特開 2024-165698 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】P2024165698

(43)【公開日】2024-11-28

(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 20060101AFI20241121BHJP

【ＦＩ】

B25J9/06 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082099

(22)【出願日】2023-05-18

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り １：令和４年１０月２４日 ローレルバンクマシン株式会社のウェブサイト ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｌｂｍ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／２０２２／１０２４／ ２：令和４年１０月３１日 アペルザＴＶのウェブサイト ｈｔｔｐｓ：／／ｔｖ．ａｐｅｒｚａ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ／８２９ ３：令和４年１０月３１日 ＰＲ ＴＩＭＥＳのウェブサイト ｈｔｔｐｓ：／／ｐｒｔｉｍｅｓ．ｊｐ／ｍａｉｎ／ｈｔｍｌ／ｒｄ／ｐ／００００００００４．０００１０５９４９．ｈｔｍｌ ４：令和４年１０月３１日 ＠Ｐｒｅｓｓのウェブサイト ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ａｔｐｒｅｓｓ．ｎｅ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／３３２６３７ ５：令和４年１１月８日～１３日 ＪＩＭＴＯＦ２０２２（第３１回日本国際工作機械見本市） 東京ビッグサイト（東京都江東区有明３－１１－１） ６：令和４年１１月２５日 アペルザカタログのウェブサイト ｈｔｔｐｓ：／／ｒｄ．ｔｒ．ａｐｅｒｚａ．ｃｏｍ／ｖ１／ｔｍｃ？ａ＝ｎｔｘＯ７ｕＰｎｋｙｋ９ｈＹｎＣＵＶＱＩｎＡＣａＥ５ｍ７ＭＰＶ％２Ｆ３ｚｄＡＳＣＪｙ１ＴＡｏ６ＬｑＹｌｍｔＤｎＵＭＢＴ９ＴｅＴｂＰＵｘｈｚＺＭＬ８ＫＫ０４３ＮｍａｊＬｊｖｈ３３ＣＨＢ４ｋＱＨｋ４ＺｇＷｓＩｚ２ｍＨＵｄｗ％３Ｄ＆ｂ＝＆ｕｒｌ＿ｉｄ＝５＆ｔｅｓｔ＝ｏｎ ７：令和５年４月２７日 ローレルバンクマシン株式会社のウェブサイト ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｌｂｍ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／２０２３／０４２６／ ８：令和５年４月２７日 ＰＲ ＴＩＭＥＳのウェブサイト ｈｔｔｐｓ：／／ｐｒｔｉｍｅｓ．ｊｐ／ｍａｉｎ／ｈｔｍｌ／ｒｄ／ｐ／００００００００６．０００１０５９４９．ｈｔｍｌ ９：令和５年５月１０日～１２日 未来ものつくり国際ＥＸＰＯ インデックス大阪（大阪市住之江区南港北１－５－１０２）

(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】稲田 真一

(72)【発明者】

【氏名】田中 亮

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS10

3C707BS12

3C707BT03

3C707CT05

3C707CV08

3C707CW03

3C707CX01

3C707HS27

3C707HT19

3C707MS11

(57)【要約】

【課題】簡易な制御でロボットの先端部を移動させる。
【解決手段】ロボット１０は、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して回転させる関節機構ＪＥｒ３と、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１に沿って、関節機構ＪＥｒ３をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させる関節機構ＪＥｐ１と、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ２を関節機構ＪＥｐ１に対して相対的に移動させる関節機構ＪＥｐ２とを含む。リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２の状態は、方向Ｄｅ１及び方向Ｄｅ２が互いに平行な第１状態に、遷移可能である。リンクＬＫ１は、関節機構ＪＥｒ３が移動する移動領域ＡＲｍｖ１を含み、リンクＬＫ２は、関節機構ＪＥｒ３が移動する移動領域ＡＲｍｖ２を含む。関節機構ＪＥｒ３は、第１状態において、移動領域ＡＲｍｖ１の両端部を除く中央領域ＡＲｍｄ１に位置し、かつ、移動領域ＡＲｍｖ２の両端部を除く中央領域ＡＲｍｄ２に位置する。
【選択図】図２

【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リンクが延在する第１方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を第１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１方向に沿って、前記第１駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、
前記第２リンクが延在する第２方向に沿って、前記第２リンクを前記第１駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、
を備え、
前記第１リンク及び前記第２リンクの状態は、
前記第１方向及び前記第２方向が互いに平行であり、かつ、前記第２リンクの２つの端部のうちの前記先端部から遠い端部が、前記第１リンクの２つの端部のうち、前記基部から遠い端部よりも前記基部に近い端部の近くに位置する第１状態に、遷移可能であり、
前記第１リンクは、
前記第１移動機構により前記第１方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第１移動領域を有し、
前記第２リンクは、
前記第２移動機構により前記第２方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第２移動領域を有し、
前記第１駆動機構は、
前記第１状態において、前記第１移動領域の両端部を除く第１中央領域に位置し、かつ、前記第２移動領域の両端部を除く第２中央領域に位置する、
ことを特徴とする多関節ロボット。

【請求項2】

前記第１中央領域は、前記第１移動領域の前記第１方向の実質的に中央に位置する領域であり、前記第２中央領域は、前記第２移動領域の前記第２方向の実質的に中央に位置する領域である、
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3】

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第２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２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３回転軸として前記第１リンクを回転させる第３駆動機構と、
前記第２リンクと前記先端部を接続し、前記先端部を前記第２リンクに対して回転させる第４駆動機構と、
をさらに備えている、
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4】

前記第４駆動機構は、
前記第２方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第４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、
前記先端部は、
前記第２リンクに接続される第１部分と、
前記第１部分に接続される第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分を接続し、前記第４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５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、前記先端部のうちエンドエフェクタが取り付けられる部分を回転させる第６駆動機構と、
を含む、
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４駆動機構は、
前記第２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、前記先端部を前記第２リンクに対して回転させ、
前記先端部は、
前記第２リンクに接続される第１部分と、
前記第１部分に接続される第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分を接続し、前記第４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５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、前記先端部のうちエンドエフェクタが取り付けられる部分を回転させる第６駆動機構と、
を含む、
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6】

前記第１状態は、前記第１駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構の待機状態となる姿勢であり、
前記第１リンク及び前記第２リンクは、前記第１状態から動作を開始又は再開する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の多関節ロボット。

【請求項7】

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リンクが延在する第１方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を第１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１方向に沿って、前記第１駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、前記第２リンクが延在する第２方向に沿って、前記第２リンクを前記第１駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、を備える多関節ロボットの制御方法であって、
前記第１リンク及び前記第２リンクの状態は、前記第１方向及び前記第２方向が互いに平行であり、かつ、前記第２リンクの２つの端部のうちの前記先端部から遠い端部が、前記第１リンクの２つの端部のうち、前記基部から遠い端部よりも前記基部に近い端部の近くに位置する第１状態に、遷移可能であり、
前記第１リンクは、前記第１移動機構により前記第１方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第１移動領域を有し、
前記第２リンクは、前記第２移動機構により前記第２方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第２移動領域を有し、
前記第１駆動機構は、前記第１状態において、前記第１移動領域の両端部を除く第１中央領域に位置し、かつ、前記第２移動領域の両端部を除く第２中央領域に位置し、
前記第１駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御することにより、前記多関節ロボットを前記第１状態から動作を開始させる、もしくは前記第１状態に遷移させることで、前記第１駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構の待機状態とした後、前記第１状態から動作を再開させる、
ことを特徴とする多関節ロボットの制御方法。

【請求項8】

多関節ロボットと、前記多関節ロボット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、
前記多関節ロボットは、
基部と、
前記エンドエフェクタが取り付けられる部分を含む先端部と、
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リンクが延在する第１方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を第１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１方向に沿って、前記第１駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、
前記第２リンクが延在する第２方向に沿って、前記第２リンクを前記第１駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、
を備え、
前記第１リンク及び前記第２リンクの状態は、
前記第１方向及び前記第２方向が互いに平行であり、かつ、前記第２リンクの２つの端部のうちの前記先端部から遠い端部が、前記第１リンクの２つの端部のうち、前記基部から遠い端部よりも前記基部に近い端部の近くに位置する第１状態に、遷移可能であり、
前記第１リンクは、
前記第１移動機構により前記第１方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第１移動領域を有し、
前記第２リンクは、
前記第２移動機構により前記第２方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第２移動領域を有し、
前記第１駆動機構は、
前記第１状態において、前記第１移動領域の両端部を除く第１中央領域に位置し、かつ、前記第２移動領域の両端部を除く第２中央領域に位置し、
前記制御装置は、
前記第１駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御することにより、前記多関節ロボットを前記第１状態で待機させる、
ことを特徴とするロボットシステム。

【請求項9】

請求項８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６１－１３６７８２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、従来の多関節ロボットの場合、ロボットのアーム同士が干渉するため、ロボットの先端部が到達できる領域に制限があり、多関節ロボットの作業可能領域を狭めていた。特に、ロボットの根本側に位置するアームが取り付けられている基部の周辺は、アーム同士が干渉しやすく作業可能領域外となる領域が多くなる。すなわち、２つのアームを有するロボットの場合、２つのアームのなす角が０°に近づくためアーム同士が干渉してしまう。また、作業可能領域内であった場合でも、先端部の制御が２つのアームを介して行われるため、先端部の制御の精度を高めるにも限界があった。このため、基部の周辺であっても多関節ロボットの作業可能領域を狭めることなく、高精度にロボットの先端部を制御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リンクが延在する第１方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を第１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１方向に沿って、前記第１駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、前記第２リンクが延在する第２方向に沿って、前記第２リンクを前記第１駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、を備え、前記第１リンク及び前記第２リンクの状態は、前記第１方向及び前記第２方向が互いに平行であり、かつ、前記第２リンクの２つの端部のうちの前記先端部から遠い端部が、前記第１リンクの２つの端部のうち、前記基部から遠い端部よりも前記基部に近い端部の近くに位置する第１状態に、遷移可能であり、前記第１リンクは、前記第１移動機構により前記第１方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第１移動領域を有し、前記第２リンクは、前記第２移動機構により前記第２方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第２移動領域を有し、前記第１駆動機構は、前記第１状態において、前記第１移動領域の両端部を除く第１中央領域に位置し、かつ、前記第２移動領域の両端部を除く第２中央領域に位置する。

【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、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リンクが延在する第１方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を第１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１方向に沿って、前記第１駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、前記第２リンクが延在する第２方向に沿って、前記第２リンクを前記第１駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、を備える多関節ロボットの制御方法であって、前記第１リンク及び前記第２リンクの状態は、前記第１方向及び前記第２方向が互いに平行であり、かつ、前記第２リンクの２つの端部のうちの前記先端部から遠い端部が、前記第１リンクの２つの端部のうち、前記基部から遠い端部よりも前記基部に近い端部の近くに位置する第１状態に、遷移可能であり、前記第１リンクは、前記第１移動機構により前記第１方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第１移動領域を有し、前記第２リンクは、前記第２移動機構により前記第２方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第２移動領域を有し、前記第１駆動機構は、前記第１状態において、前記第１移動領域の両端部を除く第１中央領域に位置し、かつ、前記第２移動領域の両端部を除く第２中央領域に位置し、前記第１駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御することにより、前記多関節ロボットを前記第１状態から動作を開始させる、もしくは前記第１状態に遷移させることで、前記第１駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構の待機状態とした後、前記第１状態から動作を再開させる。

【0007】

本発明の好適な態様に係るロボットシステムは、多関節ロボットと、前記多関節ロボット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、前記多関節ロボットは、基部と、前記エンドエフェクタが取り付けられる部分を含む先端部と、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リンクが延在する第１方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を第１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１方向に沿って、前記第１駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、前記第２リンクが延在する第２方向に沿って、前記第２リンクを前記第１駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、を備え、前記第１リンク及び前記第２リンクの状態は、前記第１方向及び前記第２方向が互いに平行であり、かつ、前記第２リンクの２つの端部のうちの前記先端部から遠い端部が、前記第１リンクの２つの端部のうち、前記基部から遠い端部よりも前記基部に近い端部の近くに位置する第１状態に、遷移可能であり、前記第１リンクは、前記第１移動機構により前記第１方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第１移動領域を有し、前記第２リンクは、前記第２移動機構により前記第２方向に沿って前記第１駆動機構が移動する第２移動領域を有し、前記第１駆動機構は、前記第１状態において、前記第１移動領域の両端部を除く第１中央領域に位置し、かつ、前記第２移動領域の両端部を除く第２中央領域に位置し、前記制御装置は、前記第１駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構を制御することにより、前記多関節ロボットを前記第１状態で待機させる。

【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。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、簡易な制御でロボットの先端部を移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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】関節機構の一例を説明するための説明図である。

【図3】図１に示したロボットの状態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状態の別の例を説明するための説明図である。

【図5】ロボットの状態が第１状態から第１作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。

【図6】ロボットの状態が第１比較状態から第１作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。

【図7】ロボットの状態が第２比較状態から第１作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。

【図8】ロボットの状態が第１状態から第２作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。

【図9】ロボットの状態が第１比較状態から第２作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。

【図10】ロボットの状態が第２比較状態から第２作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。

【図11】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12】第１変形例に係る先端部の一例を説明するための説明図である。

