特開 2024-84177 リンク作動装置、および、リンク作動装置の駆動方法

(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】P2024084177

(43)【公開日】2024-06-25

(54)【発明の名称】リンク作動装置、および、リンク作動装置の駆動方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 21/02 20060101AFI20240618BHJP

   F16H 21/46 20060101ALI20240618BHJP

   H02P 5/46 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

F16H21/02

F16H21/46

H02P5/46 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198299

(22)【出願日】2022-12-13

(71)【出願人】

【識別番号】504174135

【氏名又は名称】国立大学法人九州工業大学

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 朗弘

(72)【発明者】

【氏名】福丸 浩史

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 俊樹

【テーマコード（参考）】

3J062

5H572

【Ｆターム（参考）】

3J062AA39

3J062AB28

3J062AC10

3J062BA14

3J062CB04

3J062CB30

3J062CB33

3J062CG83

5H572DD01

5H572EE03

5H572GG01

5H572JJ03

5H572JJ17

5H572JJ25

5H572LL33

5H572LL43

5H572PP01

(57)【要約】

【課題】パラレルリンク機構を有するリンク作動装置において、先端の負荷の変化を考慮しつつ、位置決め精度を向上する。
【解決手段】リンク作動装置５０は、基端側のリンクハブ２と、先端側のリンクハブ３と、リンクハブ２とリンクハブ３とを連結するリンク機構４と、アクチュエータ５１と、制御装置１００とを備える。アクチュエータ５１は、リンク機構４の各々に対して設けられるモータを含む。制御装置１００は、リンクハブ３の稼働範囲における目標移動位置に対応して、リンクハブ３に加わる負荷ごとに各モータの駆動指令値が記憶された複数の補正マップを記憶しており、リンクハブ３に加わっている現在の負荷に応じて、複数の補正マップのうち少なくとも１つのマップを用いて各モータの駆動指令値を決定する。
【選択図】図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基端側の第１リンクハブと、
先端側の第２リンクハブと、
前記第１リンクハブと前記第２リンクハブとを連結する少なくとも３つのリンク機構と、
少なくとも２つのリンク機構を駆動するための駆動装置と、
前記駆動装置を制御する制御装置とを備え、
前記駆動装置は、前記少なくとも２つのリンク機構の各々に対して設けられるモータを含み、
前記少なくとも３つのリンク機構の各々は、
前記第１リンクハブに対して回転可能に連結された第１端部リンク部材と、
前記第２リンクハブに対して回転可能に連結された第２端部リンク部材と、
前記第１端部リンク部材および前記第２端部リンク部材の各々に対して回転可能に連結された中央リンク部材とを含み、
前記少なくとも３つのリンク機構において、
前記第１リンクハブと前記第１端部リンク部材との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および、前記中央リンク部材の一方端の回転対偶部の中心軸は、第１リンクハブ中心点で交わり、
前記第２リンクハブと前記第２端部リンク部材との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および前記中央リンク部材の他方端の回転対偶部の中心軸は、第２リンクハブ中心点で交わり、
前記制御装置は、
前記第２リンクハブの稼働範囲における目標移動位置に対応して、前記第２リンクハブに加わる負荷ごとに各モータの駆動指令値が記憶された補正マップを記憶しており、
前記第２リンクハブに加わっている現在の負荷に応じて、記憶された複数の補正マップのうち少なくとも１つのマップを用いて各モータの駆動指令値を決定する、リンク作動装置。

【請求項2】

前記制御装置は、目標移動位置と前記第２リンクハブに加わっている現在の負荷との情報に基づいて、前記複数の補正マップを補間したマップを用いて各モータの駆動指令値を決定する、請求項１に記載のリンク作動装置。

【請求項3】

前記制御装置は、目標移動位置と前記第２リンクハブに加わっている現在の負荷との情報に基づいて、前記複数の補正マップうち現在の負荷に近い負荷に対応するマップを選択して各モータの駆動指令値を決定する、請求項１に記載のリンク作動装置。

【請求項4】

前記複数の補正マップの各々は、各負荷について同じ目標移動位置に対して異なった方向から位置決めした際の各モータの駆動指令値が記憶された複数のマップを含む、請求項２または請求項３に記載のリンク作動装置。

【請求項5】

前記複数の補正マップの各々は、各負荷について同じ目標移動位置に対して異なった方向から位置決めした際の各モータの駆動指令値の平均値が記憶されたマップである、請求項２または請求項３に記載のリンク作動装置。

【請求項6】

リンク作動装置を駆動するための方法であって、
前記リンク作動装置は、
基端側の第１リンクハブと、
先端側の第２リンクハブと、
前記第１リンクハブと前記第２リンクハブとを連結する少なくとも３つのリンク機構と、
少なくとも２つのリンク機構を駆動するための駆動装置とを備え、
前記駆動装置は、前記少なくとも２つのリンク機構の各々に対して設けられるモータを含み、
前記少なくとも３つのリンク機構の各々は、
前記第１リンクハブに対して回転可能に連結された第１端部リンク部材と、
前記第２リンクハブに対して回転可能に連結された第２端部リンク部材と、
前記第１端部リンク部材および前記第２端部リンク部材の各々に対して回転可能に連結された中央リンク部材とを含み、
前記少なくとも３つのリンク機構において、
前記第１リンクハブと前記第１端部リンク部材との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および、前記中央リンク部材の一方端の回転対偶部の中心軸は、第１リンクハブ中心点で交わり、
前記第２リンクハブと前記第２端部リンク部材との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および前記中央リンク部材の他方端の回転対偶部の中心軸は、第２リンクハブ中心点で交わり、
前記方法は、
前記第２リンクハブの稼働範囲における目標移動位置に対応して、前記第２リンクハブに加わる負荷ごとに各モータの駆動指令値が記憶された補正マップを生成して記憶するステップと、
前記第２リンクハブに加わっている現在の負荷に応じて、記憶された複数の補正マップのうち少なくとも１つのマップを用いて各モータの駆動指令値を決定するステップとを含む、方法。

【請求項7】

前記方法は、目標移動位置と前記第２リンクハブに加わっている現在の負荷との情報に基づいて、前記複数の補正マップを補間したマップを用いて各モータの駆動指令値を決定するステップを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記方法は、目標移動位置と前記第２リンクハブに加わっている現在の負荷との情報に基づいて、前記複数の補正マップうち現在の負荷に近い負荷に対応するマップを選択して各モータの駆動指令値を決定するステップを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記複数の補正マップの各々は、各負荷について同じ目標移動位置に対して異なった方向から位置決めした際の各モータの駆動指令値が記憶された複数のマップを含む、請求項７または請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記複数の補正マップの各々は、各負荷について同じ目標移動位置に対して異なった方向から位置決めした際の各モータの駆動指令値の平均値が記憶されたマップである、請求項７または請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、リンク作動装置、およびその駆動方法に関し、より特定的には、リンク作動装置の位置決め精度を向上させる技術に関する。

