JP2022525020A - 運動学的に冗長な作動を伴うパラレルメカニズム - Google Patents

Abstract

空間パラレルメカニズムが、プラットフォームと、ベースまたはグランドからプラットフォームまで延在するように構成された３本以上の脚部と、を備える。各脚部は、遠位リンクと、遠位回転軸の回りに１つの回転自由度（ＤＯＦ）を提供する１または複数の遠位ジョイントと、遠位リンクの遠位端をプラットフォームに接続する遠位ジョイントと、を有する。近位ジョイントが、遠位リンクの近位端に少なくとも２つの回転ＤＯＦを提供する。ジョイント及びリンクのアセンブリが、近位ジョイントとベースまたはグランドとの間で各脚部にＤＯＦを提供する。３本の脚部の遠位回転軸は、互いに平行である。

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１８年３月６日に出願された米国特許出願第６２／８１４，５２６号に対する優先権を主張する。当該出願は、当該参照によって、本明細書に組み込まれる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｂｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）。

［技術分野］
本開示は、ロボットメカニズム、モーションシミュレーションシステム、フライトシミュレーションモーションプラットフォーム、及び、娯楽用途のモーションプラットフォーム、で使用されるもの等の、パラレルメカニズム（平行機構）の分野にある。

６自由度（６－ＤＯＦ）の空間パラレルメカニズム（ＳＰＭ）の適用は、高いペイロード機能と位置決め精度という特性により、ロボディクス、モーションシミュレータ、高精度位置決め装置、等の多くの分野で見出され得る。パラレルメカニズムの問題は、モーション（動き）の範囲が限られていること、特に、モーション（動き）の回転範囲が限られていること、である。例えば、フライトシミュレーション用途では、プラットフォームの要求されるペイロードが非常に大きいため、当該メカニズムの運動学的構造は、重要なリンクが張力／圧縮力のみに曝されるという態様である必要がある。これらの特性を備えたタイプの運動学的構造は、ほとんど存在しておらず、一般的には、それらは、モーション（動き）の回転範囲が制限されている。更に、特定のパラレルメカニズムを考慮すると、当該メカニズムをスケールアップすることにより、モーション（動き）の並進範囲は常により大きくされ得る。しかしながら、スケールアップは、モーション（動き）の回転範囲には影響を与えない。モーション（動き）の回転範囲は、しばしば、運動学的な特異性（シンギュラリティ）によって制限される。

本発明の目的は、運動学的に冗長な作動を伴う新規なパラレルメカニズムを提供することである。

本発明の目的は、従来技術の不利な点を克服するパラレルメカニズムを提供することである。

本発明の更に別の目的は、増大された回転作業空間を伴う新規な多自由度のパラレルメカニズムを提供することである。

従って、本開示の第１の態様によれば、プラットフォームと、ベースまたはグランドから前記プラットフォームまで延在するように構成された少なくとも３本の脚部と、を備え、各脚部は、遠位リンクと、遠位回転軸の回りに１つの回転自由度（ＤＯＦ）を提供する少なくとも１つの遠位ジョイントであって、前記遠位リンクの遠位端を前記プラットフォームに接続する少なくとも１つの遠位ジョイントと、前記遠位リンクの近位端に少なくとも２つの回転ＤＯＦを提供する近位ジョイントと、前記近位ジョイントと前記ベースまたはグランドとの間で前記各脚部にＤＯＦを提供するためのジョイント及びリンクのアセンブリと、を有しており、前記３本の脚部の前記遠位回転軸は、互いに平行である、ことを特徴とする空間パラレルメカニズムが提供される。

更に、当該第１の態様によれば、前記各脚部において前記少なくとも１つの遠位ジョイント及び近位ジョイントは、受動ジョイントであり得る。

更に、当該第１の態様によれば、前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、起動ジョイントを含み得る。

更に、当該第１の態様によれば、前記少なくとも１つの遠位ジョイントは、単一の回転ジョイントであり得る。

更に、当該第１の態様によれば、前記近位ジョイントは、球面ジョイントであり得る。

更に、当該第１の態様によれば、遠位回転軸の回りに１つの回転ＤＯＦを提供する前記少なくとも１つの遠位ジョイントは、前記脚部の少なくとも２本に対して前記１つの回転ＤＯＦを提供する４本バー機構の一部であり得る。

更に、当該第１の態様によれば、前記脚部の少なくとも２本の前記４本バー機構は、それぞれ、指部を支持しており、前記指部の間の距離が、前記脚部の動きの起動によって可変であり得る。

更に、当該第１の態様によれば、前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、Ｒ（ＲＲ－ＲＲＲ）、ＲＲＲ、（３－ＣＰＲ）、（３－ＲＰＳ）、（３－ＲＰＳ）からなる群から取られ得る。

更に、当該第１の態様によれば、前記ジョイントのアセンブリの最も近位のジョイントの回転軸が、前記ベースの平面に対してπの角度であり得る。

更に、当該第１の態様によれば、前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、前記各脚部について同一であり得る。

第２の態様によれば、プラットフォームと、ベースまたはグランドから前記プラットフォームまで延在するように構成された少なくとも３本の脚部と、を備え、各脚部は、遠位リンクと、遠位並進方向の回りに１つの回転自由度（ＤＯＦ）を提供する少なくとも１つの遠位ジョイントであって、前記遠位リンクの遠位端を前記プラットフォームに接続する少なくとも１つの遠位ジョイントと、前記遠位リンクの近位端に少なくとも２つの回転ＤＯＦを提供する近位ジョイントと、前記近位ジョイントと前記ベースまたはグランドとの間で前記各脚部にＤＯＦを提供するためのジョイント及びリンクのアセンブリと、を有しており、前記３本の脚部の前記遠位並進方向は、互いに平行である、ことを特徴とする空間パラレルメカニズムが提供される。

更に、当該第２の態様によれば、前記各脚部において前記少なくとも１つの遠位ジョイント及び近位ジョイントは、受動ジョイントであり得る。

更に、当第２の態様によれば、前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、起動ジョイントを含み得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記少なくとも１つの遠位ジョイントは、直進ジョイントであり得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記近位ジョイントは、球面ジョイントであり得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、ＲＲＲ、Ｒ（ＲＲ－ＲＲＲ）、（３－ＣＰＲ）、（３－CＰＲ）、（３－ＲＰＳ）からなる群から取られ得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記ジョイントのアセンブリの最も近位のジョイントの回転軸が、前記ベースの平面に対してπの角度であり得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、前記各脚部について同一であり得る。