【図13】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】

【0011】

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。

【0012】

［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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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１１において説明される。

【0016】

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、回転関節に対応する６つの関節機構ＪＥｒ（ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６）を有する６軸多関節ロボットに、直動関節に対応する２つの関節機構ＪＥｐ（ＪＥｐ１及びＪＥｐ２）を追加した８軸多関節ロボットである。例えば、ロボット１０は、６つの関節機構ＪＥｒと、２つの関節機構ＪＥｐと、ボディ部ＢＤＰと、２つのリンクＬＫ（ＬＫ１及びＬＫ２）と、先端部ＴＰ１とを有する。なお、図１に示す例では、関節機構ＪＥｒ１は、ボディ部ＢＤＰに含まれ、関節機構ＪＥｒ５及びＪＥｒ６は、先端部ＴＰ１に含まれる。また、関節機構ＪＥｐ１は、リンクＬＫ１に設けられ、関節機構ＪＥｐ２は、リンクＬＫ２に設けられる。以下では、関節機構ＪＥｒ及びＪＥｐは、特に区別せずに、関節機構ＪＥとも称される。例えば、ロボット１０は、複数の関節機構ＪＥ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ＪＥ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。

【0017】

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。例えば、リンクＬＫ１及びＬＫ２は、ボディ部ＢＤＰと先端部ＴＰ１を接続する。

【0018】

ここで、例えば、部材の接続は、２つの部材が直接的に接続される場合と、２つの部材が間接的に接続される場合との両方を含む。２つの部材が直接的に接続されるとは、２つの部材が互いに接触する状態、及び、２つの部材が互いに接触する状態と同視できる状態を含む。２つの部材が互いに接触する状態と同視できる状態とは、例えば、２つの部材の一方が他方に接着剤等により固定される状態である。また、２つの部材が間接的に接続されるとは、２つの部材の間に他の部材が配置されることを意味する。

【0019】

関節機構ＪＥｒ１は、「第２駆動機構」の一例であり、関節機構ＪＥｒ２は、「第３駆動機構」の一例である。関節機構ＪＥｒ３は、「第１駆動機構」の一例であり、関節機構ＪＥｒ４は、「第４駆動機構」の一例である。また、関節機構ＪＥｒ５は、「第５駆動機構」の一例であり、関節機構ＪＥｒ６は、「第６駆動機構」の一例である。また、関節機構ＪＥｐ１は、「第１移動機構」の一例であり、関節機構ＪＥｐ２は、「第２移動機構」の一例である。

【0020】

ボディ部ＢＤＰは、例えば、床等の所定の場所に固定される土台部ＢＤＰｂａと、関節機構ＪＥｒ２に接続される関節機構ＪＥｒ１とを含む。関節機構ＪＥｒ１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の一部分を回転させる。例えば、関節機構ＪＥｒ１は、関節機構ＪＥｒ１のうち、関節機構ＪＥｒ２と接続される部分を含む外壁を、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転させる。すなわち、関節機構ＪＥｒ１は、軸Ａｘ１を回転軸として、関節機構ＪＥｒ２をボディ部ＢＤＰに対して回転させる。なお、軸Ａｘ１は、「第２回転軸」の一例である。

【0021】

ここで、「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。図１の回転方向Ｄｒ１は、ボディ部ＢＤＰの一部分が軸Ａｘ１を回転軸として回転する場合のボディ部ＢＤＰの一部分の回転方向を示す。

【0022】

関節機構ＪＥｒ２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、リンクＬＫ１が軸Ａｘ２を回転軸として回転する場合のリンクＬＫ１の回転方向を示す。なお、軸Ａｘ２は、「第３回転軸」の一例である。

【0023】

リンクＬＫ１は、例えば、中空であり、長尺に形成される。また、リンクＬＫ１は、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１に延在する開口Ｈｌｋ１を有する。なお、方向Ｄｅ１は、「第１方向」の一例である。

【0024】

開口Ｈｌｋ１は、例えば、リンクＬＫ１のうち、リンクＬＫ２に対向する部分を含む面に形成される。リンクＬＫ１の内部には、関節機構ＪＥｒ３の一部及び関節機構ＪＥｐ１が設けられる。例えば、関節機構ＪＥｒ３の一部は、リンクＬＫ１の内部に位置し、関節機構ＪＥｒ３の他の部分は、開口Ｈｌｋ１からリンクＬＫ１の外部に出ている。なお、関節機構ＪＥｒ３のうち、リンクＬＫ１の外部に出ている部分、又は、リンクＬＫ１の外部に出ている部分の一部は、後述するリンクＬＫ２の開口Ｈｌｋ２を通り、リンクＬＫ２の内部に位置する。

【0025】

なお、リンクＬＫ１は、関節機構ＪＥｒ１により、軸Ａｘ１を回転軸としてボディ部ＢＤＰに対して回転し、関節機構ＪＥｒ２により、軸Ａｘ２を回転軸としてボディ部ＢＤＰに対して回転する。

【0026】

関節機構ＪＥｒ３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、リンクＬＫ２が軸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１回転軸」の一例である。

【0027】

関節機構ＪＥｐ１は、方向Ｄｅ１に沿って、関節機構ＪＥｒ３をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させる。図１に示す例では、関節機構ＪＥｐ１が関節機構ＪＥｒ３を方向Ｄｅ１に沿って移動させる場合、リンクＬＫ１の開口Ｈｌｋ１の部分が、関節機構ＪＥｒ３の移動可能な領域に該当する。すなわち、リンクＬＫ１の開口Ｈｌｋ１の部分は、関節機構ＪＥｐ１により方向Ｄｅ１に沿って関節機構ＪＥｒ３が移動する移動領域ＡＲｍｖ１に該当する。移動領域ＡＲｍｖ１は、「第１移動領域」の一例である。なお、関節機構ＪＥｒ３が方向Ｄｅ１に沿って移動することにより、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ１に沿って、リンクＬＫ１に対して相対的に移動する。

【0028】

リンクＬＫ２は、例えば、中空であり、長尺に形成される。また、リンクＬＫ２は、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に延在する開口Ｈｌｋ２を有する。なお、方向Ｄｅ２は、「第２方向」の一例である。

【0029】

開口Ｈｌｋ２は、例えば、リンクＬＫ２のうち、リンクＬＫ１に対向する部分を含む面に形成される。リンクＬＫ２の内部には、関節機構ＪＥｒ３の一部及び関節機構ＪＥｐ２が設けられる。例えば、関節機構ＪＥｒ３の一部は、リンクＬＫ２の内部に位置し、関節機構ＪＥｒ３の他の部分は、開口Ｈｌｋ２からリンクＬＫ２の外部に出ている。

【0030】

関節機構ＪＥｐ２は、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ２を関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動させる。これにより、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ２に沿って、関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動する。すなわち、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ１に対して相対的に移動する。

【0031】

このように、リンクＬＫ２は、関節機構ＪＥｐ１により、方向Ｄｅ１に沿って、リンクＬＫ１に対して相対的に移動し、関節機構ＪＥｐ２により、方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ１に対して相対的に移動する。

【0032】

ここで、リンクＬＫ２が関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動することは、関節機構ＪＥｒ３がリンクＬＫ２に対して相対的に移動することとも換言できる。従って、関節機構ＪＥｐ２は、方向Ｄｅ２に沿って関節機構ＪＥｒ３をリンクＬＫ２に対して相対的に移動させる関節機構ＪＥとも捉えられる。図１に示す例では、関節機構ＪＥｐ２が関節機構ＪＥｒ３を方向Ｄｅ２に沿って移動させる場合、リンクＬＫ２の開口Ｈｌｋ２の部分が、関節機構ＪＥｒ３の移動可能な領域に該当する。すなわち、リンクＬＫ２の開口Ｈｌｋ２の部分は、関節機構ＪＥｐ２により方向Ｄｅ２に沿って関節機構ＪＥｒ３が移動する移動領域ＡＲｍｖ２に該当する。移動領域ＡＲｍｖ２は、「第２移動領域」の一例である。

【0033】

関節機構ＪＥｒ４は、リンクＬＫ２と先端部ＴＰ１を接続し、方向Ｄｅ２に垂直な軸Ａｘ４を回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ４は、先端部ＴＰ１が軸Ａｘ４を回転軸として回転する場合の先端部ＴＰ１の回転方向を示す。なお、軸Ａｘ４は、「第４回転軸」の一例である。

【0034】

先端部ＴＰ１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、先端部ＴＰ１の端面ＴＰ１ｓｆにエンドエフェクタ２０が取り付けられる。先端部ＴＰ１は、リンクＬＫ２に接続される第１部分ＴＰ１１と、第１部分ＴＰ１１に接続される第２部分ＴＰ１２と、関節機構ＪＥｒ５と、関節機構ＪＥｒ６とを含む。第１部分ＴＰ１１は、例えば、関節機構ＪＥｒ４を介してリンクＬＫ２に接続される。従って、第１部分ＴＰ１１は、軸Ａｘ４を回転軸としてリンクＬＫ２に対して回転する。

【0035】

関節機構ＪＥｒ５は、第１部分ＴＰ１１と第２部分ＴＰ１２を接続し、軸Ａｘ４に垂直な軸Ａｘ５を回転軸として、第２部分ＴＰ１２を第１部分ＴＰ１１に対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ５は、第２部分ＴＰ１２が軸Ａｘ５を回転軸として回転する場合の第２部分ＴＰ１２の回転方向を示す。なお、軸Ａｘ５は、「第５回転軸」の一例である。

【0036】

関節機構ＪＥｒ６は、軸Ａｘ５に垂直な軸Ａｘ６を回転軸として、先端部ＴＰ１の少なくとも一部分を回転させる。図１に示す例では、関節機構ＪＥｒ６は、軸Ａｘ６を回転軸として、先端部ＴＰ１の端面ＴＰ１ｓｆを回転させる。すなわち、関節機構ＪＥｒ６は、軸Ａｘ６を回転軸として、先端部ＴＰ１のうち、エンドエフェクタ２０が取り付けられる部分（端面ＴＰ１ｓｆ）を回転させる。図１の回転方向Ｄｒ６は、端面ＴＰ１ｓｆが軸Ａｘ６を回転軸として回転する場合の端面ＴＰ１ｓｆの回転方向を示す。なお、軸Ａｘ６は、「第６回転軸」の一例である。

【0037】

図１に示す例では、関節機構ＪＥｒ６の表面が端面ＴＰ１ｓｆに該当する。なお、関節機構ＪＥｒ６が第２部分ＴＰ１２に含まれる構成等では、第２部分ＴＰ１２の端面が端面ＴＰ１ｓｆであってもよい。

【0038】

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が先端部ＴＰ１に取り付けられる。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２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、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する。従って、軸Ａｘ３を回転軸とするリンクＬＫ２の回転、及び、軸Ａｘ４を回転軸とする第１部分ＴＰ１１の回転は、旋回に該当する。

【0042】

また、軸Ａｘ５を回転軸とする回転では、方向Ｄｅ１１が特定の方向に該当し、軸Ａｘ６を回転軸とする回転では、方向Ｄｅ１２が特定の方向に該当する。方向Ｄｅ１１は、第１部分ＴＰ１１の端部のうち、関節機構ＪＥｒ５が接続される所定の端部の反対側の端部から所定の端部に向かう方向である。なお、方向Ｄｅ１１は、第１部分ＴＰ１１が延在する方向と捉えられてもよい。また、方向Ｄｅ１２は、第２部分ＴＰ１２の端部のうち、関節機構ＪＥｒ６が接続される所定の端部（端面ＴＰ１ｓｆを含む端部）の反対側の端部から所定の端部に向かう方向である。なお、方向Ｄｅ１２は、第２部分ＴＰ１２が延在する方向と捉えられてもよい。

【0043】

方向Ｄｅ１１が特定の方向である場合、軸Ａｘ５は、方向Ｄｅ１１とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当する。また、方向Ｄｅ１２が特定の方向である場合、軸Ａｘ６は、方向Ｄｅ１２とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当する。なお、本実施形態では、方向Ｄｅ１１が軸Ａｘ４に垂直な方向であり、方向Ｄｅ１２が軸Ａｘ５に垂直な方向である場合を想定する。この場合、方向Ｄｅ１１とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ５は、軸Ａｘ４とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当し、方向Ｄｅ１２とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ６は、軸Ａｘ５とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当する。

【0044】

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、リンクＬＫ２及び先端部ＴＰ１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。

【0045】

例えば、関節機構ＪＥｒ２と関節機構ＪＥｒ３との間のリンクＬＫ１が上腕に相当し、関節機構ＪＥｒ３と関節機構ＪＥｒ４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ＪＥｒ１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ＪＥｒ２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ＪＥｒ３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ＪＥｒ４により、手首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ＪＥｒ５により、手首のねじりを模した動作を行うことができ、関節機構ＪＥｒ６により、指先のねじりを模した動作を行うことができる。

