JP2021008926A - パラレルリンク機構およびリンク作動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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であり、さらに振動を抑制し寿命を向上することが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。【解決手段】パラレルリンク機構１０において、３つ以上のリンク機構１１Ａ〜１１Ｃ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１１Ａ〜１１Ｃ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１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれにおける第５回転対偶部Ｒ５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。３つ以上のリンク機構１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれの第５回転対偶部Ｒ５が互いに異なる位置に独立に配置される。【選択図】図１

Description

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。そのようなパラレルリンク機構は、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）に開示されている。

特開２０００−９４２４５号公報 米国特許第５，８９３，２９６号明細書

特開２０００−９４２４５号公報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。

米国特許第５，８９３，２９６号明細書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。米国特許第５，８９３，２９６号明細書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。米国特許第５，８９３，２９６号明細書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、米国特許第５，８９３，２９６号明細書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。そのうえ、たとえば先端部材に作業体であるエンドエフェクタを搭載して動作させる場合に、慣性モーメントが大きくなり振動が大きくなる結果、パラレルリンク機構の寿命を低下させる恐れがあった。

本発明は以上の課題に鑑みなされたものである。その目的は、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であり、さらに振動を抑制し寿命を向上することが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の第５回転対偶部が互いに異なる位置に独立に配置される。

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。

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であり、さらに振動を抑制し寿命を向上することが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。

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２の線分Ｖ−Ｖ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。 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図６とは異なる角度から見た態様を示す斜視模式図である。 図７の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面模式図である。 実施の形態１に係るパラレルリンク機構の先端部材貫通孔にエンドエフェクタが取り付けられた態様の第１例を示す斜視模式図である。 実施の形態１に係るパラレルリンク機構の先端部材貫通孔にエンドエフェクタが取り付けられた態様の第２例を示す斜視模式図である。 実施の形態１に係るパラレルリンク機構の先端部材貫通孔にエンドエフェクタが取り付けられた態様の第３例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１２の線分ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面模式図である。 図１３中の点線で囲まれた領域ＸＩＶの拡大断面模式図である。 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。 実施の形態４に係るリンク作動装置の斜視模式図である。 実施の形態５に係るリンク作動装置の斜視模式図である。

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＞
はじめに実施の形態１に係るパラレルリンク機構の必須構成について簡単に説明する。図１は、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を参照して、実施の形態１のパラレルリンク機構１０は概略、３つのリンク機構１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを有している。リンク機構１１Ａとリンク機構１１Ｂとリンク機構１１Ｃとはそれぞれ、第５回転対偶部Ｒ５を有している。リンク機構１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのそれぞれの第５回転対偶部Ｒ５は、互いに異なる位置に独立に配置されている。これがパラレルリンク機構１０の必須構成である。

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５は、図２の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。以下、図１〜図５を用いて、パラレルリンク機構１０の構成について詳細に説明する。

図１〜図５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８１と、３つのリンク機構１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ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１１Ａ〜１１Ｃ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８１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Ｒ１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。

基端接続部２ａ，２ｂ，２ｃにおける軸部２２の第１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の第２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１および図３に示すように、上記軸部２２の第１中心軸１５ａ，１５ｂ，１５ｃと軸部４２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の第３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。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。したがって第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃは、その一方端部側の第２回転対偶部Ｒ２の第２中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃが、その他方端部側の第３回転対偶部Ｒ３の第３中心軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃのそれぞれと直交するように構成されている。

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の第４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。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。すなわち第４中心軸１８ａ，１８ｂ，１８ｃは第３中心軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃと同様に、それぞれ第２中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃと直交する方向に延びる。

第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃを平面視したときの外周側に、第３リンク部材７ａ，７ｂ，７ｃと接続されるための壁部８３が形成されている。第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃは基端部材１の主表面に沿う方向、すなわち平面視において基端部材１の外周側から内側への方向に沿って延びている。図４に示すように、第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃは、その内側の領域（図４における左側）において、その外側の領域（図４における右側）に比べて図の上下方向の厚みが薄くなっていてもよい。第４リング部材８ａ，８ｂ，８ｃにおいて壁部８３が形成された一方端部（外周側）と反対側に位置する他方端部（内側）の上には、先端部材８１が重なるように配置されている。先端部材８１の外周の平面形状はたとえば円形状である。ただし先端部材８１の外周の平面形状はこれに限られない。たとえば先端部材８１の外周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。

