(57)【要約】【課題】モータを有効利用することができる移動作業ロボットを提供する。【解決手段】支持面２，３に沿って少なくとも１方向の並進と回転とが可能である第１及び第２の駆動部１２，１３に、第１及び第２のねじ軸１４，１５が、第１及び第２の支持面２，３に垂直に延在するように固定されている。第１及び第２の接続部１８，１９は、第１及び第２のねじ軸１４，１５に螺合する第１及び第２のねじ部材１６，１７と作業部３０との、ねじ中心線１４ｘ，１５ｘまわりの相対回転を禁止するように、かつ、第１及び第２のねじ部材１６，１７と作業部３０との、ねじ中心線１４ｘ，１５ｘと直交する面に含まれる第１の回転中心線まわりの相対回転と、第１の回転中心線と非平行である第２の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、第１及び第２のねじ部材１６，１７と作業部３０とを接続する。【選択図】図１
2020044633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の支持面に沿って少なくとも１方向の並進と、前記第１の支持面に垂直な第１の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第１の駆動部と、
第２の支持面に沿って少なくとも１方向の並進と、前記第２の支持面に垂直な第２の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第２の駆動部と、
前記第１の支持面に垂直に延在し前記第１の回転中心軸と同軸であるように前記第１の駆動部に固定された第１のねじ軸と、
前記第２の支持面に垂直に延在し前記第２の回転中心軸と同軸であるように前記第２の駆動部に固定された第２のねじ軸と、
前記第１のねじ軸に螺合する第１のねじ部材と、
前記第２のねじ軸に螺合する第２のねじ部材と、
作業部と、
前記第１のねじ部材と前記作業部との、前記第１のねじ軸のねじ中心線まわりの相対回転を禁止するように、かつ、前記第１のねじ部材と前記作業部との、前記第１のねじ軸の前記ねじ中心線と直交する面に含まれる第１の回転中心線まわりの相対回転と、前記第１の回転中心線及び前記第１のねじ軸の前記ねじ中心線と非平行である第２の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、前記第１のねじ部材と前記作業部とを接続する第１の接続部と、
前記第２のねじ部材と前記作業部との、前記第２のねじ軸のねじ中心線まわりの相対回転を禁止するように、かつ、前記第２のねじ部材と前記作業部との、前記第２のねじ軸の前記ねじ中心線と直交する面に含まれる第３の回転中心線まわりの相対回転と、前記第３の回転中心線及び前記第２のねじ軸の前記ねじ中心線と非平行である第４の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、前記第２のねじ部材と前記作業部とを接続する第２の接続部と、
を備えたことを特徴とする、移動作業ロボット。
【請求項２】
前記第１の接続部は、
（Ｉ−ｉ）第１の回転対偶と第２の回転対偶とを有し、前記第１の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第１の面と前記第２の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第２の面とが互いに交差するように、前記第１の回転対偶と前記第２の回転対偶とが、前記第１のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第１の組み合わせ対偶と、
（Ｉ−ii）第３の回転対偶と第１のねじ対偶とを有し、前記第３の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第３の面と前記第１のねじ対偶のねじ中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第４の面とが互いに交差するように、前記第３の回転対偶と前記第１のねじ対偶とが、前記第１のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第２の組み合わせ対偶と、
（Ｉ−iii）第４の回転対偶と第１のラック・ピニオン対偶とを有し、前記第４の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第５の面と前記第１のラック・ピニオン対偶のピニオン中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第６の面とが互いに交差するように、前記第４の回転対偶と前記第１のラック・ピニオン対偶とが、前記第１のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第３の組み合わせ対偶と、のうち、いずれか一つを含み、
前記第２の接続部は、
（II−ｉ）第５の回転対偶と第６の回転対偶とを有し、前記第５の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第７の面と前記第６の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第８の面とが互いに交差するように、前記第５の回転対偶と前記第６の回転対偶とが、前記第２のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第４の組み合わせ対偶と、
（II−ii）第７の回転対偶と第２のねじ対偶とを有し、前記第７の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第９の面と前記第２のねじ対偶のねじ中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１０の面とが互いに交差するように、前記第７の回転対偶と前記第２のねじ対偶とが、前記第２のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第５の組み合わせ対偶と、
（II−iii）第８の回転対偶と第２のラック・ピニオン対偶とを有し、前記第８の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１１の面と前記第２のラック・ピニオン対偶のピニオン中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１２の面とが互いに交差するように、前記第８の回転対偶と前記第２のラック・ピニオン対偶とが、前記第２のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第６の組み合わせ対偶と、
のうち、いずれか一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の移動作業ロボット。
【請求項３】
前記第１の接続部は、前記第１の組み合わせ対偶を含み、前記第１の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第１の面と前記第２の面とが互いに直交するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記第１のねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、
前記第２の接続部は、前記第５の組み合わせ対偶を含み、前記第７の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第９の面と前記第１０の面とが互いに直交し前記第２の回転対偶の前記回転中心線と前記第２のねじ対偶の前記ねじ中心線とが同一直線上に並ぶように、前記第７の回転対偶の一方の対偶素が前記第２のねじ部材に固定され、前記第２のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第７の回転対偶の他方の対偶素と前記第２のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合されたことを特徴とする、請求項２に記載の移動作業ロボット。
【請求項４】
前記第１の接続部は、前記第２の組み合わせ対偶を含み、前記第３の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第３の面と前記第４の面とが互いに直交するように、前記第３の回転対偶の一方の対偶素が前記第１のねじ部材に固定され、前記第１のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第３の回転対偶の他方の対偶素と前記第１のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、
前記第２の接続部は、前記第５の組み合わせ対偶を含み、前記第７の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第９の面と前記第１０の面とが互いに直交し前記第１のねじ対偶の前記ねじ中心線と前記第２のねじ対偶の前記ねじ中心線とが同一直線上に並び前記第１のねじ対偶のねじの巻き方向と前記第２のねじ対偶のねじの巻き方向とが互いに逆方向であるように、前記第７の回転対偶の一方の対偶素が前記第２のねじ部材に固定され、前記第２のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第７の回転対偶の他方の対偶素と前記第２のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合されたことを特徴とする、請求項２に記載の移動作業ロボット。
【請求項５】
前記第１の接続部は、前記第１の組み合わせ対偶を含み、前記第１の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第１の面と前記第２の面とが互いに直交するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記第１のねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、
前記第２の接続部は、前記第４の組み合わせ対偶を含み、前記第５の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第７の面と前記第８の面とが互いに直交し前記第２の回転対偶の前記回転中心線と前記第６の回転対偶の前記回転中心線とが所定の間隔を設けて互いに平行であるように、前記第５の回転対偶の一方の対偶素が前記第２のねじ部材に固定され、前記第６の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第５の回転対偶の他方の対偶素と前記第６の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合されたことを特徴とする、請求項２に記載の移動作業ロボット。
【請求項６】
第１の支持面に沿って少なくとも１方向の並進と、前記第１の支持面に垂直な第１の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第１の駆動部と、
第２の支持面に沿って２方向の並進と、前記第２の支持面に垂直な第２の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第２の駆動部と、
前記第１の支持面に垂直に延在し前記第１の回転中心軸と同軸であるように前記第１の駆動部に固定されたねじ軸と、
前記ねじ軸に螺合するねじ部材と、
作業部と、
前記ねじ部材と前記作業部との、前記ねじ軸のねじ中心線まわりの相対回転を禁止するように、かつ、前記ねじ部材と前記作業部との、前記ねじ軸の前記ねじ中心線と直交する面に含まれる第１の回転中心線まわりの相対回転と、前記第１の回転中心線及び前記ねじ軸の前記ねじ中心線と非平行である第２の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、前記ねじ部材と前記作業部とを接続する第１の接続部と、
前記第２の駆動部と前記作業部との、前記第２の支持面に対して斜め方向の相対移動と、前記第２の支持面と平行な面に含まれる第３の回転中心線まわりの相対回転と、前記第３の回転中心線に非平行である第４の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、前記第２の駆動部と前記作業部とを接続する第２の接続部と、
を備えたことを特徴とする、移動作業ロボット。
【請求項７】
前記第１の接続部は、
（Ｉ−ｉ）第１の回転対偶と第２の回転対偶とを有し、前記第１の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第１の面と前記第２の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第２の面とが互いに交差するように、前記第１の回転対偶と前記第２の回転対偶とが、前記ねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第１の組み合わせ対偶と、
（Ｉ−ii）第３の回転対偶と第１のねじ対偶とを有し、前記第３の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第３の面と前記第１のねじ対偶のねじ中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第４の面とが互いに交差するように、前記第３の回転対偶と前記第１のねじ対偶とが、前記ねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第２の組み合わせ対偶と、
（Ｉ−iii）第４の回転対偶と第１のラック・ピニオン対偶とを有し、前記第４の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第５の面と前記第１のラック・ピニオン対偶のピニオン中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第６の面とが互いに交差するように、前記第４の回転対偶と前記第１のラック・ピニオン対偶とが、前記ねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第３の組み合わせ対偶と、
のうち、いずれか一つを含み、
前記第２の接続部は、
（II−ｉ）第５の回転対偶と第６の回転対偶と第１の直進対偶とを有し、前記第５の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第７の面と前記第６の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第８の面とが互いに交差するとともに前記第１の直進対偶の一対の対偶素が互いに接離する方向が前記第２の支持面に対して斜め方向であるように、前記第５の回転対偶と前記第６の回転対偶と前記第１の直進対偶とが、前記第２の駆動部と前記作業部との間に直列に接続された第４の組み合わせ対偶と、
（II−ii）第７の回転対偶と第２のねじ対偶と第２の直進対偶とを有し、前記第７の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第９の面と前記第２のねじ対偶のねじ中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１０の面とが互いに交差するとともに前記第２の直進対偶の一対の対偶素が互いに接離する方向が前記第２の支持面に対して斜め方向であるように、前記第７の回転対偶と前記第２のねじ対偶と前記第２の直進対偶とが、前記第２の駆動部と前記作業部との間に直列に接続された第５の組み合わせ対偶と、