【0046】

さらに、本実施形態では、リンクＬＫ１内に設けられた関節機構ＪＥｐ１により、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１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。また、本実施形態では、リンクＬＫ２内に設けられた関節機構ＪＥｐ２により、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２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。従って、本実施形態では、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２により、ロボット１０の先端部ＴＰ１をボディ部ＢＤＰの周辺に容易に移動させることができる。また、本実施形態では、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２により、先端部ＴＰ１（より詳細には、端面ＴＰ１ｓｆ）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。

【0047】

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、ボディ部ＢＤＰの土台部ＢＤＰｂａは、床等の所定の場所に関節機構ＪＥｒ１を介して固定されてもよい。この場合、ボディ部ＢＤＰは、関節機構ＪＥｒ１を含まずに定義されてもよい。土台部ＢＤＰｂａが所定の場所に関節機構ＪＥｒ１を介して固定される構成では、関節機構ＪＥｒ１は、軸Ａｘ１を回転軸として、土台部ＢＤＰｂａを回転させてもよい。また、土台部ＢＤＰｂａが所定の場所に関節機構ＪＥｒ１を介して固定される構成では、土台部ＢＤＰｂａが関節機構ＪＥｒ２と接続されてもよい。

【0048】

次に、図２を参照しながら、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２の一例について説明する。

【0049】

図２は、関節機構ＪＥの一例を説明するための説明図である。図２では、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２と関節機構ＪＥｒ３とを中心に説明する。本実施形態では、関節機構ＪＥｒ３を駆動するモータＭＯｒ３が関節機構ＪＥｒ３と一体的に移動する場合を想定する。例えば、モータＭＯｒ３は、関節機構ＪＥｒ３に固定されてもよい。モータＭＯｒ３は、「第１モータ」の一例である。先ず、関節機構ＪＥｐ１について説明する。

【0050】

関節機構ＪＥｐ１、及び、関節機構ＪＥｐ１を駆動するモータＭＯｐ１は、リンクＬＫ１の内部に配置される。例えば、モータＭＯｐ１は、リンクＬＫ１の２つの端部ＬＫ１ｅｄ（ＬＫ１ｅｄ１及びＬＫ１ｅｄ２）のうち、ボディ部ＢＤＰに近い端部ＬＫ１ｅｄ１において、リンクＬＫ１の内部に取り付けられている。モータＭＯｐ１は、「第２モータ」の一例である。なお、端部ＬＫ１ｅｄ２は、リンクＬＫ１の２つの端部ＬＫ１ｅｄのうち、ボディ部ＢＤＰから遠い端部ＬＫ１ｅｄである。

【0051】

関節機構ＪＥｐ１は、例えば、方向Ｄｅ１に沿って延在するねじ部ＪＥｐ１１と、ナットＪＥｐ１２と、接続部ＪＥｐ１３と、レールＪＥｐ１４とを含む。

【0052】

ねじ部ＪＥｐ１１の一端は、モータＭＯｐ１に取り付けられる。例えば、ねじ部ＪＥｐ１１は、ねじ部ＪＥｐ１１の中心軸（方向Ｄｅ１に沿う中心軸）がモータＭＯｐ１の回転軸と一致するようにモータＭＯｐ１に取り付けられ、ナットＪＥｐ１２に挿通される。そして、ねじ部ＪＥｐ１１は、モータＭＯｐ１の回転に伴い、方向Ｄｅ１に沿う中心軸を回転軸として回転する。

【0053】

接続部ＪＥｐ１３は、例えば、方向Ｄｅ１に沿って移動可能にレールＪＥｐ１４に接続されるスライダー部ＪＥｐ１３ａと、ナットＪＥｐ１２及びモータＭＯｒ３を支持する支持部ＪＥｐ１３ｂとを含む。例えば、ナットＪＥｐ１２は、ねじ部ＪＥｐ１１と一緒に回転しないように、支持部ＪＥｐ１３ｂに固定されている。また、モータＭＯｒ３は、モータＭＯｒ３自体が回転しないように、支持部ＪＥｐ１３ｂに固定されている。

【0054】

なお、スライダー部ＪＥｐ１３ａと支持部ＪＥｐ１３ｂとは、厳密に区別されなくてもよい。例えば、スライダー部ＪＥｐ１３ａにモータＭＯｒ３が固定されてもよい。また、ナットＪＥｐ１２は、支持部ＪＥｐ１３ｂを介さずにモータＭＯｒ３に固定されてもよい。すなわち、ナットＪＥｐ１２は、関節機構ＪＥｒ３に対するナットＪＥｐ１２の相対的な位置が変化しないように、接続部ＪＥｐ１３等に接続されていればよい。このように、ナットＪＥｐ１２は、接続部ＪＥｐ１３等を介して関節機構ＪＥｒ３に接続される。

【0055】

レールＪＥｐ１４は、方向Ｄｅ１に沿って延在し、互いに平行に配置された２つの棒状部材ＪＥｐ１４ａ及びＪＥｐ１４ｂを含む。棒状部材ＪＥｐ１４ａ及びＪＥｐ１４ｂとスライダー部ＪＥｐ１３ａとの各々の形状は、棒状部材ＪＥｐ１４ａ及びＪＥｐ１４ｂがスライダー部ＪＥｐ１３ａを支持できれば、特に限定されない。レールＪＥｐ１４は、例えば、軸Ａｘ２に沿う方向において、開口Ｈｌｋ１とねじ部ＪＥｐ１１との間に配置され、リンクＬＫ１の内部に取り付けられている。なお、レールＪＥｐ１４は、関節機構ＪＥｒ３の一部が開口Ｈｌｋ１から出ている状態で、関節機構ＪＥｒ３が方向Ｄｅ１に沿って移動可能であれば、軸Ａｘ２に沿う方向において、開口Ｈｌｋ１とねじ部ＪＥｐ１１との間に配置されなくてもよい。

【0056】

ナットＪＥｐ１２は、ねじ部ＪＥｐ１１と一緒に回転しないように接続部ＪＥｐ１３に固定されているため、ねじ部ＪＥｐ１１の回転に伴い、方向Ｄｅ１に沿って、ねじ部ＪＥｐ１１に対して相対的に移動する。ナットＪＥｐ１２は、上述したように、関節機構ＪＥｒ３に対する相対的な位置が変化しないように、接続部ＪＥｐ１３等に固定されている。すなわち、関節機構ＪＥｒ３は、ナットＪＥｐ１２と一緒に、方向Ｄｅ１に沿って移動する。例えば、関節機構ＪＥｒ３は、ナットＪＥｐ１２の移動に伴い、リンクＬＫ１に対して相対的に移動する。このように、関節機構ＪＥｐ１は、関節機構ＪＥｒ３を移動可能に支持する。関節機構ＪＥｒ３の移動範囲、すなわち、移動領域ＡＲｍｖ１は、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１に近い領域から、端部ＬＫ１ｅｄ１よりも端部ＬＫ１ｅｄ２に近い領域まで移動可能であることが好ましい。これにより、リンクＬＫ１の実質的な長さ（制御上の長さ）を、リンクＬＫ１の半分以下の長さから半分以上の長さとすることが可能となる。リンクＬＫ１の実質的な長さは、例えば、端部ＬＫ１ｅｄ１（例えば、リンクＬＫ１と軸Ａｘ２との交点）から関節機構ＪＥｒ３（より正確には、軸Ａｘ３）までの方向Ｄｅ１に沿う長さである。

【0057】

ここで、ナットＪＥｐ１２の移動方向、すなわち、関節機構ＪＥｒ３の移動方向は、モータＭＯｐ１の回転方向を切り替えることにより、方向Ｄｅ１と方向Ｄｅ１の反対方向との間で切り替わる。例えば、モータＭＯｐ１の回転が第１の回転方向の回転である場合、ナットＪＥｐ１２は、方向Ｄｅ１に移動し、モータＭＯｐ１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ＪＥｐ１２は、方向Ｄｅ１の反対方向に移動する。次に、関節機構ＪＥｐ２について説明する。

【0058】

関節機構ＪＥｐ２、及び、関節機構ＪＥｐ２を駆動するモータＭＯｐ２は、リンクＬＫ２の内部に配置される。例えば、モータＭＯｐ２は、リンクＬＫ２の２つの端部ＬＫ２ｅｄ（ＬＫ２ｅｄ１及びＬＫ２ｅｄ２）のうち、先端部ＴＰ１から遠い端部ＬＫ２ｅｄ１において、リンクＬＫ２の内部に取り付けられている。モータＭＯｐ２は、「第３モータ」の一例である。なお、端部ＬＫ２ｅｄ２は、リンクＬＫ２の２つの端部ＬＫ２ｅｄのうち、先端部ＴＰ１に近い端部ＬＫ２ｅｄである。

【0059】

関節機構ＪＥｐ２は、例えば、方向Ｄｅ２に沿って延在するねじ部ＪＥｐ２１と、ナットＪＥｐ２２と、接続部ＪＥｐ２３と、レールＪＥｐ２４とを含む。

【0060】

ねじ部ＪＥｐ２１の一端は、モータＭＯｐ２に取り付けられる。例えば、ねじ部ＪＥｐ２１は、ねじ部ＪＥｐ２１の中心軸（方向Ｄｅ２に沿う中心軸）がモータＭＯｐ２の回転軸と一致するようにモータＭＯｐ２に取り付けられ、ナットＪＥｐ２２に挿通される。そして、ねじ部ＪＥｐ２１は、モータＭＯｐ２の回転に伴い、方向Ｄｅ２に沿う中心軸を回転軸として回転する。

【0061】

接続部ＪＥｐ２３は、例えば、レールＪＥｐ２４に対して方向Ｄｅ２に沿って相対的に移動可能に接続されるスライダー部ＪＥｐ２３ａと、ナットＪＥｐ２２及び関節機構ＪＥｒ３を支持する支持部ＪＥｐ２３ｂとを含む。例えば、ナットＪＥｐ２２は、ねじ部ＪＥｐ２１と一緒に回転しないように、支持部ＪＥｐ２３ｂに固定されている。また、支持部ＪＥｐ２３ｂは、モータＭＯｒ３の回転に伴い、軸Ａｘ３（図２には図示せず）を回転軸として回転するように、関節機構ＪＥｒ３に接続されている。すなわち、関節機構ＪＥｒ３は、モータＭＯｒ３の回転に伴い、軸Ａｘ３を回転軸として支持部ＪＥｐ２３ｂを回転させる。

【0062】

なお、スライダー部ＪＥｐ２３ａと支持部ＪＥｐ２３ｂとは、厳密に区別されなくてもよい。例えば、スライダー部ＪＥｐ２３ａに関節機構ＪＥｒ３が接続されてもよい。また、ナットＪＥｐ２２は、スライダー部ＪＥｐ２３ａに固定されてもよい。すなわち、ナットＪＥｐ２２は、関節機構ＪＥｒ３に対する相対的な位置が変化しないように、接続部ＪＥｐ２３等に接続されていればよい。このように、ナットＪＥｐ２２は、接続部ＪＥｐ２３等を介して関節機構ＪＥｒ３に接続される。

【0063】

レールＪＥｐ２４は、方向Ｄｅ２に沿って延在し、互いに平行に配置された２つの棒状部材ＪＥｐ２４ａ及びＪＥｐ２４ｂを含む。棒状部材ＪＥｐ２４ａ及びＪＥｐ２４ｂとスライダー部ＪＥｐ２３ａとの各々の形状は、棒状部材ＪＥｐ２４ａ及びＪＥｐ２４ｂがスライダー部ＪＥｐ２３ａを支持できれば、特に限定されない。レールＪＥｐ２４は、例えば、軸Ａｘ２に沿う方向において、開口Ｈｌｋ２とねじ部ＪＥｐ２１との間に配置され、リンクＬＫ２の内部に取り付けられている。なお、レールＪＥｐ２４は、関節機構ＪＥｒ３の一部が開口Ｈｌｋ２から出ている状態で、関節機構ＪＥｒ３が方向Ｄｅ２に沿って移動可能であれば、軸Ａｘ２に沿う方向において、開口Ｈｌｋ２とねじ部ＪＥｐ２１との間に配置されなくてもよい。

【0064】

ナットＪＥｐ２２は、ねじ部ＪＥｐ２１と一緒に回転しないように接続部ＪＥｐ２３に固定されているため、ねじ部ＪＥｐ２１の回転に伴い、方向Ｄｅ２に沿って、ねじ部ＪＥｐ２１に対して相対的に移動する。ナットＪＥｐ２２は、上述したように、関節機構ＪＥｒ３に対する相対的な位置が変化しないように、接続部ＪＥｐ２３等に固定されている。また、関節機構ＪＥｒ３は、ねじ部ＪＥｐ１１が回転していない場合、すなわち、モータＭＯｐ１が回転していない場合、関節機構ＪＥｐ１により、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の相対的な位置が変化しないように支持される。このため、リンクＬＫ２は、ナットＪＥｐ２２がねじ部ＪＥｐ２１に対して相対的に移動することにより、方向Ｄｅ２に沿って、関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動する。このように、関節機構ＪＥｐ２は、リンクＬＫ２を移動可能に支持する。関節機構ＪＥｒ３の移動範囲、すなわち、移動領域ＡＲｍｖ２は、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ２よりも端部ＬＫ２ｅｄ１に近い領域から、端部ＬＫ２ｅｄ１よりも端部ＬＫ２ｅｄ２に近い領域まで移動可能であることが好ましい。これにより、リンクＬＫ２の実質的な長さ（制御上の長さ）を、リンクＬＫ２の半分以下の長さから半分以上の長さとすることが可能となる。リンクＬＫ２の実質的な長さは、例えば、関節機構ＪＥｒ３（より正確には、軸Ａｘ３）から端部ＬＫ２ｅｄ２（例えば、リンクＬＫ２と軸Ａｘ４との交点）までの方向Ｄｅ２に沿う長さである。

