特許 6936712 操作装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6936712

(24)【登録日】2021年8月31日

(45)【発行日】2021年9月22日

(54)【発明の名称】操作装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 3/00 20060101AFI20210909BHJP

   B25J 13/02 20060101ALI20210909BHJP

   G05G 1/01 20080401ALI20210909BHJP

   G05G 25/00 20060101ALI20210909BHJP

   G05G 9/047 20060101ALI20210909BHJP

【ＦＩ】

   B25J3/00 A

   B25J13/02

   G05G1/01 E

   G05G25/00 C

   G05G9/047

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-226265(P2017-226265)

(22)【出願日】2017年11月24日

(65)【公開番号】特開2019-93502(P2019-93502A)

(43)【公開日】2019年6月20日

【審査請求日】2020年11月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】掃部 雅幸

(72)【発明者】

【氏名】木谷 健二

【審査官】 木原 裕二

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−０８４８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８８８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６４０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０３７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１３８５５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

Ｇ０５Ｇ １／０１

Ｇ０５Ｇ ２５／００

Ｇ０５Ｇ ９／０４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の第１リンクと、一対の第２リンクと、を有する第１平行リンク機構と、
一対の第３リンクと、一対の第４リンクと、を有する第２平行リンク機構と、
一方の前記第３リンクを支持するように構成されている支持部材と、を備え、
前記第１平行リンク機構と前記第２平行リンク機構は、一方の第２リンクと一方の第４リンクが共通するように構成されていて、
前記第１平行リンク機構の下端部には、先端部に操作部材が取付けられている肘掛部材が配置されている、操作装置。

【請求項2】

一方の前記第１リンクの基端部及び他方の前記第２リンクの基端部のそれぞれの位置を検知する位置センサと、
前記位置センサが検知した位置に基づき、ロボットの位置及び／又は姿勢を制御する制御器と、をさらに備える、請求項１に記載の操作装置。

【請求項3】

前記位置センサは、前記操作装置における外方側に配置されている、請求項２に記載の操作装置。

【請求項4】

前記第２平行リンク機構は、ヨー軸回りに回動自在に支持されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の操作装置。

【請求項5】

前記操作部材は、把持部と、前記把持部をヨー軸回りに回動させるように構成されている第１可動部と、前記把持部をピッチ軸回りに回動させるように構成されている第２可動部と、前記把持部をロール軸回りに回動させるように構成されている第３可動部と、を有し、
前記第１可動部は、前記把持部よりも後方に位置するように配設されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の操作装置。

【請求項6】

一方の前記第１リンクの基端部及び他方の前記第２リンクの基端部には、駆動モータが配置されていて、
制御装置は、バイラテラル制御を実行するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の操作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作装置に関する。

【背景技術】

【0002】

６自由度で動作できるパラレルマニピュレータが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されているパラレルマニピュレータでは、操作しようとする対象物を支持するための端部プラットフォームと端部プラットフォームから離隔して配置され、連結要素によって端部プラットフォームに連結された中間プラットフォームを含む。複数の第１リンクが端部プラットフォームに連結され、複数の第２リンクが中間プラットフォームに連結されている。

【0003】

そして、特許文献１に開示されているパラレルマニピュレータでは、端部プラットフォームに取り付けられたハンドルを使用者が握ることができ、使用者は端部プラットフォームをジョイスティックのように操作すると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００５−５３６７０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に開示されているパラレルマニピュレータでは、単に、端部プラットフォームにハンドルを取り付けるだけであり、使用者の肉体的負担については何ら考慮されていない。このため、特許文献１に開示されているパラレルマニピュレータでは、使用者の手（手首、肘）、及び／又は肩に不必要な力が入り、使用者が疲労しやすくなるおそれがあった。

