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特開2024-21411ロボットアーム、ロボットアームシステム、制御方法、及び制御プログラム
(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】P2024021411
(43)【公開日】2024-02-16
(54)【発明の名称】ロボットアーム、ロボットアームシステム、制御方法、及び制御プログラム
(51)【国際特許分類】
B25J 9/06 20060101AFI20240208BHJP
B25J 19/00 20060101ALI20240208BHJP
【ＦＩ】
B25J9/06 B
B25J19/00 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022124224
(22)【出願日】2022-08-03
(71)【出願人】
【識別番号】000003687
【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】304021417
【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山根 正嗣
(72)【発明者】
【氏名】井上 龍介
(72)【発明者】
【氏名】清水 圭輔
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 玄
(72)【発明者】
【氏名】後藤 優斗
(72)【発明者】
【氏名】高橋 秀治
(72)【発明者】
【氏名】木倉 宏成
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS27
3C707BS10
3C707CY22
3C707CY36
3C707HS27
3C707KS35
(57)【要約】
【課題】小型化及び軽量化を図ること。
【解決手段】ロボットアーム２は、複数の第１のリンク２２１及び第１の関節部２２２を有する第１のアーム２２と、第１のアーム２２を支持する長尺状の支持部材２１と、支持部材２１と第１のアーム２２とを連結する第２の関節部２３とを備える。第２の関節部２３は、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として支持部材２１及び第１のアーム２２の一方を他方に対して回転させることにより、支持部材２１及び第１のアーム２２が直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、第１のアーム２２が支持部材２１の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする。第１の関節部２２２は、第１の回転軸Ｒｘ１及び第１のアーム２２の長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸Ｒｘ２を中心として隣接する２つの第１のリンク２２１の一方を他方に対して回転可能とする。
【選択図】図２
【解決手段】ロボットアーム２は、複数の第１のリンク２２１及び第１の関節部２２２を有する第１のアーム２２と、第１のアーム２２を支持する長尺状の支持部材２１と、支持部材２１と第１のアーム２２とを連結する第２の関節部２３とを備える。第２の関節部２３は、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として支持部材２１及び第１のアーム２２の一方を他方に対して回転させることにより、支持部材２１及び第１のアーム２２が直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、第１のアーム２２が支持部材２１の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする。第１の関節部２２２は、第１の回転軸Ｒｘ１及び第１のアーム２２の長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸Ｒｘ２を中心として隣接する２つの第１のリンク２２１の一方を他方に対して回転可能とする。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、
前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、
前記支持部材と前記第１のアームとを連結するとともに、前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とする第２の関節部とを備え、
前記第２の関節部は、
前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とし、
前記第１の関節部は、
前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とするロボットアーム。
前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、
前記支持部材と前記第１のアームとを連結するとともに、前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とする第２の関節部とを備え、
前記第２の関節部は、
前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とし、
前記第１の関節部は、
前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とするロボットアーム。
【請求項2】
前記第２の関節部は、
前記第１の回転軸の延在方向及び前記第２の回転軸の延在方向のそれぞれに直交し、前記第１のアームの長手方向に沿う第３の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とする請求項１に記載のロボットアーム。
前記第１の回転軸の延在方向及び前記第２の回転軸の延在方向のそれぞれに直交し、前記第１のアームの長手方向に沿う第３の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とする請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項3】
前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結され、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定されている際に、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整するための第２のアームをさらに備え、
前記第２のアームは、
前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、
前記アーム本体に取り付けられ、内部への液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備える請求項１に記載のロボットアーム。
前記第２のアームは、
前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、
前記アーム本体に取り付けられ、内部への液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備える請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項4】
前記第２の関節部は、
前記第１の回転軸の延在方向及び前記第２の回転軸の延在方向のそれぞれに直交し、前記第１のアームの長手方向に沿う第３の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とし、
前記アーム本体及び前記カウンターウェイトの組は、
前記第１の回転軸に直交し、前記第１のアームを含む仮想平面を基準として対称に配置されるように２組設けられ、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定されている際に、２つの前記カウンターウェイトの質量がそれぞれ変更されることにより、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクと前記第３の回転軸まわりのトルクとがそれぞれ調整される請求項３に記載のロボットアーム。
前記第１の回転軸の延在方向及び前記第２の回転軸の延在方向のそれぞれに直交し、前記第１のアームの長手方向に沿う第３の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とし、
前記アーム本体及び前記カウンターウェイトの組は、
前記第１の回転軸に直交し、前記第１のアームを含む仮想平面を基準として対称に配置されるように２組設けられ、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定されている際に、２つの前記カウンターウェイトの質量がそれぞれ変更されることにより、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクと前記第３の回転軸まわりのトルクとがそれぞれ調整される請求項３に記載のロボットアーム。
【請求項5】
前記アーム本体は、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第１の状態に設定されている際に、前記支持部材に重なり合う姿勢となり、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定されている際に、前記第２の回転軸に直交する仮想平面に沿って延在する姿勢となる請求項３に記載のロボットアーム。
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第１の状態に設定されている際に、前記支持部材に重なり合う姿勢となり、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定されている際に、前記第２の回転軸に直交する仮想平面に沿って延在する姿勢となる請求項３に記載のロボットアーム。
【請求項6】
前記ロボットアームは、
構造物または自然物の内部空間で作業が行われるロボットアームであり、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第１の状態に設定されている際に、前記構造物の内外を貫通する貫通部を介して前記構造物または前記自然物の外部から前記内部空間に挿入され、
前記内部空間に挿入された際に、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定される請求項１に記載のロボットアーム。
構造物または自然物の内部空間で作業が行われるロボットアームであり、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第１の状態に設定されている際に、前記構造物の内外を貫通する貫通部を介して前記構造物または前記自然物の外部から前記内部空間に挿入され、
前記内部空間に挿入された際に、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定される請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項7】
前記第１のアームは、
第２のリンクと、
前記複数の第１のリンクのうち最も先端に位置する第１のリンク、及び前記第２のリンクを直列に連結するとともに、前記最も先端に位置する第１のリンク及び前記第２のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第３の関節部とをさらに有し、
前記第３の関節部は、
前記第２の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第４の回転軸を中心として前記最も先端に位置する第１のリンク及び前記第２のリンクの一方を他方に対して回転可能とする請求項１に記載のロボットアーム。
第２のリンクと、
前記複数の第１のリンクのうち最も先端に位置する第１のリンク、及び前記第２のリンクを直列に連結するとともに、前記最も先端に位置する第１のリンク及び前記第２のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第３の関節部とをさらに有し、
前記第３の関節部は、
前記第２の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第４の回転軸を中心として前記最も先端に位置する第１のリンク及び前記第２のリンクの一方を他方に対して回転可能とする請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項8】
ロボットアームと、
液体の供給と前記液体の回収とをそれぞれ行う供給回収装置と、
前記ロボットアームの動作と前記供給回収装置の動作とをそれぞれ制御する制御装置とを備え、
前記ロボットアームは、
複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、
前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、
前記支持部材と前記第１のアームとを連結し、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする第２の関節部と、
前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結される第２のアームとを備え、
前記第１の関節部は、
前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とし、
前記第２のアームは、
前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、
前記アーム本体に取り付けられ、内部への前記液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備え、
前記制御装置は、
前記第１の関節部及び前記第２の関節部の動作を制御する関節制御部と、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定され、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とがそれぞれ制御されている際、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整する質量制御部とを備えるロボットアームシステム。
液体の供給と前記液体の回収とをそれぞれ行う供給回収装置と、
前記ロボットアームの動作と前記供給回収装置の動作とをそれぞれ制御する制御装置とを備え、
前記ロボットアームは、
複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、
前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、
前記支持部材と前記第１のアームとを連結し、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする第２の関節部と、
前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結される第２のアームとを備え、
前記第１の関節部は、
前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とし、
前記第２のアームは、
前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、
前記アーム本体に取り付けられ、内部への前記液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備え、
前記制御装置は、
前記第１の関節部及び前記第２の関節部の動作を制御する関節制御部と、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定され、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とがそれぞれ制御されている際、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整する質量制御部とを備えるロボットアームシステム。
【請求項9】
前記質量制御部は、
前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを座標軸とする１次元の座標系において、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを示す座標点が、前記１次元の座標系上の第１の範囲外に位置する場合に、前記１次元の座標系上の第２の範囲内に位置するまで、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更する請求項８に記載のロボットアームシステム。
前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを座標軸とする１次元の座標系において、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを示す座標点が、前記１次元の座標系上の第１の範囲外に位置する場合に、前記１次元の座標系上の第２の範囲内に位置するまで、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更する請求項８に記載のロボットアームシステム。
【請求項10】
前記関節制御部は、
前記座標点が前記第１の範囲外に位置してから前記第２の範囲内に位置するまで、前記第１の関節部及び前記第２の関節部の動作を停止させる請求項９に記載のロボットアームシステム。
前記座標点が前記第１の範囲外に位置してから前記第２の範囲内に位置するまで、前記第１の関節部及び前記第２の関節部の動作を停止させる請求項９に記載のロボットアームシステム。
【請求項11】
前記第２の関節部は、
前記第１の回転軸の延在方向及び前記第２の回転軸の延在方向のそれぞれに直交し、前記第１のアームの長手方向に沿う第３の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とし、
前記アーム本体及び前記カウンターウェイトの組は、
前記第１の回転軸に直交し、前記第１のアームを含む仮想平面を基準として対称に配置されるように２組設けられ、
前記質量制御部は、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定され、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とがそれぞれ制御されている際、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクと前記第３の回転軸まわりのトルクとに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して２つの前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクと前記第３の回転軸まわりのトルクとを調整する請求項８に記載のロボットアームシステム。
