュエータを制御するリンク作動装置を示す。このリンク作動装置９１は、パラレルリンク機構１が前記リンク作動装置６１のものと同じ構成であるが、前記リンク作動装置５１のものと同じ構成であっても良い。この制御方法は、いずれの場合にも適用できる。

　この制御方法では、先端側のリンクハブ３に、先端側のリンクハブ３にリンク作動装置９１の持つ共振周波数を検出する共振周波数検出用センサ９２を設置する。共振周波数検出用センサ９２は、先端位置姿勢の変化に伴い出力が変動するものであれば良く、例えば加速度ピックアップを用いる。加速度ピックアップは小型で設置し易い。他に、傾斜角センサを用いても良い。また、リンク作動装置９１の基端側に、共振周波数検出用センサ９２の信号から共振周波数を計算する共振周波数測定器９３を設置する。共振周波数測定器９３としては、例えばＦＦＴアナライザを用いる。ＦＦＴアナライザで容易に加速時間および減速時間を設定できる。共振周波数検出用センサ９２と共振周波数測定器９３とは、可撓性のケーブル９４により接続されている。

　この制御方法によると、共振周波数測定器９３により共振周波数検出用センサ９２の信号から共振周波数を計算し、その計算結果に基づいてアクチュエータ（図示せず）の加減速時間の設定値を変更する。これにより、先端負荷やリンク作動装置９１の剛性が変わっても、容易に加速時間および減速時間を更新できる。例えば、先端側のリンクハブ３の搭載物を変更したり取付け位置を変えたりした場合にも、加速時間および減速時間を最適に設定することができる。そのため、どのような状況においても、アクチュエータを停止した後の先端側のリンクハブ３の振動を小さくでき、高速で高精度の位置決め動作が可能となる。

　加速時間および減速時間の更新は、電源投入時に行なってもよく、一定周期ごとに行ってもよく、人為的に任意のタイミングで行ってもよい。また、正常動作時において、共振周波数検出用センサ９２が常に共振周波数を監視し、加速時間および減速時間の設定値と比較して、ずれが生じた場合に自動で加速時間および減速時間の設定値を更新するようにしてもよい。

　前記第３～第９実施形態は、アクチュエータ５３の制御装置５４が前記先端姿勢を、前記基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して前記先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度である折れ角θと、前記基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して前記先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した水平角度である旋回角φとによって規定し、
　前記操作装置５５が、
　前記基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡの延長軸上に原点Ｏが位置し、前記中心軸の延長軸と直交する２次元の直交座標系上の座標位置で、目標とする前記先端姿勢を人為操作で指定する姿勢指定手段と、
　この姿勢指定手段５５ａにより指定された座標位置から、演算により前記折れ角θおよび旋回角φで表される前記先端姿勢を取得する姿勢取得手段５５ｂと、
　この姿勢取得手段５５ｂにより取得された前記先端姿勢の情報を前記制御装置５４に与える姿勢情報付与手段５５ｃと、
　を備える」という前提条件を要件としないつぎの態様１～１０を含む。

　[態様１]
　基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３を、３組以上のリンク機構４を介して姿勢を変更可能に連結し、前記各リンク機構４は、それぞれ前記基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３に一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材７とでなり、前記各リンク機構４は、このリンク機構を直線で表現した幾何学モデルが、前記中央リンク部材７の中央部に対する基端側部分と先端側部分とが対称を成す形状であるパラレルリンク機構１と、このパラレルリンク機構１の前記３組以上のリンク機構４のうち２組以上のリンク機構４を駆動して、前記基端側のリンクハブ２に対する前記先端側のリンクハブ３の姿勢を任意に変更させるアクチュエータ５３と、このアクチュエータ５３の駆動力を対応するリンク機構４へ伝達する駆動伝達機構とを備えたリンク作動装置５１であって、
　前記基端側のリンクハブ２よりも前記先端側のリンクハブ３が下方に位置し、前記パラレルリンク機構１または前記駆動伝達機構７３に、これらパラレルリンク機構１および駆動伝達機構７３の少なくともどちらかから落下する潤滑剤を受ける潤滑剤受け部材２００を設けたリンク作動装置５１。