第３の態様によれば、プラットフォームと、ベースまたはグランドから前記プラットフォームまで延在する少なくとも３本の脚部と、を備え、各脚部は、遠位リンクと、前記遠位リンクの近位端に少なくとも２つの回転ＤＯＦを提供する近位ジョイントと、前記近位ジョイントと前記ベースまたはグランドとの間で前記各脚部にＤＯＦを提供するためのジョイント及びリンクのアセンブリと、遠位回転軸の回りに１つの回転自由度（ＤＯＦ）を提供する少なくとも１つの遠位ジョイントであって、前記遠位リンクの遠位端を前記プラットフォームに接続する少なくとも１つの遠位ジョイントと、を有しており、前記３本の脚部の前記遠位回転軸は、互いに平行であり、遠位回転軸の回りに１つの回転ＤＯＦを提供する前記少なくとも１つの遠位ジョイントは、前記脚部の少なくとも２本に対して前記１つの回転ＤＯＦを提供する４本バー機構の一部であり、前記脚部の少なくとも２本の前記４本バー機構は、それぞれ、指部を支持しており、前記指部の間の距離が、前記脚部の動きの起動によって可変である、ことを特徴とするグリッパメカニズムである。

更に、当該第２の態様によれば、前記各脚部において前記少なくとも１つの遠位ジョイント及び近位ジョイントは、受動ジョイントであり得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、起動ジョイントを含み得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記近位ジョイントは、球面ジョイントであり得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、Ｒ（ＲＲ－ＲＲＲ）、ＲＲＲ、（３－ＣＰＲ）、（３－ＲＰＳ）、（３－ＲＰＳ）からなる群から取られ得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、前記各脚部について同一であり得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記４本バー機構は、プラットフォームリンクを共有し得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記４本バー機構は、前記プラットフォームリンクをそれぞれの前記遠位リンクに接続する追加のリンクを有し得る。

更に、当該第２の態様によれば、少なくとも１つの４本バー機構において、前記追加のリンクは、前記プラットフォームリンクを超えて延在し得て、前記指部を支持する指部リンクを回動可能に支持し得る。

更に、当該第２の態様によれば、少なくとも１つの４本バー機構において、前記追加のリンクは、Ｖ字形状を有し得て、前記指部を支持する指部リンクを回動可能に支持し得る。

更に、当該第２の態様によれば、前記ジョイントのアセンブリの最も近位のジョイントの回転軸が、前記ベースの平面に対してπの角度であり得る。

本発明の好適な実施形態が、添付の図面を参照して説明される。

図１は、本開示の一実施形態による、運動学的に冗長な作動を伴う空間パラレルメカニズムの斜視図である。

図２は、図１の空間パラレルメカニズムの一つの脚部の幾何学的記述の概略図である。

図３は、特異点（シンギュラリティ）が回避される遠位リンクの向きの範囲を示す、空間パラレルメカニズムのプラットフォームの概略図である。

図４は、一対の指部を備えたグリッパアセンブリを特徴とする、空間パラレルメカニズムの遠位端の斜視図である。

図５は、図４の空間パラレルメカニズムのグリッパリンケージの運動学の概略図である。

図６は、アクチュエータ及びグリッパアセンブリを備えた、図１の空間パラレルメカニズムの等角図である。

図７は、本開示の別の実施形態による、運動学的に冗長な作動を伴う空間パラレルメカニズムの斜視図である。

図面、より具体的には図１、を参照すると、運動学的に冗長な空間パラレルメカニズムが、全体として符号１０で示されている。当該パラレルメカニズム１０は、本開示の多数のパラレルメカニズムのうちの例示的な１つであり、プラットフォームにおいて最大６自由度を特徴とし得て、追加の冗長な自由度を加え得て、特異点（シンギュラリティ）を回避し得て、回転モーション機能を拡張し得る。当該パラレルメカニズム１０は、合計の自由度（冗長な自由度を含む）と同じ数のアクチュエータを使用することによって、過剰な拘束を回避する、すなわち、アクチュエータ自体による内力の生成を回避する、ように工夫されている。

メカニズム１０は、ベース１１（別名、フレーム、グランド）及びプラットフォーム１２を備え、ベース１１は、プラットフォーム１２のモーション（動き）を作動させる複数本の脚部１３を支持するために提供されている。一実施形態では、３本以上の脚部１３がある。一実施形態によれば、脚部の干渉を回避するために３本のみの脚部１３が使用される。ベース１１は、定義された表面または構造として示されるが、脚部１３は、グランド（地面）に直接固定されてもよい。プラットフォーム１２は、その上に何らの構成要素無しで示されている。しかしながら、プラットフォーム１２（エンドエフェクタとも呼ばれる）は、典型的には、その上に、機器、システム、ツール、シート等を受容して、これらの全てが、パラレルメカニズム１０の使用に従属する。以下に説明される例示的な実施形態では、プラットフォーム１２は、グリッパを形成する一対の指部を支持し得る。更に、メカニズム１０は、図１に示される向きに対して逆さまにされることもでき、ベース１１が上にあってプラットフォーム１２がグランドに面していてもよく、あるいは、メカニズム１０は垂れ下がっていてもよい。

脚部１３は、以下のような、リンク（別名、バー、リンケージ、部材）を相互接続する様々なジョイントから構成され得る。
・回転ジョイント（Ｒ）：１つの回転自由度（ｒＤＯＦ）を提供するジョイントである。これらは、ピボット、ヒンジ等と呼ばれる場合がある。
・直進ジョイントまたはスライディングジョイント（Ｐ）：１つの並進自由度（ｔＤＯＦ）を提供するジョイントである。
・円筒ジョイント（Ｃ）：１つのｔＤＯＦと１つのｒＤＯＦとを提供するジョイントである。
・ユニバーサルジョイント（Ｕ）：２つのｒＤＯＦを提供するジョイントである。２つのｒＤＯＦの回転軸が、ある交差点（例えば中心）で互いに交差している。
・球面ジョイント（Ｓ）：３つのｒＤＯＦを提供するジョイントである。（３つの）ｒＤＯＦの回転軸が中心で互いに交差している。

