WO2020075779A1

WO2020075779A1 - パラレルリンク機構およびリンク作動装置

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Publication number: WO2020075779A1
Application number: PCT/JP2019/039901
Authority: WO
Inventors: 朗弘林; 浩史福丸; 大河岡本; 賢蔵野瀬; 英樹松澤; 浩磯部; 清悟坂田
Original assignee: 国立大学法人九州工業大学; Ntn株式会社
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2020-04-16
Also published as: EP3865731A4; US11668375B2; CN112888878A; US20210388887A1; EP3865731A1

Abstract

パラレルリンク機構（１０）は、基端部材（１）と、３つ以上のリンク機構（１１）とを備える。３つ以上のリンク機構（１１）は、基端部材（１）と先端部材（８）とを接続するように構成される。３つ以上のリンク機構（１１）において、第１回転対偶部の第１中心軸（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と、第２回転対偶部の第２中心軸（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）とは球面リンク中心点（３０）で交わる。３つ以上のリンク機構（１１）のそれぞれにおける第５回転対偶部の第５中心軸は重なるとともに、球面リンク中心点（３０）と交わる。

Description

パラレルリンク機構およびリンク作動装置

　この発明は、パラレルリンク機構およびリンク作動装置に関する。

　従来、医療機器や産業機器などの各種装置に用いられるパラレルリンク機構が知られている（たとえば、特開２０００－９４２４５号公報（特許文献１）および米国特許第５，８９３，２９６号明細書（特許文献２）参照）。

特開２０００－９４２４５号公報米国特許第５，８９３，２９６号明細書

　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。このため、トラベリングプレートの作動範囲を大きく設定すると、リンク長が長くなることにより、機構全体の寸法が大きくなって装置の大型化を招くという問題がある。

　特許文献２のパラレルリンク機構は、基端部材としての基端側のリンクハブと先端部材としての先端側のリンクハブとを、４節連鎖の３組以上のリンク機構を介して連結した構成としている。特許文献２のパラレルリンク機構では、基端部材に対し先端部材の姿勢が変更可能になっている。特許文献２のパラレルリンク機構は、コンパクトでありながら、高速、高精度で、広範な作動範囲の動作が可能である。

　しかし、特許文献２のパラレルリンク機構は、先端部材の位置により当該先端部材の移動経路の回転半径が変化するとともに、当該先端部材の回転移動における回転中心の位置を固定できない。すなわち、基端部材から見て、先端部材は固定された回転中心から一定の半径を有する球面上を移動できないため、先端部材の動作をイメージしにくいという課題があった。さらに、先端部材は基端部材に対して回転２自由度で動作するため、先端部材の回転移動と独立して当該先端部材の回転半径を制御することができないという課題もあった。

　この発明の目的は、固定された回転中心から一定の半径を有する球面上を先端部材が移動可能であるとともに、当該先端部材の回転半径を回転移動とは独立して制御可能なパラレルリンク機構およびリンク作動装置を提供することである。

　本開示に従ったパラレルリンク機構は、基端部材と、３つ以上のリンク機構とを備える。３つ以上のリンク機構は、基端部材と先端部材とを接続するように構成される。３つ以上のリンク機構は、先端部材の基端部材に対する姿勢を変更可能である。３つ以上のリンク機構のそれぞれは、第１～第４リンク部材を含む。第１リンク部材は、基端部材に第１回転対偶部において回転可能に接続される。第２リンク部材は、第１リンク部材に第２回転対偶部において回転可能に接続される。第３リンク部材は、第２リンク部材に第３回転対偶部において回転可能に接続される。第４リンク部材は、第３リンク部材に第４回転対偶部において回転可能に接続される。第４リンク部材は、さらに、先端部材に第５回転対偶部において回転可能に接続されるように構成される。３つ以上のリンク機構において、第１回転対偶部の第１中心軸と、第２回転対偶部の第２中心軸とは球面リンク中心点で交わる。３つ以上のリンク機構のそれぞれにおける第５回転対偶部の第５中心軸は重なるとともに、球面リンク中心点と交わる。

　本開示に従ったリンク作動装置は、上記パラレルリンク機構と、姿勢制御用駆動源とを備える。姿勢制御用駆動源は、３つ以上のリンク機構のうち少なくとも３つのリンク機構に設置され、基端部材に対する先端部材の姿勢を任意に変更する。

　本開示に従ったリンク作動装置は、基端部材と、３つ以上のリンク機構とを備える。３つ以上のリンク機構は、基端部材と先端部材とを接続するように構成される。３つ以上のリンク機構は、先端部材の基端部材に対する姿勢を変更可能である。３つ以上のリンク機構のそれぞれは、第１～第４リンク部材を含む。第１リンク部材は、基端部材に第１回転対偶部において回転可能に接続される。第２リンク部材は、第１リンク部材に第２回転対偶部において回転可能に接続される。第３リンク部材は、第２リンク部材に第３回転対偶部において回転可能に接続される。第４リンク部材は、第３リンク部材に第４回転対偶部において回転可能に接続される。第４リンク部材は、さらに、先端部材に第５回転対偶部において回転可能に接続されるように構成される。３つ以上のリンク機構において、第１回転対偶部の第１中心軸と、第２回転対偶部の第２中心軸とは球面リンク中心点で交わる。３つ以上のリンク機構のそれぞれにおける第５回転対偶部の第５中心軸は重なるとともに、球面リンク中心点と交わる。当該リンク作動装置は、姿勢制御用駆動源と、作業体取り付け部材とをさらに備える。姿勢制御用駆動源は、３つ以上のリンク機構のうち少なくとも３つのリンク機構に設置され、基端部材に対する先端部材の姿勢を任意に変更する。作業体取り付け部材は３つ以上の第４リンク部材のいずれかに固定されている。

　本開示は、基端部材と、基端部材と先端部材とを接続するように構成された少なくとも３つのリンク機構とを備えるパラレルリンク機構を用いて、先端部材の位置および姿勢を制御するリンク作動装置に関する。少なくとも３つのリンク機構の各々は、基端部材に第１回転対偶部において回転可能に接続された第１リンク部材と、第１リンク部材に第２回転対偶部において回転可能に接続された第２リンク部材と、第２リンク部材に第３回転対偶部において回転可能に接続された第３リンク部材と、第３リンク部材に第４回転対偶部において回転可能に接続された第４リンク部材とを含む。少なくとも３つのリンク機構の各々において、第１回転対偶部の第１中心軸と、第２回転対偶部の第２中心軸とは単一の球面リンク中心点で交わる。少なくとも３つのリンク機構の各第４リンク部材は、互いに第５回転対偶部において回転可能に接続される。第５回転対偶部の第５中心軸は球面リンク中心点を通る。少なくとも３つのリンク機構のうちのいずれか１つのリンク機構の第４リンク部材は、第５回転対偶部において先端部材に固定される。リンク作動装置は、第１～第３の姿勢制御用駆動源と、制御装置とを備える。第１～第３の姿勢制御用駆動源は、少なくとも３つのリンク機構のうちの第１～第３のリンク機構にそれぞれ対応して設けられ、対応する第１リンク部材の第１回転対偶部における回転角を変更するように構成される。制御装置は、第１～第３の姿勢制御用駆動源に流れる電流値または電流指令値に基づいて第１～第３の姿勢制御用駆動源のそれぞれのトルクを推定し、推定したトルクに基づいて先端部材に作用する荷重を推定するように構成される。

　好ましくは、制御装置は、推定した各姿勢制御用駆動源のトルクの変化量から先端部材、または先端部材に搭載した作業体に衝突が発生したことを検出し、第１～第３姿勢制御用駆動源の動作を中断させる。

　好ましくは、先端部材には、作業体が搭載される。制御装置は、推定した第１～第３姿勢制御用駆動源のトルクを観測しながら、作業体が把持する部材を他の部材に押し込む作業または作業体が把持する部材を他の部材から引き抜く作業を行なうように第１～第３姿勢制御用駆動源を制御する。

　上記によれば、固定された回転中心から一定の半径を有する球面上を先端部材が移動可能であるとともに、当該先端部材の回転半径を回転移動とは独立して制御可能なパラレルリンク機構およびリンク作動装置が得られる。

　上記によれば、重量の大きい作業体を取り付けて高速で高精度な動作を実現できるとともに、当該先端部材の回転半径を回転移動とは独立して制御可能なリンク作動装置が得られる。

　上記によれば、先端部の荷重のフィードバックが可能となり、リンク作動装置が作業可能な内容が増えるとともに、安全性を向上させることができる。

実施の形態１に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図１に示したパラレルリンク機構の正面模式図である。図２の線分ＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面模式図である。図３の線分ＩＶ－ＩＶにおける断面模式図である。図１に示したパラレルリンク機構において先端部材の姿勢を変更した状態を示す斜視模式図である。実施の形態２に係るパラレルリンク機構の断面模式図である。図６の線分ＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面模式図である。実施の形態３に係るリンク作動装置の斜視模式図である。図８に示したリンク作動装置の断面模式図である。実施の形態４に係るリンク作動装置を示す斜視模式図である。実施の形態５に係るリンク作動装置を示す斜視模式図である。実施の形態６に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図１２に示したパラレルリンク機構の断面模式図である。実施の形態７に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。実施の形態８に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着される前の状態を示す斜視模式図である。実施の形態８に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。図１６に示したリンク作動装置の正面模式図である。図１７の線分ＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩにおける断面模式図である。図１８の線分ＸＩＸ－ＸＩＸにおける断面模式図である。図１９中の点線で囲まれた領域ＸＸの構成をより詳細に示す拡大断面模式図である。図１５に示したリンク作動装置において先端部材の姿勢を変更した状態を示す斜視模式図である。図１６のリンク作動装置の作業体取り付け部材に、作業体が取り付けられた態様を示す斜視模式図である。図２２に示す実施の形態８のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。実施の形態９に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。図２４に示す実施の形態９のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。実施の形態１０に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。図２６に示す実施の形態１０のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。本実施の形態１１に係るリンク作動装置の概略構成を示す図である。本実施の形態１１に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図２９に示したパラレルリンク機構の正面模式図である。図３０の線分ＸＸＸＩ－ＸＸＸＩにおける断面模式図である。図３１の線分ＸＸＸＩＩ－ＸＸＸＩＩにおける断面模式図である。図２９に示したパラレルリンク機構において先端部材の姿勢を変更した状態を示す斜視模式図である。動作中に干渉が生じた場合（衝突した場合）の各モータのトルクを示すグラフである。リンク作動装置の先端部材に干渉が生じた際のトルクの乱れを検出して、制御を行なう例を説明するための図である。制御装置に設けた、各モータに作用するトルクのデータベースの一例を示す図である。荷重推定を応用した第１の作業例を示す図である。計算によって作業体にかかる荷重を測定および推定する手法を示すフローチャートである。テーブルによって作業体にかかる荷重を測定および推定する手法を示すフローチャートである。荷重推定を応用した第２の作業例を示す図である。ピンの押し込み作業を説明するためのフローチャートである。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

　（実施の形態１）
　＜パラレルリンク機構の構成＞
　図１は、本発明の施の形態１に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図２は、図１に示したパラレルリンク機構の正面模式図である。図３は、図２の線分ＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面模式図である。図４は、図３の線分ＩＶ－ＩＶにおける断面模式図である。

　図１～図４に示したパラレルリンク機構１０は、基端部材１と、先端部材８と、３つのリンク機構１１とを備える。基端部材１は平面形状が円形状の板状体である。なお、基端部材１の形状は任意の形状とすることができる。たとえば基端部材１の平面形状を四角形状、三角形状などの多角形状、あるいは楕円形状、半円形状などとしてもよい。また、リンク機構１１の数は３以上であればよく、たとえば４または５としてもよい。

　３つのリンク機構１１は、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を変更可能な状態で、基端部材１と先端部材８とを接続する。３つのリンク機構１１のそれぞれは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃ、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃ、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃおよび第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃを含む。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは、基端部材１に第１回転対偶部において回転可能に接続される。具体的には、基端部材１の外周部に基端接続部２ａ、２ｂ、２ｃが設置されている。基端接続部２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれ基端部材１の表面に固定されたベース部２１と、当該ベース部２１から外周側に突出するように形成された軸部２２とを含む。当該軸部２２は第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの貫通孔４３に挿入されている。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの貫通孔４３から突出した軸部２２の先端部には固定部材の一例であるナット３ａ、３ｂ、３ｃが固定されている。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは軸部２２を中心に回転可能になっている。軸部２２と当該軸部２２が挿入された貫通孔４３が形成された第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの部分とにより第１回転対偶部が構成される。

　第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは円弧状にのびる棒状の部材である。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの一方端部に上記貫通孔４３が形成されている。図３に示すように、基端部材１の表面に垂直な方向から見た平面視において、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの内周側表面は曲面状になっている。上記平面視における当該内周側表面の曲率半径は、基端部材１の外周の曲率半径より小さい。なお、上記内周側表面の曲率半径は、基端部材１の外周の曲率半径と同じでもよく、当該外周の曲率半径より大きくてもよい。また、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの形状は円弧状以外の形状でもよい。たとえば、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの形状は直線状に延びる棒状であってもよいし、屈曲部を含む棒状であってもよい。図３に示すように、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは基端部材１の外周より外側に配置されている。