【背景技術】

【0002】

リンク作動装置は、精密で広範な作動範囲を必要とする医療機器および産業機器等に用いられる。リンク作動装置は、駆動源とリンク機構からなる。リンク機構の一種としてパラレルリンク機構が知られている。コンパクトな構成でありながら、精密で広範な作動範囲の動作が可能なリンク作動装置として、例えば、特開２０１５－１９４２０７号公報（特許文献１）に示されるようなものが提案されている。このようなリンク作動装置は、たとえば、産業用ロボットのアーム先端に取り付けられて、エンドエフェクタの姿勢を制御する手首関節機構として用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１９４２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

リンク作動装置を駆動する場合、入力された目標位置（目標とする移動位置）から各リンクを駆動するための駆動指令値を逆変換により算出することが必要となる。しかしながら、リンク作動装置は複数のリンク機構の組み合わせによる複雑な構成を有しているため、実機ベースでは、実機固有の製造誤差、組み立て誤差、およびリンク機構のたわみの影響などによって、機体の動かし方に依存した位置決め誤差が機体ごとに生じ得る。

【0005】

さらに、リンク作動装置は、エンドエフェクタが取付けられること、あるいはワークを把持することによって先端の負荷が変化する影響により、絶対位置決め精度が低下し得る。特開２０１５－１９４２０７号公報（特許文献１）のようなリンク作動装置では、先端の負荷が変化することが考慮されていないため、理論的な逆運動学関数により導出された駆動指令値では、所望の位置決め精度が達成できない場合が生じ得る。

【0006】

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、パラレルリンク機構を有するリンク作動装置において、先端の負荷の変化を考慮しつつ、位置決め精度を向上することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の第１の局面に係るリンク作動装置は、基端側の第１リンクハブと、先端側の第２リンクハブと、第１リンクハブと第２リンクハブとを連結する少なくとも３つのリンク機構と、少なくとも２つのリンク機構を駆動するための駆動装置と、駆動装置を制御する制御装置とを備える。駆動装置は、少なくとも２つのリンク機構の各々に対して設けられるモータを含む。少なくとも３つのリンク機構の各々は、第１リンクハブに対して回転可能に連結された第１端部リンク部材と、第２リンクハブに対して回転可能に連結された第２端部リンク部材と、第１端部リンク部材および第２端部リンク部材の各々に対して回転可能に連結された中央リンク部材とを含む。少なくとも３つのリンク機構において、第１リンクハブと第１端部リンク部材との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および、中央リンク部材の一方端の回転対偶部の中心軸は、第１リンクハブ中心点で交わり、第２リンクハブと第２端部リンク部材との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および中央リンク部材の他方端の回転対偶部の中心軸は、第２リンクハブ中心点で交わる。制御装置は、第２リンクハブの稼働範囲における目標移動位置に対応して、第２リンクハブに加わる負荷ごとに各モータの駆動指令値が記憶された補正マップを記憶しており、第２リンクハブに加わっている現在の負荷に応じて、記憶された複数の補正マップのうち少なくとも１つのマップを用いて各モータの駆動指令値を決定する。

【0008】

本開示の第２の局面に係る方法は、リンク作動装置を駆動するための方法に関する。リンク作動装置は、基端側の第１リンクハブと、先端側の第２リンクハブと、第１リンクハブと第２リンクハブとを連結する少なくとも３つのリンク機構と、少なくとも２つのリンク機構を駆動するための駆動装置とを備える。駆動装置は、少なくとも２つのリンク機構の各々に対して設けられるモータを含む。少なくとも３つのリンク機構の各々は、第１リンクハブに対して回転可能に連結された第１端部リンク部材と、第２リンクハブに対して回転可能に連結された第２端部リンク部材と、第１端部リンク部材および第２端部リンク部材の各々に対して回転可能に連結された中央リンク部材とを含む。少なくとも３つのリンク機構において、第１リンクハブと第１端部リンク部材との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および、中央リンク部材の一方端の回転対偶部の中心軸は、第１リンクハブ中心点で交わり、第２リンクハブと第２端部リンク部材との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および中央リンク部材の他方端の回転対偶部の中心軸は、第２リンクハブ中心点で交わる。方法は、第２リンクハブの稼働範囲における目標移動位置に対応して、第２リンクハブに加わる負荷ごとに各モータの駆動指令値が記憶された補正マップを生成して記憶するステップと、第２リンクハブに加わっている現在の負荷に応じて、記憶された複数の補正マップのうち少なくとも１つのマップを用いて各モータの駆動指令値を決定するステップとを含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示に係るリンク作動装置によれば、第２リンクハブに加わっている現在の負荷に応じて、記憶された複数の補正マップのうち少なくとも１つのマップを用いて各モータの駆動指令値が決定される。このように、本開示に係るリンク作動装置によれば、先端の第２リンクハブの負荷を考慮して各モータの駆動指令値を決定することができる。したがって、リンク作動装置において、先端の負荷が変化したとしても位置決め精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】リンク作動装置の、ある姿勢における正面図である。

【図2】リンク作動装置の構成のうち、１つのリンク機構に対応する構成を代表的に示した図である。

【図3】パラレルリンク機構の基端側のリンクハブ、基端側の端部リンク部材を抽出して示した断面図である。

【図4】パラレルリンク機構の３つのリンク機構のうちの１つを抽出して直線で表現した模式図である。

【図5】基端側のリンクハブ中心軸と先端側のリンクハブ中心軸が同一線上にある状態（原点姿勢）のリンク作動装置の斜視図である。

【図6】原点姿勢におけるリンク作動装置の模式図である。

【図7】任意の姿勢（折れ角θ、旋回角φ）のリンク作動装置の斜視図である。

【図8】図７のモデル図である。

【図9】リンク作動装置の動作空間を示す図である。

【図10】準備工程におけるリンク作動装置の構成を説明するための図である。

【図11】実施の形態１の補正マップを生成する処理を説明するためのフローチャートである。

【図12】誤差補正量の導出処理を説明するためのフローチャートである。

【図13】旋回角を固定したときの折れ角とモータ回転角度との関係を示す図である。

【図14】リンク作動装置を動作させる場合の処理を説明するためのフローチャートである。

【図15】変形例におけるリンク作動装置を動作させる場合の処理を説明するためのフローチャートである。

【図16】実施の形態２の目標値と方向との関係を説明するための図である。

【図17】実施の形態２の補正マップを生成する処理を説明するためのフローチャートである。

【図18】実施の形態３の補正マップを生成する処理を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

【0012】

［実施の形態１］
（リンク作動装置の構成）
本開示の一実施形態に係るパラレルリンク機構１を備えたリンク作動装置５０の構成を図１～図３を参照して説明する。

【0013】

図１は、リンク作動装置５０のある姿勢における正面図である。図１を参照して、リンク作動装置５０は、パラレルリンク機構１と、パラレルリンク機構１の姿勢変更用のアクチュエータ５１と、アクチュエータ５１の駆動力を減速してパラレルリンク機構１に伝達する減速機構５２と、アクチュエータ５１を制御する制御装置１００とを備える。