図１の実施形態では、３本の脚部１３は、類似しているか、部分的に類似しているか、または同一である。脚部１３の各々は、遠位リンク３０を有する。以下の開示では、「遠位」という表現は、プラットフォーム１２により近いという意味であり、「近位」という表現は、ベース１１により近いという意味である。図示されるような一実施形態では、遠位リンク３０が、遠位ジョイント３１によってその遠位端でプラットフォーム１２に接続される。遠位ジョイント３１は、遠位回転軸Ｒ１回りに１つのｒＤＯＦを提供する。例えば、遠位ジョイント３１は、回転ジョイントであり得る。近位ジョイント３２は、遠位リンク３０の近位端に２つ以上のｒＤＯＦを提供する。近位ジョイント３２は、図１では球面ジョイントとして示されている。近位ジョイント３２は、他の（単数または複数の）ジョイント、または、ユニバーサルジョイント等のジョイントアセンブリであり得る。一実施形態では、ジョイント３１及び３２は、それらがアクチュエータを支持していないという点で、受動的であると言われる。３本の脚部１３の全てが、遠位リンク３０、１つのｒＤＯＦを備えた遠位ジョイント３１、及び、２つ以上のｒＤＯＦを備えた近位ジョイント３２、を有しており、３本の脚部１３の遠位回転軸Ｒ１は互いに平行である。一実施形態では、遠位ジョイント３１は、単一のｒＤＯＦを同時に提供するジョイントのセット（組）であり得る。例えば、４本バーリンケージが単一のｒＤＯＦを提供するため、遠位ジョイント３１は、図４乃至図６のような４本バーリンケージで置換され得る。

脚部１３は、近位ジョイント３２とベース１１との間の脚部１３にＤＯＦを提供するために、任意の適切なジョイント及びリンクのアセンブリによって、ベース１１に接続され得る。非限定的な一実施形態が、図１及び図２に示されているが、一例としてのみ与えられており、他の脚部の構成もベース１１を近位ジョイント３２に結合するために使用され得る。

図示の実施形態では、図１及び図２のアーキテクチャは、３つの同一の運動学的に冗長なＲ（ＲＲ－ＲＲＲ）ＳＲ脚部１３によってベース１１に接続された移動プラットフォーム１２からなる。Ｒは、作動回転ジョイントを表し、Ｒは、受動回転ジョイント（例えば、遠位ジョイント３１）を表し、Ｓは、受動球面ジョイント（例えば、近位ジョイント３２）を表している。図１の実施形態の脚部１３の各々において、第１の作動回転ジョイント３３がベース１１に取り付けられている。次に、同一の直線状の軸を有する２つの作動回転ジョイント３４Ａ、３４Ｂが、第１の移動リンク３４に取り付けられ、図２にも示されるように、平面状の５本バーリンケージの２つのリンク３５Ａ、３５Ｂをそれぞれ作動させるために使用される。リンク３６が、回転ジョイント３６Ａによってリンク３５Ａに接続されている。回転ジョイント３７Ａ、３７Ｂを備えたリンク３７が、５本バーリンケージを完成させている。リンク３７は、回転ジョイント３７Ｂを介してリンク３５Ｂに接続されており、また、リンク３７は、回転ジョイント３７Ａによってリンク３６に接続されている。ジョイント３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３７Ａ、３７Ｂの回転軸は、全て、互いに平行である。一実施形態では、リンク３５Ａ、３５Ｂ、３６、及び、リンク３７の一部は、平行四辺形を形成している。

リンク３７は、その遠位端で近位ジョイント３２に接続されている。これらの３つの作動ジョイント３３、３４Ａ、３４Ｂの組み合わせは、空間内の第ｉ番目の脚部の近位ジョイント３２（図２の点Ｓ_i）を位置決めするために使用される。図１及び図２に示すように、点Ｓ_iにおいて、近位ジョイント３２は、遠位リンク３０に接続され、当該遠位リンク３０は、遠位ジョイント３１を使用して、移動プラットフォーム１２に接続されている。一実施形態では、ジョイント３３、３４Ａ、３４Ｂは、各々、双方向回転モータ（例えば、電気モータ）等によって作動される。

Ｒ（ＲＲ－ＲＲＲ）ＳＲ脚部１３の代替として、ＲＲＲＳＲ、（３－ＣＰＲ）ＳＲ、（３－ＲＰＳ）ＳＲ、（３－ＲＰＳ）ＳＲ、等の他のアーキテクチャも可能である。一実施形態では、球面ジョイント３２に３つの並進自由度を生成し得る任意の作動メカニズムが、当該メカニズムの脚部として使用され得る。

パラレルメカニズム１０の運動（学）をモデル化するために使用される幾何学的パラメータの記述が、図２を参照して与えられる。当該モデルでは、図２に示すように、ｌ_ij（ｉ＝１，２，３；ｊ＝１；．．．；７）が、第ｉ番目の脚部のｊ番目のリンクの長さを示し、ｓ_ijが、第ｉ番目の脚部の長さｌ_ijのリンクｉｊに沿って定義されるベクトルである。平面状の５本バーリンケージの全てのジョイント（図１のジョイント３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３７Ａ、３７Ｂ）の回転軸は、互いに平行である。平面状の５本バーリンケージのジョイントの回転軸は、脚部１３の第１ジョイント（図１のジョイント３３）の軸に垂直であり得る。一実施形態では、プラットフォーム１２に取り付けられた回転ジョイント（図１のジョイント３１）の軸は、プラットフォーム１２の平面に対して垂直であり得て、プラットフォーム１２の平面は、脚部１３の３つの取り付け点を含む。また、平面状の５Ｒリンケージのベースにある作動ジョイントｉ２、ｉ３（図１のジョイント３４Ａ、３４Ｂ）は、単位ベクトルｅ_i2、ｅ_i3に関連付けられた同一の直線状の軸を有している。タイプＩの特異点（シンギュラリティ）、これは単位ベクトルｅ_i1に関連付けられた脚部１３の第１作動ジョイント３３（図１）の軸上にジョイントの中心Ｓ_iが位置する時に発生する、を回避し続けるために、リンクｉ１（図１のリンク３４）は、ベース１２に対して鈍角α（図２）をなすように設計されている。一実施形態では、角度αはπに等しくなるように選択される。モータｉ２、ｉ３の慣性の影響を低減するために、それらは、ジョイント３３の第１アクチュエータの軸にできるだけ近く配置される（図１）。これらのモータ（例えば、電子双方向モータ）は、平面状の５本バーリンケージのリンクｉ６、ｉ２（図１のリンク３５Ａ、３５Ｂ）を、それぞれ駆動する。球面ジョイントがプラットフォーム１２に直接的に取り付けられている他の多くの空間パラレルメカニズムとは対照的に、当該パラレルメカニズム１０では、それら（球面ジョイント）は、リンクｉ３、ｉ４（図１のリンク３０、３７）間に配置されている。このような配置は、本開示の一実施形態によれば、プラットフォーム１２に取り付けられた遠位ジョイント３１の軸の特定の方向に沿って、すなわち、プラットフォーム１２の平面に対して垂直な回転軸を有して、以下に説明されるように、特異点（シンギュラリティ）及び逆運動学的解析の利点をもたらし得る。近位ジョイント３２とプラットフォーム１２との間の追加のリンク３０のために、当該パラレルメカニズム１０は、９つの自由度及び９つのアクチュエータ（各脚部１３毎に３つ）を有することも、指摘されるべきである。これは、冗長性が純粋に運動学的（キネマティック）であることを意味する。従って、作動の冗長性はなく、アクチュエータによって拮抗力が生成されることはない。

