JP2000506450A - ２要素の相対運動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 二つの要素１，２を相対運動するための装置が、ヒンジ１０，１１を介してこれらの要素の第１のもの１に対して結合し、少なくとも一つの第１動力行使部材１２の影響下でこの第１要素１に対してほぼ平行な平面で旋回可能な、少なくとも二つの第１リンク8，９を含む。ヒンジ１６，１７を介してこれらの要素の第２のもの２に対して結合した少なくとも二つの第２リンク１４，１５が、少なくとも一つの第２動力行使部材１８の影響下でこの第２要素に対してほぼ平行な平面で旋回可能である。これら二つの第１リンク８，９が第１四ヒンジ・システムＦＳ１を形成する。これら二つの第２リンク１４，１５が第２四ヒンジ・システムＦＳ２を形成する。これら二つの四ヒンジ・システムがこの第１要素と第２要素１，２の間に互いに直列に結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 ２要素の相対運動装置 発明の分野および従来技術 この発明は、２要素の相対運動装置に関し、上記装置は、これらの要素を相互 連結する関節リンクおよびこれらの要素の相対運動のために力を働かせるための 、少なくとも二つの動力行使部材を含む。 ２要素の相対運動は、それらを動力行使部材によって意図する方法で相互に配 置する目的を持つ。更に具体的には、この発明による装置は、マニピュレータま たはロボットを作ることを意図する。これらの要素の第２のものは、意図した機 能、例えば、ピッキング／プレーシング、パッキングおよびパレタイジングを実 施するために、担持装置を介して直接的または間接的に作動部材を担持すること を意図する。しかし、この作動部材は、今述べたもの以外の作業動作も行うよう に設計されているかも知れないと言われる。 従来のロボットは、旋回可能なリンクのアーム状システムに基づき、それらの リンクは、末端にこのアーム上の更に外に位置するリンク／作動部材を旋回／回 転するための動力行使部材を含む。旋回アームの末端に動力行使部材を備えるこ とは、高負荷および慣性を伴い、それが可能な加速度および速度並びに経路に関 する精度について制限を課する。他の種類のロボットも知られているが、精度お よび速度に関する性能不足か高コストのために、あまり結果が良くないことが分 かった。米国特許第４ ９７６ ５８２号に、三つの動力行使部材を第１要素上 に三角形分布で配置した、例えば、ロボットが記載されている。これらの部材は 、平行に、同様に三角形分布で結合した三つのリンク装置を介して可動要素に結 合されていて、上記リンク装置は、この関連する旋回アームにおよびこの可動要 素に、それぞれ、自由度が２でそれ以上でない関節継手によってヒンジ結合され ている。実際に、リンク装置の各々は、平行四辺形を形成しながら、それぞれの 旋回アームおよび可動要素にヒンジ式に結合した二つの平行リンクを含む。この 既知の型式のロボットの欠点は、３次元アームシステムの結果として、複数を密 に 近接して配置することが困難なことである。既知のロボットが普通の目的に対し 非常に迅速且つ精確に出来たとしても、特定の作業タスクに対する特別な適合に はあまり適さない。例えば、互いに垂直な２次元の非常に急速な運動を達成する ことが必要であるが、他の自由度に関する限り、性能に関する要求が適度である ことが時々ある。既知のロボットは、そのような状況に適合できないかも知れな い。その構造が対称であるために、既知のロボットは、作業領域適合性に関する 限り、比較的制限されるようにもなる。 発明の概要 この発明は、比較的単純な構造的解決方法によって実現できるが、それにも拘 わらず、少なくとも互いに垂直な２方向の非常に迅速且つ精確な動作を達成可能 にする、運動装置を提供するルートを案出することを主な目的とする。 この発明の第２の目的は、この装置を異なる複雑さの程度で作業タスクに容易 に適合させ得るべきであるという意味で、モジュール化した構造の可能性を提供 することである。 この発明の第３の目的は、比較的単純且つ何度も実証済みのヒンジ構造をこの 装置に使用できるようにすることである。 この発明の主な目的は、この発明による装置が、ヒンジを介してこれらの要素 の第１のものに対して結合した、少なくとも二つの第１リンクを含み、上記リン クが、少なくとも一つの第１動力行使部材の影響下でこの第１要素に対してほぼ 平行な平面で旋回可能であること、それが、ヒンジを介してこれらの要素の第２ のものに対して結合し、少なくとも第２の動力行使部材の影響下でこの第２要素 に対してほぼ平行な平面で旋回可能な、少なくとも二つの第２リンクを含むこと 、並びにこれらの少なくとも二つの第１リンクが第１四ヒンジ・システムを形成 すること、これらの少なくとも二つの第２リンクが第２四ヒンジ・システムを形 成し、これら二つの四ヒンジ・システムをこの第１要素と第２要素の間に互いに 直列に結合することで達成される。 この様にして、二重の四ヒンジ構造が得られ、これらの四ヒンジ・システムの 旋回平面での非常に迅速な動作性能が実現する。 この発明の好適実施例では、これらの四ヒンジ・システムが平行四辺形を形成 し、それは、第２要素により直接的または間接的に担持される作動部材の方向不 変をたった二つの軸で達成できることを意味する。 上記第２の目的は、この発明によれば、それが、二つの四ヒンジ・システムを 備えるその最も本物の形で、二つのほぼ垂直な方向で運動の自由をもたらし、次 に状況次第で更なる運動の自由を完備することで達成する。 所定の種類の四ヒンジ・システムを使うことは、単一自由度、即ち純粋旋回だ けを与えればよい、単純なヒンジの結果となる。 この発明による解決策は、互いに垂直な２次元で、米国特許第４ ９７６ ５ ８２号によるロボットで達成できるより広い作業面積を得ることを可能にする。 この発明の複数の好適な開発結果を残りの請求項で定義する。この発明のこれ らの開発結果およびこの発明に関連する利点を以下の説明で更に綿密に扱う。 図面の簡単な説明 添付の図面を参照した、この発明の実施例の更に詳しい説明が後に続く。 これらの図面で； 図１は、この発明によるロボットのための作業タスクを示す平面図であり； 図２は、更に詳しい側面図であり； 図３は、この発明による装置を単純な形で示す図式的側面図であり； 図４は、図３に類似するが、修正の可能性を示す図であり； 図５は、図４に示す装置を上方に旋回した状態で示す図であり； 図６は、この装置を反対方向に旋回した、図５に類似する図で、図３による四ヒ ンジ構造を示し： 図７は、第２要素に関して傾斜する可能性を伴う修正した実施例の、図４に類似 する図であり； 図８は、図７による装置を代替姿勢で示す図であり； 図９は、作動中の図７および図８による装置を示す模式図であり； 図１０は、この発明による幾つかのロボットを互いに如何に近接して配置できる かを示す、上から見た図であり； 図１１〜１３は、図１０に示すものに対して代替形を形成する実施例を示す図で あり； 図１４は、この発明によるロボットの実施例を示す斜視図であり； 図１５は、図１４による実施例の修正形の斜視図であり； 図１６は、第２要素上に設けた作動部材用旋回可能担持装置を有するロボットの 図式的側面図であり； 図１７は、例えば、図１６によるロボットに適用可能な伝動装置を示す詳細図で あり； 図１８は、図１７に示す伝動装置の適用を示す模式図であり； 図１９は、代替ロボット実施例の斜視図であり； 図２０は、ロボット実施例の側面から見た概略図であり； 図２１は、図２０によるロボットの更に具体的な実施例を示す、部分詳細図であ り； 図２２は、代替四ヒンジ構造の模式図であり； 図２３は、ほぼ図２２に類似する、ロボット適用例の斜視図であり； 図２４は、図２３によるロボットの修正形の図であり； 図２５は、例えば、図２０および図２１によるロボット用の伝動装置の側面図で あり； 図２６は、図２５に対して９０°回転した位置で示す、拡大詳細図であり； 図２７は、代替伝動装置の図２５に類似する図であり： 図２８は、図２７による伝動装置の詳細図であり； 図２９は、代替ロボット実施例の側面図であり； 図３０は、図２９による実施例の下から見た図であり； 図３１は、更なるロボット実施例の側面図であり； 図３２は、図３１による実施例の右から見た図であり； 図３３は、代替実施例の詳細図であり； 図３４は、代替ロボット実施例の側面図であり； 図３５は、更なる代替形の側面図であり； 図３６は、横安定化対策および直列に結合した三つの四ヒンジ・システムを備え るロボット実施例の“擬似”斜視図による図であり； 図３７は、横安定化対策を備える代替実施例の、やはり“擬似”斜視図による図 であり； 図３８は、代替ロボット実施例の図式的斜視図であり； 図３９は、更なる代替形の側面図であり； 図４０は、図３９による実施例の姿勢を変えた図であり； 図４１は、代替ロボット実施例の斜視図であり； 図４２は、図４２に類似するが、或る修正を施した図であり； 図４３および図４４は、図４１および図４２に類似する実施例の異なる姿勢での 模式図であり； 図４５および図４６は、更なるロボット実施例の、二つの幾らか異なる姿勢での 斜視図であり； 図４７および図４８は、第２要素を傾斜するための実施例を示す図であり； 図４９および図５０は、二つの代替四ヒンジ・システム構造の模式図であり； 図５１は、カルダン伝動装置を示す図であり； 図５２は、カルダンおよび斜交歯車型の伝動装置を示す図であり； 図５３は、図２３に示すものに類似する、修正した実施例の図であり； 図５４は、図２４に示すものに類似する、修正した実施例の図であり；並びに 図５５は、図４１に示すものに幾らか類似する、修正した実施例の図である。 好適実施例の詳細な説明 理解を簡単化するために、以下では異なる実施例に関して、類似または対応す る部品に対し、同じ参照記号にその実施例特有の文字を付けて使用した。 図１に、この発明によるロボット構造のために可能な作業タスクを例示するた めに、二つの垂直に動くコンベヤ、それぞれ、１および２を示す。部品３をコン ベヤ１に乗せ、一方、部品５は、横に動くコンベヤ２に乗せる。図１に破線の矢 印で示すように、部品５は、部品３上に置くことを意図する。コンベヤ２は、コ ンベヤ１の上を伸びる。 この様に、コンベヤ１はｘ方向に動き、一方、コンベヤ２はｙ方向に動く。図 示の場合、ｘ方向およびｚ方向には高性能が要求されるが、ｙ方向の性能に関し ては適度であることが理解できる。 図２に、コンベヤ１上の部品３がコンテナの性格を有し、その上に部品５を置 くことになっていることを示す。この部品５は、この例では、蓋または上部に置 くべきその他の制限、例えば、食品包装の上に置き、後にその上に蓋を被せるフ ォイル・シート、の性格を有すると考える。これらのフォイル・シート５は、マ ガジン６によって供給し、それからフォイル・シートを下から斜めに持っていく ことが出来る。このために、ロボットの作動部材７は、このシートに係合するよ うに斜め上方に伸びられなければならない。次に、この作動部材７は、ｙ軸周り に回転出来なければならない。部品３と部品５の間にあり得る整列不良を補正す るために、作動部材７は、ｚ軸（図１ではｒ_z）周りにも回転出来るべきかも知 れない。 この発明による装置を図３に高度に基本的性格で示す。