特開 2023-173622 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】P2023173622

(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 2022085995

(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】繁田 知秀

(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】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】単純な動作を行う場合の多関節ロボットの制御が複雑になることを抑制する。
【解決手段】ロボット１０は、ボディ部ＢＤＰと、リンクＬＫ３と、リンクＬＫ１及びＬＫ２を含み、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ３を接続する複数のリンクと、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ＡＲ３とを備え、関節機構ＡＲ３は、回転軸に沿って、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させる伸縮機構ＴＥ２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駆動機構と、
を備え、
前記駆動機構は、
前記回転軸に沿って、前記第２リンクを前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１伸縮機構を含む、
ことを特徴とする多関節ロボット。

【請求項2】

前記第１伸縮機構は、
前記第１リンクと前記第２リンクとを接続する接続部分を含み、
前記接続部分の少なくとも一部は、
前記回転軸に沿う第１方向における前記第１リンクと前記第２リンクとの距離が最小になる場合、前記第１リンク及び前記第２リンクの少なくとも一方の内部に格納され、
前記第１方向における前記第１リンクと前記第２リンクとの距離が最大になる場合、前記第１リンク及び前記第２リンクから露出する、
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】

前記駆動機構は、
前記第２リンクを前記第１リンク及び前記接続部分に対して回転させることにより、前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の多関節ロボット。

【請求項4】

前記駆動機構は、
前記第２リンク及び前記接続部分を前記第１リンクに対して一体的に回転させることにより、前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の多関節ロボット。

【請求項5】

前記第１リンクは、
第１部分と、
前記第２リンクに接続される第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部分に対して前記第３部分を前記第１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から４のいずれか１項に記載の多関節ロボット。

【請求項6】

前記第１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５に記載の多関節ロボット。

【請求項7】

基部と、
第１リンクと、
支持部分及び可動部分を含む第２リンクと、
先端部と、
前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が所定の角度以下の軸を第１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１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第２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２駆動機構と、
前記第１リンクと前記支持部分を接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第３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３駆動機構と、
前記支持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第４回転軸として、前記可動部分を前記支持部分に対して回転させる第４駆動機構と、
前記可動部分と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第５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５駆動機構と、
前記第５回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第６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駆動機構と、
を備え、
前記第３駆動機構は、
前記第３回転軸に沿って、前記第２リンクを前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１伸縮機構を含む、
ことを特徴とする多関節ロボット。

【請求項8】

基部と、
第１リンクと、
支持部分及び可動部分を含む第２リンクと、
先端部と、
前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が所定の角度以下の軸を第１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１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第２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２駆動機構と、
前記第１リンクと前記支持部分を接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第３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３駆動機構と、
前記支持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第４回転軸として、前記可動部分を前記支持部分に対して回転させる第４駆動機構と、
前記可動部分と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第５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５駆動機構と、
前記第５回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第６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駆動機構と、
を備え、
前記第２駆動機構は、
前記第２回転軸に沿って、前記第１リンクを前記基部に対して相対的に移動させる第１伸縮機構を含む、
ことを特徴とする多関節ロボット。

【請求項9】

基部と、
第１リンクと、
支持部分及び可動部分を含む第２リンクと、
先端部と、
前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が所定の角度以下の軸を第１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１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第２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２駆動機構と、
前記第１リンクと前記支持部分を接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第３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３駆動機構と、
前記支持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第４回転軸として、前記可動部分を前記支持部分に対して回転させる第４駆動機構と、
前記可動部分と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第５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５駆動機構と、
前記第５回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第６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駆動機構と、
を備え、
前記第５駆動機構は、
前記第５回転軸に沿って、前記先端部を前記第２リンクに対して相対的に移動させる第１伸縮機構を含む、
ことを特徴とする多関節ロボット。

【請求項10】

前記第１リンクは、
前記基部に接続される第１部分と、
前記第２リンクに接続される第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部分に対して前記第３部分を前記第１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から９のいずれか１項に記載の多関節ロボット。

【請求項11】

請求項１０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12】

請求項１０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13】

請求項１２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。

【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、多関節ロボットは、溶接作業等の複雑な動作を必要とする作業の他に、物品を平行移動させる作業等の単純な動作を繰り返す作業に使用される場合もある。特に、人と共同して作業を行う多関節ロボット（所謂人協働ロボット）は、単純な動作を繰り返す作業に使用される傾向がある。従来の多関節ロボットでは、ロボットの先端部を横方向等に単に平行移動させる作業でも、多関節ロボットの複数の関節を動作させなければならず、多関節ロボットの制御が複雑になる場合がある。このため、単純な動作を行う場合の多関節ロボットの制御を簡易に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駆動機構と、を備え、前記駆動機構は、前記回転軸に沿って、前記第２リンクを前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１伸縮機構を含む。

【0006】

本発明の好適な他の態様に係る多関節ロボットは、基部と、第１リンクと、支持部分及び可動部分を含む第２リンクと、先端部と、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が所定の角度以下の軸を第１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１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第２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２駆動機構と、前記第１リンクと前記支持部分を接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第３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３駆動機構と、前記支持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第４回転軸として、前記可動部分を前記支持部分に対して回転させる第４駆動機構と、前記可動部分と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第５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５駆動機構と、前記第５回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第６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駆動機構と、を備え、前記第３駆動機構は、前記第３回転軸に沿って、前記第２リンクを前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１伸縮機構を含む。

【0007】

本発明の好適な他の態様に係る多関節ロボットは、基部と、第１リンクと、支持部分及び可動部分を含む第２リンクと、先端部と、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が所定の角度以下の軸を第１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１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第２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２駆動機構と、前記第１リンクと前記支持部分を接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第３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３駆動機構と、前記支持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第４回転軸として、前記可動部分を前記支持部分に対して回転させる第４駆動機構と、前記可動部分と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第５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５駆動機構と、前記第５回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第６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駆動機構と、を備え、前記第２駆動機構は、前記第２回転軸に沿って、前記第１リンクを前記基部に対して相対的に移動させる第１伸縮機構を含む。

【0008】

本発明の好適な他の態様に係る多関節ロボットは、基部と、第１リンクと、支持部分及び可動部分を含む第２リンクと、先端部と、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が所定の角度以下の軸を第１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１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第２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２駆動機構と、前記第１リンクと前記支持部分を接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第３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３駆動機構と、前記支持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第４回転軸として、前記可動部分を前記支持部分に対して回転させる第４駆動機構と、前記可動部分と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第５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５駆動機構と、前記第５回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第６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駆動機構と、を備え、前記第５駆動機構は、前記第５回転軸に沿って、前記先端部を前記第２リンクに対して相対的に移動させる第１伸縮機構を含む。

【0009】

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、前記第１リンクは、前記基部に接続される第１部分と、前記第２リンクに接続される第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部分に対して前記第３部分を前記第１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。

【0010】

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、前記第１リンクは、前記基部に接続される第１部分と、前記第２リンクに接続される第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部分に対して前記第３部分を前記第１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。