パラレルメカニズム１０の例示的なアーキテクチャが説明されたので、続いて、その運動学的モデリングが説明される。図１及び図２を参照して、ベースフレーム１１及び移動フレーム１２は、それぞれ、ベース１１及び移動プラットフォーム１２の重心に取り付けられている。それらは、ＯｘｙｚおよびＯ’ｘ’ｙ’ｚ’として示されている（図２）。２）ベクトルｐが、Ｏに対するＯ’の位置を表し、行列Ｑが、ベース１１に対する移動プラットフォーム１２の向きである。ベクトルｒ_iは、Ｓ_iの位置を示している。ベクトルｎは、プラットフォームに取り付けられた回転ジョイントの軸に沿った単位ベクトルである。ベクトルｄ_iは、プラットフォームに取り付けられた回転ジョイントの中心の位置ベクトルであり、これは、移動フレーム内で表されている。ベクトルｄ_iを除いて、全てのベクトルが、ベースフレーム内で（ベースフレーム基準で）表されている。キネマティクス（運動学）を導出するために用いられるパラレルメカニズム１０の拘束方程式は、以下のように記述され得る。
まず、４番目のリンクの長さの拘束は、

として記述される。
また、４番目のリンクは、プラットフォームに取り付けられたＲジョイントの軸に直交していなければならない。これは、

をもたらす。
式（１）及び式（２）が、当該ロボットの幾何学的拘束方程式である。式（１）が、最初に考慮される。式（１）の時間微分は、

をもたらす。
ここで、

である。
式（３）の左辺の第２項は、

と記述され得る。
ここで、ωは、プラットフォームの角速度ベクトルであり、Ωは、角速度テンソルである。すなわち、

である。
また、式（３）の右辺は、

と記述され得る。
ここで、

は、第ｉ番目の脚部の作動ジョイントの速度のベクトルである。一方、

は、１×３行列であり、Ｍ_iは、点Ｓ_iを位置決めするために用いられる３自由度メカニズムと見なされる時の第ｉ番目の脚部のヤコビ行列である。この行列は、図２に示されるように、脚部のキネマティクス（運動学）を考慮することによって容易に得られる。取得されるのは、

である。ここで、

及び

であり、

である。
最後に、行列Ｍ_iは、

として記述され得る。
グローバルメカニズムのキネマティクス（運動学）を組み立てるために、式（３）、式（５）及び式（７）を組み合わせて、次式を得ることができる。

ここで、０は、３次元のゼロ線ベクトルを表しており、すなわち、０＝［０ ０ ０］を表しており、

は、９つの作動ジョイント速度を含むベクトルである。行列Ｋ_iは、次元１×３であるため、式（１７）の右辺に現れている第１行列は、次元３×９である。式（１７）は、式（１）によって与えられる幾何学的拘束の第１セットから得られる３つの速度方程式を含んでいる。
次に、式（２）によって与えられる幾何学的拘束の第２セットが考慮される。前述の導関数と同様に、式（２）の時間微分は、

をもたらす。これは、

として再記述され得る。ここで、

であり、

は、ｚ’軸を表し、移動フレーム内で表され、

である。
式（５）に与えられたものと同様の派生により、式（２１）を用いると、式（１９）の最初の項は、

として再記述され得る。また、式（１９）の第３項は、

として再記述され得る。
式（２２）と式（２３）とを加算すると、次式が得られる。

次に、

とする。これは、点０’からジョイントの中心Ｓ_iまでのベクトルである。この時、式（１９）は、

として再記述され得る。ここで、

であり、Ｍ_iは、式（１６）で定義され、

は、次元１×３の行列である。式（２６）を行列形式に書き換えると、次式が得られる。

式（２９）は、式（２）によって与えられる拘束の第２セットから得られる３つの速度方程式を含んでいる。
最後に、式（１７）及び式（２９）を組み合わせてコンポーネントを再配置すると、次式が得られる。

ここで、

は、プラットフォームのデカルト速度のベクトルであり、行列Ｊ及び行列Ｋは、以下の形式を有する。

ここで、前述のように、０は、次元１×３のゼロ行列を表している。式（３０）は、（６＋３）ＤＯＦの運動学的に冗長なパラレルメカニズム１０の速度方程式を表している。行列Ｊは、次元６×６であり、行列Ｋは、次元６×９である、ことが観察され得る。行列の次元は、実際には９自由度と９つのアクチュエータとを備えたメカニズムの冗長性を反映している。

空間パラレルロボットの配向作業空間が限られている主な理由の１つは、特異点（シンギュラリティ）の発生である。実際、ロボットをスケールアップすることで、並進作業空間はいつでも増大され得るが、この操作は、配向作業空間には影響を与えない。従って、特異点分析は、パラレルロボットの性能評価の重要な要素である。提案される冗長なハイブリッドパラレルメカニズム１０の特異的な形態は、容易に回避され得て、それにより、典型的なパラレルメカニズムの場合よりも大きい配向作業空間が得られる、ということが当該セクションで示される。