前記第１の回転軸の延在方向及び前記第２の回転軸の延在方向のそれぞれに直交し、前記第１のアームの長手方向に沿う第３の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とし、
前記アーム本体及び前記カウンターウェイトの組は、
前記第１の回転軸に直交し、前記第１のアームを含む仮想平面を基準として対称に配置されるように２組設けられ、
前記質量制御部は、
前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定され、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とがそれぞれ制御されている際、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクと前記第３の回転軸まわりのトルクとに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して２つの前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクと前記第３の回転軸まわりのトルクとを調整する請求項８に記載のロボットアームシステム。
【請求項12】
前記質量制御部は、
互いに直交する第１の座標軸及び第２の座標軸により構成される２次元の座標系において、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを前記第１の座標軸における値とし、前記第２の関節部における前記第３の回転軸まわりのトルクを前記第２の座標軸における値とする座標点が、前記２次元の座標系上の第１の領域外に位置する場合に、前記２次元の座標系上の第２の領域内に位置するまで、前記供給回収装置の動作を制御して２つの前記カウンターウェイトの質量を変更する請求項１１に記載のロボットアームシステム。
互いに直交する第１の座標軸及び第２の座標軸により構成される２次元の座標系において、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを前記第１の座標軸における値とし、前記第２の関節部における前記第３の回転軸まわりのトルクを前記第２の座標軸における値とする座標点が、前記２次元の座標系上の第１の領域外に位置する場合に、前記２次元の座標系上の第２の領域内に位置するまで、前記供給回収装置の動作を制御して２つの前記カウンターウェイトの質量を変更する請求項１１に記載のロボットアームシステム。
【請求項13】
前記関節制御部は、
前記座標点が前記第１の領域外に位置してから前記第２の領域内に位置するまで、前記第１の関節部及び前記第２の関節部の動作を停止させる請求項１２に記載のロボットアームシステム。
前記座標点が前記第１の領域外に位置してから前記第２の領域内に位置するまで、前記第１の関節部及び前記第２の関節部の動作を停止させる請求項１２に記載のロボットアームシステム。
【請求項14】
前記支持部材の長手方向に沿う中心軸を中心として前記支持部材を回転させる移動装置をさらに備える請求項８に記載のロボットアームシステム。
【請求項15】
前記支持部材の長手方向に沿って前記支持部材を移動させる移動装置をさらに備える請求項８に記載のロボットアームシステム。
【請求項16】
ロボットアームの動作と、液体の供給と前記液体の回収とをそれぞれ行う供給回収装置の動作とをそれぞれ制御する制御装置が実行する制御方法であって、
前記ロボットアームは、
複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、
前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、
前記支持部材と前記第１のアームとを連結し、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする第２の関節部と、
前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結される第２のアームとを備え、
前記第１の関節部は、
前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とし、
前記第２のアームは、
前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、
前記アーム本体に取り付けられ、内部への前記液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備え、
前記制御方法は、
前記支持部材及び前記第１のアームを前記第２の状態に設定するとともに、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とを制御する関節制御ステップと、
前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整する質量制御ステップとを含む制御方法。
前記ロボットアームは、
複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、
前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、
前記支持部材と前記第１のアームとを連結し、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする第２の関節部と、
前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結される第２のアームとを備え、
前記第１の関節部は、
前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とし、
前記第２のアームは、
前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、
前記アーム本体に取り付けられ、内部への前記液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備え、
前記制御方法は、
前記支持部材及び前記第１のアームを前記第２の状態に設定するとともに、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とを制御する関節制御ステップと、
前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整する質量制御ステップとを含む制御方法。
【請求項17】
ロボットアームの動作と、液体の供給と前記液体の回収とをそれぞれ行う供給回収装置の動作とをそれぞれ制御する制御装置に実行させる制御プログラムであって、
前記ロボットアームは、
複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、
前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、
前記支持部材と前記第１のアームとを連結し、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする第２の関節部と、
前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結される第２のアームとを備え、
前記第１の関節部は、
前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とし、
前記第２のアームは、
前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、
前記アーム本体に取り付けられ、内部への前記液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備え、
前記制御装置に、
前記支持部材及び前記第１のアームを前記第２の状態に設定するとともに、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とを制御する関節制御ステップと、
前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整する質量制御ステップとを実行させる制御プログラム。
前記ロボットアームは、
複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、
前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、
前記支持部材と前記第１のアームとを連結し、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする第２の関節部と、
前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結される第２のアームとを備え、
前記第１の関節部は、
前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とし、
前記第２のアームは、
前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、
前記アーム本体に取り付けられ、内部への前記液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備え、
前記制御装置に、
前記支持部材及び前記第１のアームを前記第２の状態に設定するとともに、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とを制御する関節制御ステップと、
前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整する質量制御ステップとを実行させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットアーム、ロボットアームシステム、制御方法、及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、人間の立ち入りが困難な高放射線環境下である構造物の内部空間の調査等を行うためのロボットアームが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のロボットアームは、複数のリンク及び当該複数のリンクを直列に連結する関節部を有する展開可能なアームと、当該アームを支持する長尺状の支持部材とを備える。ここで、支持部材は、アームを内部に配置可能とするフレームを有する。フレームの内部にアームが配置された状態では、支持部材及びアームは、当該支持部材の長手方向に沿って直線状に延在した状態となる。そして、ロボットアームは、フレームの内部にアームが配置された状態で、構造物の内外を貫通する貫通部を介して、当該構造物の内部空間に挿入される。この後、アームが展開され、当該アームの先端に設けられたカメラ等のエンドエフェクタを用いて、当該内部空間の調査等が行われる。
特許文献１に記載のロボットアームは、複数のリンク及び当該複数のリンクを直列に連結する関節部を有する展開可能なアームと、当該アームを支持する長尺状の支持部材とを備える。ここで、支持部材は、アームを内部に配置可能とするフレームを有する。フレームの内部にアームが配置された状態では、支持部材及びアームは、当該支持部材の長手方向に沿って直線状に延在した状態となる。そして、ロボットアームは、フレームの内部にアームが配置された状態で、構造物の内外を貫通する貫通部を介して、当該構造物の内部空間に挿入される。この後、アームが展開され、当該アームの先端に設けられたカメラ等のエンドエフェクタを用いて、当該内部空間の調査等が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／０２４２６６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載のロボットアームでは、アームを構成する関節部の回転軸は、当該アームの長手方向に沿う回転軸や、当該アームの長手方向と支持部材の長手方向とにそれぞれ直交する回転軸である。このため、アームの先端に設けられたエンドエフェクタの重量が当該アームを構成する関節部の駆動トルクに大きく作用することとなる。そして、当該駆動トルクが大きくなる結果、アームを構成する関節部の小型化及び軽量化を阻害してしまう。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化及び軽量化を図ることができるロボットアーム、ロボットアームシステム、制御方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るロボットアームは、複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、前記支持部材と前記第１のアームとを連結するとともに、前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とする第２の関節部とを備え、前記第２の関節部は、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とし、前記第１の関節部は、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする。
【0007】
また、本発明に係るロボットアームでは、上記発明において、前記第２の関節部は、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第２の回転軸の延在方向のそれぞれに直交し、前記第１のアームの長手方向に沿う第３の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とする。
【0008】
また、本発明に係るロボットアームでは、上記発明において、前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結され、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定されている際に、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整するための第２のアームをさらに備え、前記第２のアームは、前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、前記アーム本体に取り付けられ、内部への液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備える。
【0009】
また、本発明に係るロボットアームでは、上記発明において、前記第２の関節部は、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第２の回転軸の延在方向のそれぞれに直交し、前記第１のアームの長手方向に沿う第３の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とし、前記アーム本体及び前記カウンターウェイトの組は、前記第１の回転軸に直交し、前記第１のアームを含む仮想平面を基準として対称に配置されるように２組設けられ、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定されている際に、２つの前記カウンターウェイトの質量がそれぞれ変更されることにより、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクと前記第３の回転軸まわりのトルクとがそれぞれ調整される。
【0010】
また、本発明に係るロボットアームでは、上記発明において、前記アーム本体は、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第１の状態に設定されている際に、前記支持部材に重なり合う姿勢となり、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定されている際に、前記第２の回転軸に直交する仮想平面に沿って延在する姿勢となる。
【0011】
また、本発明に係るロボットアームでは、上記発明において、前記ロボットアームは、構造物の内部空間で作業が行われるロボットアームであり、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第１の状態に設定されている際に、前記構造物の内外を貫通する貫通部を介して前記構造物の外部から前記内部空間に挿入され、前記内部空間に挿入された際に、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定される。
【0012】
また、本発明に係るロボットアームでは、上記発明において、前記第１のアームは、第２のリンクと、前記複数の第１のリンクのうち最も先端に位置する第１のリンク、及び前記第２のリンクを直列に連結するとともに、前記最も先端に位置する第１のリンク及び前記第２のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第３の関節部とをさらに有し、前記第３の関節部は、前記第２の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第４の回転軸を中心として前記最も先端に位置する第１のリンク及び前記第２のリンクの一方を他方に対して回転可能とする。
【0013】
また、本発明に係るロボットアームシステムは、ロボットアームと、液体の供給と前記液体の回収とをそれぞれ行う供給回収装置と、前記ロボットアームの動作と前記供給回収装置の動作とをそれぞれ制御する制御装置とを備え、前記ロボットアームは、複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、前記支持部材と前記第１のアームとを連結し、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする第２の関節部と、前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結される第２のアームとを備え、前記第１の関節部は、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とし、前記第２のアームは、前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、前記アーム本体に取り付けられ、内部への前記液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備え、前記制御装置は、前記第１の関節部及び前記第２の関節部の動作を制御する関節制御部と、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定され、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とがそれぞれ制御されている際、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整する質量制御部とを備える。
【0014】
