(57)【要約】【課題】アームの連動機構を工夫することにより、高清浄な作業空間への塵埃の落下を確実に防止することのできるロボットアームを提供する。【解決手段】ハンドの姿勢を保持する姿勢保持機構220は、各一対の等長リンクからなる所定長さ比の第１及び第２リンクを各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第１又は第２リンクの何れかを先端側アーム部分の一対の回動中心Ｋ，Ｌの間のハンド213で構成した一方の四節機構と、各一対の等長リンクからなる前記所定長さ比の第３及び第４リンクを各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第３又は第４リンクの何れかを先端側アーム部分の一対の回動中心Ｋ，Ｌと同一直線上でハンドに一体に連結した他方の四節機構と、含み、該一方及び他方の四節機構の特定のリンク間挟角が互いに一致するよう両四節機構の特定のリンク同士を一体に連結している。【選択図】図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ基端側アーム部分及び該基端側アーム部分の先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分からなり、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な一方の屈曲アーム及び他方の屈曲アームと、
両屈曲アームの先端側アーム部分に回動自在に連結されたハンドと、
前記ハンドに対する前記各先端側アーム部分の一対の回動中心と前記ハンドとの間に介在する複数のリンクからなり、前記一方及び他方のアームの回動に対して前記ハンドの姿勢を保持する姿勢保持機構と、を備え、
前記姿勢保持機構は、
各一対の等長リンクからなる所定の長さ比を有する第１リンク及び第２リンクを各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第１リンク又は第２リンクの何れかを前記先端側アーム部分の一対の回動中心の間の前記ハンドで構成した一方の四節機構と、
各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比を有する第３リンク及び第４リンクを各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第３リンク又は第４リンクの何れかを前記先端側アーム部分の一対の回動中心と同一直線上で前記ハンドに一体に連結した他方の四節機構と、含み、
該一方及び他方の四節機構の特定のリンク間挟角が互いに一致するよう前記一方及び他方の四節機構の特定のリンク同士を一体に連結したことを特徴とするロボットアーム。
【請求項２】
前記一方の屈曲アーム及び他方の屈曲アームが、互いに回動するよう同期駆動される一方及び他方の基端側アーム部分と、各基端側アーム部分の先端側に互いに逆方向に屈曲するようそれぞれ回動可能に支持された複数の先端側アーム部分と、を有するとともに、
前記複数対の先端側アーム部分によって向きの異なる又は同一の複数のハンドが支持されたことを特徴とする請求項１に記載のロボットアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲により伸縮動作するロボットアーム及びそのロボットアーム駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
屈曲により伸縮動作をするようなロボットアームは、例えば半導体ウエハや精密部品等のワーク（被処理物）をその製造工程に従って移送したり、所定の作業台上にローディングしたりするのに使用されている。
【０００３】
この種のロボットアーム及びその駆動装置としては、例えば特許文献１（特開平７−２２７７７７号公報）に記載されるように、平行な複数のリンクで構成したロボットアームの関節部に、これら複数のリンクを互いに平行姿勢に保つ同期歯車を設けて、ハンドの向きを一定に保つよう複数のリンクを連動させながらハンドを前後に移動させるものがある。また、特許文献２（特開平９−２７２０８４号公報）に記載されるように、左右の屈曲アームの基端部に同期歯車やベルト及びプーリを含む同期連動機構を設けて、両アームを同期させながら伸縮駆動するものが知られている。
【特許文献１】特開平７−２２７７７７号公報
【特許文献２】特開平９−２７２０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のアーム連動機構及びこれを用いたロボットアーム駆動装置にあっては、半導体ウエハや精密部品等のワークを移送するロボットにアーム連動用の同期歯車やベルト、プーリ等を採用していたため、これら連動機構から半導体ウエハ等を扱う高清浄の作業空間内に塵埃が落下し易いという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、アームの連動機構を工夫することにより、高清浄な作業空間への塵埃の落下を確実に防止することのできるアーム連動機構及びこれを用いたロボットアーム及びその駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、逆回転伝達用の両クランク機構を一方及び他方のアームに対応して設け、これらを片側のクランク部分で重ね合せ又は結合してそのクランク部分のリンク間挟角を同一にし、残りのクランク部分によりアームを駆動するようにして、一方及び他方のアームを連動させるものである。
【０００７】