【0011】

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。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、単純な動作を行う場合の多関節ロボットの制御が複雑になることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図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】伸縮機構を含む関節機構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１変形例に係る関節機構の一例を説明するための説明図である。

【図7】第２変形例に係る関節機構の一例を説明するための説明図である。

【図8】第２変形例に係る関節機構の別の例を説明するための説明図である。

【図9】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】

【0014】

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。

【0015】

［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。

【0016】

図１は、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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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は、関節機構ＡＲ４に設けられる。関節機構ＡＲ４は、リンクＬＫ２に設けられ、関節機構ＡＲ６は、リンクＬＫ３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、複数のモータの各々に設けられる減速機及びエンコーダ等の記載を省略している。

【0020】

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１駆動機構」の一例であり、関節機構ＡＲ２は、「第２駆動機構」の一例である。関節機構ＡＲ３は、「第３駆動機構」及び「駆動機構」の一例であり、関節機構ＡＲ４は、「第４駆動機構」の一例である。また、関節機構ＡＲ５は、「第５駆動機構」の一例であり、関節機構ＡＲ６は、「第６駆動機構」の一例である。

【0021】

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。

【0022】

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。なお、軸Ａｘ１は、「第１回転軸」の一例である。

【0023】

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。なお、軸Ａｘ２は、「第２回転軸」の一例である。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

なお、支持部分ＬＫ１１は、「第１部分」の一例であり、可動部分ＬＫ１２は、「第３部分」の一例である。また、可動部分ＬＫ１３は、「第２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。

【0027】

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。例えば、関節機構ＡＲ３は、後述する図２に示すように、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旋回機構ＲＥ１を含む。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。なお、軸Ａｘ３は、「第３回転軸」の一例である。

【0028】

また、関節機構ＡＲ３は、上述したように、伸縮機構ＴＥ２を含む。伸縮機構ＴＥ２は、軸Ａｘ３に沿って、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させる。図１の方向Ｄｍ２は、軸Ａｘ３に沿う方向であり、リンクＬＫ２のリンクＬＫ１に対する相対的な移動方向を示す。方向Ｄｍ２は、「第１方向」の一例である。また、伸縮機構ＴＥ２は、「第１伸縮機構」の一例である。なお、関節機構ＡＲ３（旋回機構ＲＥ１及び伸縮機構ＴＥ２）の詳細は、後述する図２において説明される。

【0029】

リンクＬＫ２は、例えば、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ＬＫ２２と、関節機構ＡＲ４とを含む。本実施形態では、支持部分ＬＫ２１及び可動部分ＬＫ２２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及び可動部分ＬＫ２２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。

【0030】

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ＬＫ２２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ＬＫ２２の回転方向を示す。なお、軸Ａｘ４は、「第４回転軸」の一例である。また、支持部分ＬＫ２１は、「支持部分」の一例であり、可動部分ＬＫ２２は、「可動部分」の一例である。

【0031】

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。なお、軸Ａｘ５は、「第５回転軸」の一例である。

【0032】

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、上述したように、関節機構ＡＲ６を含む。関節機構ＡＲ６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。図１に示す例では、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、軸Ａｘ６は、「第６回転軸」の一例である。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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に設けられた伸縮機構ＴＥ２により、軸Ａｘ３に沿って、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して相対的に移動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。また、本実施形態では、伸縮機構ＴＥ２により、ロボット１０の先端部を軸Ａｘ３に沿う方向Ｄｍ２に容易に移動させることができる。

【0041】

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。

【0042】

また、リンクＬＫ２と「先端部」であるリンクＬＫ３とは、必ずしも、「第５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の間に、リンクＬＫ１及びＬＫ２とは異なるリンクが配置されてもよい。

【0043】

次に、図２を参照しながら、伸縮機構ＴＥ２を含む関節機構ＡＲ３の一例について説明する。

【0044】

図２は、伸縮機構ＴＥ２を含む関節機構ＡＲ３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関節機構ＡＲ３を示し、図２の下段は、伸長している状態の関節機構ＡＲ３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のリンクＬＫ１に対する相対的な移動方向を示す方向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、関節機構ＡＲ３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、関節機構ＡＲ３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。

【0045】

関節機構ＡＲ３は、図１において説明したように、旋回機構ＲＥ１と、伸縮機構ＴＥ２と、旋回機構ＲＥ１を駆動するモータＭＯａ３と、伸縮機構ＴＥ２を駆動するモータＭＯｔ２とを含む。

【0046】

伸縮機構ＴＥ２は、例えば、ナットＴＥ２１と、方向Ｄｍ２に沿って延在するボールねじＴＥ２２と、方向Ｄｍ２に沿って延在し、リンクＬＫ１の可動部分ＬＫ１３とリンクＬＫ２の支持部分ＬＫ２１を接続する接続部分ＴＥ２３とを含む。接続部分ＴＥ２３は、中空である。本実施形態では、接続部分ＴＥ２３の内部には、ナットＴＥ２１及びモータＭＯａ３が取り付けられている。また、モータＭＯｔ２は、方向Ｄｍ２において可動部分ＬＫ１３がモータＭＯｔ２と支持部分ＬＫ２１との間に位置するように、可動部分ＬＫ１３の外側に取り付けられている。また、可動部分ＬＫ１３は、図２の上段に示すように、接続部分ＴＥ２３の一部を格納可能に構成される。

【0047】

ナットＴＥ２１は、例えば、接続部分ＴＥ２３の２つの端部のうちのリンクＬＫ２から遠い端部に固定されている。また、ボールねじＴＥ２２は、例えば、ボールねじＴＥ２２の中心軸が接続部分ＴＥ２３の中心軸と一致するようにモータＭＯｔ２に取り付けられ、ナットＴＥ２１に挿通される。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、すなわち、接続部分ＴＥ２３の中心軸である。

【0048】

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が接続部分ＴＥ２３に固定されているため、接続部分ＴＥ２３は、ナットＴＥ２１の移動に伴い、軸Ａｘｔｅ２（すなわち、方向Ｄｍ２）に沿って移動する。このように、ボールねじＴＥ２２は、接続部分ＴＥ２３を移動可能に支持する。

【0049】

なお、接続部分ＴＥ２３は、ボールねじＴＥ２２を格納可能に構成される。また、接続部分ＴＥ２３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、可動部分ＬＫ１３及び支持部分ＬＫ２１に接続される。これにより、接続部分ＴＥ２３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。

【0050】

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、接続部分ＴＥ２３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。

【0051】

例えば、接続部分ＴＥ２３の一部が可動部分ＬＫ１３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、接続部分ＴＥ２３は、可動部分ＬＫ１３から徐々に露出する。これにより、関節機構ＡＲ３は、方向Ｄｍ２ｐに伸長する。図２に示す例では、関節機構ＡＲ３は、最大で、方向Ｄｍ２における可動部分ＬＫ１３の長さとほぼ同じ長さだけ伸長する。