先端部材８１は、その中央に位置し図４に示すように先端部材８１の上面に垂直な方向に延びている中心軸８２を有する。パラレルリンク機構１０においては、先端部材８１の中央の中心軸８２が、球面リンク中心点３０を通ることが特徴である。また中心軸８２はたとえば先端部材中心点３１を通ってもよい。先端部材中心点３１とは、平面視において先端部材８１の中央に位置するとともに先端部材８１の厚み方向の中央に位置する点である。先端部材８１には、平面視における中央部すなわち中心軸８２を含む領域に先端部材貫通孔８４が形成されている。先端部材貫通孔８４は先端部材８１を構成するたとえば円板形状の一方の主表面から他方の主表面までこれを貫通するように設けられた孔部である。たとえば先端部材８１が円形の平面形状である場合、先端部材貫通孔８４は先端部材８１の円形状の径の１／４以上２／３以下の径を有することが好ましい。なおその中でも、先端部材貫通孔８４は先端部材８１の円形状の径の１／３以上１／２以下の径を有することがより好ましい。

図４に示すように、第４のリンク部材８ａ，８ｂ，８ｃのそれぞれの他方端側（内側）のたとえば他よりも厚みが薄くなった領域には、これを図の上下方向に貫通する貫通孔８５が形成されている。また先端部材８１には貫通孔８５に重なるように貫通孔８６が形成されている。第４のリンク部材８ａ，８ｂ，８ｃのそれぞれの貫通孔８５およびその真上の貫通孔８６を貫通するように、ボルト９ａ，９ｂ，９ｃのそれぞれが挿入されている。図１および図４においてはボルト９ａ，９ｂ，９ｃはたとえば貫通孔８６側に頭が配置されるように挿入されているが、逆に貫通孔８５側に頭が配置されるように挿入されてもよい。第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃの貫通孔８５から突出したボルト９ａ，９ｂ，９ｃの先端部には固定部材の一例であるナット９ｄ，９ｅ（後述の図７参照），９ｆ（後述の図６参照）が固定されている。

ボルト９ａ，９ｂ，９ｃおよびナット９ｄ，９ｅ，９ｆのそれぞれは、第４のリンク部材８ａ，８ｂ，８ｃのそれぞれと先端部材８１とを相対的に回転可能な状態で連結する。第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃの他方端部とボルト９ａ，９ｂ，９ｃとナット９ｄ，９ｅ，９ｆと、先端部材８１とにより第５回転対偶部Ｒ５が構成される。つまり、第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃと先端部材８１とは第５回転対偶部Ｒ５において回転可能に接続される。

図１、図２、図４および図５からわかるように、３つのリンク機構１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのそれぞれの第５回転対偶部Ｒ５は、互いに異なる位置に独立に配置されている。つまり３つのリンク機構１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのそれぞれの第５回転対偶部Ｒ５は１か所に重なるように配置されているのではなく、それぞれが互いに離れて別個の位置に配置されている。ここでは３つのリンク機構１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのそれぞれの第５回転対偶部Ｒ５は、先端部材８１の中央部に形成される先端部材貫通孔８４の平面視における外側に、先端部材貫通孔８４の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置されている。より詳しくは、ここでは円形の平面形状を有する先端部材貫通孔８４の外側に、先端部材貫通孔８４の円周方向に位相１２０°分ずつ隔てて、３つのリンク機構１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのそれぞれの第５回転対偶部Ｒ５が形成されている。逆に言えば、先端部材８１には、３つのリンク機構１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのそれぞれに含まれる第５回転対偶部Ｒ５の平面視における内側に先端部材貫通孔８４が形成されている。先端部材貫通孔８４の平面形状は円形状に限らず、多角形状、楕円形状など任意である。