　リンク作動装置の可動部分であるパラレルリンク機構１は、基端側のリンクハブ２と、先端側のリンクハブ３と、３組以上のリンク機構４とで、基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３が直交２軸方向に移動自在な２自由度機構として構成される。言い換えると、基端側のリンクハブ２に対して先端側のリンクハブ３を、回転が２自由度で姿勢変更自在な機構である。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の可動範囲を広くとれる。例えば、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢの折れ角θは最大で約±９０°であり、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の旋回角φを０°～３６０°の範囲に設定できる。

　パラレルリンク機構１または駆動伝達機構に潤滑剤受け部材２００を設けたことにより、基端側のリンクハブ２に対して先端側のリンクハブ３が下方に位置するようにパラレルリンク機構１を下向きに設置した場合でも、パラレルリンク機構１や駆動伝達機構７３から落下する潤滑剤が、潤滑剤受け部材２００に受けられる。具体的には、パラレルリンク機構１に設けられた軸受１２，１９や駆動伝達機構７３に設けられた歯車５７，５８から漏れ出て、パラレルリンク機構１を伝って落下、または軸受１２，１９や歯車５７，５８から直接落下する潤滑剤が、潤滑剤受け部材２００に受けられる。そのため、下方の被作業物に潤滑剤が掛かることが防止される。潤滑剤受け部材２００は、単にパラレルリンク機構１または駆動伝達機構７３から落下する潤滑剤を受けるだけの簡単な構成であるため、安価に製作することができる。また、潤滑剤受け部材２００は、パラレルリンク機構１または駆動伝達機構７３の下方位置にだけ設ければよく、パラレルリンク機構１の全体を覆うものではないため、コンパクトである。

　言い換えると、潤滑剤受け部材２００を設けると、パラレルリンク機構１の軸受１２，１９や駆動伝達機構７３の歯車５７，５８から少しだけなら潤滑剤が漏れ出ることを許容できるため、軸受取付部や歯車取付部のシール構造を簡素化できる。それにより、軸受等の寸法を小さくして、機構のコンパクト化を図ることができ、パラレルリンク機構１の高速位置決めが可能となる。また、軸受取付部や歯車取付部の潤滑剤の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性に優れる。さらに、コスト低減に繋がる。

　[態様２]
　態様１において、前記潤滑剤受け部材２００は、板状部２０１と、この板状部２０１の外周縁から板状部２０１の表面に対して交差する一方向に突出した突出部２０２とを有する皿状の部材であり、前記突出部２０２前記基端側のリンクハブ２の側を向くように、前記先端側のリンクハブ３に設置されているリンク作動装置５１。

　[態様３]
　態様２において、前記潤滑剤受け部材２００の突出部２０２は、その突出端側が前記先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢに向かって傾いているリンク作動装置。

　[態様４]
　態様３において、前記基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して前記先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度を折れ角θとした場合、前記潤滑剤受け部材２００の突出部２０２の傾き角度を、前記パラレルリンク機構１の動作範囲における前記折れ角の最大値θｍａｘ以上とした作動装置。

　[態様５]
　態様２において、前記潤滑剤受け部材２００は、前記突出部２０２の突出端に結合され前記板状部２０１と平行で内周部に貫通孔が形成された上板２０３を有するリンク作動装置５１。

　[態様６]
　態様１において、前記基端側のリンクハブ２および前記アクチュエータ５３が設置されたベース部材５２と、このベース部材５２に支持されベース部材５２と平行で内周部に貫通孔が形成された固定部材２０５とを有し、前記潤滑剤受け部材２００は、前記先端側のリンクハブ２に固定された板状部２０１と、この板状部２０１と前記固定部材２０５間の全周を覆い、これら両者を互いに連結する伸縮自在な連結部２０７とを有するリンク作動装置５１。

　[態様７]
　態様６において、前記潤滑剤受け部材２００の連結部２０７は、蛇腹状の形状であり、外力が作用しない自然状態よりも小さく圧縮された状態で前記板状部２０１および前記固定部材２０５に組み付けられているリンク作動装置５１。