【0006】

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、従来の操作装置に比して、操作者の手及び／又は肩への負担を軽減することができる、操作装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記従来の課題を解決するために、本発明に係る操作装置は、一対の第１リンクと、一対の第２リンクと、を有する第１平行リンク機構と、一対の第３リンクと、一対の第４リンクと、を有する第２平行リンク機構と、一方の前記第３リンクを支持するように構成されている支持部材と、を備え、前記第１平行リンク機構と前記第２平行リンク機構は、一方の第２リンクと一方の第４リンクが共通するように構成されていて、前記第１平行リンク機構の下端部には、先端部に操作部材が取付けられている肘掛部材が配置されている。

【0008】

これにより、操作者は、肘掛部材に肘を置いて操作をすることができるため、従来の操作装置に比して、操作者の負担を軽減することができる。

【0009】

また、一方の第３リンクが、支持部材により支持されているため、肩関節の中心と、第２平行リンク機構の回転軸の中心と、が略一致した状態で、第１平行リンク機構及び第２平行リンク機構を動作させることができる。このため、操作者の動きに追従して、第１平行リンク機構及び第２平行リンク機構を動作させることができ、操作者の負担をより軽減することができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の操作装置によれば、従来の操作装置に比して、操作者の手及び／又は肩への負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施の形態１に係る操作装置の概略構成を示す側面図である。

【図2】図２は、本実施の形態１に係る操作装置の概略構成を示す平面図である。

【図3】図３は、本実施の形態１に係る操作装置の概略構成を示す平面図である。

【図4】図４は、図１に示す操作装置の要部の概略構成を示す斜視図である。

【図5】図５は、図１に示す操作装置における操作部材の概略構成を示す側面図である。

【図6】図６は、図１に示す操作装置における操作部材の概略構成を示す平面図である。

【図7】図７は、本実施の形態１に係る操作装置を備えるロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図8】図８は、図１に示す操作装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【図9】図９は、図１に示す操作装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【図10】図１０は、図１に示す操作装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。

【0013】

（実施の形態１）
本実施の形態１に係る操作装置は、一対の第１リンクと、一対の第２リンクと、を有する第１平行リンク機構と、一対の第３リンクと、一対の第４リンクと、を有する第２平行リンク機構と、一方の第３リンクを支持するように構成されている支持部材と、を備え、第１平行リンク機構と第２平行リンク機構は、一方の第２リンクと一方の第４リンクが共通するように構成されていて、第１平行リンク機構の下端部には、先端部に操作部材が取付けられている肘掛部材が配置されている。

【0014】

また、本実施の形態１に係る操作装置では、一方の第１リンクの基端部及び他方の第２リンクの基端部のそれぞれの位置を検知する位置センサと、位置センサが検知した位置に基づき、ロボットの位置及び／又は姿勢を制御する制御器と、をさらに備えていてもよい。

【0015】

また、本実施の形態１に係る操作装置では、位置センサは、操作装置における外方側に配置されていてもよい。

【0016】

また、本実施の形態１に係る操作装置では、第２平行リンク機構は、ヨー軸回りに回動自在に支持されていてもよい。

【0017】

また、本実施の形態１に係る操作装置では、操作部材は、把持部と、把持部をヨー軸回りに回動させるように構成されている第１可動部と、把持部をピッチ軸回りに回動させるように構成されている第２可動部と、把持部をロール軸回りに回動させるように構成されている第３可動部と、を有し、第１可動部は、把持部よりも後方に位置するように配設されていてもよい。

【0018】

さらに、本実施の形態１に係る操作装置では、一方の第１リンクの基端部及び他方の第２リンクの基端部には、駆動モータが配置されていて、制御装置は、バイラテラル制御を実行するように構成されていてもよい。

【0019】

以下、本実施の形態１に係る操作装置の一例について、図１〜図１０を参照しながら説明する。

【0020】

［操作装置の構成］
図１は、本実施の形態１に係る操作装置の概略構成を示す側面図である。図２及び図３は、本実施の形態１に係る操作装置の概略構成を示す平面図である。図４は、図１に示す操作装置の要部の概略構成を示す斜視図である。図５は、図１に示す操作装置における操作部材の概略構成を示す側面図である。図６は、図１に示す操作装置における操作部材の概略構成を示す平面図である。