すなわち、（１）本発明に係るロボットアームは、互いに回動可能な一方のアーム及び他方のアームの間に介在し、両アームを連動させる複数のリンクからなるアーム連動機構を備えたロボットアームであって、前記アーム連動機構が、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比を有する第１リンク及び第２リンクを、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、該第１リンク又は第２リンクの何れかを前記一方のアームと一体に回動するよう該アームに連結した一方の四節機構と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比を有する第３リンク及び第４リンクを、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、該第３リンク又は第４リンクの何れかを前記他方のアームと一体に回動するよう該アームに連結した他方の四節機構と、を備え、該一方及び他方の四節機構の特定のリンク間挟角が互いに一致するよう前記一方及び他方のアームの回動中心付近で一方及び他方の四節機構の特定のリンク同士を一体に連結して、前記一方及び他方のアームが互いに接近及び離隔する方向に連動して回動するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
この発明では、同期歯車やベルト、プーリ等を用いることなく、一方及び他方のアームを簡素な構成で連動させることが可能になる。また、前記第２リンク及び連結リンクが同一長さを有するとともに、前記一対の第１リンクが互いに同一長さを有し、前記第３リンクと前記第４リンクの長さの比が、前記第２リンクと第１リンクの長さの比と等しいようにするので、逆回転伝達用の四節リンク機構が両クランクの角速度は厳密には一致しないが、重ねられたクランク部分に対する残りの一対のクランク部分を同期させることができる連動機構となる。
【０００９】
この連動機構をアームの連動機構とする場合、（２）前記一方のアーム及び他方のアームは、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な一対の屈曲アームの基端側アーム部分であるか、（３）若しくは、くの字形に屈曲可能な屈曲アームの先端側アーム部分及び基端側アーム部分である。
【００１０】
また、（４）本発明に係るロボットアーム駆動装置は、前記一方又は他方の四節機構のうち前記一方又は他方のアームに連結された何れかのリンクを直接又は間接的に駆動する第１駆動軸、及び、該何れかのリンクを含む一方又は他方の四節機構のうち前記特定のリンクを直接又は間接的に駆動する第２駆動軸を有する駆動手段を備え、前記第１駆動軸及び第２駆動軸のうち一方を停止させた状態で他方により前記何れかのリンクを回動させて前記くの字形のアームを伸縮動作させるとともに、前記第１駆動軸及び第２駆動軸により前記何れかのリンク及び特定のリンクを同一方向に回動させて前記くの字形のアームを旋回動作させることを特徴とする。あるいは、（５）本発明に係るロボットアーム駆動装置は、前記一方の四節機構のうち前記一方のアームに連結された片方の第１リンク又は第２リンクを直接又は間接的に駆動する第１駆動軸、及び、前記他方の四節機構のうち前記他方のアームに連結された片方の第３リンク又は第４リンクを直接又は間接的に駆動する第２駆動軸を有する駆動手段を備え、前記第１駆動軸及び第２駆動軸により前記何れかのリンク及び特定のリンクを互いに逆方向に回動させて、前記くの字形のアームを伸縮動作させるとともに、前記第１駆動軸及び第２駆動軸により前記何れかのリンク及び特定のリンクを同一方向に駆動して、前記くの字形のアームを旋回動作させることを特徴とする。この場合、ロボットアームの要求仕様に応じて上記二つの駆動方式の何れかを任意に選択することができる。
【００１１】
また、（６）前記第１駆動軸及び第２駆動軸を内外に同軸に配置するのが好ましく、このようにすると、コンパクトな駆動手段を構成することができる。
【００１２】
（７）前記一方及び他方のアームが、それぞれ基端側アーム部分及び該基端側アーム部分の先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分からなり、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能である場合、前記一方及び他方のアームのそれぞれの基端側アーム部分に、各アームの関節部を構成する第５リンクと、該基端側アーム部分の回動中心を通る第６リンクと、該基端側アーム部分と平行な第７リンクと、を含む基端側平行クランク機構を構成し、前記一方側のアームの基端側アーム部分及び第７リンクのうち何れかと、前記他方側のアームの基端側アーム部分及び第７リンクのうち何れかとの間に、前記アーム連動機構を介在させることができる。
【００１３】
さらに、（８）前記一方及び他方のアームが、それぞれ基端側アーム部分及び該基端側アーム部分の先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分からなり、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能であるとともに、両アームの先端側アーム部分に回動自在に連結されたハンドと、前記ハンドと前一方又は他方のアームとの間に介在する複数のリンクからなり、前記一方及び他方のアームの回動に対して前記ハンドの姿勢を保持する姿勢保持機構と、を備える場合、前記姿勢保持機構が、前記一方及び他方の屈曲アームのうち片方のアームの関節部を構成する第５リンクと、片方のアームの先端側アーム部分と、該先端側アーム部分に対し平行なリンクと、前記ハンドと、を含む先端側平行クランク機構からなる構成とすることができる。