　[態様８]
　態様６において、前記潤滑剤受け部材２００の連結部２０７は、シート状の弾性材料からなるリンク作動装置５１。

　[態様９]
　態様６ないし態様８のいずれか１項において、前記固定部材２０５は、その外周部に前記ベース部材５２側へ突出する突出部２０６を有するリンク作動装置５１。

　[態様１０]
　態様１において、前記基端側のリンクハブ２および前記アクチュエータ５３が設置されたベース部材５２を有し、前記潤滑剤受け部材２００は、板状部２０１と、この板状部２０１の外周縁から板状部２０１の表面に対して交差する一方向に突出した突出部２０６とを有する皿状の部材であり、前記板状部２０１が前記駆動伝達機構７３の下方を覆い、前記突出部２０６が前記ベース部材５２の側を向くように、前記ベース部材５２または前記駆動伝達機構７３の固定部に設置されているリンク作動装置５１。

　また、前記第１０～第１２実施形態もやはり、前記前提条件を要件としないつぎの態様１１～２３を含む。

　[態様１１]
　基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３を、３組以上のリンク機構４を介して姿勢を変更可能に連結し、前記各リンク機構４は、それぞれ前記基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３に一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材５，６と、これら基端側および先端側の端部リンク部材５，６の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材７とでなり、前記各リンク機構４は、このリンク機構４を直線で表現した幾何学モデルが、前記中央リンク部材７の中央部に対する基端側部分と先端側部分とが対称を成す形状であり、前記３組以上のリンク機構４のうち２組以上のリンク機構４に、前記基端側のリンクハブ２に対する前記先端側のリンクハブ３の姿勢を任意に変更させるアクチュエータ５３を設けたリンク作動装置における、前記アクチュエータ５３の動作を制御する方法であって、
　前記アクチュエータ５３のすべてが同時に動作を開始して同時に動作を完了するように制御する同期制御により、前記アクチュエータ５３ごとの動作を制御して、前記先端側のリンクハブ３を任意の姿勢に変更する姿勢制御を行い、前記すべてのアクチュエータ５３の減速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定して、前記同期制御および姿勢制御を行うリンク作動装置５１の制御方法。

　同時制御を行うことで、すべてのアクチュエータ５３が同時に動作を完了するため、動作完了時における各リンク機構４から先端側のリンクハブ３に作用する力のバランスが良くなり、先端側のリンクハブ３の整定時間が短くなる。なお、整定時間は、アクチュエータ５３の動作完了から先端側のリンクハブ３が完全に静止するまでの時間のことである。

　さらに、先端側のリンクハブ３は共振周波数の約半周期後に加速を打ち消す方向に振動するため、アクチュエータ５３の減速時間がリンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定されていると、周期的に加速するステップ加速を行う場合に、ステップ加速後の先端側のリンクハブ３の振動が小さくなる。その結果、高速動作時でもアクチュエータ５３の動作完了後の先端側のリンクハブ３の振動が小さくなり、先端側のリンクハブ３を高速で高精度の位置決め動作させることが可能となる。なお、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の位置が変わると同時に姿勢も変わるので、位置決め動作は姿勢変更動作と同じ意味である。