【0052】

なお、リンクＬＫ２の支持部分ＬＫ２１は、接続部分ＴＥ２３に対する方向Ｄｍ２の相対的な位置が変化しないように、かつ、軸Ａｘ３を回転軸として接続部分ＴＥ２３に対して回転可能に、接続部分ＴＥ２３に取り付けられている。従って、関節機構ＡＲ３が方向Ｄｍ２ｐに伸長することにより、リンクＬＫ２は、リンクＬＫ１から遠ざかるように、方向Ｄｍ２ｐに移動する。

【0053】

また、接続部分ＴＥ２３の一部が可動部分ＬＫ１３から露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、接続部分ＴＥ２３は、可動部分ＬＫ１３の内部に徐々に格納される。これにより、関節機構ＡＲ３は、方向Ｄｍ２ｍに収縮する。関節機構ＡＲ３が方向Ｄｍ２ｍに収縮することにより、リンクＬＫ２がリンクＬＫ１に近づくように、方向Ｄｍ２ｍに移動する。

【0054】

このように、接続部分ＴＥ２３の少なくとも一部（例えば、図２の破線で囲んだ部分）は、方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最小になる場合、リンクＬＫ１の内部に格納される。そして、接続部分ＴＥ２３の少なくとも一部（例えば、図２の破線で囲んだ部分）は、方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最大になる場合、リンクＬＫ１から露出する。

【0055】

なお、モータＭＯｔ２は、リンクＬＫ１の可動部分ＬＫ１３に取り付けられているため、接続部分ＴＥ２３を方向Ｄｍ２ｐ又はＤｍ２ｍに移動させる伸縮動作が伸縮機構ＴＥ２により行われた場合でも方向Ｄｍ２に移動しない。

【0056】

旋回機構ＲＥ１を駆動するモータＭＯａ３は、接続部分ＴＥ２３の内部に取り付けられ、接続部分ＴＥ２３の２つの端部のうちの支持部分ＬＫ２１に近い端部に固定される。従って、モータＭＯａ３は、伸縮機構ＴＥ２により伸縮動作が行われた場合、接続部分ＴＥ２３と一緒に方向Ｄｍ２ｐ又はＤｍ２ｍに移動する。

【0057】

旋回機構ＲＥ１は、例えば、リンクＬＫ２の支持部分ＬＫ２１の２つの端部のうちの接続部分ＴＥ２３に近い端部に取り付けられる。例えば、旋回機構ＲＥ１は、伝達軸ＲＥ１１及び連結部ＲＥ１２を有する。連結部ＲＥ１２は、例えば、支持部分ＬＫ２１と一体に構成される。なお、支持部分ＬＫ２１及び連結部ＲＥ１２は、１つの部材により一体に構成されてもよいし、互いに異なる部材により一体に構成されてもよい。

【0058】

伝達軸ＲＥ１１は、モータＭＯａ３の回転が伝達されるように、モータＭＯａ３に取り付けられる。さらに、伝達軸ＲＥ１１は、連結部ＲＥ１２を介して支持部分ＬＫ２１と連結している。これにより、例えば、モータＭＯａ３が回転した場合、伝達軸ＲＥ１１及び連結部ＲＥ１２を介して、支持部分ＬＫ２１にモータＭＯａ３の回転が伝達される。この結果、支持部分ＬＫ２１は、軸Ａｘ３を回転軸として回転する。

【0059】

このように、本実施形態では、関節機構ＡＲ３（より詳細には、旋回機構ＲＥ１）は、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１及び接続部分ＴＥ２３に対して回転させることにより、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して回転させる。

【0060】

なお、本実施形態では、上述したように、支持部分ＬＫ２１は、モータＭＯａ３が取り付けられた接続部分ＴＥ２３に対して回転可能である。このため、モータＭＯａ３は、軸Ａｘ３を回転軸として支持部分ＬＫ２１を回転させる回転動作が関節機構ＡＲ３により行われた場合でも、軸Ａｘ３を回転軸として回転することはない。従って、本実施形態では、支持部分ＬＫ２１が軸Ａｘ３を回転軸として回転した場合でも、モータＭＯａ３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。

【0061】

また、本実施形態では、上述したように、モータＭＯａ３は、伸縮機構ＴＥ２により伸縮動作が行われた場合に接続部分ＴＥ２３と一緒に方向Ｄｍ２に沿って移動するように、接続部分ＴＥ２３の２つの端部のうちの支持部分ＬＫ２１に近い端部に固定される。例えば、モータＭＯａ３の出力位置とモータＭＯａ３の回転に応じて回転する支持部分ＬＫ２１との軸Ａｘ３に沿う距離が長い場合、モータＭＯａ３の出力位置と支持部分ＬＫ２１との軸Ａｘ３に沿う距離が短い場合に比べて、回転に伴う外乱が大きくなる。本実施形態では、接続部分ＴＥ２３の２つの端部のうちの支持部分ＬＫ２１に近い端部にモータＭＯａ３が固定されるため、回転に伴う外乱の発生を抑制することができ、関節機構ＡＲ３による回転動作及び伸縮動作を精度よく制御することができる。

【0062】

また、本実施形態では、リンクＬＫ１に対するリンクＬＫ２の移動は、リンクＬＫ１に対して接続部分ＴＥ２３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、支持部分ＬＫ２１が軸Ａｘ３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の移動及び回転を行う際の制御対象が接続部分ＴＥ２３と支持部分ＬＫ２１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ＭＯａ３の制御が複雑になることを抑制することができる。

【0063】

なお、関節機構ＡＲ３の構成は、図２に示す例に限定されない。例えば、関節機構ＡＲ３が最大限に収縮した場合に、接続部分ＴＥ２３の一部が可動部分ＬＫ１３の内部に格納されずに、可動部分ＬＫ１３から露出していてもよい。また、伸縮機構ＴＥ２は、関節機構ＡＲ３を伸縮できれば、図２に示す構成に限定されない。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

また、例えば、可動部分ＬＫ１２は、モータＭＯｔ１、ナットＴＥ１１及びボールねじＴＥ１２の構造を工夫することにより、支持部分ＬＫ１１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ＬＫ１が収縮した場合、支持部分ＬＫ１１の少なくとも一部が、可動部分ＬＫ１２に格納されてもよい。また、伸縮機構ＴＥ１は、リンクＬＫ１を伸縮できれば、図３に示す構成に限定されない。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

なお、図４では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する３軸の直交座標系を導入する。以下では、Ｘ軸の矢印の指す方向は＋Ｘ方向と称され、＋Ｘ方向の反対方向は－Ｘ方向と称される。Ｙ軸の矢印の指す方向は＋Ｙ方向と称され、＋Ｙ方向の反対方向は－Ｙ方向と称される。また、Ｚ軸の矢印の指す方向は＋Ｚ方向と称され、＋Ｚ方向の反対方向は－Ｚ方向と称される。以下では、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向を特に区別することなく、Ｙ方向と称し、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向を、特に区別することなく、Ｘ方向と称する場合がある。また、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向を、特に区別することなく、Ｚ方向と称する場合がある。