【００１４】
この場合、（９）前記一方及び他方のアームのうち片方のアームの基端側アーム部分に、該片方のアームの関節部を構成する第５リンクと、該片方のアームの基端側アーム部分の回動中心を通る第６リンクと、該片方のアームの基端側アーム部分と平行な第７リンクと、を含む基端側平行クランク機構を構成するのがよい。なお、ここで、ハンドは、ワークを把持、載置等のその他の適当な保持方法で保持し、アームの回動によって移動及び姿勢変化可能な公知の各種ハンドをいうが、ハンドリングのみならず、特定の作業を行う手段と一体化されたものであってもよい。
【００１５】
また、本発明に係るロボットアームは、（１０）それぞれ基端側アーム部分及び該基端側アーム部分の先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分からなり、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な一方の屈曲アーム及び他方の屈曲アームと、両屈曲アームの先端側アーム部分に回動自在に連結されたハンドと、前記ハンドに対する前記各先端側アーム部分の一対の回動中心と前記ハンドとの間に介在する複数のリンクからなり、前記一方及び他方のアームの回動に対して前記ハンドの姿勢を保持する姿勢保持機構と、を備え、前記姿勢保持機構が、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比を有する第１リンク及び第２リンクを各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第１リンク又は第２リンクの何れかを前記先端側アーム部分の一対の回動中心の間の前記ハンドで構成した一方の四節機構と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比を有する第３リンク及び第４リンクを各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第３リンク又は第４リンクの何れかを前記先端側アーム部分の一対の回動中心と同一直線上で前記ハンドに一体に連結した他方の四節機構と、含み、該一方及び他方の四節機構の特定のリンク間挟角が互いに一致するよう前記一方及び他方の四節機構の特定のリンク同士を一体に連結したことを特徴とするものである。
【００１６】
すなわち、本発明における連動機構をハンド側に設けると、ハンドの姿勢保持機構とすることができる。
【００１７】
この場合、（１１）前記一方の屈曲アーム及び他方の屈曲アームが、互いに回動するよう同期駆動される一方及び他方の基端側アーム部分と、各基端側アーム部分の先端側に互いに逆方向に屈曲するようそれぞれ回動可能に支持された複数の先端側アーム部分と、を有するとともに、前記複数対の先端側アーム部分によって向きの異なる又は同一の複数のハンドが支持されたものとすることができる。
【００１８】
本発明における連動機構をハンド側に設ける場合、本発明に係るロボットアームは、また、（１２）それぞれ基端側アーム部分及び該基端側アーム部分の先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分からなり、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な一方の屈曲アーム及び他方の屈曲アームと、両屈曲アームの先端側アーム部分に回動自在に連結されたハンドと、前記ハンドに対する前記各先端側アーム部分の一対の回動中心と前記ハンドとの間に介在する複数のリンクからなり、前記一方及び他方のアームの回動に対して前記ハンドの姿勢を保持する姿勢保持機構と、を備え、前記姿勢保持機構は、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比を有する第１リンク及び第２リンクを各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第１リンク又は第２リンクの何れかを前記先端側アーム部分の一対の回動中心の間の前記ハンドのうち一方側の部分で構成した一方の四節機構と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比を有する第３リンク及び第４リンクを各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第３リンク又は第４リンクの何れかを前記先端側アーム部分の一対の回動中心の間の前記ハンドのうち他方側の部分で構成した他方の四節機構と、を含み、該一方及び他方の四節機構の特定のリンク間挟角が互いに一致するよう前記一方及び他方の四節機構の特定のリンク同士を前記一対の回動中心の間で一体に連結し、前記ハンドに回動可能に支持させたことを特徴とするものであり、あるいは、（１３）それぞれ基端側アーム部分及び該基端側アーム部分の先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分からなり、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な一方の屈曲アーム及び他方の屈曲アームと、両屈曲アームの先端側アーム部分に回動自在に連結されたハンドと、前記ハンドと前記一方及び他方の屈曲アームとの間に介在する複数のリンクからなり、前記一方及び他方のアームの回動に対して前記ハンドの姿勢を保持する姿勢保持機構と、を備え、前記姿勢保持機構は、前記一方及び他方の屈曲アームの関節部でそれぞれ前記基端側アーム部分及び先端側アーム部分と共に対称な一対の平行クランク機構を構成する