【0014】

パラレルリンク機構１は、基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３を３つのリンク機構４を介して姿勢変更可能に連結したものである。なお、リンク機構４の数は、４組以上であっても良い。先端側のリンクハブ３には、エンドエフェクタ６１が設置される。

【0015】

制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、メモリ１０２とを含む。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することによって、パラレルリンク機構１の姿勢を制御する。より具体的には、制御装置１００は、外部から送信されるパラレルリンク機構１の姿勢を定める目標位置指令（折れ角θ，旋回角φ）を実現するための各リンク機構４の回転角度βを演算し、当該回転角度βとなるようにアクチュエータ５１を制御する。

【0016】

図２は、リンク作動装置５０の構成のうち、１つのリンク機構４に対応する構成を代表的に示した図である。図２を参照して、各リンク機構４は、基端側の端部リンク部材５と、先端側の端部リンク部材６と、中央リンク部材７とを含み、４つの回転対偶からなる４節連鎖のリンク機構を構成する。基端側の端部リンク部材５は、一端が基端側のリンクハブ２に回転自在に連結されている。同様に、先端側の端部リンク部材６は、一端が先端側のリンクハブ３に回転自在に連結されている。中央リンク部材７の一端には、基端側の端部リンク部材５の他端が回転自在に連結されている。中央リンク部材７の他端には、先端側の端部リンク部材６の他端が回転自在に連結されている。

【0017】

図１、図２に示すように、基端側のリンクハブ２は、平板状の土台１０と、この土台１０に円周方向に等間隔で配置された３個の回転軸連結部材１１とで構成される。各回転軸連結部材１１には、軸心がリンクハブ２の中心軸ＱＡと交差する回転軸体１２が回転自在に連結されている。この回転軸体１２には、基端側の端部リンク部材５の一端が連結される。基端側の端部リンク部材５の他端には、中央リンク部材７の一端に回転自在に連結された回転軸体１５が連結される。本実施例において、回転軸連結部材１１は土台１０に円周方向に等間隔で配置されているが、必ずしもその限りではない。

【0018】

リンクハブ３の回転軸体２２および中央リンク部材７の回転軸体２５も、上記回転軸体１２，１５とそれぞれ同じ形状である。

【0019】

図１、図２に示すように、先端側のリンクハブ３は、平板状の先端部材２０と、先端部材２０に円周方向に等間隔に配置された３個の回転軸連結部材２１とで構成される。各回転軸連結部材２１には、軸心がリンクハブ３の中心軸ＱＢと交差する回転軸体２２が回転自在に連結されている。このリンクハブ３の回転軸体２２には、先端側の端部リンク部材６の一端が連結される。先端側の端部リンク部材６の他端には、中央リンク部材７の他端に回転自在に連結された回転軸体２５が連結される。

【0020】

端部リンク部材５と中央リンク部材７との回転対偶の中心軸Ｏ２（Ａ）と、端部リンク部材６と中央リンク部材７との回転対偶の中心軸Ｏ２（Ｂ）とは、点Ａにおいて軸角γで交差する。

【0021】

図３は、パラレルリンク機構の基端側のリンクハブ２、基端側の端部リンク部材５を抽出して示した断面図である。図３には、図１の姿勢のパラレルリンク機構の先端側のリンクハブ３、先端側の端部リンク部材６および中央リンク部材７を取り除いた状態が示されている。なお、３つの端部リンク部材５の各々については、両端の回転対偶部の回転軸Ｏ１，Ｏ２を含む面における断面が示されている。

【0022】

図１および図３を参照して、３つのリンク機構４のそれぞれに、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢を任意に変更する姿勢変更用のアクチュエータ５１が設けられる。各アクチュエータ５１には減速機構５２が設けられている。各アクチュエータ５１は、ロータリアクチュエータであり、基端側のリンクハブ２の土台１０の上面に、回転軸体１２と同軸上に設置されている。アクチュエータ５１と減速機構５２は一体に設けられ、モータ固定部材５３により減速機構５２が土台１０に固定されている。なお、３つのリンク機構４のうち少なくとも２つにアクチュエータ５１を設ければ、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢を確定することができる。

【0023】

図３において、減速機構５２はフランジ継手を形成する大径の出力軸体５２ａを有する。出力軸体５２ａの先端面は、出力軸体５２ａの中心線と直交する平面状のフランジ面５４となっている。出力軸体５２ａは、スペーサ５５を介して、基端側の端部リンク部材５の外径側の回転軸支持部材３１にボルト５６で接続されている。リンクハブ２と端部リンク部材５の回転対偶部の回転軸体１２は、大径部１２ａと小径部１２ｂとからなる。小径部１２ｂは軸受の内輪に挿通され、大径部１２ａは減速機構５２の出力軸体５２ａに設けられた内径溝５７に嵌っている。

【0024】

端部リンク部材５は、Ｌ字形状を有する。端部リンク部材５は、１つの湾曲部材３０と、この湾曲部材３０の両端の外径側の側面および内径側の側面にそれぞれ固定された計４つの回転軸支持部材３１とで構成される。４つの回転軸支持部材３１は同一形状ではなく、基端側のリンクハブ２との回転対偶部に設けられる外径側の回転軸支持部材３１Ａは、減速機構５２のフランジ面５４とスペーサ５５を介して結合されるフランジ取付面５８を有する。本実施例において、端部リンク部材５は、Ｌ字形状を有しているが必ずしもＬ字形状である必要はない。

【0025】

このリンク作動装置５０には、例えば図１に示すように、先端側のリンクハブ３にエンドエフェクタ６１が設置される。アクチュエータ５１が基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢を変更することによって、エンドエフェクタ６１の２自由度の角度を制御することができる。

【0026】

図３には、３つのリンク機構４について、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶の中心軸Ｏ１と、端部リンク部材５と中央リンク部材７との回転対偶の中心軸Ｏ２と、リンクハブ中心点ＰＡとの関係が示されている。図３に示されるように、３つのアクチュエータ５１の回転軸である３本の中心軸Ｏ１とリンクハブ中心点ＰＡとは同一平面にある。図２に示すようにこの平面上のリンクハブ中心点ＰＡに対して斜め上方向から中心軸Ｏ２が通過する。先端側のリンクハブ３および先端側の端部リンク部材６の形状と、これらの位置関係（図示せず）も図３に示した基端側と同様である。図３の例では、中心軸Ｏ１と中心軸Ｏ２とが成す角度α（アーム角）が９０°とされているが、角度αは９０°以外であっても良い。

