特開 2023-173620 多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法、ロボットシステム、及び、物品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023173620

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法、ロボットシステム、及び、物品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/06 20060101AFI20231130BHJP

【ＦＩ】

B25J9/06 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022085993

(22)【出願日】2022-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】000116079

【氏名又は名称】ローレルバンクマシン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】500267170

【氏名又は名称】ローレル機械株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】500265501

【氏名又は名称】ローレル精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003177

【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 亮

(72)【発明者】

【氏名】稲田 真一

(72)【発明者】

【氏名】藤井 皓太

(72)【発明者】

【氏名】小島 宏幸

(72)【発明者】

【氏名】繁田 知秀

(72)【発明者】

【氏名】中西 秀行

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS12

3C707CT05

3C707CU02

3C707CV08

3C707CW08

3C707CY39

3C707HS27

3C707HT20

(57)【要約】

【課題】ロボットの大型化を抑制しつつ、ロボットの先端部が到達可能な領域を広くする。
【解決手段】ロボット１０は、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ３を接続するリンクＬＫ１及びＬＫ２と、リンクＬＫ１及びＬＫ２を接続し、リンクＬＫ１の延在方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ３を回転軸としてリンクＬＫ２を回転させる関節機構ＡＲ３と、リンクＬＫ２及びＬＫ３を接続し、リンクＬＫ２の延在方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ５を回転軸としてリンクＬＫ３を回転させる関節機構ＡＲ５とを備え、リンクＬＫ２は、支持部分ＬＫ２１と、可動部分ＬＫ２２及びＬＫ２３と、支持部分ＬＫ２１の延在方向とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ４を回転軸として可動部分ＬＫ２３を回転させる関節機構ＡＲ４と、可動部分ＬＫ２２を支持部分ＬＫ２１の延在方向に沿って移動させることにより、リンクＬＫ２を伸縮させる伸縮機構ＴＥ２とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基部と、
先端部と、
第１リンク及び第２リンクを含み、前記基部と前記先端部を接続する複数のリンクと、
前記第１リンクと前記第２リンクを接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を回転軸として前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる第１駆動機構と、
前記第２リンクと前記第１リンク及び前記第２リンク以外のリンクもしくは前記先端部を接続し、前記第２リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として前記先端部を前記第２リンクに対して回転させる第２駆動機構と、
を備え、
前記第２リンクは、
前記第１リンクに接続される第１部分と、
前記第１リンク及び前記第２リンク以外のリンクもしくは前記先端部に接続される第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分を接続する第３部分と、
前記第１部分が延在する方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を回転軸として、前記第２部分を前記第１部分に対して回転させる第３駆動機構と、
前記第１部分に対して前記第３部分を前記第１部分の延在方向に沿って移動させることにより、前記第２リンクを伸縮させる第１伸縮機構と、
を含む、
ことを特徴とする多関節ロボット。

【請求項2】

前記第１部分は、中空であり、
前記第２リンクが収縮した場合、前記第３部分の少なくとも一部が、前記第１部分の内部に格納される、
ことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボット。

【請求項3】

前記第３駆動機構を駆動するモータを、
さらに含み、
前記モータは、
前記第３部分が前記第１部分の延在方向に沿って移動した場合、前記第３部分と一緒に移動するように、前記第３部分に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の多関節ロボット。

【請求項4】

前記第３駆動機構により前記第２部分が回転する場合の前記第２部分の回転軸は、前記第３部分の中心軸と平行である、
ことを特徴とする請求項３に記載の多関節ロボット。

【請求項5】

前記第１リンクは、
第４部分と、
前記第２リンクに接続される第５部分と、
前記第４部分と前記第５部分を接続する第６部分と、
前記第４部分に対して前記第６部分を前記第４部分が延在する方向に沿って移動させることにより、前記第１リンクを伸縮させる第２伸縮機構と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の多関節ロボット。

【請求項6】

前記第４部分は、中空であり、
前記第１リンクが収縮した場合、前記第６部分の少なくとも一部が、前記第４部分の内部に格納される、
ことを特徴とする請求項５に記載の多関節ロボット。

【請求項7】

前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を回転軸として、前記基部の少なくとも一部分を回転させる第４駆動機構と、
前記基部と前記第１リンクを接続し、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として前記第１リンクを前記基部に対して回転させる第５駆動機構と、
をさらに備え、
前記先端部は、
前記第２リンクに接続され、
前記第２駆動機構により前記先端部が回転する場合の前記先端部の回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として、前記先端部の少なくとも一部分を前記第２リンクに対して回転させる第６駆動機構を、
含み、
前記複数のリンクは、前記第１リンク及び前記第２リンクである、
ことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボット。

【請求項8】

前記第１リンクは、
前記基部に接続される第４部分と、
前記第２リンクに接続される第５部分と、
前記第４部分と前記第５部分を接続する第６部分と、
前記第４部分に対して前記第６部分を前記第４部分が延在する方向に沿って移動させることにより、前記第１リンクを伸縮させる第２伸縮機構と、
を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の多関節ロボット。

【請求項9】

請求項８に記載の多関節ロボットの制御方法であって、
前記多関節ロボットの動作を制御する制御装置は、
前記第１駆動機構を駆動するモータ、前記第２駆動機構を駆動するモータ、前記第３駆動機構を駆動するモータ、前記第４駆動機構を駆動するモータ、前記第５駆動機構を駆動するモータ、前記第６駆動機構を駆動するモータ、前記第１伸縮機構を駆動するモータ、及び、前記第２伸縮機構を駆動するモータを制御することにより、前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とする多関節ロボットの制御方法。

【請求項10】

請求項８に記載の多関節ロボットと、
前記先端部に取り付けられたエンドエフェクタと、
前記多関節ロボット及び前記エンドエフェクタの動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第１駆動機構を駆動するモータ、前記第２駆動機構を駆動するモータ、前記第３駆動機構を駆動するモータ、前記第４駆動機構を駆動するモータ、前記第５駆動機構を駆動するモータ、前記第６駆動機構を駆動するモータ、前記第１伸縮機構を駆動するモータ、及び、前記第２伸縮機構を駆動するモータを制御することにより、前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とするロボットシステム。

【請求項11】

請求項１０に記載のロボットシステムにより、部品を組み付ける、又は、部品を取り除く、
ことを特徴とする物品の製造方法。

【請求項12】

基部と、
先端部と、
第１リンク及び第２リンクを含み、前記基部と前記先端部を接続する複数のリンクと、
前記第１リンクと前記第２リンクを接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を回転軸として前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる第１駆動機構と、
前記第２リンクと前記第１リンク及び前記第２リンク以外のリンクもしくは前記先端部を接続し、前記第２リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として前記先端部を前記第２リンクに対して回転させる第２駆動機構と、
を備え、
前記第２リンクは、
前記第１リンクに接続される第１部分と、
前記第１リンク及び前記第２リンク以外のリンクもしくは前記先端部に接続される第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分を接続する第３部分と、
前記第１部分が延在する方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を回転軸として前記第３部分を前記第１部分に対して回転させることにより、前記第２部分を前記第１部分に対して回転させる第３駆動機構と、
前記第１部分に対して前記第３部分を前記第１部分の延在方向に沿って移動させることにより、前記第２リンクを伸縮させる第１伸縮機構と、
を含む、
ことを特徴とする多関節ロボット。

【請求項13】

前記第３駆動機構に取り付けられ、前記第３駆動機構を駆動するモータを、
さらに含み、
前記第３駆動機構は、
前記第１部分の２つの端部のうちの前記第２部分に近い端部に取り付けられ、前記第２リンクの伸縮状態にかかわらず、前記第１部分に対して前記第３部分を回転させることが可能である、
ことを特徴とする請求項１２に記載の多関節ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法、ロボットシステム、及び、物品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

人と同様の動作を行うロボットとして、多関節ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６２－７４５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、多関節ロボットには、人の動作を超えた動きが要求される場合がある。この場合、ロボットの先端部が到達可能な領域を広くすることが望まれる。但し、ロボットの先端部が到達可能な領域を広くするために、ロボットを大型化した場合、ロボットを設置するスペースを確保できないおそれがある。このため、ロボットの大型化を抑制しつつ、ロボットの先端部が到達可能な領域を広くすることが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の好適な態様に係る多関節ロボットは、基部と、先端部と、第１リンク及び第２リンクを含み、前記基部と前記先端部を接続する複数のリンクと、前記第１リンクと前記第２リンクを接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を回転軸として前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる第１駆動機構と、前記第２リンクと前記第１リンク及び前記第２リンク以外のリンクもしくは前記先端部を接続し、前記第２リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として前記先端部を前記第２リンクに対して回転させる第２駆動機構と、を備え、前記第２リンクは、前記第１リンクに接続される第１部分と、前記第１リンク及び前記第２リンク以外のリンクもしくは前記先端部に接続される第２部分と、前記第１部分と前記第２部分を接続する第３部分と、前記第１部分が延在する方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を回転軸として、前記第２部分を前記第１部分に対して回転させる第３駆動機構と、前記第１部分に対して前記第３部分を前記第１部分の延在方向に沿って移動させることにより、前記第２リンクを伸縮させる第１伸縮機構と、を含む。

【0006】

本発明の好適な態様に係る多関節ロボットの制御方法は、上述の多関節ロボットにおいて、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を回転軸として、前記基部の少なくとも一部分を回転させる第４駆動機構と、前記基部と前記第１リンクを接続し、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として前記第１リンクを前記基部に対して回転させる第５駆動機構と、をさらに備え、前記先端部は、前記第２リンクに接続され、前記第２駆動機構により前記先端部が回転する場合の前記先端部の回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として、前記先端部の少なくとも一部分を前記第２リンクに対して回転させる第６駆動機構を、含み、前記複数のリンクは、前記第１リンク及び前記第２リンクであり、前記第１リンクは、前記基部に接続される第４部分と、前記第２リンクに接続される第５部分と、前記第４部分と前記第５部分を接続する第６部分と、前記第４部分に対して前記第６部分を前記第４部分が延在する方向に沿って移動させることにより、前記第１リンクを伸縮させる第２伸縮機構と、を含む多関節ロボットの制御方法であって、前記多関節ロボットの動作を制御する制御装置は、前記第１駆動機構を駆動するモータ、前記第２駆動機構を駆動するモータ、前記第３駆動機構を駆動するモータ、前記第４駆動機構を駆動するモータ、前記第５駆動機構を駆動するモータ、前記第６駆動機構を駆動するモータ、前記第１伸縮機構を駆動するモータ、及び、前記第２伸縮機構を駆動するモータを制御することにより、前記多関節ロボットの動作を制御する。

【0007】

本発明の好適な態様に係るロボットシステムは、上述の多関節ロボットにおいて、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を回転軸として、前記基部の少なくとも一部分を回転させる第４駆動機構と、前記基部と前記第１リンクを接続し、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として前記第１リンクを前記基部に対して回転させる第５駆動機構と、をさらに備え、前記先端部は、前記第２リンクに接続され、前記第２駆動機構により前記先端部が回転する場合の前記先端部の回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として、前記先端部の少なくとも一部分を前記第２リンクに対して回転させる第６駆動機構を、含み、前記複数のリンクは、前記第１リンク及び前記第２リンクであり、前記第１リンクは、前記基部に接続される第４部分と、前記第２リンクに接続される第５部分と、前記第４部分と前記第５部分を接続する第６部分と、前記第４部分に対して前記第６部分を前記第４部分が延在する方向に沿って移動させることにより、前記第１リンクを伸縮させる第２伸縮機構と、を含む多関節ロボットと、前記先端部に取り付けられたエンドエフェクタと、前記多関節ロボット及び前記エンドエフェクタの動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１駆動機構を駆動するモータ、前記第２駆動機構を駆動するモータ、前記第３駆動機構を駆動するモータ、前記第４駆動機構を駆動するモータ、前記第５駆動機構を駆動するモータ、前記第６駆動機構を駆動するモータ、前記第１伸縮機構を駆動するモータ、及び、前記第２伸縮機構を駆動するモータを制御することにより、前記多関節ロボットの動作を制御する。

【0008】

本発明の好適な態様に係る物品の製造方法は、上述のロボットシステムにより、部品を組み付ける、又は、部品を取り除く。

【0009】

本発明の好適な態様に係る多関節ロボットは、基部と、先端部と、第１リンク及び第２リンクを含み、前記基部と前記先端部を接続する複数のリンクと、前記第１リンクと前記第２リンクを接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を回転軸として前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる第１駆動機構と、前記第２リンクと前記第１リンク及び前記第２リンク以外のリンクもしくは前記先端部を接続し、前記第２リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を回転軸として前記先端部を前記第２リンクに対して回転させる第２駆動機構と、を備え、前記第２リンクは、前記第１リンクに接続される第１部分と、前記第１リンク及び前記第２リンク以外のリンクもしくは前記先端部に接続される第２部分と、前記第１部分と前記第２部分を接続する第３部分と、前記第１部分が延在する方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を回転軸として前記第３部分を前記第１部分に対して回転させることにより、前記第２部分を前記第１部分に対して回転させる第３駆動機構と、前記第１部分に対して前記第３部分を前記第１部分の延在方向に沿って移動させることにより、前記第２リンクを伸縮させる第１伸縮機構と、を含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ロボットの大型化を抑制しつつ、ロボットの先端部が到達可能な領域を広くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係るロボットシステムの概要を説明するための説明図である。