【0021】

なお、図１〜図６においては、操作装置における上下方向、前後方向、及び左右方向を図における上下方向、前後方向、及び左右方向として表している。また、図２及び図３においては、操作部材の構成を図面上に示すために、操作者と操作部材とがずれるように記載している。

【0022】

図１〜図６に示すように、本実施の形態１に係る操作装置１００は、第１平行リンク機構１０１と、第２平行リンク機構１０２と、第２平行リンク機構１０２を支持するように構成されている支持部材１０３と、を備えていて、第１平行リンク機構１０１の下端部には、先端部に操作部材１０５が取付けられている肘掛部材１０４が配置されている。

【0023】

また、操作装置１００は、台車１０６及び制御器１１０を備えていて、操作者が操作部材１０５を操作することにより、後述するロボット２００の位置及び／又は姿勢を制御するように構成されている。

【0024】

台車１０６の下面には、車輪１０７が設けられていて、操作装置１００は、車輪１０７により、移動可能に構成されている。台車１０６の内部には、制御器１１０が配置されている。また、台車１０６の上面には、支持部材１０３が固定されている。

【0025】

支持部材１０３は、略逆Ｌ字状に形成されている。支持部材１０３の支柱部分の途中には、支持部材１０３と台車１０６の上面とを接続するように、補強部材１０３Ａ、１０３Ｂが設けられている。また、支持部材１０３の先端部には、短冊状の第１接続部材１１の後端部が固定されている（図４参照）。

【0026】

第１接続部材１１の先端部には、出力軸の軸心がヨー軸方向に向くように、駆動モータ６１が設けられている。駆動モータ６１の出力軸には、減速機１３を介して、第２接続部材１２の基端部が接続されている。また、第２接続部材１２には、第２接続部材１２の基端部の位置を検知する位置センサ７１が設けられている。

【0027】

位置センサ７１は、第２接続部材１２の基端部の位置を検知し、検知した位置情報を制御器１１０に出力するように構成されている。位置センサ７１は、例えば、第２接続部材１２の基端部の回転位置を検知する回転センサであってもよい。回転センサとしては、例えば、ロータリーエンコーダ、ポテンショメータ、又はレーザセンサ等が挙げられる。なお、位置センサ７１は、駆動モータ６１の出力軸の回転位置を検知して、当該回転位置を第２接続部材１２の基端部の回転位置として検知してもよい。

【0028】

第２接続部材１２の下面には、第２平行リンク機構１０２が設けられている。第２平行リンク機構１０２は、一対の第３リンク３Ａ、３Ｂと、一対の第４リンク４Ａ、４Ｂを備えている。第３リンク３Ａは、略逆Ｕ字状に形成されていて、その上面が、第２接続部材１２に固定されている。これにより、第３リンク３Ａは、第１接続部材１１及び第２接続部材１２等を介して、支持部材１０３に吊り下げられた状態で支持されている。

【0029】

第３リンク３Ａの先端部（上端部）には、軸部材（回転軸）２１を介して、第４リンク４Ａの基端部（前端部）が回動自在に取り付けられている。第４リンク４Ａの基端部には、第４リンク４Ａの基端部の位置を検知する位置センサ７２が設けられている。また、軸部材２１には、減速機（図示せず）を介して、駆動モータ６２が接続されている。

【0030】

位置センサ７２は、操作装置１００における外方側（ここでは、右側）に配置されていて、第４リンク４Ａの基端部の位置を検知し、検知した位置情報を制御器１１０に出力するように構成されている。位置センサ７２は、例えば、第４リンク４Ａの基端部の回転位置を検知する回転センサであってもよい。回転センサとしては、例えば、ロータリーエンコーダ、ポテンショメータ、又はレーザセンサ等が挙げられる。なお、位置センサ７２は、駆動モータ６２の出力軸の回転位置を検知して、当該回転位置を第４リンク４Ａの基端部の回転位置として検知してもよい。