【0027】

パラレルリンク機構１は、２つの球面リンク機構を組み合わせた構造である。リンクハブ２と端部リンク部材５の回転対偶の中心軸Ｏ１と、端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶の中心軸Ｏ２とは、基端側においてリンクハブ中心点ＰＡ（図２，図３）で交差している。また、基端側において、リンクハブ２と端部リンク部材５の回転対偶とリンクハブ中心点ＰＡとの間の軸Ｏ１に沿う距離は、端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶とリンクハブ中心点ＰＡとの間の軸Ｏ２に沿う距離と同じである。

【0028】

図３のような図示は省略するが、同様に、リンクハブ３と端部リンク部材６の回転対偶の中心軸と、端部リンク部材６と中央リンク部材７の回転対偶の中心軸Ｏ２（Ｂ）とは、先端側においてリンクハブ中心点ＰＢ（図２）で交差している。また、先端側において、リンクハブ３と端部リンク部材６の各回転対偶とリンクハブ中心点ＰＢとの距離は、端部リンク部材６と中央リンク部材７の回転対偶とリンクハブ中心点ＰＢとの距離と同じである。

【0029】

図４は、パラレルリンク機構１の３つのリンク機構４のうちの１つを抽出して直線で表現した模式図である。図４を用いて折れ角θと旋回角φについて説明する。

【0030】

３つのリンク機構４は、幾何学的に同一の対称形状を成す。幾何学的に同一の対称形状とは、図４に示すように、端部リンク部材５，６および中央リンク部材７を直線で表現し回転対偶を丸で示した幾何学モデルが、二等分面に対して、基端側部分と先端側部分が対称を成す形状であることを言う。本実施の形態のパラレルリンク機構１は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ２および基端側の端部リンク部材５と、先端側のリンクハブ３および先端側の端部リンク部材６との位置関係が、中央リンク部材７の中心線Ｃ（図２のＰＬ１に相当する）に対して回転対称となる位置構成になっている。

【0031】

基端側のリンクハブ２と先端側のリンクハブ３と３つのリンク機構４とによって、基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３が直交２軸周りに回転自在な２自由度機構が構成される。２自由度機構は、言い換えると、基端側のリンクハブ２に対して先端側のリンクハブ３の姿勢を、２自由度で自在に変更可能な機構である。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の可動範囲を広くすることができる。

【0032】

例えば、リンクハブ中心点ＰＡを通り、リンクハブ２と端部リンク部材５の回転対偶の中心軸Ｏ１（図３）と直角に交わる直線をリンクハブ２の中心軸ＱＡとする。また、リンクハブ中心点ＰＢを通り、リンクハブ３と端部リンク部材６の回転対偶の中心軸（図示せず）と直角に交わる直線をリンクハブ３の中心軸ＱＢとする。

【0033】

この場合、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢの折れ角θ（図４）の最大値を約±９０°とすることができる。また、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の旋回角φ（図４）を０°～３６０°の範囲に設定できる。上記折れ角θは、中心軸ＱＡおよび中心軸ＱＢを含む垂直面において中心軸ＱＡに対して中心軸ＱＢが傾斜した角度のことである。また、上記旋回角φは、旋回角φの基準位置を示す直線Ｌ０に対して中心軸ＱＢの水平面への投影直線が成す角度のことである。

【0034】

基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢は、リンクハブ２の中心軸ＱＡとリンクハブ３の中心軸ＱＢの交点ＰＣを回転中心として変更される。姿勢が変化しても、基端側と先端側のリンクハブ中心点ＰＡ，ＰＢ間の距離Ｄ（図４）は変化しない。

【0035】

パラレルリンク機構１においては以下の条件が成立している。すなわち、各リンク機構４における基端側の端部リンク部材の中心軸Ｏ１と中心軸Ｏ２のなす角と先端側の端部リンク部材の中心軸Ｏ１と中心軸Ｏ２のなす角が互いに等しい。リンクハブ中心点ＰＡ，ＰＢから回転対偶部までの長さが互いに等しい。各リンク機構４のリンクハブ２と端部リンク部材５の回転対偶の中心軸Ｏ１（Ａ）が、基端側においてリンクハブ中心点ＰＡと交差する。各リンク機構４の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶の中心軸Ｏ２（Ａ）が、基端側においてリンクハブ中心点ＰＡと交差する。各リンク機構４のリンクハブ３と端部リンク部材６の回転対偶の中心軸Ｏ１（Ｂ）が、先端側においてリンクハブ中心点ＰＢと交差する。各リンク機構４の端部リンク部材６と中央リンク部材７の回転対偶の中心軸Ｏ２（Ｂ）が、先端側においてリンクハブ中心点ＰＢと交差する。基端側の端部リンク部材５と先端側の端部リンク部材６の幾何学的形状が等しく、かつ中央リンク部材７についても基端側の先端側とで形状が等しい。これらの条件が成立しているとき、中央リンク部材７の対称面に対して、中央リンク部材７と端部リンク部材５，６との角度位置関係を基端側と先端側とで同じにすれば、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ２および基端側の端部リンク部材５と、先端側のリンクハブ３および先端側の端部リンク部材６とは二等分面に対して対称に同じ動きをする。

【0036】

図５は、基端側のリンクハブ中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ中心軸ＱＢが同一線上にある状態のリンク作動装置の斜視図である。

【0037】

リンク作動装置５０の原点姿勢が図５に示される。本明細書において、原点姿勢とは、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが一致している状態の姿勢を言う。すなわち、原点姿勢は、リンク作動装置５０の折れ角θが０度の姿勢である。

【0038】

図６は、原点姿勢におけるリンク作動装置の模式図である。図２には、図１の原点姿勢における３組のリンク機構のうち１組のみについて示した正面図が示されており、図６には図２を簡略化したモデル図が示されている。リンク機構は、簡略化すると基端側および先端側の各リンクハブ、基端側および先端側の各端部リンク部材、ならびに中央リンク部材で表すことができる。

【0039】

リンク作動装置５０のパラレルリンク機構１は、基端側のリンクハブ中心点ＰＡを中心とする基端側の球面リンクＧＡと、先端側のリンクハブ中心点ＰＢを中心とする先端側の球面リンクＧＢとが交わって成す平面である二等分面ＰＬ１を境に鏡面対称となる構成となっている。基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７との回転対偶部の中心軸Ｏ２（Ａ）と、先端側の端部リンク部材６と中央リンク部材７との回転対偶部の中心軸Ｏ２（Ｂ）が交わる点Ａは二等分面ＰＬ１上に存在する。また、基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７との回転対偶部の中心軸Ｏ２（Ａ）と、先端側の端部リンク部材６と中央リンク部材７との回転対偶部の中心軸Ｏ２（Ｂ）とが成す角を軸角γと称する。中央リンク部材７が成す角度を中央角ｄと称する。中央角ｄは、正確には、基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７との回転対偶部の中心軸Ｏ２（Ａ）に垂直な直線と、先端側の端部リンク部材６と中央リンク部材７との回転対偶部の中心軸Ｏ２（Ｂ）に垂直な直線が、二等分面上で交わって成す角である。軸角γおよび中央角ｄは、パラレルリンク機構１を設計するときに決まる定数である。また、図６から、中央角ｄは、軸角γを用いるとｄ＝π－γ（rad）で表すことができる。