一方及び他方の各２本のアーム側併設リンクと、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比を有する第１リンク及び第２リンクを、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、該第１リンク又は第２リンクの何れかを前記一方の併設リンクの片方と一体に連結した一方の四節機構と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比を有する第３リンク及び第４リンクを、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、該第３リンク又は第４リンクの何れかを前記他方の併設リンクの片方と一体に連結した他方の四節機構と、を備え、該一方及び他方の四節機構の特定のリンク間挟角が互いに一致するよう前記ハンド付近で一方及び他方の四節機構の特定のリンク同士を一体に連結して、前記一方及び他方の併設リンクの間で前記ハンドと同一姿勢に支持されるハンド側併設リンクを構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
上述のようなハンド姿勢保持機構を設けると、ハンドでハンドリングされるワークの移送時の姿勢を一定に保つことができ、安定した作業が可能となる。
【００２０】
また、伸縮アームを採用する場合、その伸縮動作時のアーム支持剛性の点から、（１４）前記第１駆動軸及び第２駆動軸のうち前記アームの伸縮動作時に停止する一方の駆動軸を内側に、前記第１駆動軸及び第２駆動軸のうち前記アームの伸縮動作時に回動する他方の駆動軸を外側に配置するのが好ましく、更にアーム先端にハンドを支持させる場合、（１５）前記一方のアーム及び他方のアームの先端部に支持されたハンドを備え、該ハンドと前記一方及び他方のアームとで形成されるひし形のアームの内方で、前記一方の四節機構又は他方の四節機構の何れかが、前記複数のリンクにより２つの略同一三角形を形成するようにするのがよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、逆回転伝達用の両クランク機構を一方及び他方のアームに対応して設け、これらを片側のクランク部分でそのリンク間挟角が同一となるように重ね合せ又は結合し、残りのクランク部分によりアームを駆動するアーム連動機構を設けているので、同期歯車やベルト、プーリ等を用いることなく、一方及び他方のアームを連動させることができ、使用環境が清浄空間である場合に塵埃が落下するという問題を解消することができる。
【００２２】
また、前記アーム連動機構を一方及び他方のアームに支持されるハンドとアームの間に設けるようにすれば、ハンド姿勢を良好に保つことができ、ワークの把持姿勢を常時一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１〜図４は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第１実施形態を示す図であり、本発明を半導体ウエハ等のハンドリング用ロボットに適用した例を示している。
【００２５】
同図において、１０はハンドリングロボットで、このロボット１０は、それぞれ関節部１１ａ，１２ａにおいて逆方向に「く」の字形状に屈曲してひし形のアーム形状をなし、その屈曲形状の変化により伸縮する一方及び他方の伸縮アーム１１，１２（屈曲アーム）を備えており、更に、両アーム１１，１２の先端部に装着された所定形状のハンド１３と、伸縮アーム１１，１２を連動させるアーム連動機構１５と、を備えている。
【００２６】
伸縮アーム１１，１２の関節構造やアーム構造は従来の構成と共通するので、詳述しないが、伸縮アーム１１，１２は共に、基端側アーム部分１１ｂ，１２ｂと、先端側アーム部分１１ｃ，１２ｃとを有し、これらが関節部１１ａ，１２ａを介して相互に回動可能に結合されている。また、ハンド１３は、所定のワークである半導体ウエハ等をハンドリング可能なように、例えばそのワークの被把持部形状に対応する凹部１３ａを有している。なお、ここでハンドとは、把持のみならず、載置台のようなものをも含み、ハンド１３としてはその作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用できる（以下の実施例についても同様である）。
【００２７】
アーム連動機構１５は、図２に示すように、一対の第１リンク２１ａ，２１ｂ（図２中のＯＢ，ＤＥ）をこれらより長い第２リンク２２ａの両端部に連結し、両第１リンク２１ａ，２１ｂを第２リンク２２ａと交差する連結用の第２リンク２２ｂ（以下、連結リンク２２ｂという）で連結して構成された一方の両クランク機構２０を具備しており、一方の両クランク機構２０は、第２リンク２２ａに対し、一対の第１リンク２１ａ，２１ｂを互いに逆方向に連動して回動させるようになっている。なお、ここで、リンク同士の連結とは、特に一体的に連結といわない限り、回動自在な連結を意味する。
【００２８】
また、アーム連動機構１５は、第２リンク２２ａの両端部に揺動自在に連結された一対の第３リンク２３ａ，２３ｂを、互いに交差させるとともに、第２リンク２２ａと同一長さの第４リンク２４で連結して構成された他方の両クランク機構３０を具備している。この両クランク機構３０は、第３リンク２３ａ，２３ｂに対して、第２リンク２２ａと第４リンク２４とを互いに逆方向に連動して回動させるようになっている。
【００２９】