【0031】

第４リンク４Ａの先端部（後端部）には、軸部材２２（図８参照）を介して、第３リンク３Ｂの先端部（上端部）が回動自在に取り付けられている。第３リンク３Ｂの基端部（下端部）には、軸部材２３（図８参照）を介して、第４リンク４Ｂの先端部（後端部）が回動自在に取り付けられている。また、第４リンク４Ｂの先端には、カウンターウェイト２０が設けられている。第４リンク４Ｂの基端部（前端部）には、軸部材２４（図８参照）を介して、第３リンク３Ａの基端部（下端部）が回動自在に取り付けられている。

【0032】

第２平行リンク機構１０２の下方には、第１平行リンク機構１０１が設けられている。第１平行リンク機構１０１は、一対の第１リンク１Ａ、１Ｂと、一対の第２リンク２Ａ、２Ｂを備えている。

【0033】

第１リンク１Ａの基端部（上端部）には、軸部材２４（図８参照）を介して、第２リンク２Ａの基端部（前端部）が回動自在に取り付けられている。第２リンク２Ａの先端部（後端部）には、軸部材２３（図８参照）を介して、第１リンク１Ｂの基端部（上端部）が回動自在に取り付けられている
ここで、図４に示すように、第２リンク２Ａを構成している、短冊状の板部材は、第４リンク４Ｂを構成している。すなわち、本実施の形態１においては、第１平行リンク機構１０１と第２平行リンク機構１０２は、第２リンク２Ａと第４リンク４Ｂが共通するように構成されている。

【0034】

このため、第１リンク１Ａの基端部には、軸部材２４を介して、第２リンク２Ａ（第４リンク４Ｂ）の基端部と、第３リンク３Ａの基端部と、が、それぞれ、回動自在に取り付けられている。また、第１リンク１Ｂの基端部には、軸部材２３を介して、第２リンク２Ａ（第４リンク４Ｂ）の先端部と、第３リンク３Ｂの基端部と、が、それぞれ、回動自在に取り付けられている。

【0035】

また、第１リンク１Ａの基端部には、第１リンク１Ａの基端部の位置を検知する位置センサ７３が設けられている。また、軸部材２４には、減速機（図示せず）を介して、駆動モータ６３が接続されている。

【0036】

位置センサ７３は、操作装置１００における外方側に配置されていて、第１リンク１Ａの基端部の位置を検知し、検知した位置情報を制御器１１０に出力するように構成されている。位置センサ７３は、例えば、第１リンク１Ａの基端部の回転位置を検知する回転センサであってもよい。回転センサとしては、例えば、ロータリーエンコーダ、ポテンショメータ、又はレーザセンサ等が挙げられる。なお、位置センサ７３は、駆動モータ６３の出力軸の回転位置を検知して、当該回転位置を第１リンク１Ａの基端部の回転位置として検知してもよい。

【0037】

さらに、第１リンク１Ａの先端部（下端部）には、軸部材２５を介して、略Ｌ字状の第２リンク２Ｂの基端部（前端部）が回動自在に取り付けられている。第２リンク２Ｂの先端部（後端部）には、軸部材２６を介して、第１リンク１Ｂの先端部（下端部）が回動自在に取り付けられている。

【0038】

第２リンク２Ｂには、筒状（ここでは、角筒状）の肘掛部材１０４が固定されている。肘掛部材１０４の上面は、作業者が肘を置くことができるように、平面状に形成されていてもよく、円弧状に湾曲していてもよい。また、肘掛部材１０４の後端部には、操作部材１０５を駆動するための駆動モータ６４、６５が設けられている。

【0039】

図５及び図６に示すように、操作部材１０５は、把持部５０、第１可動部５１、第２可動部５２、及び第３可動部５３を備えていて、第１可動部５１は、把持部５０よりも後方に位置するように配設されている。