【0040】

図７は、任意の姿勢（折れ角θ，旋回角φ）のリンク作動装置の斜視図である。図８は、図７のモデル図である。任意の姿勢（折れ角θ，旋回角φ）では、基端側のリンクハブ中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ中心軸ＱＢが、ある角度（折れ角θ）を成す。

【0041】

点Ａは常に二等分面ＰＬ１上に存在し、この点Ａを一つの二自由度関節とみなすことができる。折れ角θの時、基端側のリンクハブ中心点ＰＡと先端側のリンクハブ中心点ＰＢを結ぶ直線と基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡとが成す角はθ／２となる。また、基端側のリンクハブ中心点ＰＡと先端側のリンクハブ中心点ＰＢとを結ぶ直線と基端側のリンクハブ中心点ＰＡと点Ａを通る直線が成す角はｄ／２となる。パラレルリンク機構１はこれらの関係を維持したまま運動する機構である。

【0042】

パラレルリンク機構１は２自由度のため、２つのアーム回転角β１，β２が決まれば先端側のリンクハブ３の位置が決まる。パラレルリンク機構１の先端側のリンクハブ３の中心ＰＢは、図８において、基端側のリンクハブ２の中心ＰＡを中心Ｏとして半径Ｄ（図４）の球面ＧＰ上を運動する。

【0043】

図９は、上記のようなパラレルリンク機構１を備えたリンク作動装置５０における、先端側のリンクハブ３の中心ＰＢの動作空間を示す図である。図１のように基端側のリンクハブ２を固定した状態で、先端側のリンクハブ３の中心ＰＢの先端座標（θ，φ）を変更すると、中心ＰＢは原点位置（０，０）を頂点とする半球面ＧＰ上を動作する。

【0044】

ここで、リンク作動装置を動作させる場合、一般的には、目標位置（θ，φ）から各関節の回転角度を幾何学的に求める逆運動学関数（たとえば、球面三角法など）を用いて、アクチュエータの指令値が演算される。しかしながら、上記のようなリンク作動装置５０においては、複雑な形状を有する部材の組み合わせで形成される複数のリンク機構が組み合わされた構成となっているため、実機ベースでは、各部材の製造誤差、リンク機構の組み立て誤差、および／または、各部材のたわみや変形などの影響によって、幾何学的に求められた回転角度にモータを設定しても、目標位置に対して位置決め誤差が生じる場合がある。

【0045】

特に、先端側のリンクハブ３にエンドエフェクタ６１等を取付けたり、ワークを把持したりすることによって先端の負荷が変化する影響により、絶対位置決め精度がさらに低下し得る。リンク作動装置の絶対位置決め精度を向上させるためには、このような位置決め誤差を補正することが必要となるが、上述した特許文献１（特開２０１５－１９４２０７号公報）のようなリンク作動装置では、先端の負荷が変化することが考慮されていないため、理論的な逆運動学関数により導出された駆動指令値では、所望の位置決め精度が達成できない場合が生じ得る。

【0046】

そこで、本実施形態においては、先端の負荷の変化を考慮しつつ、位置決め精度を向上させる手法を採用する。以下に、本実施形態で採用する手法について詳細に説明する。本実形態では、図９に示すように、先端側のリンクハブ３に取付られた負荷に応じて、動作空間内の予め定められた格子上の各点に対応した目標位置（θ，φ）が設定されたマップが生成される。たとえば、先端側のリンクハブ３に加わる異なる負荷に対応したアクチュエータ５１のモータ指令値に対応する複数のマップが生成される。

【0047】

なお、目標位置が格子上の点に無い場合も想定される。たとえば、図９の点ＴＰが目標位置に設定される場合には、先端側のリンクハブ３に取付られた負荷に対応したマップにおける、当該点ＴＰを含む曲面を規定する格子点ａ，ｂ，ｃ，ｄについて設定された目標位置（θ，φ）を用いて、点ＴＰの目標位置を多項式曲面式を用いた補間式などにより算出するようにしてもよい。補間式としては、ベジェ曲面式を用いてもよいし、Ｆａｒｇａｓｏｎ式、Ｃｏｏｎｓ式、Ｂ－Ｓｐｌｉｎｅ曲面、ＮＵＲＢＳ曲面などが用いられてもよい。なお、たとえば、マップで規定される格子点のメッシュがある程度細かい場合には、補間式を用いず、点ａ，ｂ，ｃ，ｄのうち点ＴＰに最も近い点に対応するマップを採用してもよい。

【0048】

（準備工程）
次に、準備工程について説明する。準備工程は、マップを事前に生成するための工程である。準備工程で生成されたマップは、実機の動作を制御する動作工程において用いられる。図１０は、準備工程におけるリンク作動装置５０の構成を説明するための図である。準備工程では、実際にリンク作動装置５０を使用する前に先端側のリンクハブ３に対して、エンドエフェクタ６１等の代りにエンドエフェクタ６１等の負荷（重さ）と同じ重さの錘を付けてマップが生成される。準備工程では、同じ目標位置に対して実際に使用するエンドエフェクタ６１等の負荷に応じて錘の重さを変えて複数のマップを生成する。

【0049】

図１０に示すように、エンドエフェクタ６１が設置される先端側のリンクハブ３の先端部材２０に外部センサ４１が取付けられる。外部センサ４１は、先端側のリンクハブ３の中心点ＰＢの絶対位置を検出し、当該中心点ＰＢの測定値を制御装置１００へ送信する。外部センサ４１は、としては、傾斜角センサなどが用いられる。外部センサ４１は、目標位置を特定できるセンサであれば他の種類のセンサを用いてもよい。

【0050】

制御装置１００は、リンク作動装置５０に取付けられた外部センサ４１からのデータを受信することによって、先端側のリンクハブ３の現在の位置が目標位置（θ，φ）からの誤差量を算出する。制御装置１００は、誤差量が大きい場合には、誤差補正量を導出し、誤差補正量を加味したモータ指令値の補正マップを記憶する。制御装置１００は、誤差補正量を加味した補正マップを用いたモータ指令値によりリンク作動装置５０のアクチュエータ５１を制御する。なお、誤差量が小さい場合は、補正がされない。誤差量のしきい値は予めユーザーが設定してもよいし、制御装置１００において数パーセント以内の誤差を誤差が小さいと判断するようにしてもよい。

【0051】

（準備工程の制御方法の説明）
図１１、図１２を用いて、準備工程の制御方法について説明する。図１１、図１２の処理は、制御装置１００におけるＣＰＵ１０１によって実行される。

【0052】

図１１は、実施の形態１の補正マップを生成する処理を説明するためのフローチャートである。図１１のフローチャートは、図１０の準備工程で用いられるリンク作動装置５０の構成を用いて、補正マップを生成する準備工程の手順を説明するためのフローチャートである。