　第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃにおいて貫通孔４３が形成された一方端部と反対側に位置する他方端部４１には、軸部４２が形成されている。軸部４２は基端部材１の外周から外側に向けて延びるように形成されている。軸部４２は第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの基端部材１に面する内周側側面と反対側の外周側側面に形成されている。軸部４２は第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの貫通孔６３に挿入されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの貫通孔６３から突出した軸部４２の先端部には固定部材の一例であるナット５ａ、５ｂ、５ｃが固定されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは軸部４２を中心に回転可能になっている。軸部４２と当該軸部４２が挿入された貫通孔６３が形成されている第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの部分とにより第２回転対偶部が構成される。つまり、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃに第２回転対偶部において回転可能に接続される。

　基端接続部２ａ、２ｂ、２ｃにおける軸部２２の中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃは第１回転対偶部の中心軸に相当する。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの他方端部４１における軸部４２の中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃは第２回転対偶部の中心軸に相当する。図１および図３に示すように、上記軸部２２の中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと軸部４２の中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとは球面リンク中心点３０において交差する。この交差は必要条件であり、球面リンク中心点３０に、上記第１回転対偶部の中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと第２回転対偶部の中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃが交差するならば、第１および第２回転対偶部の配置は任意に変更可能である。

　第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは直線状に延びる棒状の部材である。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの一方端部に上記貫通孔６３が形成されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの形状は直線状に延びる棒状以外の任意の形状としてもよい。たとえば、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃを円弧状に延びる棒状体などとしてもよい。図１および図３に示すように、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃが基端部材１の表面に沿って延びるように配置された状態で、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは基端部材１の外周より外側に配置される。なお、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは基端部材１の外周と重なる位置に配置されてもよく、基端部材１の外周より内側に配置されてもよい。

　第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃにおいて貫通孔６３が形成された一方端部と反対側に位置する他方端部には、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部を受け入れる凹部が形成されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部には、凹部に面する位置に貫通孔が形成されている。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部にも貫通孔が形成されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部における貫通孔と、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部における貫通孔７３とは直線状に並ぶように配置される。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部における貫通孔と、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部における貫通孔７３とには連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃが挿入されている。連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃは第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃとを相対的に回転可能な状態で連結する。連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃはたとえばボルトおよびナットである。連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃと第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部と第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部とにより第３回転対偶部が構成される。つまり、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃとは第３回転対偶部において回転可能に接続される。

　連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃの中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃは第３回転対偶部における中心軸に相当する。中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃはそれぞれ中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃと直交する方向に延びる。

　第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃは直線状に延びる棒状の部材である。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部に上記貫通孔７３が形成されている。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの形状は直線状に延びる棒状以外の任意の形状としてもよい。たとえば、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃを円弧状に延びる棒状体などとしてもよい。

　第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃにおいて貫通孔７３が形成された一方端部と反対側に位置する他方端部には、貫通孔７４が形成されている。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃには、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部を受け入れる凹部が形成されている。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの上記凹部に面する壁部８３には、凹部に繋がる貫通孔が形成されている。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部における貫通孔７４と、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの壁部８３に形成された貫通孔とは直線状に並ぶように配置される。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部における貫通孔７４と、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの壁部８３における貫通孔とには連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃが挿入されている。連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃは第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃと第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃとを相対的に回転可能な状態で連結する。連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃはたとえばボルトおよびナットである。連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部と第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの壁部８３とにより第４回転対偶部が構成される。つまり、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃと第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃとは第４回転対偶部において回転可能に接続される。

　連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃは第４回転対偶部における中心軸に相当する。中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃはそれぞれ中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃと平行な方向に延びる。

　第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、それぞれ壁部８３に接続されたベース部８１ａ～８１ｃを含む。ベース部８１ａ～８１ｃの平面形状は円形状である。ベース部８１ａの中央には図４に示すように中心軸８２が設けられている。第４リンク部材８ｂのベース部８１ｂはベース部８１ａに重なるように配置される。ベース部８１ｂの中央には貫通孔が形成されている。第４リンク部材８ｃのベース部８１ｃはベース部８１ｂ上に重なるように配置されている。ベース部８１ｃの中央には貫通孔が形成されている。ベース部８１ｂ、８１ｃは、それぞれの貫通孔に中心軸８２が挿入された状態で、ベース部８１ａ上に積層されている。中心軸８２の先端部には固定部材としてのナット９が設置されている。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、中心軸８２を中心とした互いに独立に回転可能になっている。図１～図４に示したパラレルリンク機構１０では、積層配置された第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの中心軸８２またはベース部８１ａ～８１ｃを先端部材８とみることができる。なお、先端部材として、別の部材を中心軸８２またはベース部８１ａ～８１ｃのいずれかと接続してもよい。上記のような構成において、ベース部８１ａ～８１ｃと中心軸８２とナット９とから第５回転対偶部が構成される。図１からわかるように、３つのリンク機構１１の第５回転対偶部の第５中心軸１９は重なるように配置される。つまり、複数のリンク機構１１の第５回転対偶部は１カ所に重なるように配置されている。なお、中心軸８２としてはベース８１ａと別部材であるボルトなどを用いてもよい。この場合、ベース部８１ａの中央部に当該ボルトを挿入する貫通孔が形成される。

　第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃにおいては、第４回転対偶部の第４中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、第５回転対偶部の第５中心軸１９とがねじれた配置になっている。より具体的には、第４回転対偶部の第４中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、第５回転対偶部の第５中心軸１９とは互いに直交する方向に延びている。

　図１および図３に示すように、第１回転対偶部の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、第２回転対偶部の第２中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。また、図４に示すように、リンク機構１１のそれぞれにおける第５回転対偶部の第５中心軸１９は重なるとともに、球面リンク中心点３０と交わる。なお、上記の関係を満たせば各対偶部の配置は任意に設定できる。

　＜パラレルリンク機構の動作＞
　図５は、図１に示したパラレルリンク機構において先端部材の姿勢を変更した状態を示す斜視模式図である。図５に示すように、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの第１回転対偶部における第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃまわりの回転角度をそれぞれ変更することにより、先端部材８の位置を任意に変更することができる。図５では、第１リンク部材４ｂの第１中心軸１５ｂまわりの回転角度を相対的に大きくすることで、先端部材８において第４リンク部材８ｂ側が上方に持上げられるとともに、先端部材中心３１から見て第４リンク部材８ｂが位置する側と反対側に先端部材８全体が移動している。

　図１～図５に示したパラレルリンク機構１０では、上述のような構成とすることにより、球面リンク中心点３０を中心とした球面上を先端部材８が動作する。すなわち、先端部材８の姿勢は、図５に示すように球面リンク中心点３０を原点とした３次元の極座標（ｒ，θ，φ）で表すことができる。ここでいう折れ角θとは、先端部材中心３１から垂直方向に降ろした線が、基端部材１と第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃとの接続部である第１回転対偶部の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃを含む平面と交わる点と球面リンク中心点３０とを通る直線と、先端部材中心軸である第５中心軸１９とが成す角度である。旋回角φとは、先端部材中心３１から垂直方向に降ろした線が、第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃを含む平面と交わる点と球面リンク中心点３０とを通る直線と、第１のリンク機構１１に第１回転対偶部の第１中心軸１５ａとが成す角度である。また、中心間距離ｒとは、球面リンク中心点３０と先端部材中心３１との距離である。

　＜作用効果＞
　本開示に従ったパラレルリンク機構１０は、基端部材１と、３つ以上のリンク機構１１とを備える。３つ以上のリンク機構１１は、基端部材１と先端部材８とを接続するように構成される。３つ以上のリンク機構１１は、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を変更可能である。３つ以上のリンク機構１１のそれぞれは、第１～第４リンク部材を含む。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは、基端部材１に第１回転対偶部において回転可能に接続される。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃに第２回転対偶部において回転可能に接続される。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃは、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃに第３回転対偶部において回転可能に接続される。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃに第４回転対偶部において回転可能に接続される。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、さらに、先端部材８に第５回転対偶部において回転可能に接続されるように構成される。３つ以上のリンク機構１１において、第１回転対偶部の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、第２回転対偶部の第２中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。３つ以上のリンク機構１１のそれぞれにおける第５回転対偶部の第５中心軸１９は重なるとともに、球面リンク中心点３０と交わる。

　このようにすれば、３つ以上のリンク機構１１のそれぞれが第１～第５回転対偶部を有する５節連鎖構造となっているので、基端部材１に対して先端部材８を、球面リンク中心点３０を中心とした回転２自由度と、第５中心軸１９に沿った方向の１自由度という合計３自由度で移動させることができる。このため、基端部材１に対して先端部材８を、上記球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動させることができるとともに、当該球面に沿った移動とは独立して第５中心軸１９に沿った方向にも移動させることができる。この結果、先端部材８を上記球面に沿って移動させるとともに、先端部材８が沿って移動する球面の半径を調整できるので、先端部材８が一定半径の球面に沿ってしか移動できない場合よりも先端部材８の可動範囲を大きくできる。なお、ここで第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃが、先端部材８に第５回転対偶部において回転可能に接続されるように構成される、とは、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃにおいて別部材としての先端部材を接続可能な部分が存在していることを意味し、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの一部が先端部材として機能する場合も含む。

　上記パラレルリンク機構１０において、第３回転対偶部の第３中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよび第４回転対偶部の第４中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、互いに平行に延びるとともに、第２中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃと交差する方向に延びてもよい。この場合、リンク機構１１を構成する第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃにおける第３回転対偶部の第３中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよび第４回転対偶部の第４中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃが互いに平行となっているので、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの構成を簡略化できる。

　上記パラレルリンク機構１０において、第３中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよび第４中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、第２中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃと直交する方向に延びてもよい。この場合、パラレルリンク機構１０の製造時に、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃと第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃとの接続工程および第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃとの接続工程における組立作業の作業性を良好にすることができる。

　上記パラレルリンク機構１０において、基端部材１を先端部材８側から平面視したときに、第２回転対偶部は基端部材１の外周より外側に位置してもよい。この場合、基端部材１の外周より第２回転対偶部が内側に位置する場合より、第２回転対偶部の可動域に対する基端部材１の影響を小さくできる。たとえば、基端部材１において先端部材８側の第１表面に沿った横方向から見たときに、第２回転対偶部の可動域を、基端部材１における第１表面と反対側の第２表面側にまで広げることができる。このとき、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃも基端部材１の外周より外側に配置されていることが好ましい。

　（実施の形態２）
　＜パラレルリンク機構の構成＞
　図６は、実施の形態２に係るパラレルリンク機構の断面模式図である。図７は、図６の線分ＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面模式図である。なお、図６は図３に対応し、図７は図４に対応する。

　図６および図７に示すパラレルリンク機構は、基本的には図１～図５に示したパラレルリンク機構１０と同様の構成を備えるが、第１～第５回転対偶部のそれぞれに回転抵抗低減手段としての軸受２５～２９が設置されている点が図１～図５に示したパラレルリンク機構と異なっている。なお、図６および図７では、すべての回転対偶部に軸受２５～２９を設置しているが、第１～第５回転対偶部のすくなくともいずれか１つにおいて軸受を設置するようにしてもよい。

　具体的には、図６に示すように、第１回転対偶部では、基端接続部２ａ、２ｂ、２ｃの軸部２２と第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃとの間に軸受２５が配置されている。軸受２５としては、たとえば玉軸受などの任意の構成の転がり軸受を用いることができる。たとえば、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃ側に軸受２５の外輪を固定してもよい。また、軸部２２に接続された軸受２５の内輪は、ナット３ａ、３ｂ、３ｃとベース部２１との間で挟まれた状態で固定されてもよい。

　第２回転対偶部では、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの軸部４２と第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃとの間に軸受２６が配置されている。たとえば、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃ側に軸受２６の外輪を固定してもよい。また、軸部４２に接続された軸受２６の内輪は、ナット５ａ、５ｂ、５ｃと第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃとの間で挟まれた状態で固定されてもよい。

　第３回転対偶部では、連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃ（図２参照）と第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃ（図２参照）との間に図７に示すように軸受２７が配置されている。たとえば、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃ側に軸受２７の外輪を固定してもよい。軸受２７の外輪を第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃに固定する方法は任意の方法を用いることができる。たとえば、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃに外輪を挿入するための穴を形成し、当該穴に外輪を圧入することで外輪を穴に固定してもよい。また、連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃへの軸受２７の内輪の固定方法は任意の方法を用いることができる。たとえば、連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃとして、全ねじなどの棒状体と、当該棒状体の両端に配置された一組のワッシャおよび一組のナットとを用いる場合を考える。この場合、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの一方端部における貫通孔と、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部における貫通孔の内部に配置された軸受２７の内輪の開口部とを通るように、棒状体が配置されている。当該棒状体の両端にワッシャおよびナットを配置する。ナットを締め付けることにより、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの一方端部およびワッシャを軸受２７の内輪に押圧して当該内輪へ予圧を付与する。この結果、軸受２７の内輪が連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃを介して第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃに固定される。

　第４回転対偶部では、連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃ（図２参照）と第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃ（図２参照）との間に図７に示すように軸受２８が配置されている。たとえば、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃ側に軸受２８の外輪を固定してもよい。また、連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃへの軸受２８の内輪の固定方法は任意の方法を用いることができるが、第３回転対偶部における軸受２７の内輪の固定方法と同様の方法を用いてもよい。

　第５回転対偶部では、中心軸８２とベース部材８１ｂ、８１ｃとの間に軸受２９が配置されている。たとえば、ベース部材８１ｂ、８１ｃ側に軸受２９の外輪を固定してもよい。また、中心軸８２に接続された軸受２６の内輪は、ナット９とベース部材８１ａとの間で挟まれた状態で固定されてもよい。なお、図６および図７では回転抵抗低減手段として軸受２５～２９を用いたが、回転抵抗を低減できれば軸受とは異なる部材を適用してもよい。