【0040】

第１可動部５１は、軸部材３１、プーリ３２、ベルト３３、駆動モータ６４側に配置されているプーリ（図示せず）、及び一対の円板部材３４Ａ、３４Ｂを有していて、板状の接続部材３０を介して、肘掛部材１０４にヨー軸回りに回動自在に取り付けられている。

【0041】

具体的には、接続部材３０の基端部（後端部）が、肘掛部材１０４に接続されていて、接続部材３０の先端部（前端部）には、その軸心がヨー軸方向に向いている貫通孔（図示せず）が設けられている。接続部材３０の貫通孔には、軸部材３１が挿通されていて、当該軸部材３１には、プーリ３２が配置されている。プーリ３２には、駆動モータ６４側に配置されているプーリ（図示せず）と接続されるように、ベルト３３が巻きつけられている。これにより、第１可動部５１は、肘掛部材１０４に対して、相対的にヨー軸回りに回動することができる。

【0042】

また、プーリ３２には、当該プーリ３２を上下方向から挟み込むように、一対の円板部材３４Ａ、３４Ｂが設けられている。円板部材３４Ａ、３４Ｂには、軸部材３１が挿通されていて、それぞれ、ヨー軸回りに回動することができる。

【0043】

円板部材３４Ａの側面には、上方に延びるように、第１リンク部３５Ａが形成されている。第１リンク部３５Ａの先端部（上端部）には、軸部材４１Ａを介して、第２可動部５２を構成する第２リンク部材４２Ａが回動自在に設けられている。

【0044】

また、第１リンク部３５Ａの先端部は、左右方向から見て、円弧状に形成されていて、先端部の上面には、溝３６Ａが形成されている。溝３６Ａには、ワイヤ４４Ａが配置されている。

【0045】

ワイヤ４４Ａの先端部は、第２リンク部材４２Ａの側面に設けられている固定部４３Ａに固定されている。また、ワイヤ４４Ａは、溝３６Ａにより下方に案内されて、第１リンク部３５Ａの後面に設けられているガイド部３７Ａを挿通して、プーリ３２の側方を通って、肘掛部材１０４内に引き回されている。そして、ワイヤ４４Ａの基端部は、適宜な手段によって、駆動モータ６５に接続されている。

【0046】

同様に、円板部材３４Ｂの側面にも、上方に延びるように、第１リンク部３５Ｂが形成されている。第１リンク部３５Ｂの先端部（上端部）には、軸部材４１Ｂを介して、第２可動部５２を構成する第２リンク部材４２Ｂが回動自在に設けられている。

【0047】

また、第１リンク部３５Ｂの先端部は、左右方向から見て、円弧状に形成されていて、先端部の上面には、溝３６Ｂが形成されている。溝３６Ｂには、ワイヤ４４Ｂが配置されている。

【0048】

ワイヤ４４Ｂの先端部は、第２リンク部材４２Ｂの側面に設けられている固定部４３Ｂに固定されている。また、ワイヤ４４Ｂは、溝３６Ｂにより下方に案内されて、第１リンク部３５Ｂの後面に設けられているガイド部３７Ｂを挿通して、プーリ３２の側方を通って、肘掛部材１０４内に引き回されている。そして、ワイヤ４４Ｂの基端部は、適宜な手段によって、駆動モータ６５に接続されている。

【0049】

なお、本実施の形態１に係る操作装置１００においては、操作部材１０５（把持部５０）をピッチ軸回りに揺動させるときには、軸部材４１Ａ、４１Ｂの軸心がピッチ軸と平行になるように、第１リンク部３５Ａ、３５Ｂが揺動するように構成されている。逆に言えば、操作部材１０５をピッチ軸回りに揺動させない場合には、軸部材４１Ａ、４１Ｂの軸心がピッチ軸と平行とならないように、操作部材１０５の各構成部材が配置されている。これにより、把持部５０のピッチ軸回りの揺動を抑制することができ、把持部５０の位置状態を容易に維持することができる。