また、前記一方及び他方の両クランク機構２０，３０はそれぞれ、少なくとも一辺と一つの頂角（図２のリンク部分ＯＢ、ＤＥと二つの三角形の対頂角∠ＯＸ１Ｂ、∠ＤＸ１Ｅ）が等しい二つの三角形状をなす四節リンク機構となっており、一方の両クランク機構２０で形成される二つの小三角形（ΔＯＢＸ１及びΔＤＥＸ１）と他方の両クランク機構３０で形成される二つの大三角形（ΔＯＤＸ２及びΔＦＧＸ２）とが相似形状をとり得るように、各リンク長さが設定されている。すなわち、第２リンク２２ａ及び連結リンク２２ｂは互いに同一の長さＬ２（図１中のＯＤ間、ＢＥ間の長さ）を有し、一対の第１リンク２１ａ，２１ｂは互いに同一の長さＬ１（図１中のＯＢ間、ＤＥ間の長さ）を有し、第３リンク２３ａ，２３ｂの長さＬ３（図１中のＯＧ間、ＤＦ間の長さ）と第２リンク２２ａ（及び連結リンク２２ｂ）の長さＬ２との比（Ｌ３／Ｌ２）、並びに第３リンク２３ａ，２３ｂの長さＬ３と第４リンク２４の各リンク長さＬ４（＝Ｌ２）との所定の長さの比（Ｌ３／Ｌ４）は、共に、第２リンク２２ａと第１リンク２１ａ，２１ｂとの長さの比（Ｌ２／Ｌ１）と等しくなっている。
【００３０】
また、図１に示すように、第２リンク２２ａの一端側の第１リンク２１ａ及び第３リンク２３ａは、前記一方及び他方の伸縮アーム１１，１２の基端側アーム部分１１ｂ，１２ｂにそれぞれ一体的に連結されており、図２に示すように、第２リンク２２ａの他端側の第１リンク２１ｂ及び第３リンク２３ｂは互いに一体に結合されている。そして、第２リンク２２ａ及び第１リンク２１ｂのなす角度θが変化するとき、一方及び他方の伸縮アーム１１，１２の基端側アーム部分１１ｂ，１２ｂがその先端部を互いに接近及び離隔する方向に連動して回転することで、これら伸縮アーム１１，１２が図１に示す収縮状態及び図３に示す伸張状態をとり得るように伸縮動作するようになっている。
【００３１】
さらに、図４に示すように、第１リンク２１ａは第１駆動軸３１に支持されて中心Ｏの回りに回動するようになっており、第２リンク２２ａは第１駆動軸３１を取り囲む円筒状の第２駆動軸３２に支持され、第１リンク２１ａの回動中心Ｏ回りに回動するようになっている。これらの駆動軸３１，３２は、互いに同軸に配置され、例えば図示しない第１及び第２の減速機内蔵型電動サーボモータに接続されている。
【００３２】
なお、必要に応じて、例えば図４に示す各リンクの上下を変更することにより、アーム駆動用の駆動軸３１を中空軸（円筒状）として外側に、旋回駆動用の駆動軸３２を中実又は中空軸として内側に配置してもよい。すなわち、倒れを抑制する必要性の高い駆動軸、例えばアーム駆動側の駆動軸を外側に配置するようにしてアームの支持剛性を高めることができる。勿論、アーム１１，１２をそれぞれ独立して駆動し、両アーム１１，１２を互いに逆方向に同一の角速度で回動させる駆動方式であれば、一対のアーム駆動軸の内外の選択は任意である。
【００３３】
ここで、第１駆動軸３１は、第２リンク２２ａを停止させた状態で、第１リンク２１ａを第２リンク２２ａの一端側ジョイント部Ｏを中心に回動させることにより、その第１リンク２１ａの回動に伴って、第２リンク２２ａの他端側ジョイント部Ｄを中心に第１リンク２１ｂを逆方向に回動させ、更に、第１リンク２１ｂと一体形成された第３リンク２３ｂを第１リンク２１ｂと同一角速度で同方向に回動させるようになっている。これにより、伸縮アーム１１，１２の基端側アーム部分１１ｂ，１２ｂがその先端部を互いに接近及び離隔する方向に連動して回動し、伸縮アーム１１，１２が伸縮動作する。
【００３４】
また、第１駆動軸３１及び第２駆動軸３２は、第１リンク２１ａ及び第２リンク２２ａを同一方向に同一角速度で回動させることにより、伸縮アーム１１，１２及びハンド１３をアーム連動機構１５と共に、第１リンク２１ａの回動中心Ｏ回りに全体として旋回させることができる。すなわち、第１駆動軸３１及び前記第１のサーボモータは本発明にいう第１の駆動源を、第２駆動軸３２及び前記第２のサーボモータは本発明にいう第２の駆動源を、それぞれ構成している。
【００３５】
また、本実施形態においては、片方の伸縮アーム１２の関節部１２ａに、第５リンク２５が回動自在に取り付けられており、この第５リンク２５と第２リンク２２ａとの間には、これらのリンク２２ａ，２５を平行姿勢に保つよう片方の伸縮アーム１２の基端側アーム部分１２ｂを含む基端側平行クランク機構４１が構成されている。この基端側平行クランク機構４１は、第２リンク２２ａと一体に連結された第６リンク２６と、伸縮アーム１２の基端側アーム部分１２ｂに対し平行になる向きで第５及び第６リンク２５，２６に連結された第７リンク２７とを有しており、第５及び第６リンク２５，２６が同一長さＬ５を、伸縮アーム１２の基端側アーム部分１２ｂ及び第７リンク２７が同一長さＬ７を有することにより、第５リンク２５を第２及び第６リンク２２ａ，２６に対し平行姿勢に保っている。
【００３６】
また、第５リンク２５は、片方のアーム１２の先端部１２ｃを含む先端側平行クランク機構４２によって、ハンド１３との間で平行姿勢を保つようになっている。この先端側平行クランク機構４２は、第５リンク２５と一体に連結された第８リンク２８と、伸縮アーム１２の先端側アーム部分１２ｃに対し平行になる向きで第８リンク２８及びハンド１３に連結された第９リンク２９とを有しており、第８リンク２８及びハンド１３が幅方向（図１中の左右方向）の同一長さＬ８を、伸縮アーム１２の先端側アーム部分１２ｃ及び第９リンク２９が同一長さＬ９を有することにより、第５リンク２５とハンド１３を互いに平行姿勢に保っている。すなわち、第５リンク２５と基端側及び先端側平行クランク機構４１，４２とを介して、ハンド１３の向きを旋回駆動用の第２リンク２２ａに対し常時一定に保持するようになっている。
【００３７】