この装置は、図式的に 示す第１要素１および作動部材７を担持する第２要素２を含む。図２の案内で説 明するこの場合は、作動部材７をフォイル・シート５を掴むために吸引把持手段 から成ると考えるが、例えば、溶接、切削、水切り、接着、バリ取り、研削等の ような仕事のための工具のような、作動部材の非常に多くの異なる設計が可能で ある。 図３による装置は、二つの第１リンク８、９を含み、それらは、ヒンジ１０、 １１を介して第１要素１に結合されている。リンク８、９は、第１動力行使部材 １２の影響の下で、要素１に対してほぼ平行な平面で旋回出来る。 この装置は、二つの第２リンク１４、１５を含み、それらは、ヒンジ１６、１ ７を介して要素２に結合されている。リンク１４、１５は、第２動力行使部材１ ８の影響の下で、要素２に対してほぼ平行な平面で旋回出来る。 二つのリンク８、９は、第１四ヒンジ・システムＦＳ１を形成し、一方、第２ リンク１４、１５は、第２四ヒンジ・システムＦＳ２を形成する。これら二つの 四ヒンジ・システムは、第１要素１と第２要素２の間で互いに直列に結合されて いる。 “直列に結合”という表現は、ここでは、四ヒンジ・システムＦＳ２がヒンジ １０、１１から離間した四ヒンジ・システムＦＳ１によって担持され、それでこ の四ヒンジ・システムＦＳ２を四ヒンジ・システムＦＳ１によって動かし得るこ とを意味する。 この例では、第１の二つのリンク８、９および二つの第２リンク１４、１５が ヒンジ１９、２０を介して互いにペアで直接結合されている。 少なくとも第３リンク１３がリンク８、９および１４、１５をそれぞれ結合す る。更に具体的には、リンク１３がヒンジ１９、２０を介してこれらのリンクに ヒンジ結合されている。それで、リンク１３は、四ヒンジ・システムＦＳ１およ び四ヒンジ・システムＦＳ２に共通である。これは、第１リンク８、９、第３リ ンク１３および要素１が第１関節四リンク・システムを形成することを意味する 。第２リンク１４、１５、第３リンク１３および要素２は、第２関節四リンク・ システムを形成する。以後、ＦＳ１およびＦＳ２という称呼は、四ヒンジ・シス テムおよび四リンク・システムという表現と交換可能に使用する。しかし、図７ の援助によって更に綿密に説明するように、四ヒンジ・システムという表現は、 それが四リンク・システムに含まれるリンクを欠いても良いことを含む。 四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２は、平行四辺形を形成し、それは、要 素１および２の相互方向に関する不変性がリンク８、９および１４、１５の旋回 位置と関係なく維持されることを意味する。 第１四ヒンジ・システムＦＳ１のヒンジ１０、１１、１９、２０は、相互にほ ぼ平行なヒンジ軸を形成する。同様に、第２四ヒンジ・システムＦＳ２のヒンジ １６、１７および１９、２０は、相互にほぼ平行なヒンジ軸を形成する。これら のヒンジは、単一自由度を呈すべき単純なピボット・ヒンジである。 二つの四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２のヒンジ軸は、図３では互いに ほぼ平行である。 第２動力行使部材１２は、第１要素１に対して結合した固定部および第１リン クの一つ、即ち９で指すものに結合した可動部を含み、上記可動部は、リンク９ を要素１に対して旋回させるように設えられている。この部材１２は、実際には 広く異なる構成であっても良い。例えば、それは、長さが可変で、ヒンジ１１の 周りにトルクを発生するために要素１とリンク９上の点の間に作用する部材から 成ってもよい。もう一つの可能な、およびこの場合好ましい実施例は、この部材 １２をステータとロータを有する回転装置として設計し、このステータを要素１ に結合し、一方、ロータをリンク９に結合することにある。この装置１２は、勿 論、リンク８を旋回するように作用してもよい。 この装置１２の特定の設計とは関係なく、それが、作動状態で、関連するリン ク９に対して調整した旋回位置を、装置１２の確実な駆動でこの旋回位置だけが 変わるように、維持するように適合させるべきである。 第２動力行使部材１８は、第１要素１に対して結合され、少なくとも一つのリ ンク・アーム２１を介して第２四ヒンジ・システムＦＳ２に作用する。この部材 １８は、要素１に対してしっかり結合した固定部およびこの固定部に対する可動 部を含み、上記可動部は、固定部に対して一つを超える自由度を呈してはならな い。この可動部は、リンク・アーム２１を介して四ヒンジ・システムＦＳ２に結 合されている。部材１８を回転装置によって形成し、そのステータが固定部を形 成し、そのロータが可動部を形成するのが好ましい。アーム２２をこの可動部に 結合し、それに対して回転しないようにする。このアームは、ヒンジ２３を介し てリンク・アーム２１、次にそれはヒンジ２４を介して要素２に結合されている が、リンク２１は、リンク１４、１５のどれに結合しても同様によい。この場合 、四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２は、平行平面で旋回可能であるが、ヒ ンジ２３および２４が単一自由度を有し、これらの四ヒンジ・システムの軸に平 行なヒンジ軸を形成すれば十分である。 図３の支援で説明した構造は、この方法で作動部材７の位置をｘｚ平面で制御 できるように、二つの動力部材１２、１８を適正に制御することによって、ｘｚ 平面で高速且つ高精度で調節することができる。 図３による配列では、アーム２２およびリンク・アーム２１が四ヒンジ・シス テムＦＳ１およびＦＳ２のそばを通過できねばならないことを指摘する。 図４に、四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２並びにアーム２２／リンク・ アーム２１が互いから離れるように折り曲がる点で図３に示すものと異なるロボ ット構造を示す。この関係で、アーム２２とリンク・アーム２１の間の角度は、 勿論、四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２のそれぞれの対のリンク・アーム ８，９；１４，１５の間の角度と同じほど大きくてはならず；平行度および相互 方向に関する限り、要素１と要素２の間の相対位置を決めるのは、これらの四ヒ ンジ・システムであることを指摘する。それで、アーム２２およびリンク・アー ム２１は、作動部材７の位置をｚ方向に変えるために、四ヒンジ・システムＦＳ ２を斜めにすることに役に立つだけである。 第３リンク１３の代替位置を図４に破線で示す。この様に、リンク１３がヒン ジ１９、２０を相互連結しなくても良いが、時にはこれが好ましいかも知れない 。 図５に、図４によるロボットを一方向にかなり高い位置へ上方に旋回してもよ いことを示す。もし、これらのリンクを適正な立体的秩序に配置すれば、対応す る高い位置を反対方向ででも達成できることを指摘する。そのような反対方向で の高い位置を図６に示し、上記位置は、アーム２２／リンク・アーム２１の角運 動と協同した、図４に示す四ヒンジ構造によって達成可能である。 図２の支援で説明したＹ軸周りの回転を可能にするために適した代替実施例を 図７に示す。この回転をｒＹで示す。図７による実施例では、四ヒンジ・システ ムＦＳ１およびＦＳ２が、前のように、何時でも使えるが、差は、第１リンク８ ａおよび９ａが互いから独立に旋回できるように配置されていることである。こ のため、この実施例は、前のように、リンク９ａを旋回するための動力行使部材 １２ａおよびリンク８ａを旋回するようにした第４動力行使部材２５も含む。そ れで、リンク８ａおよび９ａの一つだけまたはそれらの両方を角度差をもって旋 回することによって、傾斜に関する限り、第１要素１ａと第２要素２ａの間の相 互関係を変えることができる。これは、図８に示す位置と比べると、より綿密に はっきりしてくる。それで、要素２ａは、この傾斜の変動の結果として、軸Ｙの 周りに回転し、この回転運動を、図２の支援で説明した方法で使ってもよい。 要素２を要素１に対して種々の程度に傾斜する可能性の利点を得るための更な る方法を図９に示す。この第２要素を図９では２ａで示し、それを四つの異なる 位置で示す。更に具体的には、第２要素２ａは、この要素２ａ上に離間して配置 した、少なくとも二つの作動部材７ａＡ、７ａＢを含み、この要素２ａが図９に は示さない第１要素１ａに対して傾斜すると、これらの作動部材が異なる位置を 採るようにする。これは、図９に示すように、作動部材７ａＡおよび７ａＢに交 互に部品５を掴ませ、それをコンベヤ１に沿って動き得るもう一つの部品３上に 置かせるように使える。利用できる部品５のマガジンまたは山が二つあるのが適 当で、何故なら、これが問題の作業のサイクルタイムを減らすからである。第２ 要素２ａの傾斜は別にして、作動部材７ａＡおよび７ａＢは、ｘ方向およびｙ方 向に動く。 今までのところは、要素１が固定であることを意図したと図式的に仮定した。 しかし、要素１は、実際には、少なくとも幾つかの実施例で、第３動力行使部材 ２６（図１０参照）によってベース部材２７に対してそれ自体可動であることを 意図する。 図３〜図７の支援で説明する性質のロボット構造を、以下では、Ｒ２と称し、 その数は、このロボットの運動軸の数を表す（先に議論したｙ軸およびｚ軸周り の回転運動は別にして）。 図１０から、Ｒ２ロボットが動力行使部材２６によって動き得るキャリヤ２８ 上に置かれているのが分かる。Ｒ２ロボットの第１要素１は、実際には、キャリ ヤ２８に取付けられ、またはその構成要素を形成することを意図する。キャリヤ ２８は、この動力行使部材によって旋回可能である。更に具体的には、このキャ リヤ２８は、ベース部材２７から突出するアームの性質を有する。幾つかのその ようなアーム２８Ａ〜２８Ｃが平行に向けて配置され、それらが、それぞれ、ロ ボットＲ２Ａ〜Ｒ２Ｃを担持する。これらのロボットは、それらそれぞれの平面 をほぼ平行に向けて位置し、それが高度のパッキングの達成を可能にする。図１ ０の動力部材２６Ａ〜２６Ｃは、任意の種類でよいが、ここでは、ベース部材２ ７に固着したステータおよびキャリヤ・アーム２８に固着したロータを有する回 転装置から成ることを考える。その他については、図１０に、種々のロボットＲ ２上の作動部材７がZ軸周りに回転可能と考えるように示す。 図１１では、キャリヤ２８ｂが旋回アームの形を有するのではなく、第３四ヒ ンジ・システムＦＳ３として設計されている。これは、Ｒ２ロボットとベース部 材２７ｂの間の連結部を形成する。この四ヒンジ・システム２８ｂは、平行四辺 形であるのが適当であり、ロボットＲ２は、ベース部材２７ｂから離れた平行四 辺形リンク２９に取付けられているのが適当である。前のように、それは、リン ク２９に固着したＲ２ロボットの第１要素であるのが好ましい。更に、図１１か ら、幾つかの第３四ヒンジ・システムを互いに密接して配置してもよいことが分 かる。 図１２に、キャリヤ２８ｃがほぼ直線の運動方向（矢印３０）に移動可能であ ることを示す。ロボットＲ２は、このキャリヤ２８ｃに取付けられ、そのキャリ ヤは運動経路３１に沿って動き得る。これは、歯形レールの例に含まれ、それに キャリヤ２８上にある歯車３２が駆動係合する。キャリヤ２８ｃは、従ってキャ リッジの性質を有し、その上に、歯車３２を備える車軸３４を歯車を介して回転 させられる駆動モータ３３が配置されている。