【0053】

図１１に示すように、制御装置１００は、ステップ１（以下、ステップを「Ｓ」と略す。）において、目標値（θ，φ）および負荷に関するデータを受信することにより、目標値（θ，φ）および負荷を設定する。次いで、制御装置１００は、設定した任意の目標値（θ，φ）に対するモータ指令値（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）＝（ｍ１，ｍ２，ｍ３）を設定する（Ｓ２）。

【0054】

次いで、制御装置１００は、リンク作動装置５０を動作させ、アクチュエータ５１を制御することにより、機体の位置決めを完了する（Ｓ３）。次いで、制御装置１００は、外部センサ４１の測定値（θｓ，φｓ）のデータを取得する（Ｓ４）。次いで、制御装置１００は、外部センサ４１の測定値と目標値とを比較し、誤差量（θｅ，φｅ）＝（θ－θｓ，φ－φｓ）を算出する（Ｓ５）。

【0055】

次いで、制御装置１００は、Ｓ５で算出した誤差量が許容範囲であるか否かを判定する（Ｓ６）。誤差量が許容範囲であるか否かは、誤差量が数パーセント以内に収まっている等の設定により判定すればよい。制御装置１００は、誤差量が許容範囲内でないと判定した場合（Ｓ６でＮＯ）は、誤差補正量を導出する（Ｓ７）。

【0056】

Ｓ７の誤差補正量の導出処理について図１２により説明する。図１２は、誤差補正量の導出処理を説明するためのフローチャートである。図１２に示すように、制御装置１００は、まず、折れ角を１度、旋回角をφ度に移動するためのモータ指令値（ｈ１，ｈ２，ｈ３）の指令値データ（理論値）を読込む（Ｓ２１）。次いで、制御装置１００は、折れ角補正量（ｊ１，ｊ２，ｊ３）＝θｅ×（ｈ１，ｈ２，ｈ３）を導出する（Ｓ２２）。

【0057】

次いで、制御装置１００は、旋回角φの誤差量φｅ≧０であるか否かを判定する（Ｓ２３）。制御装置１００は、φｅ≧０であると判定した場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、折れ角をθ度、旋回角をφ＋１度に移動するためのモータ指令値（ｉ１，ｉ２，ｉ３）の指令値データ（理論値）を読込む（Ｓ２４）。次いで、制御装置１００は、旋回角補正量（ｋ１，ｋ２，ｋ３）＝φｅ×（ｍ１－ｉ１，ｍ２－ｉ２，ｍ３－ｉ３）を導出し（Ｓ２６）、処理を終了する。

【0058】

制御装置１００は、Ｓ２３において、φｅ＜０であると判定した場合（Ｓ２３でＮＯ）、折れ角をθ度、旋回角をφ－１度に移動するためのモータ指令値（ｉ１，ｉ２，ｉ３）の指令値データ（理論値）を読込む（Ｓ２５）。次いで、制御装置１００は、旋回角補正量（ｋ１，ｋ２，ｋ３）＝φｅ×（ｍ１－ｉ１，ｍ２－ｉ２，ｍ３－ｉ３）を導出し（Ｓ２６）、処理を終了する。

【0059】

ここで、リンク作動装置５０の旋回角φを固定したときの折れ角θとモータ回転角度の間の関係について説明する。図１３は、旋回角を固定したときの折れ角とモータ回転角度との関係を示す図である。リンク作動装置５０は、旋回角φを固定したときに折れ角θとモータ回転角度の間に線形関係がある。

【0060】

たとえば、リンク作動装置５０は、図１３に示すように、旋回角φを４５度に固定したときに、折れ角θとモータ回転角度の間に線形関係がある。つまり、リンク作動装置５０は、旋回角φを固定し、折れ角θのみを変化させる場合には、モータ回転角度１度あたりのモータの駆動量がリンク作動装置５０の現在の折れ角θに関わらず一定となる。これは、リンク作動装置５０では、折れ角θ方向のみの変化では、モータの回転方向が変化しないためである。なお、折れ角θを固定し、旋回角φのみを変化させる場合には、モータの回転方向が変化するためモータ回転角度１度あたりのモータ駆動量がリンク作動装置５０の姿勢によって大きく変化し、図１３のような線形関係は得られない。

【0061】

このように、折れ角θについては、１度あたりのモータ駆動量が一定となるため誤差量にモータ指令値（ｈ１，ｈ２，ｈ３）を掛け合わせることで折れ角の補正量を求めることができる。それに対し、旋回角φについては、誤差が０以上か０未満かによって、モータ駆動量に違いが生じる。そこで、本実施形態では、Ｓ２３においてφｅ≧０の場合に、折れ角をθ度、旋回角をφ＋１度に移動するためのモータ指令値（ｉ１，ｉ２，ｉ３）を用い、φｅ＜０の場合に、折れ角をθ度、旋回角をφ－１度に移動するためのモータ指令値（ｉ１，ｉ２，ｉ３）を用いる。そして、制御装置１００は、誤差量にφｅ≧０かφｅ＜０かを考慮した（ｍ１－ｉ１，ｍ２－ｉ２，ｍ３－ｉ３）を掛け合わせることで旋回角の補正量を求めることができる。

【0062】

図１１を再び参照し、上記の誤差補正量の導出処理で求めた値を用いて、制御装置１００は、モータ指令値を（ｍ１’，ｍ２’，ｍ３’）＝（ｍ１，ｍ２，ｍ３）＋（ｊ１，ｊ２，ｊ３）＋（ｋ１，ｋ２，ｋ３）に補正する（Ｓ８）。次いで、制御装置１００は、モータ指令値を（ｍ１，ｍ２，ｍ３）から（ｍ１’，ｍ２’，ｍ３’）へ更新し（Ｓ９）、Ｓ２の処理へ移行する。これにより、設定した負荷に対応する目標値（θ，φ）からの位置ずれを考慮してモータ指令値を更新することができる。

【0063】

制御装置１００は、Ｓ６において、誤差量が許容範囲内であると判定した場合（Ｓ６でＹＥＳ）、作成したモータ指令値の補正マップを記憶する（Ｓ１０）。次いで、制御装置１００は、全ての目標値および負荷に対応するデータの算出が終了したか否かを判定する（Ｓ１１）。制御装置１００は、全ての目標値および負荷に対応するデータの算出が終了したと判定した場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、処理を終了する。制御装置１００は、全ての目標値および負荷に対応するデータの算出が終了していないと判定した場合（Ｓ１１でＮＯ）、Ｓ１の処理へ移行する。Ｓ１１の処理により、予め設定される目標値および負荷を考慮した補正マップが複数生成されることとなる。

【0064】

（動作工程）
図１４は、上記のようにして設定された補正マップを用いて、リンク作動装置５０を動作させる場合の処理を説明するためのフローチャートである。図１４の処理は、制御装置１００におけるＣＰＵ１０１によって実行される。