上述のように構成された本実施形態においては、従来のように同期歯車やベルト等を用いることなく、一方及び他方の伸縮アーム１１，１２を連動させることができる。しかも、第２リンク２２ａ及び連結リンク２２ｂが同一長さＬ２を有するとともに、一対の第１リンク２１ａ，２１ｂが互いに同一の長さＬ１を有し、第３リンク２３ａ，２３ｂと第２リンク２２ａとの長さの比（Ｌ３／Ｌ２）が、第２リンク２２ａと第１リンク２１ａ，２１ｂの長さの比（Ｌ２／Ｌ１）と等しいようにしていることから、逆回転伝達用の四節リンク機構である両クランク機構２０，３０の各一対のクランクの角速度は厳密には一致しないもののほぼ同等となり、重ねられた片側のクランク部分に対する残りの片側（アーム側）のクランク部分を同期して回動させることができる連動機構となる。したがって、半導体ウエハ等をハンドリングする真空チャンバー等の高清浄空間内に歯車やベルト、プーリ等を用いた伝動部分から塵埃が落下するといった不具合が解消できる。
【００３８】
さらに、アーム連動機構における一方及び他方のアーム１１，１２を、それぞれ関節部１１ａ，１２ａで「く」の字形状に屈曲し、その屈曲形状を変化させて伸縮する伸縮アームで構成しているので、両アーム１１，１２の先端部に所定のワークを把持可能なハンド１３を装着した簡素なロボットアームとすることができる。
【００３９】
また、第２駆動軸３２の停止状態で、第１駆動軸３１により第１リンク２１ａ，２１ｂの回動に伴って一方及び他方のアーム１１，１２を伸縮させ、第２駆動軸３２の回転時には第１駆動軸３１及び第２駆動軸３２により第１リンク２１ａ及び第２リンク２２ａを同一方向に回動させることで、両伸縮アーム１１，１２とハンド１３とを第１リンク２１ａの回動中心Ｏ回りに全体として旋回させることができ、ワークを任意の位置に移送することができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、片方のアーム１２の関節部１２ａに回動自在に取り付けられた第５リンク２５と第２リンク２２ａを平行姿勢に保つよう片方のアーム１２の基端側アーム部分１２ｂ（基端部）を含む基端側平行クランク機構４１を構成するとともに、第５リンク２５とハンド１３を平行姿勢に保つよう片方のアーム１２の先端側アーム部分１２ｃ（先端部）を含む先端側平行クランク機構４２を構成しているので、第５リンク２５と基端側及び先端側平行クランク機構４１，４２とを介してハンド１３の向きを旋回駆動用の第２リンク２２ａに対し常時一定に保持することができる。したがって、ワークの移送時の姿勢を一定に保つことができ、安定した移送作業、ハンドリング作業が可能となる。
【００４１】
図５〜図７は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第２実施形態を示す図である。なお、以下の説明においては、先に述べた実施形態の構成と同一又はそれに相当するものについてはこれと同一の符号を用いて簡単に説明する。
【００４２】
同図において、５０はハンドリングロボットで、このロボット５０は、それぞれ関節リンク部５１ａ，５２ａにおいて略「く」の字形状に屈曲し、その屈曲の形状を変化させて伸縮する一方及び他方の伸縮アーム５１，５２を備え、更に、両アーム５１，５２の先端部に装着された所定形状のハンド５３と、伸縮アーム５１，５２を連動させるアーム連動機構５５と、を備えている。
【００４３】
伸縮アーム５１，５２は共に、基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂと、先端側アーム部分５１ｃ，５２ｃとを有し、これらが関節リンク部５１ａ，５２ａを介して相互に回動可能に結合されている。また、ハンド５３は、所定のワークを把持可能なように、そのワークＷの被把持部の輪郭形状に対応する凹部５３ａを有している。
【００４４】
アーム連動機構５５は、図５に示すように、一対の第１リンク６１ａ，６１ｂをこれらより長い第２リンク６２ａの両端部に連結し、両第１リンク６１ａ，６１ｂを第２リンク６２ａと交差する連結リンク６２ｂで連結して構成された一方の両クランク機構６０を具備しており、一方の両クランク機構６０は、第１の駆動リンク５８，５９を介し駆動軸３２Ａ（図７参照）によって第１リンク６１ａが駆動されるとき、駆動軸３１Ａに連結された第２リンク６２ａに対して一対の第１リンク６１ａ，６１ｂを互いに逆方向に連動して回動させるようになっている。
【００４５】
このように第一の駆動リンク５８，５９を設けることによって、リンク５１ａ，５２ａの点Ａ、点Ｎのポイントを回動中心側にオフセットさせることができる。
【００４６】
また、アーム連動機構５５は、第２リンク６２ａの一部のリンク部分ＨＩ（図５中ＨＩに渡るリンク）に揺動自在に連結されたリンク６３ａと第１リンク６１ｂとを一対の第３リンクとして、これらのリンク６３ａ，６１ｂを互いに交差させるとともに、第２リンク６２ａの一部のリンク部分ＨＩ（片方の第４リンク）と同一長さの第４リンク６４で連結して構成された他方の両クランク機構７０を具備している。この両クランク機構７０は、リンク６３ａ，６１ｂに対して、第２リンク６２ａの一部のリンク部分ＨＩと第４リンク６４とを互いに逆方向に連動して回動させるようになっている。
【００４７】
また、一方及び他方の両クランク機構６０，７０はそれぞれ、少なくとも一辺と一つの頂角が等しい二つの三角形状をなす四節リンク機構となっており、一方の両クランク機構６０で形成される二つの大三角形と他方の両クランク機構７０で形成される二つの小三角形とが相似形状をとり得るように、各リンク長さが設定されている。すなわち、第２リンク６２ａ及び連結リンク６２ｂは互いに同一の長さＬ２（図５中のＧＩ間、ＤＪ間の長さ）を有し、一対の第１リンク６１ａ，６１ｂは互いに同一の長さＬ１（図５中のＤＧ間、ＪＩ間の長さ）を有し、リンク６３ａ，６１ｂの長さＬ３（図５中のＨＫ間、ＩＪ間の長さ）と第２リンク６２ａの一部のリンク部分ＨＩ及び第４リンク６４の各リンク長さＬ４との比（Ｌ３／Ｌ４）は、第２リンク６２ａと第１リンク６１ａ，６１ｂとの長さの比（Ｌ２／Ｌ１）と等しくなっている。