【0050】

第２リンク部材４２Ａ、４２Ｂの先端部（前端部）には、第３可動部５３が、ロール軸回りに回動自在に取り付けられている。第３可動部５３は、筐体状の本体部８１と板状の支持部８２を有していて、支持部８２は、本体部８１の下面から下方に延びるように設けられている。

【0051】

支持部８２の前方には、前方から後方に向かって、第２リンク部材４２Ａの先端部、プーリ８３、及び第２リンク部材４２Ｂの先端部が、この順で配置されている。第２リンク部材４２Ａの先端部、プーリ８３、第２リンク部材４２Ｂの先端部、及び支持部８２の基端部（下端部）には、それぞれ、貫通孔が設けられていて、当該貫通孔には、軸部材８６が挿通されている。

【0052】

軸部材８６は、操作部材１０５（把持部５０）が原点位置にある場合に、軸部材８６の軸心がロール軸と平行となるように配置されている。軸部材８６の先端部には、締結部材８７が設けられている。第２リンク部材４２Ａの先端部、プーリ８３、第２リンク部材４２Ｂの先端部、及び支持部８２は、軸部材８６及び締結部材８７により、共締めされている。

【0053】

本体部８１の後端部には、把持部５０が取り付けられている。また、本体部８１の内部には、駆動モータ６６が配置されている。駆動モータ６６の出力軸には、プーリ８４が接続されている。プーリ８４には、プーリ８３と接続されるように、ベルト８５が巻きつけられている。

【0054】

これにより、操作部材１０５（把持部５０）は、第３可動部５３を介して、肘掛部材１０４に対して、相対的に、ロール軸回りに揺動することができる。

【0055】

また、駆動モータ６４〜６６の出力軸近傍には、それぞれ、位置センサ７４〜７６が配置されている。位置センサ７４は、駆動モータ６４の出力軸の回転位置を検知し、検知した位置情報を第１可動部５１の回転位置情報として、制御器１１０に出力するように構成されている。また、位置センサ７５は、駆動モータ６５の出力軸の回転位置を検知し、検知した位置情報を第２可動部５２の回転位置情報として、制御器１１０に出力するように構成されている。さらに、位置センサ７６は、駆動モータ６６の出力軸の回転位置を検知し、検知した位置情報を第３可動部５３の回転位置情報として、制御器１１０に出力するように構成されている。

【0056】

位置センサ７４〜７６としては、例えば、ロータリーエンコーダ、ポテンショメータ、又はレーザセンサ等を用いてもよい。なお、本実施の形態１においては、位置センサ７４〜７６は、各駆動モータ６４〜６６の回転位置を検知して、検知した位置情報を第１可動部５１〜第３可動部５３のそれぞれの回転位置情報として、制御器１１０に出力する形態を採用したが、これに限定されない。位置センサ７４〜７６が、第１可動部５１〜第３可動部５３のそれぞれの回転位置情報を直接検知する形態を採用してもよい。

【0057】

制御器１１０は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等の演算部と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部と、を備えている（図示せず）。記憶部には、基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部は、記憶部に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット２００の各種動作を制御する。

【0058】

また、制御器１１０は、位置センサ７１〜７６から入力された位置情報を基にして、ロボット２００の位置及び／又は姿勢を制御するように構成されている。さらに、制御器１１０は、把持部５０が原点位置に復帰するように、各駆動モータ６１〜６６を制御するように構成されていてもよい。

【0059】

なお、制御器１１０は、集中制御する単独の制御器１１０によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御器１１０によって構成されていてもよい。また、制御器１１０は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)、論理回路等によって構成されていてもよい。