パラレルメカニズム１０のアーキテクチャの特異点は、２つのカテゴリ、すなわち、脚部の１つ内で発生する特異点（シリアル及びパラレル）と、プラットフォームのパラレルな（タイプＩＩ）特異点と、に分けられ得る。図１及び図２の脚部１３は、直列構成要素及び並列構成要素を含むため、当該脚部１３の１つで発生する特異点は、いずれのタイプもあり得る。しかしながら、図１及び図２の脚部１３のシンプルなアーキテクチャ－平面状の５本バーリンケージと直列の１つの回転ジョイント－のために、脚部１３で発生する特異点の分析は簡単である。脚部１３のタイプＩ（シリアル）の特異点は、式（１１）で定義される行列Ｗ_iが特異である場合に発生する。このような特異点は、球面ジョイント３２（図１）が第１回転ジョイント３３の軸上にある場合に発生する。この場合、行列Ｗ_iを特異にする「＝０」を有する。これは、第１ジョイントを水平にすることによって、すなわち、α＝πとすることによって、最終的な設計において回避される。α＝πは、当該形態を到達不能にする。

タイプＩの特異点は、また、ｓ_i3が（ｅ_i2×＿ｓ_i2）に直交している場合、または、ｓ_i5が（ｅ_i3×＿ｓ_i6）に直交している場合にも発生する。これらの構成を作業空間の制限に対応させるべく、５本バーリンケージの適切な寸法設定によってこのような構成を回避することは、かなり簡単である。脚部で発生し得るタイプＩＩ（パラレル）の特異点は、式（１０）で定義された行列Ｊ_iの特異点に対応する。この行列では、最初の列が、常に最後の２つに直交している。従って、最後の２列が線形従属になる場合、特異点が発生し得る。行列の構造から、この条件は、リンクｉ５及びリンクｉ７の整列に対応する。これらの構成は、実践上、容易に回避され得る。要約すれば、脚部１３の可能性のある特異点は、それらの物理的限界に対応し、これは、パラレルメカニズム１０のコントローラによって容易に処理され得る。

移動プラットフォーム１２の特異的な構成（メカニズム１０のパラレルな特異点）は、パラレルロボットまたはハイブリッドロボットにとって最も制限的であり得る。実際、このような特異点は、Ｇｏｕｇｈ－Ｓｔｅｗａｒｔプラットフォームのように、空間パラレルメカニズムの配向作業空間を大幅に制限する。パラレルな特異点（タイプＩＩの特異点）は、ｄｅｔ（Ｊ）＝０の時に発生する。ここで、Ｊは、式（３１）で定義されたヤコビ行列である。ここでは、これらの特異点を分析するために、幾何学的アプローチが使用される。図１及び図２のメカニズム１０において、ジョイントＳ_i／３２の後に、プラットフォーム１２に取り付けられたリンクｉ４／３０及び遠位ジョイント３１が続く。このような配置では、図２の破線で示されるように、２本の線が見出され得て各脚部に対応するプリュッカー座標で表され得て、それらの１本は、単位ベクトルｎに沿っており、もう１本は、ベクトルｓ_i4に沿っている。各脚部１３において、これらの２本の線は、ジョイントの中心Ｓ_iで交差し、それらは互いに垂直である。式（３０）で定義されるヤコビ行列Ｊは、これらの６つのプリュッカー線の単純な組み合わせである。ＧＬＧ（グラスマン線幾何学）を導入することにより、メカニズム１０の特異な条件が幾何学的に判定され得る。特異点分析を単純化するために、６つの線が２つのセットに分割されて、独立に調査され得る。最初のセットは、単位ベクトルｎに沿った３本の線を含み、もう１つのセットは、ベクトルｓ_i4に沿った３本の線によって形成される。図２から、ｎに沿った３本の線は空間内で互いに平行であり、ｓ_i4に沿った３本の線は同一平面上にある、ことが観察され得る。これらの６つのプリュッカー線を分割する合理性は、数学的に証明され得る。当該線が、そのｚ軸がプリュッカー座標［ｂ_jｍ_jｎ_j；ｐ_jｑ_jｗ_j］；ｊ＝１，．．．，６による３つの単位ベクトルｎの方向にあるベクトルｓ_i4によって形成される平面上にある任意のフレーム内で表されると仮定する。セット１に属する線の場合、プリュッカー座標は、

であり、一方、セット２に属する線のプリュッカー座標は、

として表現され得る。

行列Ｊ_nの各線は、行列Ｊ_aの線から線形独立であり、その逆も同様である、ということが理解され得る。ＧＬＧによれば、空間的に平行な線または同一平面上の線－これは、２つのセットの各々に当てはまる－のための線形独立な線の最大数は、３である。２つのセットのいずれか１つについて、前記３つの線が一点で交差する時、あるいは、それらがある平面上で互いに平行である時、特異点が発生し得る。もっとも、そのような特異点は、以下のサブセクションで説明されるように、パラレルメカニズム１０においては容易に回避可能である。

Ａ．セット１の特異点
この場合、ｎに沿った第ｉ番目の線（ｉ＝１，２，３）は、点Ｓ_iを通過し、プラットフォームに取り付けられた第ｉ番目の回転ジョイントの軸回りに回転するように制限される。その可能な位置は、ｌ_i4に等しい半径の円筒の輪郭を形成する。従って、平行軸を有する３つの（仮想の）円筒が存在する。特異点は、各円筒に１つずつの３本の線が同一平面上にある時に発生し得る。この可能性を回避する１つの方法は、円筒が互いから十分に離れていることを保証するために、すなわち、３つの円筒全てを通過できる直線が存在しないことを保証するために、リンクｉ４をプラットフォームに対して比較的短くすることである。これは、設計段階で容易に実現され得る。

Ｂ．セット２の特異点
線の当該セットにおいて、運動学的に冗長な脚部を用いる利点が最も鮮明に反映される。タイプＩＩの特異点は、当該セットに属する３つの同一平面上のプリュッカー線が共通の点で交差するか、互いに平行である、という時に発生する。もっとも、このような特異的な構成は、プラットフォームの構成を変更せずに、運動学的な冗長性を用いて、３つのリンクｉ４の１つだけを再配置することによって回避され得る。更に、原理的には２つの冗長な脚部のみを用いれば、当該特異点のセットを回避するのに十分であるが、パラレルメカニズム１０が好ましい構成になってプラットフォーム１２を特異点から遠ざけ続け得るように、３つの脚部が使用され得る。３つの冗長な脚部によって、例えば、良好な条件配置で、リンクｉ４とプラットフォームと間の相対角度を一定に維持することが可能である。これにより、プラットフォームの全ての形態で特異点を完全に回避できる。脚部の特異点を除けば、パラレルメカニズム１０は、２つの異なる種類のタイプＩＩの特異点のみを有し、これらの両方が、パラレルメカニズム１０を操作するコントローラによって、容易に回避可能であり得る。