また、本発明に係るロボットアームシステムでは、上記発明において、前記質量制御部は、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを座標軸とする１次元の座標系において、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを示す座標点が、前記１次元の座標系上の第１の範囲外に位置する場合に、前記１次元の座標系上の第２の範囲内に位置するまで、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更する。
【0015】
また、本発明に係るロボットアームシステムでは、上記発明において、前記関節制御部は、前記座標点が前記第１の範囲外に位置してから前記第２の範囲内に位置するまで、前記第１の関節部及び前記第２の関節部の動作を停止させる。
【0016】
また、本発明に係るロボットアームシステムでは、上記発明において、前記第２の関節部は、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第２の回転軸の延在方向のそれぞれに直交し、前記第１のアームの長手方向に沿う第３の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転可能とし、前記アーム本体及び前記カウンターウェイトの組は、前記第１の回転軸に直交し、前記第１のアームを含む仮想平面を基準として対称に配置されるように２組設けられ、前記質量制御部は、前記支持部材及び前記第１のアームが前記第２の状態に設定され、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とがそれぞれ制御されている際、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクと前記第３の回転軸まわりのトルクとに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して２つの前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクと前記第３の回転軸まわりのトルクとを調整する。
【0017】
また、本発明に係るロボットアームシステムでは、上記発明において、前記質量制御部は、互いに直交する第１の座標軸及び第２の座標軸により構成される２次元の座標系において、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを前記第１の座標軸における値とし、前記第２の関節部における前記第３の回転軸まわりのトルクを前記第２の座標軸における値とする座標点が、前記２次元の座標系上の第１の領域外に位置する場合に、前記２次元の座標系上の第２の領域内に位置するまで、前記供給回収装置の動作を制御して２つの前記カウンターウェイトの質量を変更する。
【0018】
また、本発明に係るロボットアームシステムでは、上記発明において、前記関節制御部は、前記座標点が前記第１の領域外に位置してから前記第２の領域内に位置するまで、前記第１の関節部及び前記第２の関節部の動作を停止させる。
【0019】
また、本発明に係るロボットアームシステムでは、上記発明において、前記支持部材の長手方向に沿う中心軸を中心として前記支持部材を回転させる移動装置をさらに備える。
【0020】
また、本発明に係るロボットアームシステムでは、上記発明において、前記支持部材の長手方向に沿って前記支持部材を移動させる移動装置をさらに備える。
【0021】
また、本発明に係る制御方法は、ロボットアームの動作と、液体の供給と前記液体の回収とをそれぞれ行う供給回収装置の動作とをそれぞれ制御する制御装置が実行する制御方法であって、前記ロボットアームは、複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、前記支持部材と前記第１のアームとを連結し、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする第２の関節部と、前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結される第２のアームとを備え、前記第１の関節部は、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とし、前記第２のアームは、前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、前記アーム本体に取り付けられ、内部への前記液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備え、前記制御方法は、前記支持部材及び前記第１のアームを前記第２の状態に設定するとともに、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とを制御する関節制御ステップと、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整する質量制御ステップとを含む。
【0022】
また、本発明に係る制御プログラムは、ロボットアームの動作と、液体の供給と前記液体の回収とをそれぞれ行う供給回収装置の動作とをそれぞれ制御する制御装置に実行させる制御プログラムであって、前記ロボットアームは、複数の第１のリンク、及び前記複数の第１のリンクを直列に連結するとともに、隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とする第１の関節部を有する第１のアームと、前記第１のアームを支持する長尺状の支持部材と、前記支持部材と前記第１のアームとを連結し、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記支持部材の長手方向に直交する第１の回転軸を中心として前記支持部材及び前記第１のアームの一方を他方に対して回転させることにより、前記支持部材及び前記第１のアームが直線状に延在する姿勢となる第１の状態と、前記第１のアームが前記支持部材の長手方向に交差する方向に延在する姿勢となる第２の状態とにそれぞれ設定可能とする第２の関節部と、前記第２の関節部を介して前記支持部材及び前記第１のアームに連結される第２のアームとを備え、前記第１の関節部は、前記制御装置からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、前記第１の回転軸の延在方向及び前記第１のアームの長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸を中心として隣接する２つの前記第１のリンクの一方を他方に対して回転可能とし、前記第２のアームは、前記第２の関節部に取り付けられるアーム本体と、前記アーム本体に取り付けられ、内部への前記液体の流入と前記内部からの前記液体の流出とにより質量を可変とするカウンターウェイトとを備え、前記制御装置に、前記支持部材及び前記第１のアームを前記第２の状態に設定するとともに、前記第１の関節部の動作と前記第２の関節部の動作とを制御する関節制御ステップと、前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクに基づいて、前記供給回収装置の動作を制御して前記カウンターウェイトの質量を変更することにより前記第２の関節部における前記第１の回転軸まわりのトルクを調整する質量制御ステップとを実行させる。
【発明の効果】
【0023】
本発明に係るロボットアーム、ロボットアームシステム、制御方法、及び制御プログラムによれば、小型化及び軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下に、図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【0026】
〔ロボットアームシステムの概略構成〕
図１は、実施の形態に係るロボットアームシステム１の構成を示す図である。なお、図１では、ロボットアーム２が後述する第２の状態に設定されている場合を示している。
ロボットアームシステム１は、ロボットアーム２（図１）を利用することによって、人間の立ち入りが困難な高放射線環境下である構造物の内部空間の調査等を行うシステムである。以下では、当該構造物の内部空間として、主蒸気隔離弁（ＭＳＩＶ：Main Steam Isolation Valve）室ＳＰ（図１）を例に説明する。なお、当該構造物の内部空間としては、ＭＳＩＶ室ＳＰに限らず、その他の構造物や自然界の洞窟等の自然物の内部空間を採用しても構わない。
図１は、実施の形態に係るロボットアームシステム１の構成を示す図である。なお、図１では、ロボットアーム２が後述する第２の状態に設定されている場合を示している。
ロボットアームシステム１は、ロボットアーム２（図１）を利用することによって、人間の立ち入りが困難な高放射線環境下である構造物の内部空間の調査等を行うシステムである。以下では、当該構造物の内部空間として、主蒸気隔離弁（ＭＳＩＶ：Main Steam Isolation Valve）室ＳＰ（図１）を例に説明する。なお、当該構造物の内部空間としては、ＭＳＩＶ室ＳＰに限らず、その他の構造物や自然界の洞窟等の自然物の内部空間を採用しても構わない。
【0027】
ここで、ＭＳＩＶ室ＳＰの調査等を行う場合には、図１に示すように、当該ＭＳＩＶ室ＳＰ上の部屋の床面に、当該ＭＳＩＶ室ＳＰに貫通する貫通部ＨＯを設ける。この貫通部ＨＯは、直径２５０ｍｍ程度の穴である。そして、ロボットアームシステム１では、ＭＳＩＶ室ＳＰ上の部屋の床面から貫通部ＨＯを介して、ロボットアーム２を当該ＭＳＩＶ室ＳＰに挿入することにより、当該ＭＳＩＶ室ＳＰの調査等を行う。
このロボットアームシステム１は、図１に示すように、ロボットアーム２と、移動装置３と、供給回収装置４と、制御装置５とを備える。
このロボットアームシステム１は、図１に示すように、ロボットアーム２と、移動装置３と、供給回収装置４と、制御装置５とを備える。
【0028】
〔ロボットアームの構成〕
図２は、ロボットアーム２の構成を示す図である。なお、図２では、図１と同様に、ロボットアーム２が後述する第２の状態に設定されている場合を示している。
ロボットアーム２は、図１及び図２に示すように、吊り下げパイプ２１と、第１のアーム２２と、第２の関節部２３と、第２のアーム２４とを備える。
吊り下げパイプ２１は、本発明に係る支持部材に相当する。この吊り下げパイプ２１は、直線状に延在する長尺状のパイプによって構成され、図１に示すように、ＭＳＩＶ室ＳＰにおいて、第１のアーム２２、第２の関節部２３、及び第２のアーム２４を吊り下げた状態で支持する。なお、吊り下げパイプ２１としては、１部材によって構成してもよいし、複数のパイプを直列に連結することによって構成しても構わない。
図２は、ロボットアーム２の構成を示す図である。なお、図２では、図１と同様に、ロボットアーム２が後述する第２の状態に設定されている場合を示している。
ロボットアーム２は、図１及び図２に示すように、吊り下げパイプ２１と、第１のアーム２２と、第２の関節部２３と、第２のアーム２４とを備える。
吊り下げパイプ２１は、本発明に係る支持部材に相当する。この吊り下げパイプ２１は、直線状に延在する長尺状のパイプによって構成され、図１に示すように、ＭＳＩＶ室ＳＰにおいて、第１のアーム２２、第２の関節部２３、及び第２のアーム２４を吊り下げた状態で支持する。なお、吊り下げパイプ２１としては、１部材によって構成してもよいし、複数のパイプを直列に連結することによって構成しても構わない。
【0029】
第１のアーム２２は、図１及び図２に示すように、複数のリンク２２１と、当該複数のリンク２２１を直列に連結する第１の関節部２２２を有する。そして、第１のアーム２２を展開した状態では、当該第１のアーム２２は、直線状に延在する。
なお、図１及び図２では、鉛直方向に沿う軸をＺ軸（ヨー軸）としている。また、Ｚ軸に直交し、ロボットアーム２を第２の状態に設定するとともに第１のアーム２２を展開した状態での当該第１のアーム２２の延在方向に沿う軸をＸ軸（ロール軸）としている。さらに、Ｚ軸及びＸ軸にそれぞれ直交する軸をＹ軸（ピッチ軸）としている。その他の図面も同様である。
なお、図１及び図２では、鉛直方向に沿う軸をＺ軸（ヨー軸）としている。また、Ｚ軸に直交し、ロボットアーム２を第２の状態に設定するとともに第１のアーム２２を展開した状態での当該第１のアーム２２の延在方向に沿う軸をＸ軸（ロール軸）としている。さらに、Ｚ軸及びＸ軸にそれぞれ直交する軸をＹ軸（ピッチ軸）としている。その他の図面も同様である。
【0030】
本実施の形態では、リンク２２１は、４つ設けられている。そして、これら４つのリンク２２１は、本発明に係る第１のリンクに相当する。以下では、４つのリンク２２１を先端側（図１，図２中、＋Ｘ軸側）から順に、リンク２２１１～２２１４（図１，図２）と記載する。また、第１の関節部２２２は、３つ設けられている。以下では、３つの第１の関節部２２２を先端側から順に、第１の関節部２２２１～２２２３（図１，図２）と記載する。
【0031】
４つのリンク２２１１～２２１４は、直線状に延在する長尺状のパイプによってそれぞれ構成されている。
３つの第１の関節部２２２は、第２の回転軸Ｒｘ２（図２）を中心として隣接する２つのリンク２２１の一方を他方に対して回転可能とする。以下では、第１の関節部２２２１における第２の回転軸Ｒｘ２を第２の回転軸Ｒｘ２３（図２）と記載する。また、第１の関節部２２２２における第２の回転軸Ｒｘ２を第２の回転軸Ｒｘ２２と記載する。さらに、第１の関節部２２２３における第２の回転軸Ｒｘ２を第２の回転軸Ｒｘ２１と記載する。ここで、第２の回転軸Ｒｘ２は、後述する第１の回転軸Ｒｘ１（図２）の延在方向（図１，図２中、Ｙ軸）、及び第１のアーム２２の長手方向（図１，図２中、Ｘ軸）のそれぞれに直交する回転軸である。
３つの第１の関節部２２２は、第２の回転軸Ｒｘ２（図２）を中心として隣接する２つのリンク２２１の一方を他方に対して回転可能とする。以下では、第１の関節部２２２１における第２の回転軸Ｒｘ２を第２の回転軸Ｒｘ２３（図２）と記載する。また、第１の関節部２２２２における第２の回転軸Ｒｘ２を第２の回転軸Ｒｘ２２と記載する。さらに、第１の関節部２２２３における第２の回転軸Ｒｘ２を第２の回転軸Ｒｘ２１と記載する。ここで、第２の回転軸Ｒｘ２は、後述する第１の回転軸Ｒｘ１（図２）の延在方向（図１，図２中、Ｙ軸）、及び第１のアーム２２の長手方向（図１，図２中、Ｘ軸）のそれぞれに直交する回転軸である。
【0032】
そして、リンク２２１１の先端には、ＭＳＩＶ室ＳＰの調査等を行うためのエンドエフェクタＥＥ（図１）が設けられる。なお、図１では、エンドエフェクタＥＥとして、ＭＳＩＶ室ＳＰを撮影するカメラを例示している。また、図２では、エンドエフェクタＥＥの図示を省略している。ここで、エンドエフェクタＥＥとしては、カメラの他、ＭＳＩＶ室ＳＰを調査する超音波センサや線量計、ＭＳＩＶ室ＳＰでの止水作業等を行う作業ツール等を採用しても構わない。
【0033】
第２の関節部２３は、吊り下げパイプ２１の一端（図１，図２中、－Ｚ軸側の端部）に接続されている。また、第２の関節部２３には、第１のアーム２２（リンク２２１４）の基端が接続されている。さらに、第２の関節部２３には、第１のアーム２２に対向する位置に、第２のアーム２４が接続されている。すなわち、第２の関節部２３は、吊り下げパイプ２１と、第１のアーム２２と、第２のアーム２４とを連結する。
【0034】
この第２の関節部２３は、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転可能とする。ここで、第１の回転軸Ｒｘ１は、吊り下げパイプ２１の長手方向に直交するＹ軸に沿う回転軸（ピッチ軸）である。
また、第２の関節部２３は、第３の回転軸Ｒｘ３（図２）を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転可能とする。ここで、第３の回転軸Ｒｘ３は、第１の回転軸Ｒｘ１の延在方向及び第２の回転軸Ｒｘ２の延在方向のそれぞれに直交し、第１のアーム２２の長手方向に沿うＸ軸に沿う回転軸（ロール軸）である。
また、第２の関節部２３は、第３の回転軸Ｒｘ３（図２）を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転可能とする。ここで、第３の回転軸Ｒｘ３は、第１の回転軸Ｒｘ１の延在方向及び第２の回転軸Ｒｘ２の延在方向のそれぞれに直交し、第１のアーム２２の長手方向に沿うＸ軸に沿う回転軸（ロール軸）である。
【0035】
そして、第２の関節部２３は、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させることにより、ロボットアーム２を第１の状態と第２の状態とにそれぞれ設定可能とする。
ここで、第１の状態は、吊り下げパイプ２１及び第１のアーム２２が直線状に延在する姿勢となり、第２のアーム２４における後述するアーム本体２４１（図１，図２）が吊り下げパイプ２１に重なり合う姿勢となる状態である（図７，図８参照）。
また、第２の状態は、図１及び図２に示すように、第１のアーム２２が吊り下げパイプ２１の長手方向に交差する方向（図１及び図２では吊り下げパイプ２１の長手方向に直交する方向）に延在する姿勢となり、アーム本体２４１が第２の回転軸Ｒｘ２に直交する仮想平面（図２ではＸＹ平面）に沿って延在する姿勢となる状態である。
ここで、第１の状態は、吊り下げパイプ２１及び第１のアーム２２が直線状に延在する姿勢となり、第２のアーム２４における後述するアーム本体２４１（図１，図２）が吊り下げパイプ２１に重なり合う姿勢となる状態である（図７，図８参照）。
また、第２の状態は、図１及び図２に示すように、第１のアーム２２が吊り下げパイプ２１の長手方向に交差する方向（図１及び図２では吊り下げパイプ２１の長手方向に直交する方向）に延在する姿勢となり、アーム本体２４１が第２の回転軸Ｒｘ２に直交する仮想平面（図２ではＸＹ平面）に沿って延在する姿勢となる状態である。
【0036】
なお、ロボットアーム２を第２の状態に設定し、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１に対して第１，第２のアーム２２，２４を回転させた場合には、第１，第２のアーム２２，２４は、互いの相対的な位置関係を維持しつつ、当該第１の回転軸Ｒｘ１まわりに同一の角度だけ回転する。同様に、ロボットアーム２を第２の状態に設定し、第３の回転軸Ｒｘ３を中心として吊り下げパイプ２１に対して第１，第２のアーム２２，２４を回転させた場合には、第１，第２のアーム２２，２４は、互いの相対的な位置関係を維持しつつ、当該第３の回転軸Ｒｘ３まわりに同一の角度だけ回転する。
【0037】
なお、上述した第２の関節部２３としては、以下に示す第１の構成や第２の構成を採用することができる。
第１の構成は、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させる機構と、第３の回転軸Ｒｘ３を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させる機構とが独立した構成である。
第２の構成は、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させる機構と、第３の回転軸Ｒｘ３を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させる機構とが一体的に構成された差動歯車機構を採用した構成である。
第１の構成は、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させる機構と、第３の回転軸Ｒｘ３を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させる機構とが独立した構成である。