（II−iii）第８の回転対偶と第２のラック・ピニオン対偶と第３の直進対偶とを有し、前記第８の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１１の面と前記第２のラック・ピニオン対偶のピニオン中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１２の面とが互いに交差するとともに前記第３の直進対偶の一対の対偶素が互いに接離する方向が前記第２の支持面に対して斜め方向であるように、前記第８の回転対偶と前記第２のラック・ピニオン対偶と前記第３の直進対偶とが、前記第２の駆動部と前記作業部との間に直列に接続された第６の組み合わせ対偶と、
のうち、いずれか一つを含むことを特徴とする、請求項６に記載の移動作業ロボット。
【請求項８】
前記第１の接続部は、前記第１の組み合わせ対偶を含み、前記第１の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第１の面と前記第２の面とが互いに直交するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記ねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、
前記第２の接続部は、前記第４の組み合わせ対偶を含み、前記第５の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第７の面と前記第８の面とが互いに直交し前記第１の面と前記第７の面とが互いに平行であるように、前記第６の回転対偶の一方の対偶素が前記第２の駆動部に固定され、前記第５の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の直進対偶の前記対偶素の一方が前記第６の回転対偶の他方の対偶素と結合され、前記第１の直進対偶の前記対偶素の他方が前記第５の回転対偶の他方の対偶素と結合されたことを特徴とする、請求項７に記載の移動作業ロボット。
【請求項９】
前記第１の接続部は、前記第１の組み合わせ対偶を含み、前記第１の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第１の面と前記第２の面とが互いに直交するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記ねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、
前記第２の接続部は、前記第５の組み合わせ対偶を含み、前記第７の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第９の面と前記第１０の面とが互いに直交し前記第２の回転対偶の前記回転中心線と前記第２のねじ対偶の前記ねじ中心線とが同一直線上に並ぶように、前記第２の直進対偶の前記対偶素の一方が前記第２の駆動部に固定され、前記第２のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第７の回転対偶の一方の対偶素と前記第２の直進対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、前記第７の回転対偶の他方の対偶素と前記第２のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合されたことを特徴とする、請求項７に記載の移動作業ロボット。
【請求項１０】
前記第１の接続部は、前記第２の組み合わせ対偶を含み、前記第３の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第３の面と前記第４の面とが互いに直交するように、前記第３の回転対偶の一方の対偶素が前記ねじ部材に固定され、前記第１のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第３の回転対偶の他方の対偶素と前記第１のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、
前記第２の接続部は、前記第５の組み合わせ対偶を含み、前記第７の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第９の面と前記第１０の面とが互いに直交し前記第１のねじ対偶の前記ねじ中心線と前記第２のねじ対偶の前記ねじ中心線とが同一直線上に並び前記第１のねじ対偶のねじの巻き方向と前記第２のねじ対偶のねじの巻き方向とが互いに逆方向であるように、前記第２の直進対偶の前記対偶素の一方が前記第２の駆動部に固定され、前記第２のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第７の回転対偶の一方の対偶素と前記第２の直進対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、前記第７の回転対偶の他方の対偶素と前記第２のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合されたことを特徴とする、請求項７に記載の移動作業ロボット。
【請求項１１】
第１の支持面に沿って少なくとも１方向の並進と、前記第１の支持面に垂直な第１の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第１の駆動部と、
第２の支持面に沿って２方向の並進と、前記第２の支持面に垂直な第２の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第２の駆動部と、
前記第１の支持面に垂直に延在し前記第１の回転中心軸と同軸であるように前記第１の駆動部に固定されたねじ軸と、
前記ねじ軸に螺合するねじ部材と、
作業部と、
前記ねじ部材と前記作業部とを接続する第１の接続部と、
前記第２の駆動部と前記作業部とを接続する第２の接続部と、
を備え、
前記第１の接続部は、第１の回転対偶と第２の回転対偶とを有し、前記第１の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第１の面と前記第２の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第２の面とが互いに交差するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記ねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、
前記第２の接続部は、第３の回転対偶と第４の回転対偶と第５の回転対偶とを有し、前記第３の回転対偶の回転中心線が前記第２の支持面と非垂直に延在し前記第４の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第３の面と前記第５の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第４の面とが互いに交差し前記第３の回転対偶の回転中心線と前記第４の回転対偶の回転中心線とが互いに平行であり前記第２の回転対偶の回転中心線と前記第５の回転対偶の回転中心線とが互いに所定の間隔を設けて互いに平行又は互いに非平行であるように、前記第３の回転対偶の一方の対偶素が前記第２の駆動部に固定され、前記第５の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第４の回転対偶の一方の対偶素と前記第３の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、前記第４の回転対偶の他方の対偶素と前記第５の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合されたことを特徴とする、移動作業ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動作業ロボットに関し、詳しくは、移動して作業を行うことができる移動作業ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
広い範囲を移動して作業を行うことができる移動作業ロボットは、製造現場で利用されており、倉庫内物流、人間の生活支援等の用途での利用が期待されている（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２０１４−１４７９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、図３６は、移動作業ロボット１１０の概念的な説明図である。図３６に示すように、移動作業ロボット１１０は、移動装置１０２とロボットアーム１０４とを組み合わせたものであり、ロボットアーム１０４を駆動するためのモータＭ１〜Ｍ６と、移動装置１０２を駆動するためのモータＭ７，Ｍ８とを備えている。
【０００５】
モータＭ１〜Ｍ６はロボットアーム１０４の作業のためだけに使用され、モータＭ７，Ｍ８は移動装置１０２の移動のためだけに使用される。このため、ロボットアーム１０４の作業の際にモータＭ７，Ｍ８は利用されず、移動装置１０２の移動の際にモータＭ１〜Ｍ６は利用されないので、モータの有効利用がなされていない。
【０００６】
移動作業ロボット１１０は、ロボットアーム１０４と移動装置１０２のそれぞれにモータが搭載されることで、全体のモータの個数が多くなる。モータを有効利用することができれば、モータの個数を減らすことが可能になる。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑み、モータを有効利用することができる移動作業ロボットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した移動作業ロボットを提供する。
【０００９】
移動作業ロボットは、（ａ−１）第１の支持面に沿って少なくとも１方向の並進と、前記第１の支持面に垂直な第１の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第１の駆動部と、（ａ−２）第２の支持面に沿って少なくとも１方向の並進と、前記第２の支持面に垂直な第２の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第２の駆動部と、（ｂ−１）前記第１の支持面に垂直に延在し前記第１の回転中心軸と同軸であるように前記第１の駆動部に固定された第１のねじ軸と、（ｂ−２）前記第２の支持面に垂直に延在し前記第２の回転中心軸と同軸であるように前記第２の駆動部に固定された第２のねじ軸と、（ｃ−１）前記第１のねじ軸に螺合する第１のねじ部材と、（ｃ−２）前記第２のねじ軸に螺合する第２のねじ部材と、（ｄ）作業部と、（ｅ−１）前記第１のねじ部材と前記作業部との、前記第１のねじ軸のねじ中心線まわりの相対回転を禁止するように、かつ、前記第１のねじ部材と前記作業部との、前記第１のねじ軸の前記ねじ中心線と直交する面に含まれる第１の回転中心線まわりの相対回転と、前記第１の回転中心線及び前記第１のねじ軸の前記ねじ中心線と非平行である第２の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、前記第１のねじ部材と前記作業部とを接続する第１の接続部と、（ｅ−２）前記第２のねじ部材と前記作業部との、前記第２のねじ軸のねじ中心線まわりの相対回転を禁止するように、かつ、前記第２のねじ部材と前記作業部との、前記第２のねじ軸の前記ねじ中心線と直交する面に含まれる第３の回転中心線まわりの相対回転と、前記第３の回転中心線及び前記第２のねじ軸の前記ねじ中心線と非平行である第４の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、前記第２のねじ部材と前記作業部とを接続する第２の接続部と、を備える。
【００１０】
上記構成において、第１及び第２の支持面は、同一面であってもよいし、互いに異なる面であってもよい。第１及び第２の支持面が互いに異なる面である場合には、第１及び第２の支持面は、互いに平行でも、互いに非平行でもよい。
【００１１】
上記構成によれば、第１及び第２の駆動部の並進と回転とを適宜に組み合わせることによって、作業部の位置と姿勢を制御可能である。例えば、第１及び第２の駆動部が相対位置関係を保持しながら第１及び第２の支持面上を移動すると、作業部は、第１及び第２の駆動部の移動方向と平行な方向に移動したり、第１及び第２の支持面に垂直な軸を中心に回転したりする。第１及び第２のねじ部材が同じ速度で昇降するように第１及び第２の駆動部が回転すると、作業部は第１及び第２の支持面に対して垂直方向に移動する。第１及び第２の駆動部が回転して第１及び第２のねじ部材の高さに差が生じると、作業部は、支持面に非垂直な軸を中心に回転する。
【００１２】
上記構成によれば、第１及び第２の駆動部を駆動するモータのみを用いて作業部の位置と姿勢を制御可能であるので、モータを有効利用することができる。
【００１３】
好ましくは、前記第１の接続部は、（Ｉ−ｉ）第１の回転対偶と第２の回転対偶とを有し、前記第１の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第１の面と前記第２の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第２の面とが互いに交差するように、前記第１の回転対偶と前記第２の回転対偶とが、前記第１のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第１の組み合わせ対偶と、（Ｉ−ii）第３の回転対偶と第１のねじ対偶とを有し、前記第３の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第３の面と前記第１のねじ対偶のねじ中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第４の面とが互いに交差するように、前記第３の回転対偶と前記第１のねじ対偶とが、前記第１のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第２の組み合わせ対偶と、（Ｉ−iii）第４の回転対偶と第１のラック・ピニオン対偶とを有し、前記第４の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第５の面と前記第１のラック・ピニオン対偶のピニオン中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第６の面とが互いに交差するように、前記第４の回転対偶と前記第１のラック・ピニオン対偶とが、前記第１のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第３の組み合わせ対偶と、のうち、いずれか一つを含む。前記第２の接続部は、（II−ｉ）第５の回転対偶と第６の回転対偶とを有し、前記第５の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第７の面と前記第６の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第８の面とが互いに交差するように、前記第５の回転対偶と前記第６の回転対偶とが、前記第２のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第４の組み合わせ対偶と、（II−ii）第７の回転対偶と第２のねじ対偶とを有し、前記第７の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第９の面と前記第２のねじ対偶のねじ中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１０の面とが互いに交差するように、前記第７の回転対偶と前記第２のねじ対偶とが、前記第２のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第５の組み合わせ対偶と、（II−iii）第８の回転対偶と第２のラック・ピニオン対偶とを有し、前記第８の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１１の面と前記第２のラック・ピニオン対偶のピニオン中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１２の面とが互いに交差するように、前記第８の回転対偶と前記第２のラック・ピニオン対偶とが、前記第２のねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第６の組み合わせ対偶と、のうち、いずれか一つを含む。