【0076】

図４では、作業台ＷＢにＸ方向に沿って配置されたパレットＰＬ１及びＰＬ２のうちのパレットＰＬ１に配置された物品ＧＤをパレットＰＬ２に移動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と対比される垂直６軸多関節ロボット（以下、対比例の垂直６軸多関節ロボットとも称する）について説明する。対比例の垂直６軸多関節ロボットは、ロボット１０から伸縮機構ＴＥ１及びＴＥ２が省かれたロボットである。

【0077】

対比例の垂直６軸多関節ロボットでは、パレットＰＬ１に配置されている物品ＧＤを、物品ＧＤの姿勢を維持した状態でＸ方向に水平移動させ、パレットＰＬ２に再配置する作業を行う場合、６軸の全てを駆動させる必要がある。同様に、軸Ａｘ２及びＡｘ３に垂直な面（図４では、Ｙ－Ｚ平面）に平行な方向以外の方向に物品ＧＤを移動させる場合においても、対比例の垂直６軸多関節ロボットでは、６軸の全てを駆動させる必要がある。但し、対比例の垂直６軸多関節ロボットにおいても、物品ＧＤをＺ方向から把持している場合等では、例外的に、４軸又は５軸の駆動により、物品ＧＤの姿勢を維持した状態で物品ＧＤをＸ方向等に移動可能な場合もある。

【0078】

垂直６軸多関節ロボットに所定の作業を行わせる際に駆動させる軸の数が多い場合、駆動させる軸の数が少ない場合に比べて、複数の関節機構ＡＲの制御が複雑になる。また、垂直６軸多関節ロボットに所定の作業を行わせる際に駆動させる軸の数が多い場合、駆動させる軸の数が少ない場合に比べて、ロボットを制御できなくなる姿勢である特異点に近づくリスクが増加するため、ロボットの動作（例えば、動作範囲）が制約される。また、特異点に近づくリスクが高い場合、特異点に近づくリスクが低い場合に比べて、ロボットに動作を教示するティーチングの作業負荷が増加する。特に、Ｘ－Ｙ平面に対する軸Ａｘ４及びＡｘ６の傾きが小さい状態で物品ＧＤを把持した場合、Ｘ－Ｙ平面に対する軸Ａｘ４及びＡｘ６の傾きが大きい状態で物品ＧＤを把持した場合に比べて、特異点による動作の制約が大きくなる。

【0079】

このように、対比例の垂直６軸多関節ロボットでは、物品ＧＤの姿勢を維持した状態で物品ＧＤをＸ方向に水平移動させる単純な作業を行う場合でも、６軸の全てを駆動させる必要があるため、複数の関節機構ＡＲの制御が複雑になる。

【0080】

なお、直交座標型ロボットでは、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の各々の方向への移動は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に対応して設けられた３つのモータのうちの１つを駆動することにより、実現される。このため、直交座標型ロボットでは、対比例の垂直６軸多関節ロボットに比べて、物品ＧＤの姿勢を維持した状態で物品ＧＤをＸ方向に水平移動させる単純な動作の制御を簡易にすることができる。但し、直交座標型ロボットでは、垂直６軸多関節ロボットに比べて、ロボットの設置面積が大きくなる傾向がある。また、直交座標型ロボットでは、垂直６軸多関節ロボットに比べて、複雑な作業を行うことが困難である。

【0081】

本実施形態では、垂直６軸多関節ロボットに伸縮機構ＴＥ２が設けられているため、垂直６軸多関節ロボットの利点（複雑な作業を実行可能、及び、小型化等）を残しつつ、単純な作業を行う場合のロボット１０の制御が複雑になることを抑制することができる。

【0082】

例えば、本実施形態では、物品ＧＤの姿勢を維持した状態で物品ＧＤをＸ方向に水平移動させる動作をロボット１０に行わせる場合、ロボットコントローラ３０は、複数のモータのうち、伸縮機構ＴＥ２を駆動するモータＭＯｔ２のみを制御すればよい。このため、本実施形態では、ロボット１０を精度よく高速に制御することができる。具体的には、ロボット１０は、軸Ａｘ３に沿う方向Ｄｍ２（関節機構ＡＲ３が伸縮する方向Ｄｍ２）がＸ方向と平行となる状態で、パレットＰＬ１に配置されている物品ＧＤを把持する。そして、ロボット１０は、伸縮機構ＴＥ２により、関節機構ＡＲ３を方向Ｄｍ２ｐに伸長する。この結果、図４の破線で示すように、ロボット１０のリンクＬＫ２からエンドエフェクタ２０までの部分が方向Ｄｍ２ｐ（すなわち、Ｘ方向）に水平移動する。これにより、エンドエフェクタ２０に把持された物品ＧＤは、物品ＧＤの姿勢を維持した状態でパレットＰＬ１からパレットＰＬ２まで移動する。

【0083】

このように、ロボット１０は、伸縮機構ＴＥ２により、物品ＧＤの姿勢を維持した状態で物品ＧＤをＸ方向に水平移動させる動作を精度よく高速に実行することができる。また、本実施形態では、軸Ａｘ２及びＡｘ３に垂直な面に平行な方向以外の方向に物品ＧＤを移動させる場合においても、対比例の垂直６軸多関節ロボットに比べて、少ない軸Ａｘの駆動により、物品ＧＤの姿勢を維持した状態で物品ＧＤを移動させることができる。この結果、本実施形態では、関節機構ＡＲの制御が複雑になることを抑制することができる。

【0084】

また、伸縮機構ＴＥ２により、ロボット１０のリンクＬＫ２からエンドエフェクタ２０までの部分が方向Ｄｍ２に移動する場合、複数の関節機構ＡＲによる回転動作が行われないため、エンドエフェクタ２０は、Ｘ－Ｙ平面上でのみ移動し、Ｚ方向に移動しない。従って、本実施形態では、エンドエフェクタ２０の動作を制御するために、複数の関節機構ＡＲの各々の回転動作の回転量等をエンドエフェクタ２０の位置から計算する逆軌道計算等を行う場合、Ｘ方向の移動量を算出するだけでよい。このため、本実施形態では、エンドエフェクタ２０をＸ方向に水平移動させるための逆軌道計算等を行う場合の演算の負荷を低減することができ、演算を高速に実行することができる。

【0085】

また、本実施形態では、関節機構ＡＲ３を伸縮させることにより、関節機構ＡＲ３を伸縮させる前ではロボット１０の特異点に対応する領域でも作業をすることができる。また、本実施形態では、関節機構ＡＲ３を伸長させることにより、ロボット１０の特異点を回避しつつ、ロボット１０の先端部が到達可能な領域を広くすることができる。例えば、ロボット１０を人と協働して動作させる場合、ロボット１０を設置するスペースの制約が多いことが想定される。この場合、特異点等による動作範囲の制約は、極力少ないことが求められる。本実施形態では、ロボット１０の特異点を回避しつつ、ロボット１０の先端部が到達可能な領域を広くすることができるため、ロボット１０を設置するスペースの制約が多い場合でも、ロボット１０を安全に動作させることができる。