【図2】関節機構及び伸縮機構を含むリンクの一例を説明するための説明図である。

【図3】伸縮機構を含むリンクの一例を説明するための説明図である。

【図4】図１に示したロボットの利点を説明するための説明図である。

【図5】図１に示したロボットコントローラのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図6】第２実施形態に係るロボットシステムの概要を説明するための説明図である。

【図7】図６に示したリンクの一例を説明するための説明図である。

【図8】図６に示したリンクの別の例を説明するための説明図である。

【図9】第１変形例に係るリンクの一例を説明するための説明図である。

【図10】旋回の一例を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

【0013】

［１．第１実施形態］
先ず、図１を参照しながら、実施形態に係るロボットシステム１の概要の一例について説明する。

【0014】

図１は、第１実施形態に係るロボットシステム１の概要を説明するための説明図である。

【0015】

ロボットシステム１は、例えば、ロボット１０と、ロボット１０に着脱可能に取り付けられるエンドエフェクタ２０と、ロボット１０及びエンドエフェクタ２０の動作を制御するロボットコントローラ３０とを有する。ロボット１０は、「多関節ロボット」の一例であり、ロボットコントローラ３０は、「制御装置」の一例である。

【0016】

ロボット１０及びロボットコントローラ３０は、例えば、有線を用いた接続により、互いに通信可能に接続されている。なお、ロボット１０とロボットコントローラ３０との接続は、無線を用いた接続であってもよいし、有線及び無線の両方を用いた接続であってもよい。また、ロボットコントローラ３０は、ロボット１０に取り付けられたエンドエフェクタ２０と通信可能である。ロボットコントローラ３０としては、他の装置と通信可能な任意の情報処理装置を採用することができる。なお、ロボットコントローラ３０の構成は、後述する図５において説明される。

【0017】

ロボット１０は、例えば、農場、工場及び倉庫等での作業に用いられる多関節ロボットである。具体的には、ロボット１０は、垂直６軸多関節ロボットに２つの伸縮機構ＴＥ１及びＴＥ２を追加した６軸２伸多関節ロボットである。例えば、ロボット１０は、関節機構ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３、ＡＲ４、ＡＲ５及びＡＲ６と、伸縮機構ＴＥ１及びＴＥ２とを有する。なお、ロボット１０は、複数の関節機構ＡＲ（ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３、ＡＲ４、ＡＲ５及びＡＲ６）及び複数の伸縮機構ＴＥ（ＴＥ１及びＴＥ２）の他に、土台部ＢＳＰ、ボディ部ＢＤＰ、リンクＬＫ１、リンクＬＫ２及びリンクＬＫ３を有する。なお、伸縮機構ＴＥ１は、リンクＬＫ１に設けられ、伸縮機構ＴＥ２及び関節機構ＡＲ４は、リンクＬＫ２に設けられる。また、ロボット１０は、複数の関節機構ＡＲと複数の伸縮機構ＴＥとを駆動する複数のモータをさらに有する。図１では、図を見やすくするために、複数のモータのうちの関節機構ＡＲ４を駆動するモータＭＯａ４以外のモータの記載を省略している。

【0018】

ボディ部ＢＤＰは、「基部」の一例である。また、リンクＬＫ１は、「第１リンク」の一例であり、リンクＬＫ２は、「第２リンク」の一例である。従って、リンクＬＫ１及びＬＫ２は、「複数のリンク」に該当する。リンクＬＫ３は、「先端部」の一例である。関節機構ＡＲ１は、「第４駆動機構」の一例であり、関節機構ＡＲ２は、「第５駆動機構」の一例である。関節機構ＡＲ３は、「第１駆動機構」の一例であり、関節機構ＡＲ５は、「第２駆動機構」の一例である。

【0019】

土台部ＢＳＰは、床等の所定の場所に固定される。ボディ部ＢＤＰは、関節機構ＡＲ１を介して土台部ＢＳＰに接続される。関節機構ＡＲ１は、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な軸Ａｘ１を回転軸として、ボディ部ＢＤＰを回転させる。但し、「垂直」は、厳密な垂直だけではなく、実質的な垂直（例えば、誤差範囲内の垂直）も含む。同様に、後述する「平行」は、厳密な平行だけではなく、実質的な平行（例えば、誤差範囲内の平行）も含む。

【0020】

このように、ボディ部ＢＤＰは、関節機構ＡＲ１により、軸Ａｘ１を回転軸として回転可能に土台部ＢＳＰに接続される。図１の回転方向Ｄｒ１は、軸Ａｘ１を回転軸として回転する場合のボディ部ＢＤＰの回転方向を示す。

【0021】

関節機構ＡＲ２は、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ１を接続し、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに平行な軸Ａｘ２を回転軸としてリンクＬＫ１をボディ部ＢＤＰに対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ２は、軸Ａｘ２を回転軸として回転する場合のボディ部ＢＤＰの回転方向を示す。

【0022】

リンクＬＫ１は、例えば、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１に沿って伸縮可能に構成される。例えば、リンクＬＫ１は、ボディ部ＢＤＰに接続される支持部分ＬＫ１１と、可動部分ＬＫ１２及びＬＫ１３と、伸縮機構ＴＥ１とを含む。可動部分ＬＫ１２は、支持部分ＬＫ１１と可動部分ＬＫ１３を接続する。可動部分ＬＫ１３は、リンクＬＫ２に接続される。本実施形態では、支持部分ＬＫ１１、可動部分ＬＫ１２及び可動部分ＬＫ１３の各々が方向Ｄｅ１に沿って延在する場合を想定する。すなわち、方向Ｄｅ１は、支持部分ＬＫ１１、可動部分ＬＫ１２及び可動部分ＬＫ１３の各々の長手方向に該当する。また、本実施形態では、支持部分ＬＫ１１が延在する方向Ｄｅ１１が、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１である場合を想定する。

【0023】

伸縮機構ＴＥ１は、支持部分ＬＫ１１と可動部分ＬＫ１２を接続し、可動部分ＬＫ１２を支持部分ＬＫ１１に対して、支持部分ＬＫ１１が延在する方向Ｄｅ１１に沿って移動させる。可動部分ＬＫ１２が方向Ｄｅ１１に沿って移動することにより、可動部分ＬＫ１３が方向Ｄｅ１１に沿って移動する。可動部分ＬＫ１２及びＬＫ１３が方向Ｄｅ１１に沿って移動することにより、リンクＬＫ１は、方向Ｄｅ１１（すなわち、方向Ｄｅ１）に沿って伸縮する。図１の方向Ｄｍ１は、リンクＬＫ１の伸縮方向（方向Ｄｅ１に沿う方向）を示す。

【0024】

なお、支持部分ＬＫ１１は、「第４部分」の一例であり、可動部分ＬＫ１２は、「第６部分」の一例である。また、可動部分ＬＫ１３は、「第５部分」の一例であり、伸縮機構ＴＥ１は、「第２伸縮機構」の一例である。

【0025】

関節機構ＡＲ３は、リンクＬＫ１とリンクＬＫ２を接続し、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１に垂直な軸Ａｘ３を回転軸としてリンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ３は、軸Ａｘ３を回転軸として回転する場合のリンクＬＫ２の回転方向を示す。

【0026】

リンクＬＫ２は、例えば、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に沿って伸縮可能に構成される。例えば、リンクＬＫ２は、リンクＬＫ１に接続される支持部分ＬＫ２１と、可動部分ＬＫ２２及びＬＫ２３と、伸縮機構ＴＥ２と、関節機構ＡＲ４と、関節機構ＡＲ４を駆動するモータＭＯａ４とを含む。可動部分ＬＫ２２は、支持部分ＬＫ２１と可動部分ＬＫ２３を接続する。可動部分ＬＫ２３は、リンクＬＫ３に接続される。本実施形態では、支持部分ＬＫ２１、可動部分ＬＫ２２及び可動部分ＬＫ２３の各々が方向Ｄｅ２に沿って延在する場合を想定する。すなわち、方向Ｄｅ２は、支持部分ＬＫ２１、可動部分ＬＫ２２及び可動部分ＬＫ２３の各々の長手方向に該当する。また、本実施形態では、支持部分ＬＫ２１が延在する方向Ｄｅ２１が、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２である場合を想定する。

【0027】

伸縮機構ＴＥ２は、支持部分ＬＫ２１と可動部分ＬＫ２２を接続し、可動部分ＬＫ２２を支持部分ＬＫ２１に対して、支持部分ＬＫ２１が延在する方向Ｄｅ２１に沿って移動させる。可動部分ＬＫ２２が方向Ｄｅ２１に沿って移動することにより、可動部分ＬＫ２３が方向Ｄｅ２１に沿って移動する。可動部分ＬＫ２２及びＬＫ２３が方向Ｄｅ２１に沿って移動することにより、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ２１（すなわち、方向Ｄｅ２）に沿って伸縮する。図１の方向Ｄｍ２は、リンクＬＫ２の伸縮方向（方向Ｄｅ２に沿う方向）を示す。

【0028】

関節機構ＡＲ４は、支持部分ＬＫ２１が延在する方向Ｄｅ２１と平行な軸Ａｘ４を回転軸として、可動部分ＬＫ２３を支持部分ＬＫ２１に対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ４は、軸Ａｘ４を回転軸として回転する場合の可動部分ＬＫ２３の回転方向を示す。

【0029】

支持部分ＬＫ２１は、「第１部分」の一例であり、可動部分ＬＫ２２は、「第３部分」の一例であり、可動部分ＬＫ２３は、「第２部分」の一例である。また、関節機構ＡＲ４は、「第３駆動機構」の一例であり、伸縮機構ＴＥ２は、「第１伸縮機構」の一例である。

【0030】

関節機構ＡＲ５は、リンクＬＫ２とリンクＬＫ３を接続し、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に垂直な軸Ａｘ５を回転軸としてリンクＬＫ３をリンクＬＫ２に対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ５は、軸Ａｘ５を回転軸として回転する場合のリンクＬＫ３の回転方向を示す。

【0031】

リンクＬＫ３には、例えば、物品を把持するエンドエフェクタ２０が取り付けられる。例えば、リンクＬＫ３の端面ＬＫ３ｓｆには、エンドエフェクタ２０が取り付けられる。また、リンクＬＫ３は、軸Ａｘ５に垂直な軸Ａｘ６を回転軸として、リンクＬＫ３の少なくとも一部分をリンクＬＫ２に対して回転させる関節機構ＡＲ６を含む。例えば、関節機構ＡＲ６は、軸Ａｘ６を回転軸として、リンクＬＫ３の端面ＬＫ３ｓｆをリンクＬＫ２に対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ６は、軸Ａｘ６を回転軸として回転する場合のリンクＬＫ３の端面ＬＫ３ｓｆの回転方向を示す。なお、関節機構ＡＲ６は、「第６駆動機構」の一例である。

【0032】

また、エンドエフェクタ２０により行われる作業は、物品の把持に限定されない。エンドエフェクタ２０としては、ロボット１０の作業目的に応じて適切な部品（例えば、ロボットハンド及びロボットフィンガー等）を適用することができる。すなわち、各種作業に適したエンドエフェクタ２０がリンクＬＫ３に取り付けられる。

【0033】

ここで、本実施形態では、特定の方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を回転軸とした回転を、特定の方向とのなす角度が所定の角度以下の軸を回転軸とした回転と区別して、「旋回」と称する場合がある。所定の角度は、例えば、４５°であってもよい。なお、所定の角度は、４５°に限定されない。

【0034】

例えば、軸Ａｘ１及びＡｘ２の各々を回転軸とする回転では、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向Ｄｖ１が特定の方向に該当する。この場合、軸Ａｘ１は、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向Ｄｖ１とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当し、軸Ａｘ２は、方向Ｄｖ１とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当する。従って、軸Ａｘ２を回転軸とするリンクＬＫ１の回転は、旋回に該当する。なお、本実施形態では、ボディ部ＢＤＰが底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向Ｄｖ１に沿って延在しているため、ボディ部ＢＤＰが延在する方向Ｄｅｂを特定の方向としてもよい。

【0035】

また、軸Ａｘ３を回転軸とする回転では、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１が特定の方向に該当し、軸Ａｘ４を回転軸とする回転では、支持部分ＬＫ２１が延在する方向Ｄｅ２１が特定の方向に該当する。この場合、軸Ａｘ３は、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当し、軸Ａｘ４は、支持部分ＬＫ２１が延在する方向Ｄｅ２１とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当する。従って、軸Ａｘ３を回転軸とするリンクＬＫ２の回転は、旋回に該当する。