【0065】

なお、関節機構ＪＥｒ３は、ねじ部ＪＥｐ２１が回転していない場合、すなわち、モータＭＯｐ２が回転していない場合、関節機構ＪＥｐ２により、リンクＬＫ２に対する相対的な位置が変化しないように支持される。関節機構ＪＥｒ３は、リンクＬＫ１との相対的な位置にかかわらず、リンクＬＫ１に対してリンクＬＫ２を旋回可能である。また、関節機構ＪＥｒ３は、リンクＬＫ２との相対的な位置にかかわらず、リンクＬＫ１に対してリンクＬＫ２を旋回可能である。

【0066】

ここで、ねじ部ＪＥｐ２１に対するナットＪＥｐ２２の移動方向、すなわち、リンクＬＫ２の移動方向は、モータＭＯｐ２の回転方向を切り替えることにより、方向Ｄｅ２と方向Ｄｅ２の反対方向との間で切り替わる。例えば、モータＭＯｐ２の回転が第１の回転方向の回転である場合、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ２の反対方向に移動し、モータＭＯｐ２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、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ２に移動する。

【0067】

なお、関節機構ＪＥｐの構成は、図２に示す例に限定されない。例えば、関節機構ＪＥｐ１の要素として、ねじ部ＪＥｐ１１とナットＪＥｐ１２との間に複数のボールが存在するボールねじが採用されてもよい。同様に、関節機構ＪＥｐ２の要素として、ねじ部ＪＥｐ２１とナットＪＥｐ２２との間に複数のボールが存在するボールねじが採用されてもよい。

【0068】

また、例えば、モータＭＯｒ３の一部がリンクＬＫ１の内部に位置し、モータＭＯｒ３の他の部分が開口Ｈｌｋ１からリンクＬＫ１の外部に位置し、関節機構ＪＥｒ３の全体がリンクＬＫ２の内部に位置してもよい。また、例えば、関節機構ＪＥｒ３は、モータＭＯｒ３を収納する収納部を有してもよい。すなわち、モータＭＯｒ３は、関節機構ＪＥｒ３内に設けられてもよい。あるいは、モータＭＯｒ３は、関節機構ＪＥｒ３の一要素として捉えられてもよい。同様に、モータＭＯｐ１は、関節機構ＪＥｐ１の一要素として捉えられてもよいし、モータＭＯｐ２は、関節機構ＪＥｐ２の一要素として捉えられてもよい。

【0069】

次に、関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６について、簡単に説明する。

【0070】

関節機構ＪＥｒ１は、例えば、回転部ＪＥｒ１１と、回転部ＪＥｒ１１を収納する筐体ＪＥｒ１２とを有する。回転部ＪＥｒ１１は、関節機構ＪＥｒ１を駆動するモータＭＯｒ１の回転に伴い、軸Ａｘ１を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ１１は、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転可能に、モータＭＯｒ１に取り付けられている。また、筐体ＪＥｒ１２は、回転部ＪＥｒ１１と一緒に、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転する。例えば、筐体ＪＥｒ１２は、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転可能に、土台部ＢＤＰｂａに接続される。さらに、筐体ＪＥｒ１２は、関節機構ＪＥｒ２に接続される。これにより、関節機構ＪＥｒ２は、回転部ＪＥｒ１１の回転に伴い、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転する。

【0071】

なお、モータＭＯｒ１は、関節機構ＪＥｒ１の一要素として捉えられてもよい。また、筐体ＪＥｒ１２が土台部ＢＤＰｂａに固定され、関節機構ＪＥｒ２が、軸Ａｘ１を回転軸として筐体ＪＥｒ１２に対して回転可能に、回転部ＪＥｒ１１に取り付けられてもよい。この場合、筐体ＪＥｒ１２は、土台部ＢＤＰｂａの一要素として捉えられてもよい。

【0072】

関節機構ＪＥｒ２は、例えば、回転部ＪＥｒ２１と、関節機構ＪＥｒ２を駆動するモータＭＯｒ２を収納する筐体ＪＥｒ２２とを有する。回転部ＪＥｒ２１は、モータＭＯｒ２の回転に伴い、軸Ａｘ２を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ２１は、軸Ａｘ２を回転軸として筐体ＪＥｒ２２に対して回転可能に、モータＭＯｒ２に取り付けられている。さらに、回転部ＪＥｒ２１は、リンクＬＫ１に接続される。また、リンクＬＫ１は、筐体ＪＥｒ２２に対して回転可能に筐体ＪＥｒ２２に接続される。これにより、リンクＬＫ１は、回転部ＪＥｒ２１の回転に伴い、軸Ａｘ２を回転軸として筐体ＪＥｒ２２に対して回転する。また、筐体ＪＥｒ２２の内部には、モータＭＯｒ２が取り付けられている。

【0073】

なお、モータＭＯｒ２は、関節機構ＪＥｒ２の一要素として捉えられてもよい。また、図２に示す例では、回転部ＪＥｒ２１の一部がリンクＬＫ１の内部に位置し、回転部ＪＥｒ２１の他の部分が筐体ＪＥｒ２２の内部に位置しているが、回転部ＪＥｒ２１の全体がリンクＬＫ１の内部又は筐体ＪＥｒ２２の内部に位置してもよい。

【0074】

関節機構ＪＥｒ４は、例えば、回転部ＪＥｒ４１と、回転部ＪＥｒ４１を収納する筐体ＪＥｒ４２とを有する。回転部ＪＥｒ４１は、関節機構ＪＥｒ４を駆動するモータＭＯｒ４の回転に伴い、軸Ａｘ４を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ４１は、軸Ａｘ４を回転軸としてリンクＬＫ２に対して回転可能に、モータＭＯｒ４に取り付けられている。なお、モータＭＯｒ４は、リンクＬＫ２の内部に取り付けられている。

【0075】

また、筐体ＪＥｒ４２は、回転部ＪＥｒ４１と一緒に、軸Ａｘ４を回転軸としてリンクＬＫ２に対して回転する。例えば、筐体ＪＥｒ４２は、軸Ａｘ４を回転軸としてリンクＬＫ２に対して回転可能に、リンクＬＫ２に接続される。さらに、筐体ＪＥｒ４２は、第１部分ＴＰ１１に接続される。これにより、第１部分ＴＰ１１は、回転部ＪＥｒ４１の回転に伴い、筐体ＪＥｒ４２と一緒に、軸Ａｘ４を回転軸として回転する。

【0076】

なお、モータＭＯｒ４は、関節機構ＪＥｒ４の一要素として捉えられてもよい。また、図２に示す例では、回転部ＪＥｒ４１の全体が筐体ＪＥｒ４２の内部に位置しているが、回転部ＪＥｒ４１の全体がリンクＬＫ２の内部に位置してもよい。あるいは、回転部ＪＥｒ４１の一部が筐体ＪＥｒ４２の内部に位置し、回転部ＪＥｒ４１の他の部分がリンクＬＫ２の内部に位置してもよい。

【0077】

関節機構ＪＥｒ５は、例えば、回転部ＪＥｒ５１と、回転部ＪＥｒ５１の一部を収納する筐体ＪＥｒ５２とを有する。回転部ＪＥｒ５１は、関節機構ＪＥｒ５を駆動するモータＭＯｒ５の回転に伴い、軸Ａｘ５を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ５１は、軸Ａｘ５を回転軸として第１部分ＴＰ１１に対して回転可能に、モータＭＯｒ５に取り付けられている。なお、モータＭＯｒ５は、関節機構ＪＥｒ４の筐体ＪＥｒ４２の内部に取り付けられている。

【0078】

また、筐体ＪＥｒ５２は、回転部ＪＥｒ５１と一緒に、軸Ａｘ５を回転軸として第１部分ＴＰ１１に対して回転する。例えば、筐体ＪＥｒ５２は、軸Ａｘ５を回転軸として第１部分ＴＰ１１に対して回転可能に、第１部分ＴＰ１１に接続される。さらに、筐体ＪＥｒ５２は、第２部分ＴＰ１２に接続される。これにより、第２部分ＴＰ１２は、回転部ＪＥｒ５１の回転に伴い、筐体ＪＥｒ５２と一緒に、軸Ａｘ５を回転軸として回転する。

【0079】

なお、モータＭＯｒ５は、関節機構ＪＥｒ５の一要素として捉えられてもよい。また、図２に示す例では、回転部ＪＥｒ５１の一部が筐体ＪＥｒ５２の内部に位置し、回転部ＪＥｒ５１の他の部分が第１部分ＴＰ１１の内部に位置しているが、回転部ＪＥｒ５１の全体が筐体ＪＥｒ５２の内部又は第１部分ＴＰ１１の内部に位置してもよい。

【0080】

関節機構ＪＥｒ６は、例えば、回転部ＪＥｒ６１と、回転部ＪＥｒ６１の一部を収納する筐体ＪＥｒ６２とを有する。回転部ＪＥｒ６１は、関節機構ＪＥｒ６を駆動するモータＭＯｒ６の回転に伴い、軸Ａｘ６を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ６１は、軸Ａｘ６を回転軸として第２部分ＴＰ１２に対して回転可能に、モータＭＯｒ６に取り付けられている。また、筐体ＪＥｒ６２は、回転部ＪＥｒ６１と一緒に、軸Ａｘ６を回転軸として第２部分ＴＰ１２に対して回転する。例えば、筐体ＪＥｒ６２は、軸Ａｘ６を回転軸として第２部分ＴＰ１２に対して回転可能に、第２部分ＴＰ１２に接続される。また、筐体ＪＥｒ６２は、端面ＴＰ１ｓｆを含む。例えば、端面ＴＰ１ｓｆは、回転部ＪＥｒ６１の回転に伴い、軸Ａｘ６を回転軸として第２部分ＴＰ１２に対して回転する。

【0081】

なお、モータＭＯｒ６は、関節機構ＪＥｒ６の一要素として捉えられてもよい。また、筐体ＪＥｒ６２が第２部分ＴＰ１２に固定され、エンドエフェクタ２０が、筐体ＪＥｒ６２に対して回転可能に、回転部ＪＥｒ６１の表面に取り付けられてもよい。この場合、回転部ＪＥｒ６１の表面が端面ＴＰ１ｓｆに該当する。また、筐体ＪＥｒ６２が第２部分ＴＰ１２に固定される場合、筐体ＪＥｒ６２は、第２部分ＴＰ１２の一要素として捉えられてもよい。以下では、モータＭＯｒ１、ＭＯｒ２、ＭＯｒ３、ＭＯｒ４、ＭＯｒ５、ＭＯｒ６、ＭＯｐ１及びＭＯｐ２をモータＭＯと総称する場合がある。

【0082】

また、複数の関節機構ＪＥｒは、図２に示す例に限定されない。例えば、複数の関節機構ＪＥｒの各々は、既知の多関節ロボットの各関節に対応する機構と同様の構成であってもよい。

【0083】

また、図２に示すロボット１０の状態（姿勢）は、ロボット１０の待機姿勢であり、本実施形態におけるロボット１０の特徴を表す状態の１つである。待機姿勢は、ロボット１０が動作を開始する際の最初の姿勢、又は、ロボット１０がある特定の作業を行った後に一旦待機する際に遷移する姿勢である。ロボット１０は、一旦待機姿勢に遷移した後、動作を再開する。待機姿勢は、待機状態、初期姿勢又はホームポジションとも呼ばれる。以下では、待機姿勢は、第１状態とも称される。図２に示す第１状態は、方向Ｄｅ１及びＤｅ２が軸Ａｘ１に平行な起立状態の１つである。

【0084】

例えば、第１状態は、方向Ｄｅ１及びＤｅ２が軸Ａｘ１に平行であり、かつ、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１が、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１の近くに位置する状態である。第１状態では、好ましくは、関節機構ＪＥｒ３は、移動領域ＡＲｍｖ１の両端部を除く中央領域ＡＲｍｄ１に位置し、かつ、移動領域ＡＲｍｖ２の両端部を除く中央領域ＡＲｍｄ２に位置する。中央領域ＡＲｍｄ１は、「第１中央領域」の一例であり、中央領域ＡＲｍｄ２は、「第２中央領域」の一例である。

【0085】

なお、中央領域ＡＲｍｄ１は、例えば、移動領域ＡＲｍｖ１の実質的に中央に位置する領域である。移動領域ＡＲｍｖ１の実質的に中央とは、例えば、方向Ｄｅ１において、移動領域ＡＲｍｖ１の中心Ｃ１（図５参照）に対して±第１所定値の範囲である。第１所定値は、好ましくは、移動領域ＡＲｍｖ１の方向Ｄｅ１に沿う長さの６分の１程度である。より好ましくは、第１所定値は、移動領域ＡＲｍｖ１の方向Ｄｅ１に沿う長さの８分の１程度である。