【0086】

また、本実施形態では、関節機構ＡＲ３よりも、－Ｚ方向に障害物ＢＬが存在する場合でも、ロボット１０は、伸縮機構ＴＥ２により、ロボット１０のリンクＬＫ２からエンドエフェクタ２０までの部分を方向Ｄｍ２（すなわち、Ｘ方向）に移動させることができる。このように、本実施形態では、関節機構ＡＲ３よりも－Ｚ方向に障害物ＢＬが存在するような場所でも、ロボット１０を設置し、物品ＧＤのＸ方向への移動等の単純な作業をロボット１０に行わせることができる。

【0087】

さらに、本実施形態では、伸縮機構ＴＥ１により、リンクＬＫ１が長手方向（方向Ｄｍ１）に伸縮するため、リンクＬＫ１が伸縮しない形態に比べて、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。なお、リンクＬＫ１を伸縮可能とせずに、リンクＬＫ１を単純に長くした態様では、ロボット自体が大型化する。本実施形態では、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することができる。すなわち、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、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。例えば、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、作業台ＷＢの高い位置で、かつ作業台ＷＢ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。

【0088】

なお、伸縮機構ＴＥ１による伸縮動作（リンクＬＫ１を長手方向に伸縮する伸縮動作）では、ロボット１０の特異点を回避することはできない。同様に、リンクＬＫ２を長手方向に伸縮する伸縮機構が設けられた態様においても、リンクＬＫ２を長手方向に伸縮することにより、ロボット１０の先端部が到達可能な領域を広くすることはできるが、ロボット１０の特異点を回避することはできない。本実施形態では、上述したように、関節機構ＡＲ３を軸Ａｘ３に沿う方向Ｄｍ２に伸縮させることにより、ロボット１０の特異点を回避することができる。

【0089】

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。

【0090】

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。

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【0094】

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。

【0095】

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。

【0096】

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。

【0097】

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。

【0098】

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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

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。また、関節機構ＡＲ３は、軸Ａｘ３（回転軸）に沿って、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させる伸縮機構ＴＥ２を含む。

【0102】

このように、本実施形態では、伸縮機構ＴＥ２により、関節機構ＡＲ３が軸Ａｘ３に沿って伸縮する。このため、本実施形態では、ロボット１０のリンクＬＫ２からロボット１０の先端部（例えば、リンクＬＫ３）までの部分を軸Ａｘ３に沿う方向Ｄｍ２に簡易に移動させることができる。これにより、本実施形態では、例えば、ロボット１０のリンクＬＫ３に取り付けられたエンドエフェクタ２０に把持された物品ＧＤの姿勢を維持した状態で物品ＧＤをＸ方向に水平移動させる動作を、伸縮機構ＴＥ２により、精度よく高速に実行することができる。このように、本実施形態では、ロボット１０が単純な動作を行う場合の関節機構ＡＲの制御が複雑になることを抑制することができる。すなわち、本実施形態では、単純な動作を行う場合のロボット１０の制御を簡易にすることできる。

【0103】

また、本実施形態では、伸縮機構ＴＥ２は、リンクＬＫ１とリンクＬＫ２とを接続する接続部分ＴＥ２３を含む。接続部分ＴＥ２３の少なくとも一部は、軸Ａｘ３（回転軸）に沿う方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最小になる場合、リンクＬＫ１の内部に格納される。また、接続部分ＴＥ２３の少なくとも一部は、方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最大になる場合、リンクＬＫ１及びＬＫ２から露出する。これにより、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、関節機構ＡＲ３を伸縮させることができる。

【0104】

また、本実施形態では、関節機構ＡＲ３は、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１及び接続部分ＴＥ２３に対して回転させることにより、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して回転させる。これにより、本実施形態では、例えば、リンクＬＫ２を回転させるためのモータＭＯａ３（関節機構ＡＲ３を駆動するモータＭＯａ３）の出力位置とリンクＬＫ２との軸Ａｘ３に沿う距離が短くなるように、モータＭＯａ３を配置することができる。この場合、モータＭＯａ３の出力位置とリンクＬＫ２との軸Ａｘ３に沿う距離が長い場合に比べて、リンクＬＫ２の回転に伴う外乱の発生を抑制することができ、関節機構ＡＲ３による回転動作及び伸縮動作を精度よく制御することができる。

【0105】

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。

【0106】

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、作業台ＷＢの高い位置で、かつ作業台ＷＢ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。

【0107】

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。

【0108】

また、本実施形態では、ロボット１０は、関節機構ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ４、ＡＲ５及びＡＲ５をさらに有する。また、リンクＬＫ２は、支持部分ＬＫ２１及び可動部分ＬＫ２２を含む。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を第１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を第２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。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を第４回転軸として、可動部分ＬＫ２２を支持部分ＬＫ２１に対して回転させる。関節機構ＡＲ５は、可動部分ＬＫ２２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を第５回転軸としてリンクＬＫ３をリンクＬＫ２に対して回転させる。関節機構ＡＲ６は、第５回転軸（軸Ａｘ５）とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ６を第６回転軸として、リンクＬＫ３の少なくとも一部分をリンクＬＫ２リンクに対して回転させる。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。

【0109】

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伸縮機構ＴＥ１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。

【0110】

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。

【0111】

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、単純な動作を行う場合のロボット１０の制御が簡易であり、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、複雑な作業及び単純な作業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。

【0112】

［２．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。

【0113】

［第１変形例］
上述した実施形態では、モータＭＯａ３が接続部分ＴＥ２３の内部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ＭＯａ３は、接続部分ＴＥ２３の外部に設けられてもよい。

【0114】

図６は、第１変形例に係る関節機構ＡＲ３の一例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。なお、図６では、上述した実施形態との対比を分かり易くするために、関節機構ＡＲ３、支持部分ＬＫ２１、可動部分ＬＫ１３、旋回機構ＲＥ１、伸縮機構ＴＥ２及び接続部分ＴＥ２３の符号の末尾に、小文字のアルファベット“ａ”を付している。例えば、ロボット１０は、図１に示した関節機構ＡＲ３の代わりに関節機構ＡＲ３ａを有する。図６の上段は、収縮している状態の関節機構ＡＲ３ａを示し、図６の下段は、伸長している状態の関節機構ＡＲ３ａを示している。関節機構ＡＲ３ａは、「第３駆動機構」及び「駆動機構」の他の例であり、伸縮機構ＴＥ２ａは、「第１伸縮機構」の他の例である。なお、以下では、関節機構ＡＲ３ａ等は、符号の末尾のアルファベット“ａ”を付さずに称される（例えば、関節機構ＡＲ３）場合がある。

【0115】

関節機構ＡＲ３ａは、モータＭＯａ３が接続部分ＴＥ２３ａの外部に設けられ、支持部分ＬＫ２１ａが接続部分ＴＥ２３ａと一体的に回転することを除いて、図２に示した関節機構ＡＲ３と同様である。例えば、関節機構ＡＲ３ａは、図２に示した旋回機構ＲＥ１及び伸縮機構ＴＥ２の代わりに、旋回機構ＲＥ１ａ及び伸縮機構ＴＥ２ａを有する。