　[態様１２]
　態様１１において、前記減速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期の範囲内に設定したリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様１３]
　態様１１または態様１２において、前記すべてのアクチュエータ５３の加速時間を、前記リンク作動装置５１の持つ共振周波数の１周期付近に設定して、前記同期制御および姿勢制御を行うリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様１４]
　態様１３において、前記加速時間を、前記リンク作動装置５１の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期の範囲内に設定したリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様１５]
　態様１１ないし態様１４のいずれか１項において、前記姿勢制御は、目標となる前記先端側のリンクハブ３の姿勢から前記アクチュエータ５３ごとに指令動作量を決定し、前記同期制御は、前記すべてのアクチュエータ５３の指令動作量の比率により各アクチュエータ５３の動作速度を設定するリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様１６]
　態様１５において、前記基端側のリンクハブ２に対する前記基端側の端部リンク部材５の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材５に回転自在に連結された中央リンク部材７の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材６に回転自在に連結された中央リンク部材７の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材５に対する各基端側の端部リンク部材５の円周方向の離間角をδｎ、前記基端側のリンクハブの中心軸ＱＡに対して前記先端側のリンクハブの中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度をθ、前記基端側のリンクハブの中心軸ＱＡに対して前記先端側のリンクハブの中心軸ＱＢが傾斜した水平角度をφとした場合に、
cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、前記姿勢制御における前記各基端側の端部リンク部材５の目標とする回転角を求め、この目標とする回転角と、前記各基端側の端部リンク部材５の現在の回転角との差分により、前記各アクチュエータの指令動作量を算出するリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様１７]
　態様１５において、前記基端側のリンクハブ２に対する前記基端側の端部リンク部材５の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材５に回転自在に連結された中央リンク部材７の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材６に回転自在に連結された中央リンク部材７の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材５に対する各基端側の端部リンク部材５の円周方向の離間角をδｎ、前記基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して前記先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度をθ、前記基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して前記先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した水平角度をφとした場合に、
cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、前記基端側のリンクハブ２に対する前記先端側のリンクハブ３の姿勢と、前記各基端側の端部リンク部材５の回転角との関係を示すテーブルを作成し、このテーブルを用いて、前記姿勢制御における前記各基端側の端部リンク部材５の目標とする回転角を求め、この目標とする回転角と、前記各基端側の端部リンク部材５の現在の回転角との差分により、前記各アクチュエータの指令動作量を算出するリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様１８]
　態様１５ないし態様１７のいずれか１項において、前記各アクチュエータ５３の動作速度は、この動作速度をＶｎ、ベース速度をＶ、前記基端側の端部リンク部材５の現在の回転角をβｎ、前記姿勢制御における前記基端側の端部リンク部材５の目標とする回転角をβｎ´とした場合に、

で表される式を用いて計算するリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様１９]
　態様１５ないし態様１７のいずれか１項において、前記各アクチュエータ５３の動作速度は、この動作速度をＶｎ、最高速度をＶmax、前記基端側の端部リンク部材５の現在の回転角をβｎ、前記姿勢制御における前記基端側の端部リンク部材５の目標とする回転角をβｎ´、（βｎ´－βｎ）の最大値をΔβmaxとした場合、
Ｖｎ＝Ｖmax（βｎ´－βｎ）／Δβmax
で表される式を用いて計算するリンク作動装置の制御方法。

　[態様２０]
　態様１１ないし態様１９のいずれか１項において、前記３組以上のリンク機構４のすべてに、前記基端側のリンクハブ２に対する前記先端側のリンクハブ３の姿勢を任意に変更させるアクチュエータ５３を設け、これら各アクチュエータ５３を冗長制御により制御するリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様２１]
　態様１１ないし態様２０のいずれか１項において、前記先端側のリンクハブ３に前記リンク作動装置５１の持つ共振周波数を検出する共振周波数検出用センサ９２を設置し、その信号から共振周波数測定器９３により共振周波数を計算し、その計算結果から前記アクチュエータ５３の加速時間および減速時間の設定値を更新するリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様２２]
　態様２１において、前記共振周波数検出用センサ９２として加速度ピックアップを用い、かつ前記共振周波数測定器９３としてＦＦＴアナライザを用いたリンク作動装置５１の制御方法。