第２の構成は、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させる機構と、第３の回転軸Ｒｘ３を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させる機構とが一体的に構成された差動歯車機構を採用した構成である。
【0038】
以上説明した３つの第１の関節部２２２及び第２の関節部２３は、制御装置５からの制御指令に応じて動作する能動関節によってそれぞれ構成されている。すなわち、３つの第１の関節部２２２及び第２の関節部２３には、制御装置５からの制御指令に応じて動作するスマートアクチュエータがそれぞれ設けられている。ここで、スマートアクチュエータは、回転角センサ、トルクセンサ、減速機、電動モータ、モータドライバ、及び制御回路が一体となったアクチュエータであり、トルク制御、位置制御、及び速度制御を可能とする。このスマートアクチュエータとしては、HEBI Robotics社製のスマートアクチュエータを例示することができる。
【0039】
以下では、上述したスマートアクチュエータのうち、第２の関節部２３に設けられ、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させるスマートアクチュエータを第１のスマートアクチュエータ２５１（図５参照）と記載する。また、第２の関節部２３に設けられ、第３の回転軸Ｒｘ３を中心として吊り下げパイプ２１と第１，第２のアーム２２，２４との一方を他方に対して回転させるスマートアクチュエータを第２のスマートアクチュエータ２５２（図５参照）と記載する。さらに、第１の関節部２２２３に設けられ、第２の回転軸Ｒｘ２１を中心として隣接する２つのリンク２２１３，２２１４の一方を他方に対して回転させるスマートアクチュエータを第３のスマートアクチュエータ２５３（図５参照）と記載する。また、第１の関節部２２２２に設けられ、第２の回転軸Ｒｘ２２を中心として隣接する２つのリンク２２１２，２２１３の一方を他方に対して回転させるスマートアクチュエータを第４のスマートアクチュエータ２５４（図５参照）と記載する。さらに、第１の関節部２２２１に設けられ、第２の回転軸Ｒｘ２３を中心として隣接する２つのリンク２２１１，２２１２の一方を他方に対して回転させるスマートアクチュエータを第５のスマートアクチュエータ２５５（図５参照）と記載する。
【0040】
図３は、図２の一部を拡大した図であって、第２のアーム２４を説明する図である。
第２のアーム２４は、ロボットアーム２が第２の状態に設定されている際に、第２の関節部２３における第１の回転軸Ｒｘ１まわりのトルク（以下、ピッチトルクと記載）と第３の回転軸Ｒｘ３まわりのトルク（以下、ロールトルクと記載）とをそれぞれ調整するために用いられる。この第２のアーム２４は、図２及び図３に示すように、第２の関節部２３を挟んで第１のアーム２２に対向する位置に配置されている。また、第２のアーム２４は、アーム本体２４１及びカウンターウェイト２４２の組が第１の回転軸Ｒｘ１に直交し、第１のアーム２２を含む仮想平面（図２及び図３ではＸＺ平面）を基準として対称に配置されるように２組設けられた構成を有する。
第２のアーム２４は、ロボットアーム２が第２の状態に設定されている際に、第２の関節部２３における第１の回転軸Ｒｘ１まわりのトルク（以下、ピッチトルクと記載）と第３の回転軸Ｒｘ３まわりのトルク（以下、ロールトルクと記載）とをそれぞれ調整するために用いられる。この第２のアーム２４は、図２及び図３に示すように、第２の関節部２３を挟んで第１のアーム２２に対向する位置に配置されている。また、第２のアーム２４は、アーム本体２４１及びカウンターウェイト２４２の組が第１の回転軸Ｒｘ１に直交し、第１のアーム２２を含む仮想平面（図２及び図３ではＸＺ平面）を基準として対称に配置されるように２組設けられた構成を有する。
【0041】
以下では、２つのアーム本体２４１のうち、図２及び図３中、＋Ｙ軸側に位置するアーム本体２４１を第１のアーム本体２４１１と記載し、－Ｙ軸側に位置するアーム本体２４１を第２のアーム本体２４１２と記載する。また、２つのカウンターウェイト２４２のうち、図２及び図３中、＋Ｙ軸側に位置するカウンターウェイト２４２を第１のカウンターウェイト２４２１と記載し、－Ｙ軸側に位置するカウンターウェイト２４２を第２のカウンターウェイト２４２２と記載する。
【0042】
第１，第２のアーム本体２４１１，２４１２は、直線状に延在する長尺状のパイプによってそれぞれ構成されている。そして、第１のアーム本体２４１１の一端は、図３に示すように、第２の関節部２３に対して、第４の関節部２４３１を介して接続されている。同様に、第２のアーム本体２４１２の一端は、第２の関節部２３に対して、第４の関節部２４３２を介して接続されている。これら２つの第４の関節部２４３１，２４３２は、第５の回転軸Ｒｘ５（図２，図３）を中心として、第２の関節部２３に対して第１，第２のアーム本体２４１１，２４１２をそれぞれ回転可能とする。ここで、第５の回転軸Ｒｘ５は、第１の回転軸Ｒｘ１の延在方向及び第３の回転軸Ｒｘ３の延在方向にそれぞれ直交する回転軸である。言い換えれば、第５の回転軸Ｒｘ５は、第２の回転軸Ｒｘ２の延在方向に平行となる回転軸である。また、第１のアーム本体２４１１と第２の関節部２３との間には、両端にボールジョイント２４４１が設けられたロッド２４５１が架設されている。同様に、第２のアーム本体２４１２と第２の関節部２３との間には、両端にボールジョイント２４４２が設けられたロッド２４５２が架設されている。
【0043】
以上説明した２つの第４の関節部２４３１，２４３２は、受動関節によってそれぞれ構成されている。そして、第１，第２のアーム本体２４１１，２４１２は、ロボットアーム２が第２の状態に設定されると、ロッド２４５１，２４５２によって位置がそれぞれ拘束されているため、第２の関節部２３に対して第５の回転軸Ｒｘ５を中心として互いに離間する方向にそれぞれ回転する。これにより、第１，第２のアーム本体２４１１，２４１２は、図２及び図３に示すように、第２，第４の回転軸Ｒｘ２，Ｒｘ４に直交する仮想平面（図２，図３ではＸＹ平面）に沿って全体としてＶ字状に展開する。一方、第１，第２のアーム本体２４１１，２４１２は、ロボットアーム２が第１の状態に設定されると、ロッド２４５１，２４５２によって位置がそれぞれ拘束されているため、第２の関節部２３に対して第５の回転軸Ｒｘ５を中心として互いに近接する方向にそれぞれ回転する。これにより、第１，第２のアーム本体２４１１，２４１２は、全体としてＩ字状に収縮するとともに、吊り下げパイプ２１に重なり合う。
【0044】
第１のカウンターウェイト２４２１は、図２及び図３に示すように、第１のアーム本体２４１１の他端側に取り付けられている。また、第２のカウンターウェイト２４２２は、第２のアーム本体２４１２の他端側に取り付けられている。これら第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２は、内部に液体を保持可能な袋状の部材によってそれぞれ構成されている。なお、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２としては、それぞれ１つの袋状の部材によって構成してもよく、あるいは、それぞれ複数の袋状の部材によって構成しても構わない。そして、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２は、内部への液体の流入と当該内部からの当該液体の流出とにより質量を可変とする。
【0045】
〔移動装置の構成〕
図４は、移動装置３の構成を示す図である。
移動装置３は、ロボットアーム２が貫通部ＨＯを介してＭＳＩＶ室ＳＰに設置された状態において、制御装置５による制御の下、以下に示すように、ロボットアーム２全体の回転及び移動を行う。
具体的に、移動装置３は、吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿う中心軸を中心としてロボットアーム２全体を回転させる。また、移動装置３は、吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿ってロボットアーム２全体を移動させる。
この移動装置３は、図４に示すように、基部３１と、回転テーブル３２と、第１の電動モータ３３と、複数の第２の電動モータ３４とを備える。
図４は、移動装置３の構成を示す図である。
移動装置３は、ロボットアーム２が貫通部ＨＯを介してＭＳＩＶ室ＳＰに設置された状態において、制御装置５による制御の下、以下に示すように、ロボットアーム２全体の回転及び移動を行う。
具体的に、移動装置３は、吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿う中心軸を中心としてロボットアーム２全体を回転させる。また、移動装置３は、吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿ってロボットアーム２全体を移動させる。
この移動装置３は、図４に示すように、基部３１と、回転テーブル３２と、第１の電動モータ３３と、複数の第２の電動モータ３４とを備える。
【0046】
基部３１は、中央に表裏を貫通する貫通孔３１１（図４）が設けられた板体によって構成されている。そして、基部３１は、図４に示すように、貫通孔３１１が貫通部ＨＯに連通する姿勢で、ＭＳＩＶ室ＳＰ上の部屋の床面に固定される。
回転テーブル３２は、中央に表裏を貫通する貫通孔３２１（図４）が設けられた板体によって構成されている。そして、回転テーブル３２は、図４に示すように、貫通孔３２１が貫通孔３１１に連通する姿勢で、基部３１上に設置される。ここで、回転テーブル３２は、外縁に歯３２２（図４）が設けられ、歯車として機能する。また、回転テーブル３２は、基部３１上にベアリング３２３（図４）を介して設置され、吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿う中心軸を中心として、基部３１に対して回転可能に構成されている。なお、吊り下げパイプ２１は、ロボットアーム２がＭＳＩＶ室ＳＰに設置された状態では、貫通孔３１１，３２１及び貫通部ＨＯに挿通された状態となる。
回転テーブル３２は、中央に表裏を貫通する貫通孔３２１（図４）が設けられた板体によって構成されている。そして、回転テーブル３２は、図４に示すように、貫通孔３２１が貫通孔３１１に連通する姿勢で、基部３１上に設置される。ここで、回転テーブル３２は、外縁に歯３２２（図４）が設けられ、歯車として機能する。また、回転テーブル３２は、基部３１上にベアリング３２３（図４）を介して設置され、吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿う中心軸を中心として、基部３１に対して回転可能に構成されている。なお、吊り下げパイプ２１は、ロボットアーム２がＭＳＩＶ室ＳＰに設置された状態では、貫通孔３１１，３２１及び貫通部ＨＯに挿通された状態となる。
【0047】
第１の電動モータ３３は、図４に示すように、基部３１上に設置される。また、第１の電動モータ３３のモータ軸に設けられた歯車３３１は、回転テーブル３２の歯３２２に噛合する。
複数の第２の電動モータ３４は、図４に示すように、回転テーブル３２上にそれぞれ設置される。ここで、吊り下げパイプ２１の外周面において、第２の関節部２３から離間した基端側には、当該吊り下げパイプ２１の長手方向に沿ってそれぞれ延在する複数のラック２１１（図４）が設けられている。そして、複数の第２の電動モータ３４のモータ軸にそれぞれ設けられた歯車３４１は、複数のラック２１１にそれぞれ噛合する。当該複数のラック２１１と当該複数の歯車３４１との噛合により、ロボットアーム２は、移動装置３に支持される。
複数の第２の電動モータ３４は、図４に示すように、回転テーブル３２上にそれぞれ設置される。ここで、吊り下げパイプ２１の外周面において、第２の関節部２３から離間した基端側には、当該吊り下げパイプ２１の長手方向に沿ってそれぞれ延在する複数のラック２１１（図４）が設けられている。そして、複数の第２の電動モータ３４のモータ軸にそれぞれ設けられた歯車３４１は、複数のラック２１１にそれぞれ噛合する。当該複数のラック２１１と当該複数の歯車３４１との噛合により、ロボットアーム２は、移動装置３に支持される。
【0048】
そして、制御装置５による制御の下、第１の電動モータ３３が駆動し、歯車３３１及び回転テーブル３２が回転することにより、ロボットアーム２全体は、吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿う中心軸を中心として回転する。また、制御装置５による制御の下、第２の電動モータ３４が駆動し、歯車３４１の回転運動がラック２１１の直線運動に変換されることにより、ロボットアーム２全体は、吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿って移動する。
【0049】
〔供給回収装置の構成〕
供給回収装置４は、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２内への水や水銀等の液体の供給と当該第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２内からの当該液体の回収とをそれぞれ行う。ここで、当該液体としては、水や水銀に限らず、その他の液体を採用しても構わない。また、当該液体としては、ゲルを含んでもよい。
この供給回収装置４は、液体供給源４１と、第１の電磁弁４２と、第２の電磁弁４３と、第１のポンプ４４と、第２のポンプ４５とを備える（図５参照）。
供給回収装置４は、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２内への水や水銀等の液体の供給と当該第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２内からの当該液体の回収とをそれぞれ行う。ここで、当該液体としては、水や水銀に限らず、その他の液体を採用しても構わない。また、当該液体としては、ゲルを含んでもよい。
この供給回収装置４は、液体供給源４１と、第１の電磁弁４２と、第２の電磁弁４３と、第１のポンプ４４と、第２のポンプ４５とを備える（図５参照）。
【0050】
液体供給源４１は、チューブ等にて構成された流路Ｔ１１，Ｔ２１（図５参照）を介して、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２内とそれぞれ接続されている。そして、液体供給源４１は、制御装置５による制御の下、流路Ｔ１１，Ｔ２１を介して、水や水銀等の液体を第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２内にそれぞれ供給する。
【0051】
第１の電磁弁４２は、液体供給源４１と第１のカウンターウェイト２４２１内とを接続する流路Ｔ１１中に設けられている。そして、第１の電磁弁４２は、制御装置５による制御の下、「ＯＮ」となることで弁が開き、流路Ｔ１１を介した液体供給源４１から第１のカウンターウェイト２４２１内への液体の流通を許容する。一方、第１の電磁弁４２は、制御装置５による制御の下、「ＯＦＦ」となることで弁が閉じ、流路Ｔ１１を介した液体供給源４１から第１のカウンターウェイト２４２１内への液体の流通を禁止する。
【0052】
第２の電磁弁４３は、液体供給源４１と第２のカウンターウェイト２４２２内とを接続する流路Ｔ２１中に設けられている。そして、第２の電磁弁４３は、制御装置５による制御の下、「ＯＮ」となることで弁が開き、流路Ｔ２１を介した液体供給源４１から第２のカウンターウェイト２４２２内への液体の流通を許容する。一方、第２の電磁弁４３は、制御装置５による制御の下、「ＯＦＦ」となることで弁が閉じ、流路Ｔ２１を介した液体供給源４１から第２のカウンターウェイト２４２２内への液体の流通を禁止する。
【0053】
第１のポンプ４４は、チューブ等にて構成された流路Ｔ１２（図５参照）を介して、第１のカウンターウェイト２４２１内と接続されている。そして、第１のポンプ４４は、制御装置５による制御の下、「ＯＮ」となることで、流路Ｔ１２を介して、第１のカウンターウェイト２４２１内の液体を吸引する。一方、第１のポンプ４４は、制御装置５による制御の下、「ＯＦＦ」となることで、当該液体の吸引を停止する。
【0054】
第２のポンプ４５は、チューブ等にて構成された流路Ｔ２２（図５参照）を介して、第２のカウンターウェイト２４２２内と接続されている。そして、第２のポンプ４５は、制御装置５による制御の下、「ＯＮ」となることで、流路Ｔ２２を介して、第２のカウンターウェイト２４２２内の液体を吸引する。一方、第２のポンプ４５は、制御装置５による制御の下、「ＯＦＦ」となることで、当該液体の吸引を停止する。
【0055】
〔制御装置の構成〕
図５は、制御装置５の構成を示すブロック図である。
制御装置５は、ロボットアームシステム１全体の動作を制御する。この制御装置５は、図５に示すように、入力部５１と、記憶部５２と、制御部５３とを備える。
入力部５１は、ユーザによる操作を受け付けるボタン、スイッチ、タッチパネル等で構成され、当該操作に応じた信号を制御部５３に出力する。
記憶部５２は、制御部５３が実行する各種のプログラム（本発明に係る制御プログラムを含む）の他、当該制御部５３が処理を行うときに必要なデータ等を記憶する。
図５は、制御装置５の構成を示すブロック図である。
制御装置５は、ロボットアームシステム１全体の動作を制御する。この制御装置５は、図５に示すように、入力部５１と、記憶部５２と、制御部５３とを備える。
入力部５１は、ユーザによる操作を受け付けるボタン、スイッチ、タッチパネル等で構成され、当該操作に応じた信号を制御部５３に出力する。
記憶部５２は、制御部５３が実行する各種のプログラム（本発明に係る制御プログラムを含む）の他、当該制御部５３が処理を行うときに必要なデータ等を記憶する。
【0056】
制御部５３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のコントローラによって、記憶部５２に記憶された各種のプログラムが実行されることにより実現され、ロボットアームシステム１全体の動作を制御する。なお、制御部５３は、ＣＰＵやＭＰＵに限らず、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路によって構成されても構わない。この制御部５３は、図５に示すように、軌道生成部５３１と、関節制御部５３２と、トルク判断部５３３と、質量制御部５３４と、移動制御部５３５とを備える。
【0057】
軌道生成部５３１は、公知の手法を用いて、ロボットアーム２が動作する軌道を生成する。なお、軌道の生成方法の詳細については、後述する「制御装置が実行する制御方法」において説明する。
関節制御部５３２は、第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５の動作を制御する。例えば、関節制御部５３２は、第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５の動作を制御することにより、軌道生成部５３１にて生成された軌道に従ってロボットアーム２を動作させる軌道追従制御を実行する。ここで、軌道追従制御としては、ＰＤ制御（Proportional-Derivative Control）等のフィードバック制御を例示することができる。