従って、前述のように、パラレルメカニズム１０のコントローラによる適切な設計及び軌道計画によって、全てのタイプＩＩの特異点を回避することができる。パラレルメカニズム１０の冗長性は、例えば、ベースモータからグリッパを操作するために、更に活用され得る。実際、前のセクションでは、冗長性が、特異点の構成を回避するために利用されていて、これにより、プラットフォーム１２の所与の位置及び配向（向き）にとって無限に多くの非特異な構成が残される。プラットフォーム１２及びリンクｉ４を再度考慮すると、図３に示されるように、リンクｉ４が図示の範囲内に含まれる角度に維持される、すなわち、β_I∈］β_I ^min，β_I ^max［＝］３０°，１５０°［ である場合、タイプＩＩの特異点が発生し得ない（３つの線は従属するようになることがあり得ない）、ということが容易に観察され得る。

従って、パラレルメカニズム１０のプラットフォーム１２及びリンクｉ４は、角度β_iを変更することによって、グリッパを操作するために冗長度の２つが使用されるように、修正され得る。この目的のために、プラットフォーム１２の遠位ジョイント３１のうちの少なくとも２つが、図４に示されるように、プラットフォーム１２のキネマティクス（運動学）を変更することなく、平面状の平行四辺形の４本バーリンケージ４０で置換される。図４及び図５において、４本バーリンケージ４０は、プラットフォーム１２と見なされ得るために１２と符号付けされた共通の３本ピンリンクを共有するものとして、図示されている。プラットフォームリンク１２は、４本バーリンケージ４０を形成する、遠位ジョイント３１’及び追加のリンク４０Ａによって、遠位リンク３０’に接続されている。一実施形態では、遠位リンク３０’は、図１におけるような遠位リンク３０と同等である。しかしながら、混乱を避けるために、４本バーリンケージ４０の一部である遠位リンクは、遠位リンク３０’と称されている。前述のように、図示はされないが、図４及び図５のグリッパアセンブリは、図示された３つの４本バーリンケージ４０の代替として、２つの４本バーリンケージ４０と、当該２つの４本バーリンケージ４０に接続された遠位リンク３０と、を有し得る。４本バーリンケージ４０のうちの２つは、４０’及び４０”と符号付けされ、各々が指部４１を支持し得る。図４では、一実施形態により、４本バーリンケージ４０’において、追加のリンク４０Ａが、プラットフォームリンク１２を超えて延びており、フィンガーリンク４０Ａ’が他の遠位ジョイント３１’によって接続されている。指部４１は、フィンガーリンク４０Ａ’に接続されている。フィンガーリンク４０Ａ’は、湾曲した形状や曲がり部などを有し得て、他の（対となる）指部４１の方向に向けられ得る。前述の配置により、フィンガーリンク４０Ａ’、従ってその上の指部４１は、４本バーリンケージ４０’の遠位リンク３０に対して一定の配向（向き）となっている。

図４を参照すると、指部４１を４本バーリンケージ４０”の遠位リンク３０’に直接取り付けることも企図され得る。これによれば、フィンガーリンク４０Ａ’は必要とされないであろう。図５の実施形態では、ブラケット４１’が使用され得て、４本バーリンケージ４０”の指部４１を４本バーリンケージ４０’の指部４１と向かい合わせに位置決めし得る。図５に示されるように、４本バーリンケージ４０”は、４本バーリンケージ４０’の構成と同様の構成を有し得て、すなわち、他の遠位ジョイント３１’によって追加のリンク４１に接続されたフィンガーリンク４０Ａ”を有し得る。指部４１は、フィンガーリンク４０Ａ”に接続されている。追加のリンク４１は、４本バーリンケージ４０”の指部４１を４本バーリンケージ４０’の指部４１と向かい合うように位置決めするべくＶ字形を有し得る。

一実施形態による図４及び図５の配置では、リンク３０’、４０Ａ、４０Ａ’、４０Ａ”、４１の移動の方向が、プラットフォーム１２の平面内にあり、ジョイント３１’の回転軸は当該平面に垂直である。また、指部４１は、互いに対して一定の向きにある。

図６を参照すると、グリッパの指部４１を有するパラレルメカニズム１０の斜視図が提供されており、それは、３つの全ての脚部１３のジョイント３３、３４Ａ、３４Ｂにアクチュエータ４２が取り付けられている。図６のグリッパは、図４のものであるが、図５のものであってもよい。グリッパの指部４１は、これらのリンケージ４０のうちの２つ、すなわち、４０’及び４０”、に取り付けられている。指部４１は、当該指部４１の平坦部が互いに向き合った三角形本体部を有するものとして図示されている。もっとも、他の配置も企図され得て、例えば、２またはそれ以上の指骨が互いに関節接続されてもよい。これらの指骨は、プラットフォーム１２の動きを作動させるものとは別の独自の作動システムを有し得るか、あるいは、受動的に駆動され得る。

リンケージ４０の近位のリンクまたは部材は、複数の指部４１が同じ向きを維持しながら円形の経路を辿るように、同じ長さを有し得る。プラットフォーム１２の形状は、複数の指部４１の対称的な平行移動を許容する。複数の指部４１は、各々独立して制御され得る。複数の指部４１の開放距離、δ１、δ３は、角度β１、β３及びメカニズムの幾何学的パラメータに関連して記述される。図５は、グリッパリンケージの運動学を示している。仮想の回転ジョイントは、初期アーキテクチャの同等の回転ジョイントを表している。開口距離δ１、δ３と角度β１、β３との間の関係は、

と記述され得る。ここで、幾何学的パラメータＡは、指部の各々の最大開口である。現在の設計では、指部４１の開口の最大値は、２５ｍｍである。β１、β３の値は、６０度と１２０度との間に制限されている。この式を使用して、グリッパを操作するときにパラレルメカニズム１０が特異点から十分に離れて維持されることが、容易に示され得る。

本明細書に提示された方程式に基づいて、パラレルメカニズム１０の逆運動学の導出が簡単である。プラットフォーム１２の所定の位置及び向き、並びにグリッパの指部４１の各々の所定の開口のために、対応する角度β_iの中間範囲に選択されるプラットフォーム１２に接続された第３リンクの向きと共に、９つのモータのジョイント座標が容易に計算される。