　＜作用効果＞
　上記パラレルリンク機構において、第１～第５回転対偶部の少なくともいずれか１つは軸受２５～２９を含んでいてもよい。この場合、軸受２５～２９が設置された回転対偶部の動作を滑らかにすることができ、先端部材８の位置決め精度を向上させることができる。また、当該軸受２５～２９を設置することにより、軸受が設置された回転対偶部の摩擦トルクを低減することで当該回転対偶部での発熱を抑制でき、結果的に当該回転対偶部の寿命を延ばすことができる。さらに、軸受２５～２９を設置することにより、当該軸受２５～２９を用いない場合より回転対偶部の動作時のガタツキを抑制できる。

　（実施の形態３）
　＜リンク作動装置の構成＞
　図８は、実施の形態３に係るリンク作動装置の斜視模式図である。図９は、図８に示したリンク作動装置の断面模式図である。なお、図８は図１に対応し、図９は図３に対応する。

　図８および図９に示したリンク作動装置は、図１～図５に示したパラレルリンク機構１０と、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃとを備える。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、３つのリンク機構１１のすべてに設置されている。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃまわりの回転角度を変更することにより、基端部材１に対する先端部材８の姿勢を任意に変更する。

　図８および図９に示すように、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、それぞれ固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに固定されることで基端部材１に接続されている。固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは基端部材１の表面における外周部に設置されている。固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの形状は任意の形状とできるが、たとえば板状である。

　姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは電動モータなど回転駆動力を発生させることができれば任意の構成を採用できる。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃはそれぞれ回転可能な回転軸３７を含む。回転軸３７が第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの貫通孔４３に挿入されナット３ａ、３ｂ、３ｃにより固定されている。つまり回転軸３７に第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃが固定されている。回転軸３７の回転により第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃ周りに回転する。ここで、第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、図９に示すように回転軸３７の中心軸である。

　姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと重なる位置に配置している。また、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、基端部材１の先端部材８側の表面側であって、基端部材１の外周より外側に突出した状態で配置されている。

　このような構成により、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を各リンク機構１１（図１参照）の状態によって一意に決定できる。すなわち、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの基端部材１に対する姿勢、あるいは第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃまわりの第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの回転角度、を制御することで、先端部材８の姿勢を制御することができる。

　なお、リンク作動装置においてリンク機構１１（図１参照）が３つ以上設置されている場合、当該３つ以上のリンク機構１１のうち少なくとも３つのリンク機構に姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃを設置すればよい。

　＜作用効果＞
　本開示に従ったリンク作動装置は、上記パラレルリンク機構１０と、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃとを備える。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、３つ以上のリンク機構１１のうち少なくとも３つのリンク機構１１に設置され、基端部材１に対する先端部材８の姿勢を任意に変更する。

　この場合、少なくとも３つの姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃがリンク機構１１を個別に制御することで、先端部材８を広範囲かつ精密に動作させることができる。また、上記のようなパラレルリンク機構１０を用いることで、軽量かつコンパクトなリンク作動装置を実現できる。

　（実施の形態４）
　＜リンク作動装置の構成＞
　図１０は、実施の形態４に係るリンク作動装置を示す斜視模式図である。図１０に示したリンク作動装置は、基本的には図８および図９に示したリンク作動装置と同様の構成を備えるが、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃの配置が図８および図９に示したリンク作動装置と異なっている。図１０に示したリンク作動装置では、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃが基端部材１の先端部材８側の表面上であって、基端部材１の外周より内側に配置されている。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃを固定する固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃより内周側において基端部材１に固定されている。固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの内周側に、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃが配置されている。

　＜作用効果＞
　このような構成により、図８および図９に示したリンク作動装置と同様の効果を得ることができる。さらに、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃが基端部材１の外周より内側に配置されているので、図８および図９に示したリンク作動装置より装置の専有面積を小さくできる。

　（実施の形態５）
　＜リンク作動装置の構成＞
　図１１は、実施の形態５に係るリンク作動装置を示す斜視模式図である。図１１に示したリンク作動装置は、基本的には図１０に示したリンク作動装置と同様の構成を備えるが、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃの配置および姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃと第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃとの接続部の構成が図１０に示したリンク作動装置と異なっている。図１１に示したリンク作動装置では、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃが基端部材１の裏面側に配置されている。つまり、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは基端部材１において先端部材８に面する表面と反対側の裏面に接続されている。基端部材１の裏面に対する姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃの固定方法は基本的に図１０に示したリンク作動装置と同様である。姿勢制御用駆動源３５ａを例として説明すれば、当該姿勢制御用駆動源３５ａは基端部材１の裏面に固定された固定部３６ａに接続されている。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃの回転軸３７には歯車３８が固定されている。歯車３８とかみ合うように歯車３９が設置されている。歯車３９は基端部材１の表面側において、基端接続部２ａ、２ｂ、２ｃの軸部２２に回転可能に設置されている。そして、歯車３９は第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃに固定されている。このようにすれば、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃの回転軸３７が回転することで、歯車３８、３９を介し第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃを第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃ周りに回転させることができる。

　＜作用効果＞
　このような構成により、図８および図９に示したリンク作動装置と同様の効果を得ることができる。さらに、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃが基端部材１の裏面側に配置されているので、当該姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃがリンク機構１１（図１参照）の動作の妨げになることを防止できる。また、平面視において姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃが基端部材１と重なる位置に配置されているので、図８および図９に示したリンク作動装置より装置の専有面積を小さくできる。

　（実施の形態６）
　＜パラレルリンク機構の構成＞
　図１２は、実施の形態６に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図１３は、図１２に示したパラレルリンク機構の断面模式図である。なお、図１２は図１に対応し、図１３は図３に対応する。図１２および図１３に示したパラレルリンク機構は、基本的には図１～図５に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、図１３に示すように基端接続部２ａ、２ｂ、２ｃから球面リンク中心点までの距離Ｌ１～Ｌ３が互いに異なっている。具体的には、基端接続部２ａから球面リンク中心点３０までの距離Ｌ１が最も小さい。基端接続部２ｂから球面リンク中心点３０までの距離Ｌ２は上記距離Ｌ１より大きい。基端接続部２ｃから球面リンク中心点３０までの距離Ｌ３は上記距離Ｌ１より大きく、距離Ｌ２より小さい。図１３に示す平面視において、第１リンク部材４ａは基端部材１の表面と重なる位置に配置されている。他の第１リンク部材４ｂは基端部材１の表面における外周より外側に配置されている。他の第１リンク部材４ｃは、平面視において外周部が基端部材１の表面の外周部とほぼ重なるように配置されている。

　＜作用効果＞
　このように基端接続部２ａ、２ｂ、２ｃから球面リンク中心点までの距離Ｌ１～Ｌ３が異なっていても、図１～図５に示したパラレルリンク機構と同様の効果を得ることができる。すなわち、第１回転対偶部の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、第２回転対偶部の第２中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとが球面リンク中心点３０で交わり、かつ、３つのリンク機構１１（図１参照）のそれぞれにおける第５回転対偶部の第５中心軸１９（図２参照）が重なるとともに、球面リンク中心点３０と交わるという条件を満足すれば、図１～図５に示したパラレルリンク機構と同様に、基端部材１に対して先端部材８を、上記球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動させることができるとともに、当該球面に沿った移動とは独立して第５中心軸１９に沿った方向にも移動させることができる。

　（実施の形態７）
　＜パラレルリンク機構の構成＞
　図１４は、実施の形態７に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図１４に示したパラレルリンク機構は、基本的には図１～図５に示したパラレルリンク機構と同様の構成を備えるが、基端部材１の構成および基端接続部２ａ、２ｂ、２ｃと第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃとの相対的な配置が異なっている。図１４に示すパラレルリンク機構１０では、基端部材１には開口部４５が形成されている。基端部材１を先端部材８側から平面視したときに、第１回転対偶部および第２回転対偶部は開口部４５の内部に位置している。また、基端接続部２ａ、２ｂ、２ｃは、基端部材１に接続されるとともに、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃより外周側に配置されている。

　＜作用効果＞
　上記のような構成により、上記平面視において第２回転対偶部と重なる位置に基端部材１が存在しない。このため、基端部材１において先端部材８側の第１表面に沿った横方向から見たときに、第２回転対偶部の可動域を、基端部材１における第１表面と反対側の第２表面側（裏面側）にまで広げることができる。この結果、先端部材８を球面リンク中心点３０に近い位置にまで移動させることができる。

　なお、上述した各実施の形態におけるパラレルリンク機構に対して、図８～図１１のいずれかに示した姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃを適用してリンク作動装置を構成してもよい。また、各実施の形態においてリンク機構１１の数が３の場合を示しているが、リンク機構１１の数は４以上の任意の数、たとえば５、６、８などであってもよい。

　（実施の形態８）
　＜リンク作動装置の構成＞
　図１５は、実施の形態８に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着される前の状態を示す斜視模式図である。図１６は、実施の形態８に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。図１７は、図１６に示したリンク作動装置の正面模式図である。図１８は、図１７の線分ＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩにおける断面模式図である。図１９は、図１８の線分ＸＩＸ－ＸＩＸにおける断面模式図である。図２０は、図１９中の点線で囲まれた領域ＸＸの構成をより詳細に示す拡大断面模式図である。

　図１５～図２０に示したリンク作動装置１０Ａは、基端部材１と、先端部材８と、３つのリンク機構１１とを備える。基端部材１は平面形状が円形状の板状体である。なお、基端部材１の形状は任意の形状とすることができる。たとえば基端部材１の平面形状を四角形状、三角形状などの多角形状、あるいは楕円形状、半円形状などとしてもよい。また、リンク機構１１の数は３以上であればよく、たとえば４または５としてもよい。

　３つのリンク機構１１は、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を変更可能な状態で、基端部材１と先端部材８とを接続する。３つのリンク機構１１のそれぞれは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃ、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃ、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃおよび第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃを含む。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは、基端部材１に第１回転対偶部Ｒ１において姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃにより回転可能に接続される。なお、第１回転対偶部Ｒ１および姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃについては後述する。

　第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは円弧状にのびる棒状の部材である。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの一方端部に上記貫通孔４３が形成されている。図１８に示すように、基端部材１の表面に垂直な方向から見た平面視において、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの内周側表面は曲面状になっている。上記平面視における当該内周側表面の曲率半径は、基端部材１の外周の曲率半径より小さい。なお、上記内周側表面の曲率半径は、基端部材１の外周の曲率半径と同じでもよく、当該外周の曲率半径より大きくてもよい。また、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの形状は円弧状以外の形状でもよい。たとえば、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの形状は直線状に延びる棒状であってもよいし、屈曲部を含む棒状であってもよい。図１８に示すように、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは基端部材１の外周より内側に配置されている。しかし第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは基端部材１の外周より外側に配置されてもよい。

　第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃにおいて貫通孔４３が形成された一方端部と反対側に位置する他方端部４１には、軸部４２が形成されている。軸部４２は基端部材１の外周から外側に向けて延びるように形成されている。軸部４２は第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの基端部材１に面する内周側側面と反対側の外周側側面に形成されている。軸部４２は第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの貫通孔６３に挿入されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの貫通孔６３から突出した軸部４２の先端部には固定部材の一例であるナット５ａ、５ｂ、５ｃが固定されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは軸部４２を中心に回転可能になっている。軸部４２と当該軸部４２が挿入された貫通孔６３が形成されている第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの部分とにより第２回転対偶部Ｒ２が構成される。つまり、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃに第２回転対偶部Ｒ２において回転可能に接続される。

　中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃは第１回転対偶部Ｒ１の中心軸に相当する。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの他方端部４１における軸部４２の中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃは第２回転対偶部Ｒ２の中心軸に相当する。図１５および図１８に示すように、後述する回転軸３７の中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと軸部４２の中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとは球面リンク中心点３０において交差する。この交差は必要条件であり、球面リンク中心点３０に、上記第１回転対偶部Ｒ１の中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと第２回転対偶部Ｒ２の中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃが交差するならば、第１回転対偶部Ｒ１および第２回転対偶部Ｒ２の配置は任意に変更可能である。

　第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは直線状に延びる棒状の部材である。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの一方端部に上記貫通孔６３が形成されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの形状は直線状に延びる棒状以外の任意の形状としてもよい。たとえば、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃを円弧状に延びる棒状体などとしてもよい。図１５および図１８に示すように、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃが基端部材１の表面に沿って延びるように配置された状態で、先端部材８側から見たときに第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは基端部材１の外周と重なる位置に配置される。なお、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは基端部材１の外周より内側のみに配置されてもよい。また第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは基端部材１の外周より外側のみに配置されてもよい。

　第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃにおいて貫通孔６３が形成された一方端部と反対側に位置する他方端部には、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部を受け入れる凹部が形成されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部には、凹部に面する位置に貫通孔が形成されている。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部にも貫通孔が形成されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部における貫通孔と、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部における貫通孔７３とは直線状に並ぶように配置される。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部における貫通孔と、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部における貫通孔７３とには連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃが挿入されている。連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃは第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃとを相対的に回転可能な状態で連結する。連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃはたとえばボルトおよびナットである。連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃと第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部と第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部とにより第３回転対偶部Ｒ３が構成される。つまり、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃとは第３回転対偶部Ｒ３において回転可能に接続される。