関節制御部５３２は、第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５の動作を制御する。例えば、関節制御部５３２は、第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５の動作を制御することにより、軌道生成部５３１にて生成された軌道に従ってロボットアーム２を動作させる軌道追従制御を実行する。ここで、軌道追従制御としては、ＰＤ制御（Proportional-Derivative Control）等のフィードバック制御を例示することができる。
【0058】
トルク判断部５３３は、第１のスマートアクチュエータ２５１を構成するトルクセンサにて測定されたピッチトルクと、第２のスマートアクチュエータ２５２を構成するトルクセンサにて測定されたロールトルクとが特定の条件を満たしたか否かを判断する。なお、当該特定の条件の詳細については、後述する「制御装置が実行する制御方法」において説明する。
【0059】
質量制御部５３４は、トルク判断部５３３の判断結果に応じて、供給回収装置４の動作を制御することにより、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を制御する質量制御を実行する。なお、質量制御の詳細については、後述する「制御装置が実行する制御方法」において説明する。
移動制御部５３５は、第１，第２の電動モータ３３，３４の動作を制御することにより、ロボットアーム２全体の回転及び上下移動を実行する。
移動制御部５３５は、第１，第２の電動モータ３３，３４の動作を制御することにより、ロボットアーム２全体の回転及び上下移動を実行する。
【0060】
〔ＭＳＩＶ室へのロボットアームの設置方法〕
次に、ＭＳＩＶ室ＳＰへのロボットアーム２の設置方法について説明する。
図６ないし図８は、ＭＳＩＶ室ＳＰへのロボットアーム２の設置方法を説明する図である。具体的に、図７は、図６の（ａ）に対応し、第１の状態に設定されたロボットアーム２を示す図である。図７の上下方向は、鉛直方向に平行な方向である。図８は、図７の一部を拡大した図である。なお、図６ないし図８では、吊り下げパイプ２１として、互いに着脱可能とする４つのパイプ２１２～２１５を備えた構成を採用している。また、図７及び図８では、第１のカウンターウェイト２４２１として、５つの第１の袋状部材２４２１ａ～２４２１ｅを備えた構成を採用している。第２のカウンターウェイト２４２２も同様に、５つの第２の袋状部材２４２２ａ～２４２２ｅを備えた構成を採用している。このように第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２として、それぞれ複数の袋状の部材によって構成することで、１つ当りの袋状の部材を小さくし、貫通部ＨＯを通過し易い構成を実現することができる。
次に、ＭＳＩＶ室ＳＰへのロボットアーム２の設置方法について説明する。
図６ないし図８は、ＭＳＩＶ室ＳＰへのロボットアーム２の設置方法を説明する図である。具体的に、図７は、図６の（ａ）に対応し、第１の状態に設定されたロボットアーム２を示す図である。図７の上下方向は、鉛直方向に平行な方向である。図８は、図７の一部を拡大した図である。なお、図６ないし図８では、吊り下げパイプ２１として、互いに着脱可能とする４つのパイプ２１２～２１５を備えた構成を採用している。また、図７及び図８では、第１のカウンターウェイト２４２１として、５つの第１の袋状部材２４２１ａ～２４２１ｅを備えた構成を採用している。第２のカウンターウェイト２４２２も同様に、５つの第２の袋状部材２４２２ａ～２４２２ｅを備えた構成を採用している。このように第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２として、それぞれ複数の袋状の部材によって構成することで、１つ当りの袋状の部材を小さくし、貫通部ＨＯを通過し易い構成を実現することができる。
【0061】
先ず、作業者は、入力部５１に対して、ロボットアーム２を第１の状態に設定する操作を実行する。そして、関節制御部５３２は、当該操作に応じて、第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５の動作を制御する。これにより、第２の関節部２３にそれぞれ接続するパイプ２１２及び第１のアーム２２は、図６の（ａ）及び図７に示すように、直線状に延在する姿勢となる。また、第２のアーム２４は、図７及び図８に示すように、パイプ２１２に重なり合う姿勢となる。なお、図６の（ａ）では、第２のアーム２４は、パイプ２１２に重なり合っているため、図示されていない。図６の（ｂ）も同様である。
【0062】
そして、作業者は、ＭＳＩＶ室ＳＰ上の部屋において、図６の（ａ）に示すように、第１の状態に設定されたパイプ２１２、第１のアーム２２、第２の関節部２３、及び第２のアーム２４をリンク２２１１から順に、Ｚ軸に略平行な貫通部ＨＯを介して当該ＭＳＩＶ室ＳＰに挿入していく。また、作業者は、図６の（ｂ）に示すように、ＭＳＩＶ室ＳＰへの挿入を行いつつ、パイプ２１２～２１５を順次、連結していく。
【0063】
次に、作業者は、入力部５１に対して、第１のアーム２２を最も短くなる状態に設定する操作を実行する。そして、関節制御部５３２は、当該操作に応じて、第３～第５のスマートアクチュエータ２５３～２５５の動作を制御する。これにより、第１のアーム２２は、図６の（ｂ）に示すように、リンク２２１４がＺ軸に沿う姿勢を維持しつつ、当該リンク２２１４に対して他のリンク２２１１～２２１３が折り畳まれ、互いに重なり合う姿勢となる。
【0064】
次に、作業者は、入力部５１に対して、ロボットアーム２を第２の状態に設定する操作を実行する。そして、関節制御部５３２は、当該操作に応じて、第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５の動作を制御する。これにより、第１，第２のアーム２２，２４は、図６の（ｃ）及び図６の（ｄ）に示すように、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１に対して回転し、当該吊り下げパイプ２１の長手方向に対して略直交する姿勢となる。そして、第１，第２のアーム本体２４１１，２４１２は、ロッド２４５１，２４５２によって位置がそれぞれ拘束されているため、第２の関節部２３に対して第５の回転軸Ｒｘ５を中心として互いに離間する方向にそれぞれ回転し、全体としてＸＹ平面と略平行なＶ字状に展開する。また、第１のアーム２２は、図６の（ｅ）に示すように、全体としてＸＹ平面と略平行な直線状に展開する。
【0065】
〔制御装置が実行する制御方法〕
次に、制御装置５が実行する制御方法について説明する。
図９は、制御装置５が実行する制御方法を示すフローチャートである。図１０は、制御方法を説明する図である。具体的に、図１０は、ピッチトルクを縦軸（第１の座標軸）とし、ロールトルクを横軸（第２の座標軸）とする２次元の座標系を示している。なお、図１０に示す＋Ｙ方向のピッチトルクを生じる回転方向は、図３に示すように、＋Ｙ軸側から見て反時計回りの回転方向ＡＰである。また、図１０に示す＋Ｘ方向のロールトルクを生じる回転方向は、図３に示すように、＋Ｘ軸側から見て反時計回りの回転方向ＡＲである。
次に、制御装置５が実行する制御方法について説明する。
図９は、制御装置５が実行する制御方法を示すフローチャートである。図１０は、制御方法を説明する図である。具体的に、図１０は、ピッチトルクを縦軸（第１の座標軸）とし、ロールトルクを横軸（第２の座標軸）とする２次元の座標系を示している。なお、図１０に示す＋Ｙ方向のピッチトルクを生じる回転方向は、図３に示すように、＋Ｙ軸側から見て反時計回りの回転方向ＡＰである。また、図１０に示す＋Ｘ方向のロールトルクを生じる回転方向は、図３に示すように、＋Ｘ軸側から見て反時計回りの回転方向ＡＲである。
【0066】
なお、以下では、上述した「ＭＳＩＶ室へのロボットアームの設置方法」において説明した設置方法が行われ、ＭＳＩＶ室ＳＰにロボットアーム２が既に設置されているものとする。また、ユーザによる入力部５１への操作により、第１～第３の回転軸Ｒｘ１，Ｒｘ２１～Ｒｘ２３，Ｒｘ３まわりの最終目標とする各回転角度である各最終到達角度が既に入力されているものとする。
【0067】
先ず、制御部５３は、初期値の設定を行う（ステップＳ１）。
具体的に、制御部５３は、ステップＳ１において、以下の回転角度（１）～（５）を初期回転角度（初期値）として設定する。
回転角度（１）：第１のスマートアクチュエータ２５１を構成する回転角センサにて測定された第１の回転軸Ｒｘ１まわりの現在の回転角度。
回転角度（２）：第２のスマートアクチュエータ２５２を構成する回転角センサにて測定された第３の回転軸Ｒｘ３まわりの現在の回転角度。
回転角度（３）：第３のスマートアクチュエータ２５３を構成する回転角センサにて測定された第２の回転軸Ｒｘ２１まわりの現在の回転角度。
回転角度（４）：第４のスマートアクチュエータ２５４を構成する回転角センサにて測定された第２の回転軸Ｒｘ２２まわりの現在の回転角度。
回転角度（５）：第５のスマートアクチュエータ２５５を構成する回転角センサにて測定された第２の回転軸Ｒｘ２３まわりの現在の回転角度。
具体的に、制御部５３は、ステップＳ１において、以下の回転角度（１）～（５）を初期回転角度（初期値）として設定する。
回転角度（１）：第１のスマートアクチュエータ２５１を構成する回転角センサにて測定された第１の回転軸Ｒｘ１まわりの現在の回転角度。
回転角度（２）：第２のスマートアクチュエータ２５２を構成する回転角センサにて測定された第３の回転軸Ｒｘ３まわりの現在の回転角度。
回転角度（３）：第３のスマートアクチュエータ２５３を構成する回転角センサにて測定された第２の回転軸Ｒｘ２１まわりの現在の回転角度。
回転角度（４）：第４のスマートアクチュエータ２５４を構成する回転角センサにて測定された第２の回転軸Ｒｘ２２まわりの現在の回転角度。
回転角度（５）：第５のスマートアクチュエータ２５５を構成する回転角センサにて測定された第２の回転軸Ｒｘ２３まわりの現在の回転角度。
【0068】
また、制御部５３は、ステップＳ１において、第１～第３の回転軸Ｒｘ１，Ｒｘ２１～Ｒｘ２３，Ｒｘ３まわりの各初期回転速度（初期値）をそれぞれ０に設定する。
【0069】
ステップＳ１の後、制御部５３は、ユーザによる入力部５１への制御開始操作が行われたか否かを常時、監視する（ステップＳ２）。
制御開始操作が行われたと判断された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）には、軌道生成部５３１は、公知の手法を用いて、始点が現在時刻で各初期回転角度、終点が自動的に計算された終了時刻で各最終到達角度となる軌道を生成する（ステップＳ３）。そして、軌道生成部５３１は、当該生成した軌道のデータと最新の軌道であることを示すフラグ「ＯＮ」とを関連付けて記憶部５２に記憶させる。
制御開始操作が行われたと判断された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）には、軌道生成部５３１は、公知の手法を用いて、始点が現在時刻で各初期回転角度、終点が自動的に計算された終了時刻で各最終到達角度となる軌道を生成する（ステップＳ３）。そして、軌道生成部５３１は、当該生成した軌道のデータと最新の軌道であることを示すフラグ「ＯＮ」とを関連付けて記憶部５２に記憶させる。
【0070】
ステップＳ３の後、制御部５３は、ロボットアームシステム１のモードを０に設定する（ステップＳ４）。
ステップＳ４の後、制御部５３は、ロボットアームシステム１のモードが０であるか否かを判断する（ステップＳ５）。
ステップＳ４の後、制御部５３は、ロボットアームシステム１のモードが０であるか否かを判断する（ステップＳ５）。
【0071】
ロボットアームシステム１のモードが０であると判断された場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）には、関節制御部５３２は、記憶部５２に記憶されているフラグ「ＯＮ」が関連付けられた最新の軌道のデータを参照し、当該最新の軌道の現在時刻に対応する目標回転角度及び目標回転速度を送信する（ステップＳ６）。具体的には、関節制御部５３２は、ステップＳ６において、以下の処理（１）～（５）を略同時に実行する。
【0072】
処理（１）：関節制御部５３２は、当該軌道のデータの現在時刻に対応する第１の回転軸Ｒｘ１まわりの第１の目標回転角度及び第１の目標回転速度を第１のスマートアクチュエータ２５１に送信する。
そして、処理（１）により、第１のスマートアクチュエータ２５１は、吊り下げパイプ２１に対して第１，第２のアーム２２，２４を当該第１の目標回転角度となるまで当該第１の目標回転速度で第１の回転軸Ｒｘ１を中心として回転させる。
そして、処理（１）により、第１のスマートアクチュエータ２５１は、吊り下げパイプ２１に対して第１，第２のアーム２２，２４を当該第１の目標回転角度となるまで当該第１の目標回転速度で第１の回転軸Ｒｘ１を中心として回転させる。
【0073】
処理（２）：関節制御部５３２は、当該軌道のデータの現在時刻に対応する第３の回転軸Ｒｘ３まわりの第２の目標回転角度及び第２の目標回転速度を第２のスマートアクチュエータ２５２に送信する。
そして、処理（２）により、第２のスマートアクチュエータ２５２は、吊り下げパイプ２１に対して第１，第２のアーム２２，２４を当該第２の目標回転角度となるまで当該第２の目標回転速度で第３の回転軸Ｒｘ３を中心として回転させる。
そして、処理（２）により、第２のスマートアクチュエータ２５２は、吊り下げパイプ２１に対して第１，第２のアーム２２，２４を当該第２の目標回転角度となるまで当該第２の目標回転速度で第３の回転軸Ｒｘ３を中心として回転させる。
【0074】
処理（３）：関節制御部５３２は、当該軌道のデータの現在時刻に対応する第２の回転軸Ｒｘ２１まわりの第３の目標回転角度及び第３の目標回転速度を第３のスマートアクチュエータ２５３に送信する。
そして、処理（３）により、第３のスマートアクチュエータ２５３は、リンク２２１４に対してリンク２２１３を当該第３の目標回転角度となるまで当該第３の目標回転速度で第２の回転軸Ｒｘ２１を中心として回転させる。
そして、処理（３）により、第３のスマートアクチュエータ２５３は、リンク２２１４に対してリンク２２１３を当該第３の目標回転角度となるまで当該第３の目標回転速度で第２の回転軸Ｒｘ２１を中心として回転させる。
【0075】
処理（４）：関節制御部５３２は、当該軌道のデータの現在時刻に対応する第２の回転軸Ｒｘ２２まわりの第４の目標回転角度及び第４の目標回転速度を第４のスマートアクチュエータ２５４に送信する。
そして、処理（４）により、第４のスマートアクチュエータ２５４は、リンク２２１３に対してリンク２２１２を当該第４の目標回転角度となるまで当該第４の目標回転速度で第２の回転軸Ｒｘ２２を中心として回転させる。
そして、処理（４）により、第４のスマートアクチュエータ２５４は、リンク２２１３に対してリンク２２１２を当該第４の目標回転角度となるまで当該第４の目標回転速度で第２の回転軸Ｒｘ２２を中心として回転させる。
【0076】
処理（５）：関節制御部５３２は、当該軌道のデータの現在時刻に対応する第２の回転軸Ｒｘ２３まわりの第５の目標回転角度及び第５の目標回転速度を第５のスマートアクチュエータ２５５に送信する。
そして、処理（５）により、第５のスマートアクチュエータ２５５は、リンク２２１２に対してリンク２２１１を当該第５の目標回転角度となるまで当該第５の目標回転速度で第２の回転軸Ｒｘ２３を中心として回転させる。
そして、処理（５）により、第５のスマートアクチュエータ２５５は、リンク２２１２に対してリンク２２１１を当該第５の目標回転角度となるまで当該第５の目標回転速度で第２の回転軸Ｒｘ２３を中心として回転させる。
【0077】
そして、関節制御部５３２は、処理（１）～（５）において第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５に送信した第１～第５の目標回転角度及び第１～第５の目標回転速度を記憶部５２に記憶させる。なお、記憶部５２に第１～第５の目標回転角度及び第１～第５の目標回転速度が既に記憶されている場合には、最新の第１～第５の目標回転角度及び第１～第５の目標回転速度として上書き（更新）する。
【0078】
ステップＳ６の後、トルク判断部５３３は、第１のスマートアクチュエータ２５１を構成するトルクセンサにピッチトルクを測定させるとともに、第２のスマートアクチュエータ２５２を構成するトルクセンサにロールトルクを測定させる（ステップＳ７）。なお、トルクセンサにて測定されるピッチトルク及びロールトルクは、第１のアーム２２が第２の関節部２３に作用するトルクの反トルクである。
【0079】
ステップＳ７の後、トルク判断部５３３は、ステップＳ７にて測定されたピッチトルク及びロールトルクが特定の条件である第１の条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ８）。
具体的に、第１の条件は、図１０に示す２次元の座標系において、ステップＳ７にて測定されたピッチトルク及びロールトルクの座標点ＣＰ（Ｘ（ロールトルク），Ｙ（ピッチトルク））が第１の領域Ａｒ１内に位置するという条件である。
ここで、第１の領域Ａｒ１は、図１０に示す２次元の座標系において、原点（０（ロールトルク），０（ピッチトルク））を中心とし、４つの座標点（０（ロールトルク），ＹＰ１（ピッチトルク））、（０（ロールトルク），－ＹＰ１（ピッチトルク））、（ＸＰ１（ロールトルク），０）、（－ＸＰ１（ロールトルク），０）を頂角とする正方形の領域である。
具体的に、第１の条件は、図１０に示す２次元の座標系において、ステップＳ７にて測定されたピッチトルク及びロールトルクの座標点ＣＰ（Ｘ（ロールトルク），Ｙ（ピッチトルク））が第１の領域Ａｒ１内に位置するという条件である。
ここで、第１の領域Ａｒ１は、図１０に示す２次元の座標系において、原点（０（ロールトルク），０（ピッチトルク））を中心とし、４つの座標点（０（ロールトルク），ＹＰ１（ピッチトルク））、（０（ロールトルク），－ＹＰ１（ピッチトルク））、（ＸＰ１（ロールトルク），０）、（－ＸＰ１（ロールトルク），０）を頂角とする正方形の領域である。
【0080】
そして、ピッチトルク及びロールトルクが第１の条件を満たしていると判断された場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）には、制御部５３は、ステップＳ５に戻る。
一方、ピッチトルク及びロールトルクが第１の条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ８：Ｎｏ）には、制御部５３は、記憶部５２に記憶されている軌道のデータに関連付けられているフラグを「ＯＦＦ」に設定する（ステップＳ９）。なお、既にフラグ「ＯＦＦ」が関連付けられている軌道のデータが記憶部５２に記憶されている場合には、当該軌道のデータを消去する。そして、制御部５３は、ロボットアームシステム１のモードを１に設定（ステップＳ１０）した後、ステップＳ５に戻る。
一方、ピッチトルク及びロールトルクが第１の条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ８：Ｎｏ）には、制御部５３は、記憶部５２に記憶されている軌道のデータに関連付けられているフラグを「ＯＦＦ」に設定する（ステップＳ９）。なお、既にフラグ「ＯＦＦ」が関連付けられている軌道のデータが記憶部５２に記憶されている場合には、当該軌道のデータを消去する。そして、制御部５３は、ロボットアームシステム１のモードを１に設定（ステップＳ１０）した後、ステップＳ５に戻る。