図７を参照して、空間パラレルメカニズムの別の実施形態が、１０’で示されている。空間パラレルメカニズム１０’は、図１及び図２の空間パラレルメカニズム１０と多数の構成要素を共用する。これにより、同様の要素は同様の参照符号を有している。メカニズム１０は、ベース１１（別名、フレーム）及びプラットフォーム１２を備え、ベース１１は、プラットフォーム１２のモーション（動き）を作動させる複数本の脚部１３’を支持するために提供されている。一実施形態では、３本以上の脚部１３’が存在するが、簡単のために図７には１本のみが示されている。一実施形態によれば、脚部の干渉を回避するために、３本の脚部１３’のみが使用される。ベース１１は、定義された表面として示されているが、脚部１３’は、グランドに直接固定されてもよい。プラットフォーム１２は、その上の構成要素無しで示されている。しかしながら、プラットフォーム１２（エンドエフェクタとも呼ばれる）は、典型的には、その上に、機器、システム、ツール、シート等を受容して、これらの全てがパラレルメカニズム１０の使用に従属する。更に、メカニズム１０は、図７に示される向きに対して逆さまであり得て、ベース１１が上にあってプラットフォーム１２がグランドにあってもよい。

図７の実施形態では、３本の脚部１３’は、類似しているか、部分的に類似しているか、または同一である。脚部１３’の各々が、遠位リンク３０を有する。遠位リンク３０は、遠位ジョイント３１によってその遠位端でプラットフォーム１２に接続される。遠位ジョイント３１は、並進方向Ｔ１について１つのｔＤＯＦを提供する。例えば、遠位ジョイント３１は、直進ジョイントであり得る。近位ジョイント３２が、遠位リンク３０の近位端に２つ以上のｒＤＯＦを提供する。近位ジョイント３２は、図７では球面ジョイントとして示されている。近位ジョイント３２は、他の（単数または複数の）ジョイント、または、ユニバーサルジョイント等のジョイントアセンブリ、であり得る。一実施形態では、ジョイント３１、３２は、それらがいかなるアクチュエータをも支持していないという点で、受動的であると言われる。３本の脚部１３’の全てが、遠位リンク３０、１つのｔＤＯＦを有する遠位ジョイント３１、及び、２つ以上のｒＤＯＦを有する近位ジョイント３２、を有しており、３本の脚部１３’の並進方向Ｔ１は、共通の平面内にある。一実施形態では、３つの遠位ジョイント３１の全ての並進方向Ｔ１が、互いに交差し得る。

脚部１３’は、近位ジョイント３２とベース１１との間で脚部１３にＤＯＦを提供するために、任意の適切なジョイント及びリンクの組によって、ベース１１に接続され得る。非限定的な一実施形態が、３－ＲＲＲＳＰ配置で図７に示されているが、一例としてのみ与えられており、他の脚部構成もベース１１を近位ジョイント３２に結合するために使用され得る。３－ＲＲＲＳＰは、作動ベースジョイント７０とリンク７１とを含む。作動ジョイント７２は、リンク７１の遠位端に取り付けられている。リンク７３の近位端が、作動ジョイント７２に接続されている。作動ジョイント７４は、リンク７３の遠位端にある。リンク７５が、その近位接続部から作動ジョイント７４、近位ジョイント３２にまで延びている。一実施形態では、ジョイント７２、７４の回転軸は互いに平行である。一実施形態では、ジョイント７２、７４の回転軸は、作動ジョイント７０の回転軸に平行ではない。更に別の実施形態では、ジョイント７０、７２、７４は、３－ＲＲＲＳＰ命名法で前述のように、全て回転ジョイントである。３－ＲＲＲＳＰ脚部１３’の代替として、ＲＲＲＳＰ、Ｒ（ＲＲ－ＲＲＲ）ＳＰ、（３－ＣＰＲ）ＳＰ、（３－ＣＰＲ）ＳＲ、（３－ＲＰＳ）ＳＰ、等の他のアーキテクチャが可能である。本質的に、球面ジョイント３２に３つの並進ＤＯＦをもたらし得る任意の作動機構が、メカニズムの脚部として使用され得て、当該脚部をプラットフォームに接続する遠位ジョイントは、任意の１ＤＯＦのジョイントまたはメカニズムであり得る。

本発明の空間パラレルメカニズム１０、１０’を動作させるコントローラは、１または複数の処理ユニットを含み得る。非一時的なコンピュータ可読メモリが、処理ユニットに通信可能に結合され得て、空間パラレルメカニズム１０及び／または１０’のプラットフォーム１２の動きを制御するための方法を実行するために、処理ユニットによって実行可能なコンピュータ可読プログラム命令を含み得る。当該方法は、プラットフォームを現在の位置及び向きから所望の位置及び向きに移動させるコマンドを受信する工程と、前記プラットフォームの現在の位置及び向きから前記プラットフォームの所望の位置及び向きへの変位における空間パラレルメカニズムの少なくとも１つの特異点を特定する工程と、運動学的に冗長な作動を用いて少なくとも１つの脚部のリンクの修正方向を計算する工程と、及び／または、制御信号を前記空間パラレルメカニズムのＤＯＡの少なくとも幾つかに送信して、前記リンクを前記修正方向に移動させ、前記プラットフォームを前記リンクの前記修正方向を介して所望の位置及び方向に移動させ、それにより前記少なくとも１つの特異点を回避する工程と、を備え得て、前記リンクの前記修正方向は、前記空間パラレルメカニズムが、前記プラットフォームの現在の位置及び方向から前記プラットフォームの所望の位置及び向きへの前記変位において前記少なくとも１つの特異点を回避することを可能にするものである。

Claims (29)