【0036】

また、軸Ａｘ５を回転軸とする回転では、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２が特定の方向に該当し、軸Ａｘ６を回転軸とする回転では、リンクＬＫ３が延在する方向Ｄｅ３が特定の方向に該当する。この場合、軸Ａｘ５は、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当し、軸Ａｘ６は、リンクＬＫ３が延在する方向Ｄｅ３とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当する。従って、軸Ａｘ５を回転軸とするリンクＬＫ３の回転は、旋回に該当する。なお、本実施形態では、リンクＬＫ３が延在する方向Ｄｅ３が、軸Ａｘ５に垂直な方向である場合を想定する。このため、本実施形態では、方向Ｄｅ３とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ６は、関節機構ＡＲ５によりリンクＬＫ３が回転する場合のリンクＬＫ３の軸Ａｘ５（回転軸）とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当する。

【0037】

このように、本実施形態では、ロボット１０の複数の部分（ボディ部ＢＤＰ、リンクＬＫ１、ＬＫ２及びＬＫ３等）の各々が軸Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｘ３、Ａｘ４、Ａｘ５及びＡｘ６の各々を回転軸として回転可能である。これにより、本実施形態では、ロボット１０は、人と同様の動作を実行できる。

【0038】

例えば、関節機構ＡＲ２と関節機構ＡＲ３との間のリンクＬＫ１が上腕に相当し、関節機構ＡＲ３と関節機構ＡＲ５との間のリンクＬＫ２が前腕に相当する。そして、ロボット１０は、関節機構ＡＲ１により、人の腰のねじりを模した動作を行うことができ、関節機構ＡＲ２により、肩の旋回を模した動作を行うことができる。また、ロボット１０は、関節機構ＡＲ３により、肘の旋回を模した動作を行うことができ、関節機構ＡＲ４により、腕のねじりを模した動作を行うことができる。また、ロボット１０は、関節機構ＡＲ５により、手首の旋回を模した動作を行うことができ、関節機構ＡＲ６により、指先のねじりを模した動作を行うことができる。

【0039】

さらに、本実施形態では、リンクＬＫ１を旋回させる関節機構ＡＲ２とリンクＬＫ２を旋回させる関節機構ＡＲ３との間に設けられた伸縮機構ＴＥ１により、リンクＬＫ１を伸縮することができる。また、本実施形態では、関節機構ＡＲ３とリンクＬＫ３を旋回させる関節機構ＡＲ５との間に設けられた伸縮機構ＴＥ２及び関節機構ＡＲ４により、リンクＬＫ２を伸縮すること、及び、可動部分ＬＫ２３を回転させることができる。本実施形態では、伸縮機構ＴＥ１及びＴＥ２により、ロボット１０の先端部（例えば、リンクＬＫ３の端面ＬＫ３ｓｆ）が到達可能な領域を広くすることができ、ロボット１０に取り付けられるエンドエフェクタ２０が到達可能な領域を広くすることができる。

【0040】

なお、ロボットシステム１の構成は、図１に示す例に限定されない。例えば、ロボットコントローラ３０は、ロボット１０に内蔵されてもよい。また、図１では、ロボット１０が床等の所定の場所に固定される場合を想定したが、ロボット１０は、所定の場所に固定されずに、ロボット１０自体が移動可能であってもよい。また、関節機構ＡＲ１は、ボディ部ＢＤＰに含まれてもよい。この場合、ボディ部ＢＤＰの全体が、軸Ａｘ１を回転軸として回転してもよいし、ボディ部ＢＤＰの一部（例えば、関節機構ＡＲ２と接続される部分を部分）が、軸Ａｘ１を回転軸として回転してもよい。あるいは、ボディ部ＢＤＰは土台部ＢＳＰに回転しないように固定され、関節機構ＡＲ２が、軸Ａｘ１を回転軸として回転してもよい。また、リンクＬＫ２と「先端部」であるリンクＬＫ３は、必ずしも、「第２駆動機構」である関節機構ＡＲ５を介して接続されている必要はなく、関節機構ＡＲ５とリンクＬＫ３との間に、リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２とは異なるリンクを配置してもよい。

【0041】

次に、図２を参照しながら、関節機構ＡＲ４及び伸縮機構ＴＥ２を含むリンクＬＫ２の一例について説明する。

【0042】

図２は、関節機構ＡＲ４及び伸縮機構ＴＥ２を含むリンクＬＫ２の一例を説明するための説明図である。図２の上段は、収縮している状態のリンクＬＫ２を示し、図２の下段は、伸長している状態のリンクＬＫ２を示している。また、図２では、説明を分かり易くするために、リンクＬＫ２の伸縮方向を示す方向Ｄｍ２を、符号の末尾に“ｐ”又は“ｍ”を付して、区別して図示している。方向Ｄｍ２ｍは、リンクＬＫ２が収縮する方向を示し、方向Ｄｍ２ｐは、方向Ｄｍ２ｍの反対方向であり、リンクＬＫ２が伸長する方向を示す。なお、図２以降において、方向Ｄｍ２ｍ及びＤｍ２ｐを、特に区別することなく、方向Ｄｍ２と称する場合がある。

【0043】

リンクＬＫ２は、図１において説明したように、支持部分ＬＫ２１と、可動部分ＬＫ２２及びＬＫ２３と、伸縮機構ＴＥ２と、関節機構ＡＲ４と、モータＭＯａ４と、モータＭＯｔ２とを含む。支持部分ＬＫ２１は、中空である。支持部分ＬＫ２１の内部には、伸縮機構ＴＥ２が設けられる。

【0044】

伸縮機構ＴＥ２は、例えば、可動部分ＬＫ２２の２つの端部のうちの可動部分ＬＫ２３から遠い端部に固定されたナットＴＥ２１と、方向Ｄｅ２１に沿って延在し、ナットＴＥ２１に挿通されるボールねじＴＥ２２とを含む。ボールねじＴＥ２２は、伸縮機構ＴＥ２を駆動するモータＭＯｔ２に取り付けられている。そして、ボールねじＴＥ２２は、モータＭＯｔ２の回転に伴い、軸Ａｘｔｅ２を回転軸として回転する。軸Ａｘｔｅ２は、例えば、ボールねじＴＥ２２の中心軸である。ナットＴＥ２１は、ボールねじＴＥ２２の回転に伴い、軸Ａｘｔｅ２に沿って移動する。ナットＴＥ２１が可動部分ＬＫ２２に固定されているため、可動部分ＬＫ２２は、ナットＴＥ２１の移動に伴い、軸Ａｘｔｅ２（すなわち、方向Ｄｅ２１）に沿って移動する。このように、ボールねじＴＥ２２は、可動部分ＬＫ２２を移動可能に支持する。

【0045】

なお、可動部分ＬＫ２２は、ボールねじＴＥ２２を格納可能に構成される。また、例えば、可動部分ＬＫ２２の中心軸は、ボールねじＴＥ２２の中心軸、すなわち、軸Ａｘｔｅ２と同じ軸である。また、可動部分ＬＫ２２は、ボールねじＴＥ２２が回転した場合でも、軸Ａｘｔｅ２を回転軸として回転しないように、支持部分ＬＫ２１に接続される。これにより、可動部分ＬＫ２２に固定されたナットＴＥ２１が、上述したように、ボールねじＴＥ２２の回転に伴い、軸Ａｘｔｅ２に沿って移動する。

【0046】

モータＭＯｔ２の回転方向を切り替えることにより、ナットＴＥ２１の移動方向、すなわち、可動部分ＬＫ２２の移動方向が、方向Ｄｍ２ｐと方向Ｄｍ２ｍとの間で切り替わる。例えば、モータＭＯｔ２の回転が第１の回転方向の回転である場合、ナットＴＥ２１は、方向Ｄｍ２ｐに移動し、モータＭＯｔ２の回転が第１の回転方向の回転に対して逆回転となる第２の回転方向の回転である場合、ナットＴＥ２１は、方向Ｄｍ２ｍに移動する。

【0047】

例えば、可動部分ＬＫ２２が支持部分ＬＫ２１の内部に格納された状態において、ロボットコントローラ３０がモータＭＯｔ２を第１の回転方向に回転させた場合、ナットＴＥ２１の移動に伴い、可動部分ＬＫ２２は、支持部分ＬＫ２１から徐々に突出する。これにより、リンクＬＫ２は、方向Ｄｍ２ｐに伸長する。図２に示す例では、リンクＬＫ２は、最大で、可動部分ＬＫ２２の長さとほぼ同じ長さだけ伸長する。また、可動部分ＬＫ２２が支持部分ＬＫ２１から突出している状態において、ロボットコントローラ３０がモータＭＯｔ２を第２の回転方向に回転させた場合、ナットＴＥ２１の移動に伴い、可動部分ＬＫ２２は、支持部分ＬＫ２１の内部に徐々に格納される。これにより、リンクＬＫ２は、方向Ｄｍ２ｍに収縮する。このように、リンクＬＫ２が収縮した場合、可動部分ＬＫ２２の少なくとも一部が支持部分ＬＫ２１の内部に格納される。

【0048】

関節機構ＡＲ４は、例えば、可動部分ＬＫ２２の２つの端部のうちの可動部分ＬＫ２３に近い端部（すなわち、可動部分ＬＫ２２と可動部分ＬＫ２３との境界付近）に取り付けられる。例えば、関節機構ＡＲ４は、ステーＡＲ４１と、モータＭＯａ４の回転が伝達される伝達軸ＡＲ４２と、プーリＡＲ４３及びＡＲ４４と、タイミングベルトＡＲ４５と、プーリＡＲ４４の回転が伝達される伝達軸ＡＲ４６と、ギアＡＲ４７とを有する。

【0049】

ステーＡＲ４１は、可動部分ＬＫ２２の２つの端部のうちの可動部分ＬＫ２３に近い端部に、可動部分ＬＫ２２から張り出すように取り付けられている。ステーＡＲ４１のうち、可動部分ＬＫ２２から張り出した部分には、モータＭＯａ４が取り付けられる。すなわち、モータＭＯａ４は、可動部分ＬＫ２２が方向Ｄｍ２ｐ又はＤｍ２ｍに移動した場合に可動部分ＬＫ２２と一緒に移動するように、可動部分ＬＫ２２にステーＡＲ４１を介して取り付けられる。

【0050】

また、ステーＡＲ４１には、プーリＡＲ４３及びＡＲ４４が並列に設けられている。例えば、プーリＡＲ４３は、伝達軸ＡＲ４２に取り付けられる。また、プーリＡＲ４４は、方向Ｄｅ２からの平面視において、全体が可動部分ＬＫ２３と重なるように、配置される。タイミングベルトＡＲ４５は、プーリＡＲ４３の回転がプーリＡＲ４４に伝達されるように、プーリＡＲ４３とプーリＡＲ４４とを連結する。プーリＡＲ４４には、伝達軸ＡＲ４６が取り付けられている。例えば、伝達軸ＡＲ４６の中心軸は、軸Ａｘ４に対応する。伝達軸ＡＲ４６は、ギアＡＲ４７を介して可動部分ＬＫ２３と連結している。

【0051】

これにより、例えば、モータＭＯａ４が回転した場合、伝達軸ＡＲ４２、プーリＡＲ４３、タイミングベルトＡＲ４５、プーリＡＲ４４、伝達軸ＡＲ４６、及び、ギアＡＲ４７を介して、可動部分ＬＫ２３にモータＭＯａ４の回転が伝達される。この結果、可動部分ＬＫ２３は、軸Ａｘ４を回転軸として回転する。なお、ステーＡＲ４１は、可動部分ＬＫ２２に取り付けられており、可動部分ＬＫ２３は可動部分ＬＫ２２に対して回転可能に取り付けられている。このため、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘ４を回転軸として回転した場合でも、モータＭＯａ４及びステーＡＲ４１が軸Ａｘ４を回転軸として回転することはない。また、関節機構ＡＲ４及びモータＭＯａ４は、可動部分ＬＫ２２が方向Ｄｍ２ｐ又はＤｍ２ｍに移動した場合、可動部分ＬＫ２２と一緒に移動する。

【0052】

ここで、例えば、関節機構ＡＲ４による回転動作では、関節機構ＡＲ２、ＡＲ３又はＡＲ５による旋回動作に比べて、駆動源であるモータＭＯａ４の出力位置と実際に回転する可動部分ＬＫ２３との軸Ａｘ４に沿う距離が、回転精度に与える影響が大きくなる。なお、軸Ａｘ４に沿う距離は、可動部分ＬＫ２３が回転する際の回転軸に沿う距離である。モータＭＯａ４の出力位置と可動部分ＬＫ２３との軸Ａｘ４に沿う距離が長い場合、モータＭＯａ４の出力位置と可動部分ＬＫ２３との軸Ａｘ４に沿う距離が短い場合に比べて、回転時のリンクＬＫ２のたわみ等による軸Ａｘ４（回転軸）に対する偏心が大きくなる。また、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘｔｅ２に沿って移動している最中、又は、リンクＬＫ２が旋回している最中に、モータＭＯａ４の出力位置と可動部分ＬＫ２３との軸Ａｘ４に沿う距離が変化した場合、軸Ａｘ４に対する偏心等が大きくなる。