【0081】
ステップＳ５において、ロボットアームシステム１のモードが１であると判断された場合（ステップＳ５：Ｎｏ）には、関節制御部５３２は、直前のループで第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５にそれぞれ送信し、記憶部５２に記憶させた第１～第５の目標回転角度及び第１～第５の目標回転速度を改めて第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５にそれぞれ送信する（ステップＳ１１）。すなわち、ステップＳ１１により、第１，第２の関節部２２２，２３は、動作を停止する。
【0082】
ステップＳ１１の後、トルク判断部５３３は、ステップＳ７と同様に、第１のスマートアクチュエータ２５１を構成するトルクセンサにピッチトルクを測定させるとともに、第２のスマートアクチュエータ２５２を構成するトルクセンサにロールトルクを測定させる（ステップＳ１２）。
【0083】
ステップＳ１２の後、トルク判断部５３３は、ステップＳ１２にて測定されたピッチトルク及びロールトルクが特定の条件である第２の条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ１３）。
具体的に、第２の条件は、図１０に示す２次元の座標系において、ステップＳ１２にて測定されたピッチトルク及びロールトルクの座標点ＣＰ（Ｘ（ロールトルク），Ｙ（ピッチトルク））が第２の領域Ａｒ２内に位置するという条件である。
ここで、第２の領域Ａｒ２は、図１０に示す２次元の座標系において、原点（０（ロールトルク），０（ピッチトルク））を中心とし、４つの座標点（０（ロールトルク），ＹＰ２（ピッチトルク））、（０（ロールトルク），－ＹＰ２（ピッチトルク））、（ＸＰ２（ロールトルク），０）、（－ＸＰ２（ロールトルク），０）を頂角とする正方形の領域である。なお、ＸＰ２は、ＸＰ１よりも小さい値である。また、ＹＰ２は、ＹＰ１よりも小さい値である。
具体的に、第２の条件は、図１０に示す２次元の座標系において、ステップＳ１２にて測定されたピッチトルク及びロールトルクの座標点ＣＰ（Ｘ（ロールトルク），Ｙ（ピッチトルク））が第２の領域Ａｒ２内に位置するという条件である。
ここで、第２の領域Ａｒ２は、図１０に示す２次元の座標系において、原点（０（ロールトルク），０（ピッチトルク））を中心とし、４つの座標点（０（ロールトルク），ＹＰ２（ピッチトルク））、（０（ロールトルク），－ＹＰ２（ピッチトルク））、（ＸＰ２（ロールトルク），０）、（－ＸＰ２（ロールトルク），０）を頂角とする正方形の領域である。なお、ＸＰ２は、ＸＰ１よりも小さい値である。また、ＹＰ２は、ＹＰ１よりも小さい値である。
【0084】
そして、ピッチトルク及びロールトルクが第２の条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）には、質量制御部５３４は、質量制御を実行する（ステップＳ１４）。この後、制御部５３は、ステップＳ５に戻る。
具体的に、質量制御部５３４は、ステップＳ１４において、ステップＳ１２にて測定されたピッチトルク及びロールトルクの座標点ＣＰ（Ｘ（ロールトルク），Ｙ（ピッチトルク））を示す偏角θを算出する。
ここで、偏角θは、図１０に示すように、正方向の横軸と座標点ＣＰ及び原点を結ぶ線分とのなす角度であって、当該横軸から見て反時計回りを正とする角度を意味する。図１０において、直線Ｌ１は、θ＝π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ２は、θ＝３π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ３は、θ＝５π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ４は、θ＝７π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ５は、θ＝－７π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ６は、θ＝－５π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ７は、θ＝－３π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ８は、θ＝－π／８である時の当該線分を示している。
具体的に、質量制御部５３４は、ステップＳ１４において、ステップＳ１２にて測定されたピッチトルク及びロールトルクの座標点ＣＰ（Ｘ（ロールトルク），Ｙ（ピッチトルク））を示す偏角θを算出する。
ここで、偏角θは、図１０に示すように、正方向の横軸と座標点ＣＰ及び原点を結ぶ線分とのなす角度であって、当該横軸から見て反時計回りを正とする角度を意味する。図１０において、直線Ｌ１は、θ＝π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ２は、θ＝３π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ３は、θ＝５π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ４は、θ＝７π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ５は、θ＝－７π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ６は、θ＝－５π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ７は、θ＝－３π／８である時の当該線分を示している。直線Ｌ８は、θ＝－π／８である時の当該線分を示している。
【0085】
次に、質量制御部５３４は、ステップＳ１４において、算出した偏角θの値に応じて、以下の質量制御（１）～（８）を実行する。
質量制御（１）：質量制御部５３４は、π／８≧θ＞－π／８の場合には、第１の電磁弁４２を「ＯＦＦ」、第２の電磁弁４３を「ＯＮ」、第１のポンプ４４を「ＯＮ」、第２のポンプ４５を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（１）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が低下し、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が増加する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のロールトルクがかなり大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを大幅に低減することが可能となる。
質量制御（１）：質量制御部５３４は、π／８≧θ＞－π／８の場合には、第１の電磁弁４２を「ＯＦＦ」、第２の電磁弁４３を「ＯＮ」、第１のポンプ４４を「ＯＮ」、第２のポンプ４５を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（１）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が低下し、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が増加する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のロールトルクがかなり大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを大幅に低減することが可能となる。
【0086】
質量制御（２）：質量制御部５３４は、３π／８≧θ＞π／８の場合には、第１の電磁弁４２を「ＯＦＦ」、第２の電磁弁４３を「ＯＦＦ」、第１のポンプ４４を「ＯＮ」、第２のポンプ４５を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（２）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が低下し、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が維持される。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のロールトルクが少し大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを少し低減することが可能となる。
そして、質量制御（２）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が低下し、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が維持される。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のロールトルクが少し大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを少し低減することが可能となる。
【0087】
質量制御（３）：質量制御部５３４は、５π／８≧θ＞３π／８の場合には、第１の電磁弁４２を「ＯＦＦ」、第２の電磁弁４３を「ＯＦＦ」、第１のポンプ４４を「ＯＮ」、第２のポンプ４５を「ＯＮ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（３）により、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量がそれぞれ低下する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のピッチトルクがかなり大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ピッチトルクを大幅に低減することが可能となる。
そして、質量制御（３）により、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量がそれぞれ低下する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のピッチトルクがかなり大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ピッチトルクを大幅に低減することが可能となる。
【0088】
質量制御（４）：質量制御部５３４は、７π／８≧θ＞５π／８の場合には、第１の電磁弁４２を「ＯＦＦ」、第２の電磁弁４３を「ＯＦＦ」、第１のポンプ４４を「ＯＦＦ」、第２のポンプ４５を「ＯＮ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（４）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が維持され、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が低下する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のロールトルクが少し大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを少し低減することが可能となる。
そして、質量制御（４）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が維持され、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が低下する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のロールトルクが少し大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを少し低減することが可能となる。
【0089】
質量制御（５）：質量制御部５３４は、θ＞７π／８または－７π／８≧θの場合には、第１の電磁弁４２を「ＯＮ」、第２の電磁弁４３を「ＯＦＦ」、第１のポンプ４４を「ＯＦＦ」、第２のポンプ４５を「ＯＮ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（５）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が増加し、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が低下する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のロールトルクがかなり大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを大幅に低減することが可能となる。
そして、質量制御（５）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が増加し、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が低下する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のロールトルクがかなり大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを大幅に低減することが可能となる。
【0090】
質量制御（６）：質量制御部５３４は、－５π／８≧θ＞－７π／８の場合には、第１の電磁弁４２を「ＯＮ」、第２の電磁弁４３を「ＯＦＦ」、第１のポンプ４４を「ＯＦＦ」、第２のポンプ４５を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（６）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が増加し、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が維持される。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のロールトルクが少し大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを少し低減することが可能となる。
そして、質量制御（６）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が増加し、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が維持される。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のロールトルクが少し大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを少し低減することが可能となる。
【0091】
質量制御（７）：質量制御部５３４は、－３π／８≧θ＞－５π／８の場合には、第１の電磁弁４２を「ＯＮ」、第２の電磁弁４３を「ＯＮ」、第１のポンプ４４を「ＯＦＦ」、第２のポンプ４５を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（７）により、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量がそれぞれ増加する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のピッチトルクがかなり大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ピッチトルクを大幅に低減することが可能となる。
そして、質量制御（７）により、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量がそれぞれ増加する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のピッチトルクがかなり大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ピッチトルクを大幅に低減することが可能となる。
【0092】
質量制御（８）：質量制御部５３４は、－π／８≧θ＞－３π／８の場合には、第１の電磁弁４２を「ＯＦＦ」、第２の電磁弁４３を「ＯＮ」、第１のポンプ４４を「ＯＦＦ」、第２のポンプ４５を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（８）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が維持され、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が増加する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のロールトルクが少し大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを少し低減することが可能となる。
そして、質量制御（８）により、第１のカウンターウェイト２４２１の質量が維持され、第２のカウンターウェイト２４２２の質量が増加する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のロールトルクが少し大きい場合に、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量を上記のように変更することで、当該ロールトルクを少し低減することが可能となる。
【0093】
なお、本実施の形態では、質量制御として、上述したように、所謂バンバン制御を採用したが、これに限らず、その他のフィードバック制御等を採用しても構わない。
【0094】
ステップＳ１３において、ピッチトルク及びロールトルクが第２の条件を満たしていると判断された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）には、軌道生成部５３１は、公知の手法を用いて、新たな軌道を生成する（ステップＳ１５）。
具体的に、軌道生成部５３１は、ステップＳ１５において、記憶部５２に記憶されているフラグ「ＯＦＦ」が関連付けられた従前の軌道のデータを参照する。そして、軌道生成部５３１は、当該軌道のデータの現在時刻に対応する各目標回転角度を始点、終点が自動的に計算された終了時刻で各最終到達角度となる軌道を生成する。また、軌道生成部５３１は、当該生成した軌道のデータと最新の軌道であることを示すフラグ「ＯＮ」とを関連付けて記憶部５２に記憶させる。
具体的に、軌道生成部５３１は、ステップＳ１５において、記憶部５２に記憶されているフラグ「ＯＦＦ」が関連付けられた従前の軌道のデータを参照する。そして、軌道生成部５３１は、当該軌道のデータの現在時刻に対応する各目標回転角度を始点、終点が自動的に計算された終了時刻で各最終到達角度となる軌道を生成する。また、軌道生成部５３１は、当該生成した軌道のデータと最新の軌道であることを示すフラグ「ＯＮ」とを関連付けて記憶部５２に記憶させる。
【0095】
ステップＳ１５の後、制御部５３は、ロボットアームシステム１のモードを０に設定する（ステップＳ１６）。