【００１４】
好ましい第１の態様において、前記第１の接続部は、前記第１の組み合わせ対偶を含み、前記第１の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第１の面と前記第２の面とが互いに直交するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記第１のねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。前記第２の接続部は、前記第５の組み合わせ対偶を含み、前記第７の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第９の面と前記第１０の面とが互いに直交し前記第２の回転対偶の前記回転中心線と前記第２のねじ対偶の前記ねじ中心線とが同一直線上に並ぶように、前記第７の回転対偶の一方の対偶素が前記第２のねじ部材に固定され、前記第２のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第７の回転対偶の他方の対偶素と前記第２のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。
【００１５】
好ましい第２の態様において、前記第１の接続部は、前記第２の組み合わせ対偶を含み、前記第３の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第３の面と前記第４の面とが互いに直交するように、前記第３の回転対偶の一方の対偶素が前記第１のねじ部材に固定され、前記第１のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第３の回転対偶の他方の対偶素と前記第１のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。前記第２の接続部は、前記第５の組み合わせ対偶を含み、前記第７の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第９の面と前記第１０の面とが互いに直交し前記第１のねじ対偶の前記ねじ中心線と前記第２のねじ対偶の前記ねじ中心線とが同一直線上に並び前記第１のねじ対偶のねじの巻き方向と前記第２のねじ対偶のねじの巻き方向とが互いに逆方向であるように、前記第７の回転対偶の一方の対偶素が前記第２のねじ部材に固定され、前記第２のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第７の回転対偶の他方の対偶素と前記第２のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。
【００１６】
好ましい第３の態様において、前記第１の接続部は、前記第１の組み合わせ対偶を含み、前記第１の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第１の面と前記第２の面とが互いに直交するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記第１のねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。前記第２の接続部は、前記第４の組み合わせ対偶を含み、前記第５の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第７の面と前記第８の面とが互いに直交し前記第２の回転対偶の前記回転中心線と前記第６の回転対偶の前記回転中心線とが所定の間隔を設けて互いに平行であるように、前記第５の回転対偶の一方の対偶素が前記第２のねじ部材に固定され、前記第６の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第５の回転対偶の他方の対偶素と前記第６の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。
【００１７】
また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した移動作業ロボットを提供する。
【００１８】
移動作業ロボットは、（ａ−１）第１の支持面に沿って少なくとも１方向の並進と、前記第１の支持面に垂直な第１の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第１の駆動部と、（ａ−２）第２の支持面に沿って２方向の並進と、前記第２の支持面に垂直な第２の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第２の駆動部と、（ｂ）前記第１の支持面に垂直に延在し前記第１の回転中心軸と同軸であるように前記第１の駆動部に固定されたねじ軸と、（ｃ）前記ねじ軸に螺合するねじ部材と、（ｄ）作業部と、（ｅ−１）前記ねじ部材と前記作業部との、前記ねじ軸のねじ中心線まわりの相対回転を禁止するように、かつ、前記ねじ部材と前記作業部との、前記ねじ軸の前記ねじ中心線と直交する面に含まれる第１の回転中心線まわりの相対回転と、前記第１の回転中心線及び前記ねじ軸の前記ねじ中心線と非平行である第２の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、前記ねじ部材と前記作業部とを接続する第１の接続部と、（ｅ−２）前記第２の駆動部と前記作業部との、前記第２の支持面に対して斜め方向の相対移動と、前記第２の支持面と平行な面に含まれる第３の回転中心線まわりの相対回転と、前記第３の回転中心線に非平行である第４の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、前記第２の駆動部と前記作業部とを接続する第２の接続部と、を備える。
【００１９】
上記構成によれば、第１及び第２の駆動部の並進と回転とを適宜に組み合わせることによって、作業部の位置と姿勢を制御可能である。第１及び第２の駆動部を駆動するモータのみを用いて作業部の位置と姿勢を制御可能であるので、モータを有効利用することができる。
【００２０】
好ましくは、前記第１の接続部は、（Ｉ−ｉ）第１の回転対偶と第２の回転対偶とを有し、前記第１の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第１の面と前記第２の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第２の面とが互いに交差するように、前記第１の回転対偶と前記第２の回転対偶とが、前記ねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第１の組み合わせ対偶と、（Ｉ−ii）第３の回転対偶と第１のねじ対偶とを有し、前記第３の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第３の面と前記第１のねじ対偶のねじ中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第４の面とが互いに交差するように、前記第３の回転対偶と前記第１のねじ対偶とが、前記ねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第２の組み合わせ対偶と、（Ｉ−iii）第４の回転対偶と第１のラック・ピニオン対偶とを有し、前記第４の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第５の面と前記第１のラック・ピニオン対偶のピニオン中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第６の面とが互いに交差するように、前記第４の回転対偶と前記第１のラック・ピニオン対偶とが、前記ねじ部材と前記作業部との間に直列に接続された第３の組み合わせ対偶と、のうち、いずれか一つを含む。前記第２の接続部は、（II−ｉ）第５の回転対偶と第６の回転対偶と第１の直進対偶とを有し、前記第５の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第７の面と前記第６の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第８の面とが互いに交差するとともに前記第１の直進対偶の一対の対偶素が互いに接離する方向が前記第２の支持面に対して斜め方向であるように、前記第５の回転対偶と前記第６の回転対偶と前記第１の直進対偶とが、前記第２の駆動部と前記作業部との間に直列に接続された第４の組み合わせ対偶と、（II−ii）第７の回転対偶と第２のねじ対偶と第２の直進対偶とを有し、前記第７の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第９の面と前記第２のねじ対偶のねじ中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１０の面とが互いに交差するとともに前記第２の直進対偶の一対の対偶素が互いに接離する方向が前記第２の支持面に対して斜め方向であるように、前記第７の回転対偶と前記第２のねじ対偶と前記第２の直進対偶とが、前記第２の駆動部と前記作業部との間に直列に接続された第５の組み合わせ対偶と、（II−iii）第８の回転対偶と第２のラック・ピニオン対偶と第３の直進対偶とを有し、前記第８の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１１の面と前記第２のラック・ピニオン対偶のピニオン中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第１２の面とが互いに交差するとともに前記第３の直進対偶の一対の対偶素が互いに接離する方向が前記第２の支持面に対して斜め方向であるように、前記第８の回転対偶と前記第２のラック・ピニオン対偶と前記第３の直進対偶とが、前記第２の駆動部と前記作業部との間に直列に接続された第６の組み合わせ対偶と、のうち、いずれか一つを含む。
【００２１】
好ましい第１の態様において、前記第１の接続部は、前記第１の組み合わせ対偶を含み、前記第１の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第１の面と前記第２の面とが互いに直交するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記ねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。前記第２の接続部は、前記第４の組み合わせ対偶を含み、前記第５の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第７の面と前記第８の面とが互いに直交し前記第１の面と前記第７の面とが互いに平行であるように、前記第６の回転対偶の一方の対偶素が前記第２の駆動部に固定され、前記第５の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の直進対偶の前記対偶素の一方が前記第６の回転対偶の他方の対偶素と結合され、前記第１の直進対偶の前記対偶素の他方が前記第５の回転対偶の他方の対偶素と結合される。
【００２２】
好ましい第２の態様において、前記第１の接続部は、前記第１の組み合わせ対偶を含み、前記第１の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第１の面と前記第２の面とが互いに直交するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記ねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。前記第２の接続部は、前記第５の組み合わせ対偶を含み、前記第７の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第９の面と前記第１０の面とが互いに直交し前記第２の回転対偶の前記回転中心線と前記第２のねじ対偶の前記ねじ中心線とが同一直線上に並ぶように、前記第２の直進対偶の前記対偶素の一方が前記第２の駆動部に固定され、前記第２のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第７の回転対偶の一方の対偶素と前記第２の直進対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、前記第７の回転対偶の他方の対偶素と前記第２のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。
【００２３】
好ましい第３の態様において、前記第１の接続部は、前記第２の組み合わせ対偶を含み、前記第３の回転対偶の前記回転中心線が前記第１の支持面に平行であり前記第３の面と前記第４の面とが互いに直交するように、前記第３の回転対偶の一方の対偶素が前記ねじ部材に固定され、前記第１のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第３の回転対偶の他方の対偶素と前記第１のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。前記第２の接続部は、前記第５の組み合わせ対偶を含み、前記第７の回転対偶の前記回転中心線が前記第２の支持面に平行であり前記第９の面と前記第１０の面とが互いに直交し前記第１のねじ対偶の前記ねじ中心線と前記第２のねじ対偶の前記ねじ中心線とが同一直線上に並び前記第１のねじ対偶のねじの巻き方向と前記第２のねじ対偶のねじの巻き方向とが互いに逆方向であるように、前記第２の直進対偶の前記対偶素の一方が前記第２の駆動部に固定され、前記第２のねじ対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第７の回転対偶の一方の対偶素と前記第２の直進対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、前記第７の回転対偶の他方の対偶素と前記第２のねじ対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。
【００２４】
また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した移動作業ロボットを提供する。
【００２５】