　[態様２３]
　基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３を、３組以上のリンク機構４を介して姿勢を変更可能に連結し、前記各リンク機構４は、それぞれ前記基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３に一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材５，６と、これら基端側および先端側の端部リンク部材５，６の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材７とでなり、前記各リンク機構４は、このリンク機構４を直線で表現した幾何学モデルが、前記中央リンク部材７の中央部に対する基端側部分と先端側部分とが対称を成す形状であり、前記３組以上のリンク機構のうち２組以上のリンク機構４に、前記基端側のリンクハブ２に対する前記先端側のリンクハブ３の姿勢を任意に変更させるアクチュエータ５３を設けたリンク作動装置５１における、前記アクチュエータ５３の動作を制御する装置であって、前記アクチュエータ５３のすべてが同時に動作を開始して同時に動作を完了するように制御する同期制御により、前記アクチュエータ５３ごとの動作を制御して、前記先端側のリンクハブ３を任意の姿勢に変更する姿勢制御を行い、前記すべてのアクチュエータ５３の減速時間を、前記リンク作動装置５１の持つ共振周波数の１周期付近に設定して、前記同期制御および姿勢制御を行う同期・姿勢制御手段５４ａを設けたことを特徴とするリンク作動装置５１の制御装置。

　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態および応用形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。

１…パラレルリンク機構
２…基端側のリンクハブ
３…先端側のリンクハブ
４…リンク機構
５…基端側の端部リンク部材
６…先端側の端部リンク部材
７…中央リンク部材
５１，６１…リンク作動装置
５２，６２…ベース部材
５３，７０…アクチュエータ
５４，８４…制御装置
５４ａ，８４ａ…同期・姿勢制御手段
５５，８５…操作装置
５５ａ…姿勢指定手段
５５ｂ…姿勢取得手段
５５ｃ…姿勢情報付与手段
９２…共振周波数検出センサ
９３…共振周波数測定器
１００…直交座標系
２００，２１０…潤滑剤受け部材
Ｏ…原点
ＱＡ…基端側のリンクハブの中心軸
ＱＡ´…延長軸
ＱＢ…先端側のリンクハブの中心軸
θ…折れ角
φ…旋回角