【００４８】
また、第１リンク６１ａ及び第３リンク６３ａには、伸縮アーム５１，５２の各一対の平行リンクからなる基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂのうち何れかのリンクが一体的に連結されている。そして、第２リンク６２ａ及び第１（第３）リンク６１ｂのなす角度θが変化するとき、一方及び他方の伸縮アーム５１，５２の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂがその先端部を互いに接近及び離隔する方向に連動して回転することで、これら伸縮アーム５１，５２が図５に示す収縮状態及び図６に示す伸張状態をとり得るように伸縮動作するようになっている。
【００４９】
また、前記一方及び他方の伸縮アーム５１，５２の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂは、それぞれ関節リンク部５１ａ，５２ａと第２リンク６２ａの一部のリンク部分ＨＧ（図５中のＨＧに渡るリンク）を同一長さとした平行クランク機構となっており、その関節リンク部５１ａ，５２ａは第２リンク６２ａに対し平行姿勢に保たれている。そして、片側の関節リンク部５２ａ（第５リンク）は片方のアーム５２の先端部５２ｃを含む先端側平行クランク機構７２によってハンド５３との間で平行姿勢を保つようになっている。この先端側平行クランク機構７２は、第５リンクとしての関節リンク部５２ａと一体に連結された第８リンク６８と、伸縮アーム５２の先端側アーム部分５２ｃに対し平行になる向きで第８リンク６８及びハンド５３に連結された第９リンク６９とを有しており、第８リンク６８及びハンド５３が幅方向（図５中の左右方向）の同一長さＬ８を、伸縮アーム５２の先端側アーム部分５２ｃ及び第９リンク６９が同一長さＬ９を有することにより、関節部５２ａとハンド５３を互いに平行姿勢に保つ姿勢保持機構となっている。すなわち、関節部５２ａと基端側及び先端側の平行クランク機構５１ｂ，５２ｂ，７２とを介して、ハンド５３の向きを旋回駆動用の第２リンク６２ａに対し常時一定に保持するようになっている。
【００５０】
本実施形態においても、上述例と同様な作用効果を得ることができ、伸縮アーム５１，５２の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂをそれぞれ平行クランク機構とすることで、アームの剛性をより高めることができる。
【００５１】
ところで、上述例では、同軸二軸のうち一方（好ましくは外側）の駆動軸３２Ａの回動時に他方（好ましくは内側）の駆動軸３１Ａを停止させてアームの伸縮動作を行い、両駆動軸３１Ａ，３２Ａを同一方向に同一速度で回動させてアーム旋回動作を行うようになっているが、図８及び図９に示すように、伸縮アーム５１，５２の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂに同軸二軸の駆動軸３１Ｂ，３２Ｂをそれぞれ（少なくとも片方に）配置し、両駆動軸３１Ｂ，３２Ｂを逆方向に等速回動させることによってアームの伸縮動作を行い、両駆動軸３１Ｂ，３２Ｂを同一方向に同一速度で回動させてアーム旋回動作を行うようにすることができる。
【００５２】
図１０及び図１１は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第３実施形態を示す図である。
【００５３】
同図において、８０はハンドリングロボットで、このロボット８０は両伸縮アーム５１，５２を連動させるアーム連動機構８５を備えている。
【００５４】
このアーム連動機構８５は、図１０に示すように、一対の第１リンク８１ａ，８１ｂをこれらより長い第２リンク８２ａの両端部に連結し、両第１リンク８１ａ，８１ｂを第２リンク８２ａと交差する連結リンク８２ｂで連結して構成された一方の両クランク機構９０を具備しており、一方の両クランク機構９０は、第２リンク８２ａの停止状態で、第１の駆動リンク５８，５９を介して図外の駆動源によって第１リンク８１ａが駆動されるとき、第２リンク８２ａに対して一対の第１リンク８１ａ，８１ｂを互いに逆方向に連動して回動させるようになっている。
【００５５】
また、アーム連動機構８５は、第２リンク８２ａの一部のリンク部分ＧＨ（図１０中ＧＨに渡るリンク）に揺動自在に連結された第３リンク８３ａ，８３ｂを互いに交差させるとともに、第２リンク８２ａの前記一部のリンク部分ＧＨと同一長さの第４リンク８４で連結して構成された他方の両クランク機構１００を具備している。この両クランク機構１００は、第３リンク８３ａ，８３ｂに対して、第１リンク８２ａの前記一部のリンク部分ＧＨと前記第４リンク８４とを互いに逆方向に連動して回動させるようになっている。
【００５６】
また、一方及び他方の両クランク機構９０，１００はそれぞれ、少なくとも一辺と一つの頂角（対頂角）が等しい二つの三角形状をなす四節リンク機構となっており、一方の両クランク機構９０で形成される二つの小三角形と他方の両クランク機構１００で形成される二つの大三角形とが相似形状をとり得るように、各リンク長さが設定されている。すなわち、第２リンク８２ａ及び連結リンク８２ｂ（以下、第２リンク８２ａ，８２ｂ）は互いに同一の長さＬ２（図１０中のＤＩ間、ＦＨ間の長さ）を有し、一対の第１リンク８１ａ，８１ｂは互いに同一の長さＬ１（図１０中のＤＦ間、ＨＩ間の長さ）を有し、第３リンク８３ａ，８３ｂの長さＬ３（図１０中のＧＫ間、ＨＪ間の長さ）と第２リンク８２ａの一部のリンク部分ＧＨ及び第４リンク８４の各リンク長さＬ４との比（Ｌ３／Ｌ４）は、第２リンク８２ａ，８２ｂと第１リンク８１ａ，８１ｂとの長さの比（Ｌ２／Ｌ１）と等しくなっている。