ステップＳ１６の後、質量制御部５３４は、質量制御を停止する（ステップＳ１７）。すなわち、質量制御部５３４は、第１，第２の電磁弁４２，４３及び第１，第２のポンプ４４，４５を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。この後、制御部５３は、ステップＳ５に戻る。
ステップＳ１６の後、質量制御部５３４は、質量制御を停止する（ステップＳ１７）。すなわち、質量制御部５３４は、第１，第２の電磁弁４２，４３及び第１，第２のポンプ４４，４５を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。この後、制御部５３は、ステップＳ５に戻る。
【0096】
以上説明した本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態に係るロボットアーム２は、上述した吊り下げパイプ２１、第１のアーム２２、及び第２の関節部２３を備える。
このため、第１，第２の関節部２２２，２３を動作させることにより、ＭＳＩＶ室ＳＰにおいて、第１のアーム２２の先端に設けたエンドエフェクタＥＥを広範囲に移動させ、広範囲に調査等を行うことができる。
本実施の形態に係るロボットアーム２は、上述した吊り下げパイプ２１、第１のアーム２２、及び第２の関節部２３を備える。
このため、第１，第２の関節部２２２，２３を動作させることにより、ＭＳＩＶ室ＳＰにおいて、第１のアーム２２の先端に設けたエンドエフェクタＥＥを広範囲に移動させ、広範囲に調査等を行うことができる。
【0097】
特に、第１の関節部２２２は、第１の回転軸Ｒｘ１の延在方向及び第１のアーム２２の長手方向のそれぞれに直交する第２の回転軸Ｒｘ２を中心として隣接する２つのリンク２２１の一方を他方に対して回転可能とする。
このため、第１のアーム２２の先端に設けられたエンドエフェクタＥＥの重量が第１の関節部２２２の駆動トルクに大きく作用しない。すなわち、第１の関節部２２２の駆動トルクを小さく抑えることができるため、当該第１の関節部２２２の小型化及び軽量化を図ることができ、ひいては、ロボットアーム２の小型化及び軽量化を図ることができる。また、エンドエフェクタＥＥの重量が第１の関節部２２２の駆動トルクに大きく作用しないため、可搬重量（エンドエフェクタＥＥの重量）を大きくすることも可能となる。
このため、第１のアーム２２の先端に設けられたエンドエフェクタＥＥの重量が第１の関節部２２２の駆動トルクに大きく作用しない。すなわち、第１の関節部２２２の駆動トルクを小さく抑えることができるため、当該第１の関節部２２２の小型化及び軽量化を図ることができ、ひいては、ロボットアーム２の小型化及び軽量化を図ることができる。また、エンドエフェクタＥＥの重量が第１の関節部２２２の駆動トルクに大きく作用しないため、可搬重量（エンドエフェクタＥＥの重量）を大きくすることも可能となる。
【0098】
また、第２の関節部２３は、第１の回転軸Ｒｘ１を中心として吊り下げパイプ２１及び第１のアーム２２の一方を他方に対して回転させることにより、ロボットアーム２を第１の状態と第２の状態とにそれぞれ設定可能とする。
このため、ロボットアーム２を第１の状態に設定すれば、穴径の小さい貫通部ＨＯを介して、当該ロボットアーム２をＭＳＩＶ室ＳＰに挿入することが可能となる。また、ロボットアーム２をＭＳＩＶ室ＳＰに挿入した後、当該ロボットアーム２を第２の状態に設定すれば、エンドエフェクタＥＥを用いて、当該ＭＳＩＶ室ＳＰの調査等を行うことが可能となる。
このため、ロボットアーム２を第１の状態に設定すれば、穴径の小さい貫通部ＨＯを介して、当該ロボットアーム２をＭＳＩＶ室ＳＰに挿入することが可能となる。また、ロボットアーム２をＭＳＩＶ室ＳＰに挿入した後、当該ロボットアーム２を第２の状態に設定すれば、エンドエフェクタＥＥを用いて、当該ＭＳＩＶ室ＳＰの調査等を行うことが可能となる。
【0099】
また、本実施の形態に係るロボットアームシステム１では、ロボットアーム２は、上述した第２のアーム２４を備える。そして、制御装置５は、ピッチトルクとロールトルクとで示される座標点ＣＰが図１０に示す２次元の座標系上の第１の領域Ａｒ１外に位置してから第２の領域Ａｒ２内に位置するまで、第１，第２の関節部２２２，２３の動作を停止しながら、供給回収装置４の動作を制御して質量制御を実行する。また、制御装置５は、当該座標点ＣＰが第２の領域Ａｒ２内に位置すると、第１，第２の関節部２２２，２３の動作を再開する。
このため、第１のアーム２２が第２の関節部２３に作用するピッチトルク及びロールトルクを小さくすることができ、当該第２の関節部２３の小型化及び軽量化を図ることができる。したがって、第１の関節部２２２の小型化及び軽量化に加えて、第２の関節部２３の小型化及び軽量化を図ることができるため、ロボットアーム２の小型化及び軽量化をさらに図ることができる。
このため、第１のアーム２２が第２の関節部２３に作用するピッチトルク及びロールトルクを小さくすることができ、当該第２の関節部２３の小型化及び軽量化を図ることができる。したがって、第１の関節部２２２の小型化及び軽量化に加えて、第２の関節部２３の小型化及び軽量化を図ることができるため、ロボットアーム２の小型化及び軽量化をさらに図ることができる。
【0100】
また、例えば、エンドエフェクタＥＥとして止水作業等を行う作業ツールを採用している場合には、質量制御によりカウンターウェイト２４２の質量を変更することで、当該エンドエフェクタＥＥから止水作業等を行う作業部位に与える力を調整することができる。このため、当該止水作業等を効率的に行うことができる。
【0101】
また、本実施の形態に係るロボットアームシステム１は、ロボットアーム２全体を吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿う中心軸を中心として回転可能とするとともに、当該ロボットアーム２全体をＺ軸に沿って移動可能とする移動装置３を備える。
このため、移動装置３を動作させて、ロボットアーム２全体を吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿う中心軸を中心として回転させることにより、当該Ｚ軸を中心とする回転方向全体に亘って調査等を行うことが可能となる。また、移動装置３を動作させて、ロボットアーム２全体をＺ軸に沿って移動させることにより、ＭＳＩＶ室ＳＰの上下方向全体に亘って調査等を行うことが可能となる。
特に、上述したように、質量制御により第１のアーム２２が第２の関節部２３に作用するピッチトルク及びロールトルクを小さくすることができる。このため、吊り下げパイプ２１に大きな曲げモーメントが付加されず、当該吊り下げパイプ２１が湾曲して貫通部ＨＯの内周面に引っ掛かることがない。このため、移動装置３を利用したロボットアーム２全体の移動や回転を円滑に行うことができる。
このため、移動装置３を動作させて、ロボットアーム２全体を吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿う中心軸を中心として回転させることにより、当該Ｚ軸を中心とする回転方向全体に亘って調査等を行うことが可能となる。また、移動装置３を動作させて、ロボットアーム２全体をＺ軸に沿って移動させることにより、ＭＳＩＶ室ＳＰの上下方向全体に亘って調査等を行うことが可能となる。
特に、上述したように、質量制御により第１のアーム２２が第２の関節部２３に作用するピッチトルク及びロールトルクを小さくすることができる。このため、吊り下げパイプ２１に大きな曲げモーメントが付加されず、当該吊り下げパイプ２１が湾曲して貫通部ＨＯの内周面に引っ掛かることがない。このため、移動装置３を利用したロボットアーム２全体の移動や回転を円滑に行うことができる。
【0102】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
例えば、以下に示す変形例１～３を採用しても構わない。
（変形例１）
図１１ないし図１４は、実施の形態の変形例１を説明する図である。具体的に、図１１は、図２に対応した図であり、本変形例１に係るロボットアーム２の構成を示す図である。図１２は、図５に対応した図であり、本変形例１に係る制御装置５の構成を示すブロック図である。図１３は、図９に対応した図であり、制御装置５が実行する制御方法を示すフローチャートである。図１４は、図１０に対応した図であり、制御方法を説明する図である。ここで、図１４は、ピッチトルクを座標軸とした１次元の座標系を示している。なお、図１４に示した正方向のピッチトルクを生じる回転方向は、上述した実施の形態と同様の回転方向ＡＰ（図３）である。
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
例えば、以下に示す変形例１～３を採用しても構わない。
（変形例１）
図１１ないし図１４は、実施の形態の変形例１を説明する図である。具体的に、図１１は、図２に対応した図であり、本変形例１に係るロボットアーム２の構成を示す図である。図１２は、図５に対応した図であり、本変形例１に係る制御装置５の構成を示すブロック図である。図１３は、図９に対応した図であり、制御装置５が実行する制御方法を示すフローチャートである。図１４は、図１０に対応した図であり、制御方法を説明する図である。ここで、図１４は、ピッチトルクを座標軸とした１次元の座標系を示している。なお、図１４に示した正方向のピッチトルクを生じる回転方向は、上述した実施の形態と同様の回転方向ＡＰ（図３）である。
【0103】
上述した実施の形態では、質量制御として、第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２の質量をそれぞれ変更することで、ピッチトルクとロールトルクとの双方を調整していたが、これに限らず、ピッチトルクのみを調整しても構わない。
本変形例１では、質量制御によりピッチトルク及びロールトルクのうち、当該ピッチトルクのみを調整する構成を採用している。具体的に、本変形例１では、上述した実施の形態において説明したロボットアームシステム１において、第２のアーム２４の構成、供給回収装置４の構成、トルク判断部５３３の機能、及び質量制御部５３４の機能を変更している。以下では、本変形例１に係る第２のアーム２４、供給回収装置４、トルク判断部５３３、及び質量制御部５３４をそれぞれ第２のアーム２４Ａ（図１１，図１２）、供給回収装置４Ａ（図１２）、トルク判断部５３３Ａ、及び質量制御部５３４Ａ（図１２）と記載する。
本変形例１では、質量制御によりピッチトルク及びロールトルクのうち、当該ピッチトルクのみを調整する構成を採用している。具体的に、本変形例１では、上述した実施の形態において説明したロボットアームシステム１において、第２のアーム２４の構成、供給回収装置４の構成、トルク判断部５３３の機能、及び質量制御部５３４の機能を変更している。以下では、本変形例１に係る第２のアーム２４、供給回収装置４、トルク判断部５３３、及び質量制御部５３４をそれぞれ第２のアーム２４Ａ（図１１，図１２）、供給回収装置４Ａ（図１２）、トルク判断部５３３Ａ、及び質量制御部５３４Ａ（図１２）と記載する。
【0104】
第２のアーム２４Ａは、ロボットアーム２が第２の状態に設定されている際に、ピッチトルクを調整するために用いられる。この第２のアーム２４Ａは、図１１に示すように、アーム本体２４１Ａと、カウンターウェイト２４２Ａとを備える。
アーム本体２４１Ａは、直線状に延在する長尺状のパイプによって構成され、第２の関節部２３を挟んで第１のアーム２２に対向する位置に配置されている。また、アーム本体２４１Ａは、当該アーム本体２４１Ａの長手方向に沿う中心軸がリンク２２１４の長手方向に沿う中心軸と略一致する姿勢で、一端が第２の関節部２３に固定されている。すなわち、上述した実施の形態において説明した第４の関節部２４３１，２４３２、ボールジョイント２４４１，２４４２、及びロッド２４５１，２４５２は、設けられていない。
アーム本体２４１Ａは、直線状に延在する長尺状のパイプによって構成され、第２の関節部２３を挟んで第１のアーム２２に対向する位置に配置されている。また、アーム本体２４１Ａは、当該アーム本体２４１Ａの長手方向に沿う中心軸がリンク２２１４の長手方向に沿う中心軸と略一致する姿勢で、一端が第２の関節部２３に固定されている。すなわち、上述した実施の形態において説明した第４の関節部２４３１，２４３２、ボールジョイント２４４１，２４４２、及びロッド２４５１，２４５２は、設けられていない。
【0105】
カウンターウェイト２４２Ａは、上述した実施の形態において説明した第１，第２のカウンターウェイト２４２１，２４２２と同様の構成であり、図１１に示すように、アーム本体２４１Ａの他端側に取り付けられている。
【0106】
供給回収装置４Ａは、上述した実施の形態において説明した供給回収装置４と同様に、水や水銀等の液体の供給と回収とをそれぞれ行う装置である。この供給回収装置４Ａは、図１２に示すように、液体供給源４１Ａと、電磁弁４６と、ポンプ４７とを備える。
液体供給源４１Ａは、チューブ等にて構成された流路Ｔ３（図１２）を介して、カウンターウェイト２４２Ａ内と接続されている。そして、液体供給源４１Ａは、質量制御部５３４Ａによる制御の下、流路Ｔ３を介して、水や水銀等の液体をカウンターウェイト２４２Ａ内に供給する。
液体供給源４１Ａは、チューブ等にて構成された流路Ｔ３（図１２）を介して、カウンターウェイト２４２Ａ内と接続されている。そして、液体供給源４１Ａは、質量制御部５３４Ａによる制御の下、流路Ｔ３を介して、水や水銀等の液体をカウンターウェイト２４２Ａ内に供給する。
【0107】
電磁弁４６は、液体供給源４１Ａとカウンターウェイト２４２Ａ内とを接続する流路Ｔ３中に設けられている。そして、電磁弁４６は、質量制御部５３４Ａによる制御の下、「ＯＮ」となることで弁が開き、流路Ｔ３を介した液体供給源４１Ａからカウンターウェイト２４２Ａ内への液体の流通を許容する。一方、電磁弁４６は、質量制御部５３４Ａによる制御の下、「ＯＦＦ」となることで弁が閉じ、流路Ｔ３を介した液体供給源４１Ａからカウンターウェイト２４２Ａ内への液体の流通を禁止する。
【0108】
ポンプ４７は、チューブ等にて構成された流路Ｔ４（図１２）を介して、カウンターウェイト２４２Ａ内と接続されている。そして、ポンプ４７は、質量制御部５３４Ａによる制御の下、「ＯＮ」となることで、流路Ｔ４を介して、カウンターウェイト２４２Ａ内の液体を吸引する。一方、ポンプ４７は、質量制御部５３４Ａによる制御の下、「ＯＦＦ」となることで、当該液体の吸引を停止する。
【0109】
次に、トルク判断部５３３Ａ及び質量制御部５３４Ａの各機能について、本変形例１に係る制御装置５が実行する制御方法を説明しつつ、説明する。
本変形例１に係る制御装置５が実行する制御方法では、図１３に示すように、上述した実施の形態において説明した制御方法に対して、ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１２～Ｓ１４，Ｓ１７の代わりにステップＳ７Ａ，Ｓ８Ａ，Ｓ１２Ａ～Ｓ１４Ａ，Ｓ１７Ａが採用されている点が異なるのみである。このため、以下では、ステップＳ７Ａ，Ｓ８Ａ，Ｓ１２Ａ～Ｓ１４Ａ，Ｓ１７Ａについてのみ主に説明する。
本変形例１に係る制御装置５が実行する制御方法では、図１３に示すように、上述した実施の形態において説明した制御方法に対して、ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１２～Ｓ１４，Ｓ１７の代わりにステップＳ７Ａ，Ｓ８Ａ，Ｓ１２Ａ～Ｓ１４Ａ，Ｓ１７Ａが採用されている点が異なるのみである。このため、以下では、ステップＳ７Ａ，Ｓ８Ａ，Ｓ１２Ａ～Ｓ１４Ａ，Ｓ１７Ａについてのみ主に説明する。
【0110】
ステップＳ７Ａは、ステップＳ６の後に実行される。
具体的に、トルク判断部５３３Ａは、ステップＳ７Ａにおいて、第１のスマートアクチュエータ２５１を構成するトルクセンサにピッチトルクを測定させる。なお、トルクセンサにて測定されるピッチトルクは、上述した実施の形態と同様に、第１のアーム２２が第２の関節部２３に作用するトルクの反トルクである。
具体的に、トルク判断部５３３Ａは、ステップＳ７Ａにおいて、第１のスマートアクチュエータ２５１を構成するトルクセンサにピッチトルクを測定させる。なお、トルクセンサにて測定されるピッチトルクは、上述した実施の形態と同様に、第１のアーム２２が第２の関節部２３に作用するトルクの反トルクである。
【0111】
ステップＳ７Ａの後、トルク判断部５３３Ａは、ステップＳ７Ａにて測定されたピッチトルクが特定の条件である第３の条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ８Ａ）。
具体的に、第３の条件は、図１４に示す１次元の座標系において、ステップＳ７Ａにて測定されたピッチトルクの座標点ＣＰが第１の範囲Ｒａ１内に位置するという条件である。
ここで、第１の範囲Ｒａ１は、図１４に示す１次元の座標系において、原点（０）を中心とし、座標点（ＹＰ３）から座標点（－ＹＰ３）までの範囲である。
具体的に、第３の条件は、図１４に示す１次元の座標系において、ステップＳ７Ａにて測定されたピッチトルクの座標点ＣＰが第１の範囲Ｒａ１内に位置するという条件である。
ここで、第１の範囲Ｒａ１は、図１４に示す１次元の座標系において、原点（０）を中心とし、座標点（ＹＰ３）から座標点（－ＹＰ３）までの範囲である。
【0112】
そして、ピッチトルクが第３の条件を満たしていると判断された場合（ステップＳ８Ａ：Ｙｅｓ）には、制御部５３は、ステップＳ５に戻る。
一方、ピッチトルクが第３の条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ８Ａ：Ｎｏ）には、ステップＳ９に移行する。
一方、ピッチトルクが第３の条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ８Ａ：Ｎｏ）には、ステップＳ９に移行する。
【0113】
ステップＳ１２Ａは、ステップＳ１１の後に実行される。
具体的に、トルク判断部５３３Ａは、ステップＳ１２Ａにおいて、ステップＳ７Ａと同様に、第１のスマートアクチュエータ２５１を構成するトルクセンサにピッチトルクを測定させる。
具体的に、トルク判断部５３３Ａは、ステップＳ１２Ａにおいて、ステップＳ７Ａと同様に、第１のスマートアクチュエータ２５１を構成するトルクセンサにピッチトルクを測定させる。
【0114】
ステップＳ１２Ａの後、トルク判断部５３３Ａは、ステップＳ１２Ａにて測定されたピッチトルクが特定の条件である第４の条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ１３Ａ）。
具体的に、第４の条件は、図１４に示す１次元の座標系において、ステップＳ１２Ａにて測定されたピッチトルクの座標点ＣＰが第２の範囲Ｒａ２内に位置するという条件である。
ここで、第２の範囲Ｒａ２は、図１４に示す１次元の座標系において、原点（０）を中心とし、座標点（ＹＰ４）から座標点（－ＹＰ３）までの範囲である。なお、ＹＰ４は、ＹＰ３よりも小さい値である。
具体的に、第４の条件は、図１４に示す１次元の座標系において、ステップＳ１２Ａにて測定されたピッチトルクの座標点ＣＰが第２の範囲Ｒａ２内に位置するという条件である。
ここで、第２の範囲Ｒａ２は、図１４に示す１次元の座標系において、原点（０）を中心とし、座標点（ＹＰ４）から座標点（－ＹＰ３）までの範囲である。なお、ＹＰ４は、ＹＰ３よりも小さい値である。
【0115】
そして、ピッチトルクが第４の条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ１３Ａ：Ｎｏ）には、質量制御部５３４Ａは、質量制御を実行する（ステップＳ１４Ａ）。この後、制御部５３は、ステップＳ５に戻る。