移動作業ロボットは、（ａ−１）第１の支持面に沿って少なくとも１方向の並進と、前記第１の支持面に垂直な第１の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第１の駆動部と、（ａ−２）第２の支持面に沿って２方向の並進と、前記第２の支持面に垂直な第２の回転中心軸を中心とする回転とが可能な第２の駆動部と、（ｂ）前記第１の支持面に垂直に延在し前記第１の回転中心軸と同軸であるように前記第１の駆動部に固定されたねじ軸と、（ｃ）前記ねじ軸に螺合するねじ部材と、（ｄ）作業部と、（ｅ−１）前記ねじ部材と前記作業部とを接続する第１の接続部と、（ｅ−２）前記第２の駆動部と前記作業部とを接続する第２の接続部と、を備える。前記第１の接続部は、第１の回転対偶と第２の回転対偶とを有し、前記第１の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第１の面と前記第２の回転対偶の回転中心線を含み前記第１の支持面に垂直な第２の面とが互いに交差するように、前記第１の回転対偶の一方の対偶素が前記ねじ部材に固定され、前記第２の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第１の回転対偶の他方の対偶素と前記第２の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。前記第２の接続部は、第３の回転対偶と第４の回転対偶と第５の回転対偶とを有し、前記第３の回転対偶の回転中心線が前記第２の支持面と非垂直に延在し前記第４の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第３の面と前記第５の回転対偶の回転中心線を含み前記第２の支持面に垂直な第４の面とが互いに交差し前記第３の回転対偶の回転中心線と前記第４の回転対偶の回転中心線とが互いに平行であり前記第２の回転対偶の回転中心線と前記第５の回転対偶の回転中心線とが互いに所定の間隔を設けて互いに平行又は互いに非平行であるように、前記第３の回転対偶の一方の対偶素が前記第２の駆動部に固定され、前記第５の回転対偶の一方の対偶素が前記作業部に固定され、前記第４の回転対偶の一方の対偶素と前記第３の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合され、前記第４の回転対偶の他方の対偶素と前記第５の回転対偶の他方の対偶素とが互いに結合される。
【００２６】
上記構成によれば、第１及び第２の駆動部の並進と回転とを適宜に組み合わせることによって、作業部の位置と姿勢を制御可能である。第１及び第２の駆動部を駆動するモータのみを用いて作業部の位置と姿勢を制御可能であるので、モータを有効利用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、モータを有効利用することができる。その結果、モータの個数を減らすことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は移動作業ロボットの基本構成を示す略図である。（実施例１）
【図２】図２は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−１）
【図３】図３は移動作業ロボットの分解図である。（実施例１−１）
【図４】図４は移動作業ロボットの動作の説明図である。（実施例１−１）
【図５】図５は移動作業ロボットの動作の説明図である。（実施例１−１）
【図６】図６は移動作業ロボットの平面図である。（実施例１−１）
【図７】図７（ａ）は第１及び第２の駆動部の説明図である。（実施例１−１）図７（ｂ）は第１及び第２の駆動部の説明図である。（実施例１−１の変形例１）
【図８】図８は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−１の変形例１−１）
【図９】図９は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−１の変形例１−２）
【図１０】図１０は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−１の変形例１−３）
【図１１】図１１は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−１の変形例２）
【図１２】図１２はユニバーサルジョイントの要部斜視図である。（実施例１−１の変形例２）
【図１３】図１３は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−１の変形例３）
【図１４】図１４は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−２）
【図１５】図１５は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−２の変形例１）
【図１６】図１６は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−２の変形例２）
【図１７】図１７は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−３）
【図１８】図１８は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−３の変形例１）
【図１９】図１９は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−３の変形例２）
【図２０】図２０は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−３の変形例３）
【図２１】図２１は移動作業ロボットの説明図である。（実施例１−３の変形例４）
【図２２】図２２は移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−１）
【図２３】図２３は移動作業ロボットの平面図である。（実施例２−１）
【図２４】図２４は移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−１の変形例１）
【図２５ａ】図２５ａは移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−１の変形例２）
【図２５ｂ】図２５ｂは移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−１の変形例２）
【図２６】図２６は移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−２）
【図２７】図２７は移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−２の変形例１）
【図２８】図２８は移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−２の変形例２）
【図２９】図２９は移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−２の変形例３）
【図３０】図３０は移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−３）
【図３１】図３１は移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−３の変形例１）
【図３２】図３２は移動作業ロボットの説明図である。（実施例２−３の変形例２）
【図３３】図３３は移動作業ロボットの説明図である。（実施例３）
【図３４】図３４は移動作業ロボットの平面図である。（実施例３）
【図３５】図３５は移動作業ロボットの説明図である。（実施例３の変形例）
【図３６】図３６は移動作業ロボットの説明図である。（説明例）
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
＜実施例１＞  実施例１の移動作業ロボットについて、図１〜図２１を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は、実施例１の移動作業ロボット１０の基本構成を示す略図である。図１に示すように、移動作業ロボット１０は、第１の支持面２に沿って移動する第１の駆動部１２と、第２の支持面３に沿って移動する第２の駆動部１３と、第１の支持面２に垂直に延在する第１のねじ軸１４と、第２の支持面３に垂直に延在する第２のねじ軸１５と、第１のねじ軸１４に螺合する第１のねじ部材１６と、第２のねじ軸１５に螺合する第２のねじ部材１７と、第１のねじ部材１６と作業部３０とを接続する第１の接続部１８と、第２のねじ部材１７と作業部３０とを接続する第２の接続部１９と、を備えている。なお、本実施例や後述する実施例及び変形例の図面には、ねじ軸１４，１５に形成されたおねじと、ねじ部材１６，１７に形成されためねじとが螺合する構成が概念的に図示されているが、これ以外の構成としても構わない。例えば、ねじ軸１４，１５に形成されためねじと、ねじ部材１６，１７に形成されたおねじとが螺合する構成としても構わない。
【００３２】
第１のねじ軸１４は、第１の支持面２に垂直に延在するように、すなわち、第１のねじ軸１４のねじ中心線１４ｘが第１の支持面２に垂直であるように、第１の駆動部１２に固定されている。第２のねじ軸１５は、第２の支持面３に垂直に延在するように、すなわち、第２のねじ軸１５のねじ中心線１５ｘが第２の支持面３に垂直であるように、第２の駆動部１３に固定されている。
【００３３】
第１の駆動部１２は、第１の支持面２に沿って、少なくとも１方向の並進が可能であり、かつ、第１のねじ軸１４のねじ中心線１４ｘを中心に正逆両方向の回転が可能である。すなわち、第１のねじ軸１４は、第１の駆動部１２が回転するときの第１の支持面２に垂直な第１の回転中心軸と同軸であるように、第１の駆動部１２に固定されている。第２の駆動部１３は、第２の支持面３に沿って、少なくとも１方向の並進が可能であり、かつ、第２のねじ軸１５のねじ中心線１５ｘを中心に正逆両方向の回転が可能である。すなわち、第２のねじ軸１５は、第２の駆動部１３が回転するときの第２の支持面３に垂直な第２の回転中心軸と同軸であるように、第２の駆動部１３に固定されている。第１及び第２の支持面２，３は、同一面であってもよいし、互いに異なる面であってもよい。第１及び第２の支持面２，３が互いに異なる面である場合には、第１及び第２の支持面２，３は、互いに平行でも、互いに非平行でもよい。以下では、第１及び第２の支持面２，３が互いに平行である場合について、説明する。第１及び第２の駆動部１２，１３は、例えば、ロボットの移動装置として公知の構成を採用することができ、それぞれ、少なくとも１個の駆動用のモータ１２ｍ，１３ｍを備える。
【００３４】
作業部３０は、移動作業ロボット１０が行う作業に必要な装置や工具などが設けられたり、移動作業ロボット１０が行う作業に適した形状に構成されたりする。
【００３５】
第１の接続部１８は、第１のねじ部材１６と作業部３０との、第１のねじ軸１４のねじ中心線１４ｘまわりの相対回転を禁止するように、かつ、第１のねじ部材１６と作業部３０との、第１のねじ軸１４のねじ中心線１４ｘと直交する面に含まれる第１の回転中心線まわりの相対回転と、第１の回転中心線及び第１のねじ軸１４のねじ中心線１４ｘと非平行である第２の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、第１のねじ部材１６と作業部３０とを接続する。第２の接続部１９は、第２のねじ部材１７と作業部３０との、第２のねじ軸１５のねじ中心線１５ｘまわりの相対回転を禁止するように、かつ、第２のねじ部材１７と作業部３０との、第２のねじ軸１５のねじ中心線１５ｘと直交する面に含まれる第３の回転中心線まわりの相対回転と、第３の回転中心線及び第２のねじ軸１５のねじ中心線１５ｘと非平行である第４の回転中心線まわりの相対回転とを許容するように、第２のねじ部材１７と作業部３０とを接続する。
【００３６】
移動作業ロボット１０は、第１及び第２の駆動部１２，１３の並進及び回転を適宜に組み合わせることによって、作業部３０の３自由度の位置と３自由度の回転とを制御可能である。
【００３７】
例えば、第１及び第２の駆動部１２，１３が、それぞれ、１方向の並進と正逆両方向の回転とが可能である場合、第１及び／又は第２の駆動部１２，１３が必要に応じて回転して、第１及び第２の駆動部１２，１３の並進可能な方向を同じ方向に揃えた後、第１及び第２の駆動部１２，１３が同じ方向に同じ速度で並進することによって、作業部３０を第１及び第２の支持面２，３に平行な任意の２方向に移動させることができる。第１及び／又は第２の駆動部１２，１３が２方向の並進と正逆両方向の回転が可能であれば、並進可能な方向を同じ方向に揃える工程が不要又は容易になる。
【００３８】
第１及び第２の駆動部１２，１３が、第１及び第２のねじ軸１４，１５のねじ中心線１４ｘ，１５ｘを中心に回転すると、第１及び第２のねじ部材１６，１７が第１および第２のねじ軸１４，１５に沿って移動する。第１及び第２のねじ部材１６，１７が同じ方向に同じ速度で移動するように第１及び第２の駆動部１２，１３が回転することによって、作業部３０を、第１及び第２のねじ軸１４，１５と平行な方向、すなわち第１及び第２の支持面２，３に垂直な方向に移動させることができる。
【００３９】
したがって、作業部３０の３自由度の位置を制御可能である。
【００４０】
第１及び第２の駆動部１２，１３は、並進と回転を組み合わせて移動方向を適宜に変えながら、第１及び第２の支持面２，３に沿って移動することによって、第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸のまわりを旋回（向きを変えながら移動）することができる。このとき、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に垂直な第３の軸のまわりを回転する。
【００４１】
詳しくは後述するが、第１及び第２の駆動部１２，１３の回転によって第１及び第２のねじ部材１６，１７の高さに差が生じたり、第１及び第２の駆動部１２，１３の並進によって第１のねじ部材１６と第２のねじ部材１７との間の距離が変化したりすることによって、作業部３０が、第１および第２のねじ軸１４，１５のねじ中心線１４ｘ，１５ｘと垂直な面に含まれる第１の軸を中心に回転したり、第１及び第３の軸と非平行な第２の軸を中心に回転したりするように、第１及び第２の接続部１８，１９を構成することができる。
【００４２】
したがって、作業部３０の３自由度の姿勢を制御可能である。
【００４３】
移動作業ロボット１０は、第１及び第２の駆動部１２，１３の駆動用のモータ１２ｍ，１３ｍを用いて作業部３０の位置と姿勢を制御可能であるので、モータを有効利用することができる。
【００４４】
以下、実施例１の具体的な構成について説明する。
【００４５】
＜実施例１−１＞  図２は、実施例１−１の移動作業ロボット１０ａの構成を概念的に示す説明図である。図３は、移動作業ロボット１０ａの具体的な構造を示す分解図である。
【００４６】
図２及び図３に示すように、第１の支持面２に沿って移動する第１の駆動部１２ａに、第１のねじ軸１４が、第１の支持面２に垂直に延在するように固定されている。第２の支持面３に沿って移動する第２の駆動部１３ａに、第２のねじ軸１５が、第２の支持面３に垂直に延在するように固定されている。
【００４７】
第１のねじ軸１４に螺合している第１のねじ部材１６と作業部３０との間を接続する第１の接続部１８ａは、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂを有する組み合わせ対偶２０ａを含む。２つの回転対偶２２ａ，２２ｂは、第１のねじ部材１６と作業部３０との間に直列に接続されている。回転対偶２２ａ，２２ｂは、回転中心線２２ｍ，２２ｎを中心に相対回転自在である２つの対偶素２２ｐ，２２ｑ；２２ｓ，２２ｔを有する。
【００４８】
一方の回転対偶２２ａの一方の対偶素２２ｐは、一方の回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍが第１の支持面２に非垂直であるように、好ましくは、第１の支持面２に平行であるように、第１のねじ部材１６に固定されている。他方の回転対偶２２ｂの一方の対偶素２２ｓは、作業部３０に固定されている。２つの回転対偶２２ａ，２２ｂの他方の対偶素２２ｑ，２２ｔは、それぞれ回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎを含み第１の支持面２に垂直な２つの面が互いに直交するように、互いに結合されている。２つの回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎは、互いに交わっても交わらなくてもよい。
【００４９】