【0086】

また、中央領域ＡＲｍｄ２は、例えば、移動領域ＡＲｍｖ２の実質的に中央に位置する領域である。移動領域ＡＲｍｖ２の実質的に中央とは、例えば、方向Ｄｅ２において、移動領域ＡＲｍｖ２の中心Ｃ２（図５参照）に対して±第２所定値の範囲である。第２所定値は、好ましくは、移動領域ＡＲｍｖ２の方向Ｄｅ２に沿う長さの６分の１程度である。より好ましくは、第２所定値は、移動領域ＡＲｍｖ２の方向Ｄｅ２に沿う長さの８分の１程度である。

【0087】

また、第１状態では、上述したように、リンクＬＫ１及びＬＫ２が軸Ａｘ１に沿って延在するように、リンクＬＫ１及びＬＫ２の姿勢が維持される。この場合、リンクＬＫ１及びＬＫ２の姿勢が、リンクＬＫ１及びＬＫ２の一方又は両方が軸Ａｘ１と交差する方向に沿って延在するような姿勢である場合に比べて、軸Ａｘ１を回転軸としてロボット１０を回転させる場合の慣性力を、小さくすることができる。

【0088】

従って、本実施形態では、リンクＬＫ１及びＬＫ２の状態を第１状態にすることにより、ロボットアーム（リンクＬＫ１及びＬＫ２）の物理的長さ及び重量に起因する慣性力を小さ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を精密に制御することができる。例えば、本実施形態では、ロボット１０の動作を停止した際の振動（制振性）による影響を小さくすることができる。従って、本実施形態では、ロボット１０が所定の作業を行う場合のロボット１０のトータルの動作時間の短縮、及び、動作精度の向上等を実現することができる。

【0089】

また、本実施形態では、リンクＬＫ１及びＬＫ２の状態を第１状態にすることにより、ロボット１０の状態をコンパクトにすることができ、ロボット１０の持ち運びを容易にすることができる。このため、本実施形態では、ロボット１０を工場に設置する場合の設置作業、又は、工場における機器変更等によるロボット１０の設置の変更作業等を容易にすることができる。

【0090】

また、詳細は、図５等において後述されるが、本実施形態では、ロボット１０を第１状態で待機させることにより、ロボット１０の状態を一の状態から他の状態に遷移させる状態遷移に要する時間が長くなることを抑制することができる。

【0091】

なお、軸Ａｘ１を回転軸としてロボット１０を回転させる場合の慣性力を小さくするリンクＬＫ１及びＬＫ２の状態は、リンクＬＫ１及びＬＫ２が軸Ａｘ１に沿って延在するような姿勢（起立状態）であれば、第１状態に限定されない。例えば、リンクＬＫ１及びＬＫ２の状態は、第１状態に近い状態であってもよい。第１状態に近い状態は、例えば、方向Ｄｅ１及びＤｅ２が軸Ａｘ１に平行であり、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１が、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ１よりも端部ＬＫ１ｅｄ２の近くに位置する状態であってもよい。この場合、リンクＬＫ１及びＬＫ２が軸Ａｘ１に沿って延在し、かつ、先端部ＴＰ１がリンクＬＫ１から遠ざかるように、リンクＬＫ２が位置する。すなわち、本実施形態では、ロボット１０の状態を起立状態にすることにより、軸Ａｘ１を回転軸としてロボット１０を回転させる場合の慣性力を小さくすることができる。但し、ロボット１０は、先端部ＴＰ１がリンクＬＫ１に近い状態の方が、先端部ＴＰ１がリンクＬＫ１から遠い状態よりも、安定する。

【0092】

次に、図３及び図４を参照しながら、本実施形態におけるロボット１０の特徴を表す他の状態（第１状態以外の状態）を説明する。ロボット１０におけるリンクＬＫ１及びＬＫ２の状態は、図２に示した第１状態、図３に示す第２状態及び図４に示す第３状態を含む複数のユニークな状態に遷移可能である。なお、本実施形態におけるロボット１０の特徴を表す状態（姿勢）は、第１状態、第２状態及び第３状態に限られない。

【0093】

先ず、図３を参照しながら、第２状態について説明する。

【0094】

図３は、図１に示したロボット１０の状態の一例を説明するための説明図である。なお、図３に示すリンクＬＫ１及びＬＫ２の状態は、第２状態である。図３において、図１及び図２と同じ部材には同じ符号を付している。また、図３では、図を見やすくするために、第２状態の説明に用いられない複数の要素の一部（例えば、レールＪＥｐ１４等）の記載を省略している。

【0095】

図３に示すように、第２状態では、方向Ｄｅ１が軸Ａｘ１に平行であり、軸Ａｘ３がリンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１の近くに位置し、かつリンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１よりも端部ＬＫ２ｅｄ２の近くに位置している。これにより、リンクＬＫ１の実質的なリンク長（アーム長）である端部ＬＫ１ｅｄ１から軸Ａｘ３の長さは、リンクＬＫ１の長さの半分以下になる。また、リンクＬＫ２の実質的なリンク長（アーム長）である軸Ａｘ３から端部ＬＫ２ｅｄ２の長さは、リンクＬＫ２の長さの半分以下になる。従って、リンクＬＫ１とリンクＬＫ２とが干渉する領域は非常に少なく、先端部ＴＰ１を、ボディ部ＢＤＰの周辺に容易に移動させることができ、ロボット１０のボディ部ＢＤＰの周辺の作業を容易に行うことが可能となる。

【0096】

また、第２状態では、関節機構ＪＥｒ２、ＪＥｒ３及びＪＥｒ４が一直線上に近づくことがないため、ボディ部ＢＤＰの周辺の作業を、特異点を気にすることなく実行することができる。特異点は、例えば、ロボット１０の姿勢が、ロボット１０を制御できなくなる姿勢になることである。このように、本実施形態では、特異点を考慮する必要がないため、先端部ＴＰ１がボディ部ＢＤＰの周辺に位置する作業をロボット１０が行う場合に、ロボット１０を安全に動作させることができる。

【0097】

また、ボディ部ＢＤＰの周辺における先端部ＴＰ１の制御を、モータＭＯｒ２による関節機構ＪＥｒ２、及び、モータＭＯｒ３による関節機構ＪＥｒ３により行う場合、制御精度は、リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２の実質的なリンク長に左右される。リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２の実質的なリンク長が短ければ短いほど高精度な制御が可能であり、また、先端部ＴＰ１を停止した際の制振性も向上する。本実施形態の第２状態の場合、リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２の実質的なリンク長が短いため、先端部ＴＰ１の位置精度や制振性を高めることができる。

【0098】

なお、第２状態において、必ずしも方向Ｄｅ１が軸Ａｘ１に平行である必要はなく、先端部ＴＰ１がボディ部ＢＤＰの周辺に位置することができるのであれば、リンクＬＫ１が、軸Ａｘ１に対して傾いていても構わない。

【0099】

次に、図４を参照しながら、ロボット１０の状態をコンパクトにする状態の別の例である第３状態について説明する。

【0100】

図４は、図１に示したロボット１０の状態の別の例を説明するための説明図である。図４に示すリンクＬＫ１及びＬＫ２の状態は、第３状態である。

【0101】

第３状態は、方向Ｄｅ１及びＤｅ２が軸Ａｘ１に垂直であり、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１が、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１の近くに位置する状態である。すなわち、第３状態では、リンクＬＫ１及びＬＫ２が軸Ａｘ１に垂直な方向（ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに平行な方向）に沿って延在するように、リンクＬＫ１及びＬＫ２の姿勢が維持される。

【0102】

第３状態においても、第１状態と同様に、ロボット１０の状態がコンパクトになる。また、リンクＬＫ１及びＬＫ２の状態が第３状態である場合、軸Ａｘ１に沿う方向においてリンクＬＫ１及びＬＫ２からはみ出た部分に対応する凹部を有する緩衝部材等を用いることにより、ロボット１０を容易に梱包することができる。軸Ａｘ１に沿う方向においてリンクＬＫ１及びＬＫ２からはみ出た部分は、例えば、先端部ＴＰ１の一部及びボディ部ＢＤＰ等である。

【0103】

このように、本実施形態では、リンクＬＫ１及びＬＫ２の状態を第３状態にすることにより、ロボット１０の状態をコンパクトにすることができ、ロボット１０の持ち運びを容易にすることができる。

【0104】

なお、第３状態では、方向Ｄｅ１及びＤｅ２が軸Ａｘ１に垂直で、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１がリンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１の近くに位置していれば、関節機構ＪＥｒ３（より正確には、軸Ａｘ３）の位置は、特に限定されない。例えば、第３状態における関節機構ＪＥｒ３の位置は、図４に示すように、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１に近く、かつ、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ２よりも端部ＬＫ２ｅｄ１に近い位置でもよい。あるいは、第３状態における関節機構ＪＥｒ３の位置は、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ１よりも端部ＬＫ１ｅｄ２に近く、かつ、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１よりも端部ＬＫ２ｅｄ２に近い位置でもよい。あるいは、第３状態における関節機構ＪＥｒ３の位置は、第１状態と同様に、中央領域ＡＲｍｄ１及びＡＲｍｄ２であってもよい。

【0105】

関節機構ＪＥｒ３の位置が、中央領域ＡＲｍｄ１及びＡＲｍｄ２である場合、待機状態とすることもできるため、第１状態として扱う事も可能である。通常、基部であるボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔを床に配置した場合、ロボット１０が作業する空間は底面ＢＤＰｂｔの上側領域であるため、図２に示した第１状態を待機状態としている。しかしながら、ロボット１０をある程度高さのある台の上部の設置した場合や、ボディ部ＢＤＰの高さが高い場合などは、ロボット１０が作業する空間はロボット１０の横側領域となり、関節機構ＪＥｒ２よりも下側領域を含むことも想定される。従って、このような場合は、関節機構ＪＥｒ３の位置が、中央領域ＡＲｍｄ１及びＡＲｍｄ２である状態を待機姿勢である第１状態とすることで、図２に示した第１状態と同様の効果を奏することが可能となる。

【0106】

また、ロボット１０の状態をコンパクトにする状態は、起立状態において、関節機構ＪＥｒ３（より正確には、軸Ａｘ３）が中央領域ＡＲｍｄ１及びＡＲｍｄ２以外に位置する状態であってもよい。例えば、ロボット１０の状態をコンパクトにする状態は、起立状態において、関節機構ＪＥｒ３がリンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１に近く、かつ、リンクＬＫ２の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１の近くに位置する状態（例えば、図６等に示す第１比較状態）であってもよい。あるいは、ロボット１０の状態をコンパクトにする状態は、起立状態において、関節機構ＪＥｒ３がリンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ１よりも端部ＬＫ１ｅｄ２に近く、かつ、リンクＬＫ２の端部ＬＫ１ｅｄ１よりも端部ＬＫ１ｅｄ２の近くに位置する状態（例えば、図７等に示す第２比較状態）であってもよい。

【0107】

次に、図５から図１０を参照しながら、ロボット１０の状態が図２に示した第１状態等の起立状態から所定の作業状態に遷移する状態遷移の一例を説明する。

【0108】

図５から図１０では、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、移動領域ＡＲｍｖ１の方向Ｄｅ１の中心Ｃ１を原点として示され、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、移動領域ＡＲｍｖ２の方向Ｄｅ２の中心Ｃ２を原点として示される。例えば、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、軸Ａｘ３が中心Ｃ１に対して方向Ｄｅ１に位置する場合、正の値で示され、軸Ａｘ３が中心Ｃ１に対して方向Ｄｅ１の反対方向に位置する場合は、負の値で示される。リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置として示される値の絶対値は、例えば、中心Ｃ１から軸Ａｘ３までの距離を示す。また、例えば、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、軸Ａｘ３が中心Ｃ２に対して方向Ｄｅ２に位置する場合、正の値で示され、軸Ａｘ３が中心Ｃ２に対して方向Ｄｅ１の反対方向に位置する場合、負の値で示される。リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置として示される値の絶対値は、例えば、中心Ｃ２から軸Ａｘ３までの距離を示す。なお、図５以外の図では、図を見やすくするために、移動領域ＡＲｍｖ１の中心Ｃ１及び移動領域ＡＲｍｖ２の中心Ｃ２の図示が省略されている。

【0109】

また、長さＬｄ１は、関節機構ＪＥｒ３が方向Ｄｅ１に沿って移動する場合の最大の移動量を示し、長さＬｄ２は、関節機構ＪＥｒ３が方向Ｄｅ２に沿って移動する場合の最大の移動量を示す。以下では、長さＬｄ１のα倍（αは任意の値）をα×Ｌｄ１と称し、長さＬｄ２のα倍をα×Ｌｄ２と称する場合がある。図５から図１０では、関節機構ＪＥｒ３が、方向Ｄｅ１に沿って中心Ｃ１から±０．５×Ｌｄ１（長さＬｄ１の１／２）の範囲を移動可能であり、方向Ｄｅ２に沿って中心Ｃ２から±０．５×Ｌｄ２（長さＬｄ２の１／２）の範囲を移動可能である場合を想定する。