　連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃの中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃは第３回転対偶部Ｒ３における中心軸に相当する。中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃはそれぞれ中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃと直交する方向に延びる。

　なお中心軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃと中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃとが交差するように第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃを構成する形態もある。その場合、第１リンク部材４ａ～４ｃの構造と第２リンク部材６ａ～６ｃの構造とが上記とは若干異なるものとなる。具体的には、当該形態においては、第１リンク部材４ａ～４ｃの端部（回転対偶部Ｒ２の場所）に貫通孔が形成され、第２リンク部材６ａ～６ｃの回転対偶部Ｒ２に対応する場所は軸状に形成されている。回転対偶部Ｒ２では第２リンク部材６ａ～６ｃの軸状の部分が第１リンク部材４ａ～４ｃの貫通孔に挿入される。第２リンク部材６ａ～６ｃは回転対偶部Ｒ２での軸状の部分が棒状に延び、その端部が第３リンク部材７ａ～７ｃを接続する凹部となる。つまり、たとえば球面リンク中心点３０と、回転対偶部Ｒ３と、回転対偶部Ｒ４との３点により形成される三角形は、回転対偶部Ｒ２で回転する幾何学的構造となる。そのようになるように、３つの回転対偶部Ｒ２、Ｒ３，Ｒ４が配置される。

　第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃにおいて貫通孔７３が形成された一方端部と反対側に位置する他方端部には、貫通孔７４が形成されている。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃには、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部を受け入れる凹部が形成されている。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの上記凹部に面する壁部８３には、凹部に繋がる貫通孔が形成されている。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部における貫通孔７４と、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの壁部８３に形成された貫通孔とは直線状に並ぶように配置される。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部における貫通孔７４と、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの壁部８３における貫通孔とには連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃが挿入されている。連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃは第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃと第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃとを相対的に回転可能な状態で連結する。連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃはたとえばボルトおよびナットである。連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部と第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの壁部８３とにより第４回転対偶部Ｒ４が構成される。つまり、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃと第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃとは第４回転対偶部Ｒ４において回転可能に接続される。

　連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃは第４回転対偶部Ｒ４における中心軸に相当する。中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃはそれぞれ中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃと平行な方向に延びる。

　第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、それぞれ壁部８３に接続されたベース部材８１ａ～８１ｃを含む。したがって第４リンク部材８ａは、ベース部材８１ａと、第３リンク部材７ａに連結される壁部８３とを含む。第４リンク部材８ｂは、ベース部材８１ｂと、第３リンク部材７ｂに連結される壁部８３とにより形成されている。第４リンク部材８ｃは、ベース部材８１ｃと、第３リンク部材７ｃに連結される壁部８３とにより形成されている。

　ベース部材８１ａ～８１ｃの平面形状は円形状である。ベース部材８１ａの中央には図１９に示すように中心軸８２が設けられている。このため第４リンク部材８ａは、ベース部材８１ａと壁部８３とに加え、中心軸８２を含んでいる。第４リンク部材８ｂのベース部材８１ｂはベース部材８１ａに重なるように配置される。ベース部材８１ｂの中央には貫通孔が形成されている。第４リンク部材８ｃのベース部材８１ｃはベース部材８１ｂ上に重なるように配置されている。ベース部材８１ｃの中央には貫通孔が形成されている。ベース部材８１ｂ、８１ｃは、それぞれの貫通孔に中心軸８２が挿入された状態で、ベース部材８１ａ上に積層されている。中心軸８２の先端部には固定部材としてのナット９が設置されている。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、中心軸８２を中心とした互いに独立に回転可能になっている。図１５～図２０に示したパラレルリンク機構では、積層配置された第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの中心軸８２またはベース部材８１ａ～８１ｃを先端部材８とみることができる。なお、先端部材として、別の部材を中心軸８２またはベース部材８１ａ～８１ｃのいずれかと接続してもよい。上記のような構成において、ベース部材８１ａ～８１ｃと中心軸８２とナット９とから第５回転対偶部Ｒ５が構成される。図１９からわかるように、３つのリンク機構１１の第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９は重なるように配置される。つまり、複数のリンク機構１１の第５回転対偶部Ｒ５は１カ所に重なるように配置されている。なお、中心軸８２としてはベース部材８１ａと別部材であるボルトなどを用いてもよい。この場合、ベース部材８１ａの中央部に当該ボルトを挿入する貫通孔が形成される。

　第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃにおいては、第４回転対偶部Ｒ４の第４中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９とがねじれた配置になっている。より具体的には、第４回転対偶部Ｒ４の第４中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９とは互いに直交する方向に延びている。

　図１５および図１８に示すように、第１回転対偶部Ｒ１の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、第２回転対偶部Ｒ２の第２中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。また、図１９に示すように、リンク機構１１のそれぞれにおける第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９は重なるとともに、球面リンク中心点３０と交わる。なお、上記の関係を満たせば各対偶部Ｒ１～Ｒ５の配置は任意に設定できる。

　図１５～図１８を参照して、リンク作動装置１０Ａは、以上の構成を有するパラレルリンク機構と、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃとを備える。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、３つのリンク機構１１のすべてに設置されている。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃまわりの回転角度を変更することにより、基端部材１に対する先端部材８の姿勢を任意に変更する。なお図１９においては、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃの図示が省略されている。

　図１５および図１８に示すように、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、それぞれ固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに固定されることで基端部材１に接続されている。固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは基端部材１の表面における外周部に設置されている。固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの形状は任意の形状とできるが、たとえば板状である。

　姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは電動モータなど回転駆動力を発生させることができれば任意の構成を採用できる。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃはそれぞれ回転可能な回転軸３７を含む。回転軸３７が第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの貫通孔４３に挿入されナット３ａ、３ｂ、３ｃにより固定されている。つまり回転軸３７に第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃが固定されている。回転軸３７の回転により第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃ周りに回転する。ここで、第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、図１８に示すように回転軸３７の中心軸である。回転軸３７と当該回転軸３７が挿入された貫通孔４３が形成された第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの部分とにより第１回転対偶部Ｒ１が構成される。

　このような構成により、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を各リンク機構１１（図１５参照）の状態によって一意に決定できる。すなわち、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの基端部材１に対する姿勢、あるいは第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃまわりの第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの回転角度、を制御することで、先端部材８の姿勢を制御することができる。

　なお、リンク作動装置においてリンク機構１１（図１５参照）が３つ以上設置されている場合、当該３つ以上のリンク機構１１のうち少なくとも３つのリンク機構に姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃを設置すればよい。

　図１６，１７，１９，２０に示すように、リンク作動装置１０Ａには、作業体取り付け部材１２１が固定されている。作業体取り付け部材１２１には、後述する作業体が取り付け可能である。作業体はリンク作動装置１０Ａが行なうべき作業を行なう部材である。作業体取り付け部材１２１は、たとえば平面視において円形状を有し、図１７の上下方向に沿う厚みを有する円盤形状である。作業体取り付け部材１２１の平面視における中心を含む中央部には、厚み方向に延びる貫通孔１２２が形成されている。貫通孔１２２内には第４リンク部材８ａの中心軸８２およびナット９が収納される。作業体取り付け部材１２１には、ボルト収納用孔部１２３が形成されている。ボルト収納用孔部１２３は固定部材としてのボルト１２４を収納することにより、ボルト１２４が作業体取り付け部材１２１を、先端部材８に固定している。

　作業体取り付け部材１２１は、３つの第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃのいずれかに固定されている。図２０に示すように、ここでは一例として、積層されたベース部材８１ａ，８１ｂ，８１ｃのうち最上層であるベース部材８１ｃの上面上にボルト１２４により、作業体取り付け部材１２１が固定されている。ボルト収納用孔部１２３は作業体取り付け部材１２１の厚み方向に延びこれを貫通している。ボルト収納用孔部１２３はボルト１２４を貫通可能な貫通孔であってもよいが、図２０のようにいわゆるザグリ加工がなされた形状であってもよい。あるいはボルト収納用孔部１２３の代わりに、作業体取り付け部材１２１の表面には作業体を接着剤により固定するための平面部が設けられてもよい。

　ベース部材８１ｃには、ボルト１２４のネジ部が挿入され締結可能な雌ねじを有する孔部１２５が形成されていてもよい。ボルト収納用孔部１２３およびこれに隣接する上記孔部１２５に挿入されるように、ボルト１２４が配置され締結される。これにより作業体取り付け部材１２１は、ベース部材８１ｃすなわち第４リンク部材８ｃに固定されている。

　また貫通孔１２２よりも平面視での外側には、後述する作業体を取り付けるための孔部として厚み方向に延びる取り付け部１２６が形成されている。取り付け部１２６は、貫通孔１２２と間隔をあけて形成されている。取り付け部１２６はボルトを貫通可能な貫通孔であってもよいが、図２０のようにいわゆるザグリ加工がなされた形状であってもよい。また取り付け部１２６は取り付け部１２６の外周に近い位置に形成されてもよい。あるいは取り付け部１２６の代わりに、作業体取り付け部材１２１の表面には作業体を接着剤により固定するスペースとしての平面部が設けられてもよい。

　＜リンク作動装置の動作＞
　図２１は、図１５に示したリンク作動装置において先端部材の姿勢を変更した状態を示す斜視模式図である。図２１に示すように、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの第１回転対偶部Ｒ１における第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃまわりの回転角度をそれぞれ変更することにより、先端部材８の位置を任意に変更することができる。図２１では、第１リンク部材４ｂの第１中心軸１５ｂまわりの回転角度を相対的に大きくすることで、先端部材８において第４リンク部材８ｂ側が上方に持上げられるとともに、先端部材中心３１から見て第４リンク部材８ｂが位置する側と反対側に先端部材８全体が移動している。

　図１５～図２１に示したリンク作動装置１０Ａでは、上述のような構成とすることにより、球面リンク中心点３０を中心とした球面上を先端部材８が動作する。すなわち、先端部材８の姿勢は、図２１に示すように球面リンク中心点３０を原点とした３次元の極座標（ｒ，θ，φ）で表すことができる。ここでいう折れ角θとは、先端部材中心３１から垂直方向に降ろした線が、基端部材１と第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃとの接続部である第１回転対偶部Ｒ１の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃを含む平面と交わる点と球面リンク中心点３０とを通る直線と、先端部材中心軸である第５中心軸１９とが成す角度である。旋回角φとは、先端部材中心３１から垂直方向に降ろした線が、第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃを含む平面と交わる点と球面リンク中心点３０とを通る直線と、第１のリンク機構１１に第１回転対偶部Ｒ１の第１中心軸１５ａとが成す角度である。また、中心間距離ｒとは、球面リンク中心点３０と先端部材中心３１との距離である。

　なお図２１においては、説明の便宜のため、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有さないパラレルリンク機構が図示されている。図２１では基端部材１に接続された、上記の回転軸３７に相当する軸部２２に第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃが回転可能に接続されている。軸部２２の先端にはナット３ａ，３ｂ，３ｃが固定されている。

　＜作業体の取り付け例＞
　図２２は、図１６のリンク作動装置の作業体取り付け部材に、作業体が取り付けられた態様を示す斜視模式図である。図２２に示すように、本実施の形態に係るリンク作動装置１０Ａの作業体取り付け部材１２１の上に、エンドエフェクタとも呼ばれる作業体１２７が取り付けられている。作業体１２７は、上記の取り付け部１２６に収納された図示されないボルトなどにより取り付けられている。なお図２２では作業体１２７の直方体状の本体部分から上方に軸が突出している。この軸はたとえば作業体１２７に作業体部品としてのたとえばドリルを取り付ける場合の回転中心軸であり、取り付けられたドリルに回転動力を伝えるための軸である。ただし作業体１２７にはこのような軸が含まれていなくてもよい。

　図２３は、図２２に示す実施の形態８のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。図２３に示すように、図２２のリンク作動装置は、図２２の状態に対して上下反転させた状態で、基端部材１が天井ＣＬＧの下側を向く面に固定される。これにより、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃおよび固定部３６ａ，３６ｂ，３６ｃが天井ＣＬＧの下側を向く面に隣接するように配置される。

　図２３において、図２０のようにベース部材８１ｃ上に作業体取り付け部材１２１が取り付けられ、その基端部材１と反対側すなわち図２３の下側の面上に作業体１２７が取り付けられる。作業体１２７は図２３においては物体を把持するハンドであるがこれに限られない。作業体１２７であるハンドは、その下側の先端部が２つの部分に分かれている。この２つの部分の間に被作業体１２８を挟み把持することが可能となっている。図２３においては作業体１２７であるハンドは、被作業体１２８であるコネクタを把持している。ただし被作業体１２８はコネクタに限られない。このように作業体１２７を設置することで、被作業体１２８に対して任意の作業がなされる。作業体１２７が把持する被作業体１２８は、作業台１２９であるたとえばコネクタ挿入口に対向している。作業体１２７はリンク作動装置１０Ａにより上下方向に移動される。このため作業体１２７は、被作業体１２８を作業台１２９に挿入したり、作業台１２９から被作業体１２８を抜き取ったりすることができる。図２３において、球面リンク中心点３０と先端部材８との距離を変更することにより、リンク作動装置１０Ａは任意の方向を向いた作業台１２９に対して被作業体１２８を取り付けおよび取り外しできる。