第２のねじ軸１５に螺合している第２のねじ部材１７と作業部３０との間を接続する第２の接続部１９ａは、回転対偶２３ａとねじ対偶２５とを有する組み合わせ対偶２１ａを含む。回転対偶２３ａとねじ対偶２５は、第２のねじ部材１７と作業部３０との間に直列に接続されている。ねじ対偶２５は、ねじ結合する２つの対偶素２５ｐ，２５ｑを有する。ねじ対偶２５は、２つの対偶素２５ｐ，２５ｑが、ねじ中心線２５ｍの方向に相対移動自在であり、かつ、相対移動に伴ってねじ中心線２５ｍを中心に相対回転するように、例えばボールねじのように、対偶素２５ｐ，２５ｑの相対移動及び相対回転の抵抗が少ないものを用いる。
【００５０】
回転対偶２３ａの一方の対偶素２３ｐは、回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍが第２の支持面３に非垂直であるように、好ましくは、第２の支持面３に平行であるように、第２のねじ部材１７に固定されている。ねじ対偶２５の一方の対偶素２５ｐは、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍと、対偶素２２ｓが作業部３０に固定されている第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとが同一直線上に並ぶように、作業部３０に固定されている。回転対偶２３ａの他方の対偶素２３ｑと、ねじ対偶２５の他方の対偶素２５ｑとは、互いに結合されている。回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍと、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍとは、互いに交わっても交わらなくてもよい。
【００５１】
図６は、支持面２，３に垂直に見た移動作業ロボット１０ａの平面図である。図６（ａ）に示すように、第１の接続部１８ａの一方の回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍを含み第１の支持面２に垂直な面２ｐと、第１の接続部１８ａの他方の回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎを含み第１の支持面２に垂直な面２ｑとが互いに直交する。また、第２の接続部１９ａの回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍを含み第２の支持面３に垂直な面３ｐと、第２の接続部１９ａのねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍを含み第２の支持面３に垂直な面３ｑとが互いに直交する。このように２つの面２ｐ，２ｑ；３ｐ，３ｑが互いに直交すると、第１のねじ部材１６に対偶素２２ｐが固定されている回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍと、第２のねじ部材１７に対偶素２３ｐが固定されている回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍとが互いに平行になり、第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａの動作に連動して、作業部３０が円滑に動き、移動作業ロボット１０ａの組立・調整や制御が簡単である。
【００５２】
もっとも、図６（ｂ）に示すように、それぞれ回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎを含み第１の支持面２に垂直な２つの面２ｐ，２ｑが互いに斜めに交差し、それぞれ回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍ又はねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍを含み第２の支持面３に垂直な２つの面３ｐ，３ｑが互いに斜めに交差する構成も可能である。また、第１又は第２の接続部１８ａ，１９ａのうち、一方は図６（ａ）のように２つの面２ｐ，２ｑ（又は３ｐ，３ｑ）が互いに直交し、他方が図６（ｂ）のように２つの面３ｐ，３ｑ（又は２ｐ，２ｑ）は互いに斜めに交差する構成も可能である。
【００５３】
図７（ａ）は、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの説明図である。図７（ａ）において矢印で示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａは、支持面２，３に沿って２方向の並進と、支持面２，３に垂直な軸を中心とする正逆両方向の回転とが可能である。
【００５４】
図４及び図５は、移動作業ロボット１０ａの動作の説明図である。
【００５５】
図４（ａ）において矢印１２ｘ，１３ｘで示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが、第１及び第２の支持面２，３に沿って同じ方向に同じ速度で移動すると、作業部３０は、矢印３０ｘで示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの移動方向と同じ方向に移動する。
【００５６】
図４（ｂ）において、図４（ａ）の矢印１２ｘ，１３ｘとは異なる方向の矢印１２ｙ，１３ｙで示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが、第１及び第２の支持面２，３に沿って同じ方向に同じ速度で移動すると、作業部３０は、矢印３０ｙで示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの移動方向と同じ方向に移動する。
【００５７】
図４（ｃ）において矢印１２ｐ，１３ｐで示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが相対位置関係を保ちながら、第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸４ｐを中心に旋回（向きを変えながら移動）すると、作業部３０は、矢印３０ｐで示すように、第１及び第２の支持面２，３に垂直な第３の軸４ｐを中心に回転する。
【００５８】
図５（ａ）において矢印１２ｚ，１３ｚで示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転して、第１及び第２のねじ部材１６，１７が同じ速度で同じ方向に昇降すると、作業部３０は、矢印３０ｚで示すように、第１及び第２の支持面２，３に対して垂直方向に移動する。
【００５９】
図５（ｂ）において矢印１２ｑ，１３ｑで示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転して第１及び第２のねじ部材１６，１７が互いに異なる方向に移動すると、又は同じ方向に異なる速度で移動すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に対する角度が変化する。これにより、作業部３０は、矢印３０ｑで示すように、第１及び第２の支持面２，３に平行な第１の軸４ｑを中心に回転する。
【００６０】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転するとき、回転対偶２２ａと回転対偶２３ａとの間の距離が変化して、ねじ対偶２５の対偶素２５ｐ，２５ｑが相対回転すると、後述するように、作業部３０は、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍを中心に回転する。第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転するとき、回転対偶２２ａと回転対偶２３ａとの間の距離を一定に保つように、第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａがねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍを含み第１及び／又は第２の支持面２，３に垂直な面に対して平行な方向に第１及び／又は第２の支持面２，３に沿って移動すれば、作業部３０は、第１の軸４ｑのみを中心に回転する。
【００６１】
図５（ｃ）において矢印１２ｒ，１３ｒで示すように、第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａが、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍと平行な方向に第１及び第２の支持面２，３に沿って移動して、第１の駆動部１２ａと第２の駆動部１３ａとの、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍと平行な方向の相対距離が変化すると、ねじ対偶２５の対偶素２５ｐ，２５ｑが相対回転し、作業部３０は、矢印３０ｒで示すように、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍ、すなわち第２の軸２５ｍを中心に回転する。
【００６２】
したがって、移動作業ロボット１０ａは、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの並進及び回転を適宜に組み合わせることによって、作業部３０の３自由度の位置と３自由度の回転とを制御可能である。
【００６３】
第２の接続部１９ａのねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍと、第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとが同一直線上に並ぶ構成にすると、組立・調整・制御等が容易になる。もっとも、第２の接続部１９ａのねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍと第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとが、所定の間隔を設けて互いに平行、又は互いに非平行であっても、作業部３０の位置や姿勢を制御可能である。
【００６４】
以下、実施例１−１の移動作業ロボット１０ａの変形例１〜３について説明する。以下では、実施例１−１と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例１−１との相違点を中心に説明する。
【００６５】
図７（ｂ）は、変形例１で用いる第１及び第２の駆動部１２ｂ，１３ｂの説明図である。図７（ｂ）に示すように、第１及び第２の駆動部１２ｂ，１３ｂは、支持面２，３に沿って１方向の並進と、支持面２，３に垂直な軸を中心とする正逆両方向の回転とが可能である。変形例１では、２方向の並進と正逆両方向の回転とが可能である実施例１−１の第１の駆動部１２ａ及び／又は第２の駆動部１３ａの代わりに、１方向の並進と正逆両方向の回転とが可能である第１の駆動部１２ｂ及び／又は第２の駆動部１３ｂを用いる。
【００６６】
図８〜図１０は、変形例１の移動作業ロボットの説明図である。図８に示す変形例１−１では、２方向の並進と正逆両方向の回転とが可能な第１の駆動部１２ａと、１方向の並進と正逆両方向の回転とが可能な第２の駆動部１３ｂとを用いる。図９に示す変形例１−２では、１方向の並進と正逆両方向の回転とが可能な第１の駆動部１２ｂと、２方向の並進と正逆両方向の回転とが可能な第２の駆動部１３ａとを用いる。図１０に示す変形例１−３では、１方向の並進移動と正逆両方向の回転とが可能な第１及び第２の駆動部１２ｂ，１３ｂを用いる。
【００６７】
図１１は、変形例２の移動作業ロボットの説明図である。図１１に示すように、第１のねじ部材１６と作業部３０との間を接続する第１の接続部１８ｂは、ユニバーサルジョイント２０ｂを含んでいる。図１２は、ユニバーサルジョイント２０ｂの要部斜視図である。図１１及び図１２に示すように、ユニバーサルジョイント２０ｂは、２つの回転対偶２２ｃ，２２ｄを有する組み合わせ対偶２０ｂである。回転対偶２２ｃ，２２ｄは、それぞれの回転中心線２２ｘ，２２ｙが互いに交差するように、好ましくは直交するように、それぞれの一方の対偶素２２ｊ，２２ｖが互いに結合されている。
【００６８】
図１１及び図１２では一部のみ図示されているが、一方の対偶素２２ｊ，２２ｖは十字状に互いに結合されていてもよい。また、他方の対偶素２２ｉ，２２ｕは、二股に枝分かれした端部の間に、一方の対偶素２２ｊ，２２ｖの両端を回転自在に支持する構造となっていてもよい。
【００６９】
図１３は、変形例３の説明図である。図１３に示すように、第１の接続部１８ｃは、第２の接続部１９ａと同様に、回転対偶２２ａとねじ対偶２４とを有する組み合わせ対偶２０ｃを含んでいる。第１の接続部１８ｃのねじ対偶２４のねじの巻き方向と、第２の接続部１９ａのねじ対偶２５のねじの巻き方向とは、互いに逆方向である。
【００７０】
第１の接続部１８ｃは、回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍを含み第１の支持面２に垂直な面と、ねじ対偶２４のねじ中心線２４ｍを含み第１の支持面２に垂直な面とが直交する。第２の接続部１９ａは、回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍを含み第２の支持面３に垂直な面と、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍを含み第２の支持面３に垂直な面とが直交する。回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍは第１の支持面２と平行であり、回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍは第２の支持面３と平行であり、回転対偶２２ａ，２３ａの回転中心線２２ｍ，２３ｍは互いに平行である。
【００７１】
なお、回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍを含み第１の支持面２に垂直な面と、ねじ対偶２４のねじ中心線２４ｍを含み第１の支持面２に垂直な面とが、非垂直に交差し、回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍを含み第２の支持面３に垂直な面と、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍを含み第２の支持面３に垂直な面とが非垂直に交差する構成とすることも可能である。回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍが第１の支持面２と非平行であり、回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍが第２の支持面３と非平行である構成とすることも可能である。
【００７２】
なお、変形例１〜３を適宜に組み合わせた構成とすることも可能である。例えば、変形例２や変形例３の第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａの代わりに、変形例１のように、１方向の並進と正逆両方向の回転とが可能である第１及び／又は第２の駆動部１２ｂ，１３ｂを用いてもよい。
【００７３】
＜実施例１−２＞  図１４は、実施例１−２の移動作業ロボット１０ｂの説明図である。図１４に示すように、実施例１−２の移動作業ロボット１０ｂは、実施例１−１の移動作業ロボット１０ａと略同様に構成され、ねじ対偶２５の代わりに回転対偶２３ｂを用いる点が実施例１−１と異なる。
【００７４】
図１４に示すように、第１の接続部１８ａは、実施例１−１と同じ構成であり、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂが第１のねじ部材１６と作業部３０との間に直列に接続された組み合わせ対偶２０ａを含む。第１のねじ部材１６に接続される一方の回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍは第１の支持面２に平行であり、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂは、それぞれ回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎを含み第１の支持面２に垂直な２つの面が互いに直交するように、直列に接続されている。