【0110】

また、図５から図１０では、関節機構ＪＥｒ３を長さＬｄ１だけ移動させるのに要する時間を時間Ｔｄ１とし、関節機構ＪＥｒ３を長さＬｄ２だけ移動させるのに要する時間を時間Ｔｄ２とする。また、軸Ａｘ３を回転軸としてリンクＬＫ２を３６０°回転させるのに要する時間を時間Ｔｘ３とする。

【0111】

また、図５から図１０では、ロボット１０の状態遷移の理解を容易にするために、関節機構ＪＥｒ３が関節機構ＪＥｐ１により方向Ｄｅ１に沿って移動する場合の関節機構ＪＥｒ３の移動速度は、Ｌｄ１／Ｔｄ１で表される一定の速度である場合を想定する。同様に、図５から図１０では、関節機構ＪＥｒ３が関節機構ＪＥｐ２により方向Ｄｅ２に沿って移動する場合の関節機構ＪＥｒ３の移動速度は、Ｌｄ２／Ｔｄ２で表される一定の速度である場合を想定する。リンクＬＫ２が関節機構ＪＥｒ３により軸Ａｘ３を回転軸として回転する場合のリンクＬＫ２の回転速度は、３６０°／Ｔｘ３で表される一定の速度である場合を想定する。

【0112】

さらに、図５から図１０では、ロボット１０の状態遷移の理解を容易にするために、時間Ｔｄ１、Ｔｄ２及びＴｘ３が互いに同じである場合を想定する。以下では、時間Ｔｄ１、Ｔｄ２及びＴｘ３を時間Ｔｕと総称する場合がある。例えば、図５から図１０では、ロボット１０の状態遷移が開始されてからの経過時間が、時間Ｔｕを用いて示されている。以下では、時間Ｔｕのα倍をα×Ｔｕと称する場合がある。

【0113】

先ず、図５を参照しながら、ロボット１０の状態が第１状態から第１作業状態に遷移する状態遷移を説明する。

【0114】

図５は、ロボット１０の状態が第１状態から第１作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。図５では、ロボット１０の状態が第１状態から第１作業状態に遷移する場合の遷移過程が模式的に示されている。例えば、状態遷移の開始時、状態遷移の開始から０．１５×Ｔｕ時間経過したタイミング、状態遷移の開始から０．２×Ｔｕ時間経過したタイミング、及び、状態遷移の終了時（０．５×Ｔｕ）のロボット１０の状態が模式的に示されている。また、例えば、状態遷移の終了時（０．５×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印は、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域（主に、先端部ＴＰ１の移動領域、及び、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域）を示している。

【0115】

第１状態は、図２において説明したように、方向Ｄｅ１及びＤｅ２が軸Ａｘ１に平行であり、かつ、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１が、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１の近くに位置する状態である。図５に示す第１状態では、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置、及び、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０であり、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角は、０°である。

【0116】

また、第１作業状態は、例えば、方向Ｄｅ１が軸Ａｘ１に平行で、かつ、方向Ｄｅ２が軸Ａｘ１に垂直な状態において、先端部ＴＰ１がボディ部ＢＤＰから最も離れる姿勢である。すなわち、第１作業状態では、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０．５×Ｌｄ１であり、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、－０．５×Ｌｄ２であり、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角は、９０°である。

【0117】

従って、第１状態から第１作業状態への遷移では、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０から０．５×Ｌｄ１に変化し、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０から－０．５×Ｌｄ２に変化する。そして、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角は、０°から９０°に変化する。

【0118】

例えば、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が０から０．５×Ｌｄ１に移動するのに要する時間は、最短で０．５×Ｔｄ１（＝０．５×Ｔｕ）ある。また、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が０から－０．５×Ｌｄ２に移動するのに要する時間は、最短で０．５×Ｔｄ２（＝０．５×Ｔｕ）ある。そして、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角が０°から９０°（＝０．２５×３６０°）に変化するのに要する時間は、最短で０．２５×Ｔｘ３（＝０．２５×Ｔｕ）ある。従って、ロボット１０の状態が第１状態から第１作業状態に遷移するのに必要な時間は、０．５×Ｔｕである。

【0119】

次に、図６を参照しながら、ロボット１０の状態が、第１状態と比較される第１比較状態から第１作業状態に遷移する状態遷移を説明する。

【0120】

図６は、ロボット１０の状態が第１比較状態から第１作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。図６では、ロボット１０の状態が第１比較状態から第１作業状態に遷移する場合の遷移過程が模式的に示されている。例えば、状態遷移の開始時、状態遷移の開始から０．１５×Ｔｕ時間経過したタイミング、状態遷移の開始から０．２×Ｔｕ時間経過したタイミング、及び、状態遷移の終了時（１．０×Ｔｕ）のロボット１０の状態が模式的に示されている。また、図６においても、図５と同様に、状態遷移の終了時（１．０×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印は、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域を示している。

【0121】

第１比較状態は、起立状態の１つである。例えば、第１比較状態は、関節機構ＪＥｒ３の位置が、移動領域ＡＲｍｖ１において端部ＬＫ１ｅｄ１に最も近い位置で、移動領域ＡＲｍｖ２において端部ＬＫ２ｅｄ１に最も近い位置であることを除いて、図５に示した第１状態と同様である。すなわち、第１比較状態は、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が－０．５×Ｌｄ１であること、及び、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が－０．５×Ｌｄ２であることを除いて、図５に示した第１状態と同様である。

【0122】

従って、第１比較状態から第１作業状態への遷移では、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、－０．５×Ｌｄ１から０．５×Ｌｄ１に変化し、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角は、０°から９０°に変化する。なお、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、－０．５×Ｌｄ２に維持され、変化しない。

【0123】

例えば、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が－０．５×Ｌｄ１から０．５×Ｌｄ１に移動するのに要する時間、すなわち、関節機構ＪＥｒ３が長さＬｄ１だけ移動するのに要する時間は、最短で１．０×Ｔｄ１（＝１．０×Ｔｕ）ある。そして、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角が０°から９０°（＝０．２５×３６０°）に変化するのに要する時間は、最短で０．２５×Ｔｘ３（＝０．２５×Ｔｕ）ある。従って、ロボット１０の状態が第１比較状態から第１作業状態に遷移するのに必要な時間は、１．０×Ｔｕであり、第１状態から第１作業状態に遷移するのに必要な時間（０．５×Ｔｕ）の２倍の時間になる。

【0124】

ロボット１０の状態遷移にかかる時間が長い場合、ロボット１０の状態遷移にかかる時間が短い場合に比べて、モータＭＯの負荷が大きくなる。このため、ロボット１０の状態を第１比較状態から第１作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第１状態から第１作業状態に遷移させる場合に比べて、モータＭＯの負荷が大きくなる。換言すれば、ロボット１０の状態を第１状態から第１作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第１比較状態から第１作業状態に遷移させる場合に比べて、モータＭＯの負荷を小さくすることができる。

【0125】

また、状態遷移の終了時（１．０×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印から分かるように、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域は、主に、先端部ＴＰ１の移動領域である。但し、第１比較状態から第１作業状態への遷移に伴う先端部ＴＰ１の移動領域は、図５に示した第１状態から第１作業状態への遷移に伴う先端部ＴＰ１の移動領域に比べて大きい。すなわち、ロボット１０の状態を第１比較状態から第１作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第１状態から第１作業状態に遷移させる場合に比べて、広いスペースをロボット１０の周辺に確保する必要がある。換言すれば、ロボット１０の状態を第１状態から第１作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第１比較状態から第１作業状態に遷移させる場合に比べて、狭いスペースでロボット１０の状態を遷移させることができる。

【0126】

次に、図７を参照しながら、ロボット１０の状態が、第１状態と比較される第２比較状態から第１作業状態に遷移する状態遷移を説明する。

【0127】

図７は、ロボット１０の状態が第２比較状態から第１作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。図７では、ロボット１０の状態が第２比較状態から第１作業状態に遷移する場合の遷移過程が模式的に示されている。例えば、状態遷移の開始時、状態遷移の開始から０．１５×Ｔｕ時間経過したタイミング、状態遷移の開始から０．２×Ｔｕ時間経過したタイミング、及び、状態遷移の終了時（１．０×Ｔｕ）のロボット１０の状態が模式的に示されている。また、図７においても、図５と同様に、状態遷移の終了時（１．０×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印は、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域を示している。

【0128】

第２比較状態は、起立状態の１つである。例えば、第２比較状態は、関節機構ＪＥｒ３の位置が、移動領域ＡＲｍｖ１において端部ＬＫ１ｅｄ１から最も遠い位置で、移動領域ＡＲｍｖ２において端部ＬＫ２ｅｄ１から最も遠い位置であることを除いて、図５に示した第１状態と同様である。すなわち、第２比較状態は、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が０．５×Ｌｄ１であること、及び、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が０．５×Ｌｄ２であることを除いて、図５に示した第１状態と同様である。

【0129】

従って、第２比較状態から第１作業状態への遷移では、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０．５×Ｌｄ２から－０．５×Ｌｄ２に変化し、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角は、０°から９０°に変化する。なお、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０．５×Ｌｄ１に維持され、変化しない。

【0130】

例えば、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が０．５×Ｌｄ２から－０．５×Ｌｄ２に移動するのに要する時間、すなわち、関節機構ＪＥｒ３が長さＬｄ２だけ移動するのに要する時間は、最短で１．０×Ｔｄ２（＝１．０×Ｔｕ）ある。そして、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角が０°から９０°（＝０．２５×３６０°）に変化するのに要する時間は、最短で０．２５×Ｔｘ３（＝０．２５×Ｔｕ）ある。従って、ロボット１０の状態が第２比較状態から第１作業状態に遷移するのに必要な時間は、１．０×Ｔｕであり、第１状態から第１作業状態に遷移するのに必要な時間（０．５×Ｔｕ）の２倍の時間になる。

【0131】

また、状態遷移の終了時（１．０×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印から分かるように、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域は、主に、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域、及び、先端部ＴＰ１の移動領域である。例えば、第２比較状態から第１作業状態への遷移に伴うリンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域は、図５に示した第１状態から第１作業状態への遷移に伴うリンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域に比べて大きい。すなわち、ロボット１０の状態を第２比較状態から第１作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第１状態から第１作業状態に遷移させる場合に比べて、広いスペースをロボット１０の周辺に確保する必要がある。換言すれば、ロボット１０の状態を第１状態から第１作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第２比較状態から第１作業状態に遷移させる場合に比べて、狭いスペースでロボット１０の状態を遷移させることができる。

【0132】

このように、本実施形態では、ロボット１０を第１状態で待機させることにより、ロボット１０を第１比較状態又は第２比較状態で待機させる場合に比べて、ロボット１０の状態を第１作業状態に遷移させるのに要する時間を短くすることができる。この結果、本実施形態では、ロボット１０の状態を第１作業状態に遷移させる場合にモータＭＯの負荷が大きくなることを抑制することができる。

【0133】

次に、図８を参照しながら、ロボット１０の状態が第１状態から第２作業状態に遷移する状態遷移を説明する。

【0134】

図８は、ロボット１０の状態が第１状態から第２作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。図８では、ロボット１０の状態が第１状態から第２作業状態に遷移する場合の遷移過程が模式的に示されている。例えば、状態遷移の開始時、状態遷移の開始から０．１２５×Ｔｕ時間経過したタイミング、状態遷移の開始から０．２５×Ｔｕ時間経過したタイミング、及び、状態遷移の終了時（０．３７５×Ｔｕ）のロボット１０の状態が模式的に示されている。図８においても、図５と同様に、状態遷移の終了時（０．３７５×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印は、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域を示している。

【0135】

第２作業状態は、例えば、図３において説明した第２状態に近い状態である。例えば、第２作業状態では、方向Ｄｅ１が軸Ａｘ１に平行であり、方向Ｄｅ２が軸Ａｘ１に交差し、軸Ａｘ３が移動領域ＡＲｍｖ１の中心Ｃ１（図５参照）に対して方向Ｄｅ１の反対方向に位置し、かつ移動領域ＡＲｍｖ２の中心Ｃ２（図５参照）に位置している。なお、図８に示す第２作業状態では、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、－０．１２５×Ｌｄ１であり、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０であり、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角は、１３５°である。

【0136】

従って、第１状態から第２作業状態への遷移では、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０から－０．１２５×Ｌｄ１に変化し、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角は、０°から１３５°に変化する。なお、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０に維持され、変化しない。

【0137】

例えば、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が０から－０．１２５×Ｌｄ１に移動するのに要する時間は、最短で０．１２５×Ｔｄ１（＝０．１２５×Ｔｕ）ある。また、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角が０°から１３５°（＝０．３７５×３６０°）に変化するのに要する時間は、最短で０．３７５×Ｔｘ３（＝０．３７５×Ｔｕ）ある。従って、ロボット１０の状態が第１状態から第２作業状態に遷移するのに必要な時間は、０．３７５×Ｔｕである。