図４に示すボルト９ａおよびナット９ｄの第５中心軸１９ａは第５回転対偶部Ｒ５における中心軸に相当する。同様に、後述の図６に示すように、ボルト９ｂおよびナット９ｅの第５中心軸１９ｂ、およびボルト９ｃおよびナット９ｆの第５中心軸１９ｃのそれぞれも第５回転対偶部Ｒ５における中心軸に相当する。図４に示すように、リンク機構１１Ａに含まれる第５中心軸１９ａと第２中心軸１６ａとは、中心軸交点３２で交わる（たとえば直交する）。同様に、リンク機構１１Ｂに含まれる第５中心軸１９ｂと第２中心軸１６ｂとは中心軸交点で交わる。リンク機構１１Ｃに含まれる第５中心軸１９ｃと第２中心軸１６ｃとは中心軸交点で交わる。

図４において、第５中心軸１９ａは図の上下方向に延びる。これに対し、第４中心軸１８ａは貫通孔７４を紙面奥行き方向に延びる。したがって第５中心軸１９ａと第４中心軸１８ａとは互いにねじれた配置となるように直交している。第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃは、その一方端部側の第４回転対偶部Ｒ４の第２中心軸１８ａ，１８ｂ，１８ｃが、その他方端部側の第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９ａ，１９ｂ，１９ｃのそれぞれと（互いにねじれた配置となるように）直交している。

＜パラレルリンク機構の動作＞
図６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７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図６とは異なる角度から見た態様を示す斜視模式図である。図８は、図７の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面模式図である。図６および図７を参照して、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６および図７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、先端部材中心点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８１全体が移動している。

図１〜図８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８１が動作する。すなわち、先端部材８の姿勢は、図６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、先端部材中心点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８１の中心軸８２とが成す角度である。旋回角φとは、先端部材中心点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に含まれる第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と先端部材中心点３１との距離である。

図６および図８に示すように、リンク機構１１Ａにおいて、第４回転対偶部Ｒ４の第４中心軸１８ａに垂直な直線のうち、第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９ａに垂直な直線と重なる（つまり一致するように同一方向に延びる）直線を第５中心軸垂線Ｌ１とする。なおここで垂直な直線とは、誤差として第５中心軸１９ａ等に垂直な方向に対し１°以内のずれがある直線を含むものとする。以下同様に、リンク機構１１Ｂにおいて、第４回転対偶部Ｒ４の第４中心軸１８ｂに垂直な直線のうち、第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９ｂに垂直な直線と重なる（つまり一致するように同一方向に延びる）直線を第５中心軸垂線Ｌ２とする。リンク機構１１Ｃにおいて、第４回転対偶部Ｒ４の第４中心軸１８ｃに垂直な直線のうち、第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９ｃに垂直な直線と重なる（つまり一致するように同一方向に延びる）直線を第５中心軸垂線Ｌ３とする。これらの第５中心軸垂線Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３は、先端部材８１の主表面に沿うように、概ね水平方向に沿って延びている。このとき、これらの３本の第５中心軸垂線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３同士が１点すなわち垂線交点１３１で交わっている。図６〜図８のように先端部材８１の中心軸８２が基端部材１の主表面の垂線に対して傾斜するよう姿勢変更された状態では、垂線交点１３１は球面リンク中心点３０とは平面視にて重ならない（ずれた）位置に配置される。

垂線交点１３１の位置は一定ではない。たとえば垂線交点１３１は先端部材８１の平面視における中心である先端部材中心点３１の位置に必ず存在するものではない。垂線交点１３１の位置は、先端部材８１の姿勢によって変化する。すなわち図１のように先端部材８１の主表面が基端部材１の主表面にほぼ平行となるように配置される場合（中心軸８２が基端部材１の主表面にほぼ垂直な場合）には、垂線交点１３１は先端部材８１の先端部材中心点３１にほぼ一致する位置に存在する。これに対し、図６のように先端部材８１の主表面が基端部材１の主表面に対して傾いている場合（中心軸８２が基端部材１の主表面に垂直な方向に対して傾斜している場合）には垂線交点１３１は先端部材８１の先端部材中心点３１からずれた位置に存在する。