【００７５】
第２の接続部１９ｂは、実施例１−１と異なり、２つの回転対偶２３ａ，２３ｂが第２のねじ部材１７と作業部３０との間に直列に接続された組み合わせ対偶２１ｂを含む。一方の回転対偶２３ａの一方の対偶素２３ｐは、一方の回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍが第２の支持面３に非垂直であるように、好ましくは、第２の支持面３に平行であるように、第２のねじ部材１７に固定されている。他方の回転対偶２３ｂの一方の対偶素２３ｓは、他方の回転対偶２３ｂの回転中心線２３ｎと、作業部３０に対偶素２２ｓが固定されている第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとが所定の間隔を設けて互いに平行であるように、作業部３０に固定されている。第２の接続部１９ｂの２つの回転対偶２３ａ，２３ｂの他方の対偶素２３ｑ，２３ｔは、それぞれ回転対偶２３ａ，２３ｂの回転中心線２３ｍ，２３ｎを含み第２の支持面３に垂直な２つの面が互いに直交するように、互いに結合されている。
【００７６】
次に、移動作業ロボット１０ｂの動作について説明する。
【００７７】
実施例１−１と同様に、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが、第１及び第２の支持面２，３に沿って２方向に並進すると、作業部３０は、２自由度の位置が変化する。第１及び第２のねじ部材１６，１７が同じ方向に同じ速度で移動するように第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転すると、作業部３０は、他の１自由度の位置が変化する。
【００７８】
実施例１−１と同様に、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に旋回（向きを変えながら移動）すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に回転する。第１及び第２のねじ部材１６，１７が互いに異なる方向に移動するように、又は同じ方向に互いに異なる速度で移動するように第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転し、かつ回転対偶２２ａと回転対偶２３ａとの間の距離を一定に保つように、第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転中心線２２ｎ，２３ｎを含み第１及び／又は第２の支持面２，３に垂直な面に対して平行な方向に並進すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に平行な第１又は第３の回転中心線を中心に回転する。
【００７９】
実施例１−１と異なり、第１及び第２のねじ部材１６，１７の高さに差が生じている状態で、第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａが、作業部３０に対偶素２２ｓ，２３ｓが固定されている回転対偶２２ｂ，２３ｂの回転中心線２２ｎ，２３ｎに垂直な面に対して平行な方向に並進して、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの、回転中心線２２ｎ，２３ｎに垂直な面に対して平行な方向の相対距離が変化すると、作業部３０は、回転中心線２２ｎ，２３ｎと平行な回転中心線を中心に、すなわち第１又は第３の回転中心線と非平行な第２又は第４の回転中心線を中心に回転する。
【００８０】
したがって、移動作業ロボット１０ｂは、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの並進及び回転を適宜に組み合わせることによって、作業部３０の位置と回転を制御可能である。
【００８１】
なお、第１及び第２の接続部１８ａ，１９ｂの組み合わせ対偶２０ａ，２１ｂのうち、いずれか一方又は両方を、ユニバーサルジョイントに置き換えてもよい。また、第１及び第２の接続部１８ａ，１９ｂの組み合わせ対偶２０ａ，２１ｂのうち、一方又は両方において、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂ；２３ａ，２３ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎ；２３ｍ，２３ｎは、互いに非平行であればよい。すなわち、回転中心線２２ｍ，２２ｎ；２３ｍ，２３ｎが斜め（非直角）に互いに交わる構成や、間隔を設けて交差して互いに交わらない構成としてもよい。また、第１のねじ部材１６に対偶素２２ｐが接続される回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍが、第１の支持面２と非平行かつ非垂直となる構成であってもよい。また、第２のねじ部材１７に対偶素２３ｐが接続された回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍが、第２の支持面３と非平行かつ非垂直となる構成であってもよい。また、作業部３０に対偶素２２ｓ，２３ｓが固定されている回転対偶２２ｂ，２３ｂの回転中心線２２ｎ，２３ｎが間隔を設けて互いに平行であると、組立・調整・制御などが容易になり、好ましいが、これらの回転対偶２２ｂ，２３ｂの回転中心線２２ｎ，２３ｎが互いに非平行な構成としてもよい。いずれの場合も、作業部３０の位置や姿勢の制御が可能である。
【００８２】
図１５は、実施例１−２の変形例１の説明図である。図１５に示すように、第１及び第２の駆動部のいずれか一方１２ａは、２方向の並進移動と回転とが可能であり、他方１３ｂは、１方向の並進移動と回転とが可能であるように構成してもよい。
【００８３】
図１６は、実施例１−２の変形例２の説明図である。図１６に示すように、第１及び第２の駆動部の両方１２ｂ，１３ｂが、１方向の並進移動と回転とが可能であるように構成してもよい。
【００８４】
＜実施例１−３＞  図１７は、実施例１−３の移動作業ロボット１０ｃの説明図である。実施例１−３の移動作業ロボット１０ｃの第２の接続部１９ｃは、ねじ対偶２５の代わりにラック・ピニオン対偶２７を含む。
【００８５】
図１７に示すように、第１の接続部１８ａは、実施例１−１と同じ構成であり、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂが第１のねじ部材１６と作業部３０との間に直列に接続された組み合わせ対偶２０ａを含む。第１のねじ部材１６に接続される一方の回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍは第１の支持面２に平行であり、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂは、それぞれ回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎを含み第１の支持面２に垂直な２つの面が互いに直交するように、直列に接続されている。
【００８６】
第２の接続部１９ｃは、回転対偶２３ａとラック・ピニオン対偶２７とが第２のねじ部材１７と作業部３０との間に直列に接続された組み合わせ対偶２１ｃを含む。回転対偶２３ａの一方の対偶素２３ｐは、回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍが第２の支持面３に平行であるように、第２のねじ部材１７に固定されている。
【００８７】
ラック・ピニオン対偶２７は、ピニオン２７ｕとピニオン２７ｕに固定された回転軸とを含むピニオン側対偶素２７ｐと、ラック２７ｖを含むラック側対偶素２７ｑとを有し、ピニオン２７ｕがラック２７ｖと噛み合って回転しながらラック２７ｖに沿って移動自在に構成されている。ピニオン側対偶素２７ｐは、ピニオン２７ｕの回転中心線であるピニオン中心線２７ｍと、作業部３０に対偶素２２ｓが固定されている第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとが同一直線上に並ぶように、作業部３０に固定されている。
【００８８】
ピニオン中心線２７ｍと、第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとが同一直線上に並ぶ構成にすると、組立・調整・制御等が容易になる。もっとも、ピニオン中心線２７ｍと、第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとが、所定の間隔を設けて互いに平行、又は互いに非平行な構成とすることも可能である。
【００８９】
第２の接続部１９ｃの回転対偶２３ａの他方の対偶素２３ｑとラック・ピニオン対偶２７のラック側対偶素２７ｑとは、回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍを含み第２の支持面３に垂直な面と、ピニオン中心線２７ｍを含み第２の支持面３に垂直な面とが互いに直交するように、互いに結合している。
【００９０】
次に、移動作業ロボット１０ｃの動作について説明する。
【００９１】
実施例１−１と同様に、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが、第１及び第２の支持面２，３に沿って２方向に並進すると、作業部３０は、２自由度の位置が変化する。第１及び第２のねじ部材１６，１７が同じ方向に同じ速度で移動するように第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転すると、作業部３０は、他の１自由度の位置が変化する。
【００９２】
実施例１−１と同様に、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に旋回（向きを変えながら移動）すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に回転する。第１及び第２のねじ部材１６，１７が互いに異なる方向に移動するように、又は同じ方向に互いに異なる速度で移動するように第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転し、かつ回転対偶２２ａと回転対偶２３ａとの間の距離を一定に保つように、第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａが回転中心線２２ｎ及び／又はピニオン中心線２７ｍを含み第１及び／又は第２の支持面２，３に垂直な面に対して平行な方向に並進すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に平行な第１又は第３の回転中心線を中心に回転する。
【００９３】
実施例１−１と異なり、第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａが、作業部３０に対偶素２２ｓ，２７ｐが固定されている回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎ及びラック・ピニオン対偶２７のピニオン中心線２７ｍに垂直な面に対して平行な方向に並進して、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの、回転中心線２２ｎ及びピニオン中心線２７ｍに垂直な面に対して平行な方向の相対距離が変化すると、作業部３０は、回転中心線２２ｎ及びピニオン中心線２７ｍと平行な回転中心線を中心に、すなわち第１又は第３の回転中心線と非平行な第２又は第４の回転中心線を中心に回転する。
【００９４】
したがって、移動作業ロボット１０ｃは、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの並進及び回転を適宜に組み合わせることによって、作業部３０の位置と回転を制御可能である。
【００９５】
なお、第１の接続部１８ａの組み合わせ対偶２０ａを、ユニバーサルジョイントに置き換えてもよい。また、第１及び第２の接続部１８ａ，１９ｃの組み合わせ対偶２０ａ，２１ｃのうち、一方又は両方において、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎは互いに非平行、回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍ及びラック・ピニオン対偶２７のピニオン中心線２７ｍは互いに非平行であればよい。すなわち、回転中心線２２ｍ，２２ｎが斜め（非直角）に互いに交わる構成や、間隔を設けて交差して互いに交わらない構成や、回転中心線２３ｍとピニオン中心線２７ｍが斜め（非直角）に互いに交わる構成や、間隔を設けて交差して互いに交わらない構成であっても、作業部３０の位置や姿勢の制御が可能である。また、第１のねじ部材１６に対偶素２２ｐが接続される回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍが、第１の支持面２と非平行かつ非垂直となる構成であってもよい。また、第２のねじ部材１７に対偶素２３ｐが接続された回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍが、第２の支持面３と非平行かつ非垂直となる構成であってもよい。
【００９６】
図１８〜図２１は、実施例１−３の変形例１〜４の説明図である。図１８及び図１９に示すように、第１及び第２の駆動部のいずれか一方１２ａ，１３ａが、２方向の並進移動と回転とが可能であり、他方１２ｂ，１３ｂが、１方向の並進移動と回転とが可能であるように構成してもよい。図２０に示すように、第１及び第２の駆動部の両方１２ｂ，１３ｂが、１方向の並進移動と回転とが可能であるように構成してもよい。図２１に示すように、第１の接続部１８ｍは、図１７に示されている組み合わせ対偶２０ａの一方の回転対偶２２ｂを、ラック・ピニオン対偶２７とは逆向き（ラックとピニオンの上下が逆）のラック・ピニオン対偶２６に置き換えた構成としてもよい。なお、変形例１〜４を適宜に組み合わせた構成とすることも可能である。
【００９７】
＜実施例２＞  実施例２の移動作業ロボットについて、図２２〜図３２を参照しながら説明する。実施例２の移動作業ロボットは、第１及び第２の駆動部の一方にのみ、ねじ軸が固定され、第１及び第２の駆動部の他方と作業部とを接続する接続部が直進対偶を含む。第１及び第２の駆動部や、ねじ軸に螺合するねじ部材と作業部とを接続する接続部は、実施例１と同じ構成である。以下では、実施例１との相違点を中心に説明する。
【００９８】
＜実施例２−１＞  図２２は、実施例２−１の移動作業ロボット１０ｓの説明図である。図２２に示すように、第１の支持面２に沿って２方向の並進と、第１の支持面２に垂直な第１の回転中心軸を中心とする回転とが可能である第１の駆動部１２ａにねじ軸１４が固定され、このねじ軸１４にねじ部材１６が螺合している。第２の支持面３に沿って２方向の並進と、第２の支持面３に垂直な第２の回転中心軸を中心とする回転とが可能である第２の駆動部１３ａには、ねじ軸が固定されていない。作業部３０は、第１の接続部１８ａを介してねじ部材１６と接続され、第２の接続部１９ｓを介して第２の駆動部１３ａに接続されている。
【００９９】
第１の接続部１８ａは、実施例１−１等と同様に、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂがねじ部材１６と作業部３０との間に直列に接続された組み合わせ対偶２０ａを含む。ねじ部材１６に接続される一方の回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍは第１の支持面２に平行である。