【0138】

次に、図９を参照しながら、ロボット１０の状態が第１比較状態から第２作業状態に遷移する状態遷移を説明する。

【0139】

図９は、ロボット１０の状態が第１比較状態から第２作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。図９では、ロボット１０の状態が第１比較状態から第２作業状態に遷移する場合の遷移過程が模式的に示されている。例えば、状態遷移の開始時、状態遷移の開始から０．１２５×Ｔｕ時間経過したタイミング、状態遷移の開始から０．２５×Ｔｕ時間経過したタイミング、及び、状態遷移の終了時（０．５×Ｔｕ）のロボット１０の状態が模式的に示されている。また、図９においても、図５と同様に、状態遷移の終了時（０．５×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印は、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域を示している。

【0140】

第１比較状態から第２作業状態への遷移では、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、－０．５×Ｌｄ１から－０．１２５×Ｌｄ１に変化し、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、－０．５×Ｌｄ２から０に変化する。そして、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角は、０°から１３５°に変化する。

【0141】

例えば、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が－０．５×Ｌｄ１から－０．１２５×Ｌｄ１に移動するのに要する時間、すなわち、関節機構ＪＥｒ３が０．３７５×Ｌｄ１だけ移動するのに要する時間は、最短で０．３７５×Ｔｄ１（＝０．３７５×Ｔｕ）ある。また、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が－０．５×Ｌｄ２から０に移動するのに要する時間は、最短で０．５×Ｔｄ２（＝０．５×Ｔｕ）ある。そして、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角が０°から１３５°（＝０．３７５×３６０°）に変化するのに要する時間は、最短で０．３７５×Ｔｘ３（＝０．３７５×Ｔｕ）ある。従って、ロボット１０の状態が第１比較状態から第２作業状態に遷移するのに必要な時間は、０．５×Ｔｕであり、第１状態から第２作業状態に遷移するのに必要な時間（０．３７５×Ｔｕ）の約１．３３倍の時間になる。

【0142】

また、状態遷移の終了時（０．５×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印から分かるように、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域は、主に、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域、及び、先端部ＴＰ１の移動領域である。例えば、第１比較状態から第２作業状態への遷移に伴うリンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域は、図８に示した第１状態から第２作業状態への遷移に伴うリンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域に比べて小さい。但し、第１比較状態から第２作業状態への遷移に伴う先端部ＴＰ１の移動領域は、図８に示した第１状態から第２作業状態への遷移に伴う先端部ＴＰ１の移動領域に比べて大きくなる傾向にある。このため、ロボット１０の状態を第１比較状態から第２作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第１状態から第２作業状態に遷移させる場合に比べて、広いスペースをロボット１０の周辺に確保する必要がある。換言すれば、ロボット１０の状態を第１状態から第２作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第１比較状態から第２作業状態に遷移させる場合に比べて、狭いスペースでロボット１０の状態を遷移させることができる。

【0143】

次に、図１０を参照しながら、ロボット１０の状態が第２比較状態から第２作業状態に遷移する状態遷移を説明する。

【0144】

図１０は、ロボット１０の状態が第２比較状態から第２作業状態に遷移する様子を説明するための説明図である。図１０では、ロボット１０の状態が第２比較状態から第２作業状態に遷移する場合の遷移過程が模式的に示されている。例えば、状態遷移の開始時、状態遷移の開始から０．１２５×Ｔｕ時間経過したタイミング、状態遷移の開始から０．２５×Ｔｕ時間経過したタイミング、及び、状態遷移の終了時（０．６２５×Ｔｕ）のロボット１０の状態が模式的に示されている。また、図１０においても、図５と同様に、状態遷移の終了時（０．６２５×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印は、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域を示している。

【0145】

第２比較状態から第２作業状態への遷移では、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０．５×Ｌｄ１から－０．１２５×Ｌｄ１に変化し、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置は、０．５×Ｌｄ２から０に変化する。そして、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角は、０°から１３５°に変化する。

【0146】

例えば、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が０．５×Ｌｄ１から－０．１２５×Ｌｄ１に移動するのに要する時間、すなわち、関節機構ＪＥｒ３が０．６２５×Ｌｄ１だけ移動するのに要する時間は、最短で０．６２５×Ｔｄ１（＝０．６２５×Ｔｕ）ある。また、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置が０．５×Ｌｄ２から０に移動するのに要する時間は、最短で０．５×Ｔｄ２（＝０．５×Ｔｕ）ある。そして、リンクＬＫ１及びＬＫ２のなす角が０°から１３５°（＝０．３７５×３６０°）に変化するのに要する時間は、最短で０．３７５×Ｔｘ３（＝０．３７５×Ｔｕ）ある。従って、ロボット１０の状態が第２比較状態から第２作業状態に遷移するのに必要な時間は、０．６２５×Ｔｕであり、第１状態から第２作業状態に遷移するのに必要な時間（０．３７５×Ｔｕ）の約１．６６倍の時間になる。

【0147】

また、状態遷移の終了時（１．０×Ｔｕ）のロボット１０の状態に示される破線の矢印から分かるように、ロボット１０の状態遷移に伴うロボット１０の動作領域は、主に、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域、及び、先端部ＴＰ１の移動領域である。例えば、第２比較状態から第２作業状態への遷移に伴うリンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域は、図８に示した第１状態から第２作業状態への遷移に伴うリンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１の移動領域に比べて大きい。また、第２比較状態から第２作業状態への遷移に伴う先端部ＴＰ１の移動領域は、図８に示した第１状態から第２作業状態への遷移に伴う先端部ＴＰ１の移動領域に比べて大きくなる傾向にある。このため、ロボット１０の状態を第２比較状態から第２作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第１状態から第２作業状態に遷移させる場合に比べて、広いスペースをロボット１０の周辺に確保する必要がある。換言すれば、ロボット１０の状態を第１状態から第２作業状態に遷移させる場合、ロボット１０の状態を第２比較状態から第２作業状態に遷移させる場合に比べて、狭いスペースでロボット１０の状態を遷移させることができる。

【0148】

このように、本実施形態では、ロボット１０を第１状態で待機させることにより、ロボット１０を第１比較状態又は第２比較状態で待機させる場合に比べて、ロボット１０の状態を第２作業状態に遷移させるのに要する時間を短くすることができる。この結果、本実施形態では、ロボット１０の状態を第２作業状態に遷移させる場合にモータＭＯの負荷が大きくなることを抑制することができる。

【0149】

なお、図５等に示した第１作業状態への状態遷移、及び、図８等に示した第２作業状態への状態遷移は、ロボット１０の多くの状態遷移の中の２つの状態遷移である。従って、ロボット１０を第１状態で待機させることで、すべての状態遷移に対して、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置の移動量及びリンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置の移動量が最小になるわけではない。また、すべての状態遷移に対して動作領域として占有される領域が最小になるわけではない。

【0150】

しかしながら、ロボット１０を第１状態で待機させた場合、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置の移動量は、最大で０．５×Ｌｄ１であり、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置の移動量は、最大で０．５×Ｌｄ２である。また、上述したように、ロボット１０を第１状態で待機させた場合、第１比較状態や第２比較状態に比べて、状態遷移の際にロボット１０の動作領域として占有される領域を小さくすることができる場合が多くなる。このため、起立状態から様々な作業状態に遷移することを総合的に考えた場合、状態遷移に要する時間、及び、状態遷移の際にロボット１０の動作領域として占有される領域の大きさを考慮すると、ロボット１０を第１状態で待機させることが最適である。また、第１状態は、図２に示した起立状態だけではなく、図４に示した第３状態において関節機構ＪＥｒ３の位置が、中央領域ＡＲｍｄ１及びＡＲｍｄ２である状態であっても、同様の効果を奏するころができる。

【0151】

また、例えば、第１状態からロボット１０が動き出す場合、関節機構ＪＥｒ３は、関節機構ＪＥｐ１により、方向Ｄｅ１と方向Ｄｅ１の反対方向との両方向に移動可能であり、関節機構ＪＥｐ２により、方向Ｄｅ２と方向Ｄｅ２の反対方向との両方向に移動可能である。このため、第１状態からのロボット１０の動作のバリエーションが多くなる。

【0152】

また、上述したように、第１状態からロボット１０が動き出す場合、関節機構ＪＥｒ３の最大移動量が関節機構ＪＥｒ３の移動可能範囲（移動領域ＡＲｍｖ１及びＡＲｍｖ２）の約半分になる。このため、本実施形態では、関節機構ＪＥｒ３の移動を停止した際の振動（制振性）による影響を小さくすることができる。この結果、本実施形態では、ロボット１０を動作させる場合の動作精度を向上させることができる。また、第１状態からロボット１０が動き出す場合、ロボット１０の動作領域として占有される領域が小さくなるため、リンクＬＫ１及びＬＫ２は、狭い空間での移動が可能となり、リンクＬＫ１及びＬＫ２の周辺の障害物への干渉を極力抑制することができる。

【0153】

また、ロボット１０を第１状態で待機させた場合、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２の制御を、第１状態を基準とすることにより、中心Ｃ１及びＣ２に対して、プラス方向及びマイナス方向で対称にすることができ、バランスの良い制御が可能となる。また、ロボット１０を第１状態で待機させた場合、関節機構ＪＥｐ１の制御が中心Ｃ１に対して方向Ｄｅ１と方向Ｄｅ１の反対方向とで対称になるため、方向Ｄｅ１と方向Ｄｅ１の反対方向との一方の制御の演算を利用すれば、他方の制御の演算を簡易にすることができる。関節機構ＪＥｐ２の制御も、関節機構ＪＥｐ１の制御と同様に、中心Ｃ２に対して方向Ｄｅ２と方向Ｄｅ２の反対方向とで対称になるため、方向Ｄｅ２と方向Ｄｅ２の反対方向との一方の制御の演算を利用すれば、他方の制御の演算を簡易にすることができる。このように、ロボット１０を第１状態で待機させた場合、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２の制御を簡易にすることができる。

【0154】

また、ロボット１０を第１状態で待機させた場合、関節機構ＪＥｒ３が、移動領域ＡＲｍｖ１の中央領域ＡＲｍｄ１に位置し、かつ、移動領域ＡＲｍｖ２の中央領域ＡＲｍｄ２に位置するため、モータＭＯｒ３の回転方向は、基本的に制限されない。このため、ロボット１０を第１状態で待機させた場合、第１状態からのロボット１０の動作のバリエーションが多くなる。

【0155】

次に、図１１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。

【0156】

図１１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。

【0157】

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。

【0158】

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。

【0159】

図１１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。

【0160】

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。

【0161】

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。

【0162】

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。

【0163】

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。

【0164】

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。

【0165】

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ＭＯｒ１、ＭＯｒ２、ＭＯｒ３、ＭＯｒ４、ＭＯｒ５、ＭＯｒ６、ＭＯｐ１及びＭＯｐ２等を駆動する信号をロボット１０に出力する。なお、モータＭＯｒ１、ＭＯｒ２、ＭＯｒ３、ＭＯｒ４、ＭＯｒ５及びＭＯｒ６は、関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６をそれぞれ駆動するモータである。また、モータＭＯｐ１及びＭＯｐ２は、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２をそれぞれ駆動するモータである。

【0166】

このように、ロボットコントローラ３０は、モータＭＯｒ１、ＭＯｒ２、ＭＯｒ３、ＭＯｒ４、ＭＯｒ５、ＭＯｒ６、ＭＯｐ１及びＭＯｐ２を制御することにより、ロボット１０の動作を制御する。

【0167】

以上、本実施形態では、ロボット１０は、ボディ部ＢＤＰと、先端部ＴＰ１と、リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２を含み、ボディ部ＢＤＰと先端部ＴＰ１を接続する複数のリンクＬＫ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を第１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ＪＥｒ３と、方向Ｄｅ１に沿って、関節機構ＪＥｒ３をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させる関節機構ＪＥｐ１と、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ２を関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動させる関節機構ＪＥｐ２と、を有する。リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２の状態は、方向Ｄｅ１及び方向Ｄｅ２が互いに平行であり、かつ、リンクＬＫ２の２つの端部ＬＫ２ｅｄのうちの先端部ＴＰ１から遠い端部ＬＫ２ｅｄ１が、リンクＬＫ１の２つの端部ＬＫ１ｅｄのうち、ボディ部ＢＤＰから遠い端部ＬＫ１ｅｄ２よりもボディ部ＢＤＰに近い端部ＬＫ１ｅｄ１の近くに位置する第１状態に、遷移可能である。リンクＬＫ１は、関節機構ＪＥｐ１により方向Ｄｅ１に沿って関節機構ＪＥｒ３が移動する移動領域ＡＲｍｖ１を含み、リンクＬＫ２は、関節機構ＪＥｐ２により方向Ｄｅ２に沿って関節機構ＪＥｒ３が移動する移動領域ＡＲｍｖ２を含む。関節機構ＪＥｒ３は、第１状態において、移動領域ＡＲｍｖ１の両端部を除く中央領域ＡＲｍｄ１に位置し、かつ、移動領域ＡＲｍｖ２の両端部を除く中央領域ＡＲｍｄ２に位置する。

【0168】

このように、本実施形態では、関節機構ＪＥｐ１が、方向Ｄｅ１に沿って、関節機構ＪＥｒ３をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させ、関節機構ＪＥｐ２が、方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ２を関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動させる。これにより、本実施形態では、簡易な制御でロボット１０の先端部ＴＰ１を移動させることができる。