Claims

　アクチュエータを介してリンク作動装置を操作する操作装置であって、
　基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが、３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、
　前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、
　かつ、このリンク機構を直線で表現した幾何学モデルが、前記中央リンク部材の中央部に対する基端側部分と先端側部分とが対称を成す形状であるパラレルリンク機構であり、
　さらに、前記パラレルリンク機構の前記３組以上のリンク機構のうち２組以上のリンク機構に設けられて、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢である先端姿勢を任意に変更させる前記アクチュエータと、
　このアクチュエータを制御する制御装置とを備え、
　前記制御装置は、前記先端姿勢を、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度である折れ角と、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した水平角度である旋回角とによって規定し、
　前記操作装置は、
　前記基端側のリンクハブの中心軸の延長軸上に原点が位置し、前記中心軸の延長軸と直交する２次元の直交座標系上の座標位置で、目標とする前記先端姿勢を人為操作で指定する姿勢指定手段と、
　この姿勢指定手段により指定された座標位置から、演算により前記折れ角および旋回角で表される前記先端姿勢を取得する姿勢取得手段と、
　この姿勢取得手段により取得された前記先端姿勢の情報を前記制御装置に与える姿勢情報付与手段と、
　を備えるリンク作動装置の操作装置。
　請求項１において、前記姿勢取得手段は、前記折れ角および旋回角で表される前記先端姿勢を取得するための演算として、最小二乗法による収束演算を用いるリンク作動装置の操作装置。
　請求項１において、前記制御装置は、前記基端側のリンクハブに対する前記基端側の端部リンク部材の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材に対する各基端側の端部リンク部材の円周方向の離間角をδｎ、前記折れ角をθ、前記旋回角をφとした場合に、
　cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、目標とする前記先端姿勢における前記各基端側の端部リンク部材の回転角を求め、この求められた回転角と、現在の前記先端姿勢における前記各基端側の端部リンク部材の回転角との差分から、前記各アクチュエータの指令動作量を算出するリンク作動装置の操作装置。
　請求項１において、前記制御装置は、前記基端側のリンクハブに対する前記基端側の端部リンク部材の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材に対する各基端側の端部リンク部材の円周方向の離間角をδｎ、前記折れ角をθ、前記旋回角をφとした場合に、
　cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、前記先端姿勢と前記各基端側の端部リンク部材の回転角との関係を示すテーブルを作成しておき、このテーブルを用いて、目標とする前記先端姿勢における前記各基端側の端部リンク部材の回転角を求め、この求められた回転角と、現在の前記各基端側の端部リンク部材の回転角との差分から、前記各アクチュエータの指令動作量を算出するリンク作動装置の操作装置。
　請求項１において、前記姿勢指定手段は、前記直交座標系上での座標位置の指示を、数値入力により行うリンク作動装置の操作装置。
　請求項５において、前記姿勢指定手段は、前記直交座標系上での座標位置の指示を、定められた基準点に対する絶対座標の数値入力、または現在の座標位置から目標とする座標位置までの差分を数値入力により行うリンク作動装置の操作装置。
　請求項１において、前記姿勢指定手段は、前記直交座標系上での座標位置を、操作時間または操作回数に応じて決まる操作量で指定するリンク作動装置の操作装置。
　請求項１に記載のリンク作動装置がアクチュエータの駆動力を対応するリンク機構へ伝達する減速部を備え、
　前記基端側のリンクハブよりも前記先端側のリンクハブが下方に位置し、前記パラレルリンク機構または前記減速部に、これらパラレルリンク機構および減速部の少なくともどちらかから落下する潤滑剤を受ける潤滑剤受け部材を設けたリンク作動装置。
　請求項８において、前記潤滑剤受け部材は、板状部と、この板状部の外周縁から板状部の表面に対して交差する一方向に突出した突出部とを有する皿状の部材であり、前記突出部が前記基端側のリンクハブの側を向くように、前記先端側のリンクハブに設置されているリンク作動装置。
　請求項９において、前記潤滑剤受け部材の突出部は、その突出端側が前記先端側のリンクハブの中心軸に向かって傾いているリンク作動装置。
　請求項１０において、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度を折れ角とした場合、前記潤滑剤受け部材の突出部の傾き角度を、前記パラレルリンク機構の動作範囲における前記折れ角の最大値以上とした作動装置。
　請求項９において、前記潤滑剤受け部材は、前記突出部の突出端に結合され前記板状部と平行で内周部に貫通孔が形成された上板を有するリンク作動装置。
　請求項８において、さらに、前記基端側のリンクハブおよび前記アクチュエータが設置されたベース部材と、このベース部材に支持されベース部材と平行で内周部に貫通孔が形成された固定部材とを有し、
　前記潤滑剤受け部材は、前記先端側のリンクハブに固定された板状部と、この板状部と前記固定部材間の全周を覆い、これら両者を互いに連結する伸縮自在な連結部とを有するリンク作動装置。
　請求項１３において、前記潤滑剤受け部材の連結部は、蛇腹状の形状であり、外力が作用しない自然状態よりも小さく圧縮された状態で前記板状部および前記固定部材に組み付けられているリンク作動装置。
　請求項１３において、前記潤滑剤受け部材の連結部は、シート状の弾性材料からなるリンク作動装置。
　請求項１３において、前記固定部材は、その外周部に前記ベース部材側へ突出する突出部を有するリンク作動装置。
　請求項８において、さらに、前記基端側のリンクハブおよび前記アクチュエータが設置されたベース部材を有し、
　前記潤滑剤受け部材は、板状部と、この板状部の外周縁から板状部の表面に対して交差する一方向に突出した突出部とを有する皿状の部材であり、前記板状部が前記減速部の下方を覆い、前記突出部が前記ベース部材の側を向くように、前記ベース部材または前記減速部の固定部に設置されているリンク作動装置。
　請求項１に記載のリンク作動装置における、前記アクチュエータの動作を制御する制御方法であって、
　前記アクチュエータのすべてが同時に動作を開始して同時に動作を完了するように制御する同期制御により、前記アクチュエータごとの動作を制御して、前記先端側のリンクハブを任意の姿勢に変更する姿勢制御を行い、前記すべてのアクチュエータの減速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定して、前記同期制御および姿勢制御を行うリンク作動装置の制御方法。
　請求項１８において、前記減速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期の範囲内に設定したリンク作動装置の制御方法。
　請求項１８において、前記すべてのアクチュエータの加速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定して、前記同期制御および姿勢制御を行うリンク作動装置の制御方法。
　請求項２０において、前記加速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の０．８ないし１．２周期の範囲内に設定したリンク作動装置の制御方法。
　請求項１８において、前記姿勢制御は、目標となる前記先端側のリンクハブの姿勢から前記アクチュエータごとに指令動作量を決定し、前記同期制御は、前記すべてのアクチュエータの指令動作量の比率により各アクチュエータの動作速度を設定するリンク作動装置の制御方法。
　請求項２２において、前記基端側のリンクハブに対する前記基端側の端部リンク部材の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材に対する各基端側の端部リンク部材の円周方向の離間角をδｎ、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度をθ、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した水平角度をφとした場合に、
　cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、前記姿勢制御における前記各基端側の端部リンク部材の目標とする回転角を求め、この目標とする回転角と、前記各基端側の端部リンク部材の現在の回転角との差分により、前記各アクチュエータの指令動作量を算出するリンク作動装置の制御方法。
　請求項２２において、前記基端側のリンクハブに対する前記基端側の端部リンク部材の回転角をβｎ、前記基端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸と、前記先端側の端部リンク部材に回転自在に連結された中央リンク部材の連結端軸とが成す角度をγ、基準となる基端側の端部リンク部材に対する各基端側の端部リンク部材の円周方向の離間角をδｎ、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度をθ、前記基端側のリンクハブの中心軸に対して前記先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した水平角度をφとした場合に、
　cos（θ／２）sinβｎ－sin（θ／２）sin（φ＋δｎ）cosβｎ＋sin（γ／２）＝０
で表される式を逆変換することにより、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢と、前記各基端側の端部リンク部材の回転角との関係を示すテーブルを作成し、このテーブルを用いて、前記姿勢制御における前記各基端側の端部リンク部材の目標とする回転角を求め、この目標とする回転角と、前記各基端側の端部リンク部材の現在の回転角との差分により、前記各アクチュエータの指令動作量を算出するリンク作動装置の制御方法。
　請求項２２において、前記各アクチュエータの動作速度は、この動作速度をＶｎ、ベース速度をＶ、前記基端側の端部リンク部材の現在の回転角をβｎ、前記姿勢制御における前記基端側の端部リンク部材の目標とする回転角をβｎ´とした場合に、