【0053】

本実施形態では、上述したように、関節機構ＡＲ４及びモータＭＯａ４は、可動部分ＬＫ２２が方向Ｄｍ２ｐ又はＤｍ２ｍに移動した場合、可動部分ＬＫ２２と一緒に移動する。このため、本実施形態では、伸縮機構ＴＥ２により伸縮動作が行われた場合においても、可動部分ＬＫ２３に対するモータＭＯａ４の相対的な位置は、変化しない。この結果、本実施形態では、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘｔｅ２に沿って移動している最中、又は、リンクＬＫ２が旋回している最中であっても、偏芯の大きさを小さくすることができ、軸Ａｘ４を回転軸として可動部分ＬＫ２３を安定して回転させることができる。なお、本実施形態では、モータＭＯａ４はステーＡＲ４１を介して可動部分ＬＫ２２に取り付けられているため、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘ４を回転軸として回転した場合でも、モータＭＯａ４自体は軸Ａｘ４の周りを回転（公転）しない。そのため、回転（公転）に伴う外乱が発生することはない。

【0054】

また、本実施形態では、関節機構ＡＲ４により可動部分ＬＫ２３が回転する場合の可動部分ＬＫ２３の回転軸は、可動部分ＬＫ２２の中心軸と平行である。例えば、リンクＬＫ２は、可動部分ＬＫ２２が移動する際の軸Ａｘｔｅ２（ボールねじＴＥ２２の中心軸及び可動部分ＬＫ２２の中心軸）が、可動部分ＬＫ２３が回転する際の軸Ａｘ４と同じ軸又はほぼ同じ軸になるように、構成されている。これにより、本実施形態では、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘ４を回転軸として回転している最中に、可動部分ＬＫ２２を軸Ａｘｔｅ２に沿って移動させた場合でも、リンクＬＫ２全体のたわみ及び偏心等を抑制することができる。この結果、本実施形態では、ロボット１０を精度よく制御することができる。また、本実施形態では、可動部分ＬＫ２３の重心が、可動部分ＬＫ２３が回転する際の軸Ａｘ４上に位置するように、リンクＬＫ２を構成することが好ましい。この場合、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘ４を回転軸として回転する際に生ずる慣性を小さくすることができ、リンクＬＫ２全体のたわみ及び偏心等をさらに抑制することができる。

【0055】

また、本実施形態では、リンクＬＫ２の伸縮は、支持部分ＬＫ２１に対して可動部分ＬＫ２２が軸Ａｘｔｅ２に沿って移動することにより実現され、リンクＬＫ２の回転は、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘ４を回転軸として回転することにより実現される。このように、本実施形態では、リンクＬＫ２の伸縮及び回転を行う際の制御対象が可動部分ＬＫ２２と可動部分ＬＫ２３とに分離されているため、リンクＬＫ２を動かすためのモータＭＯｔ２及びＭＯａ４の制御が煩雑になることを抑制することができる。

【0056】

また、本実施形態では、可動部分ＬＫ２３の方向Ｄｅ２に沿う長さ（長手方向の長さ）をある程度長く（例えば、可動部分ＬＫ２３の径よりも長く）することにより、可動部分ＬＫ２３の重量を大きくしている。これにより、本実施形態では、可動部分ＬＫ２３の固有振動周波数を小さくすることができる。この結果、本実施形態では、リンクＬＫ３に取り付けられたエンドエフェクタ２０による作業の最中に発生する振動を吸収することができ、リンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０の振動を抑制することができる。また、本実施形態では、可動部分ＬＫ２３の固有振動周波数が小さいため、ロボット１０のうちの関節機構ＡＲ５から土台部ＢＳＰまでの部分における振動がリンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０に伝搬することを抑制することができる。特に、リンクＬＫ１及びＬＫ２を伸縮中又は伸長した状態でのリンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０の動作精度が重要になるロボットシステム１では、可動部分ＬＫ２３の方向Ｄｅ２に沿う長さ及び可動部分ＬＫ２３の重量をある程度大きくすることが重要である。

【0057】

なお、リンクＬＫ２の構成は、図２に示す例に限定されない。例えば、リンクＬＫ２が収縮した場合に、可動部分ＬＫ２２の少なくとも一部は、可動部分ＬＫ２３に格納されてもよい。あるいは、リンクＬＫ２が収縮した場合、可動部分ＬＫ２２の一部が支持部分ＬＫ２１に格納され、可動部分ＬＫ２２の他の一部が可動部分ＬＫ２３に格納されてもよい。また、例えば、リンクＬＫ２が最大限に収縮した場合に、可動部分ＬＫ２２の一部が支持部分ＬＫ２１の内部に格納されずに、支持部分ＬＫ２１から露出していてもよい。また、可動部分ＬＫ２２は、可動部分ＬＫ２３と一体に構成されてもよい。また、支持部分ＬＫ２１と可動部分ＬＫ２２とが一体に構成され、一体に構成された支持部分ＬＫ２１及び可動部分ＬＫ２２に対して可動部分ＬＫ２３を相対的に移動させる伸縮機構が伸縮機構ＴＥ２としてリンクＬＫ２に設けられてもよい。

【0058】

次に、図３を参照しながら、伸縮機構ＴＥ１を含むリンクＬＫ１の一例について説明する。

【0059】

図３は、伸縮機構ＴＥ１を含むリンクＬＫ１の一例を説明するための説明図である。図３の上段は、収縮している状態のリンクＬＫ１を示し、図３の下段は、伸長している状態のリンクＬＫ１を示している。また、図３では、図２と同様に、説明を分かり易くするために、リンクＬＫ１の伸縮方向を示す方向Ｄｍ１を、符号の末尾に“ｐ”又は“ｍ”を付して、区別して図示している。方向Ｄｍ１ｍは、リンクＬＫ１が収縮する方向を示し、方向Ｄｍ１ｐは、方向Ｄｍ１ｍの反対方向であり、リンクＬＫ１が伸長する方向を示す。

【0060】

リンクＬＫ１は、図１において説明したように、支持部分ＬＫ１１と、可動部分ＬＫ１２及びＬＫ１３と、伸縮機構ＴＥ１と、モータＭＯｔ１とを含む。支持部分ＬＫ１１は、中空である。支持部分ＬＫ１１の内部には、伸縮機構ＴＥ１が設けられる。

【0061】

伸縮機構ＴＥ１は、例えば、可動部分ＬＫ１２の２つの端部のうちの可動部分ＬＫ１３から遠い端部に固定されたナットＴＥ１１と、方向Ｄｅ１１に沿って延在し、ナットＴＥ１１に挿通されるボールねじＴＥ１２とを含む。ボールねじＴＥ１２は、伸縮機構ＴＥ１を駆動するモータＭＯｔ１に取り付けられている。そして、ボールねじＴＥ１２は、モータＭＯｔ１の回転に伴い、軸Ａｘｔｅ１を回転軸として回転する。軸Ａｘｔｅ１は、例えば、ボールねじＴＥ１２の中心軸である。

【0062】

ここで、可動部分ＬＫ１２は、ボールねじＴＥ１２が回転した場合でも、軸Ａｘｔｅ１を回転軸として回転しないように、支持部分ＬＫ１１に接続される。これにより、可動部分ＬＫ１２に固定されたナットＴＥ１１は、ボールねじＴＥ１２の回転に伴い、軸Ａｘｔｅ１に沿って移動する。また、ナットＴＥ１１が可動部分ＬＫ１２に固定されているため、可動部分ＬＫ１２は、ナットＴＥ１１の移動に伴い、軸Ａｘｔｅ１（すなわち、方向Ｄｅ１１）に沿って移動する。このように、ボールねじＴＥ１２は、可動部分ＬＫ１２を移動可能に支持する。なお、可動部分ＬＫ１２は、ボールねじＴＥ１２を格納可能に構成される。

【0063】

モータＭＯｔ１の回転方向を切り替えることにより、ナットＴＥ１１の移動方向、すなわち、可動部分ＬＫ１２の移動方向が、方向Ｄｍ１ｐと方向Ｄｍ１ｍとの間で切り替わる。例えば、モータＭＯｔ１の回転が第１の回転方向の回転である場合、ナットＴＥ１１は、方向Ｄｍ１ｐに移動し、モータＭＯｔ１の回転が第１の回転方向の回転に対して逆回転となる第２の回転方向の回転である場合、ナットＴＥ１１は、方向Ｄｍ１ｍに移動する。

【0064】

例えば、可動部分ＬＫ１２が支持部分ＬＫ１１の内部に格納された状態において、ロボットコントローラ３０がモータＭＯｔ１を第１の回転方向に回転させた場合、ナットＴＥ１１の移動に伴い、可動部分ＬＫ１２は、支持部分ＬＫ１１から徐々に突出する。これにより、リンクＬＫ１は、方向Ｄｍ１ｐに伸長する。図３に示す例では、リンクＬＫ１は、最大で、可動部分ＬＫ１２の長さとほぼ同じ長さだけ伸長する。また、可動部分ＬＫ１２が支持部分ＬＫ１１から突出している状態において、ロボットコントローラ３０がモータＭＯｔ１を第２の回転方向に回転させた場合、ナットＴＥ１１の移動に伴い、可動部分ＬＫ１２は、支持部分ＬＫ１１の内部に徐々に格納される。これにより、リンクＬＫ１は、方向Ｄｍ１ｍに収縮する。このように、リンクＬＫ１が収縮した場合、可動部分ＬＫ１２の少なくとも一部が支持部分ＬＫ１１の内部に格納される。

【0065】

なお、リンクＬＫ１の構成は、図３に示す例に限定されない。例えば、リンクＬＫ１が収縮した場合に、可動部分ＬＫ１２の少なくとも一部は、可動部分ＬＫ１３に格納されてもよい。あるいは、リンクＬＫ１が収縮した場合、可動部分ＬＫ１２の一部が支持部分ＬＫ１１に格納され、可動部分ＬＫ１２の他の一部が可動部分ＬＫ１３に格納されてもよい。また、例えば、リンクＬＫ１が最大限に収縮した場合に、可動部分ＬＫ１２の一部が支持部分ＬＫ１１の内部に格納されずに、支持部分ＬＫ１１から露出していてもよい。また、可動部分ＬＫ１２は、可動部分ＬＫ１３と一体に構成されてもよい。また、支持部分ＬＫ１１と可動部分ＬＫ１２とが一体に構成され、一体に構成された支持部分ＬＫ１１及び可動部分ＬＫ１２に対して可動部分ＬＫ１３を相対的に移動させる伸縮機構が伸縮機構ＴＥ１としてリンクＬＫ１に設けられてもよい。

【0066】

次に、図４を参照しながら、ロボット１０の利点について説明する。

【0067】

図４は、図１に示したロボット１０の利点を説明するための説明図である。なお、図４では、ロボット１０と対比される形態として、伸縮機構ＴＥ１及びＴＥ２がロボット１０から省かれたロボット１０Ｚ（垂直６軸多関節ロボット）が点線で示されている。図４では、棚ＲＫに配置された物品ＧＤに対する作業を例にして、ロボット１０の利点を説明する。先ず、ロボット１０と対比されるロボット１０Ｚについて説明する。

【0068】

対比例のロボット１０Ｚは、リンクＬＫ１及びＬＫ２の代わりにリンクＬＫ１ｚ及びＬＫ２ｚを有することを除いて、ロボット１０と同様である。リンクＬＫ１ｚ及びＬＫ２ｚは、所定の長さで固定され、伸縮しない。図４に示す例では、リンクＬＫ１ｚの長さは、リンクＬＫ１を最大限に収縮した場合のリンクＬＫ１の長さとほぼ同じ長さであり、リンクＬＫ２ｚの長さは、リンクＬＫ２を最大限に伸長した場合のリンクＬＫ２の長さとほぼ同じ長さである。なお、リンクＬＫ１ｚの長さは、リンクＬＫ１を最大限に伸長した場合のリンクＬＫ１の長さとほぼ同じ長さであってもよい。

【0069】

リンクＬＫ１ｚ及びＬＫ２ｚを伸縮可能とせずに、リンクＬＫ１ｚ及びＬＫ２ｚの一方又は両方を単純に長くしたロボット１０Ｚでは、ロボット１０Ｚ自体が大型化する。このため、ロボット１０Ｚが用いられる場合、ロボット１０Ｚを設置するスペース、又は、ロボット１０Ｚが移動するスペースを、ロボット１０が用いられる場合に比べて、大きくする必要がある。従って、リンクＬＫ１ｚ及びＬＫ２ｚを伸縮できない形態（例えば、ロボット１０Ｚ）では、大型のロボットを設置するスペースを確保できない場合、ロボットの先端部が到達可能な領域を広くすることが困難である。