【0116】

伸縮機構ＴＥ２ａは、図２に示した接続部分ＴＥ２３の代わりに接続部分ＴＥ２３ａを有することを除いて、図２に示した伸縮機構ＴＥ２と同様である。接続部分ＴＥ２３ａは、内部にモータＭＯａ３が配置されないこと、及び、外周に複数の溝が設けられていることを除いて、図２に示した接続部分ＴＥ２３と同様である。例えば、接続部分ＴＥ２３ａの外周には、接続部分ＴＥ２３ａを後述する旋回機構ＲＥ１ａのギアＲＥ１３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。また、接続部分ＴＥ２３ａは、軸Ａｘｔｅ２（すなわち、方向Ｄｍ２）に沿って移動可能に可動部分ＬＫ１３ａに接続され、支持部分ＬＫ２１ａと一緒に回転するように支持部分ＬＫ２１ａに接続される。

【0117】

旋回機構ＲＥ１ａを駆動するモータＭＯａ３は、可動部分ＬＫ１３ａの内部で、接続部分ＴＥ２３ａの外部に配置され、可動部分ＬＫ１３ａに固定される。すなわち、モータＭＯａ３は、接続部分ＴＥ２３ａが移動しても移動しない可動部分ＬＫ１３ａに取り付けられる。

【0118】

旋回機構ＲＥ１ａは、図２に示した連結部ＲＥ１２の代わりにギアＲＥ１３を有することを除いて、図２に示した旋回機構ＲＥ１と同様である。例えば、旋回機構ＲＥ１ａは、モータＭＯａ３の回転が伝達されるようにモータＭＯａ３に取り付けられた伝達軸ＲＥ１１と、伝達軸ＲＥ１１と一緒に回転するように伝達軸ＲＥ１１に取り付けられたギアＲＥ１３とを有する。例えば、ギアＲＥ１３は、方向Ｄｍ２からの平面視において、ギアＲＥ１３の中心に伝達軸ＲＥ１１が位置するように、伝達軸ＲＥ１１に取り付けられる。

【0119】

また、上述した接続部分ＴＥ２３ａの外周に設けられた複数の溝の各々は、接続部分ＴＥ２３ａの長手方向（方向Ｄｍ２）に延在している。これにより、例えば、接続部分ＴＥ２３ａが可動部分ＬＫ１３ａに対して移動し、接続部分ＴＥ２３ａに対するギアＲＥ１３の相対的な位置が変化した場合においても、接続部分ＴＥ２３ａは、ギアＲＥ１３と噛み合う。すなわち、関節機構ＡＲ３ａが方向Ｄｍ２に沿って伸縮する場合に、接続部分ＴＥ２３ａがどの位置で停止しても、ギアＲＥ１３は、接続部分ＴＥ２３ａと噛み合った状態を維持することができる。

【0120】

これにより、例えば、モータＭＯａ３が回転した場合、モータＭＯａ３の回転が伝達される伝達軸ＲＥ１１の回転に伴い、ギアＲＥ１３が回転し、ギアＲＥ１３の回転に伴い、ギアＲＥ１３と噛み合う接続部分ＴＥ２３ａが回転する。このように、モータＭＯａ３が回転した場合、伝達軸ＲＥ１１及びギアＲＥ１３を介して、接続部分ＴＥ２３ａにモータＭＯａ３の回転が伝達される。この結果、接続部分ＴＥ２３ａは、軸Ａｘ３を回転軸として回転する。なお、本変形例では、接続部分ＴＥ２３ａの中心軸が軸Ａｘ３に該当する。また、支持部分ＬＫ２１ａは、接続部分ＴＥ２３ａと一緒に回転するように接続部分ＴＥ２３ａと連結されているため、接続部分ＴＥ２３ａと一体的に回転する。本変形例では、接続部分ＴＥ２３ａと支持部分ＬＫ２１ａとは、常に一体的に駆動するため、一つの部材であってもよい。

【0121】

なお、本変形例では、例えば、ボールねじＴＥ２２は、旋回機構ＲＥ１ａにより接続部分ＴＥ２３ａ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。

【0122】

また、本変形例では、モータＭＯａ３は、可動部分ＬＫ１３ａに取り付けられているため、接続部分ＴＥ２３ａ及び支持部分ＬＫ２１ａが回転した場合でも、軸Ａｘ３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、支持部分ＬＫ２１ａが軸Ａｘ３を回転軸として回転した場合でも、モータＭＯａ３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。

【0123】

また、本変形例では、接続部分ＴＥ２３ａの２つの端部のうちの支持部分ＬＫ２１ａに近い端部が伸縮機構ＴＥ２ａにより可動部分ＬＫ１３ａから遠ざかるように移動しても、モータＭＯａ３は、可動部分ＬＫ１３ａに固定されているため、移動しない。これにより、本変形例では、伸縮機構ＴＥ２ａにより移動する部材の重量をモータＭＯａ３及びモータＭＯａ３の連結機構の分だけ軽くすることができる。この結果、本変形例では、関節機構ＡＲ３ａによる回転動作及び伸縮動作を精度よく制御することができる。

【0124】

以上、本変形例では、関節機構ＡＲ３ａは、リンクＬＫ２及び接続部分ＴＥ２３ａをリンクＬＫ１に対して一体的に回転させることにより、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して回転させる。本変形例においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0125】

［第２変形例］
上述した実施形態及び変形例では、接続部分ＴＥ２３の一部がリンクＬＫ１の内部に格納さ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、接続部分ＴＥ２３の少なくとも一部は、軸Ａｘ３（回転軸）に沿う方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最小になる場合、リンクＬＫ２の内部に格納されてもよい。すなわち、接続部分ＴＥ２３の少なくとも一部は、軸Ａｘ３（回転軸）に沿う方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最小になる場合、リンクＬＫ１及びＬＫ２の少なくとも一方の内部に格納されてもよい。

【0126】

図７は、第２変形例に係る関節機構ＡＲ３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。なお、図７においても、図６と同様に、関節機構ＡＲ３、支持部分ＬＫ２１、可動部分ＬＫ１３、旋回機構ＲＥ１、伸縮機構ＴＥ２及び接続部分ＴＥ２３の符号の末尾に、小文字のアルファベット“ａ”を付している。図７の上段は、収縮している状態の関節機構ＡＲ３ａを示し、図７の下段は、伸長している状態の関節機構ＡＲ３ａを示している。