　＜作用効果＞
　本開示に従ったリンク作動装置１０Ａは、基端部材１と、３つ以上のリンク機構１１とを備える。３つ以上のリンク機構１１は、基端部材１と先端部材８とを接続するように構成される。３つ以上のリンク機構１１は、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を変更可能である。３つ以上のリンク機構１１のそれぞれは、第１～第４リンク部材を含む。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは、基端部材１に第１回転対偶部Ｒ１において回転可能に接続される。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃに第２回転対偶部Ｒ２において回転可能に接続される。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃは、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃに第３回転対偶部Ｒ３において回転可能に接続される。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃに第４回転対偶部Ｒ４において回転可能に接続される。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、さらに、先端部材８に第５回転対偶部Ｒ５において回転可能に接続されるように構成される。３つ以上のリンク機構１１において、第１回転対偶部Ｒ１の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、第２回転対偶部Ｒ２の第２中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。３つ以上のリンク機構１１のそれぞれにおける第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９は重なるとともに、球面リンク中心点３０と交わる。リンク作動装置１０Ａは、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、作業体取り付け部材１２１とをさらに備える。姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、３つ以上のリンク機構１１のうち少なくとも３つのリンク機構１１に設置され、基端部材１に対する先端部材８の姿勢を任意に変更する。作業体取り付け部材１２１は３つ以上の第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃのいずれかに固定されている。

　このようにすれば、３つ以上のリンク機構１１のそれぞれが第１回転対偶部Ｒ１～第５回転対偶部Ｒ５を有する５節連鎖構造となっているので、基端部材１に対して先端部材８を、球面リンク中心点３０を中心とした回転２自由度と、第５中心軸１９に沿った方向の１自由度という合計３自由度で移動させることができる。このため、基端部材１に対して先端部材８を、上記球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動させることができるとともに、当該球面に沿った移動とは独立して第５中心軸１９に沿った方向にも移動させることができる。この結果、先端部材８を上記球面に沿って移動させるとともに、先端部材８が沿って移動する球面の半径を調整できるので、先端部材８が一定半径の球面に沿ってしか移動できない場合よりも先端部材８の可動範囲を大きくできる。なお、ここで第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃが、先端部材８に第５回転対偶部Ｒ５において回転可能に接続されるように構成される、とは、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃにおいて別部材としての先端部材を接続可能な部分が存在していることを意味し、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの一部が先端部材として機能する場合も含む。第５中心軸１９に沿った方向の先端部材８の移動を利用して、図２３のようにコネクタを所望の箇所に抜き差しするなどの動作が容易になされる。

　本開示に従ったリンク作動装置１０Ａは、少なくとも３つの姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃがリンク機構１１を個別に制御することで、先端部材８を広範囲かつ精密に動作させることができる。また、上記の構成を用いることで、軽量かつコンパクトなリンク作動装置を実現できる。

　リンク作動装置１０Ａには、作業体取り付け部材１２１が固定される。これによりリンク作動装置１０Ａは、作業体取り付け部材１２１に作業体１２７を取り付けて、当該作業体を安定に動作させることができる。したがってリンク作動装置１０Ａは、作業対象物となる被作業体１２８すなわちワークに対して作業を行なうことが可能な作業装置として機能できる。また作業体取り付け部材１２１を有すれば、これを有さない場合に比べて、重量の大きい作業体１２７であっても、作業体取り付け部材１２１の表面に固定することにより容易に取り付けできる。このため重量の大きい作業体１２７を取り付けてこれを高速および高精度に安定して動作させることができる。また被作業体に対し加工等を行なうための位置決めが精密に行なえる。

　（実施の形態９）
　＜リンク作動装置の構成＞
　図２４は、実施の形態９に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。図２５は、図２４に示す実施の形態９のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。図２４および図２５に示すように、本実施の形態のリンク作動装置１０Ｂは、リンク作動装置１０Ａと比較して、作業体取り付け部材１２１および作業体１２７の配置される位置において異なっている。なお図２４および図２５におけるリンク作動装置１０Ｂは図１５と同様に基端部材１が下側に、先端部材８が上側に配置されており、図２３のように上下逆転されてはいない。

　図２５に示すように、作業体取り付け部材１２１は、先端部材８の基端部材１側に、すなわち図２５の先端部材８の下側に、固定されている。作業体１２７は、作業体取り付け部材１２１の図２５の下側の表面に取り付けられている。このため作業体１２７は、その重心が先端部材８よりも基端部材１側すなわち図の下側に配置されるように、作業体取り付け部材１２１に取り付けられている。作業体１２７は、その高さ方向の位置が第３リンク部材７ａ～７ｃとほぼ同じとなるように配置されている。

　作業体１２７により作業がなされる被作業体１２８は、先端部材８よりも基端部材１側に配置可能である。本実施の形態においては、被作業体１２８は、図２４および図２５の上下方向に関して、先端部材８よりも基端部材１側に配置可能である。つまり被作業体１２８は、作業体１２７の図２５の下側の領域にてたとえば把持され、先端部材８と基端部材１との間に配置されている。被作業体１２８は、その高さ方向の位置が第１リンク部材４ａ～４ｃとほぼ同じとなるように配置されている。また基端部材１上には作業台１２９が図示されている。

　つまり図２４および図２５において、作業体取り付け部材１２１、作業体１２７、被作業体１２８および作業台１２９は、平面視において３つ以上のリンク機構１１に囲まれる位置に配置されている。言い換えれば作業体取り付け部材１２１、作業体１２７、被作業体１２８および作業台１２９は、先端部材８と平面視において重なる領域であり、基端部材１と平面視において重なる領域の中央部に配置される。

　なお図２５は動作の説明の便宜のため、図２４に示す本実施の形態の本来のリンク作動装置１０Ｂとは構成の異なるリンク作動装置を示している。具体的には、図２５に示すリンク作動装置には、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃが描かれていない。また図２５に示すリンク作動装置には、内部の作業を見やすくするために省略している部材がある。当該部材は、たとえば第１のリンク部材４ｃおよび第２のリンク部材６ｃなどである。また図２５に示すリンク作動装置においては、第１リンク部材４ａ，４ｂが基端部材１を先端部材８側から見たときの外側に配置されている。このため図２５の第１リンク部材４ａ～４ｃは、図２４の第１リンク部材４ａ～４ｃよりも基端部材１よりも下側すなわち先端部材８と反対側へ下げやすくなる。すなわち図２５では図２４よりも、作業体１２７を図２５の下側へ移動させやすくなる。

　＜作業体の取り付け例＞
　図２５において、作業体１２７は物体を把持するハンドであるがこれに限られない。作業体１２７である把持部としてのハンドは、その下側の先端部が２つの部分に分かれている。この２つの部分の間に被作業体１２８を挟み把持することが可能となっている。図２５においては作業体１２７であるハンドは、被作業体１２８であるピンを把持している。ただし被作業体１２８はピンに限られない。基端部材１の中央部の上には、作業台１２９が載置されている。作業体１２７が把持する被作業体１２８は、たとえば作業台１２９に形成されたピン挿入口に対向している。作業体１２７はリンク作動装置１０Ａにより第５中心軸１９に沿う上下方向に移動される。このため作業体１２７は、被作業体１２８を作業台１２９のピン挿入口に挿入したり、作業台１２９から被作業体１２８を抜き取ったりすることができる。図示されない荷重センサ等を適切に配置し、当該荷重センサの出力を参照しながら作業体１２７の位置決め制御がされることが好ましい。このようにすれば、図２５に示す状態で作業体１２７を微小に動作させ、作業台１２９のピン挿入口にピンを位置ずれせず抜き差しするなどの細かい動作ができる。なお図２４に示すように球面リンク中心点３０に重なる位置に作業体１２７の平面視での中心が配置されることがより好ましい。このようにすれば、作業がより容易に行なえる。

　＜作用効果＞
　本実施の形態では、実施の形態８のリンク作動装置１０Ａの作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。本開示に従ったリンク作動装置１０Ｂにおいて、作業体取り付け部材１２１には、作業を行なう作業体１２７が取り付け可能である。作業体１２７の重心が先端部材８よりも基端部材１側に配置されるように、作業体１２７が作業体取り付け部材１２１に取り付けられる。

　このようにすれば、たとえばベース部材８１ｃの上面上に固定された作業体取り付け部材１２１の上に作業体１２７が取り付けられた実施の形態８に比べ、作業体１２７の重心と球面リンク中心点３０との距離が小さくなる。このため、実施の形態８のリンク作動装置１０Ａに比べて、作業体１２７の球面リンク中心点３０まわりの慣性モーメントを小さくできる。そのため本実施の形態では、実施の形態８に比べて、位置決め動作中の作業体１２７の振動を低減できる。その結果、本実施の形態の作業体１２７は、高速で高精度な動作を実現できる。

　仮に実施の形態８のように作業体１２７が３つ以上のリンク機構１１に囲まれた領域の外側である先端部材８の上側に配置されれば、作業体１２７の重心と球面リンク中心点３０との距離が図２４に示した構成における当該距離より大きくなる。このため実施の形態８では作業体１２７の位置決め動作時の慣性モーメントが大きくなる。本実施の形態によれば、このような不具合が解消できる。

　本開示に従ったリンク作動装置１０Ｂは、姿勢制御用駆動源３５ａ～３５ｃを低出力化すなわち省エネルギ化できる。その結果、リンク作動装置１０Ｂをコンパクト化できる。このような効果は、特にたとえば第５中心軸１９の方向に長い作業体１２７、またはより先端部材８側に重心を有する作業体１２７を図２５にて用いる場合に有効となる。これらの作業体１２７を用いる場合に特に作業体１２７の慣性モーメントが大きくなるためである。

　なお本実施の形態では作業体１２７の重心が先端部材８よりも基端部材１側に配置されるように作業体１２７が作業体取り付け部材１２１に取り付けられれば十分である。つまり図２４および図２５のように作業体１２７の基端部材１側に被作業体１２８および作業台１２９が配置されてもよい。しかし図示されないが、作業体１２７の重心が先端部材８よりも基端部材１側に配置される限り、被作業体１２８および作業台１２９の配置は任意に選択できる。

　リンク作動装置１０Ｂにおいては、作業体取り付け部材１２１は先端部材８の基端部材１側に面するように固定される。作業体１２７により作業がなされる被作業体１２８は、先端部材８よりも基端部材１側に配置可能である。特に被作業体１２８は、先端部材８と基端部材１との間に配置可能であることが好ましい。

　上記のように作業体１２７の重心が先端部材８よりも基端部材１側に配置される。このため被作業体１２８が先端部材８よりも基端部材１側に配置されても、作業体１２７は３つ以上のリンク機構１１に囲まれた領域内で、被作業体１２８との距離が近い態様とすることができる。被作業体１２８が先端部材８と基端部材１との間に配置可能であれば、特に作業体１２７と被作業体１２８との距離を近くし、たとえば被作業体１２８の受け渡しなどの動作をより確実に行なうことができる。

　（実施の形態１０）
　＜リンク作動装置の構成＞
　図２６は、実施の形態１０に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。図２７は、図２６に示す実施の形態１０のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。図２６および図２７に示すように、本実施の形態のリンク作動装置１０Ｃは、リンク作動装置１０Ｂと比較して、基端部材１の態様において異なっている。なお図２６および図２７のリンク作動装置１０Ｃは図２４および図２５のリンク作動装置１０Ｂと同様に、基端部材１が下側に、先端部材８が上側に配置されており、図２３のように上下逆転されてはいない。

　具体的には、図２６に示すように、基端部材１には基端部材貫通孔１３０が形成されている。基端部材貫通孔１３０はたとえば基端部材１の平面視における中央であり球面リンク中心点３０と重なる位置を中心とする円形状を有するよう、基端部材１の中央部に形成されている。ただしこれに限らず、基端部材貫通孔１３０は基端部材１の中央部に形成されている限り、たとえば矩形状など他の平面形状であってもよい。

　図２７に示すように、本実施の形態では、被作業体１２８は、基端部材１に対して先端部材８と反対側に配置可能である。すなわち被作業体１２８は、基端部材１よりも下側に配置されている。これにより図２７の上側から下側へ、作業体１２７、基端部材１（基端部材貫通孔１３０）、被作業体１２８の順に並んでいる。作業体１２７は、基端部材貫通孔１３０を挟んで先端部材８と反対側に配置される被作業体１２８に対して作業可能である。すなわち本実施の形態においては、被作業体１２８は第１リンク部材４ａ～４ｃよりも図２７の下側に配置されている。被作業体１２８は基端部材１と、第５中心軸１９に沿う方向について間隔をあけて配置されている。被作業体１２８は作業台１２９に搭載されていることが好ましい。

　なお図２４および図２５と同様に、図２７は動作の説明の便宜のため、図２６に示す本実施の形態の本来のリンク作動装置１０Ｂとは構成の異なるリンク作動装置を示している。具体的には、図２７に示すリンク作動装置には、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃが描かれていない。また図２７に示すリンク作動装置には、内部の作業を見やすくするために省略している部材がある。当該部材は、たとえば第１のリンク部材４ｃおよび第２のリンク部材６ｃなどである。また図２７に示すリンク作動装置においては、第１リンク部材４ａ，４ｂが基端部材１を先端部材８側から見たときの外側に配置されている。このため図２７の第１リンク部材４ａ～４ｃは、図２６の第１リンク部材４ａ～４ｃよりも基端部材１よりも下側すなわち先端部材８と反対側へ下げやすくなる。すなわち図２７では図２６よりも、作業体１２７を図２７の下側へ移動させやすくなる。