【0070】

また、ロボット１０Ｚでは、例えば、棚ＲＫの奥に配置された物品ＧＤを棚ＲＫの奥から前方に取り出す場合、リンクＬＫ１ｚ及びＬＫ２ｚを旋回させて、リンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０を直線的に動かす必要がある。このため、ロボット１０Ｚでは、リンクＬＫ３の可動スペース以外に、リンクＬＫ１ｚ及びＬＫ２ｚの可動スペースが必要となる。従って、ロボット１０Ｚでは、物品ＧＤの周辺（特に前上方）に他の物品ＧＤや棚ＲＫの枠ＦＲＭ等がある場合、他の物品ＧＤや棚ＲＫの枠ＦＲＭ等が障害物となりロボット１０Ｚの動作と干渉するため、ロボット１０Ｚによる所望の作業ができないおそれがある。

【0071】

これに対し、本実施形態では、上述したように、リンクＬＫ２が伸縮するため、ロボット１０の全体が大きくなることを抑制しつつ、ロボット１０の先端部（例えば、リンクＬＫ３）が到達可能な領域を広くすることができる。これにより、本実施形態では、ロボット１０Ｚを設置するためのスペースを確保できない狭い場所にも、ロボット１０を設置することができる。この結果、本実施形態では、ロボット１０は、狭い場所においても、リンクＬＫ２を伸縮することにより、ロボット１０に近い場所に配置された物品に対する作業、及び、ロボット１０から遠い場所に配置された物品に対する作業の両方を効率よく行うことができる。

【0072】

また、本実施形態では、ロボット１０は、リンクＬＫ２を伸縮することにより、図４の破線の矢印で示すように、リンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０を直線的に動かすことができる。このため、本実施形態では、ロボット１０は、棚ＲＫの枠ＦＲＭ等の障害物がある狭い空間においても、リンクＬＫ２を伸縮することにより、棚ＲＫの奥に配置された物品ＧＤに対する作業を容易に行うことができる。また、本実施形態では、例えば、関節機構ＡＲ２及びＡＲ３を同時に駆動しなくても、伸縮機構ＴＥ２を駆動することにより、リンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０を直線的に動かすことができる。このため、本実施形態では、複数の関節機構ＡＲの制御が煩雑になることを抑制することができ、リンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０を直線的に動かす場合の精度を向上させることができる。

【0073】

さらに、本実施形態では、上述したように、リンクＬＫ１が伸縮するため、ロボット１０の全体が大きくなることを抑制しつつ、ロボット１０の先端部が到達可能な領域をリンクＬＫ１が伸縮しない形態に比べて広くすることができる。これにより、本実施形態では、ロボット１０は、リンクＬＫ１が伸縮しない形態では届かない高い位置に配置された物品ＧＤに対して作業することが可能となる。また、本実施形態では、ロボット１０は、伸縮機構ＴＥ１により関節機構ＡＲ３を高い位置に移動させることにより、棚ＲＫの高い位置で、かつ棚ＲＫの奥に配置された物品ＧＤに対する作業を容易に行うことができる。

【0074】

次に、図５を参照しながら、ロボットコントローラ３０のハードウェア構成について説明する。

【0075】

図５は、図１に示したロボットコントローラ３０のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0076】

ロボットコントローラ３０は、ロボットコントローラ３０の各部を制御する処理装置３２と、各種情報を記憶するメモリ３３と、通信装置３４と、作業者等による操作を受け付ける操作装置３５と、表示装置３６と、ドライバ回路３７とを有する。

【0077】

メモリ３３は、例えば、処理装置３２の作業領域として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリと、制御プログラムＰＧｒ等の各種情報を記憶するＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリとの、一方又は両方を含む。なお、メモリ３３は、ロボットコントローラ３０に着脱可能であってもよい。具体的には、メモリ３３は、ロボットコントローラ３０に着脱されるメモリカード等の記憶媒体であってもよい。また、メモリ３３は、例えば、ロボットコントローラ３０とネットワーク等を介して通信可能に接続された記憶装置（例えば、オンラインストレージ）であってもよい。

【0078】

図５に示すメモリ３３は、制御プログラムＰＧｒを記憶している。本実施形態では、制御プログラムＰＧｒは、例えば、ロボットコントローラ３０がロボット１０の動作を制御するためのアプリケーションプログラムを含む。但し、制御プログラムＰＧｒは、例えば、処理装置３２がロボットコントローラ３０の各部を制御するためのオペレーティングロボットシステムプログラムを含んでもよい。

【0079】

処理装置３２は、ロボットコントローラ３０の全体を制御するプロセッサであり、例えば、１又は複数のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んで構成される。処理装置３２は、例えば、メモリ３３に記憶された制御プログラムＰＧｒを実行し、制御プログラムＰＧｒに従って動作することで、ロボット１０の動作を制御する。なお、制御プログラムＰＧｒは、ネットワーク等を介して他の装置から送信されてもよい。

【0080】

また、例えば、処理装置３２が複数のＣＰＵを含んで構成される場合、処理装置３２の機能の一部又は全部は、これら複数のＣＰＵが制御プログラムＰＧｒ等のプログラムに従って協働して動作することで実現されてもよい。また、処理装置３２は、１又は複数のＣＰＵに加え、又は、１又は複数のＣＰＵのうち一部又は全部に代えて、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、又は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のハードウェアを含んで構成されるものであってもよい。この場合、処理装置３２の機能の一部又は全部は、ＤＳＰ等のハードウェアにより実現されてもよい。

【0081】

通信装置３４は、ロボットコントローラ３０の外部に存在する外部装置と通信を行うためのハードウェアである。例えば、通信装置３４は、近距離無線通信によって外部装置と通信する機能を有する。なお、通信装置３４は、移動体通信網又はネットワークを介して外部装置と通信する機能をさらに有してもよい。

【0082】

操作装置３５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、スイッチ、ボタン及びセンサ等）である。例えば、操作装置３５は、作業者の操作を受け付け、操作に応じた操作情報を処理装置３２に出力する。なお、例えば、表示装置３６の表示面に対する接触を検出するタッチパネルが、操作装置３５として採用されてもよい。

【0083】

表示装置３６は、外部への出力を実施するディスプレイ等の出力デバイスである。表示装置３６は、例えば、処理装置３２による制御のもとで、画像を表示する。なお、操作装置３５及び表示装置３６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

【0084】

ドライバ回路３７は、処理装置３２による制御のもとで、ロボット１０を駆動するための信号をロボット１０に出力するハードウェアである。例えば、ドライバ回路３７は、処理装置３２による制御のもとで、モータＭＯａ１、ＭＯａ２、ＭＯａ２、ＭＯａ４、ＭＯａ５、ＭＯａ６、ＭＯｔ１及びＭＯｔ２等を駆動する信号をロボット１０に出力する。なお、モータＭＯａ１、ＭＯａ２、ＭＯａ２、ＭＯａ４、ＭＯａ５及びＭＯａ６は、関節機構ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３、ＡＲ４、ＡＲ５及びＡＲ６をそれぞれ駆動するモータである。また、モータＭＯｔ１及びＭＯｔ２は、伸縮機構ＴＥ１及びＴＥ２をそれぞれ駆動するモータである。

【0085】

このように、ロボットコントローラ３０は、モータＭＯａ１、ＭＯａ２、ＭＯａ２、ＭＯａ４、ＭＯａ５、ＭＯａ６、ＭＯｔ１及びＭＯｔ２を制御することにより、ロボット１０の動作を制御する。

【0086】

以上、本実施形態では、ロボット１０は、ボディ部ＢＤＰと、リンクＬＫ３と、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ３を接続する複数のリンクＬＫ１及びＬＫ２と、関節機構ＡＲ３と、関節機構ＡＲ５とを有する。関節機構ＡＲ３は、リンクＬＫ１とリンクＬＫ２を接続し、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ３を回転軸としてリンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して回転させる。関節機構ＡＲ５は、リンクＬＫ２とリンクＬＫ３を接続し、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ５を回転軸としてリンクＬＫ３をリンクＬＫ２に対して回転させる。リンクＬＫ２は、リンクＬＫ１に接続される支持部分ＬＫ２１と、リンクＬＫ３に接続される可動部分ＬＫ２３と、支持部分ＬＫ２１と可動部分ＬＫ２３を接続する可動部分ＬＫ２２と、関節機構ＡＲ４と、伸縮機構ＴＥ２とを有する。関節機構ＡＲ４は、支持部分ＬＫ２１が延在する方向Ｄｅ２１とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ４を回転軸として、可動部分ＬＫ２３を支持部分ＬＫ２１に対して回転させる。伸縮機構ＴＥ２は、支持部分ＬＫ２１に対して可動部分ＬＫ２２を支持部分ＬＫ２１の延在方向（方向Ｄｅ２１）に沿って移動させることにより、リンクＬＫ２を伸縮させる。

【0087】

このように、本実施形態では、伸縮機構ＴＥ２により、リンクＬＫ２が伸縮する。このため、本実施形態では、ロボット１０の全体が大きくなることを抑制しつつ、ロボット１０の先端部（例えば、リンクＬＫ３）が到達可能な領域を広くすることができる。これにより、本実施形態では、大型のロボットを設置するためのスペースを確保できない狭い場所にも、ロボット１０を設置することができる。すなわち、本実施形態では、狭い場所で用いられるロボット１０においても、ロボット１０の先端部（例えば、リンクＬＫ３）が到達可能な領域を広くすることができる。

【0088】

また、本実施形態では、リンクＬＫ２の可動部分ＬＫ２３の回転が関節機構ＡＲ４により行われ、リンクＬＫ２の伸縮が伸縮機構ＴＥ２により行われる。このため、本実施形態では、リンクＬＫ２の可動部分ＬＫ２３の回転及びリンクＬＫ２の伸縮の制御が煩雑になることを抑制することができる。

【0089】

また、本実施形態では、支持部分ＬＫ２１は、中空である。リンクＬＫ２が収縮した場合、可動部分ＬＫ２２の少なくとも一部が、支持部分ＬＫ２１の内部に格納される。これにより、本実施形態では、リンクＬＫ２の伸縮を簡易な構成で実現することができる。

【0090】

また、本実施形態では、ロボット１０は、関節機構ＡＲ４を駆動するモータＭＯａ４をさらに含む。モータＭＯａ４は、可動部分ＬＫ２２が支持部分ＬＫ２１の延在方向（方向Ｄｅ２１）に沿って移動した場合、可動部分ＬＫ２２と一緒に移動するように、可動部分ＬＫ２２に取り付けられる。

【0091】

これにより、本実施形態では、モータＭＯａ４とモータＭＯａ４の回転に応じて回転する可動部分ＬＫ２３との相対的な位置関係は、リンクＬＫ２が伸縮した場合においても、一定の位置関係に維持される。この結果、本実施形態では、可動部分ＬＫ２３が方向Ｄｅ２１に沿って移動している最中、又は、リンクＬＫ２が旋回している最中であっても、軸Ａｘ４を回転軸として可動部分ＬＫ２３を安定して回転させることができる。また、本実施形態では、モータＭＯａ４が可動部分ＬＫ２２に取り付けられるため、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘ４を回転軸として回転した場合でも、モータＭＯａ４自体は軸Ａｘ４の周りを回転（公転）しない。このため、本実施形態では、モータＭＯａ４自体の公転に伴う外乱の発生を抑制することができる。

【0092】

また、本実施形態では、関節機構ＡＲ４により可動部分ＬＫ２３が回転する場合の可動部分ＬＫ２３の回転軸（軸Ａｘ４）は、可動部分ＬＫ２２の中心軸と平行である。これにより、本実施形態では、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘ４を回転軸として回転している最中に、可動部分ＬＫ２２を方向Ｄｅ２１に沿って移動させた場合でも、リンクＬＫ２全体のたわみ及び偏心等を抑制することができる。この結果、本実施形態では、ロボット１０を精度よく制御することができる。

【0093】

また、本実施形態では、リンクＬＫ１は、支持部分ＬＫ１１と、リンクＬＫ２に接続される可動部分ＬＫ１３と、支持部分ＬＫ１１と可動部分ＬＫ１３を接続する可動部分ＬＫ１２と、伸縮機構ＴＥ１とを含む。伸縮機構ＴＥ１は、支持部分ＬＫ１１に対して可動部分ＬＫ１２を支持部分ＬＫ１１が延在する方向Ｄｅ１１に沿って移動させることにより、リンクＬＫ１を伸縮させる。

【0094】

このように、本実施形態では、伸縮機構ＴＥ１により、リンクＬＫ１が伸縮する。このため、本実施形態では、ロボット１０の全体が大きくなることを抑制しつつ、ロボット１０の先端部が到達可能な領域をリンクＬＫ１が伸縮しない形態に比べて広くすることができる。これにより、本実施形態では、例えば、ロボット１０は、リンクＬＫ１が伸縮しない形態では届かない高い位置に配置された物品ＧＤに対して作業する事が可能となる。また、本実施形態では、ロボット１０は、伸縮機構ＴＥ１により関節機構ＡＲ３を高い位置に移動させることにより、棚ＲＫの高い位置で、かつ棚ＲＫの奥に配置された物品ＧＤに対する作業を容易に行うことができる。