で表される式を用いて計算するリンク作動装置の制御方法。
　請求項２２において、前記各アクチュエータの動作速度は、この動作速度をＶｎ、最高速度をＶmax、前記基端側の端部リンク部材の現在の回転角をβｎ、前記姿勢制御における前記基端側の端部リンク部材の目標とする回転角をβｎ´、（βｎ´－βｎ）の最大値をΔβmaxとした場合、
Ｖｎ＝Ｖmax（βｎ´－βｎ）／Δβmax
で表される式を用いて計算するリンク作動装置の制御方法。
　請求項１８において、前記３組以上のリンク機構のすべてに、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更させるアクチュエータを設け、これら各アクチュエータを冗長制御により制御するリンク作動装置の制御方法。
　請求項１８において、前記先端側のリンクハブに前記リンク作動装置の持つ共振周波数を検出する共振周波数検出用センサを設置し、その信号から共振周波数測定器により共振周波数を計算し、その計算結果から前記アクチュエータの加速時間および減速時間の設定値を更新するリンク作動装置の制御方法。
　請求項２８において、前記共振周波数検出用センサとして加速度ピックアップを用い、かつ前記共振周波数測定器としてＦＦＴアナライザを用いたリンク作動装置の制御方法。
　請求項１に記載のリンク作動装置における、前記アクチュエータの動作を制御するリンク作動装置の制御装置であって、
　前記アクチュエータのすべてが同時に動作を開始して同時に動作を完了するように制御する同期制御により、前記アクチュエータごとの動作を制御して、前記先端側のリンクハブを任意の姿勢に変更する姿勢制御を行い、前記すべてのアクチュエータの減速時間を、前記リンク作動装置の持つ共振周波数の１周期付近に設定して、前記同期制御および姿勢制御を行う同期・姿勢制御手段を設けたリンク作動装置の制御装置。