　＜作業体の取り付け例＞
　図２７において、作業体１２７は塗布用の液体を供給するディスペンサである。作業体１２７の最下部に設けられた軸状の突起は当該液体を放出するノズルである。ノズルは作業体１２７の最下面の平面視における中央部から、たとえば第５中心軸１９に沿う方向に延びており、その最下部から液体が放出可能な態様であることが好ましい。被作業体１２８は作業体１２７のディスペンサが放出する塗布用の液体を塗布される加工部材である。被作業体１２８はたとえば作業台１２９としてのベルトコンベア上に載置されている。つまり被作業体１２８はベルトコンベアで搬送されることにより、たとえば基端部材貫通孔１３０の真下に配置可能な構成となっている。

　作業台１２９としてのベルトコンベアで基端部材貫通孔１３０の真下に被作業体１２８が搬送され、作業体１２７のノズルと、被作業体１２８の表面の液体を塗布したい領域とが、基端部材貫通孔１３０の内部の空間部分を挟んで一直線上に並ぶ。このときにたとえばリンク作動装置１０Ｃにより作業体１２７が第５中心軸１９に沿う上下方向に移動されてもよい。これにより作業体１２７のノズルはたとえば基端部材貫通孔１３０を通り抜けてその下側に移動することもできる。その状態で作業体１２７が液体を放出することにより、被作業体１２８の所望の箇所に当該液体が塗布される。なお球面リンク中心点３０に重なる位置に基端部材１の中心でありかつ基端部材貫通孔１３０の中心が配置されることがより好ましい。このようにすれば、作業がより容易に行なえる。

　＜作用効果＞
　本実施の形態では、実施の形態８のリンク作動装置１０Ａ、および実施の形態９のリンク作動装置１０Ｂの作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。本開示に従ったリンク作動装置１０Ｃは、基端部材１には基端部材貫通孔１３０が形成される。被作業体１２８は、基端部材１に対して先端部材８と反対側に配置可能である。作業体１２７は、基端部材貫通孔１３０を挟んで先端部材８と反対側に配置される被作業体１２８に対して作業可能である。

　これにより、図２７のように基端部材１よりも下側にある被作業体１２８に対しても、基端部材貫通孔１３０を形成することにより、作業体１２７が被作業体１２８に対して作業を行なうことができる。たとえばリンク作動装置１０Ｃで作業体１２７を上下方向に移動させることで、作業体１２７を被作業体１２８と至近距離になるよう配置することができる。これにより作業体１２７は、被作業体１２８に対して所望の動作ができる。

　上記の他、たとえば図示しないが、軸方向に長い作業体１２７を搭載した場合には、作業体１２７を基端部材貫通孔１３０に通し、作業体１２７の一部を基端部材１よりも下側に突出させて、被作業体１２８に対して作業を行なうこともできる。

　また本実施の形態では、実施の形態９と同様に作業体１２７の慣性モーメントを小さくしながら、リンク作動装置１０Ｃの３つ以上のリンク機構１１に囲まれた領域の外側に配置される被作業体１２８に対して作業を行なうことができる。

　なお、各実施の形態においてリンク機構１１の数が３の場合を示しているが、リンク機構１１の数は４以上の任意の数、たとえば５、６、８などであってもよい。

　（実施の形態１１）
　図２８は、本実施の形態１１に係るリンク作動装置の概略構成を示す図である。図２８を参照して、リンク作動装置２００は、作業体を装着するパラレルリンク機構１０と、パラレルリンク機構１０を駆動するアクチュエータとしての姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃを制御する制御装置１００とを含む。姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃには、それぞれ、パラレルリンク機構１０を構成する第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃが回転軸に取り付けられている。

　まず、パラレルリンク機構１０の詳細について説明し、その後、制御装置１００による姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃに対する制御について説明する。

　＜パラレルリンク機構の構成＞
　図２９は、本実施の形態１１に係るパラレルリンク機構の構成を示す斜視模式図である。図３０は、図２９に示したパラレルリンク機構の正面模式図である。図３１は、図３０の線分ＸＸＸＩ－ＸＸＸＩにおける断面模式図である。図３２は、図３１の線分ＸＸＸＩＩ－ＸＸＸＩＩにおける断面模式図である。

　図２９～図３２に示したパラレルリンク機構１０は、基端部材１と、先端部材８と、３つのリンク機構１１とを備える。基端部材１は平面形状が円形状の板状体である。なお、基端部材１の形状は任意の形状とすることができる。たとえば基端部材１の平面形状を四角形状、三角形状などの多角形状、あるいは楕円形状、半円形状などとしてもよい。また、リンク機構１１の数は３以上であればよく、たとえば４または５としてもよい。

　３つのリンク機構１１は、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を変更可能な状態で、基端部材１と先端部材８とを接続する。３つのリンク機構１１は、それぞれ、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃと、第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃと、第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃと、第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃとを含む。

　姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、３つのリンク機構１１のそれぞれに設置されている。姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃは電動モータなど回転駆動力を発生させることができれば任意の構成を採用できる。姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの回転中心軸としての第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃまわりの回転角度を変更することにより、基端部材１に対する先端部材８の姿勢を任意に変更する。

　第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃは、基端部材１に第１回転対偶部において回転可能に接続される。具体的には、基端部材１の表面における外周部に固定部３６ａ，３６ｂ，３６ｃが設置されている。

　姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、それぞれ固定部３６ａ，３６ｂ，３６ｃに固定されることで基端部材１に接続されている。固定部３６ａ，３６ｂ，３６ｃの形状は任意の形状とできるが、たとえば板状である。

　姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃの各々は、それぞれ軸部３７ａ，３７ｂ，３７ｃにトルクを発生させるように構成される。軸部３７ａ，３７ｂ，３７ｃは、それぞれ固定部３６ａ，３６ｂ，３６ｃを貫通し、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの一方端に設けられた貫通孔４３ａ，４３ｂ，４３ｃに嵌合されている。軸部３７ａ，３７ｂ，３７ｃの先端部は、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの貫通孔４３ａ，４３ｂ，４３ｃに挿入されナット３ａ，３ｂ，３ｃにより抜け止めがされている。つまり軸部３７ａ，３７ｂ，３７ｃに第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃが固定されている。軸部３７ａ，３７ｂ，３７ｃの回転により、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃは、第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃ周りに回転する。ここで、第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、図３１に示すように軸部３７ａ，３７ｂ，３７ｃのそれぞれの中心軸である。

　軸部３７ａ，３７ｂ，３７ｃと、貫通孔４３ａ，４３ｂ，４３ｃが形成された第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの部分とにより「第１回転対偶部」が構成される。

　第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃは円弧状に延びる棒状の部材である。第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの一方端部に上記貫通孔４３ａ，４３ｂ，４３ｃがそれぞれ形成されている。図３１に示すように、基端部材１の表面に垂直な方向から見た平面視において、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの内周側表面は曲面状になっている。なお、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの形状は円弧状以外の形状でもよい。たとえば、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの形状は直線状に延びる棒状であってもよいし、屈曲部を含む棒状であってもよい。

　第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃにおいて貫通孔４３ａ，４３ｂ，４３ｃが形成された一方端部と反対側に位置する他方端部４１ａ，４１ｂ，４１ｃには、軸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが形成されている。軸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの各々は、基端部材１の外周から外側に向けて延びるように形成されている。軸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、それぞれ第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの円弧形状の内周側側面と反対側の外周側側面に形成されている。軸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、それぞれ第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃの貫通孔６３ａ，６３ｂ，６３ｃに挿入されている。貫通孔６３ａ，６３ｂ，６３ｃから突出した軸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃのそれぞれの先端部には、固定部材の一例であるナット５ａ，５ｂ，５ｃが固定されている。第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃは、それぞれ軸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃを中心に回転可能になっている。軸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃと貫通孔６３ａ，６３ｂ，６３ｃが形成されている第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃの部分とにより「第２回転対偶部」が構成される。つまり、第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃは、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃに第２回転対偶部において回転可能に接続される。

　軸部３７ａ，３７ｂ，３７ｃの第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃは「第１回転対偶部」の回転中心軸に相当する。第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの他方端部４１ａ，４１ｂ，４１ｃにおける軸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの回転中心軸としての第２中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃは「第２回転対偶部」の回転中心軸に相当する。図２９および図３１に示すように、上記軸部３７ａ，３７ｂ，３７ｃの第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃと軸部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの第２中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃとは球面リンク中心点３０において交差する。この交差は必要条件であり、球面リンク中心点３０に、上記第１回転対偶部の第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃと第２回転対偶部の第２中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃが交差するならば、第１および第２回転対偶部の配置は任意に変更可能である。

　第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃは直線状に延びる棒状の部材である。第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃの一方端部に上記貫通孔６３ａ，６３ｂ，６３ｃが形成されている。第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃの形状は直線状に延びる棒状以外の任意の形状としてもよい。たとえば、第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃを円弧状に延びる棒状体などとしてもよい。

　第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃにおいて貫通孔６３ａ，６３ｂ，６３ｃが形成された一方端部と反対側に位置する他方端部には、第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃの一方端部を受け入れる凹部がそれぞれ形成されている。第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃの各他方端部には、凹部に面する位置に貫通孔が形成されている。第３リンク部材７ａの一方端部にも貫通孔７３ａ（図３２）が形成されており、第３リンク部材７ｂ，７ｃの各一方端部にも同様な位置に図示しない貫通孔７３ｂ，７３ｃが形成されている。第２リンク部材６ａ，６ｂの他方端部における貫通孔と、第３リンク部材７ａ，７ｂの一方端部における貫通孔７３ａ，７３ｂとは直線状に並ぶように配置され、連結部材１３ａ，１３ｂがそれぞれ挿入されている。同様に、第２リンク部材６ｃの他方端部における貫通孔と、第３リンク部材７ｃの一方端部における貫通孔７３ｃとは直線状に並ぶように配置され、連結部材１３ｃが挿入されている。

　連結部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃと第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃとを相対的に回転可能な状態でそれぞれ連結する。連結部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃはたとえばボルトおよびナットである。連結部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃと第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃの他方端部と第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃの一方端部とにより「第３回転対偶部」が構成される。つまり、第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃと第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃとは「第３回転対偶部」において回転可能に接続される。

　連結部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃの各中心軸は、第３回転対偶部における回転中心軸としての第３中心軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃに相当する。第３中心軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、それぞれ第２中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃと直交する方向に延びる。

　なお第３中心軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃと第２中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃとが交差するように第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃを構成する形態もある。その場合、第１リンク部材４ａ～４ｃの構造と第２リンク部材６ａ～６ｃの構造とが上記とは若干異なるものとなる。具体的には、当該形態においては、第１リンク部材４ａ～４ｃの端部（回転対偶部Ｒ２の場所）に貫通孔が形成され、第２リンク部材６ａ～６ｃの回転対偶部Ｒ２に対応する場所は軸状に形成されている。回転対偶部Ｒ２では第２リンク部材６ａ～６ｃの軸状の部分が第１リンク部材４ａ～４ｃの貫通孔に挿入される。第２リンク部材６ａ～６ｃは回転対偶部Ｒ２での軸状の部分が棒状に延び、その端部が第３リンク部材７ａ～７ｃを接続する凹部となる。つまり、たとえば球面リンク中心点３０と、回転対偶部Ｒ３と、回転対偶部Ｒ４との３点により形成される三角形は、回転対偶部Ｒ２で回転する幾何学的構造となる。そのようになるように、３つの回転対偶部Ｒ２、Ｒ３，Ｒ４が配置される。

　第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃは直線状に延びる棒状の部材である。第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃの形状は直線状に延びる棒状以外の任意の形状としてもよい。たとえば、第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃを円弧状に延びる棒状体などとしてもよい。

　第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃにおいて貫通孔７３ａが形成された一方端部と反対側に位置する他方端部には、貫通孔７４ａ（図３２）が形成されている。第３リンク部材７ｂ，７ｃにも貫通孔７４ａと同様な位置に図示しない貫通孔７４ｂ，７４ｃがそれぞれ形成されている。

　第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃには、第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃの他方端部を受け入れる凹部が形成されている。第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃの上記凹部に面する壁部８３ａ，８３ｂ，８３ｃには、凹部に繋がる貫通孔が形成されている。第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃの他方端部における貫通孔７４ａ，７４ｂ，７４ｃと、第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃの壁部８３ａ，８３ｂ，８３ｃに形成された貫通孔とは直線状に並ぶように配置され、連結部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃがそれぞれ挿入されている。

　連結部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃと第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃとを相対的に回転可能な状態で連結する。連結部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃはたとえばボルトおよびナットである。連結部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃと第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃの他方端部と第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃの壁部８３ａ，８３ｂ，８３ｃとにより「第４回転対偶部」が構成される。つまり、第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃと第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃとは第４回転対偶部において回転可能に接続される。

　連結部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃの各中心軸は、第４回転対偶部における回転中心軸としての第４中心軸１８ａ，１８ｂ，１８ｃに相当する。第４中心軸１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、それぞれ第３中心軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃと平行な方向に延びる。