【０１００】
第２の接続部１９ｓは、２つの回転対偶２３ａ，２３ｂと１つの直進対偶２９とを有する組み合わせ対偶２１ｓを含む。一方の回転対偶２３ａの一方の対偶素２３ｐは、第２の駆動部１３ａに固定されている。他方の回転対偶２３ｂの一方の対偶素２３ｓは、作業部３０に固定されている。
【０１０１】
直進対偶２９は、対偶素２９ｐ，２９ｑが、対偶素２９ｐ，２９ｑが共有する共有直線２９ｍの方向に接離自在に構成されている。直進対偶２９の対偶素２９ｐ，２９ｑは、共有直線２９ｍが第２の支持面３に対して斜めであるように、回転対偶２３ａ，２３ｂの他方の対偶素２３ｑ，２３ｔと互いに結合されている。
【０１０２】
ねじ部材１６に対偶素２２ｐが固定されている第１の接続部１８ａの回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍを含み第１の支持面２に垂直な面と、作業部３０に対偶素２３ｓが固定されている第２の接続部２１ｓの他方の回転対偶２３ｂの回転中心線２３ｎを含み第２の支持面３に垂直な面とは、互いに平行である。
【０１０３】
図２３は、支持面２，３に垂直に見た移動作業ロボット１０ｓの平面図である。図２３（ａ）に示すように、第１の接続部１８ａの一方の回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍを含み第１の支持面２に垂直な面２ｐと、第１の接続部１８ａの他方の回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎを含み第１の支持面２に垂直な面２ｑとが互いに直交する。２つの回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎは、互いに交わっても交わらなくてもよい。また、第２の接続部１９ｓの一方の回転対偶２３ａの回転中心線２３ｍを含み第２の支持面３に垂直な面３ｐと、第２の接続部１９ｓの他方の回転対偶２３ｂの回転中心線２３ｎを含み第２の支持面３に垂直な面３ｑとが互いに直交する。２つの回転対偶２３ａ，２３ｂの回転中心線２３ｍ，２３ｎは、互いに交わっても交わらなくてもよい。２つの面２ｐ，２ｑ；３ｐ，３ｑが互いに直交すると、移動作業ロボット１０ｓの組立・調整や制御が簡単である。
【０１０４】
もっとも、図２３（ｂ）に示すように、それぞれ回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎを含み第１の支持面２に垂直な２つの面２ｐ，２ｑが互いに斜めに交差し、それぞれ回転対偶２３ａ，２３ｂの回転中心線２３ｍ，２３ｎを含み第２の支持面３に垂直な２つの面３ｐ，３ｑが互いに斜めに交差する構成も可能である。また、第１又は第２の接続部１８ａ，１９ｓのうち、一方が図２３（ａ）のように２つの面２ｐ，２ｑ（又は３ｐ，３ｑ）が直交し、他方が図２３（ｂ）のように２つの面３ｐ，３ｑ（又は２ｐ，２ｑ）が斜めに交差する構成も可能である。
【０１０５】
図２３には、回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍを含み第１の支持面２に垂直な面２ｐと、回転対偶２３ｂの回転中心線２３ｎを含み第２の支持面３に垂直な面３ｑとが互いに平行な場合が例示されているが、これらの面２ｐ，３ｑが斜めに交差する構成としてもよい。
【０１０６】
次に、移動作業ロボット１０ｓの動作について説明する。
【０１０７】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが、第１及び第２の支持面２，３に沿って２方向に並進すると、作業部３０は、２自由度の位置が変化する。第１の駆動部１２ａが回転してねじ部材１６が昇降し、同時に、第２の駆動部１３ａが、直進対偶２９の共有直線２９ｍを含み第２の支持面３に垂直な面と平行な方向に並進して、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂ，２３ｂの高さの差が変化することなく、回転対偶２２ｂ，２３ｂの高さが変化すると、作業部３０は、他の１自由度の位置が変化する。
【０１０８】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に旋回（向きを変えながら移動）すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に回転する。第１の駆動部１２ａが回転してねじ部材１６が昇降したり、第２の駆動部１３ａが、直進対偶２９の共有直線２９ｍを含み第２の支持面３に垂直な面と平行な方向に並進したりして、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂ，２３ｂの高さに差が生じると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に平行な第１又は第３の回転中心線を中心に回転する。第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａが、作業部３０に対偶素２２ｓが固定されている回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎに垂直な面と平行な方向に並進して、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの、回転中心線２２ｎに垂直な面と平行な方向の相対距離が変化すると、作業部３０は、回転中心線２２ｎに平行な回転中心線、すなわち第１又は第３の回転中心線と非平行な第２又は第４の回転中心線を中心に回転する。
【０１０９】
したがって、移動作業ロボット１０ｓは、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの並進及び回転を適宜に組み合わせることによって、作業部３０の位置と回転を制御可能である。
【０１１０】
なお、組み合わせ対偶２０ａを、ユニバーサルジョイントに置き換えてもよい。また、第１のねじ部材１６に接続された回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍが、第１の支持面２と非平行かつ非垂直となる構成であってもよい。
【０１１１】
図２４は、実施例２−１の変形例１の説明図である。図２４に示すように、第１の駆動部１２ｂが１方向の並進移動と回転とが可能であり、第２の駆動部１３ａが２方向の並進移動と回転とが可能であるように構成してもよい。
【０１１２】
図２５ａ及び図２５ｂは、実施例２−１の変形例２の説明図である。図２５ａ及び図２５ｂに示すように、第２の接続部１９ｍ，１９ｎ，１９ｉ，１９ｊ，１９ｋの組み合わせ対偶２１ｍ，２１ｎ，２１ｉ，２１ｊ，２１ｋの直進対偶２９及び回転待遇２３ａ，２３ｂは、作業部３０と第２の駆動部１３ａとの間に、図２２と異なる順序で直列に接続されてもよい。なお、変形例１，２を適宜に組み合わせた構成とすることも可能である。
【０１１３】
＜実施例２−２＞  図２６は、第２の接続部１９ｔがねじ対偶２５を含む実施例２−２の移動作業ロボット１０ｔの説明図である。
【０１１４】
図２６に示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａは、いずれも、支持面２，３に沿って２方向の並進移動と、支持面２，３に垂直な軸を中心とする回転とが可能である。ねじ部材１６と作業部３０とを接続する第１の接続部１８ａは、実施例１−１と同じ構成であり、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂがねじ部材１６と作業部３０との間に直列に接続された組み合わせ対偶２０ａを含む。ねじ部材１６に接続される一方の回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍは第１の支持面２に平行である。
【０１１５】
第２の駆動部１３ａと作業部３０とを接続する第２の接続部１９ｔは、ねじ対偶２５と回転対偶２３ｃと直進対偶２９とを有する組み合わせ対偶２１ｔを含む。ねじ対偶２５の一方の対偶素２５ｐは、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍと第１の接続部１８ａの作業部３０側の回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとが同一直線上に並ぶように、作業部３０に固定されている。回転対偶２３ｃの一方の対偶素２３ｕは、ねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍを含み第２の支持面３に垂直な面と、回転対偶２３ｃの回転中心線２３ｘを含み第２の支持面３に垂直な面とが互いに交差し、好ましくは互いに直交するように、ねじ対偶２５の他方の対偶素２５ｑと結合されている。直進対偶２９は、２つの対偶素２９ｐ，２９ｑが第２の支持面３に対して斜め方向に接離するように、一方の対偶素２９ｐが回転対偶２３ｃの他方の対偶素２３ｖに結合され、他方の対偶素２９ｑが第２の駆動部１３ａに固定されている。
【０１１６】
次に、移動作業ロボット１０ｔの動作について説明する。
【０１１７】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが、第１及び第２の支持面２，３に沿って２方向に並進すると、作業部３０は、２自由度の位置が変化する。第１の駆動部１２ａが回転してねじ部材１６が昇降し、同時に、第２の駆動部１３ａが、直進対偶２９の共有直線２９ｍを含み第２の支持面３に垂直な面と平行な方向に並進して、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂとねじ対偶２５との高さの差が変化することなく、回転対偶２２ｂとねじ対偶２５との高さが変化すると、作業部３０は、他の１自由度の位置が変化する。
【０１１８】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に旋回（向きを変えながら移動）すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に回転する。第１の駆動部１２ａが回転してねじ部材１６が昇降したり、第２の駆動部１３ａが、直進対偶２９の共有直線２９ｍを含み第２の支持面３に垂直な面に対して平行な方向に並進したりして、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂとねじ対偶２５との高さに差が生じ、かつ回転対偶２２ａと回転対偶２３ｃとの間の距離を一定に保つように、駆動部１２ａ，１３ａが回転中心線２２ｎ及び／又はねじ中心線２５ｍを含み第１及び／又は第２の支持面２，３に垂直な面に対して平行な方向に並進すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に平行な回転中心線、すなわち、第１又は第３の回転中心線を中心に回転する。第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａが、作業部３０に対偶素２２ｓ，２５ｐが固定されている回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍとに平行な方向に並進して、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの、回転中心線２２ｎ及びねじ中心線２５ｍに平行な方向の相対距離が変化すると、作業部３０は、回転中心線２２ｎ及びねじ中心線２５ｍ、すなわち第１又は第３の回転中心線と非平行な第２又は第４の回転中心線を中心に回転する。
【０１１９】
したがって、移動作業ロボット１０ｔは、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの並進及び回転を適宜に組み合わせることによって、作業部３０の位置と回転を制御可能である。
【０１２０】
なお、組み合わせ対偶２０ａを、ユニバーサルジョイントに置き換えてもよい。また、第１及び第２の接続部１８ａ，１９ｔの組み合わせ対偶２０ａ，２１ｔのうち、一方又は両方において、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎは互いに非平行、回転対偶２３ｃの回転中心線２３ｘ及びねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍは互いに非平行であればよい。すなわち、回転中心線２２ｍ，２２ｎが斜め（非直角）に互いに交わる構成や、間隔を設けて交差して互いに交わらない構成や、回転中心線２３ｘとねじ中心線２５ｍとが斜め（非直角）に互いに交わる構成や、間隔を設けて交差して互いに交わらない構成でもよい。また、第１のねじ部材１６に対偶素２２ｐが接続される回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍが、第１の支持面２と非平行かつ非垂直となる構成であってもよい。また、作業部３０に対偶素２２ｓ，２５ｐが固定されている回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとねじ対偶２５のねじ中心線２５ｍとが同一直線上に並ぶと、組立・調整・制御などが容易になるが、回転中心線２２ｎとねじ中心線２５ｍとが同一直線上に並ばない構成、すなわち、所定の間隔を設けて互いに平行又は非平行となる構成としてもよい。いずれの場合も、駆動部１２ａ，１３ａの回転や並進によって、作業部３０の位置や姿勢を制御することが可能である。
【０１２１】
図２７は、実施例２−２の変形例１の説明図である。図２７に示すように、第１の駆動部１２ｂが１方向の並進移動と回転とが可能であり、第２の駆動部１３ａが２方向の並進移動と回転とが可能であるように構成してもよい。
【０１２２】
図２８は、実施例２−２の変形例２の説明図である。図２８に示すように、第１の接続部１８ｃの組み合わせ対偶２０ｃは、図２６に示されている第１の接続部１８ａの組み合わせ対偶２０ａの作業部３０側の回転対偶２２ｂを、図１３と同様に、ねじ対偶２４に置き換えた構成としてもよい。この場合、第１の接続部１８ｃのねじ対偶２４のねじの巻き方向と第２の接続部１９ｔのねじ対偶２５のねじの巻き方向とを、互いに逆方向にする。第１のねじ部材１６に接続された回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍを含み第１の支持面２に垂直な面と、第１の接続部１８ｃのねじ対偶２４のねじ中心線２４ｍを含み第１の支持面２に垂直な面とが互いに直交する構成が好ましいが、斜めに交差する構成とすることも可能である。
【０１２３】
図２９は、実施例２−２の変形例３の説明図である。図２９に示すように、第２の接続部１９ｐの組み合わせ対偶２１ｐは、図２６に示されている第２の接続部１９ｔの組み合わせ対偶２１ｔの直進対偶２９と回転対偶２３ｃとを入れ替えた構成としてもよい。
【０１２４】
なお、実施例２−２の変形例１〜３を適宜に組み合わせた構成とすることも可能である。
【０１２５】
＜実施例２−３＞  図３０は、第２の接続部１９ｕがラック・ピニオン対偶２７を含む実施例２−３の移動作業ロボット１０ｕの説明図である。
【０１２６】
図３０に示すように、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａは、いずれも、支持面２，３に沿って２方向の並進移動と、支持面２，３に垂直な回転中心軸を中心とする回転とが可能である。第１の駆動部１２ａに設けられたねじ軸１４に螺合するねじ部材１６と作業部３０とを接続する第１の接続部１８ａは、実施例１−１と同じ構成であり、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂを有する組み合わせ対偶２０ａを含む。ねじ部材１６に接続される一方の回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍは第１の支持面２に平行である。
【０１２７】