【0065】

制御装置１００は、まず、先端側のリンクハブ３に取付けられている現在の負荷の情報を受信する（Ｓ３１）。現在の負荷の情報は、ユーザーによって入力されるようにしてもよいし、先端側のリンクハブ３に重量センサを取付け、重量センサにより計測された値が制御装置１００へ送信されるようにしてもよい。次いで、制御装置１００は、目標値（θ，φ）の情報を受信する（Ｓ３２）。目標値（θ，φ）の情報は、ユーザーによって入力されるようにしてもよいし、予め定められたプログラムから取得するようにしてもよい。

【0066】

次いで、制御装置１００は、現在の負荷に対応する補正マップがあるか否かを判定する（Ｓ３３）。補正マップは、目標値に対して負荷ごとにメモリ１０２に記憶されている。制御装置１００は、現在の負荷に対応する補正マップがあると判定した場合（Ｓ３３でＹＥＳ）、現在の負荷に対応する補正マップを取得し（Ｓ３４）、Ｓ３６の処理へ移行する。

【0067】

制御装置１００は、現在の負荷に対応する補正マップがないと判定した場合（Ｓ３３でＮＯ）、記憶されている補正マップのうち、現在の負荷との差が小さい負荷に対して設定された２つの補正マップを線形補間することで現在の負荷に応じた補正マップを演算して取得し（Ｓ３５）、Ｓ３６の処理へ移行する。制御装置１００は、Ｓ３６において、演算により得られた補正マップを用いて、目標値（θ，φ）に対応するモータ指令値（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）＝（ｍ１，ｍ２，ｍ３）を決定する。次いで、制御装置１００は、決定したモータ指令値を用いてアクチュエータを制御することによって、リンク作動装置５０を目標位置に位置決めし（Ｓ３７）、処理を終了する。

【0068】

以上のように、パラレルリンク機構１を備えたリンク作動装置５０において、準備工程で事前に生成した負荷を考慮したモータ指令値の補正マップが動作工程において用いられる。これにより、リンク作動装置５０では、先端の負荷が変化したとしても負荷に対応する補正マップが用いられるため、位置決め精度を向上することができる。

【0069】

［変形例］
変形例においては、動作工程において現在の負荷に対応する補正マップが無い場合の実施の形態１と異なる処理について説明する。図１５は、変形例におけるリンク作動装置５０を動作させる場合の処理を説明するためのフローチャートである。図１５の処理は、図１４のＳ３５の処理がＳ３５Ａとなっている以外の部分において処理が共通している。図１５では、図１４と異なる処理を中心に説明する。

【0070】

図１５において、制御装置１００は、現在の負荷に対応する補正マップがないと判定した場合（Ｓ３３でＮＯ）、現在の負荷と記憶されている補正マップの負荷が最も近い補正マップを取得し（Ｓ３５Ａ）、Ｓ３６の処理へ移行する。たとえば、現在の負荷が７ｋｇであり、１０ｋｇに対応する補正マップと５ｋｇに対応する補正マップとをある場合には、５ｋｇに対応する補正マップを使用して目標値に対応するモータ指令値を決定する。

【0071】

［実施の形態２］
実施の形態２においては、実施の形態１と異なり、先端側のリンクハブ３が目標値へ移動する方向を考慮した制御について説明する。図１６および図１７を用いて実施の形態２について説明する。図１６は、実施の形態２の目標値と方向との関係を説明するための図である。図１６に示すように、実施の形態２では、先端側のリンクハブ３がどの方向から目標値（θ，φ）に対して動作するかを考慮して補正マップが生成される。たとえば、図１６に示すように、目標値（θ，φ）に対して８方向から動作するかを考慮して方向ごとの補正マップが生成される。つまり、１つの目標値に対して、負荷ごとに８方向からのパターンを考慮した補正マップが生成される。

【0072】

ここで、リンク作動装置５０では、先端側のリンクハブ３が動作する方向により位置決め精度が異なる場合がある。実施の形態２では、目標位置に向かう方向の影響も考慮した補正マップを生成することにより、位置決め精度を向上することができる。なお、方向は８方向以外であってもよく、たとえば、データ数を減らすために４方向としてもよく、位置決め精度を向上させるために１６方向としてもよい。

【0073】

（準備工程）
図１７は、実施の形態２の補正マップを生成する処理を説明するためのフローチャートである。図１７の処理は、図１２の処理と比較し、Ｓ１Ａの処理が追加されるとともにＳ１１の処理がＳ１１Ａの処理に変更されている点以外の部分において処理が共通している。図１７では、図１２と異なる処理を中心に説明する。

【0074】

図１７を参照して、制御装置１００は、目標値（θ，φ）および負荷を設定した後に（Ｓ１）、目標値（θ，φ）へ向かう方向に関するデータを受信することにより、目標値（θ，φ）への方向を設定する（Ｓ１Ａ）。目標値への方向は、現在位置と目標位置との位置情報から算出すればよい。

【0075】

図１７のＳ１０においては、方向の影響を考慮して作成したモータ指令値の補正マップが記憶される（Ｓ１０）。次いで、制御装置１００は、全ての目標値、負荷、および方向に対応するデータの算出が終了したか否かを判定する（Ｓ１１Ａ）。制御装置１００は、全ての目標値、負荷、および方向に対応するデータの算出が終了したと判定した場合（Ｓ１１ＡでＹＥＳ）、処理を終了する。制御装置１００は、全ての目標値、負荷、および方向に対応するデータの算出が終了していないと判定した場合（Ｓ１１ＡでＮＯ）、Ｓ１の処理へ移行する。Ｓ１１Ａの処理により、予め設定される目標値、負荷、および方向を考慮した補正マップが複数生成されることとなる。

【0076】

（動作工程）
実施の形態２では、図１４において、制御装置１００が方向に関する情報についても受信する。制御装置１００は、目標値に対応する現在の負荷、および方向に関する情報に対応する補正マップを取得し、対応する補正マップが無い場合には、補正マップを補間し、あるいは近い補正マップを取得する。制御装置１００は、取得した補正マップを用いて図１４のＳ３６以降の制御を実行する。

【0077】

［実施の形態３］
実施の形態３においては、実施の形態２と異なり、補正マップのデータを削減するための制御について説明する。

【0078】

（準備工程）
図１８は、実施の形態３の補正マップを生成する処理を説明するためのフローチャートである。図１８の処理は、図１７の処理と比較し、Ｓ１２の処理が追加される点以外の部分において処理が共通している。図１８では、図１７と異なる処理を中心に説明する。

【0079】

図１８において、制御装置１００は、全ての目標値、負荷、および方向に対応するデータの算出が終了したと判定した場合（Ｓ１１ＡでＹＥＳ）、Ｓ１２の処理へ移行する。制御装置１００は、Ｓ１２において、目標値における複数の方向からのモータ指令値の平均値を補正マップとして更新して記憶し、処理を終了する。たとえば、制御装置１００は、Ｓ１２において図１６に示した８方向のパターンからなる複数の補正マップを平均した１つの補正マップを作成して、当該補正マップを目標値の補正マップとして記憶する。これにより、実施の形態３は、方向の影響を考慮するとももにデータ量を削減することができる。なお、実施の形態３における動作行程は、実施の形態１と同様のため記載を省略する。