　第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃは、それぞれ壁部８３ａ，８３ｂ，８３ｃに接続されたベース部８１ａ，８１ｂ，８１ｃを含む。ベース部８１ａ，８１ｂ，８１ｃの平面形状は円形状である。ベース部８１ａの中央には図３２に示すように中心軸８２が設けられている。第４リンク部材８ｂのベース部８１ｂは、ベース部８１ａに重なるように配置されている。ベース部８１ｂの中央には貫通孔が形成されている。第４リンク部材８ｃのベース部８１ｃは、ベース部８１ｂに重なるように配置されている。ベース部８１ｃの中央には貫通孔が形成されている。ベース部８１ｂ，８１ｃは、各々の貫通孔に中心軸８２が挿入された状態で、ベース部８１ａ上に積層されている。中心軸８２の先端部には固定部材としてのナット９が設置されている。第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃは、中心軸８２を中心とした互いに独立に回転可能になっている。図２９～図３２に示したパラレルリンク機構１０では、積層配置された第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃの中心軸８２またはベース部８１ａ，８１ｂ，８１ｃを先端部材８とみることができる。なお、先端部材として、別の部材を中心軸８２またはベース部８１ａ，８１ｂ，８１ｃのいずれかと接続してもよい。

　上記のような構成において、ベース部８１ａ，８１ｂ，８１ｃと中心軸８２とナット９とから「第５回転対偶部」が構成される。図２９からわかるように、３つのリンク機構１１の第５回転対偶部の回転中心軸としての第５中心軸１９は重なるように配置される。つまり、複数のリンク機構１１の第５回転対偶部は１カ所に重なるように配置されている。なお、中心軸８２としてはベース部８１ａと別部材であるボルトなどを用いてもよい。この場合、ベース部８１ａの中央部に当該ボルトを挿入する貫通孔が形成される。

　第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃにおいては、第４回転対偶部の第４中心軸１８ａ，１８ｂ，１８ｃと、第５回転対偶部の第５中心軸１９とがねじれた配置になっている。より具体的には、第４回転対偶部の第４中心軸１８ａ，１８ｂ，１８ｃと、第５回転対偶部の第５中心軸１９とは互いに直交する方向に延びている。

　図２９および図３１に示すように、第１回転対偶部の第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、第２回転対偶部の第２中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。また、図３２に示すように、リンク機構１１の各第５回転対偶部に共通する第５中心軸１９は、球面リンク中心点３０と交わる。なお、上記の関係を満たせば各対偶部の配置は任意に設定できる。

　＜パラレルリンク機構の動作＞
　図３３は、図２９に示したパラレルリンク機構において先端部材の姿勢を変更した状態を示す斜視模式図である。図３３に示すように、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの第１回転対偶部における第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃまわりの回転角度をそれぞれ変更することにより、先端部材８の位置を任意に変更することができる。図３３では、第１リンク部材４ｂの第１中心軸１５ｂまわりの回転角度を相対的に大きくすることで、先端部材８において第４リンク部材８ｂ側が上方に持上げられるとともに、先端部材中心３１から見て第４リンク部材８ｂが位置する側と反対側に先端部材８全体が移動している。

　図２９～図３３に示したパラレルリンク機構１０では、上述のような構成とすることにより、球面リンク中心点３０を中心とした球面上を先端部材８が動作する。すなわち、先端部材８の姿勢は、図３３に示すように球面リンク中心点３０を原点とした３次元の極座標（θ，φ，ｒ）で表すことができる。ここでいう折れ角θとは、図３３に示すように、先端部材中心３１から垂直方向に降ろした線が、基端部材１と第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃとの接続部である第１回転対偶部の第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃを含む平面と交わる点と球面リンク中心点３０とを通る直線と、先端部材８の中心軸である第５中心軸１９とが成す角度である。また、旋回角φとは、先端部材中心３１から垂直方向に降ろした線が、第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃを含む平面と交わる点と球面リンク中心点３０とを通る直線と、リンク機構１１に第１回転対偶部の第１中心軸１５ａとが成す角度である。また、中心間距離ｒとは、球面リンク中心点３０と先端部材中心３１との距離である。

　本開示に従ったパラレルリンク機構１０は、３つ以上のリンク機構１１のそれぞれが第１～第５回転対偶部を有する５節連鎖構造となっているので、基端部材１に対して先端部材８を、球面リンク中心点３０を中心とした回転２自由度と、第５中心軸１９に沿った方向の１自由度という合計３自由度で移動させることができる。このため、基端部材１に対して先端部材８を、上記球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動させることができるとともに、当該球面に沿った移動とは独立して第５中心軸１９に沿った方向にも移動させることができる。この結果、先端部材８を上記球面に沿って移動させるとともに、先端部材８が沿って移動する球面の半径を調整できるので、先端部材８が一定半径の球面に沿ってしか移動できない場合よりも先端部材８の可動範囲を大きくできる。なお、ここで第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃが、先端部材８に第５回転対偶部において回転可能に接続されるように構成される、とは、第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃにおいて別部材としての先端部材を接続可能な部分が存在していることを意味し、第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃの一部が先端部材として機能する場合も含む。

　＜姿勢制御用駆動源の駆動制御の説明＞
　再び、図２８を参照して、姿勢制御用駆動源を制御する制御装置１００の概要について説明する。制御装置１００は、外部指令変換部１０１と、個別制御部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと、トルク検出部１０３と、荷重検出部１０４とを含む。

　個別制御部１０２ａは、位置指令変換部１１１と、電流発生器１１２とを含む。図示しないが、個別制御部１０２ｂ，１０２ｃも個別制御部１０２ａと同様な構成を有している。

　第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃを回転させるための姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃには、それぞれ電流を送る個別制御部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが接続されている。ここで、個別制御部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃとは別にトルク検出部１０３および荷重検出部１０４を設けていることが本実施の形態１１の制御装置１００の特徴である。

　姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃに対する姿勢変更指令は、以下の手順で行われる。第１に、外部指令装置１５０から動作指令（たとえば目標の（θ，φ，ｒ））を外部指令変換部１０１に送る。第２に、外部指令変換部１０１は動作指令を各モータへの位置指令に変換し、各個別制御部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの位置指令変換部１１１へ位置指令を送る。第３に、位置指令変換部１１１は位置指令をモータの電流指令に変換し、電流指令を電流発生器１１２へ送る。第４に、電流発生器１１２は電流指令に比例して電流を発生させ、対応する姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃへ送る。この際、制御装置１００は、実際に流れている電流を測定してフィードバック制御を行なう。フィードバック制御するためにモータの電流指令およびモータへ送られる電流をモニタリングする必要があるため、電流発生器１１２は図示しない電流センサを有している。

　姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃとしてモータを使用する場合、電流とトルクには相関関係があるため、電流指令またはモータの電流から、トルクを推定することができる。たとえば、先端部材８にある方向から荷重が加わった場合、姿勢保持のために各モータで発生する電流が増減する。その時の各モータの電流値、または電流指令値からトルクの向きおよび大きさを計算し、先端部材８に加わる荷重の向きおよび大きさを推定する荷重検出部１０４を設けることで荷重を推定することができる。電流センサを有しているため、検出された電流値から、ソフトウェアによりトルクおよび荷重を推定できるので、トルクセンサまたは荷重センサを別に設けることなく荷重を検出することが可能となる。

　トルク検出部１０３および荷重検出部１０４における検出結果をそれぞれ外部に出力する外部出力端子１５１，１５２を設けても良い。外部出力端子１５１，１５２を設けた場合、検出結果を外部指令装置１５０または、他の外部の制御装置から参照することができる。

　図３４は、動作中に干渉が生じた場合（衝突した場合）の各モータ（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）のトルクを示すグラフである。先端部材８を駆動させる場合、各モータは図３４の時刻ｔ０～ｔ１のようにトルクを与えることでリンク部材（４ａ，４ｂ，４ｃ）を回転させる。正常運転中のトルクＭ１，Ｍ２，Ｍ３は低水準で一定値を示すが、動作中、時刻ｔ１において先端部材８に対して何らかの干渉が生じた場合、干渉によって各モータのトルクＭ１，Ｍ２，Ｍ３が増減する。

　図３５は、リンク作動装置の先端部材に干渉が生じた際のトルクの乱れを検出して、制御を行なう例を説明するための図である。図３５では、時刻ｔ１でトルクＭ１，Ｍ２，Ｍ３の乱れを検出した場合に、衝突が発生したとして時刻ｔ２において各モータのトルクＭ１，Ｍ２，Ｍ３を時刻ｔ２以降ゼロにしてリンク作動装置を非常停止させるなどの措置を行なうことによって安全を確保する例を示している。

　図３６は、制御装置に設けた、各モータに作用するトルクのデータベースの一例を示す図である。リンク作動装置のある姿勢において、先端部にかかる荷重の方向および大きさ（作用力）における各モータのトルク（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）は計算によって算出することが可能である。しかし好ましくは、図３６のように予めデータベースとして登録しておき、制御装置１００は、データベースを参照することによって荷重が加わった時のトルク（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）から荷重の方向および大きさを推定する。これにより、より速く荷重の推定を行なうことができる。

　図３７は荷重推定を応用した第１の作業例を示す図である。図３７では、パラレルリンク機構１０に作業体としてハンド２１１が搭載されている。先端部材８にベース部材２１０が固定され、ベース部材２１０にハンド２１１が取り付けられている。したがって、ハンド２１１は、先端部材８と同様な動きができる。すなわちハンド２１１の（θ，φ，ｒ）をパラレルリンク機構１０によって制御することができる。なお、ハンド２１１の把持と解放を制御する制御ケーブルは、図３２の中心軸８２を中空とすることによって中心軸８２の内部を貫通させることができる。第１の作業例は、このようにパラレルリンク機構１０に取り付けられたハンド２１１を用いて、斜め方向に設置された作業台２１３の穴に対して、被作業体であるコネクタ２１２を挿入する作業である。

　この作業の制御を示すフローチャートを図３８および図３９に示す。図３８は、計算によって作業体にかかる荷重を測定および推定する手法を示すフローチャートである。

　まず、ステップＳ１において、制御装置１００は、３次元の極座標（θ，φ，ｒ）で示される最初の目的の姿勢であるコネクタ挿入直前の位置になるようにパラレルリンク機構１０の姿勢を変更する。本実施の形態１１に開示されるパラレルリンク機構１０を用いれば、その後ステップＳ２においてｒを伸長方向に動作させることによって、作業台２１３の穴の深さ方向に沿った方向からコネクタ２１２をはめ込むことが可能である。

　その際、ステップＳ３において、制御装置１００は、動作時のモータのトルクを計測し、ステップＳ４における計算により先端荷重を推定する。

　ステップＳ５において荷重が加わってない場合（Ｓ５でＮＯ）、荷重が加わるまでパラレルリンク機構１０をｒ方向に伸長させ、ステップＳ５において荷重が加わった時点（Ｓ５でＹＥＳ）でハンド２１１の動作を停止させる。そして、ステップＳ６において確認動作を行なわせる。確認動作とは、コネクタ２１２が作業台２１３のコネクタ挿入口に挿入されたか否かを、動作時の荷重（トルク）によって確認する動作のことである。たとえば、ある動作における挿入完了時の荷重（トルク）をデータベースに持っておくことで挿入を確認できる。ステップＳ６における確認動作の結果、コネクタの挿入が確認できた場合は（Ｓ７でＹＥＳ）終了するが、確認できなかった場合（Ｓ７でＮＯ）は、ステップＳ８において先端にかかった荷重の方向および大きさから再度目的位置を推定する。この一連の動作を続けることでコネクタの挿入が可能となる。

　図３９は、テーブルによって作業体にかかる荷重を測定および推定する手法を示すフローチャートである。図３９のフローチャートは、図３８のフローチャートのステップＳ４の処理をステップＳ１１およびＳ１２に置き換えた処理を示す。ステップＳ１～Ｓ３，Ｓ５～Ｓ８の処理については、図３８において説明した内容と同じであるので説明は繰り返さない。図３９においては、ステップＳ１１において、図３６に示したようなテーブルを参照し、各トルク値と計測されたトルク値とを比較し、最も近い値を示すデータを選択することによって、先端部の荷重を推定する（ステップＳ１２）。そしてステップＳ５においては推定した荷重を用いた判断が実行される。

　図４０は荷重推定を応用した第２の作業例を示す図である。図４０では、図３７とは逆向きにパラレルリンク機構１０に作業体としてハンド３１１が搭載されている。先端部材８にベース部材３１０が固定され、ベース部材３１０にハンド３１１が取り付けられている。したがって、ハンド３１１は、先端部材８と同様な動きができる。すなわちハンド３１１の（θ，φ，ｒ）をパラレルリンク機構１０によって制御することができる。図４０ではピン３１２を作業台３１３のピン挿入口に押し込む作業が示されている。作業体としてのハンド３１１にピン３１２を把持させる。そして、垂直方向に設置された作業台３１３のピン挿入口に対して位置合わせ動作を行ないながらピンを挿入する。

　図４１は、ピンの押し込み作業を説明するためのフローチャートである。まず、ステップＳ２１において、制御装置１００は、３次元の極座標（θ，φ，ｒ）で示される最初の目的の姿勢であるピン挿入直前の位置になるようにパラレルリンク機構１０の姿勢を変更する。その後、制御装置１００は、ステップＳ２２において、微小にｒを縮退（図４０の下方向）方向に動作させ、トルク計測（ステップＳ２３）および先端荷重計算（Ｓ２４）を行ない、ステップＳ２５において衝突に相当する荷重が先端部に加わっているか否かを判断する。制御装置１００は、作業台３１３に衝突するまでステップＳ２２～Ｓ２５の処理を繰り返す。