図７に示すように、パラレルリンク機構１０においては、３つのリンク機構１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのそれぞれに含まれる第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９ａ，１９ｂ，１９ｃ同士が互いに平行であることが好ましい。ここで平行とは、誤差として各中心軸１９ａ間のなす角度が１°以下である場合を含むものとする。また第５中心軸１９ａ，１９ｂ，１９ｃは中心軸８２に平行であることが好ましい。

＜作用効果＞
以下、上記と重複する部分もあるが、本実施の形態の作用効果について説明する。

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（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）とを備える。３つ以上のリンク機構（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）は、基端部材（１）と先端部材（８１）とを接続するように構成される。３つ以上のリンク機構（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）は、先端部材（８１）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（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）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（８１）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（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）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（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）のそれぞれの第５回転対偶部（Ｒ５）が互いに異なる位置に独立に配置される。

このようにすれば、３つ以上のリンク機構１１Ａ〜１１Ｃ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。したがって基端部材１に対して先端部材８１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１９ａ〜１９ｃ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８１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１９ａ〜１９ｃ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８１を上記球面に沿って移動させるとともに、先端部材８１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８１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８１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８１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。

またこのようにすれば、３つ以上のリンク機構１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれの第５回転対偶部Ｒ５が異なる位置に配置されるため、たとえば３つ以上の第５回転対偶部Ｒ５を先端部材８１の平面視における比較的外側の領域に配置することができる。このため先端部材８１の平面視における比較的内側の領域に作業体（エンドエフェクタ）を設けることができる。このようにすれば、先端部材８１の比較的外側にエンドエフェクタが設けられる場合に比べて、エンドエフェクタの動作時の慣性モーメントを低減することができる。この結果、エンドエフェクタの動作精度を向上させ、パラレルリンク機構１０の振動を抑制することができる。このためパラレルリンク機構１０の寿命を向上することができる。

上記パラレルリンク機構（１０）において、先端部材（８１）には、３つ以上のリンク機構（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）のそれぞれに含まれる第５回転対偶部（Ｒ５）の平面視における内側に先端部材貫通孔（８４）が形成されていることが好ましい。上記のように３つ以上のリンク機構１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれの第５回転対偶部Ｒ５が異なる位置であるたとえば先端部材８１の平面視での外側の領域に設けられれば、先端部材８１の平面視での内側に先端部材貫通孔８４を形成するスペースが得られる。先端部材貫通孔８４にエンドエフェクタを取り付けることにより、先端部材８１の平面視での内側の領域に安定にエンドエフェクタを設置できる。したがって上記のように、先端部材８１の比較的外側にエンドエフェクタが設けられる場合に比べて、エンドエフェクタの動作時の慣性モーメントを低減することができる。この結果、エンドエフェクタの動作精度を向上させ、パラレルリンク機構１０の振動を抑制することができる。このためパラレルリンク機構１０の寿命を向上することができる。

図９は、実施の形態１に係るパラレルリンク機構の先端部材貫通孔にエンドエフェクタが取り付けられた態様の第１例を示す斜視模式図である。図１０は、実施の形態１に係るパラレルリンク機構の先端部材貫通孔にエンドエフェクタが取り付けられた態様の第２例を示す斜視模式図である。図１１は、実施の形態１に係るパラレルリンク機構の先端部材貫通孔にエンドエフェクタが取り付けられた態様の第３例を示す斜視模式図である。図９を参照して、先端部材貫通孔８４は先端部材８１を構成するたとえば円板形状の一方の主表面８１ａからその反対側の他方の主表面８１ｂまでこれを貫通するように形成された孔部である。図９に示すように、先端部材貫通孔８４内にたとえば嵌挿するように、エンドエフェクタ１０１が取り付けられている。ただし、図９ではエンドエフェクタ１０１の大部分が先端部材８１の一方の主表面８１ａより外側に位置している。このようにして先端部材８１の平面視での内側の領域に取り付けられたエンドエフェクタ１０１は、動作時の慣性モーメントを小さくし、振動を抑制することで、パラレルリンク機構１０の寿命を向上できる。エンドエフェクタ１０１はパラレルリンク機構１０の３つのリンク機構に囲まれた領域の外側を向いている。このためエンドエフェクタ１０１は、たとえばインクの吐出装置など、パラレルリンク機構１０の外側に配置される部材に対して作業を行なう作業体である。