歯車３２を備える更なる車軸３５ がこのキャリヤ２８ｃ上に配置されていて、もし望むなら、この第２車軸を駆動 モータ３３によって駆動してもよい。 図１３は、図１１の支援で既に説明した実施例の変形を示し、そこではロボッ トＲ２用のキャリヤ２８ｄが四ヒンジ・システムとして設計され、ロボットＲ２ とベース部材２７ｄの間の連結部を形成する。モータ２６ｄが四ヒンジ・システ ム２８ｄを旋回し、それによってロボットを動かす役に立つ。ここでも、二つの ロボットＲ２を互いの脇に配置されているとして示す。四ヒンジ・システムの代 替位置を破線で示す。これらの四ヒンジ・システムは、ロボットＲ２の平行運動 用平行四辺形によって形成する。 図１４に、旋回アームとして設計した、ロボットＲ２用キャリヤ２８ｅを示す 。この旋回アーム２８ｅは、回転モータ２６ｅの形の動力行使部材によって、ベ ース部材２７ｅに対して軸３６周りに旋回可能である。先に説明したように、二 つの動力行使部材１２ｅおよび１８ｅがあり、ロボットの作動部材７ｅを二つの 軸の周りに、即ち平面ＸＺで作動させる。キャリヤ２８ｅは、その機動性によっ て二軸ロボットＲ２をＹ方向に動かすように機能する。第１要素１ｅは、ここで はキャリヤ２８ｅの構成要素をなすと言ってよい。作動部材２７ｅは、第２要素 ２ｅ上に配置した動力行使部材３７によってＺ軸周りに回転可能でもよい。例え ば、動力部材３７は、回転モータによって構成してもよい。 図１５に、図１４による実施例に対する変形を示す。旋回アーム２８ｆは、こ こでは比較的短く、第１要素１ｆによって構成すべきであると言ってもよい。ア ーム２８ｆの旋回軸を３６ｆで表す。この実施例では、二つの動力行使部材１２ ｆおよび１８ｆを旋回軸３６ｆに比較的近く配置し、それは、そこから少し離れ た負荷が動力部材２６の高トルクを要し、重要な慣性を生じ、それが速度および 精度に関する問題を伴う傾向があるからである。更に具体的には、部材１２ｆお よび１８ｆをそれらの回転軸をほぼ同軸にして位置付け、それらが旋回軸３６ｆ の直線延長部とほぼ交差するようにするのが好ましい。それで、リンク９ｆおよ びアーム２２ｆを、それらの旋回軸がほぼ同軸であるように位置付ける。 先に説明した実施例では、四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２を旋回する ために配置した動力行使部材を常に第１要素１ｅ上に配置したものとして図示し 、これは、これらの動力行使部材が通常比較的重く、それらをリンク・アーム構 造に多少離して配置すると、加速度、速度および精度に関する限り問題を生ずる ことがあるので、負荷に関して有利であると言うことを確立できる。 図１６に、第２要素２ｇ上に作動部材７ｇ用担持装置３８をヒンジ結合した実 施例を示す。要素２ｇに対する担持装置３８の旋回軸を３９で示す。この旋回軸 が、この実施例では、リンク・アーム２１ｇと要素２ｇの間のヒンジ軸と一致す るが、それは、勿論、必要ない。 担持装置３８は、第５動力行使部材４０によって、第２要素２ｇに対して旋回 可能であり、その部材は第１要素１ｇ上に配置され、その第１要素は、ここでは キャリヤを形成し、軸３６周りに旋回または回転可能である。動力行使部材４０ を働かせることによって、要素２ｇに対する作動部材７ｇの方向を、そこで、所 望のように変えることができる。動力行使部材４０は、第１要素１ｇ上に配置さ れ、少なくとも一つのリンク・アーム４１を介して担持装置３８に作用する。こ の部材４０は、要素１ｇに結合した固定部、およびアーム４２を介してリンク・ アーム４１に作動する可動部を含む。リンク・アーム４１とアーム４２の間、リ ンク・アーム４１と担持装置３８の間、および動力部材４０の固定部と可動部の 間のヒンジは、この四ヒンジ・システムの旋回平面に平行な平面で旋回するため に自由度１であればよい。 作動部材７ｇは、この例では、担持装置３８に対して軸４３周りに回転可能で あることを意図する。この様にして、五軸ロボットを実現する。作動部材７ｇを 回転するためには、回転モータを担持装置３８上に設けてもよい。しかし、これ はロボットの末端での負荷を増すので、速度および精度に関する要求が高いとき は好都合でない。実際、図１７に示す解決策を使ってもよい。そこには、第６の 動力行使部材４４を第１要素１ｈ上に配置することを示す。この部材４４は、軸 ４５に結合する。図１７による実施例を図１６による実施例に適用すると、軸４ ５を担持装置３８ｈで支承することになっている。動力行使部材４４と軸４５の 間の連結は、全体を４６で示すリンク・アーム装置によって確立する。部材４４ を作動すると、軸４５を回転させる。作動部材７ｈを直接軸４５上に設計するこ とが可能であろう。しかし、この例では、軸４５と作動部材７ｈの間に伝動装置 ４７があるのが好ましい。ここでは、この伝動装置を増速装置として設計してあ る。その他については、伝動装置４７が、図１７に示すように、斜交歯車の性質 を有してもよい。この斜交歯車は、軸４５および作動部材７ｈの軸上にそれぞれ 配置した傘歯車によって作る。 動力行使部材４４は、要素１ｈに結合した固定部、およびアーム４８にしっか り結合した可動部を有し、そのアームは、この装置４６に含まれる、少なくとも 一つ、この実施例では二つのリンク・アームによって軸４５に結合されている。 図１６の第２要素２ｇ上に旋回可能担持装置３８が何もない場合は、図１７に 示す、作動部材７ｈを回転するための装置を担持装置３８上ではなく、第２要素 ２ｇ上に設けることが出来る。 図１８に、図１７に示すものと類似する装置を使って、関節四リンク・システ ム、この例では、二つのアームによって第２要素２ｉ上に支承した平行四辺形に よって構成した担持装置３８ｉを回転させることが出来ることを図式的に示す。 作動部材７ｉを担持装置３８ｉ、好適には図１９の支援で更に綿密に説明する方 法で動き得る四ヒンジ・システムによって運動させられるように配置する。リン ク・アーム装置４６ｉを軸４５ｉに結合し、その軸を軸受４８によって要素２ｉ 上に支持する。軸４５が、伝動装置４７ｉを介して、担持装置３８ｉに含まれる 担持部材４９を駆動する。更に具体的には、担持部材４９がこの四リンク・シス テムのリンクを形成する。伝動装置４７ｉは、この例では、斜交伝動装置である 。釣合い錘５０が重力並びに担持装置３８ｉおよびその作動部材から生ずる影響 の釣り合いをとる。 図１９に、四リンク型の担持装置３８ｋを第２要素２ｋに結合することを示す 。更に具体的には、四リンク・システムのリンク５１を要素２ｋにしっかり結合 す る。 このロボットに含まれる四リンク・システムＦＳ１およびＦＳ２は、この例で は、図示するＸＺ平面での運動をもたらす。他方、四ヒンジ・システム３８ｋは 、ＸＹ平面で、即ち、この例では、二つの四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ ２の旋回平面に垂直に旋回可能である。換言すれば、四ヒンジ・システム３８ｋ を四ヒンジ・システムＦＳ２に結合し、システムＦＳ１、ＦＳ２およびＦＳ４は 、互いに直列であるが、システムＦＳ２とＦＳ４の間の結合がＸ軸周りに９０° 傾斜し、その上、Ｚ軸周りにほぼ９０°回転しているようにする。 四ヒンジ・システムＦＳ４は、要素１ｋ上に配置した動力行使部材５２および この動力部材５２と四ヒンジ・システムＦＳ４の間の少なくとも一つのリンク・ アーム５３によって、ＸＹ平面で旋回させるのが適当である。動力部材５２は、 ここでも要素１ｋにしっかり結合した固定部およびアーム５４に結合した可動部 を含み、次にそのアームがリンク・アーム５３を介してＦＳ４を作動する。アー ム５４および部材５２の可動部は、この例では、要素１ｋに対して単一自由度を 有し、即ち純粋旋回運動をし、一方、リンク・アーム５３は、自由度２のヒンジ を介してアーム５４およびＦＳ４に結合されている。 図２０および図２１に、四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２並びに第１要 素１ｍを含むロボットを示す。図２０に、要素１ｍがベース部材２７ｍに対して 軸３６ｍ周りに回転可能なキャリヤを形成することを図式的に示す。第１および 第２動力行使部材１２ｍおよび１８ｍをキャリヤ１ｍ上に配置し、それらは、各 各キャリヤに結合したステータ並びに、それぞれ、四ヒンジ・システムＦＳ１お よびＦＳ２のリンクを旋回させるために配置したロータ５６および５７（図２１ も参照）を有する回転モータの形をしている。 図２１から、ロータ５６、５７が、第１伝動装置５８および５９、それぞれ、 例えば歯車伝動装置を介して、ほぼ平行な駆動軸６０および６１をそれぞれ回転 させるために配置されていることが更に詳しく分かる。これらの軸の一つ６０は 、斜交歯車６２を介して、四ヒンジ・システムＦＳ１に含まれるリンク９ｍに駆 動結合されている。軸６１は、斜交歯車６３によってアーム２２ｍに駆動結合さ れている。 駆動軸６０、６１は、互いにおよびキャリヤ２７ｍの旋回軸３６ｍとほぼ同軸 である。ベース部材２７ｍに対してキャリヤ２８ｍを旋回するために、例えば回 転モータの形の、動力行使部材２６ｍが配置され、伝動装置を介して軸３６ｍを 回転させる。 駆動軸の一つ６１は、管状軸として設計した、他の駆動軸６０を貫通する。こ の様にして、負荷の観点から有利である、最大負荷がキャリヤ２８ｍの旋回軸３ ６ｍの周りの領域に集中した、コンパクトな実施例を実現する。 軸６０、６１は、適当な軸受によってキャリヤ２８ｍに対して支承する。 図２２に、二つの第３リンク１３Ａおよび１３Ｂを配置した変形を示す。これ らのリンクの第１のもの１３Ａは、リンク８ｎおよび９ｎを結合し、一方、第２ のもの１３Ｂは、第２リンク１４ｎおよび１５ｎを結合する。リンク１３Ａおよ び１３Ｂは、クロスバー６４によって示すように、堅く相互結合されている。或 る角度関係、この例では垂直関係がリンク１３Ａおよび１３Ｂに関して関連する 。それで、それらは、この実施例では、互いに対しては何のリンクも構成せず、 関連する四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２に対してだけ構成する。この実 施例では、二つの四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２のヒンジ軸を互いに平 行と考えるが、リンク１３Ｂを備える四ヒンジ・システムＦＳ２を、この四ヒン ジ・システムＦＳ２が四ヒンジ・システムＦＳ１の旋回する平面に或る角度、例 えば直角、をなす平面で旋回可能になるような関係で、リンク１３Ａに結合する ことが十分可能である。この関係で、その二つの例を示す図４９および図５０を 参照する。更に具体的には、四ヒンジ・システムＦＳ１が、図４９のＸＺ平面で 旋回可能であるのに対して、四ヒンジ・システムＦＳ２は、ＹＺ平面で旋回可能 であると考える。図５０では、ＦＳ１がＸＺ平面で旋回可能であるのに対して、 ＦＳ２は、ＸＹ平面で旋回可能である。 図２２による実施例では、動力行使部材１８ｎを要素１ｎに結合し、リンク・ アーム２１ｎを介して四ヒンジ・システムＦＳ２をＸＺ平面で旋回するように作 動させるように配置する。この部材１８ｎは、固定部およびアーム２２ｎにしっ かり結合した可動部を含み、次にそのアームは、リンク・アーム２１ｎに結合さ れている。