【0169】

さらに、本実施形態では、リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２の状態は、方向Ｄｅ１及び方向Ｄｅ２が互いに平行であり、かつ、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１がリンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１の近くに位置する第１状態に、遷移可能である。第１状態では、関節機構ＪＥｒ３は、移動領域ＡＲｍｖ１の中央領域ＡＲｍｄ１に位置し、かつ、移動領域ＡＲｍｖ２の中央領域ＡＲｍｄ２に位置する。これにより、本実施形態では、例えば、ロボット１０の状態を第１状態にすることにより、ロボット１０の状態を第１状態から他の状態に遷移させる状態遷移に要する時間が長くなること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の状態を第１状態から他の状態に遷移させる場合に、関節機構ＪＥｐ１等を駆動するモータＭＯの負荷が大きくなることを抑制することができる。また、本実施形態では、ロボット１０の状態を第１状態から他の状態に遷移させることにより、ロボット１０の動作領域として占有される領域（ロボット１０の周辺の領域）が大きくなることを抑制することができる。

【0170】

また、本実施形態では、中央領域ＡＲｍｄ１は、移動領域ＡＲｍｖ１の方向Ｄｅ１の実質的に中央に位置する領域であり、中央領域ＡＲｍｄ２は、移動領域ＡＲｍｖ２の方向Ｄｅ２の実質的に中央に位置する領域である。従って、本実施形態では、第１状態からロボット１０が動き出す場合、関節機構ＪＥｒ３の最大移動量は、関節機構ＪＥｒ３の移動可能範囲（移動領域ＡＲｍｖ１及びＡＲｍｖ２）の約半分になる。このため、本実施形態では、関節機構ＪＥｒ３の移動を停止した際の振動（制振性）による影響を小さくすることができ、ロボット１０を動作させる場合の動作精度を向上させることができる。

【0171】

また、本実施形態では、ロボット１０は、ボディ部ＢＤＰ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Ａｘ１を第２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ＪＥｒ１と、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ１を接続し、ボディ部ＢＤＰの底面に垂直な方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ２を第３回転軸としてリンクＬＫ１を回転させる関節機構ＪＥｒ２と、リンクＬＫ２と先端部ＴＰ１を接続し、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させる関節機構ＪＥｒ４と、をさらに有する。これにより、本実施形態では、簡易な制御によって、リンクＬＫ２に接続された先端部ＴＰ１を、リンクＬＫ１に接続されたボディ部ＢＤＰの周辺に移動させることができる。

【0172】

また、本実施形態では、関節機構ＪＥｒ４は、方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ４を第４回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させる。先端部ＴＰ１は、リンクＬＫ２に接続される第１部分ＴＰ１１と、第１部分ＴＰ１１に接続される第２部分ＴＰ１２と、第１部分ＴＰ１１と第２部分ＴＰ１２を接続し、第４回転軸（軸Ａｘ４）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、第２部分ＴＰ１２を第１部分ＴＰ１１に対して回転させる関節機構ＪＥｒ５と、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、先端部ＴＰ１のうちエンドエフェクタ２０が取り付けられる部分（例えば、端面ＴＰ１ｓｆ）を回転させる関節機構ＪＥｒ６と、を含む。このように、本実施形態は、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２を垂直６軸多関節ロボットに追加することによって実現されてもよい。例えば、本実施形態では、先端部ＴＰ１が関節機構ＪＥｒ５及びＪＥｒ６を含むため、関節機構ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６等によって、ボディ部ＢＤＰの周辺において様々な作業をロボット１０に実行させることができる。

【0173】

また、本実施形態では、第１状態は、関節機構ＪＥｒ３、関節機構ＪＥｐ１及び関節機構ＪＥｐ２の待機状態となる姿勢であり、リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２は、第１状態から動作を開始する。リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２が第１状態から動き出す場合、関節機構ＪＥｒ３は、関節機構ＪＥｐ１により、方向Ｄｅ１と方向Ｄｅ１の反対方向との両方向に移動可能であり、関節機構ＪＥｐ２により、方向Ｄｅ２と方向Ｄｅ２の反対方向との両方向に移動可能である。このため、リンクＬＫ１及びリンクＬＫ２が第１状態から動き出す場合、ロボット１０の動作のバリエーションが制限されることを抑制することができる。

【0174】

また、本実施形態に係るロボット１０の制御方法は、関節機構ＪＥｒ３、関節機構ＪＥｐ１及び関節機構ＪＥｐ２を制御することにより、ロボット１０を第１状態で待機させる。これにより、本実施形態では、ロボット１０の状態遷移に要する時間が長くなることを抑制することができ、関節機構ＪＥｐ１等を駆動するモータＭＯの負荷が大きくなることを抑制することができる。また、本実施形態では、ロボット１０を第１状態で待機させることにより、ロボット１０の動作のバリエーションが制限されることを抑制することができる。

【0175】

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、ロボット１０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、上述した効果を得ることができるロボット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、例えば、ロボット１０の周辺の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。

【0176】

［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。

【0177】

［第１変形例］
上述した実施形態では、関節機構ＪＥｒ４が、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に垂直な軸Ａｘ４を回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させ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、関節機構ＪＥｒ４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以下の軸を回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させてもよい。

【0178】

図１２は、第１変形例に係る先端部ＴＰ１Ａの一例を説明するための説明図である。図１から図１１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。

【0179】

例えば、本変形例に係るロボット１０は、図１に示したリンクＬＫ２、関節機構ＪＥｒ４及び先端部ＴＰ１の代わりにリンクＬＫ２Ａ、関節機構ＪＥｒ４Ａ及び先端部ＴＰ１Ａ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、関節機構ＪＥｒ４の代わりに関節機構ＪＥｒ４Ａが接続されることを除いて、リンクＬＫ２と同様である。なお、リンクＬＫ２Ａは、「第２リンク」の他の例であり、関節機構ＪＥｒ４Ａは、「第４駆動機構」の他の例である。

【0180】

関節機構ＪＥｒ４Ａは、リンクＬＫ２Ａと先端部ＴＰ１Ａを接続し、方向Ｄｅ２に平行な軸Ａｘ４Ａを回転軸として、先端部ＴＰ１ＡをリンクＬＫ２Ａに対して回転させる。図１２の回転方向Ｄｒ４は、軸Ａｘ４Ａを回転軸として回転する場合の先端部ＴＰ１Ａの回転方向を示す。なお、軸Ａｘ４Ａは、「第４回転軸」の他の例であり、リンクＬＫ２Ａが延在する方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当する。

【0181】

先端部ＴＰ１Ａにおいても、図１に示した先端部ＴＰ１と同様に、エンドエフェクタ２０が端面ＴＰ１ｓｆに取り付けられる。先端部ＴＰ１Ａは、リンクＬＫ２Ａに接続される第１部分ＴＰ１１Ａと、第１部分ＴＰ１１Ａに接続される第２部分ＴＰ１２Ａと、関節機構ＪＥｒ５Ａと、関節機構ＪＥｒ６とを含む。第１部分ＴＰ１１Ａは、例えば、関節機構ＪＥｒ４Ａを介してリンクＬＫ２Ａに接続される。従って、第１部分ＴＰ１１Ａは、軸Ａｘ４Ａを回転軸としてリンクＬＫ２Ａに対して回転する。

【0182】

関節機構ＪＥｒ５Ａは、第１部分ＴＰ１１Ａと第２部分ＴＰ１２Ａを接続し、軸Ａｘ４Ａに垂直な軸Ａｘ５を回転軸として、第２部分ＴＰ１２Ａを第１部分ＴＰ１１Ａに対して回転させる。図１２の回転方向Ｄｒ５は、軸Ａｘ５を回転軸として回転する場合の第２部分ＴＰ１２Ａの回転方向を示す。

【0183】

関節機構ＪＥｒ６は、図１に示した関節機構ＪＥｒ６と同様である。例えば、関節機構ＪＥｒ６は、軸Ａｘ５に垂直な軸Ａｘ６を回転軸として、先端部ＴＰ１Ａの少なくとも一部分（例えば、端面ＴＰ１ｓｆ）を回転させる。図１２に示す例では、図１に示した関節機構ＪＥｒ６と同様に、関節機構ＪＥｒ６の表面が端面ＴＰ１ｓｆに該当する。なお、関節機構ＪＥｒ６が第２部分ＴＰ１２Ａに含まれる構成等では、第２部分ＴＰ１２Ａの端面が端面ＴＰ１ｓｆであってもよい。

【0184】

以上、本変形例では、関節機構ＪＥｒ４Ａは、方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ４Ａを第４回転軸として、先端部ＴＰ１ＡをリンクＬＫ２Ａに対して回転させる。先端部ＴＰ１Ａは、リンクＬＫ２Ａに接続される第１部分ＴＰ１１Ａと、第１部分ＴＰ１１Ａに接続される第２部分ＴＰ１２Ａと、第１部分ＴＰ１１Ａと第２部分ＴＰ１２Ａを接続し、第４回転軸（軸Ａｘ４Ａ）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、第２部分ＴＰ１２Ａを第１部分ＴＰ１１Ａに対して回転させる関節機構ＪＥｒ５Ａと、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、先端部ＴＰ１Ａのうちエンドエフェクタ２０が取り付けられる部分（例えば、端面ＴＰ１ｓｆ）を回転させる関節機構ＪＥｒ６と、を含む。

【0185】

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。例えば、本変形例においても、先端部ＴＰ１が関節機構ＪＥｒ５Ａ及びＪＥｒ６を含むため、関節機構ＪＥｒ４Ａ、ＪＥｒ５Ａ及びＪＥｒ６等によって、ロボット１０の周辺において様々な作業をロボット１０に実行させることができる。

【0186】

［第２変形例］
上述した実施形態及び変形例では、関節機構ＪＥｒ３を駆動するモータＭＯｒ３が関節機構ＪＥｒ３と一体的に移動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ＭＯｒ３は、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の相対的な位置が変化しても関節機構ＪＥｒ３を駆動可能に、リンクＬＫ１の所定の場所に固定されてもよい。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。

【0187】

［第３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つの関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２を追加した構成をロボット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、７軸以上の多関節ロボットに２つの関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２を追加した構成であってもよい。具体的には、ボディ部ＢＤＰと関節機構ＪＥｒ２との間に、リンクＬＫ１及びＬＫ２とは異なる１以上のリンクＬＫが配置されてもよい。あるいは、関節機構ＪＥｒ４と先端部ＴＰ１との間に、リンクＬＫ１及びＬＫ２とは異なる１以上のリンクＬＫが配置されてもよい。すなわち、ロボット１０は、ボディ部ＢＤＰと先端部ＴＰ１を接続する３以上のリンクＬＫを有してもよい。この場合、ロボット１０が有する３以上のリンクＬＫは、リンクＬＫ１及びＬＫ２を含む複数のリンクＬＫに該当する。

【0188】

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。

【0189】

［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。

【0190】

［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。

【0191】

図１３は、旋回の一例を説明するための説明図である。図１３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１３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１３の関節機構ＪＥｒｉ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。

【0192】

図１３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１３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１３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。

【0193】

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。

【0194】

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。

【0195】

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。

【0196】

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。

【0197】

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。

【0198】

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。

【0199】

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。

【0200】

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。

【0201】

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１３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。

【0202】

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１３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。

【0203】

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ＪＥｒのそれぞれの回転軸の関係に着目して、２つの関節機構ＪＥｒ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１３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。

【0204】

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】

【0205】

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、ＡＲｍｄ１、ＡＲｍｄ２…中央領域、ＡＲｍｖ１、ＡＲｍｖ２…移動領域、Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｘ３、Ａｘ３ｚ、Ａｘ４、Ａｘ４Ａ、Ａｘ５、Ａｘ６、Ａｘｉ…軸、ＢＤＰ…ボディ部、ＢＤＰｂｔ…底面、ＢＤＰｂａ…土台部、ＧＤ…物品、ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ４Ａ、ＪＥｒ５、ＪＥｒ６、ＪＥｒｉ、ＪＥｐ１、ＪＥｐ２…関節機構、ＪＥｐ１１、ＪＥｐ２１…ねじ部、ＪＥｐ１２、ＪＥｐ２２…ナット、ＪＥｐ１３、ＪＥｐ２３…接続部、ＪＥｐ１３ａ、ＪＥｐ２３ａ…スライダー部、ＪＥｐ１３ｂ、ＪＥｐ２３ｂ…支持部、ＪＥｐ１４、ＪＥｐ２４…レール、ＪＥｐ１４ａ、ＪＥｐ１４ｂ、ＪＥｐ２４ａ、ＪＥｐ２４ｂ…棒状部材、ＪＥｒ１１、ＪＥｒ２１、ＪＥｒ４１、ＪＥｒ５１、ＪＥｒ６１…回転部、ＪＥｒ１２、ＪＥｒ２２、ＪＥｒ４２、ＪＥｒ５２、ＪＥｒ６２…筐体、ＬＫ１、ＬＫ２、ＬＫ２Ａ、ＬＫｉ、ＬＫｊ…リンク、ＭＯｒ１、ＭＯｒ２、ＭＯｒ３、ＭＯｒ４、ＭＯｒ５、ＭＯｒ６、ＭＯｐ１、ＭＯｐ２…モータ、ＷＢ…作業台。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】