第２の駆動部１３ａと作業部３０とを接続する第２の接続部１９ｕは、ラック・ピニオン対偶２７と回転対偶２３ｄと直進対偶２９とを有する組み合わせ対偶２１ｕを含んでいる。ラック・ピニオン対偶２７のピニオン側対偶素２７ｐは、ピニオン２７ｕの回転中心線であるピニオン中心線２７ｍと、作業部３０に接続された第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとが同一直線上に並ぶように、作業部３０に固定されている。
【０１２８】
回転対偶２３ｄの一方の対偶素２３ｉは、ピニオン中心線２７ｍを含み第２の支持面３に垂直な面と、回転対偶２３ｄの回転中心線２３ｙを含み第２の支持面３に垂直な面とが互いに直交するように、ラック・ピニオン対偶２７のラック側対偶素２７ｑと互いに結合されている。回転対偶２３ｄの他方の対偶素２３ｊは、直進対偶２９の一方の対偶素２９ｐと結合されている。
【０１２９】
直進対偶２９の他方の対偶素２９ｑは、直進対偶２９の対偶素２９ｐ，２９ｑが互いに接離する方向が第２の支持面３に対して斜めであるように、第２の駆動部１３ａに固定されている。
【０１３０】
次に、移動作業ロボット１０ｕの動作について説明する。
【０１３１】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが、第１及び第２の支持面２，３に沿って２方向に並進すると、作業部３０は、２自由度の位置が変化する。第１の駆動部１２ａが回転してねじ部材１６が昇降し、同時に、第２の駆動部１３ａが、直進対偶２９の共有直線２９ｍを含み第２の支持面３に垂直な面と平行な方向に並進して、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂとラック・ピニオン対偶２７との高さの差が変化することなく、回転対偶２２ｂとラック・ピニオン対偶２７との高さが変化すると、作業部３０は、他の１自由度の位置が変化する。
【０１３２】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に旋回（向きを変えながら移動）すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に回転する。第１の駆動部１２ａが回転してねじ部材１６が昇降したり、第２の駆動部１３ａが、直進対偶２９の共有直線２９ｍを含み第２の支持面３に垂直な面に対して平行な方向に並進したりして、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂとラック・ピニオン対偶２７との高さに差が生じると、作業部３０は、ピニオン中心線２７ｍとは異なる回転中心線、すなわち、第１又は第３の回転中心線を中心に回転する。第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａが、ラック・ピニオン対偶２７のピニオン中心線２７ｍに垂直な面に対して平行な方向に並進すると、作業部３０は、ピニオン中心線２７ｍ、すなわち、第１又は第３の回転中心線とは非平行な第２又は第４の回転中心線２７ｍを中心に回転する。
【０１３３】
したがって、移動作業ロボット１０ｕは、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの並進及び回転を適宜に組み合わせることによって、作業部３０の位置と回転を制御可能である。
【０１３４】
なお、組み合わせ対偶２０ａを、ユニバーサルジョイントに置き換えてもよい。また、組み合わせ対偶２０ａ，２１ｕのうち、一方又は両方において、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎが互いに非平行、回転対偶２３ｄの回転中心線２３ｙとラック・ピニオン対偶２７のピニオン中心線２７ｍとが互いに非平行であればよい。すなわち、回転中心線２２ｍ，２２ｎが斜め（非直角）に互いに交わる構成や、間隔を設けて交差して互いに交わらない構成や、回転中心線２３ｙとピニオン中心線２７ｍとが斜め（非直角）に互いに交わる構成や、間隔を設けて交差して互いに交わらない構成でもよい。また、第１のねじ部材１６に対偶素２２ｐが接続される回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍが、第１の支持面２と非平行かつ非垂直となる構成であってもよい。また、作業部３０に対偶素２２ｓ，２７ｐが固定されている回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎとラック・ピニオン対偶２７のピニオン中心線２７ｍとが同一直線上に並ぶと、組立・調整・制御などが容易になるが、回転中心線２２ｎとピニオン中心線２７ｍとが同一直線上に並ばない構成、すなわち、所定の間隔を設けて互いに平行又は非平行となる構成としてもよい。また、第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂ（図３０参照）を、図２１と同様に、ラック・ピニオン対偶２７とは逆向き（ラックとピニオンの上下が逆）のラック・ピニオン対偶に置き換えてもよい。いずれの場合も、駆動部１２ａ，１３ａの回転や並進によって、作業部３０の位置や姿勢を制御することが可能である。
【０１３５】
図３１は、実施例２−３の変形例１の説明図である。図３１に示すように、第１の駆動部１２ｂが１方向の並進移動と回転とが可能であり、第２の駆動部１３ａが２方向の並進移動と回転とが可能であるように構成してもよい。
【０１３６】
図３２は、実施例２−３の変形例２の説明図である。図３２に示すように、第２の接続部１９ｑの組み合わせ対偶２１ｑは、図３０に示されている第２の接続部１９ｕの組み合わせ対偶２１ｕの直進対偶２９と回転対偶２３ｄとを入れ替えた構成としてもよい。
【０１３７】
なお、実施例２−３の変形例１，２を組み合わせた構成とすることも可能である。
【０１３８】
＜実施例３＞  実施例３の移動作業ロボットについて、図３３〜図３５を参照しながら説明する。
【０１３９】
図３３は、実施例３の移動作業ロボット１０ｖの説明図である。図３３に示すように、実施例３の移動作業ロボット１０ｖは、第２の接続部１９ｖが３つの回転対偶３３ａ，３３ｂ，３３ｃを含んでいる。
【０１４０】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａは、いずれも、支持面２，３に沿って２方向の並進移動と、支持面２，３に垂直な軸を中心とする回転とが可能である。第１の駆動部１２ａに設けられたねじ軸１４に螺合するねじ部材１６と作業部３０とを接続する第１の接続部１８ａは、実施例１−１と同じ構成であり、２つの回転対偶２２ａ，２２ｂが直列に接続された組み合わせ対偶２０ａを含む。一方の回転対偶２２ａの対偶素２２ｐは、回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍが第１の支持面２に平行であるように、ねじ部材１６に固定されている。
【０１４１】
第２の駆動部１３ａと作業部３０とを接続する第２の接続部１９ｖは、３つの回転対偶３３ａ，３３ｂ，３３ｃが直列に接続された組み合わせ対偶２１ｖを含んでいる。一方端側の回転対偶３３ａの一方の対偶素３３ｐは、一方端側の回転対偶３３ａの回転中心線３３ｍが、作業部３０に対偶素２２ｓが固定された第１の接続部１８ａの回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎと所定の間隔を設けて互いに平行であるように、作業部３０に固定されている。他方端側の回転対偶３３ｃの一方の対偶素３３ｖは、他方端側の回転対偶３３ｃの回転中心線３３ｗが、第２の支持面３に平行であるように、第２の駆動部１３ａに固定されている。
【０１４２】
図３４は、支持面２，３に垂直に見た移動作業ロボット１０ｖの平面図である。図３４（ａ）に示すように、第１の接続部１８ａの一方の回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍを含み第１の支持面２に垂直な面２ｐと、第１の接続部１８ａの他方の回転対偶２２ｂの回転中心線２２ｎを含み第１の支持面２に垂直な面２ｑとが互いに直交する。２つの回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎは、互いに交わっても交わらなくてもよい。第２の接続部１９ｖの回転対偶３３ａの回転中心線３３ｍを含み第２の支持面３に垂直な面３ｐと、第２の接続部１９ｖの回転対偶３３ｂの回転中心線３３ｎを含み第２の支持面３に垂直な面３ｑとが互いに直交する。２つの回転対偶３３ａ，３３ｂの回転中心線３３ｍ，３３ｎは、互いに交わっても交わらなくてもよい。このように２つの面２ｐ，２ｑ；３ｐ，３ｑが互いに直交すると、移動作業ロボット１０ｖの組立・調整や制御が簡単である。
【０１４３】
もっとも、図３４（ｂ）に示すように、それぞれ回転対偶２２ａ，２２ｂの回転中心線２２ｍ，２２ｎを含み第１の支持面２に垂直な２つの面２ｐ，２ｑが互いに斜めに交差し、それぞれ回転対偶３３ａ，３３ｂの回転中心線３３ｍ，３３ｎを含み第２の支持面３に垂直な２つの面３ｐ，３ｑが互いに斜めに交差する構成も可能である。また、第１又は第２の接続部１８ａ，１９ｖのうち、一方が図３４（ａ）のように２つの面２ｐ，２ｑ（又は３ｐ，３ｑ）が直交し、他方が図３４（ｂ）のように２つの面３ｐ，３ｑ（又は２ｐ，２ｑ）が斜めに交差する構成も可能である。
【０１４４】
次に、移動作業ロボット１０ｖの動作について説明する。
【０１４５】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが、第１及び第２の支持面２，３に沿って２方向に並進すると、作業部３０は、２自由度の位置が変化する。第１の駆動部１２ａが回転してねじ部材１６が昇降し、同時に、第２の駆動部１３ａが、回転対偶３３ｂ又は３３ｃの回転中心線３３ｎ又は３３ｗに垂直な面に対して平行な方向に並進して、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂ，３３ａの高さの差が変化することなく、回転対偶２２ｂ，３３ａの高さが変化すると、作業部３０は、他の１自由度の位置が変化する。
【０１４６】
第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａが第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に旋回（向きを変えながら移動）すると、作業部３０は、第１及び第２の支持面２，３に垂直な軸を中心に回転する。第１の駆動部１２ａが回転してねじ部材１６が昇降したり、第２の駆動部１３ａが、回転対偶３３ｂ又は３３ｃの回転中心線３３ｎ又は３３ｗに垂直な面に対して平行な方向に並進したりして、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂ，３３ａの高さに差が生じると、作業部３０は、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂ又は３３ａの回転中心線２２ｎ又は３３ｍと非平行な回転中心線、すなわち第１又は第３の回転中心線を中心に回転する。回転対偶２２ａ，３３ｂの高さに差が生じている状態で、第１及び／又は第２の駆動部１２ａ，１３ａが、作業部３０に隣接する回転対偶２２ｂ又は３３ａの回転中心線２２ｎ又は３３ｍに垂直な面に対して平行な方向に並進して、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの、回転中心線２２ｎ又は３３ｍに垂直な面に対して平行な方向の相対距離が変化すると、作業部３０は、回転中心線２２ｎ又は３３ｍと平行な回転中心線、すなわち第１又は第３の回転中心線と非平行な第２又は第４の回転中心線を中心に回転する。
【０１４７】
したがって、移動作業ロボット１０ｖは、第１及び第２の駆動部１２ａ，１３ａの並進及び回転を適宜に組み合わせることによって、作業部３０の位置と回転を制御可能である。
【０１４８】
なお、組み合わせ対偶２０ａの２つの回転対偶２２ａ，２２ｂと、組み合わせ対偶２１ｖの２つの回転対偶３３ａ，３３ｂとのいずれか一方又は両方を、ユニバーサルジョイントに置き換えてもよい。また、ねじ部材１６に対偶素２２ｐが接続された回転対偶２２ａの回転中心線２２ｍが、第１の支持面２と非平行かつ非垂直となる構成でもよい。また、第２の駆動部１３ａに対偶素３３ｖが接続された回転対偶３３ｃの回転中心線３３ｗが、第２の支持面３と非平行かつ非垂直となる構成であってもよい。また、作業部３０に対偶素２２ｓ，３３ｐが固定されている回転対偶２２ｂ，３３ａの回転中心線２２ｎ，３３ｍが間隔を設けて互いに平行であると、組立・調整・制御などが容易になり、好ましいが、これらの回転対偶２２ｂ，３３ａの回転中心線２２ｎ，３３ｍが互いに非平行な構成としてもよい。いずれの場合も、駆動部１２ａ，１３ａの回転や並進によって、作業部３０の位置や姿勢を制御することが可能である。
【０１４９】
図３５は、実施例３の変形例の説明図である。図３５に示すように、第１の駆動部１２ｂが１方向の並進移動と回転とが可能であり、第２の駆動部１３ａが２方向の並進移動と回転とが可能であるように構成してもよい。
【０１５０】
＜まとめ＞  以上に説明した移動作業ロボットは、第１及び第２の駆動部１２，１３の駆動用のモータを用いて作業部３０の位置と姿勢を制御可能であるので、モータを有効利用することができる。その結果、モータの個数を減らすことが可能になる。
【０１５１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【０１５２】
例えば、第１及び第２の支持面が互いに対向し、第１の支持面と第２の支持面との間の空間に、本発明の移動作業ロボットが配置されてもよい。第１及び第２の支持面に、第１及び第２の駆動部の動きを規制する案内レールや案内溝などを設けても構わない。
【０１５３】
本発明の実施の形態として、作業部の３自由度の位置と３自由度の姿勢を制御できる場合を例示しているが、制御可能な自由度が６自由度未満の構成としても構わない。
【符号の説明】
【０１５４】
２，３  支持面
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｓ，１０ｔ，１０ｕ，１０ｖ  移動作業ロボット
１２，１２ａ，１２ｂ  第１の駆動部
１３，１３ａ，１３ｂ  第２の駆動部
１４，１５  ねじ軸
１６，１７  ねじ部材
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｍ  第１の接続部
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｓ，１９ｔ，１９ｕ，１９ｖ  第２の接続部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  組み合わせ対偶
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｉ，２１ｊ，２１ｋ，２１ｍ，２１ｎ，２１ｐ，２１ｑ，２１ｓ，２１ｔ，２１ｕ，２１ｖ  組み合わせ対偶
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  回転対偶
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  回転対偶
２４，２５  ねじ対偶
２６，２７  ラック・ピニオン対偶
２９  直進対偶
３０  作業部
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ  回転対偶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５ａ】
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【図２５ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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