【0060】

［ロボットシステムの構成］
次に、本実施の形態１に係る操作装置を備えるロボットシステムの一例について、図７を参照しながら説明する。

【0061】

図７は、本実施の形態１に係る操作装置を備えるロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。

【0062】

図７に示すように、本実施の形態１に係る操作装置を備えるロボットシステム３００は、操作装置１００とロボット２００を備えている。ロボット２００は、水平多関節型の双腕ロボットであってもよく、水平多関節型・垂直多関節型等の他のロボットであってもよい。

【0063】

ロボット２００は、各関節を相対的に駆動させるための駆動器２０１を有している。駆動器２０１は、制御器１１０から出力されたロボット２００の位置及び／又は姿勢の指令値に基づいて、駆動するように構成されている。駆動器２０１としては、例えば、サーボモータであってもよい。

【0064】

また、ロボット２００は、力覚センサ２０２を有していてもよい。力覚センサ２０２は、エンドエフェクタ等に外部から作用する反力、又はエンドエフェクタ等が外部に作用する力を検出し、検出した力覚情報を制御器１１０に出力するように構成されている。

【0065】

そして、制御器１１０は、力覚センサ２０２が検知した力覚情報を駆動モータ６１〜６６にフィードバックする、ハプティクス制御を実行してもよい。また、制御器１１０は、操作装置１００とロボット２００をバイラテラルに制御してもよい。

【0066】

［操作装置及びそれを備えるロボットシステムの動作及び作用効果］
次に、本実施の形態１に係る操作装置の動作及び作用効果について、図１〜図１０を参照しながら説明する。

【0067】

図８〜図１０は、図１に示す操作装置の要部の概略構成を示す模式図である。図８は、操作部材（把持部）が原点位置にある状態を示している。図９は、操作者が肘を支点にして、操作部材（把持部）を上方に向かって揺動させたときの状態を示している。図１０は、操作者が操作部材（把持部）を前方に向かって突き出したときの状態を示している。

【0068】

図１及び図２に示すように、本実施の形態１に係る操作装置１００では、操作者は、肘掛部材１０４に肘を置いた状態で、把持部５０を把持することができる。これにより、従来の操作装置に比して、操作者の負担を軽減することができる。

【0069】

また、図２に示すように、本実施の形態１に係る操作装置１００では、鉛直方向から見て、操作者の肩関節（肩甲上腕関節）と、第１接続部材１１に設けられている駆動モータ６１の出力軸と、が、略一致する。このため、図３に示すように、操作者は、肩関節を中心にして、操作部材１０５（把持部５０）を左右方向に向かって揺動させるときに、操作者の動きに追従して、第１平行リンク機構１０１及び第２平行リンク機構１０２が動作することができる。このため、操作者の手（手首、又は肘等）及び／又は肩にかかる負担が軽減される。

【0070】

ところで、特許文献１に開示されているパラレルマニピュレータのように、机等に載置してマニピュレータを使用するような場合には、マニピュレータの操作範囲が限定されるため、操作者が、マニピュレータの操作範囲に合わせて、動作する必要がある。このため、操作者の手（手首、肘）、及び／又は肩に不必要な力が入り、操作者が疲労しやすくなるおそれがある。

【0071】

しかしながら、本実施の形態１に係る操作装置１００では、第３リンク３Ａが支持部材１０３に支持されている。具体的には、第３リンク３Ａが、支持部材１０３に吊り下げられた状態で支持されている。これにより、図１に示すように、肩関節の中心と、第２平行リンク機構１０２の軸部材２１の中心と、が略一致させることができる。

【0072】

このため、図９に示すように、操作者が肘関節を支点にして、操作部材１０５（把持部５０）を上方に向かって揺動させるような場合には、操作装置１００は、操作者の動きに追従するように、第１平行リンク機構１０１及び第２平行リンク機構１０２を動作させることができる。

【0073】

また、図１０に示すように、操作者が肩関節を支点にして、操作部材１０５（把持部５０）を前方に向かって突き出すような動作をする場合でも、操作装置１００は、操作者の動きに追従するように、第１平行リンク機構１０１及び第２平行リンク機構１０２を動作させることができる。