【0095】

また、本実施形態では、支持部分ＬＫ１１は、中空である。リンクＬＫ１が収縮した場合、可動部分ＬＫ１２の少なくとも一部が、支持部分ＬＫ１１の内部に格納される。これにより、本実施形態では、リンクＬＫ１の伸縮を簡易な構成で実現することができる。

【0096】

また、本実施形態では、ロボット１０は、関節機構ＡＲ１と関節機構ＡＲ２とをさらに有する。関節機構ＡＲ１は、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向Ｄｖ１とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ１を回転軸として、ボディ部ＢＤＰの少なくとも一部分を回転させる。関節機構ＡＲ２は、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ１を接続し、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向Ｄｖ１とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ２を回転軸としてリンクＬＫ１をボディ部ＢＤＰに対して回転させる。リンクＬＫ３は、関節機構ＡＲ５によりリンクＬＫ３が回転する場合のリンクＬＫの回転軸（軸Ａｘ５）とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ６を回転軸として、リンクＬＫ３の少なくとも一部分をリンクＬＫ２に対して回転させる関節機構ＡＲ６を含む。このように、本実施形態に係る発明は、垂直６軸多関節ロボットに適用されてもよい。

【0097】

また、本実施形態では、リンクＬＫ１は、ボディ部ＢＤＰに接続される支持部分ＬＫ１１と、リンクＬＫ２に接続される可動部分ＬＫ１３と、支持部分ＬＫ１１と可動部分ＬＫ１３を接続する可動部分ＬＫ１２と、伸縮機構ＴＥ１とを含む。伸縮機構ＴＥ１は、支持部分ＬＫ１１に対して可動部分ＬＫ１２を支持部分ＬＫ１１が延在する方向Ｄｅ１１に沿って移動させることにより、リンクＬＫ１を伸縮させる。このように、本実施形態では、垂直６軸多関節ロボットに２つの伸縮機構を追加することにより、先端部（例えば、リンクＬＫ３）が到達可能な領域を広くしたロボット１０を簡易に構成することができる。

【0098】

また、本実施形態では、ロボットコントローラ３０は、関節機構ＡＲ１を駆動するモータＭＯａ１、関節機構ＡＲ２を駆動するモータＭＯａ２、関節機構ＡＲ３を駆動するモータＭＯａ３、関節機構ＡＲ４を駆動するモータＭＯａ４、関節機構ＡＲ５を駆動するモータＭＯａ５、関節機構ＡＲ６を駆動するモータＭＯａ６、伸縮機構ＴＥ１を駆動するモータＭＯｔ１、及び、伸縮機構ＴＥ２を駆動するモータＭＯｔ２を制御することにより、ロボット１０の動作を制御する。このように、本実施形態では、ロボットコントローラ３０により、ロボット１０の動作を容易に制御することができる。

【0099】

また、本実施形態では、ロボットシステム１は、ロボット１０と、リンクＬＫ３に取り付けられたエンドエフェクタ２０と、ロボット１０及びエンドエフェクタ２０の動作を制御するロボットコントローラ３０とを有する。このように、本実施形態では、全体の大きさが大きくなることを抑制しつつ、先端部（例えば、リンクＬＫ３）が到達可能な領域を広くしたロボット１０がロボットシステム１に用いられる。このため、本実施形態では、狭い場所においても、ロボットシステム１は、ロボット１０に近い場所に配置された物品に対する作業、及び、ロボット１０から遠い場所に配置された物品に対する作業の両方を効率よく行うことができる。例えば、部品を組み付ける、又は、部品を取り除くことを含む物品の製造方法にロボットシステム１が用いられてもよい。この場合、部品を組み付ける、又は、部品を取り除く作業を効率よく実行することができる。

【0100】

［２．第２実施形態］
次に、図６を参照しながら、第２実施形態に係るロボットシステム１の概要の一例について説明する。

【0101】

図６は、第２実施形態に係るロボットシステム１の概要を説明するための説明図である。図１から図５において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0102】

図６に示すロボットシステム１は、図１に示したロボット１０の代わりにロボット１０Ａを有することを除いて、図１に示したロボットシステム１と同様である。例えば、図６に示すロボットシステム１は、ロボット１０Ａと、ロボット１０Ａに着脱可能に取り付けられるエンドエフェクタ２０と、ロボット１０Ａ及びエンドエフェクタ２０の動作を制御するロボットコントローラ３０とを有する。ロボット１０Ａは、「多関節ロボット」の他の例である。

【0103】

ロボット１０Ａは、図１に示したリンクＬＫ２の代わりにリンクＬＫ２ａを有することを除いて、図１に示したロボット１０と同様である。リンクＬＫ２ａは、「第２リンク」の他の例である。以下では、リンクＬＫ２ａを中心に説明する。

【0104】

リンクＬＫ２ａは、リンクＬＫ２と同様に、リンクＬＫ２ａが延在する方向Ｄｅ２に沿って伸縮可能に構成される。但し、リンクＬＫ２ａは、軸Ａｘ４を回転軸として可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａの両方が回転するように構成されている点が、リンクＬＫ２と相違する。

【0105】

例えば、リンクＬＫ２ａは、リンクＬＫ１に接続される支持部分ＬＫ２１ａと、可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａと、伸縮機構ＴＥ２と、関節機構ＡＲ４ａと、関節機構ＡＲ４ａを駆動するモータＭＯａ４とを含む。可動部分ＬＫ２２ａは、支持部分ＬＫ２１ａと可動部分ＬＫ２３ａを接続する。可動部分ＬＫ２３ａは、リンクＬＫ３に接続される。本実施形態においても、第１実施形態と同様に、支持部分ＬＫ２１ａ、可動部分ＬＫ２２ａ及び可動部分ＬＫ２３ａの各々が方向Ｄｅ２に沿って延在し、支持部分ＬＫ２１が延在する方向Ｄｅ２１が、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２である場合を想定する。従って、本実施形態においても、方向Ｄｅ２は、支持部分ＬＫ２１ａ、可動部分ＬＫ２２ａ及び可動部分ＬＫ２３ａの各々の長手方向に該当する。

【0106】

伸縮機構ＴＥ２は、図１に示した伸縮機構ＴＥ２と同様に、支持部分ＬＫ２１ａと可動部分ＬＫ２２ａを接続し、可動部分ＬＫ２２ａを支持部分ＬＫ２１ａに対して、支持部分ＬＫ２１ａが延在する方向Ｄｅ２１に沿って移動させる。可動部分ＬＫ２２ａが方向Ｄｅ２１に沿って移動することにより、可動部分ＬＫ２３ａが方向Ｄｅ２１に沿って移動する。可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａが方向Ｄｅ２１に沿って移動することにより、リンクＬＫ２ａは、方向Ｄｅ２１（すなわち、方向Ｄｅ２）に沿って伸縮する。

【0107】

関節機構ＡＲ４ａは、支持部分ＬＫ２１ａが延在する方向Ｄｅ２１と平行な軸Ａｘ４を回転軸として、可動部分ＬＫ２２ａを支持部分ＬＫ２１に対して回転させることにより、可動部分ＬＫ２３ａを支持部分ＬＫ２１に対して回転させる。例えば、可動部分ＬＫ２３ａは、可動部分ＬＫ２２ａと一緒に移動及び回転するように、可動部分ＬＫ２２ａと連結されている。図１の回転方向Ｄｒ４は、軸Ａｘ４を回転軸として回転する場合の可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａの回転方向を示す。なお、詳細は、図７において後述されるが、リンクＬＫ２では、関節機構ＡＲ４ａは、支持部分ＬＫ２１ａに取り付けられる。

【0108】

支持部分ＬＫ２１ａは、「第１部分」の他の例であり、可動部分ＬＫ２２ａは、「第３部分」の他の例であり、可動部分ＬＫ２３ａは、「第２部分」の他の例である。また、関節機構ＡＲ４ａは、「第３駆動機構」の他の例である。

【0109】

次に、図７を参照しながら、関節機構ＡＲ４ａ及び伸縮機構ＴＥ２を含むリンクＬＫ２ａの一例について説明する。

【0110】

図７は、図６に示したリンクＬＫ２ａの一例を説明するための説明図である。図１から図６において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。図７の上段は、収縮している状態のリンクＬＫ２ａを示し、図７の下段は、伸長している状態のリンクＬＫ２ａを示している。

【0111】

リンクＬＫ２ａは、図６において説明したように、支持部分ＬＫ２１ａと、可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａと、伸縮機構ＴＥ２と、関節機構ＡＲ４ａと、モータＭＯａ４と、モータＭＯｔ２とを含む。支持部分ＬＫ２１ａは、中空である。支持部分ＬＫ２１ａの内部には、伸縮機構ＴＥ２が設けられる。伸縮機構ＴＥ２は、図２に示した伸縮機構ＴＥ２と同様である。

【0112】

例えば、可動部分ＬＫ２２ａが支持部分ＬＫ２１ａの内部に格納された状態において、ロボットコントローラ３０がモータＭＯｔ２を第１の回転方向に回転させた場合、ナットＴＥ２１の移動に伴い、可動部分ＬＫ２２ａは、支持部分ＬＫ２１ａから徐々に突出する。これにより、リンクＬＫ２ａは、方向Ｄｍ２ｐに伸長する。また、可動部分ＬＫ２２ａが支持部分ＬＫ２１ａから突出している状態において、ロボットコントローラ３０がモータＭＯｔ２を第２の回転方向に回転させた場合、ナットＴＥ２１の移動に伴い、可動部分ＬＫ２２ａは、支持部分ＬＫ２１ａの内部に徐々に格納される。これにより、リンクＬＫ２ａは、方向Ｄｍ２ｍに収縮する。このように、リンクＬＫ２ａが収縮した場合、可動部分ＬＫ２２ａの少なくとも一部が支持部分ＬＫ２１ａの内部に格納される。

【0113】

本実施形態においても、例えば、リンクＬＫ２ａは、可動部分ＬＫ２２ａが移動する際の軸Ａｘｔｅ２が、可動部分ＬＫ２２ａが回転する際の軸Ａｘ４と同じ軸又はほぼ同じ軸になるように、構成されている。

【0114】

関節機構ＡＲ４ａは、例えば、支持部分ＬＫ２１ａの２つの端部のうちの可動部分ＬＫ２３ａに近い端部に取り付けられる。例えば、関節機構ＡＲ４ａは、ステーＡＲ４１ａと、モータＭＯａ４の回転が伝達される伝達軸ＡＲ４２ａと、伝達軸ＡＲ４２ａに取り付けられた回転ギアＡＲ４７ａとを有する。

【0115】

ステーＡＲ４１ａは、支持部分ＬＫ２１ａの２つの端部のうちの可動部分ＬＫ２３ａに近い端部に、可動部分ＬＫ２２ａから張り出すように取り付けられている。ステーＡＲ４１ａのうち、可動部分ＬＫ２２ａから張り出した部分には、モータＭＯａ４が取り付けられる。すなわち、モータＭＯａ４は、可動部分ＬＫ２２ａが移動しても移動しない支持部分ＬＫ２１ａに、ステーＡＲ４１ａを介して取り付けられる。

【0116】

また、ステーＡＲ４１ａには、伝達軸ＡＲ４２ａ及び回転ギアＡＲ４７ａが設けられている。例えば、回転ギアＡＲ４７ａは、方向Ｄｅ２からの平面視において、回転ギアＡＲ４７ａの中心に伝達軸ＡＲ４２ａが位置するように、伝達軸ＡＲ４２ａに取り付けられる。また、可動部分ＬＫ２２ａの外周には、可動部分ＬＫ２２ａを回転ギアＡＲ４７ａと噛み合う歯車として動作させるための複数の溝が設けられている。可動部分ＬＫ２２ａの外周に設けられた複数の溝の各々は、可動部分ＬＫ２２ａの長手方向（方向Ｄｅ２）に延在している。これにより、例えば、可動部分ＬＫ２２ａが支持部分ＬＫ２１ａに対して移動し、可動部分ＬＫ２２ａに対する回転ギアＡＲ４７ａの相対的な位置が変化した場合においても、可動部分ＬＫ２２ａは、回転ギアＡＲ４７ａと噛み合う。すなわち、リンクＬＫ２ａが方向Ｄｅ２１に沿って伸縮する場合に、可動部分ＬＫ２２ａがどの位置で停止しても、回転ギアＡＲ４７ａは、可動部分ＬＫ２２ａと噛み合った状態を維持することができる。

【0117】

これにより、例えば、モータＭＯａ４が回転した場合、モータＭＯａ４の回転が伝達される伝達軸ＡＲ４２ａの回転に伴い回転ギアＡＲ４７ａが回転し、回転ギアＡＲ４７ａの回転に伴い、回転ギアＡＲ４７ａと噛み合う可動部分ＬＫ２２ａが回転する。このように、モータＭＯａ４が回転した場合、伝達軸ＡＲ４２ａ及び回転ギアＡＲ４７ａを介して、可動部分ＬＫ２２ａにモータＭＯａ４の回転が伝達される。この結果、可動部分ＬＫ２２ａは、軸Ａｘ４を回転軸として回転する。また、可動部分ＬＫ２３ａは、可動部分ＬＫ２２ａと連結されているため、可動部分ＬＫ２２ａと一体的に回転する。なお、可動部分ＬＫ２２ａと可動部分ＬＫ２３ａとは一体的に構成されていてもよい。