1. プラットフォームと、
   ベースまたはグランドから前記プラットフォームまで延在するように構成された少なくとも３本の脚部と、
   を備え、
   各脚部は、
   遠位リンクと、
   遠位回転軸の回りに１つの回転自由度（ＤＯＦ）を提供する少なくとも１つの遠位ジョイントであって、前記遠位リンクの遠位端を前記プラットフォームに接続する少なくとも１つの遠位ジョイントと、
   前記遠位リンクの近位端に少なくとも２つの回転ＤＯＦを提供する近位ジョイントと、
   前記近位ジョイントと前記ベースまたはグランドとの間で前記各脚部にＤＯＦを提供するためのジョイント及びリンクのアセンブリと、
   を有しており、
   前記３本の脚部の前記遠位回転軸は、互いに平行である
   ことを特徴とする空間パラレルメカニズム。
2. 前記各脚部において前記少なくとも１つの遠位ジョイント及び近位ジョイントは、受動ジョイントである
   ことを特徴とする請求項１に記載の空間パラレルメカニズム。
3. 前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、起動ジョイントを含んでいる
   ことを特徴とする請求項２に記載の空間パラレルメカニズム。
4. 前記少なくとも１つの遠位ジョイントは、単一の回転ジョイントである
   ことを特徴とする請求項１に記載の空間パラレルメカニズム。
5. 前記近位ジョイントは、球面ジョイントである
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
6. 遠位回転軸の回りに１つの回転ＤＯＦを提供する前記少なくとも１つの遠位ジョイントは、前記脚部の少なくとも２本に対して前記１つの回転ＤＯＦを提供する４本バー機構の一部である
   ことを特徴とする請求項１に記載の空間パラレルメカニズム。
7. 前記脚部の少なくとも２本の前記４本バー機構は、それぞれ、指部を支持しており、
   前記指部の間の距離が、前記脚部の動きの起動によって可変である
   ことを特徴とする請求項６に記載の空間パラレル機構。
8. 前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、Ｒ（ＲＲ－ＲＲＲ）、ＲＲＲ、（３－ＣＰＲ）、（３－ＲＰＳ）、（３－ＲＰＳ）からなる群から取られる
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
9. 前記ジョイントのアセンブリの最も近位のジョイントの回転軸が、前記ベースの平面に対してπの角度である
   ことを特徴とする請求項８に記載の空間パラレルメカニズム。
10. 前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、前記各脚部について同一である
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
11. プラットフォームと、
    ベースまたはグランドから前記プラットフォームまで延在するように構成された少なくとも３本の脚部と、
    を備え、
    各脚部は、
    遠位リンクと、
    遠位並進方向の回りに１つの回転自由度（ＤＯＦ）を提供する少なくとも１つの遠位ジョイントであって、前記遠位リンクの遠位端を前記プラットフォームに接続する少なくとも１つの遠位ジョイントと、
    前記遠位リンクの近位端に少なくとも２つの回転ＤＯＦを提供する近位ジョイントと、
    前記近位ジョイントと前記ベースまたはグランドとの間で前記各脚部にＤＯＦを提供するためのジョイント及びリンクのアセンブリと、
    を有しており、
    前記３本の脚部の前記遠位並進方向は、互いに平行である
    ことを特徴とする空間パラレルメカニズム。
12. 前記各脚部において前記少なくとも１つの遠位ジョイント及び近位ジョイントは、受動ジョイントである
    ことを特徴とする請求項１１に記載の空間パラレルメカニズム。
13. 前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、起動ジョイントを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１２に記載の空間パラレルメカニズム。
14. 前記少なくとも１つの遠位ジョイントは、直進ジョイントである
    ことを特徴とする請求項１１に記載の空間パラレルメカニズム。
15. 前記近位ジョイントは、球面ジョイントである
    ことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
16. 前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、ＲＲＲ、Ｒ（ＲＲ－ＲＲＲ）、（３－ＣＰＲ）、（３－CＰＲ）、（３－ＲＰＳ）からなる群から取られる
    ことを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
17. 前記ジョイントのアセンブリの最も近位のジョイントの回転軸が、前記ベースの平面に対してπの角度である
    ことを特徴とする請求項１６に記載の空間パラレルメカニズム。
18. 前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、前記各脚部について同一である
    ことを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
19. プラットフォームと、
    ベースまたはグランドから前記プラットフォームまで延在する少なくとも３本の脚部と、
    を備え、
    各脚部は、
    遠位リンクと、
    前記遠位リンクの近位端に少なくとも２つの回転ＤＯＦを提供する近位ジョイントと、
    前記近位ジョイントと前記ベースまたはグランドとの間で前記各脚部にＤＯＦを提供するためのジョイント及びリンクのアセンブリと、
    遠位回転軸の回りに１つの回転自由度（ＤＯＦ）を提供する少なくとも１つの遠位ジョイントであって、前記遠位リンクの遠位端を前記プラットフォームに接続する少なくとも１つの遠位ジョイントと、
    を有しており、
    前記３本の脚部の前記遠位回転軸は、互いに平行であり、
    遠位回転軸の回りに１つの回転ＤＯＦを提供する前記少なくとも１つの遠位ジョイントは、前記脚部の少なくとも２本に対して前記１つの回転ＤＯＦを提供する４本バー機構の一部であり、
    前記脚部の少なくとも２本の前記４本バー機構は、それぞれ、指部を支持しており、
    前記指部の間の距離が、前記脚部の動きの起動によって可変である
    ことを特徴とするグリッパメカニズム。
20. 前記各脚部において前記少なくとも１つの遠位ジョイント及び近位ジョイントは、受動ジョイントである
    ことを特徴とする請求項１９に記載の空間パラレルメカニズム。
21. 前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、起動ジョイントを含んでいる
    ことを特徴とする請求項１９に記載の空間パラレルメカニズム。
22. 前記近位ジョイントは、球面ジョイントである
    ことを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
23. 前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、Ｒ（ＲＲ－ＲＲＲ）、ＲＲＲ、（３－ＣＰＲ）、（３－ＲＰＳ）、（３－ＲＰＳ）からなる群から取られる
    ことを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
24. 前記ジョイント及びリンクのアセンブリは、前記各脚部について同一である
    ことを特徴とする請求項１９乃至２３のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
25. 前記４本バー機構は、プラットフォームリンクを共有している
    ことを特徴とする請求項１９乃至２４のいずれかに記載の空間パラレルメカニズム。
26. 前記４本バー機構は、前記プラットフォームリンクをそれぞれの前記遠位リンクに接続する追加のリンクを有している
    ことを特徴とする請求項２５に記載の空間パラレルメカニズム。
27. 少なくとも１つの４本バー機構において、前記追加のリンクは、前記プラットフォームリンクを超えて延在しており、前記指部を支持する指部リンクを回動可能に支持している
    ことを特徴とする請求項２６に記載の空間パラレルメカニズム。
28. 少なくとも１つの４本バー機構において、前記追加のリンクは、V字形状を有しており、前記指部を支持する指部リンクを回動可能に支持している
    ことを特徴とする請求項２６または２７に記載の空間パラレルメカニズム。
29. 前記ジョイントのアセンブリの最も近位のジョイントの回転軸が、前記ベースの平面に対してπの角度である
    ことを特徴とする請求項２３に記載の空間パラレルメカニズム。

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