【0074】

したがって、本実施の形態１に係る操作装置１００では、従来の操作装置に比して、操作者の負担をより軽減することができる。

【0075】

また、本実施の形態１に係る操作装置１００では、位置センサ７２、７３が、操作装置１００における外方側に配置されている。これにより、操作者の肩と、位置センサ７２、７３が接触することを抑制することができる。このため、操作者の手（手首、又は肘等）及び／又は肩にかかる負担が軽減される。

【0076】

また、本実施の形態１に係る操作装置１００では、第４リンク４Ｂの先端に、カウンターウェイト２０が設けられている。これにより、操作部材１０５（把持部５０）が原点位置より押し下げられることを抑制することができる。

【0077】

また、本実施の形態１に係る操作装置１００では、第２リンク２Ｂの後端部に、駆動モータ６４、駆動モータ６５が配置されている。これにより、駆動モータ６４、６５が、操作部材１０５に対するカウンターウェイトの機能を奏する。このため、カウンターウェイト２０の重量を低減することができる。

【0078】

さらに、本実施の形態１に係る操作装置１００では、第１可動部５１が把持部５０よりも後方に位置するように配設されている。これにより、操作者の手首のＹａｗ軸と、第１可動部５１の軸部材３１と、を略一致させることができる。このため、操作者の手首に不必要な力が入ることを抑制することができ、操作者の手首への負担を軽減することができる。

【0079】

なお、本実施の形態１に係る操作装置１００においては、駆動器６１〜６６が設けられている形態を採用したが、これに限定されない。駆動器６１〜６６のうち、１つ以上の駆動器が設けられていない形態を採用してもよい。

【0080】

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明の操作装置は、従来の操作装置に比して、操作者の手及び／又は肩への負担を軽減することができるため、ロボットの分野において有用である。

【符号の説明】

【0082】

１Ａ 第１リンク
１Ｂ 第１リンク
２Ａ 第２リンク
２Ｂ 第２リンク
３Ａ 第３リンク
３Ｂ 第３リンク
４Ａ 第４リンク
４Ｂ 第４リンク
１１ 第１接続部材
１２ 第２接続部材
１３ 減速機
２０ カウンターウェイト
２１ 軸部材
２２ 軸部材
２３ 軸部材
２４ 軸部材
２５ 軸部材
２６ 軸部材
３０ 接続部材
３１ 軸部材
３２ プーリ
３３ ベルト
３４Ａ 円板部材
３４Ｂ 円板部材
３５Ａ 第１リンク部
３５Ｂ 第１リンク部
３６Ａ 溝
３６Ｂ 溝
３７Ａ ガイド部
３７Ｂ ガイド部
４１Ａ 軸部材
４１Ｂ 軸部材
４２Ａ 第２リンク部材
４２Ｂ 第２リンク部材
４３Ａ 固定部
４３Ｂ 固定部
４４Ａ ワイヤ
４４Ｂ ワイヤ
５０ 把持部
５１ 第１可動部
５２ 第２可動部
５３ 第３可動部
６１ 駆動モータ
６２ 駆動モータ
６３ 駆動モータ
６４ 駆動モータ
６５ 駆動モータ
６６ 駆動モータ
７１ 位置センサ
７２ 位置センサ
７３ 位置センサ
７４ 位置センサ
７５ 位置センサ
７６ 位置センサ
８１ 本体部
８２ 支持部
８３ プーリ
８４ プーリ
８５ ベルト
８６ 軸部材
８７ 締結部材
１００ 操作装置
１０１ 第１平行リンク機構
１０２ 第２平行リンク機構
１０３ 支持部材
１０３Ａ 補強部材
１０４ 肘掛部材
１０５ 操作部材
１０６ 台車
１０７ 車輪
１１０ 制御器
２００ ロボット
２０１ 駆動器
２０２ 力覚センサ
３００ ロボットシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】