【0118】

また、モータＭＯａ４は、ステーＡＲ４１ａを介して支持部分ＬＫ２１ａに取り付けられているため、可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａが回転した場合でも、軸Ａｘ４を回転軸として回転することはない。従って、本実施形態においても、可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａが軸Ａｘ４を回転軸として回転した場合でも、モータＭＯａ４自体は軸Ａｘ４の周りを回転（公転）しないため、回転（公転）に伴う外乱が発生することを抑制することができる。

【0119】

また、関節機構ＡＲ４ａにより可動部分ＬＫ２２ａが回転した場合、可動部分ＬＫ２２ａに固定されたナットＴＥ２１が、可動部分ＬＫ２２ａと一緒に回転する。この場合、ナットＴＥ２１の回転に伴いナットＴＥ２１がボールねじＴＥ２２に沿って移動しないように、ボールねじＴＥ２２が、ナットＴＥ２１と一緒に回転する。例えば、ボールねじＴＥ２２は、関節機構ＡＲ４ａにより可動部分ＬＫ２２ａが回転した場合にナットＴＥ２１と一緒にモータＭＯｔ２に対して空転するように、モータＭＯｔ２に取り付けられる。これにより、可動部分ＬＫ２２ａは、関節機構ＡＲ４ａにより回転した場合でも、軸Ａｘｔｅ２に沿って移動することはない。

【0120】

なお、伝達軸ＡＲ４２ａは、モータＭＯｔ２の回転に伴いボールねじＴＥ２２が回転した場合にモータＭＯａ４に対して空転しないように、モータＭＯａ４に取り付けられる。これにより、回転ギアＡＲ４７ａと噛み合った状態の可動部分ＬＫ２２ａは、ボールねじＴＥ２２が回転した場合でも、軸Ａｘ４を回転軸として回転することはない。従って、可動部分ＬＫ２２ａに固定されたナットＴＥ２１は、ボールねじＴＥ２２が回転した場合、軸Ａｘｔｅ２を回転軸として回転せずに、ボールねじＴＥ２２に対するナットＴＥ２１の相対的な位置が変化するように、軸Ａｘｔｅ２に沿って移動する。可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａは、ナットＴＥ２１の移動に伴い、軸Ａｘｔｅ２（すなわち、方向Ｄｅ２１）に沿って移動する。

【0121】

このように、関節機構ＡＲ４ａは、支持部分ＬＫ２１ａの２つの端部のうちの可動部分ＬＫ２３ａに近い端部に取り付けられ、リンクＬＫ２ａの伸縮状態にかかわらず、支持部分ＬＫ２１ａに対して可動部分ＬＫ２２ａを回転させることが可能である。

【0122】

次に、図８を参照しながら、関節機構ＡＲ４ａ及び伸縮機構ＴＥ２を含むリンクＬＫ２ａの別の例について説明する。

【0123】

図８は、図６に示したリンクＬＫ２ａの別の例を説明するための説明図である。図１から図７において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。図８の上段は、収縮している状態のリンクＬＫ２ａを示し、図８の下段は、伸長している状態のリンクＬＫ２ａを示している。

【0124】

図８に示すリンクＬＫ２ａは、可動部分ＬＫ２３ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さが図７に示した可動部分ＬＫ２３ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さよりも短いことを除いて、図７に示したリンクＬＫ２ａと同様である。例えば、可動部分ＬＫ２３ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さは、可動部分ＬＫ２３ａの径よりも短くてもよいし、可動部分ＬＫ２３ａの径と同じであってもよい。

【0125】

なお、図８に示す例では、支持部分ＬＫ２１ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さは、図７に示した支持部分ＬＫ２１ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さよりも長く、可動部分ＬＫ２２ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さは、図７に示した可動部分ＬＫ２２ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さよりも長い。但し、支持部分ＬＫ２１ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さは、図７に示した支持部分ＬＫ２１ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さと同じで、可動部分ＬＫ２２ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さは、図７に示した可動部分ＬＫ２２ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さと同じであってもよい。あるいは、支持部分ＬＫ２１ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さは、図７に示した支持部分ＬＫ２１ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さよりも短く、可動部分ＬＫ２２ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さは、図７に示した可動部分ＬＫ２２ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さよりも短くてもよい。

【0126】

本実施形態においても、上述したように、軸Ａｘｔｅ２と軸Ａｘ４とが同じ軸又はほぼ同じ軸になるように、リンクＬＫ２ａが構成されている。このため、本実施形態では、軸Ａｘ４を回転軸として可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａを回転させた場合、又は、可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａを軸Ａｘｔｅ２に沿って移動させた場合でも、リンクＬＫ２ａ全体のたわみ及び偏心等を抑制することができる。

【0127】

また、本実施形態においても、図７に示したように、可動部分ＬＫ２３ａの方向Ｄｅ２に沿う長さ（長手方向の長さ）をある程度長く（例えば、可動部分ＬＫ２３ａの径よりも長く）することにより、可動部分ＬＫ２３ａの重量を大きくしている。これにより、本実施形態においても、可動部分ＬＫ２３ａの固有振動周波数を小さくすることができる。

【0128】

また、本実施形態では、図８に示したように、可動部分ＬＫ２３ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さを短くした場合においても、可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａを一体に構成することにより、可動部分ＬＫ２２ａ及びＬＫ２３ａの固有振動周波数を小さくすることができる。

【0129】

このように、本実施形態においても、可動部分ＬＫ２３ａの固有振動周波数を小さくすることができるため、リンクＬＫ３に取り付けられたエンドエフェクタ２０による作業の最中に発生する振動を吸収することができる。本実施形態においても、リンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０の振動を抑制することができるため、リンクＬＫ１及びＬＫ２ａを伸縮中又は伸長した状態でのリンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０を精度よく動作させることができる。

【0130】

また、本実施形態においても、可動部分ＬＫ２３の固有振動周波数が小さいため、ロボット１０のうちの関節機構ＡＲ５から土台部ＢＳＰまでの部分における振動がリンクＬＫ３及びエンドエフェクタ２０に伝搬することを抑制することができる。

【0131】

また、本実施形態では、モータＭＯａ４が支持部分ＬＫ２１ａの２つの端部のうちの可動部分ＬＫ２３ａに近い端部に固定されているため、関節機構ＡＲ４ａからロボット１０Ａの先端部（例えば、リンクＬＫ３の端面ＬＫ３ｓｆ）までの部分の重量を軽量化することができる。

【0132】

また、本実施形態では、図８に示したように、可動部分ＬＫ２３ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さを短くした代わりに、支持部分ＬＫ２１ａ及び可動部分ＬＫ２２ａの方向Ｄｅ２１に沿う長さを長くすることにより、リンクＬＫ２ａの伸縮範囲を大きくすることができる。リンクＬＫ２ａの伸縮範囲は、例えば、リンクＬＫ２ａを最大限に収縮した場合のリンクＬＫ２ａの方向Ｄｅ２に沿う長さと、リンクＬＫ２ａを最大限に伸長した場合のリンクＬＫ２ａの方向Ｄｅ２に沿う長さとの差に対応する範囲である。

【0133】

以上、本実施形態では、ロボット１０Ａは、ボディ部ＢＤＰと、リンクＬＫ３と、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ３を接続する複数のリンクＬＫ１及びＬＫ２ａと、関節機構ＡＲ３と、関節機構ＡＲ５とを有する。関節機構ＡＲ３は、リンクＬＫ１とリンクＬＫ２ａを接続し、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ３を回転軸としてリンクＬＫ２ａをリンクＬＫ１に対して回転させる。関節機構ＡＲ５は、リンクＬＫ２ａとリンクＬＫ３を接続し、リンクＬＫ２ａが延在する方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ５を回転軸としてリンクＬＫ３をリンクＬＫ２ａに対して回転させる。リンクＬＫ２ａは、リンクＬＫ１に接続される支持部分ＬＫ２１ａと、リンクＬＫ３に接続される可動部分ＬＫ２３ａと、支持部分ＬＫ２１ａと可動部分ＬＫ２３ａを接続する可動部分ＬＫ２２ａと、関節機構ＡＲ４ａと、伸縮機構ＴＥ２とを有する。関節機構ＡＲ４ａは、支持部分ＬＫ２１ａが延在する方向Ｄｅ２１とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ４を回転軸として可動部分ＬＫ２２ａを支持部分ＬＫ２１ａに対して回転させることにより、可動部分ＬＫ２３ａを支持部分ＬＫ２１ａに対して回転させる。伸縮機構ＴＥ２は、支持部分ＬＫ２１ａに対して可動部分ＬＫ２２ａを支持部分ＬＫ２１ａの延在方向（方向Ｄｅ２１）に沿って移動させることにより、リンクＬＫ２ａを伸縮させる。本実施形態においても、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0134】

また、本実施形態では、ロボット１０Ａは、関節機構ＡＲ４ａに取り付けられ、関節機構ＡＲ４ａを駆動するモータＭＯａ４をさらに含む。関節機構ＡＲ４ａは、支持部分ＬＫ２１ａの２つの端部のうちの可動部分ＬＫ２３ａに近い端部に取り付けられ、リンクＬＫ２ａの伸縮状態にかかわらず、支持部分ＬＫ２１ａに対して可動部分ＬＫ２２ａを回転させることが可能である。このように、本実施形態では、関節機構ＡＲ４ａ及びモータＭＯａ４が支持部分ＬＫ２１ａに取り付けられているため、リンクＬＫ２ａの伸縮状態にかかわらず、軸Ａｘ４を回転軸として可動部分ＬＫ２２ａを安定して回転させることができる。

【0135】

［３．変形例］
本発明は、以上に例示した実施形態に限定されない。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を併合してもよい。

【0136】

［第１変形例］
上述した第１実施形態では、モータＭＯａ４が可動部分ＬＫ２２の外側に設けられる場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、モータＭＯａ４は、可動部分ＬＫ２２の内部に設けられてもよい。

【0137】

図９は、第１変形例に係るリンクＬＫ２ｂの一例を説明するための説明図である。図１から図８において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。本変形例に係るロボット１０は、図１に示したリンクＬＫ２の代わりにリンクＬＫ２ｂを有することを除いて、図１に示したロボット１０と同様である。図９の上段は、収縮している状態のリンクＬＫ２ｂを示し、図７の下段は、伸長している状態のリンクＬＫ２ｂを示している。リンクＬＫ２ｂは、「第２リンク」の他の例である。

【0138】

リンクＬＫ２ｂは、図２に示した可動部分ＬＫ２２及び関節機構ＡＲ４代わりに可動部分ＬＫ２２ｂ及び関節機構ＡＲ４ｂを有することを除いて、図２に示したリンクＬＫ２と同様である。可動部分ＬＫ２２ｂは、「第３部分」の他の例であり、関節機構ＡＲ４ｂは、「第３駆動機構」の他の例である。図９では、可動部分ＬＫ２２ｂ及び関節機構ＡＲ４ｂを中心に説明する。

【0139】

例えば、可動部分ＬＫ２２ｂは、中空である。可動部分ＬＫ２２ｂの内部には、モータＭＯａ４が取り付けられている。このため、本変形例では、図２に示した伝達軸ＡＲ４２、プーリＡＲ４３、プーリＡＲ４４及びタイミングベルトＡＲ４５を省くことができ、関節機構ＡＲ４ｂの構成を簡易にすることができる。例えば、関節機構ＡＲ４ｂは、可動部分ＬＫ２２ｂの２つの端部のうちの可動部分ＬＫ２３に近い端部（すなわち、可動部分ＬＫ２２ｂと可動部分ＬＫ２３との境界付近）に設けられたモータ固定部分ＡＲ４１ｂと、伝達軸ＡＲ４６と、ギアＡＲ４７とを有する。

【0140】

モータ固定部分ＡＲ４１ｂには、可動部分ＬＫ２２ｂの内部に配置されたモータＭＯａ４が固定される。すなわち、モータＭＯａ４は、可動部分ＬＫ２２ｂが方向Ｄｍ２ｐ又はＤｍ２ｍに移動した場合に可動部分ＬＫ２２ｂと一緒に移動するように、可動部分ＬＫ２２ｂの内部に取り付けられる。

【0141】

伝達軸ＡＲ４６は、モータＭＯａ４の回転が伝達されるように、モータＭＯａ４に取り付けられる。さらに、伝達軸ＡＲ４６は、ギアＡＲ４７を介して可動部分ＬＫ２３と連結している。これにより、例えば、モータＭＯａ４が回転した場合、伝達軸ＡＲ４６及びギアＡＲ４７を介して、可動部分ＬＫ２３にモータＭＯａ４の回転が伝達される。この結果、可動部分ＬＫ２３は、軸Ａｘ４を回転軸として回転する。なお、モータＭＯａ４は、可動部分ＬＫ２２に取り付けられているため、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘ４を回転軸として回転した場合でも、軸Ａｘ４を回転軸として回転することはない。従って、本変形例においても、可動部分ＬＫ２３が軸Ａｘ４を回転軸として回転した場合でも、モータＭＯａ４自体の回転に伴う外乱が発生することを抑制することができる。