リンク・アーム２１ｎは、この例では、ＦＳ２にそのヒンジ点の一つ で隣接するが、これは必要ではない。 従って、リンク９ｎに作用する動力部材１２ｎがＦＳ１の旋回を行うのに対し て、動力部材１８ｎは、リンク・アーム２１ｎを介して、ＦＳ２の旋回を実現す る。このロボットは、従って二軸型であり、ＸＺ平面での運動をもたらす。 図２２に図式的に示すロボットを図２３に透視図で更に幾らか分かりやすく示 し、その上、第１要素１ｏがキャリヤを形成し、それが動力行使部材２６ｏによ ってｚ軸に平行な軸の周りに旋回可能であり、従って、それによってこのロボッ トの作動部材７ｏにＸＹ平面での移動性を与えることも示す。 図２４に、第３リンク１３Ａｐと１３Ｂｐの間に剛性接続が何もないことを除 いて、図２３のものに等しいロボットの実施例を示す。その代わり、これらのリ ンクは、第４動力行使部材２５ｐによって相互に旋回可能である。四ヒンジ・シ ステムＦＳ１が動力行使部材１２ｐによって安定位置に保持されるので、従って 、リンク１３Ｂｐを動力部材２５ｐによってリンク１３Ａｐに対して旋回でき、 リンク・アーム２１ｐが動力行使部材１８ｐによってロックされるという事実が 第２要素、従って作動部材の傾斜を変える可能性を伴う。これに反して、動力部 材２５ｐによってリンク１３Ａｐおよび１３Ｂｐを相互にロックし、四ヒンジ・ システムＦＳ１およびＦＳ２を旋回しても、これらの四ヒンジ・システムの平行 四辺形設計の結果として、第２要素２ｐおよび作動部材の方向を常に維持するよ うにしてもよい。 図２５に、伝動装置６５を示す。これは、図２０および図２１にも現れる、リ ンク８ｍと１４ｍの組立体に使うことを考える。キャリヤ２８ｍに対するリンク ８ｍのヒンジを１０ｍで示し、リンク８ｍと１４ｍの間のヒンジを１９ｍで示し 、リンク１４ｍと図示しない第２要素２ｍの間のリンクを１６ｍで示す。図２６ に、この装置のヒンジ１０の領域を図２５で上から見て示す。図２１との比較か ら分かるように、リンク８ｍは、どの動力行使部材にも直接結合されていない。 従って、リンク８ｍを旋回するためにヒンジ軸１０ｍを使うのではなく、それを 軸１０ｍの周りに自由に支持する。これに反して、キャリヤ２８ｍ上に軸１０ｍ を回転するための駆動部材６６を備える。この部材６６は、例えば、それも駆動 される部材、例えば、軸６８上に配置した更なる歯車６７によって或る角度で駆 動可 能な歯車から成ってもよい。この軸６８は、キャリヤ２８ｍ上に配置したモータ によって駆動することもできる。図示しない第２要素２ｍ上に、回転可能従動部 材６９を配置する意図である。この伝動装置は、レバー７０、７１および６９を 含み、それらは、二つのアームを持ち、リンク８ｍおよび１４ｍのヒンジに、互 いに対し並びにキャリヤ２８ｍおよび第２要素２ｍに対し、これらのリンクのヒ ンジに平行な軸の周りに旋回可能に配置されている。１対のリンク・アーム７２ がこれらのレバー間に伸び、軸１０ｍによる７０で示すレバーの旋回がリンク・ アーム７２および中間レバー７１によるレバー６９の旋回をもたらす。このレバ ー６９の旋回は、例えば、要素２ｍ上に配置した作動部材を旋回するために使用 する。図２６から、リンク・アーム７２をそれぞれのリンク８ｍおよび１４ｍの どちらかの側に適当に配置すること、およびレバー７０を、軸１０ｍに結合し且 つそれに対して回転しないように固定した、二つのレバー部７０ａおよび７０ｂ によって作ることが分かる。 図２０および図２１による実施例からのリンク８ｍ、１４ｍを再び図２７に示 す。この実施例では、伝動部材が、リンクのヒンジに、これらのリンクのヒンジ 軸に平行な軸の周りに回転可能に配置した方向転換部材７３〜７５を含む。 これらの方向転換部材の周りに、牽引力伝達要素の二つのエンドレスループ、 それぞれ、７６および７７が掛かっている。図２８に、二重方向転換部材がリン ク８ｍと１４ｍの間のヒンジ軸に配置され、これらの方向転換部材の一つが牽引 力伝達要素の一つ７６と係合し、もう一つが他７７と係合することを示す。キャ リヤ２８ｍの回転可能方向転換部材７３を回転させることによって、この回転運 動が、要素７６および中央方向転換部材７４を介して、第２要素ループ７７およ び最外方向転換部材７５に伝達される。後者の軸が回転運動し、それを、例えば 、作動部材を回転しまたは何か他の仕事をするために使うことができる。 図２５〜２８による両変形は、キャリヤ２８ｍ上に設けた駆動モータから運動 を四ヒンジ・システムＦＳ２の末端へ伝達し、それはロボットの最も長い部分に 最小量の負荷しかないことを意味するという利点を伴う。 図２９は、本質的な点で図１９のものに類似する実施例を示す。しかし、ＸＹ 平面で旋回可能に動き得る、四ヒンジ・システムＦＳ４が要素２ｑ上に配置した 駆動部材５２ｑの影響下で旋回可能であると考える。図２９による実施例を下か ら見て図３０に示す。釣合い錘５０ｑが作動部材の重さの釣り合いをとる。 要素２ｒに固定し、それに対してＹＺ平面で旋回可能あるようにした、第４四 ヒンジ・システムＦＳ４を図３１に示す。ここでも、駆動部材５２ｑを要素２ｑ 上に配置されているとして図示する。図３１のＦＳ４の方向は、それがＦＳ１お よびＦＳ２のある平面に垂直な平面で旋回可能になることを意味する。 図２９〜３２に示すように駆動部材を要素２上に配置する代わりに、ＦＳ４に 関して既に図１９に示した、駆動原理を適用して、駆動部材が要素１ｑおよび１ ｒ上にそれぞれ位置するようにしてもよい。 図３３に、二つの四ヒンジ・システムＦＳ４を第２要素２ｓに並列に結合する ことを示す。これらの四ヒンジ・システムＦＳ４の各々は、それぞれの作動部材 を担持する。これら二つの四ヒンジ・システムは、共通運動させるために、７８ で明らかにするように、互いに機械的に結合されている。これらの四ヒンジ・シ ステムを旋回するために、駆動部材５２ｓを要素２ｓ上に配置し、またはその代 わりに、図１９または図２５〜２８に示す駆動モードを使ってもよい。図３３に よる実施例は、二つの作動部材による二つの物体の迅速な並列運搬に適する。 図３４は、リンク・アーム２１ｔがリンク１４ｔに取付けられていることを除 いて、図２２に示すものに対応する実施例を示す。駆動部材１８ｔは、その関連 するアーム２２ｔおよびリンク・アーム２１ｔをＸＺ平面かＸＹ平面で旋回させ るように設えてもよい。 図３５による実施例は、リンク１３Ａｕと１３Ｂｕの間の角度を図３４に対し て修正したことを除いて、図３４に示したものに相当する。一般的に言って、問 題の角度は、０°から３６０°まで変動してもよい。 図３６は、四ヒンジ・システムＦＳ１、ＦＳ２およびＦＳ４を非常に図式的に 示し、その四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２をＸＺ平面で旋回可能である と考えるのに対して、四ヒンジ・システムＦＳ４は、ＸＹ平面で旋回可能である と考える。図３６は、ＦＳ１を、ＦＳ１の平面に垂直な平面に位置する四ヒンジ ・システムＦＳＡによって横に安定化してもよいことを示す。ＦＳ１は、ＦＳＡ に７９でヒンジ結合した支持体８０によって、ＦＳＡに対して横にもたれ掛かっ てもよい。四ヒンジ・システムＦＳ２は、ＦＳ２に垂直に伸びる四ヒンジ・シス テムＦＳＢによって横に安定化してもよい。 四ヒンジ・システムＦＳ２およびＦＳ４は、別の駆動部材およびリンク・アー ムによって旋回可能である。 図３７は、“擬似”透視図で、図４のものに類似するロボット構造を、リンク ９ｖおよび１５ｖにほぼ平行であるが、それの対してＹ軸方向に平行に動いた補 助リンク・アーム８１を設けることによって、四ヒンジ・システムＦＳ１および ＦＳ２の旋回運動の平面に垂直に安定化できることを示す。リンク・アーム８２ がリンク８１とリンク９ｖおよび１５ｖの間に伸びる。これらのリンク・アーム ８２は、従って、Ｙ軸方向に伸びる。支持棒８３がリンク１３ｖおよび要素２ｖ に結合され、四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２をリンク・アーム８２に対 して、後者と支持棒８３の間のヒンジ結合を介して支持する。 図３８に、ＸＺ平面で旋回可能な四ヒンジ・システムＦＳ１を第２四ヒンジ・ システムＦＳ２と直列に結合し、後者の四ヒンジ・システムは、Ｙ方向に、事に よると、図３８に示すように、Ｙ軸に幾らか斜めに、さもなければＹ方向に平行 に旋回することを意図することを示す。四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２ を余分のリンク・アーム８４によって横に安定化し、それらのアームは、クロス バー８５を介してリンク・アーム８４をそれぞれＦＳ１およびＦＳ２に結合する 。図３８から分かるように、リンク・アーム８４をＦＳ１およびＦＳ２の平面に 対して斜めに伸ばし、それぞれＦＳ１およびＦＳ２の平面に垂直な剛性を付加的 に増すために、それぞれＦＳ１およびＦＳ２の平面で見たときに、菱形構造が得 られるようにしてもよい。 図３９は、横安定化を図３９に示さないことを除いて、図３６にほぼ相当する 変形を示す。それで、ＦＳ１がＺ軸に沿う運動をもたらすのに対して、ＦＳ２は 、Ｘ方向の運動の自由をもたらす。最後に、ＦＳ４は、ＹＺ平面かＸＹ平面で旋 回することによって、Ｙ方向の運動の自由をもたらす。図３９と同じ四ヒンジ・ システム構造を図４０に幾らか異なる姿勢で示す。 図４１は、各々ＦＳ１およびＦＳ２を含む平行四辺形を真っ直ぐ直列結合した 二組８６を互いにほぼ垂直な平面で旋回するように結合したことを示す。これら の組の各々は、第１要素１ｘおよび第２要素２ｘを含む。第１要素１ｘは、この 例では、ほぼＬ形を有するベース部材２７ｘに、互いにほぼ垂直に且つこれらの 組８６のそれぞれの旋回平面と平行に伸びる、それぞれの旋回軸８７周りに、旋 回可能に結合されている。担持装置３８ｘがほぼ垂直な軸８８周りに二つの第２ 要素２ｘにヒンジ結合され、それらの軸は、第１要素１ｘとベース部材２７ｘの 間の旋回軸８７にほぼ平行である。 第１要素１ｘの各々に、リンク９ｘの一つを旋回するためにそれぞれの第１動 力行使部材１２ｘが配置され、それらのリンクは、上記第１要素に結合され、且 つそれぞれの平行四辺形の組に含まれている。第２動力行使部材１８ｘが第１要 素１ｘの一つに配置され、アーム２２ｘをそれに対して旋回する。このアームに 、リンク・アーム２１xが結合され、上記リンク・アームは、第２要素２ｘに旋 回可能に結合されている。上記アーム２２ｘおよびリンク・アーム２１ｘは、関 連する平行四辺形の組８６にほぼ平行に旋回可能である。 動力部材１２ｘおよび１８ｘを作動させることによって、作動部材７ｘを担持 する担持装置３８を今度は空間で所望する通りに立体的に操作することが出来る 。説明した全てのヒンジおよび旋回軸は、１自由度、即ち、純粋な旋回可能性が あればよく、更なる自由度に関する限り、運動が制限されるべきである。 担持装置３８ｘおよび作動部材７ｘは、必要に応じて動力部材１２ｘおよび１ ８ｘを作動させることによって、空間に配置してもよい。平行四辺形の組８６が 担持装置３８ｘの方向、即ち、空間での傾斜を決め、運動領域全体でこの傾斜を 一定に維持し、一方、アーム２２ｘおよびリンク２１ｘは、空間での担持装置３ ８の必要な動作をするだけである。従って、図４１による実施例で必要な運動パ ターンを達成するのは、合計三つの旋回軸である。 