具体的に、質量制御部５３４Ａは、ステップＳ１２Ａにて測定されたピッチトルクの座標点ＣＰに応じて、以下の質量制御（９），（１０）を実行する。
具体的に、質量制御部５３４Ａは、ステップＳ１２Ａにて測定されたピッチトルクの座標点ＣＰに応じて、以下の質量制御（９），（１０）を実行する。
【0116】
質量制御（９）：質量制御部５３４Ａは、ピッチトルクの座標点ＣＰがＹＰ３よりも大きい場合には、電磁弁４６を「ＯＦＦ」、ポンプ４７を「ＯＮ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（９）により、カウンターウェイト２４２Ａの質量が低下する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のピッチトルクが大きい場合に、カウンターウェイト２４２Ａの質量を上記のように変更することで、当該ピッチトルクを低減することが可能となる。
そして、質量制御（９）により、カウンターウェイト２４２Ａの質量が低下する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する負の方向のピッチトルクが大きい場合に、カウンターウェイト２４２Ａの質量を上記のように変更することで、当該ピッチトルクを低減することが可能となる。
【0117】
質量制御（１０）：質量制御部５３４Ａは、ピッチトルクの座標点ＣＰが－ＹＰ３よりも小さい場合には、電磁弁４６を「ＯＮ」、ポンプ４７を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。
そして、質量制御（１０）により、カウンターウェイト２４２Ａの質量が増加する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のピッチトルクが大きい場合に、カウンターウェイト２４２Ａの質量を上記のように変更することで、当該ピッチトルクを低減することが可能となる。
そして、質量制御（１０）により、カウンターウェイト２４２Ａの質量が増加する。すなわち、第１のアーム２２が第２の関節部２３に対して作用する正の方向のピッチトルクが大きい場合に、カウンターウェイト２４２Ａの質量を上記のように変更することで、当該ピッチトルクを低減することが可能となる。
【0118】
一方、ピッチトルクが第４の条件を満たしていると判断された場合（ステップＳ１３Ａ：Ｙｅｓ）には、制御部５３は、ステップＳ１５に移行する。
【0119】
ステップＳ１７Ａは、ステップＳ１６の後に実行される。
具体的に、質量制御部５３４Ａは、ステップＳ１７Ａにおいて、質量制御を停止する。すなわち、質量制御部５３４Ａは、電磁弁４６及びポンプ４７を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。この後、制御部５３は、ステップＳ５に戻る。
具体的に、質量制御部５３４Ａは、ステップＳ１７Ａにおいて、質量制御を停止する。すなわち、質量制御部５３４Ａは、電磁弁４６及びポンプ４７を「ＯＦＦ」にそれぞれ設定する。この後、制御部５３は、ステップＳ５に戻る。
【0120】
以上説明した本変形例１によれば、上述した実施の形態と同様の効果の他、以下の効果を奏する。
本変形例１では、質量制御によりピッチトルク及びロールトルクのうち、当該ピッチトルクのみを調整するため、第２のアーム２４Ａの構成、供給回収装置４Ａの構成、トルク判断部５３３Ａの機能、及び質量制御部５３４Ａの機能を簡素化することができる。
本変形例１では、質量制御によりピッチトルク及びロールトルクのうち、当該ピッチトルクのみを調整するため、第２のアーム２４Ａの構成、供給回収装置４Ａの構成、トルク判断部５３３Ａの機能、及び質量制御部５３４Ａの機能を簡素化することができる。
【0121】
（変形例２）
本変形例２では、上述した実施の形態において説明したロボットアームシステム１において、移動装置３の構成を変更している。以下では、本変形例２に係る移動装置３を移動装置３Ｂと記載する。
図１５は、実施の形態の変形例２を説明する図である。具体的に、図１５は、図４に対応した図であり、本変形例２に係る移動装置３Ｂの構成を示す図である。
移動装置３Ｂは、図１５に示すように、基部３５と、第３，第４の電動モータ３６１，３６２とを備える。
本変形例２では、上述した実施の形態において説明したロボットアームシステム１において、移動装置３の構成を変更している。以下では、本変形例２に係る移動装置３を移動装置３Ｂと記載する。
図１５は、実施の形態の変形例２を説明する図である。具体的に、図１５は、図４に対応した図であり、本変形例２に係る移動装置３Ｂの構成を示す図である。
移動装置３Ｂは、図１５に示すように、基部３５と、第３，第４の電動モータ３６１，３６２とを備える。
【0122】
基部３５は、筒形状を有し、ＭＳＩＶ室ＳＰ上の部屋の床面において、貫通部ＨＯを囲む姿勢で固定される。
第３，第４の電動モータ３６１，３６２の組は、複数組、設けられている。なお、図１５では、第３，第４の電動モータ３６１，３６２の組を１組のみ示している。
第３，第４の電動モータ３６１，３６２の組は、図１５に示すように、互いのモータ軸の延在方向が交差する姿勢で、基部３５の内面に固定される。また、第３，第４の電動モータ３６１，３６２のモータ軸には、オムニホイール３６１１，３６２１がそれぞれ設けられている。ここで、吊り下げパイプ２１は、ロボットアーム２がＭＳＩＶ室ＳＰに設置された状態では、基部３５内及び貫通部ＨＯに挿通された状態となるとともに、外周面がオムニホイール３６１１，３６２１に当接する。そして、オムニホイール３６１１，３６２１が吊り下げパイプ２１の外周面に当接することにより、ロボットアーム２は、移動装置３Ｂに支持される。
第３，第４の電動モータ３６１，３６２の組は、複数組、設けられている。なお、図１５では、第３，第４の電動モータ３６１，３６２の組を１組のみ示している。
第３，第４の電動モータ３６１，３６２の組は、図１５に示すように、互いのモータ軸の延在方向が交差する姿勢で、基部３５の内面に固定される。また、第３，第４の電動モータ３６１，３６２のモータ軸には、オムニホイール３６１１，３６２１がそれぞれ設けられている。ここで、吊り下げパイプ２１は、ロボットアーム２がＭＳＩＶ室ＳＰに設置された状態では、基部３５内及び貫通部ＨＯに挿通された状態となるとともに、外周面がオムニホイール３６１１，３６２１に当接する。そして、オムニホイール３６１１，３６２１が吊り下げパイプ２１の外周面に当接することにより、ロボットアーム２は、移動装置３Ｂに支持される。
【0123】
そして、移動制御部５３５による制御の下、第３，第４の電動モータ３６１，３６２の回転数がそれぞれ制御される。これにより、ロボットアーム２全体における吊り下げパイプ２１の長手方向（Ｚ軸）に沿う中心軸を中心とした回転や、当該長手方向に沿う移動が行われる。
【0124】
以上説明した本変形例２に係る移動装置３Ｂを採用した場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。
【0125】
（変形例３）
図１６は、実施の形態の変形例３を説明する図である。具体的に、図１６は、図６に対応した図であり、本変形例３に係るＭＳＩＶ室ＳＰへのロボットアーム２の設置方法を説明する図である。
上述した実施の形態では、ＭＳＩＶ室ＳＰにロボットアーム２を設置する際、当該ＭＳＩＶ室ＳＰ上の部屋から貫通部ＨＯを介して当該ロボットアーム２を当該ＭＳＩＶ室ＳＰに挿入していたが、これに限らない。
例えば、図１６に示した本変形例３のように、ＭＳＩＶ室ＳＰの隣の部屋の壁に、当該ＭＳＩＶ室ＳＰにＸＹ平面と略平行に貫通する貫通部ＨＯを設ける。この貫通部ＨＯは、直径２５０ｍｍ程度の穴である。そして、ＭＳＩＶ室ＳＰの隣の部屋から貫通部ＨＯを介して、ロボットアーム２を当該ＭＳＩＶ室ＳＰに挿入しても構わない。このような構成を採用する場合には、吊り下げパイプ２１の構成を変更する。なお、以下では、本変形例３に係る吊り下げパイプ２１を吊り下げパイプ２１Ｃ（図１６）と記載する。
図１６は、実施の形態の変形例３を説明する図である。具体的に、図１６は、図６に対応した図であり、本変形例３に係るＭＳＩＶ室ＳＰへのロボットアーム２の設置方法を説明する図である。
上述した実施の形態では、ＭＳＩＶ室ＳＰにロボットアーム２を設置する際、当該ＭＳＩＶ室ＳＰ上の部屋から貫通部ＨＯを介して当該ロボットアーム２を当該ＭＳＩＶ室ＳＰに挿入していたが、これに限らない。
例えば、図１６に示した本変形例３のように、ＭＳＩＶ室ＳＰの隣の部屋の壁に、当該ＭＳＩＶ室ＳＰにＸＹ平面と略平行に貫通する貫通部ＨＯを設ける。この貫通部ＨＯは、直径２５０ｍｍ程度の穴である。そして、ＭＳＩＶ室ＳＰの隣の部屋から貫通部ＨＯを介して、ロボットアーム２を当該ＭＳＩＶ室ＳＰに挿入しても構わない。このような構成を採用する場合には、吊り下げパイプ２１の構成を変更する。なお、以下では、本変形例３に係る吊り下げパイプ２１を吊り下げパイプ２１Ｃ（図１６）と記載する。
【0126】
具体的に、先ず、作業者は、入力部５１に対して、ロボットアーム２を第１の状態に設定する操作を実行する。そして、関節制御部５３２は、当該操作に応じて、第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５の動作を制御する。これにより、第２の関節部２３にそれぞれ接続するパイプ２１２及び第１のアーム２２は、図１６の（ａ）に示すように、直線状に延在する姿勢となる。また、第２のアーム２４は、パイプ２１２に重なり合う姿勢となる。なお、図１６の（ａ）では、第２のアーム２４は、パイプ２１２に重なり合っているため、図示されていない。
【0127】
そして、作業者は、ＭＳＩＶ室ＳＰの隣の部屋において、図１６の（ａ）に示すように、第１の状態に設定されたパイプ２１２、第１のアーム２２、第２の関節部２３、及び第２のアーム２４をリンク２２１１から順に貫通部ＨＯを介して当該ＭＳＩＶ室ＳＰに挿入していく。また、作業者は、図１６の（ｂ）に示すように、ＭＳＩＶ室ＳＰへの挿入を行いつつ、パイプ２１２～２１５を順次、連結していく。
【0128】
ここで、吊り下げパイプ２１Ｃにおいて、パイプ２１２とパイプ２１３との間は、図１６の（ｂ）に示すように、第５の関節部２１６にて連結されている。この第５の関節部２１６は、関節制御部５３２からの制御指令に応じて動作する能動関節であり、第１の回転軸Ｒｘ１の延在方向に平行となる回転軸（図示略）を中心としてパイプ２１２，２１３の一方を他方に対して回転可能とする。
【0129】
次に、作業者は、入力部５１に対して、第１，第２のアーム２２，２４及び第２の関節部２３を吊り下げる状態に設定する操作を実行する。そして、関節制御部５３２は、当該操作に応じて、第５の関節部２１６の動作を制御する。これにより、パイプ２１２は、図１６の（ｂ）に示すように、パイプ２１３に対して回転し、Ｚ軸に沿う姿勢となる。すなわち、パイプ２１２は、本発明に係る支持部材に相当する。
【0130】
次に、作業者は、入力部５１に対して、第１のアーム２２を最も短くなる状態に設定する操作を実行する。そして、関節制御部５３２は、当該操作に応じて、第３～第５のスマートアクチュエータ２５３～２５５の動作を制御する。これにより、第１のアーム２２は、図１６の（ｂ）に示すように、リンク２２１４がＺ軸に沿う姿勢を維持しつつ、当該リンク２２１４に対して他のリンク２２１１～２２１３が重なり合う姿勢となる。
【0131】
次に、作業者は、入力部５１に対して、ロボットアーム２を第２の状態に設定する操作を実行する。そして、関節制御部５３２は、当該操作に応じて、第１～第５のスマートアクチュエータ２５１～２５５の動作を制御する。これにより、第１，第２のアーム２２，２４は、図１６の（ｃ）及び図１６の（ｄ）に示すように、第１の回転軸Ｒｘ１を中心としてパイプ２１２に対して回転し、当該パイプ２１２の長手方向に対して略直交する姿勢となる。そして、第１，第２のアーム本体２４１１，２４１２は、ロッド２４５１，２４５２によって位置がそれぞれ拘束されているため、第２の関節部２３に対して第５の回転軸Ｒｘ５を中心として互いに離間する方向にそれぞれ回転し、全体としてＸＹ平面と略平行なＶ字状に展開する。また、第１のアーム２２は、図１６の（ｅ）に示すように、全体としてＸＹ平面と略平行な直線状に展開する。
【0132】
以上説明した本変形例３に係る構成を採用した場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。
【0133】
（変形例４）
本変形例４では、上述した実施の形態において説明したロボットアーム２において、第１のアーム２２の構成を変更している。以下では、本変形例４に係る第１のアーム２２を第１のアーム２２Ｄと記載する。
図１７は、実施の形態の変形例４を説明する図である。具体的に、図１７は、本変形例４に係る第１のアーム２２Ｄの構成を示す図である。
第１のアーム２２Ｄは、上述した実施の形態において説明した第１のアーム２２に対して、２つのリンク２２１１，２２１２を第１の関節部２２２１とは異なる第３の関節部２２３（図１７）にて連結している。ここで、４つのリンク２２１１～２２１４のうち、３つのリンク２２１２～２２１４は、本発明に係る第１のリンクに相当する。また、リンク２２１１は、本発明に係る第２のリンクに相当する。
本変形例４では、上述した実施の形態において説明したロボットアーム２において、第１のアーム２２の構成を変更している。以下では、本変形例４に係る第１のアーム２２を第１のアーム２２Ｄと記載する。
図１７は、実施の形態の変形例４を説明する図である。具体的に、図１７は、本変形例４に係る第１のアーム２２Ｄの構成を示す図である。
第１のアーム２２Ｄは、上述した実施の形態において説明した第１のアーム２２に対して、２つのリンク２２１１，２２１２を第１の関節部２２２１とは異なる第３の関節部２２３（図１７）にて連結している。ここで、４つのリンク２２１１～２２１４のうち、３つのリンク２２１２～２２１４は、本発明に係る第１のリンクに相当する。また、リンク２２１１は、本発明に係る第２のリンクに相当する。
【0134】
第３の関節部２２３は、第４の回転軸Ｒｘ４（図１７）を中心として２つのリンク２２１１，２２１２の一方を他方に対して回転可能とする。ここで、第４の回転軸Ｒｘ４は、第２の回転軸Ｒｘ２の延在方向（図１７中、Ｚ軸）、及び第１のアーム２２Ｄの長手方向（図１７中、Ｘ軸）のそれぞれに直交する回転軸である。
また、第３の関節部２２３は、第１の関節部２２２及び第２の関節部２３と同様に、制御装置５からの制御指令に応じて動作する能動関節によって構成されている。
また、第３の関節部２２３は、第１の関節部２２２及び第２の関節部２３と同様に、制御装置５からの制御指令に応じて動作する能動関節によって構成されている。
【0135】
以上説明した本変形例４のように、モーメントアームの小さい先端の関節として、第４の回転軸Ｒｘ４を中心として２つのリンク２２１１，２２１２を相対的に回転させる第３の関節部２２３を採用した場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【0136】
１ ロボットアームシステム
２ ロボットアーム
３，３Ｂ 移動装置
４，４Ａ 供給回収装置
５ 制御装置
２１，２１Ｃ 吊り下げパイプ
２２，２２Ｄ 第１のアーム
２３ 第２の関節部
２４，２４Ａ 第２のアーム
３１ 基部
３２ 回転テーブル
３３ 第１の電動モータ
３４ 第２の電動モータ
３５ 基部
３６１ 第３の電動モータ
３６２ 第４の電動モータ
４１，４１Ａ 液体供給源
４２ 第１の電磁弁
４３ 第２の電磁弁
４４ 第１のポンプ
４５ 第２のポンプ
４６ 電磁弁
４７ ポンプ
５１ 入力部
５２ 記憶部
５３ 制御部
２１１ ラック
２１２～２１５ パイプ
２１６ 第５の関節部
２２１，２２１１～２２１４ リンク
２２２，２２２１～２２２３ 第１の関節部
２２３ 第３の関節部
２４１，２４１Ａ アーム本体
２４２，２４２Ａ カウンターウェイト
２５１ 第１のスマートアクチュエータ
２５２ 第２のスマートアクチュエータ
２５３ 第３のスマートアクチュエータ
２５４ 第４のスマートアクチュエータ
２５５ 第５のスマートアクチュエータ
３１１，３２１ 貫通孔
３２２ 歯
３２３ ベアリング
３３１，３４１ 歯車
５３１ 軌道生成部
５３２ 関節制御部
５３３，５３３Ａ トルク判断部
５３４，５３４Ａ 質量制御部
５３５ 移動制御部
２４１１ 第１のアーム本体
２４１２ 第２のアーム本体
２４２１ 第１のカウンターウェイト
２４２１ａ～２４２１ｅ 第１の袋状部材
２４２２ａ～２４２２ｅ 第２の袋状部材
２４２２ 第２のカウンターウェイト
２４３１，２４３２ 第４の関節部
２４４１，２４４２ ボールジョイント
２４５１，２４５２ ロッド
３６１１，３６２１ オムニホイール
ＡＰ，ＡＲ 回転方向
Ａｒ１ 第１の領域
Ａｒ２ 第２の領域
ＣＰ 座標点
ＥＥ エンドエフェクタ
ＨＯ 貫通部
Ｌ１～Ｌ８ 直線
Ｒａ１ 第１の範囲
Ｒａ２ 第２の範囲
Ｒｘ１ 第１の回転軸
Ｒｘ２，Ｒｘ２１～Ｒｘ２３ 第２の回転軸
Ｒｘ３ 第３の回転軸
Ｒｘ４ 第４の回転軸
Ｒｘ５ 第５の回転軸
ＳＰ ＭＳＩＶ室
Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ３，Ｔ４ 流路
θ 偏角
２ ロボットアーム
３，３Ｂ 移動装置
４，４Ａ 供給回収装置
５ 制御装置
２１，２１Ｃ 吊り下げパイプ
２２，２２Ｄ 第１のアーム
２３ 第２の関節部
２４，２４Ａ 第２のアーム
３１ 基部
３２ 回転テーブル
３３ 第１の電動モータ
３４ 第２の電動モータ
３５ 基部
３６１ 第３の電動モータ
３６２ 第４の電動モータ
４１，４１Ａ 液体供給源
４２ 第１の電磁弁
４３ 第２の電磁弁
４４ 第１のポンプ
４５ 第２のポンプ
４６ 電磁弁
４７ ポンプ
５１ 入力部
５２ 記憶部
５３ 制御部
２１１ ラック
２１２～２１５ パイプ
２１６ 第５の関節部
２２１，２２１１～２２１４ リンク
２２２，２２２１～２２２３ 第１の関節部
２２３ 第３の関節部
２４１，２４１Ａ アーム本体
２４２，２４２Ａ カウンターウェイト
２５１ 第１のスマートアクチュエータ
２５２ 第２のスマートアクチュエータ
２５３ 第３のスマートアクチュエータ
２５４ 第４のスマートアクチュエータ
２５５ 第５のスマートアクチュエータ
３１１，３２１ 貫通孔
３２２ 歯
３２３ ベアリング
３３１，３４１ 歯車
５３１ 軌道生成部
５３２ 関節制御部
５３３，５３３Ａ トルク判断部
５３４，５３４Ａ 質量制御部
５３５ 移動制御部
２４１１ 第１のアーム本体
２４１２ 第２のアーム本体
２４２１ 第１のカウンターウェイト
２４２１ａ～２４２１ｅ 第１の袋状部材
２４２２ａ～２４２２ｅ 第２の袋状部材
２４２２ 第２のカウンターウェイト
２４３１，２４３２ 第４の関節部
２４４１，２４４２ ボールジョイント
２４５１，２４５２ ロッド
３６１１，３６２１ オムニホイール
ＡＰ，ＡＲ 回転方向
Ａｒ１ 第１の領域
Ａｒ２ 第２の領域
ＣＰ 座標点
ＥＥ エンドエフェクタ
ＨＯ 貫通部
Ｌ１～Ｌ８ 直線
Ｒａ１ 第１の範囲
Ｒａ２ 第２の範囲
Ｒｘ１ 第１の回転軸
Ｒｘ２，Ｒｘ２１～Ｒｘ２３ 第２の回転軸
Ｒｘ３ 第３の回転軸
Ｒｘ４ 第４の回転軸
Ｒｘ５ 第５の回転軸
ＳＰ ＭＳＩＶ室
Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ３，Ｔ４ 流路
θ 偏角
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】