図１０を参照して、エンドエフェクタ１０２は図９のエンドエフェクタ１０１と同様に、先端部材貫通孔８４内にたとえば嵌挿されている。エンドエフェクタ１０２もエンドエフェクタ１０１と同様に、パラレルリンク機構１０の３つのリンク機構に囲まれた領域の外側を向いている。ただしエンドエフェクタ１０２の先端部から先端部材８１の一方の主表面８１ａまでの距離は、図９に示した構成の当該距離より小さい。

図１１を参照して、エンドエフェクタ１０１は、先端部材貫通孔８４が設けられない先端部材８１の平面視における他方の主表面８１ｂ上に、パラレルリンク機構１０の３つのリンク機構に囲まれた領域の内側を向くように設置されてもよい。

上記パラレルリンク機構（１０）において、３つ以上のリンク機構（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）のそれぞれに含まれる第４回転対偶部（Ｒ４）の第４中心軸（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）に垂直な直線のうち第５回転対偶部（Ｒ５）の第５中心軸（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）に垂直な直線と重なる直線である第５中心軸垂線（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）同士が垂線交点（１３１）で交わることが好ましい。このようにすれば、基端部材１上の球面リンク中心点３０から見て先端部材８１を、球面リンク中心点３０を中心とした回転２自由度と、中心軸８２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８１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中心軸８２に沿った方向にも移動させることができる。

上記パラレルリンク機構（１０）において、３つ以上のリンク機構のそれぞれに含まれる第５回転対偶部（Ｒ５）の第５中心軸（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）同士が互いに平行であることが好ましい。このようにすれば、パラレルリンク機構１０の動作の制御を容易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、３つ以上のリンク機構（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）のそれぞれに含まれる第５中心軸（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）と第２中心軸（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）とが中心軸交点（３２）で交わることが好ましい。先端部材８１の姿勢をどのように変更しても上記の条件を満たすことにより、パラレルリンク機構１０の動作の制御を容易にすることができる。

（実施の形態２）
＜パラレルリンク機構の構成＞
図１２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１３は、図１２の線分ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける断面模式図である。図１４は、図１３中の点線で囲まれた領域ＸＩＶの拡大断面模式図である。なお、図１２は図３に対応し、図１３は図４に対応する。

図１２および図１３に示すパラレルリンク機構２０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回転対偶部Ｒ１〜第５回転対偶部Ｒ５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および先端部材８１に先端部材貫通孔８４が形成されていない点が図１〜図５に示したパラレルリンク機構１０と異なっている。なお、図１２および図１３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回転対偶部Ｒ１〜第５回転対偶部Ｒ５の少なくともいずれか１つにおいて軸受を設置するようにしてもよい。

各軸受２５〜２９は、軸部２２，４２または、ボルトおよびナットを用いて、各リンク機構に取り付けられている。具体的には、図１２に示すように、第１回転対偶部Ｒ１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Ｒ２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Ｒ３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１３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Ｒ４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Ｒ３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Ｒ５では、先端部材８１と、これに形成された貫通孔８６内に挿入されるボルト９ａ，９ｂ，９ｃとの間に、図１３および図１４に示すように軸受２９が配置されている。たとえば先端部材８１側の貫通孔８６に軸受２９の外輪が、圧入などの方法で固定されてもよい。またボルト９ａ，９ｂ，９ｃへの軸受２９の内輪の固定方法は、たとえば以下の方法としてもよい。すなわち図１４に示すように、内輪側にボルト９ａ，９ｂ，９ｃが挿入され、ボルト９ａ，９ｂ，９ｃの頭と反対側の端部にナット９ｄ，９ｅ，９ｆが配置される。このとき、軸受２９とボルト９ａ，９ｂ，９ｃの頭との間、および軸受２９とナット９ｄ，９ｅ，９ｆとの間には、ワッシャＷが挟まれる。このように先端部材８１とボルト９ａ〜９ｃとの間にある軸受２９は、ワッシャＷを介在して、ボルト９ａ〜９ｃの頭とナット９ｄ，９ｅ，９ｆとに挟まれる。この状態でナットを締め付けることにより、ボルト９ａ〜９ｃおよびワッシャＷを軸受２９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２９の内輪がボルト９ａ〜９ｃに固定される。