【0142】

また、本変形例では、リンクＬＫ２ｂ全体の重心が、可動部分ＬＫ２３が回転する際の軸Ａｘ４上に位置するように、リンクＬＫ２ｂを構成することができる。この場合、例えば、伸縮機構ＴＥ２によるリンクＬＫ２ｂの伸縮時のリンクＬＫ２ｂのたわみを抑制することができる。

【0143】

また、本変形例では、リンクＬＫ２ｂが最大限に収縮した場合でも、ボールねじＴＥ２２がモータＭＯａ４と干渉しないように、ボールねじＴＥ２２の方向Ｄｅ２１に沿う長さが決められる。例えば、可動部分ＬＫ２２ｂの方向Ｄｅ２１に沿う長さが図２に示した可動部分ＬＫ２２の方向Ｄｅ２１に沿う長さと同じ場合、ボールねじＴＥ２２の方向Ｄｅ２１に沿う長さは、図２に示したボールねじＴＥ２２の方向Ｄｅ２１に沿う長さよりも短い。

【0144】

なお、リンクＬＫ２ｂの構成は、図９に示す例に限定されない。例えば、可動部分ＬＫ２２ｂは、モータＭＯｔ２、ナットＴＥ２１及びボールねじＴＥ２２の構造を工夫することにより、支持部分ＬＫ２１の外周を覆うように構成されてもよい。この構成では、リンクＬＫ２ｂが収縮した場合、支持部分ＬＫ２１の少なくとも一部が、可動部分ＬＫ２２ｂに格納されてもよい。また、図３に示したリンクＬＫ１も、リンクＬＫ２ｂの上述の構成と同様に、可動部分ＬＫ１２が支持部分ＬＫ１１の外周を覆い、リンクＬＫ１が収縮した場合に支持部分ＬＫ１１の少なくとも一部が可動部分ＬＫ１２に格納されるように、構成されてもよい。

【0145】

また、モータＭＯａ４は、可動部分ＬＫ２３の内部に配置されてもよい。この場合、モータＭＯａ４の駆動により可動部分ＬＫ２３を回転させるために、モータＭＯａ４の回転を可動部分ＬＫ２３に伝達する部分の構成が複雑になるおそれがあるが、ボールねじＴＥ２２の方向Ｄｅ２１に沿う長さを図９に示す構成よりも長くすることができる。従って、モータＭＯａ４を可動部分ＬＫ２３の内部に配置した構成では、リンクＬＫ２ｂの伸縮範囲を図９に示す構成よりも大きくすることができる。

【0146】

以上、本変形例においても、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0147】

［第２変形例］
上述した実施形態及び変形例では、垂直６軸多関節ロボットに２つの伸縮機構ＴＥ１及びＴＥ２を追加した６軸２伸多関節ロボットをロボット１０又は１０Ａとして例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、ロボット１０又は１０Ａは、垂直６軸多関節ロボットに１つの伸縮機構ＴＥ２を追加した６軸１伸多関節ロボットであってもよい。

【0148】

また、例えば、ロボット１０又は１０Ａは、７軸以上の多関節ロボットに２つの伸縮機構ＴＥ１及びＴＥ２を追加した構成であってもよいし、７軸以上の多関節ロボットに１つの伸縮機構ＴＥ２を追加した構成であってもよい。具体的には、ロボット１０又は１０Ａは、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ１を接続する１以上のリンクを有してもよい。すなわち、ロボット１０又は１０Ａは、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ３を接続する３以上のリンク（リンクＬＫ３を除いた３以上のリンク）を有してもよい。なお、ロボット１０が有する３以上のリンクには、リンクＬＫ１及びＬＫ２（又はＬＫ２ｂ）が含まれ、ロボット１０Ａが有する３以上のリンクには、リンクＬＫ１及びＬＫ２ａが含まれる。リンクＬＫ３を除いた３以上のリンクは、「複数のリンク」に該当する。

【0149】

以上、本変形例においても、上述した実施形態及び変形例と同様の効果を得ることができる。

【0150】

［３．応用例］
上述した実施形態及び変形例において説明したロボット１０又は１０Ａを含むロボットシステム１は、部品を組み付ける、又は、部品を取り除くことを含む物品の製造方法に用いられてもよい。

【0151】

［４．その他］
上述した第１実施形態において簡単に説明した「旋回」と他の回転との区別について、いくつかの例を挙げて説明する。

【0152】

図１０は、旋回の一例を説明するための説明図である。図１０では、長手方向を把握可能な２つのリンクＬＫｉ及びＬＫｊの接続を例にして、旋回と他の回転との区別について説明する。図１０の延在方向Ｄｅｉは、リンクＬＫｉが延在する方向を示し、延在方向Ｄｅｊは、リンクＬＫｊが延在する方向を示す。また、図１０の関節機構ＡＲｉは、リンクＬＫｉとリンクＬＫｊを接続し、軸Ａｘｉを回転軸として、リンクＬＫｊをリンクＬＫｉに対して回転させる。

【0153】

図１０に示す例では、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉ（特定の方向）と軸Ａｘｉとのなす角度θが所定の角度より大きい場合、当該軸Ａｘｉを回転軸とした回転は、「旋回」に該当する。すなわち、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度θが所定の角度以下の場合、当該軸Ａｘｉを回転軸とした回転は、旋回以外の回転（旋回と区別される他の回転）に該当する。図１０に示す「回転」は、旋回以外の回転を示す。また、所定の角度は特に限定されないが、図１０では、所定の角度が４５°である場合を想定する。延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度θは、延在方向Ｄｅｉに対する軸Ａｘｉの角度として把握される複数の角度（例えば、互いに交差する２つの直線では４つの角度、又は、平行な２つの直線では０°及び１８０°）のうち、０°以上９０°以下の角度である。

【0154】

第１パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度θは、９０°であり、所定の角度（４５°）よりも大きい。従って、第１パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回である。また、第１パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに垂直である。なお、第１パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転（旋回）した場合、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、変化する。

【0155】

第２パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度θは、０°であり、所定の角度（４５°）以下である。従って、第２パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回以外の回転である。また、第２パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉ及び軸Ａｘｉに平行である。すなわち、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、０°である。なお、第２パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転しても、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、０°に維持され、常に一定である。

【0156】

第３パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度θは、０°であり、所定の角度（４５°）以下である。従って、第３パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回以外の回転である。また、第３パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉ及び軸Ａｘｉに垂直である。すなわち、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、９０°である。なお、第３パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転しても、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、９０°に維持され、常に一定である。

【0157】

第４パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度θは、１０°であり、所定の角度（４５°）以下である。従って、第４パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回以外の回転である。また、第４パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに平行であり、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、１０°である。なお、第４パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転しても、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、１０°に維持され、常に一定である。

【0158】

第５パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度θは、７０°であり、所定の角度（４５°）よりも大きい。従って、第５パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回である。また、第５パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに垂直である。なお、第５パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転（旋回）した場合、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、変化する。

【0159】

第６パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度θは、１０°であり、所定の角度（４５°）以下である。従って、第６パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回以外の回転である。また、第６パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに垂直である。なお、第６パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転した場合、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、変化する。

【0160】

第７パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度θは、７０°であり、所定の角度（４５°）よりも大きい。従って、第７パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回である。また、第７パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに平行であり、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、７０°である。なお、第７パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転しても、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、７０°に維持され、常に一定である。

【0161】

このように、上述した実施形態及び変形例では、リンクＬＫｉに対するリンクＬＫｊの回転のうち、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉとのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘｉを回転軸とした回転が、旋回とも称される。但し、「旋回」の定義は、上述の例に限定されない。例えば、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉとのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘｉを回転軸とした回転を旋回とする上述の定義を第１定義とした場合、第１定義の代わりに、下記の第２定義又は第３定義が採用されてもよい。

【0162】

第２定義では、リンクＬＫｉに対するリンクＬＫｊの回転により、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度が変化する場合、当該回転が旋回に該当する。従って、第２定義では、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度が、回転しても常に一定の場合、当該回転は、旋回以外の回転に該当する。例えば、第２定義では、図１０に示した第１パターン、第５パターン及び第６パターンは、旋回に該当し、第２パターン、第３パターン、第４パターン及び第７パターンは、旋回以外の回転に該当する。

【0163】

第３定義では、回転するリンクＬＫｊの延在方向ＤｅｊとリンクＬＫｊの回転軸（軸Ａｘｉ）とのなす角度が所定の角度より大きい場合、当該回転が旋回に該当する。従って、第３定義では、リンクＬＫｊの延在方向ＤｅｊとリンクＬＫｊの回転軸（軸Ａｘｉ）とのなす角度が所定の角度以下の場合、当該回転は、旋回以外の回転に該当する。例えば、第３定義では、図１０に示した第１パターン、第３パターン、第５パターン及び第６パターンは、旋回に該当し、第２パターン、第４パターン及び第７パターンは、旋回以外の回転に該当する。

【0164】

また、上述の第１定義、第２定義及び第３定義とは別に、互いに隣接する２つの関節機構ＡＲのそれぞれの回転軸の関係に着目して、２つの関節機構ＡＲによる２つの回転の相対関係を定義してもよい。具体的には、２つの回転軸のなす角度が所定の角度以下である場合（典型的には、平行の場合）、２つの回転を同種の回転とし、２つの回転軸のなす角度が所定の角度よりも大きい場合（典型的には、直交する場合）、２つの回転を異種の回転としてもよい。なお、同種の回転とは、２つの回転とも旋回、又は、２つの回転とも旋回以外の回転であり、異種の回転とは、２つの回転の一方が旋回で他方が旋回以外の回転である。２つの回転の相対関係の定義が用いられる場合、相対関係の起点となる回転は、例えば、上述の第１定義、第２定義及び第３定義のいずれかに基づいて決められてもよい。図１０に示した第１パターンは、第１定義、第２定義及び第３定義のいずれにおいても、旋回に該当し、第２パターンは、第１定義、第２定義及び第３定義のいずれにおいても、旋回以外の回転に該当する。従って、第１パターン又は第２パターンを、相対関係の起点となる回転とすることが好ましい。

【0165】

また、上述の第１定義、第２定義及び第３定義の２以上の定義を組み合わせた定義が用いられてもよい。この場合、例えば、組み合わせる２以上の定義の全てで旋回に該当する回転のみを旋回としてもよいし、組み合わせる２以上の定義の少なくとも１つで旋回に該当する回転を旋回としてもよい。

【符号の説明】

【0166】

１…ロボットシステム、１０、１０Ａ、１０Ｚ…ロボット、２０…エンドエフェクタ、３０…ロボットコントローラ、３２…処理装置、３３…メモリ、３４…通信装置、３５…操作装置、３６…表示装置、３７…ドライバ回路、ＡＲ、ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３、ＡＲ４、ＡＲ４ａ、ＡＲ４ｂ、ＡＲ５、ＡＲ６、ＡＲｉ…関節機構、ＡＲ４１、ＡＲ４１ａ…ステー、ＡＲ４１ｂ…モータ固定部分、ＡＲ４２、ＡＲ４２ａ…伝達軸、ＡＲ４３、ＡＲ４４…プーリ、ＡＲ４５…タイミングベルト、ＡＲ４６…伝達軸、ＡＲ４７…ギア、ＡＲ４７ａ…回転ギア、Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｘ３、Ａｘ４、Ａｘ５、Ａｘ６、Ａｘｉ、Ａｘｔｅ１、Ａｘｔｅ２…軸、ＢＤＰ…ボディ部、ＢＤＰｂｔ…底面、ＢＳＰ…土台部、ＧＤ…物品、ＬＫ、ＬＫ１、ＬＫ１ｚ、ＬＫ２、ＬＫ２ａ、ＬＫ２ｂ、ＬＫ２ｚ、ＬＫ３、ＬＫｉ、ＬＫｊ…リンク、ＬＫ１１…支持部分、ＬＫ１２、ＬＫ１３…可動部分、ＬＫ２１、ＬＫ２１ａ…支持部分、ＬＫ２２、ＬＫ２２ａ、ＬＫ２２ｂ、ＬＫ２３、ＬＫ２３ａ…可動部分、ＬＫ３ｓｆ…端面、ＭＯａ１、ＭＯａ２、ＭＯａ３、ＭＯａ４、ＭＯａ５、ＭＯａ６、ＭＯｔ１、ＭＯｔ２…モータ、ＲＫ…棚、ＴＥ、ＴＥ１、ＴＥ２…伸縮機構、ＴＥ１１、ＴＥ２１…ナット、ＴＥ１２、ＴＥ２２…ボールねじ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】