図４２に、動力行使部材１２ｘ、１８ｘ、アーム２２ｘおよびリンク・アーム ２１ｘを除去し、その代わりに三つの追加のリンク・アーム装置８９を関連する 駆動部材９０と共に設けて担持装置３８ｘの空間での運動を制御する、修正形を 示す。駆動部材９０は、ベース部材２７ｘ上に位置するのが適当である。平行四 辺形の組８６が、ここでも、担持装置３８ｘの一定傾斜に関する限り、方向を制 御する。 図４３に、図４１による実施例の代替案の図を高度に図式的に示す。この場合 にも、直列に結合した平行四辺形の組８６ｙが二つあるが、ここでは各組のこれ らの平行四辺形ＦＳ１およびＦＳ２が相互に角度αだけ傾斜した角度をなす。 ベース部材２７ｙが、互いに対して垂直に、更に具体的には、それぞれＸ方向 およびＺ方向に、伸びるヒンジ８７ｙを介して、これらの平行四辺形構造の第１ 要素１ｙに結合されている。担持装置３８ｙは、それぞれのヒンジ８７ｙに平行 なヒンジ８８ｙを介して、第２要素２ｙに結合されている。四ヒンジ・システム ＦＳ１は、動力行使駆動部材１２ｙによって、それぞれの旋回平面で旋回可能で ある。その上、駆動部材１８ｙがあり、リンク・アーム２１ｙを介して、四ヒン ジ・システムＦＳ２の一つに結合され、それを旋回する。 明快にするために、図４３に示す装置の幾らか変った姿勢を図４４に示す。 図４５は、既に図３５に示した実施例を示し、図４５の四ヒンジ・システムＦ Ｓ１およびＦＳ２は、それに加えて、Ｙ方向に二重にされ、この平行四辺形組立 体をＹ方向の負荷に補強するために、Ｙ方向に伸びる支柱を備える。図４５から 分かるように、このＹ方向の二重構造は、ヒンジ軸に垂直に見た平行四辺形構造 が、この装置の末端の方向に外方にテーパの付いた菱形形状となるようでもよい 。更に、図４５に、必要な安定性を確立するために、更なる安定化手段、例えば 、筋交９１、を加えてもよいことを示す。明快にするために、図４６に、四ヒン ジ・システムＦＳ２を図４５の姿勢に対して前方に旋回した、幾らか調整した姿 勢を示す。 図４７および図４８は、第２要素２ｚを異なる傾斜位置へ調整するために対策 をとった実施例を示す。このために、第１要素１ｚを二つの部分１ｚＡおよび１ ｚＢで作り、それらを互いにヒンジ結合する。部分１ｚＢは、図４８から分かる ように、四リンク・システムＦＳＩの一つのリンクを形成する。部分１ｚＡは、 主としてこのロボット構造のキャリヤとして作用する。既に述べた動力行使部材 １２ｚは、この要素部分１ｚＡにしっかり結合した固定部およびリンク９ｚに結 合した可動部を有する。第４動力行使部材を２５ｚで示し、要素部分１ｚＡにし っかり結合した固定部および要素部分１ｚＢに結合した可動部を有する。 図４７による普通の動作を意図するときは、動力部材２５ｚの可動部をブロッ クして、リンク形成要素部分１ｚＢを図４７による位置に保持するようにする。 動力部材１２ｚによる作動は、前のように、リンク９ｚの旋回、従って、平行リ ンク８ｚの旋回をもたらし、その結果、第２要素２ｚの方向をリンク１ｚＢと平 行状態に維持する。他方、要素２ｚの傾斜または勾配が必要なときは、動力部材 ２５ｚを作動してリンク１ｚＢを１ｚＡおよび９ｚに対して旋回するようにする 。これは、平行四辺形構造の結果として、要素２ｚの対応する旋回をもたらす。 図５１は、第１要素１上の駆動部材９２から第２要素２上の従動部材、例えば 、作動部材７へ動力を伝達するための伝動装置が、平行四辺形型第１および第２ 四ヒンジ・システムＦＳ１およびＦＳ２のリンクにほぼ平行に伸びる車軸９３を 含み、上記車軸が少なくとも一つのカルダン継手９４によって相互連結され、お よび更なるカルダン継手９５を介して駆動部材９２および従動部材８７に結合さ れていることを示す。これら車軸９３間のカルダン継手伝動装置の曲げ角度を二 つの部分に分けるために、図１のリンク１３は、四ヒンジ・システムＦＳ１およ びＦＳ２を互いから平行に間隔を開け、前述のカルダン継手９４を備え、それら の間に剛体と考えられる車軸部９６が四ヒンジ・システムとリンク１３の間の境 界領域にあるように設計する。この様にして、車軸９３が平行四辺形システムＦ Ｓ１およびＦＳ２のリンクと一致して平行状態で動くという事実の結果として、 スプライン継手または類似の相対変位をもたらすものを必要とすることなく、回 転または旋回運動をこの平行四辺形組立体に沿って安全に伝達することが出来る 。 この伝動装置は、図５１に、平行四辺形システムを真っ直ぐ直列結合するため に適合したものとして示す。図５２は、リンク１３ａおよび１３ｂの剛性相互連 結により互いに或る角度関係、この例では直角関係、に結合した平行四辺形シス テムＦＳ１およびＦＳ２を示す。先の実施例のように、平行四辺形システムＦＳ １およびＦＳ２に沿う動力伝達のために車軸９３およびカルダン継手９４を使う 。しかし、平行四辺形システムＦＳ１およびＦＳ２の間の角変位、即ち、リンク １３ａと１３ｂの間の角度、を結合するために、図５２では、円錐歯車に基づく 斜交歯車９７を使うことを提案する。それで、カルダン継手９４を介して車軸片 ９６を車軸９３に結合し、上記車軸片９６がこのカルダン継手９４から離れた端 で円錐歯車を支持する。 図５３は、図２３に示すものの修正形であると言え、その上、特徴を図２０に 図式的に示す実施例から集めた実施例を示す。図５３で分かるように、キャリヤ ジ結合する。合されているので、第１四ヒンジ・システムＦＳ１の構成要素をなす。動力部材 ある。 図５４は、図２４による実施例に類似するが、それに対して修正した実施例を は、四ヒンジ・システムＦＳ１のリンクを形成し、ヒンジ１０５を介してリンク て今述べた２本アーム・レバーに作用する可動アーム・リンク部１０７を有する に対して旋回可能であるので、一つ以上のリンクを含むことができるリンク装置 １０６は、少なくとも自由度２の、少なくとも二つのヒンジ、例えば、玉継手を 含まなければならない。 る可動部を有する。更に具体的には、この可動部は、アーム１０３の性質を有し 、 くとも２の自由度を有するヒンジによって作動力を伝達する。 ジ・システムＦＳ２に含まれるリンクを旋回するのに有効である。これは、前の 二つの更なるリンク９９、１００があり、そのリンク９９は、二つのアームを備 えるレバーの性質を有し、軸１０１を介して第１四ヒンジ・システムＦＳ１にヒ ンジ結合され、他はリンク１００に結合されている。このリンクは、次に、動力 なくとも自由度２のヒンジ結合が必要である。これらのリンク結合は、この例で 図５５は、図４１のものに幾らか類似する実施例を示す。二つの四ヒンジ・シ旋回するように設えられている。この動力行使部材は、この例では、ベース部材 状の性質を有するのが好ましい。リンク・アーム１１３は、少なくとも自由度２ る平面に対し或る角度、好ましくはほぼ直角に拡がる旋回平面で旋回するように 設えられている。 れは、第１旋回軸１０８とほぼ平行に向けるのが好ましい。動力行使部材１１４ は、担持装置１１０を旋回軸１１１周りに旋回するようにされている。この動力 装置１１６を介して担持装置１１０にそれを旋回するために作用する可動部１１ ５を有するのが適当である。リンク装置１１６は、少なくとも自由度２を有する 、 ０に結合されている。空間で担持装置１１０の或る与えられた方向を維持するた よって軸１０８の周りに或る方向に旋回するとき、担持装置１１０を動力部材１ １４によって軸１１１の周りに同じ程度であるが反対方向に旋回すべきであるよ うに、適当なコンピュータを介して、互いに対して制御すべきである。 説明した実施例全てに共通することは、適当な制御ユニット、特にコンピュー タの形のものを設けて、第２要素２またはそれに直接的または間接的に結合した 部材を所望の経路で動かさせるために、種々のロボット実施例の動力行使部材を 制御することである。 可能性ある修正形 上に説明したこの発明の実施例は、独立例と考えるべきで、それらを添付の請 求項に定義するこの発明の範囲内で幾つかの方法で修正できることは明らかであ る。一般的に言って、四ヒンジ・システムの一連の継手の例示した以外の実施例 もこの発明の枠組みの中で使え、直列に結合する四ヒンジ・システムも個々の場 合に望むことに従って修正できることを指摘する。 担持装置３８ｘを作動するための動力行使部材９０およびリンク・アーム８９ を備える、図４２に示す変形は、図４３の支援で説明する実施例にも適用可能で 、その場合は、１２ｙおよび１８ｙで示す動力部材を除去し、その代わりに三つ のリンク・アーム８９を担持部材３８ｙにヒンジ結合し、これらのリンク・アー ムをベース部材２７ｙ上に設けた動力行使部材９０によって作動するように設え ることを指摘する。部材９０は、リンク８９を非平行平面で旋回するようにされ ている。 特に、図１６〜１８、図２５〜２８および図５０〜５１の支援で説明した種々 の伝動装置に関して、それらは、勿論、更に複雑なリンク・アーム構造で類似の 方法で“延長”してもよいことを付け加える。 図１９のような四ヒンジ・システムＦＳ４も、図２２〜２４および図５３〜５ ４による実施例に類似の方法で使うことができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年６月１１日（１９９８．６．１１） 【補正内容】 請求の範囲 １． 二つの要素（１，２）の相対運動用装置で、これらの要素を相互連結す る関節リンク、およびこれらの要素の相対運動用に動力を行使するための少なく とも二つの動力行使部材、ヒンジ（１０，１１）を介してこれらの要素の第１の もの（１）に対して結合した少なくとも二つの第１リンク（８，９）、並びにヒ ンジ（１６，１７）を介してこれらの要素の第２のもの（２）に対して結合した 少なくとも二つの第２リンク（１４，１５）を含み、上記第１リンクが、少なく とも第１の動力行使部材（１２）の影響下でこの第１要素（１）に対して実質的 に平行な平面で旋回可能であり、上記第２リンクが、少なくとも第２の動力行使 部材（１８）の影響下でこの第２要素に対して実質的に平行な平面で旋回可能で あり、上記少なくとも二つの第１リンク（８，９）が第１四ヒンジ・システム（ ＦＳ１）を形成し、上記少なくとも二つの第２リンク（１４，１５）が第２四ヒ ンジ・システム（ＦＳ２）を形成し、これら二つの四ヒンジ・システムがこの第 １要素と第２要素の間に互いに直列に結合され、上記第２動力行使部材（１８） は、上記第１要素（１）に対して結合され、少なくとも一つのリンク・アーム（ ２１）を介して上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）に作用する装置に於いて 、 第４四ヒンジ・システム（ＦＳ４）を上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）に 結合して、上記第１、第２および第４四ヒンジ・システムが互いに直列であるよ うにすることを特徴とする装置。 ２． 請求項１による装置に於いて、上記少なくとも二つの第１リンク（８、 ９）および上記少なくとも二つの第２リンク（１４，１５）をペアで互いにヒン ジ結合することを特徴とする装置。 ３． 請求項１または請求項２による装置に於いて、少なくとも一つの第３リ ンク（１３）が：（ａ）上記ニつの第１リンク（８，９）および（ｂ）上記二つ の第２リンク（１４，１５）の少なくとも一つに旋回可能に相互連結することを 特徴とする装置。 ４． 請求項３による装置に於いて、上記第１リンク（８，９）および上記第 ３リンク（１３）並びに上記第１要素が第１関節四リンク・システムを形成する ことを特徴とする装置。 ５． 請求項３または請求項４による装置に於いて、上記第２リンク（１４， １５）および上記第３リンク（１３）並びに上記第２要素（２）が第２関節四リ ンク・システムを形成することを特徴とする装置。 ６． 請求項４および請求項５による装置に於いて、上記第３リンク（１３） が上記二つの四リンク・システムに共通であることを特徴とする装置。 ７． 請求項１ないし請求項６の何れかによる装置に於いて、上記第１四リン ク・システム（ＦＳ１）および上記第２四リンク・システム（ＦＳ２）が平行四 辺形を形成することを特徴とする装置。 ８． 請求項１ないし請求項７の何れかによる装置に於いて、少なくとも一つ の第３動力行使部材（２６）を配置して上記第１要素（１）をベース部材（２７ ）に対して動かすことを特徴とする装置。 ９． 請求項１ないし請求項２および請求項８の何れかによる装置に於いて、 上記第１動力行使部材（１２）および第４動力行使部材（２５）が上記第１リン ク（８ａ、９ａ）のそれぞれの一つに上記第１要素（１）に対して旋回させるよ うな影響を及ぼすようにされていること、並びに上記第１リンクを独立に旋回可 能に配置し、それによって、傾斜に関する限り、上記第１要素（１）と上記第２ 要素（２）の間の相互関係が：（ａ）上記第１リンクの一つだけの旋回および（ ｂ）両リンクの角度差のある旋回、の一つまたは両方によって可変であることを 特徴とする装置。 １０． 請求項１ないし請求項８の何れかによる装置に於いて、上記第１要素ンジ結合されているので、第１四ヒンジ・システム（ＦＳ１）の構成要素を形成 することを特徴とする装置。 １１． 請求項１ないし請求項１０の何れかによる装置に於いて、上記少なく とも一つの第１動力行使部材（１２）が、上記第１要素に結合した固定部、およ び上記第１リンクの一つに結合し、このリンクを上記第１要素に対して旋回させ るように設えた可動部を含むことを特徴とする装置。 １２． 請求項１ないし請求項１１の何れかによる装置に於いて、二つの第３ リンク（１３Ａ，１３Ｂ）を設けること、これら第３リンクの第１のもの（１３ Ａ）が上記二つの第１リンク（８ｎ，９ｎ）を相互連結すること、これら第３リ ンクの第２のもの（１３Ｂ）が上記第２リンク（１４ｎ，１５ｎ）を相互連結す ること、およびこれら第３リンクの第１のものと第２のものが互いに結合するこ とを特徴とする装置。 １３． 請求項１ないし請求項１２の何れかによる装置に於いて、上記第１四 ヒンジ・システム（ＦＳ１）のヒンジが、相互に実質的に平行なヒンジ軸を形成 すること、および上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）のヒンジが、相互に実 質的に平行なヒンジ軸を形成することを特徴とする装置。 １４． 請求項１２または請求項１３による装置に於いて、上記第３リンクの 第１のもの（１３Ａ）および第２のもの（１３Ｂ）が互いに斜交した関係で結合 することを特徴とする装置。 １５． 請求項１３および請求項１４による装置に於いて、上記第１四ヒンジ ・システム（ＦＳ１）のヒンジ軸が上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）のヒ ンジ軸と実質的に平行であることを特徴とする装置。 １６． 請求項１３および請求項１４による装置に於いて、上記第１四ヒンジ ・システム（ＦＳ１）のヒンジ軸が上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）のヒ ンジ軸に対して或る角度で伸びることを特徴とする装置。 １７． 請求項１２による装置に於いて、上記第３リンクの第１のもの（１３ Ａ）および第２のもの（１３Ｂ）が互いにしっかり結合することを特徴とする装 置。 １８． 請求項９および請求項１０を除いて、請求項１ないし請求項１７の何 れかによる装置に於いて、上記第３リンクの第１のもの（１３Ａｐ）および第２ のもの（１３Ｂｐ）は、傾斜に関する限り、上記第１要素および第２要素の相互 方向を変える目的で、第４動力行使部材（２５ｐ）によって相互に旋回可能であ ることを特徴とする装置。 １９． 請求項１ないし請求項１８の何れかによる装置に於いて、上記第２動 力行使部材（１８）が、上記第１要素（１）に対してしっかりと結合した固定部 、およびこの固定部に対して可動の部分（２２）を含み、上記可動部がこの固定 部に対して１自由度であること、並びにこの可動部を、上記リンク・アーム（２ １）を介して上記第２四ヒンジ・システムに結合することを特徴とする装置。 ２０． 請求項１９による装置に於いて、上記第２動力行使部材（１８）を回 転装置によって構成し、そのステータが上記固定部を形成し、およびそのロータ が上記可動部を形成すること、この可動部にアーム（２２）を結合してそれに対 する回転を防ぐこと、並びに上記アームを上記リンク・アーム（２１）にヒンジ 結合することを特徴とする装置。 ２１． 請求項９、請求項１０または請求項１８による装置に於いて、上記第 ２要素（２ａ）は、上記第２要素を上記第１要素に対して傾斜すると、異なる位 置をとるように上記第２要素上に離間した関係に設けた、少なくとも二つの作動 部材（７ａＡ，７ａＢ）を含むことを特徴とする装置。 ２２． 請求項８による装置に於いて、上記第１要素（１）が：（ａ）上記第 ３動力行使部材によって動き得るキャリヤ（２８）上に配置する、および（ｂ） その構成要素を形成する、のどちらかであることを特徴とする装置。 ２３． 請求項２２による装置に於いて、上記キャリヤが旋回可能である（２ ８，２８ｂ，２８ｅ，２８ｆ，２８ｍ）ことを特徴とする装置。 ２４． 請求項２２および請求項２３による装置に於いて、上記キャリヤ（２ ８ｂ）を、上記第１四リンク・システム（ＦＳ１）と上記ベース部材（２７ｂ） の間の接続部を形成する第３四リンク・システム（ＦＳ３）として設計すること を特徴とする装置。 ２５． 請求項２２による装置に於いて、上記キャリヤ（２８ｃ，２８ｄ）が 実質的に直線の運動経路で移動可能であることを特徴とする装置。 ２６． 請求項８および請求項２２ないし請求項２５の何れかによる装置に於 いて、キャリヤ（２８）は、上記第１要素（１）並びに、従って、上記第２要素 （２）および上記二つの四ヒンジ・システム（ＦＳ１，ＦＳ２）も：（ａ）上記 第１リンク（８，９）および（ｂ）上記第２リンク（１４，１５）、の一つまた は両方が旋回可能な平面に対して或る角度の方向に変位するために可動であるこ とを特徴とする装置。 ２７． 請求項８、請求項２２、請求項２３、請求項２４および請求項２６の 何れかによる装置に於いて、上記ベース部材（２７）に対する上記キャリヤ（２ ８ｆ，２８ｍ）の旋回軸（３６ｆ，３６ｍ）が上記第１動力行使部材および第２ 動力行使部材（１２ｆ，１８ｆ；１２ｍ，１８ｍ，１８）と実質的に反対に位置 することを特徴とする装置。 ２８． 請求項１ないし請求項２７の何れかによる装置に於いて、作動部材用 担持装置（３８）を上記第２要素にヒンジ結合すること、この担持装置が、上記 第１要素（１）上に配置し且つ少なくとも一つのリンク・アーム（４１）を介し てこの担持装置を作動するようにされた、第５動力行使部材（４０）によって、 上記第２要素に対して回転可能であることを特徴とする装置。 ２９． 請求項２８による装置に於いて、上記作動部材（７ｇ）を上記担持装 置（３８）上に回転可能に設けることを特徴とする装置。 ３０． 回転可能作動部材を上記第２要素（２）上に配置した、請求項１ない し請求項２９の何れかによる装置に於いて、上記作動部材（７ｈ）を回転するた めの第５動力行使部材（４４）を上記第１（１ｈ）要素上に配置し、リンク・ア ーム装置（４６）を介して、上記第２要素上に配置した軸（４５）に結合するこ と、およびこの軸を、このリンク・アーム装置を旋回すると、上記作動部材（７ ｈ）の回転を生ずる回転運動が与えられるように配置することを特徴とする装置 。 ３１． 請求項２８ないし請求項３０による装置に於いて、上記軸（４５）を ；（ａ）上記担持装置（３８）、（ｂ）上記第２要素（２）、の一つに配置する ことを特徴とする装置。 ３２． 請求項２８による装置に於いて、上記第２要素（２ｉ）上に、リンク ・アーム装置（４６ｉ）によって回転させられるようにされ且つ（ａ）担持装置 （３８ｉ）および（ｂ）この担持装置の担持部材（４９）の一つを回転させる、 第１回転軸（４５ｉ）を配置することを特徴とする装置。 ３３． 請求項３２による装置に於いて、上記担持部材（４９）が第２回転軸 の周りに回転可能であること、並びにこの第１回転軸および第２回転軸が斜交伝 動装置（４７ｉ）を介して係合していることを特徴とする装置。 ３４． 請求項２８および請求項３１ないし請求項３３の何れかによる装置に 於いて、上記担持装置（３８ｉ）を関節四リンク・システム（ＦＳ４）によって 作り、そのリンクの一つを上記担持部材（４９）が形成することを特徴とする装 置。 ３５． 請求項１ないし請求項３４の何れかによる装置に於いて、上記第４四 ヒンジ・システム（ＦＳ４）が上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）の旋回平 面と或る角度で拡がる平面で旋回可能であることを特徴とする装置。 ３６． 請求項１ないし請求項３５の何れかによる装置に於いて、上記第４四 ヒンジ・システム（ＦＳ４）が要素（１ｋ）上に配置した第７動力行使部材（５ ２）およびこの第７動力部材と第４四ヒンジ・システムの間の少なくとも一つの リンク・アーム（５３）によって動きうることを特徴とする装置。 ３７． 請求項２３による装置に於いて、上記第１動力行使部材および第２動 力行使部材（１２ｍ，１８ｍ）を上記キャリヤ（２８ｍ）に配置し、それらは、 各々上記キャリヤに結合したステータ並びに、それぞれ、上記第１リンクおよび 第２リンクを旋回させるために配置したロータ（５６，５７）を有する回転モー タの形をしていること、これらの回転モータのロータを、第１伝動装置（５８， ５９）を介して、実質的に平行な駆動軸（６０，６１）を回転させるために配置 すること、これらの駆動軸の各々を、それぞれの斜交歯車（６２，６３）を介し て、それぞれ上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）に結合した、上記第１リン クの一つ（９ｍ）およびリンク・アーム（２２ｍ）に駆動結合することを特徴と する装置。 ３８． 請求項３７による装置に於いて、上記駆動軸（６０，６１）が互いに および上記キャリヤ（２８ｍ）の旋回軸（３６ｍ）と実質的に同軸であることを 特徴とする装置。 ３９． 請求項３７または請求項３８による装置に於いて、上記駆動軸に一つ （６１）が、管状軸として設計した他の駆動軸（６０）を貫通することを特徴と する装置。 ４０． 請求項１ないし請求項３９の何れかによる装置に於いて、伝動装置（ ６５）が上記第１要素上の回転可能駆動部材（６６）からの運動を上記第２要素 上の回転可能従動部材（６９）へ伝達するようにされること、並びにこの伝動装 置が、第１リンク（８ｍ）および第２リンク（１４ｍ）を含むリンク組立体に沿 って伸びる伝動部材（６９〜７２）を含むことを特徴とする装置。 ４１． 請求項４０による装置に於いて、上記伝動部材は、レバー（６９〜７ １）を含み、それらは、二つのアームを含み、上記第１リンクおよび第２リンク のヒンジに、互いに並びに上記第１要素および第２要素対し、これらのリンクの ヒンジに平行な軸の周りに回転可能に配置され、上記伝動部材がこれらのレバー 間に伸びるリンク・アーム（７２）の対も含み、上記第１要素上に配置したレバ ー（７０）の上記駆動部材による回転が、これらのリンク・アーム（７２）およ び中間レバー（７１）の支援で、上記従動部材（６９）を形成し且つ上記第２要 素上に配置したレバーを回転させることを特徴とする装置。 ４２． 請求項４１による装置に於いて、上記伝動部材が、上記第１リンクお よび第２リンクのヒンジに、互いに対しおよび上記第１要素および第２要素に対 し、これらのリンクのヒンジ軸に平行な軸の周りに回転可能に配置した方向転換 部材（７３〜７５）を含み、上記伝動部材が上記方向転換部材の周りに掛けた牽 引力伝達要素のループ（７６，７７）も含み、上記第１要素に配置した方向転換 部材（７３）が上記駆動部材を形成し、上記もう一つの要素に配置した方向転換 部材（７５）が上記従動部材を形成することを特徴とする装置。 ４３． 請求項１ないし請求項４２の何れかによる装置に於いて、二つの第４ 四ヒンジ・システム（ＦＳ４）を互いに並列に結合すること、およびこれらのシ ステムの各々が作動部材を担持することを特徴とする装置。 ４４． 請求項４３による装置に於いて、上記二つの第４四ヒンジ・システム を、共通の運動をするように、互いに機械的に結合する（７８）ことを特徴とす る装置。 ４５． 請求項１ないし請求項４４の何れかによる装置に於いて、直列に結合 した、二組（８６）の平行四辺形（ＦＳ１，ＦＳ２）を互いに実質的に垂直に結 合すること、これらの各組が上記第１要素および第２要素（１x，２ｘ；１ｙ， ２ｙ）を含むこと、上記第１要素（１ｘ；１ｙ）を実質的に互いに垂直に伸びる それぞれの旋回軸（８７，８７ｙ）の周りに旋回可能にベース部材（２７ｘ，２ ７ｙ）に結合すること、各組の第１要素（１ｘ，１ｙ）とベース部材の間の旋回 軸（８７，８７ｙ）をこの組の平行四辺形の旋回平面に実質的に平行に向けるこ と、担持装置（３８ｘ，３８ｙ）を、上記第１要素とベース部材の間の上記旋回 軸（８７，８７ｙ）に実質的に平行な、実質的に垂直な軸（８８，８８ｙ）の周 りに、上記第２要素（２ｘ，２ｙ）の両方にヒンジ結合することを特徴とする装 置。 ４６． 請求項４５による装置に於いて、上記第１要素（１ｘ，１ｙ）に結合 され且つ上記平行四辺形のそれぞれの組に含まれるリンクの一つ（９ｘ、９ｙ） を旋回するために、それぞれの第１動力行使部材（１２ｘ，１２ｙ）を上記各第 １要素上に配置すること、および第２動力行使部材（１８ｘ，１８ｙ）がアーム （２１ｘ，２１ｙ）を旋回するようにされ、そのアームに、上記第２平行四辺形 システム（ＦＳ２）に旋回可能に結合したリンク・アーム（２１ｘ，２１ｙ）が 結合されていることを特徴とする装置。 ４７． 請求項４５による装置に於いて、上記ベース部材（２７ｘ，２７ｙ） 上に三つの動力行使第８部材（９０）が配置され、それらは、非平行平面で旋回 可能なリンク・アーム（８９）を介して、上記担持装置（３８ｘ，３８ｙ）にそ れを上記ベース部材に対して位置決めするために連結されていることを特徴とす る装置。 ４８． 請求項１ないし請求項４７の何れかによる装置に於いて、上記第１要 素（１）上の駆動部材（９２）から上記第２要素（２）上の従動部材（７）へ動 力を伝達するための伝動装置が、平行四辺形型第１および第２四ヒンジ・システ ム（ＦＳ１，ＦＳ２）のリンクと実質的に平行に伸びる車軸（９３）を含み、上 記車軸（９３）が、（ａ）カルダン継手（９４，９５）および（ｂ）斜交歯車（ ９７）の一つまたは両方によって相互連結されていることを特徴とする装置。 ４９． 請求項１ないし請求項４４および請求項４８の何れかによる装置に於 ０８）と実質的に平行に向いた第２旋回軸（１１１）周りに旋回可能に結合する こと、並びに第１０動力行使部材（１１４）がこの担持装置（１１０）を上記第 ２旋回軸（１１１）周りに旋回するようにされていることを特徴とする装置。 ５０． 請求項１ないし請求項４９の何れかによる装置に於いて、それを工業 用ロボットによって形成し、その第２要素（２）が、担持装置を介して、直接的 または間接的に作動部材（７）を担持することを意図することを特徴とする装置 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 二つの要素（１，２）の相対運動用装置で、これらの要素を相互連結す る関節リンク、およびこれらの要素の相対運動用に動力を行使するための少なく とも二つの動力行使部材を含む装置に於いて、それがヒンジ（１０，１１）を介 してこれらの要素の第１のもの（１）に対して結合した少なくとも二つの第１リ ンク（８，９）を含み、上記第１リンクが、少なくとも第１の動力行使部材（１ ２）の影響下でこの第１要素（１）に対して実質的に平行な平面で旋回可能であ ること、この装置がヒンジ（１６，１７）を介してこれらの要素の第２のもの（ ２）に対して結合した少なくとも二つの第２リンク（１４，１５）を含み、上記 第２リンクが、少なくとも第２の動力行使部材（１８）の影響下でこの第２要素 に対して実質的に平行な平面で旋回可能であること、上記少なくとも二つの第１ リンク（８，９）が第１四ヒンジ・システム（ＦＳ１）を形成すること、上記少 なくとも二つの第２リンク（１４，１５）が第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２） を形成すること、およびこれら二つの四ヒンジ・システムをこの第１要素と第２ 要素の間に互いに直列に結合することを特徴とする装置。 ２． 請求項１による装置に於いて、上記少なくとも二つの第１リンク（８、 ９）および上記少なくとも二つの第２リンク（１４，１５）をペアで互いにヒン ジ結合することを特徴とする装置。 ３． 請求項１または請求項２による装置に於いて、少なくとも一つの第３リ ンク（１３）が：（ａ）上記二つの第１リンク（８，９）および（ｂ）上記二つ の第２リンク（１４，１５）の少なくとも一つに旋回可能に相互連結することを 特徴とする装置。 ４． 請求項３による装置に於いて、上記第１リンク（８，９）および上記第 ３リンク（１３）並びに上記第１要素が第１関節四リンク・システムを形成する ことを特徴とする装置。 ５． 請求項３または請求項４による装置に於いて、上記第２リンク（１４， １５）および上記第３リンク（１３）並びに上記第２要素（２）が第２関節四リ ンク・システムを形成することを特徴とする装置。 ６． 請求項４および請求項５による装置に於いて、上記第３リンク（１３） が上記二つの四リンク・システムに共通であることを特徴とする装置。 ７． 請求項１ないし請求項６の何れかによる装置に於いて、上記第１四リン ク・システム（ＦＳ１）および上記第２四リンク・システム（ＦＳ２）が平行四 辺形を形成することを特徴とする装置。 ８． 請求項１ないし請求項７の何れかによる装置に於いて、少なくとも一つ の第３動力行使部材（２６）を配置して上記第１要素（１）をベース部材（２７ ）に対して動かすことを特徴とする装置。 ９． 請求項１ないし請求項２および請求項８の何れかによる装置に於いて、 上記第１動力行使部材（１２）および第４動力行使部材（２５）が上記第１リン ク（８ａ、９ａ）のそれぞれの一つに上記第１要素（１）に対して旋回させるよ うな影響を及ぼすようにされていること、並びに上記第１リンクを独立に旋回可 能に配置し、それによって、傾斜に関する限り、上記第１要素（１）と上記第２ 要素（２）の間の相互関係が：（ａ）上記第１リンクの一つだけの旋回および（ ｂ）両リンクの角度差のある旋回、の一つまたは両方によって可変であることを 特徴とする装置。 １０． 請求項１ないし請求項８の何れかによる装置に於いて、上記第１要素 ンジ結合されているので、第１四ヒンジ・システム（ＦＳ１）の構成要素を形成 することを特徴とする装置。 １１. 請求項１ないし請求項１０の何れかによる装置に於いて、上記少なく とも一つの第１動力行使部材（１２）が、上記第１要素に結合した固定部、およ び上記第１リンクの一つに結合し、このリンクを上記第１要素に対して旋回させ るように設えた可動部を含むことを特徴とする装置。 １２． 請求項１ないし請求項１１の何れかによる装置に於いて、二つの第３ リンク（１３Ａ，１３Ｂ）を設けること、これら第３リンクの第１のもの（１３ Ａ）が上記二つの第１リンク（８ｎ，９ｎ）を相互連結すること、これら第３リ ンクの第２のもの（１３Ｂ）が上記第２リンク（１４ｎ，１５ｎ）を相互連結す ること、およびこれら第３リンクの第１のものと第２のものが互いに結合するこ とを特徴とする装置。 １３． 請求項１ないし請求項１２の何れかによる装置に於いて、上記第１四 ヒンジ・システム（ＦＳ１）のヒンジが、相互に実質的に平行なヒンジ軸を形成 すること、および上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）のヒンジが、相互に実 質的に平行なヒンジ軸を形成することを特徴とする装置。 １４． 請求項１２または請求項１３による装置に於いて、上記第３リンクの 第１のもの（１３Ａ）および第２のもの（１３Ｂ）が互いに斜交した関係で結合 することを特徴とする装置。 １５． 請求項１３および請求項１４による装置に於いて、上記第１四ヒンジ ・システム（ＦＳ１）のヒンジ軸が上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）のヒ ンジ軸と実質的に平行であることを特徴とする装置。 １６． 請求項１３および請求項１４による装置に於いて、上記第１四ヒンジ ・システム（ＦＳ１）のヒンジ軸が上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）のヒ ンジ軸に対して或る角度で伸びることを特徴とする装置。 １７． 請求項１２による装置に於いて、上記第３リンクの第１のもの（１３ Ａ）および第２のもの（１３Ｂ）が互いにしっかり結合することを特徴とする装 置。 １８． 請求項９および請求項１０を除いて、請求項１ないし請求項１７の何 れかによる装置に於いて、上記第３リンクの第１のもの（１３Ａｐ）および第２ のもの（１３Ｂｐ）は、傾斜に関する限り、上記第１要素および第２要素の相互 方向を変える目的で、第４動力行使部材（２５ｐ）によって相互に旋回可能であ ることを特徴とする装置。 １９． 請求項１ないし請求項１８の何れかによる装置に於いて、上記第２動 力行使部材（１８）は、上記第１要素（１）に対して結合し、少なくとも一つの リンク・アーム（２１）を介して上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）に作用 することを特徴とする装置。 ２０． 請求項１９による装置に於いて、上記第２動力行使部材（１８）が、 上記第１要素（１）に対してしっかりと結合した固定部、およびこの固定部に対 して可動の部分（２２）を含み、上記可動部がこの固定部に対して１自由度であ ること、並びにこの可動部を、上記リンク・アーム（２１）を介して上記第２四 ヒンジ・システムに結合することを特徴とする装置。 ２１． 請求項２０による装置に於いて、上記第２動力行使部材（１８）を回 転装置によって構成し、そのステータが上記固定部を形成し、およびそのロータ が上記可動部を形成すること、この可動部にアーム（２２）を結合してそれに対 する回転を防ぐこと、並びに上記アームを上記リンク・アーム（２１）にヒンジ 結合することを特徴とする装置。 ２２． 請求項９、請求項１０または請求項１８による装置に於いて、上記第 ２要素（２ａ）は、上記第２要素を上記第１要素に対して傾斜すると、異なる位 置をとるように上記第２要素上に離間した関係に設けた、少なくとも二つの作動 部材（７ａＡ，７ａＢ）を含むことを特徴とする装置。 ２３． 請求項８による装置に於いて、上記第１要素（１）が：（ａ）上記第 ３動力行使部材によって動き得るキャリヤ（２８）上に配置する、および（ｂ） その構成要素を形成する、のどちらかであることを特徴とする装置。 ２４． 請求項２３による装置に於いて、上記キャリヤが旋回可能である（２ ８，２８ｂ，２８ｅ，２８ｆ，２８ｍ）ことを特徴とする装置。 ２５． 請求項２３および請求項２４による装置に於いて、上記キャリヤ（２ ８ｂ）を、上記第１四リンク・システム（ＦＳ１）と上記ベース部材（２７ｂ） の間の接続部を形成する第３四リンク・システム（ＦＳ３）として設計すること を特徴とする装置。 ２６． 請求項２３による装置に於いて、上記キャリヤ（２８ｃ，２８ｄ）が 実質的に直線の運動経路で移動可能であることを特徴とする装置。 ２７． 請求項８および請求項２３ないし請求項２６の何れかによる装置に於 いて、キャリヤ（２８）は、上記第１要素（１）並びに、従って、上記第２要素 （２）および上記二つの四ヒンジ・システム（ＦＳ１，ＦＳ２）も：（ａ）上記 第１リンク（８，９）および（ｂ）上記第２リンク（１４，１５）、の一つまた は両方が旋回可能な平面に対して或る角度の方向に変位するために可動であるこ とを特徴とする装置。 ２８． 請求項８、請求項２３、請求項２４、請求項２５および請求項２７の 何れかによる装置に於いて、上記ベース部材（２７）に対する上記キャリヤ（２ ８ｆ，２８ｍ）の旋回軸（３６ｆ，３６ｍ）が上記第１動力行使部材および第２ 動力行使部材（１２ｆ，１８ｆ；１２ｍ，１８ｍ，１８）と実質的に反対に位置 することを特徴とする装置。 ２９． 請求項１ないし請求項２８の何れかによる装置に於いて、作動部材用 担持装置（３８）を上記第２要素にヒンジ結合すること、この担持装置が、上記 第１要素（１）上に配置し且つ少なくとも一つのリンク・アーム（４１）を介し てこの担持装置を作動するようにされた、第５動力行使部材（４０）によって、 上記第２要素に対して回転可能であることを特徴とする装置。 ３０． 請求項２９による装置に於いて、上記作動部材（７ｇ）を上記担持装 置（３８）上に回転可能に設けることを特徴とする装置。 ３１． 回転可能作動部材を上記第２要素（２）上に配置した、請求項１ない し請求項３０の何れかによる装置に於いて、上記作動部材（７ｈ）を回転するた めの第５動力行使部材（４４）を上記第１（１ｈ）要素上に配置し、リンク・ア ーム装置（４６）を介して、上記第２要素上に配置した軸（４５）に結合するこ と、およびこの軸を、このリンク・アーム装置を旋回すると、上記作動部材（７ ｈ）の回転を生ずる回転運動が与えられるように配置することを特徴とする装置 。 ３２． 請求項２９ないし請求項３１による装置に於いて、上記軸（４５）を ；（ａ）上記担持装置（３８）、（ｂ）上記第２要素（２）、の一つに配置する ことを特徴とする装置。 ３３． 請求項２９による装置に於いて、上記第２要素（２ｉ）上に、リンク ・アーム装置（４６ｉ）によって回転させられるようにされ且つ（ａ）担持装置 （３８ｉ）および（ｂ）この担持装置の担持部材（４９）の一つを回転させる、 第１回転軸（４５ｉ）を配置することを特徴とする装置。 ３４． 請求項３３による装置に於いて、上記担持部材（４９）が第２回転軸 の周りに回転可能であること、並びにこの第１回転軸および第２回転軸が斜交伝 動装置（４７ｉ）を介して係合していることを特徴とする装置。 ３５． 請求項２９および請求項３２ないし請求項３４の何れかによる装置に 於いて、上記担持装置（３８ｉ）を関節四リンク・システム（ＦＳ４）によって 作り、そのリンクの一つを上記担持部材（４９）が形成することを特徴とする装 置。 ３６． 請求項１ないし請求項３４の何れかによる装置に於いて、第４四ヒン ジ・システム（ＦＳ４）を第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）に結合して、上記 第１、第２および第４四ヒンジ・システムが互いに直列であるようにすることを 特徴とする装置。 ３７． 請求項３６による装置に於いて、上記第４四ヒンジ・システム（ＦＳ ４）が上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）の旋回平面と或る角度で拡がる平 面で旋回可能であることを特徴とする装置。 ３８． 請求項３６による装置に於いて、上記第４四ヒンジ・システム（ＦＳ ４）が要素（１ｋ）上に配置した第７動力行使部材（５２）およびこの第７動力 部材と第４四ヒンジ・システムの間の少なくとも一つのリンク・アーム（５３） によって動きうることを特徴とする装置。 ３９． 請求項２４による装置に於いて、上記第１動力行使部材および第２動 力行使部材（１２ｍ，１８ｍ）を上記キャリヤ（２８ｍ）に配置し、それらは、 各々上記キャリヤに結合したステータ並びに、それぞれ、上記第１リンクおよび 第２リンクを旋回させるために配置したロータ（５６，５７）を有する回転モー タの形をしていること、これらの回転モータのロータを、第１伝動装置（５８， ５９）を介して、実質的に平行な駆動軸（６０，６１）を回転させるために配置 すること、これらの駆動軸の各々を、それぞれの斜交歯車（６２，６３）を介し て、それぞれ上記第２四ヒンジ・システム（ＦＳ２）に結合した、上記第１リン クの一つ（９ｍ）およびリンク・アーム（２２ｍ）に駆動結合することを特徴と する装置。 ４０． 請求項３９による装置に於いて、上記駆動軸（６０，６１）が互いに および上記キャリヤ（２８ｍ）の旋回軸（３６ｍ）と実質的に同軸であることを 特徴とする装置。 ４１． 請求項３９または請求項４０による装置に於いて、上記駆動軸に一つ （６１）が、管状軸として設計した他の駆動軸（６０）を貫通することを特徴と する装置。 ４２． 請求項１ないし請求項４１の何れかによる装置に於いて、伝動装置（ ６５）が上記第１要素上の回転可能駆動部材（６６）からの運動を上記第２要素 上の回転可能従動部材（６９）へ伝達するようにされること、並びにこの伝動装 置が、第１リンク（８ｍ）および第２リンク（１４ｍ）を含むリンク組立体に沿 って伸びる伝動部材（６９〜７２）を含むことを特徴とする装置。 ４３． 請求項４２による装置に於いて、上記伝動部材は、レバー（６９〜７ １）を含み、それらは、二つのアームを含み、上記第１リンクおよび第２リンク のヒンジに、互いに並びに上記第１要素および第２要素対し、これらのリンクの ヒンジに平行な軸の周りに回転可能に配置され、上記伝動部材がこれらのレバー 間に伸びるリンク・アーム（７２）の対も含み、上記第１要素上に配置したレバ ー（７０）の上記駆動部材による回転が、これらのリンク・アーム（７２）およ び中間レバー（７１）の支援で、上記従動部材（６９）を形成し且つ上記第２要 素上に配置したレバーを回転させることを特徴とする装置。 ４４． 請求項４２による装置に於いて、上記伝動部材が、上記第１リンクお よび第２リンクのヒンジに、互いに対しおよび上記第１要素および第２要素に対 し、これらのリンクのヒンジ軸に平行な軸の周りに回転可能に配置した方向転換 部材（７３〜７５）を含み、上記伝動部材が上記方向転換部材の周りに掛けた牽 引力伝達要素のループ（７６，７７）も含み、上記第１要素に配置した方向転換 部材（７３）が上記駆動部材を形成し、上記もう一つの要素に配置した方向転換 部材（７５）が上記従動部材を形成することを特徴とする装置。 ４５． 請求項３６による装置に於いて、二つの第４四ヒンジ・システム（Ｆ Ｓ４）を互いに並列に結合すること、およびこれらのシステムの各々が作動部材 を担持することを特徴とする装置。 ４６． 請求項４５による装置に於いて、上記二つの第４四ヒンジ・システム を、共通の運動をするように、互いに機械的に結合する（７８）ことを特徴とす る装置。 ４７． 請求項１ないし請求項４６の何れかによる装置に於いて、直列に結合 した、二組（８６）の平行四辺形（ＦＳ１，ＦＳ２）を互いに実質的に垂直に結 合すること、これらの各組が上記第１要素および第２要素（１ｘ，２ｘ；１ｙ， ２ｙ）を含むこと、上記第１要素（１ｘ；１ｙ）を実質的に互いに垂直に伸びる それぞれの旋回軸（８７，８７ｙ）の周りに旋回可能にベース部材（２７ｘ，２ ７ｙ）に結合すること、各組の第１要素（１ｘ，１ｙ）とベース部材の間の旋回 軸（８７，８７ｙ）をこの組の平行四辺形の旋回平面に実質的に平行に向けるこ と、担持装置（３８ｘ，３８ｙ）を、上記第１要素とベース部材の間の上記旋回 軸（８７，８７ｙ）に実質的に平行な、実質的に垂直な軸（８８，８８ｙ）の周 りに、上記第２要素（２ｘ，２ｙ）の両方にヒンジ結合することを特徴とする装 置。 ４８． 請求項４７による装置に於いて、上記第１要素（１ｘ，１ｙ）に結合 され且つ上記平行四辺形のそれぞれの組に含まれるリンクの一つ（９ｘ、９ｙ） を旋回するために、それぞれの第１動力行使部材（１２ｘ，１２ｙ）を上記各第 １要素上に配置すること、および第２動力行使部材（１８ｘ，１８ｙ）がアーム （２１ｘ，２１ｙ）を旋回するようにされ、そのアームに、上記第２平行四辺形 システム（ＦＳ２）に旋回可能に結合したリンク・アーム（２１ｘ，２１ｙ）が 結合されていることを特徴とする装置。 ４９． 請求項４７による装置に於いて、上記ベース部材（２７ｘ，２７ｙ） 上に三つの動力行使第８部材（９０）が配置され、それらは、非平行平面で旋回 可能なリンク・アーム（８９）を介して、上記担持装置（３８ｘ，３８ｙ）にそ れを上記ベース部材に対して位置決めするために連結されていることを特徴とす る装置。 ５０． 請求項１ないし請求項４９の何れかによる装置に於いて、上記第１要 素(１）上の駆動部材（９２）から上記第２要素（２）上の従動部材（７）へ動 力を伝達するための伝動装置が、平行四辺形型第１および第２四ヒンジ・システ ム（ＦＳ１，ＦＳ２）のリンクと実質的に平行に伸びる車軸（９３）を含み、上 記車軸（９３）が、（ａ）カルダン継手（９４，９５）および（ｂ）斜交歯車 （９７）の一つまたは両方によって相互連結されていることを特徴とする装置。 ５１． 請求項１ないし請求項４６および請求項５０の何れかによる装置に於 ０８）と実質的に平行に向いた第２旋回軸（１１１）周りに旋回可能に結合する こと、並びに第１０動力行使部材（１１４）がこの担持装置（１１０）を上記第 ２旋回軸（１１１）周りに旋回するようにされていることを特徴とする装置。 ５２． 請求項１ないし請求項５１の何れかによる装置に於いて、それを工業 用ロボットによって形成し、その第２要素（２）が、担持装置を介して、直接的 または間接的に作動部材（７）を担持することを意図することを特徴とする装置 。