【0127】

図７に示す関節機構ＡＲ３ａは、モータＭＯｔ２が支持部分ＬＫ２１ａに取り付けられていること、及び、接続部分ＴＥ２３ａが軸Ａｘｔｅ２に沿って移動可能に支持部分ＬＫ２１ａに接続されていることを除いて、図６に示した関節機構ＡＲ３ａと同様である。例えば、本変形例では、接続部分ＴＥ２３ａは、支持部分ＬＫ２１ａに対して軸Ａｘｔｅ２（すなわち、方向Ｄｍ２）に沿って移動可能で、かつ、支持部分ＬＫ２１ａと一緒に回転するように、支持部分ＬＫ２１ａに接続される。また、ナットＴＥ２１は、接続部分ＴＥ２３ａの２つの端部のうちの支持部分ＬＫ２１ａに近い端部に固定される。

【0128】

ボールねじＴＥ２２が回転した場合、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。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ことにより、ナットＴＥ２１の支持部分ＬＫ２１ａに対する方向Ｄｍ２の相対的な位置が変化する。ナットＴＥ２１が接続部分ＴＥ２３ａに固定されているため、ナットＴＥ２１の支持部分ＬＫ２１ａに対する方向Ｄｍ２の相対的な位置が変化した場合、リンクＬＫ２の接続部分ＴＥ２３ａに対する相対的な位置が変化する。

【0129】

例えば、接続部分ＴＥ２３ａの一部が支持部分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、ボールねじＴＥ２２の回転に伴い、接続部分ＴＥ２３ａは、支持部分ＬＫ２１ａから徐々に露出する。これにより、関節機構ＡＲ３ａは、方向Ｄｍ２ｐに伸長する。図７に示す例では、関節機構ＡＲ３ａは、最大で、方向Ｄｍ２における支持部分ＬＫ２１ａの長さとほぼ同じ長さだけ伸長する。

【0130】

なお、接続部分ＴＥ２３ａは、リンクＬＫ１の可動部分ＬＫ１３ａに対する方向Ｄｍ２の相対的な位置が変化しないように、かつ、軸Ａｘ３を回転軸として可動部分ＬＫ１３ａに対して回転可能に、可動部分ＬＫ１３ａに取り付けられている。従って、関節機構ＡＲ３ａが方向Ｄｍ２ｐに伸長することにより、リンクＬＫ２は、リンクＬＫ１から遠ざかるように、方向Ｄｍ２ｐに移動する。

【0131】

また、接続部分ＴＥ２３ａの一部が支持部分ＬＫ２１ａから露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、接続部分ＴＥ２３ａは、支持部分ＬＫ２１ａの内部に徐々に格納される。これにより、関節機構ＡＲ３ａは、方向Ｄｍ２ｍに収縮する。関節機構ＡＲ３ａが方向Ｄｍ２ｍに収縮することにより、リンクＬＫ２がリンクＬＫ１に近づくように、方向Ｄｍ２ｍに移動する。

【0132】

このように、接続部分ＴＥ２３ａの少なくとも一部（例えば、図７の破線で囲んだ部分）は、方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最小になる場合、リンクＬＫ２の内部に格納される。そして、接続部分ＴＥ２３ａの少なくとも一部（例えば、図７の破線で囲んだ部分）は、方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最大になる場合、リンクＬＫ２から露出する。

【0133】

次に、図８を参照しながら、第２変形例に係る関節機構ＡＲ３の別の例について説明する。

【0134】

図８は、第２変形例に係る関節機構ＡＲ３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。なお、図８では、図７に示した関節機構ＡＲ３ａとの対比を分かり易くするために、関節機構ＡＲ３、旋回機構ＲＥ１、ギアＲＥ１３、伸縮機構ＴＥ２及び接続部分ＴＥ２３の符号の末尾に、小文字のアルファベット“ｂ”を付している。図８の上段は、収縮している状態の関節機構ＡＲ３ｂを示し、図７の下段は、伸長している状態の関節機構ＡＲ３ｂを示している。関節機構ＡＲ３ｂは、「第３駆動機構」及び「駆動機構」の他の例であり、伸縮機構ＴＥ２ｂは、「第１伸縮機構」の他の例である。なお、以下では、関節機構ＡＲ３ｂ等は、符号の末尾のアルファベット“ｂ”を付さずに称される（例えば、関節機構ＡＲ３）場合がある。

【0135】

関節機構ＡＲ３ｂは、伝達軸ＲＥ１１の中心軸がボールねじＴＥ２２の中心軸（すなわち、軸Ａｘｔｅ２）と一致するように、モータＭＯａ３が可動部分ＬＫ１３ａに取り付けられていることを除いて、図７に示した関節機構ＡＲ３ａと同様である。例えば、旋回機構ＲＥ１ｂを駆動するモータＭＯａ３は、軸Ａｘ３に沿う方向からの平面視において、モータＭＯａ３に取り付けられる伝達軸ＲＥ１１の中心軸が軸Ａｘ３となるように接続部分ＴＥ２３ｂの外部に配置され、可動部分ＬＫ１３ａの内部に固定される。従って、関節機構ＡＲ３ｂにおいても、図６等に示した関節機構ＡＲ３ａと同様に、モータＭＯａ３は、接続部分ＴＥ２３ｂが移動しても移動しない。

【0136】

また、関節機構ＡＲ３ｂにおいても、接続部分ＴＥ２３ｂは、図７に示した接続部分ＴＥ２３ａと同様に、支持部分ＬＫ２１ａ及び可動部分ＬＫ１３ａに接続される。例えば、接続部分ＴＥ２３ｂは、支持部分ＬＫ２１ａに対して軸Ａｘｔｅ２（すなわち、方向Ｄｍ２）に沿って移動可能で、かつ、支持部分ＬＫ２１ａと一緒に回転するように、支持部分ＬＫ２１ａに接続される。また、接続部分ＴＥ２３ｂは、リンクＬＫ１の可動部分ＬＫ１３ａに対する方向Ｄｍ２の相対的な位置が変化しないように、かつ、軸Ａｘ３を回転軸として可動部分ＬＫ１３ａに対して回転可能に、可動部分ＬＫ１３ａに接続される。

【0137】

旋回機構ＲＥ１ｂは、モータＭＯａ３の回転が伝達される伝達軸ＲＥ１１と、伝達軸ＲＥ１１に取り付けられたギアＲＥ１３ｂとを有する。伝達軸ＲＥ１１は、モータＭＯａ３に取り付けられている。ギアＲＥ１３ｂは、接続部分ＴＥ２３ｂの内部に配置され、接続部分ＴＥ２３ｂの２つの端部のうちの可動部分ＬＫ１３ａに近い端部に取り付けられている。従って、関節機構ＡＲ３ｂでは、伝達軸ＲＥ１１は、ギアＲＥ１３ｂを介して接続部分ＴＥ２３ｂと連結している。

【0138】

これにより、例えば、モータＭＯａ３が回転した場合、伝達軸ＲＥ１１及びギアＲＥ１３ｂを介して、接続部分ＴＥ２３ｂにモータＭＯａ３の回転が伝達される。この結果、接続部分ＴＥ２３ｂは、軸Ａｘ３を回転軸として回転する。そして、リンクＬＫ２は、接続部分ＴＥ２３ｂの回転に伴い、接続部分ＴＥ２３ｂと一緒に回転する。