【0080】

上述の各実施の形態では、３つのリンク機構４の各々にリンク機構４を駆動するための駆動装置として、モータを含むアクチュエータ５１が設けられていた。アクチュエータ５１は、３つのリンク機構４に対して２つ設けられる構成であってもよい。モータが２つの場合であっても上述の準備工程を実行することによって、高精度の位置決めが可能となる。例えば、制御装置１００は、補正マップを利用して補正を行なう際、理論値を用いて２つのモータの指令値を補正し、モータを有さない３つ目のリンク機構４の回転軸を導出し、回転軸に対応した曲面式により目標位置を導出すればよい。

【0081】

（態様）
（１） 本開示のリンク作動装置５０は、基端側のリンクハブ２と、先端側のリンクハブ３と、リンクハブ２とリンクハブ３とを連結する少なくとも３つのリンク機構４と、少なくとも２つのリンク機構４を駆動するための駆動装置としてのアクチュエータ５１と、アクチュエータ５１を制御する制御装置１００とを備える。アクチュエータ５１は、少なくとも２つのリンク機構４の各々に対して設けられるモータを含む。少なくとも３つのリンク機構４の各々は、リンクハブ２に対して回転可能に連結された端部リンク部材５と、リンクハブ３に対して回転可能に連結された端部リンク部材６と、端部リンク部材５および端部リンク部材６の各々に対して回転可能に連結された中央リンク部材７とを含む。少なくとも３つのリンク機構４において、リンクハブ２と端部リンク部材５との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および、中央リンク部材７の一方端の回転対偶部の中心軸は、リンクハブ中心点で交わり、リンクハブ３と端部リンク部材６との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および中央リンク部材７の他方端の回転対偶部の中心軸は、第２リンクハブ中心点で交わる。制御装置１００は、リンクハブ３の稼働範囲における目標移動位置に対応して、リンクハブ３に加わる負荷ごとに各モータの駆動指令値が記憶された補正マップを記憶しており、リンクハブ３に加わっている現在の負荷に応じて、記憶された複数の補正マップのうち少なくとも１つのマップを用いて各モータの駆動指令値を決定する。

【0082】

（２）（１）に記載の制御装置１００は、目標移動位置とリンクハブ３に加わっている現在の負荷との情報に基づいて、複数の補正マップを補間したマップを用いて各モータの駆動指令値を決定する。

【0083】

（３）（１）に記載の制御装置１００は、目標移動位置とリンクハブ３に加わっている現在の負荷との情報に基づいて、複数の補正マップうち現在の負荷に近い負荷に対応するマップを選択して各モータの駆動指令値を決定する。

【0084】

（４）（１）～（３）に記載の複数の補正マップの各々は、各負荷について同じ目標移動位置に対して異なった方向から位置決めした際の各モータの駆動指令値が記憶された複数のマップを含む。

【0085】

（５）（１）～（３）に記載の複数の補正マップの各々は、各負荷について同じ目標移動位置に対して異なった方向から位置決めした際の各モータの駆動指令値の平均値が記憶されたマップである。

【0086】

（６） 本開示は、リンク作動装置５０の駆動するための方法に関する。リンク作動装置５０は、基端側のリンクハブ２と、先端側のリンクハブ３と、リンクハブ２とリンクハブ３とを連結する少なくとも３つのリンク機構４と、少なくとも２つのリンク機構４を駆動するための駆動装置としてのアクチュエータ５１とを備える。アクチュエータ５１は、少なくとも２つのリンク機構４の各々に対して設けられるモータを含む。少なくとも３つのリンク機構４の各々は、リンクハブ２に対して回転可能に連結された端部リンク部材５と、リンクハブ３に対して回転可能に連結された端部リンク部材６と、端部リンク部材５および端部リンク部材６の各々に対して回転可能に連結された中央リンク部材７とを含む。少なくとも３つのリンク機構４において、リンクハブ２と端部リンク部材５との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および、中央リンク部材７の一方端の回転対偶部の中心軸は、リンクハブ中心点で交わり、リンクハブ３と端部リンク部材６との回転対偶部の少なくとも３つの中心軸および中央リンク部材７の他方端の回転対偶部の中心軸は、第２リンクハブ中心点で交わる。方法は、リンクハブ３の稼働範囲における目標移動位置に対応して、リンクハブ３に加わる負荷ごとに各モータの駆動指令値が記憶された補正マップを生成して記憶するステップと、リンクハブ３に加わっている現在の負荷に応じて、記憶された複数の補正マップのうち少なくとも１つのマップを用いて各モータの駆動指令値を決定するステップとを含む。

【0087】

（７）（６）に記載の方法は、目標移動位置とリンクハブ３に加わっている現在の負荷との情報に基づいて、複数の補正マップを補間したマップを用いて各モータの駆動指令値を決定するステップを含む。

【0088】

（８）（６）に記載の方法は、目標移動位置とリンクハブ３に加わっている現在の負荷との情報に基づいて、複数の補正マップうち現在の負荷に近い負荷に対応するマップを選択して各モータの駆動指令値を決定するステップを含む。

【0089】

（９）（６）～（８）に記載の複数の補正マップの各々は、各負荷について同じ目標移動位置に対して異なった方向から位置決めした際の各モータの駆動指令値が記憶された複数のマップを含む。

【0090】

（１０）（６）～（８）に記載の複数の補正マップの各々は、各負荷について同じ目標移動位置に対して異なった方向から位置決めした際の各モータの駆動指令値の平均値が記憶されたマップである。

【0091】

上記のような本開示のリンク作動装置、および、リンク作動装置の駆動方法によれば、先端の負荷を考慮した複数の補正マップを用いて実機を制御するため、先端の負荷が変化したとしても位置決め精度を向上することができる。

【0092】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0093】

１ パラレルリンク機構、２，３ リンクハブ、４ リンク機構、５，６ 端部リンク部材、７ 中央リンク部材、１０ 土台、１１，２１ 回転軸連結部材、１２，１５，２２，２５ 回転軸体、１２ａ 大径部、１２ｂ 小径部、２０ 先端部材、３０ 湾曲部材、３１，３１Ａ 回転軸支持部材、５０ リンク作動装置、５１ アクチュエータ、５２ 減速機構、５２ａ 出力軸体、５３ モータ固定部材、５４ フランジ面、５５ スペーサ、５６ ボルト、５７ 内径溝、５８ フランジ取付面、６１ エンドエフェクタ、１００ 制御装置、１０１ ＣＰＵ、１０２ メモリ、ＧＡ，ＧＢ 球面リンク。

【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】

【図18】