　ステップＳ２５において、衝突に相当する荷重が検出された場合、制御装置１００は、ステップＳ２６においてパラレルリンク機構１０にピン３１２が衝突した位置で探り動作を行なわせる。探り動作とは穴の深さ方向とピンの方向が一致する角度を探索する動作である。限定されないが探り動作として、たとえば、衝突位置からある微小な折れ角θで旋回角φを１周させる動作が挙げられる。その後、ステップＳ２７において、制御装置１００は、荷重が最小となる姿勢にパラレルリンク機構１０を設定し、ステップＳ２８において規定のｒ値（ピン押し込み完了値）までピン３１２を押し込むようにパラレルリンク機構１０を操作する。このように処理することによって、本実施の形態１１のリンク作動装置によれば、ピン挿入口に適切な方向からピン３１２を挿入することが可能となる。

　なお、図４１におけるステップＳ２３の計算処理を図３９のステップＳ１１，Ｓ１２のようにテーブルを使用する処理に変更しても良い。

　最後に、再び図２８等を参照して、本実施の形態１１について総括する。リンク作動装置２００は、図２９～図３３で詳細に説明したパラレルリンク機構１０を用いて、先端部材８の位置および姿勢を制御する。パラレルリンク機構１０は、基端部材１と、基端部材１と先端部材８とを接続するように構成された少なくとも３つのリンク機構１１とを備える。

　少なくとも３つのリンク機構１１の各々は、基端部材１に第１回転対偶部において回転可能に接続された第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃと、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃに第２回転対偶部において回転可能に接続された第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃと、第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃに第３回転対偶部において回転可能に接続された第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃと、第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃに第４回転対偶部において回転可能に接続された第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃとを含む。少なくとも３つのリンク機構１１の各々において、第１回転対偶部の第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、第２回転対偶部の第２中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃとは単一の球面リンク中心点３０で交わる。少なくとも３つのリンク機構１１の各第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃは、互いに第５回転対偶部において回転可能に接続される。第５回転対偶部の第５中心軸１９は球面リンク中心点３０を通る。少なくとも３つのリンク機構１１のうちの１つの第４リンク部材８ａは、第５回転対偶部において先端部材８に固定される。リンク作動装置２００は、少なくとも３つのリンク機構１１のうちの第１～第３のリンク機構にそれぞれ対応して設けられ、第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの各第１回転対偶部における回転角を変更するように構成された第１～第３の姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃに流れる電流値または電流指令値に基づいて、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃのそれぞれのトルクを推定し、推定した姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃのトルクに基づいて先端部材８に作用する荷重を推定する制御装置１００を備える。

　リンク作動装置の姿勢制御に使用するモータ（姿勢制御用駆動源）の制御装置１００は、図２８に示すように、モータを駆動させるための電流の大きさからモータのトルクを検出するためのトルク検出部１０３を有し、さらにモータのトルクから先端部材８に作用する荷重を推定する荷重検出部１０４を備えるので、専用のセンサを設けることなく荷重を推定できる。このため、リンク作動装置２００のコンパクト化やコスト低減に寄与する。また、リンク作動装置２００は可動範囲内において、特異点がなく全方向にスムーズに動ける構成であるため、任意の姿勢で先端部材８に様々な方向から荷重が作用した場合でもモータに確実にトルクが伝達され、正確に荷重を推定することができる。

　好ましくは、制御装置１００は、推定した各姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃのトルクの変化量から先端部材８、または先端部材８に搭載した作業体に衝突が発生したことを検出し、各姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃの動作を中断させる。たとえば、中断処理として、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃのトルクをゼロにしたり、荷重を受けた方向を計算してその方向と逆方向に先端部材８を動かしたりしても良い。

　このように先端部材８、もしくは先端部材８に搭載した作業体が他の物体に衝突した際のトルクの変化量から、衝突を検知し、装置を停止するなどの措置をとる構成であると良い。この構成によりリンク作動装置２００が人や物に接触した場合でも、それを検知してリンク作動装置２００を停止させるなどの措置をとれるようになり、安全性が向上する。

　好ましくは、先端部材８には、作業体が搭載される。制御装置１００は、推定した各姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃのトルクを観測しながら、図３７～図３９で示した作業体が把持する部材（たとえば、コネクタ）を他の部材（たとえば、端子台）に押し込む作業または図４０、図４１で示した作業体が把持する部材（たとえば、ピン）を他の部材（たとえば、穴が形成された部材）から引き抜く作業を行なうように各姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃを制御する。

　このように、パラレルリンク機構１０の先端に作業体または被作業体を搭載し、トルクを検出しながら被作業体の押し込み/引き抜き等の作業を行なう組立装置にリンク作動装置２００を適用することができる。この構成により、探索による位置決め動作等、トルクのフィードバックを用いての作業が可能な装置を実現できる。

　なお、制御装置１００は、荷重推定に使用する、各モータに作用するトルクと先端に作用する荷重の関係を示すデータベース、または各モータに作用するトルクから、先端に作用する荷重を算出する計算式を備えることが好ましい。これによりトルク検出部が検出するトルク値から先端側の荷重を推定できる。

　今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

　１　基端部材、２ａ，２ｂ，２ｃ　基端接続部、３ａ，３ｂ，３ｃ，５ａ，５ｂ，５ｃ，９　ナット、４ａ，４ｂ，４ｃ　第１リンク部材、６ａ，６ｂ，６ｃ　第２リンク部材、７ａ，７ｂ，７ｂｃ，７ｃ　第３リンク部材、８　先端部材、８ａ，８ｂ，８ｃ　第４リンク部材、１０　パラレルリンク機構、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ　リンク作動装置、１１　リンク機構、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ　連結部材、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ　第１中心軸、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ　第２中心軸、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ　第３中心軸、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ　第４中心軸、１９　第５中心軸、２１　ベース部、２２，４２　軸部、２５，２６，２７，２８，２９　軸受、３０　球面リンク中心点、３１　先端部材中心、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ　姿勢制御用駆動源、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ　固定部、３７　回転軸、３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ　軸部、３８，３９　歯車、４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ　他方端部、４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，６３，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，７３，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７４，７４ａ，７４ｂ，７４ｃ　貫通孔、４５　開口部、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ　ベース部材、８２　中心軸、８３，８３ａ，８３ｂ，８３ｃ　壁部、１００　制御装置、１０１　外部指令変換部、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ　個別制御部、１０３　トルク検出部、１０４　荷重検出部、１１１　位置指令変換部、１１２　電流発生器、１２１　作業体取り付け部材、１２２　貫通孔、１２３　ボルト収納用孔部、１２４　ボルト、１２５　孔部、１２６　取り付け部、１２７　作業体、１２８　被作業体、１２９　作業台、１３０　基端部材貫通孔、１５０　外部指令装置、１５１，１５２　外部出力端子、２００　リンク作動装置、２１１，３１１　ハンド、２１２　コネクタ、２１３，３１３　作業台。

Claims

　基端部材と、
　３つ以上のリンク機構とを備え、
　前記３つ以上のリンク機構は、前記基端部材と先端部材とを接続するように構成され、
　前記３つ以上のリンク機構は、前記先端部材の前記基端部材に対する姿勢を変更可能であり、
　前記３つ以上のリンク機構のそれぞれは、
　前記基端部材に第１回転対偶部において回転可能に接続された第１リンク部材と、
　前記第１リンク部材に第２回転対偶部において回転可能に接続された第２リンク部材と、
　前記第２リンク部材に第３回転対偶部において回転可能に接続された第３リンク部材と、
　前記第３リンク部材に第４回転対偶部において回転可能に接続された第４リンク部材とを含み、
　前記第４リンク部材は、前記先端部材に第５回転対偶部において回転可能に接続されるように構成され、
　前記３つ以上のリンク機構において、前記第１回転対偶部の第１中心軸と、前記第２回転対偶部の第２中心軸とは球面リンク中心点で交わり、
　前記３つ以上のリンク機構のそれぞれにおける前記第５回転対偶部の第５中心軸は重なるとともに、前記球面リンク中心点と交わる、パラレルリンク機構。
　前記第３回転対偶部の第３中心軸および前記第４回転対偶部の第４中心軸は、互いに平行に延びるとともに、前記第２中心軸と交差する方向に延びる、請求項１に記載のパラレルリンク機構。
　前記第３中心軸および前記第４中心軸は、前記第２中心軸と直交する方向に延びる、請求項２に記載のパラレルリンク機構。
　前記第１～第５回転対偶部の少なくともいずれか１つは軸受を含む、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構。
　前記基端部材を前記先端部材側から平面視したときに、前記第２回転対偶部は前記基端部材の外周より外側に位置する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構。
　前記基端部材には開口部が形成され、
　前記基端部材を前記先端部材側から平面視したときに、前記第２回転対偶部は前記開口部の内部に位置する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構。
　請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構と、
　前記３つ以上のリンク機構のうち少なくとも３つのリンク機構に設置され、前記基端部材に対する前記先端部材の姿勢を任意に変更する姿勢制御用駆動源とを備える、リンク作動装置。
　基端部材と、
　３つ以上のリンク機構とを備え、
　前記３つ以上のリンク機構は、前記基端部材と先端部材とを接続するように構成され、
　前記３つ以上のリンク機構は、前記先端部材の前記基端部材に対する姿勢を変更可能であり、
　前記３つ以上のリンク機構のそれぞれは、
　前記基端部材に第１回転対偶部において回転可能に接続された第１リンク部材と、
　前記第１リンク部材に第２回転対偶部において回転可能に接続された第２リンク部材と、
　前記第２リンク部材に第３回転対偶部において回転可能に接続された第３リンク部材と、
　前記第３リンク部材に第４回転対偶部において回転可能に接続された第４リンク部材とを含み、
　前記第４リンク部材は、前記先端部材に第５回転対偶部において回転可能に接続されるように構成され、
　前記３つ以上のリンク機構において、前記第１回転対偶部の第１中心軸と、前記第２回転対偶部の第２中心軸とは球面リンク中心点で交わり、
　前記３つ以上のリンク機構のそれぞれにおける前記第５回転対偶部の第５中心軸は重なるとともに、前記球面リンク中心点と交わり、
　前記３つ以上のリンク機構のうち少なくとも３つのリンク機構に設置され、前記基端部材に対する前記先端部材の姿勢を任意に変更する姿勢制御用駆動源と、
　前記３つ以上の前記第４リンク部材のいずれかに固定された作業体取り付け部材とをさらに備える、リンク作動装置。
　前記作業体取り付け部材には、作業を行なう作業体が取り付け可能であり、
　前記作業体の重心が前記先端部材よりも前記基端部材側に配置されるように、前記作業体が前記作業体取り付け部材に取り付けられる、請求項８に記載のリンク作動装置。
　前記作業体取り付け部材は前記先端部材の前記基端部材側に面するように固定され、
　前記作業体により作業がなされる被作業体を前記先端部材よりも前記基端部材側に配置可能な、請求項９に記載のリンク作動装置。
　前記被作業体は、前記先端部材と前記基端部材との間に配置可能である、請求項１０に記載のリンク作動装置。
　前記基端部材には基端部材貫通孔が形成され、
　前記被作業体は、前記基端部材に対して前記先端部材と反対側に配置可能であり、
　前記作業体は、前記基端部材貫通孔を挟んで前記先端部材と反対側に配置される前記被作業体に対して作業可能である、請求項１０に記載のリンク作動装置。
　基端部材と、前記基端部材と先端部材とを接続するように構成された少なくとも３つのリンク機構とを備えるパラレルリンク機構を用いて、前記先端部材の位置および姿勢を制御するリンク作動装置であって、
　前記少なくとも３つのリンク機構の各々は、
　前記基端部材に第１回転対偶部において回転可能に接続された第１リンク部材と、
　前記第１リンク部材に第２回転対偶部において回転可能に接続された第２リンク部材と、
　前記第２リンク部材に第３回転対偶部において回転可能に接続された第３リンク部材と、
　前記第３リンク部材に第４回転対偶部において回転可能に接続された第４リンク部材とを含み、
　前記少なくとも３つのリンク機構の各々において、第１回転対偶部の第１中心軸と、第２回転対偶部の第２中心軸とは、単一の球面リンク中心点で交わり、
　前記少なくとも３つのリンク機構の各第４リンク部材は、互いに第５回転対偶部において回転可能に接続され、
　前記第５回転対偶部の第５中心軸は、前記球面リンク中心点を通り、
　前記少なくとも３つのリンク機構のうちのいずれか１つのリンク機構の第４リンク部材は、前記第５回転対偶部において前記先端部材に固定され、
　前記リンク作動装置は、
　前記少なくとも３つのリンク機構のうちの第１～第３のリンク機構にそれぞれ対応して設けられ、対応する第１リンク部材の第１回転対偶部における回転角を変更するように構成される第１～第３の姿勢制御用駆動源と、
　前記第１～第３の姿勢制御用駆動源に流れる電流値または電流指令値に基づいて前記第１～第３の姿勢制御用駆動源のそれぞれのトルクを推定し、推定したトルクに基づいて前記先端部材に作用する荷重を推定するように構成される制御装置とを備える、リンク作動装置。
　前記制御装置は、前記推定したトルクの変化量から前記先端部材、または前記先端部材に搭載した作業体に衝突が発生したことを検出し、前記第１～第３の姿勢制御用駆動源の動作を中断させる、請求項１３に記載のリンク作動装置。
　前記先端部材には、作業体が搭載され、
　前記制御装置は、前記推定したトルクを観測しながら、前記作業体を被作業体に押し込む作業または前記被作業体から前記作業体を引き抜く作業を行なうように前記第１～第３の姿勢制御用駆動源を制御する、請求項１３に記載のリンク作動装置。