【0139】

以上、本変形例では、伸縮機構ＴＥ２（ＴＥ２ａ又はＴＥ２ｂ）は、リンクＬＫ１とリンクＬＫ２とを接続する接続部分ＴＥ２３（ＴＥ２３ａ又はＴＥ２３ｂ）を含む。接続部分ＴＥ２３の少なくとも一部は、軸Ａｘ３（回転軸）に沿う方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最小になる場合、リンクＬＫ２の内部に格納される。また、接続部分ＴＥ２３の少なくとも一部は、方向Ｄｍ２におけるリンクＬＫ１とリンクＬＫ２との距離が最大になる場合、リンクＬＫ１及びＬＫ２から露出する。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。

【0140】

［第３変形例］
上述した実施形態及び変形例では、関節機構ＡＲ３が伸縮機構ＴＥ２を含む場合を例示したが、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、伸縮機構ＴＥ２は、関節機構ＡＲ２に設けられてもよいし、関節機構ＡＲ５に設けられてもよい。すなわち、関節機構ＡＲ２が、第２回転軸（軸Ａｘ２）に沿って、リンクＬＫ１をボディ部ＢＤＰに対して相対的に移動させる伸縮機構（第１伸縮機構の一例）を含んでもよい。あるいは、関節機構ＡＲ５が、第５回転軸（軸Ａｘ５）に沿って、リンクＬＫ３をリンクＬＫ２に対して相対的に移動させる伸縮機構（第１伸縮機構の一例）を含んでもよい。

【0141】

関節機構ＡＲ２が伸縮機構を含む場合、当該伸縮機構は、例えば、主に、図２のリンクＬＫ１をボディ部ＢＤＰと読み替え、図２のリンクＬＫ２をリンクＬＫ１と読み替え、図２の軸Ａｘ３を軸Ａｘ２と読み替えることにより、図２で説明される。また、関節機構ＡＲ５が伸縮機構を含む場合、当該伸縮機構は、例えば、主に、図２のリンクＬＫ１をリンクＬＫ２と読み替え、図２のリンクＬＫ２をリンクＬＫ３と読み替え、図２の軸Ａｘ３を軸Ａｘ５と読み替えることにより、図２で説明される。

【0142】

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。但し、関節機構ＡＲ２が伸縮機構を含む態様では、当該伸縮機構により、リンクＬＫ１からリンクＬＫ３までの部材が全て移動するため、上述した実施形態及び変形例に比べて、移動する部材の重量及び体積が増加する。このため、関節機構ＡＲ２が伸縮機構を含む態様では、上述した実施形態及び変形例に比べて、伸縮機構による伸縮動作等の制御の精度及び高速化に関しての課題、及び、ロボット１０を設置するスペースの問題等が生じる懸念が大きくなる。換言すれば、上述した実施形態及び変形例（関節機構ＡＲ３が伸縮機構ＴＥ２を含む態様）では、伸縮機構ＴＥ２による伸縮動作等の制御の精度及び高速化に関しての課題、及び、ロボット１０を設置するスペースの問題等が生じる懸念が小さい。

【0143】

また、関節機構ＡＲ５が伸縮機構を含む態様では、伸縮機構によりロボット１０の先端部周辺（例えば、リンクＬＫ３周辺）の構造が複雑になる。また、関節機構ＡＲ５が伸縮機構を含む態様では、上述した実施形態及び変形例に比べて、ロボット１０の先端部周辺（例えば、リンクＬＫ３周辺）の重量が増加する。このため、関節機構ＡＲ５が伸縮機構を含む態様では、上述した実施形態及び変形例に比べて、伸縮機構による伸縮動作等の制御の精度及び高速化に関しての課題等が生じる懸念が大きくなる。また、関節機構ＡＲ５の回転軸（軸Ａｘ５）は、関節機構ＡＲ４の回転により、ロボット１０の底面ＢＤＰｂｔに平行な面（例えば、図４のＸ－Ｙ平面）上から逸脱する。このため、関節機構ＡＲ５が伸縮機構を含む態様では、逆軌道計算において、単純な水平方向（図４の例では、Ｘ方向）の移動量で演算できない場合がある。この場合、逆軌道計算等を行う場合の演算の負荷が大きくなる等の懸念が生じる。換言すれば、上述した実施形態及び変形例（関節機構ＡＲ３が伸縮機構ＴＥ２を含む態様）では、上述の懸念を小さくすることができる。

【0144】

［第４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。

【0145】

また、例えば、ロボット１０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。

【0146】

また、例えば、伸縮機構ＴＥ１は、リンクＬＫ２に設けられてもよい。また、例えば、ロボット１０は、リンクＬＫ１を伸縮する伸縮機構ＴＥ１と、リンクＬＫ２を長手方向（方向Ｄｅ２）に伸縮する伸縮機構と、関節機構ＡＲ３を伸縮する伸縮機構ＴＥ２とを有してもよい。

【0147】

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。

【0148】

［第５変形例］
上述した実施形態及び変形例では、ロボット１０がモータＭＯｔ２とモータＭＯａ３とを有す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ＭＯｔ２とモータＭＯａ３とを１つの共通のモータとしてロボット１０に設け、当該共通のモータとボールねじＴＥ２２及び伝達軸ＲＥ１１との連結をクラッチ等で切り替えてもよい。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。

【0149】

［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。

【0150】

［４．その他］
上述した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。

【0151】

図９は、旋回の一例を説明するための説明図である。図９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９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９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。

【0152】

図９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９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９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。

【0153】

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。

【0154】

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。

【0155】

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。

【0156】

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。

【0157】

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。

【0158】

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。

【0159】

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。

【0160】

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。

【0161】

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９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。

【0162】

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９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。

【0163】

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９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。

【0164】

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】

【0165】

１…ロボットシステム、１０…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、ＡＲ３ａ、ＡＲ３ｂ、ＡＲ４、ＡＲ５、ＡＲ６、ＡＲｉ…関節機構、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、ＬＫ１、ＬＫ２、ＬＫ３、ＬＫｉ、ＬＫｊ…リンク、ＬＫ１１…支持部分、ＬＫ１２、ＬＫ１３、ＬＫ１３ａ…可動部分、ＬＫ２１、ＬＫ２１ａ…支持部分、ＬＫ２２…可動部分、ＬＫ３ｓｆ…端面、ＭＯａ１、ＭＯａ２、ＭＯａ３、ＭＯａ４、ＭＯａ５、ＭＯａ６、ＭＯｔ１、ＭＯｔ２…モータ、ＰＬ１、ＰＬ２…パレット、ＲＥ１…旋回機構、ＲＥ１１…伝達軸、ＲＥ１２…連結部、ＲＥ１３、ＲＥ１３ｂ…ギア、ＴＥ、ＴＥ１、ＴＥ２…伸縮機構、ＴＥ１１、ＴＥ２１…ナット、ＴＥ１２、ＴＥ２２…ボールねじ、ＴＥ２３、ＴＥ２３ａ、ＴＥ２３ｂ…接続部分、ＷＢ…作業台。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】