なお、図１２〜図１４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（２０）において、第１回転対偶部（Ｒ１）〜第５回転対偶部（Ｒ５）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１５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。なお、図１５は図１に対応する。

図１５に示したリンク作動装置１１０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１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ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１５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（図３参照）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、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８１の基端部材１に対する姿勢を各リンク機構１１Ａ〜１１Ｃ（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８１の姿勢を制御することができる。

なお、リンク作動装置１１０においてリンク機構１１Ａ〜１１Ｃ（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（１１０）は、上記パラレルリンク機構（１０，２０）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（１１Ａ〜１１Ｃ）のうち少なくとも３つのリンク機構（１１Ａ〜１１Ｃ）に設置され、基端部材（１）に対する先端部材（８１）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１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを個別に制御することで、先端部材８１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１１０を実現できる。

（実施の形態４）
＜リンク作動装置の構成＞
図１６は、実施の形態４に係るリンク作動装置の斜視模式図である。図１６に示したリンク作動装置１２０は、基本的には図１５に示したリンク作動装置１１０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１５に示したリンク作動装置と異なっている。図１６に示したリンク作動装置１２０では、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃが基端部材１の先端部材８１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１５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１５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１７は、実施の形態５に係るリンク作動装置の斜視模式図である。図１７に示したリンク作動装置１３０は、基本的には図１６に示したリンク作動装置１２０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１６に示したリンク作動装置１２０と異なっている。図１７に示したリンク作動装置１３０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８１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１６に示したリンク作動装置１２０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１５に示したリンク作動装置１１０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１１Ａ〜１１Ｃ（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１５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。

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１５〜図１７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。

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特許請求の範囲によって示され、特許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，９ｄ，９ｅ，９ｆ 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，７ｃ 第３リンク部材、８ａ，８ｂ，８ｃ 第４リンク部材、１０，２０ パラレルリンク機構、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 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、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ 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 先端部材中心点、３２ 中心軸交点、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 姿勢制御用駆動源、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ 固定部、３７ 回転軸、４１ 他方端部、４３，６３，７３，７４，８５，８６ 貫通孔、８１ 先端部材、８１ａ 一方の主表面、８１ｂ 他方の主表面、８２ 中心軸、８３ 壁部、８４ 先端部材貫通孔、１０１，１０２ エンドエフェクタ、１１０，１２０，１３０ リンク作動装置、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 第５中心軸垂線、Ｒ１ 第１回転対偶部、Ｒ２ 第２回転対偶部、Ｒ３ 第３回転対偶部、Ｒ４ 第４回転対偶部、Ｒ５ 第５回転対偶部。

Claims (7)

1. 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の前記第５回転対偶部が互いに異なる位置に独立に配置される、パラレルリンク機構。
2. 前記先端部材には、前記３つ以上のリンク機構のそれぞれに含まれる前記第５回転対偶部の平面視における内側に先端部材貫通孔が形成されている、請求項１に記載のパラレルリンク機構。
3. 前記３つ以上のリンク機構のそれぞれに含まれる前記第４回転対偶部の第４中心軸に垂直な直線のうち前記第５回転対偶部の第５中心軸に垂直な直線と重なる直線である第５中心軸垂線同士が垂線交点で交わる、請求項１または２に記載のパラレルリンク機構。
4. 前記３つ以上のリンク機構のそれぞれに含まれる前記第５回転対偶部の前記第５中心軸同士が互いに平行である、請求項３に記載のパラレルリンク機構。
5. 前記３つ以上のリンク機構のそれぞれに含まれる前記第５中心軸と前記第２中心軸とが中心軸交点で交わる、請求項３または４に記載のパラレルリンク機構。
6. 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１〜５のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構。
7. 請求項１〜６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。

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