【００５７】
また、リンク８１ａ，８３ａには、伸縮アーム５１，５２の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂのうち何れかのリンクが一体的に連結されている。そして、第２リンク８２ａ及び第１リンク８１ｂのなす角度θが変化するとき、一方及び他方の伸縮アーム５１，５２の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂがその先端部を互いに接近及び離隔する方向に連動して回転することで、伸縮アーム５１，５２が図１０に示す収縮状態及び図１１に示す伸張状態をとり得るように伸縮動作するようになっている。
【００５８】
このように、伸縮アーム５１，５２のそれぞれの基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂに、各アームの関節部を構成するリンク５１ａ，５２ａ（第５リンク）と、その基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂの回動中心を通るリンク８２ａのリンク部分ＦＧ（第６リンク）と、片方の基端側アーム部分と平行なもう片方の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂ（第７リンク）と、を含む基端側平行クランク機構を構成し、伸縮アーム５１の基端側アーム部分５１ｂのうち何れか片方と、他方側の伸縮アーム５２の基端側アーム部分５２ｂのうち何れか片方との間に、アーム連動機構８５を介在させることができる。
【００５９】
そして、本実施形態においても、簡素なアーム連動機構８５によって上述例と同様な作用効果を得ることができる。
【００６０】
図１２及び図１３は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第４実施形態を示す図である。
【００６１】
同図において、１１０はハンドリングロボットで、このロボット１１０は両伸縮アーム５１，５２を連動させるアーム連動機構１１５を備えている。
【００６２】
このアーム連動機構１１５は、図１２に示すように、一対の第１リンク１２１ａ、１２１ｂをこれらより長い第２リンク１２２ａの一部のリンク部分ＬＭ（図１２中のＬＭに渡るリンク）に連結し、両第１リンク１２１ａ，１２１ｂを第２リンク１２２ａと交差する連結リンク１２２ｂで連結して構成された一方の両クランク機構１２０を具備しており、一方の両クランク機構１２０は、伸縮駆動リンク５８，５９を介して図外の駆動源によってアーム５１の基端側アーム部分５１ｂが駆動されるとき、第２リンク１２２ａに対して一対の第１リンク１２１ａ，１２１ｂを互いに逆方向に連動して回動させるようになっている。
【００６３】
また、アーム連動機構１１５は、第２リンク１２２ａの一部のリンク部分ＬＭの両端部に揺動自在に連結された第３リンク１２３ａ，１２３ｂを互いに交差させるとともに、第２リンク１２２ａの前記一部のリンク部分ＬＭと同一長さＬ４（＝Ｌ２）の第４リンク１２４で連結して構成された他方の両クランク機構１３０を具備している。この両クランク機構１３０は、第３リンク１２３ａ，１２３ｂに対して、第２リンク１２２ａの前記一部のリンク部分ＬＭと第４リンク１２４とを互いに逆方向に連動して相対的に回動させるようになっている。
【００６４】
また、一方及び他方の両クランク機構１２０，１３０はそれぞれ、少なくとも一辺と一つの頂角が等しい二つの三角形状をなす四節リンク機構となっており、一方の両クランク機構１２０で形成される二つの小三角形と他方の両クランク機構１３０で形成される二つの大三角形とが相似形状をとり得るように、各リンク長さが設定されている。すなわち、第２リンク１２２ａの前記一部のリンク部分ＬＭ及び連結リンク１２２ｂは互いに同一の長さＬ２（図１２中のＬＭ間、ＫＮ間の長さ）を有し、一対の第１リンク１２１ａ，１２１ｂは互いに同一の長さＬ１（図１２中のＫＬ間、ＭＮ間の長さ）を有し、リンク１２３ａ，１２３ｂの長さＬ３（図中のＬＲ間、ＭＱ間の長さ）と第２リンク１２２ａのリンク部分ＬＭ及び第４リンク１２４の長さＬ４（＝Ｌ２）との比（Ｌ３/Ｌ４）は、第２リンク１２２ａの一部リンク部分ＬＭと第１リンク１２１ａ，１２１ｂとの長さの比（Ｌ２／Ｌ１）と等しくなっている。
【００６５】
また、リンク１２１ａ、１２３ａには、伸縮アーム５１，５２の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂのうちハンド５３から離れた側のリンクが一体的に連結されており、第２リンク１２２ａ及び第１リンク１２１ｂのなす角度θが変化するとき、一方及び他方の伸縮アーム５１，５２の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂがその先端部を互いに接近及び離隔する方向に連動して回転することで、伸縮アーム５１，５２が図１２に示す収縮状態及び図１３に示す伸張状態をとり得るように伸縮動作するようになっている。
【００６６】
さらに、本実施形態では、伸縮アーム５１，５２の基端側アーム部分５１ｂ，５２ｂのうちハンド５３側のリンクの間にも、両アームの同期連動した開閉動作を積極的に確保するよう他方及び一方の両クランク機構１４０，１５０からなるアーム連動機構１４５が設けられている。
【００６７】
具体的には、両クランク機構１４０は、第１リンク１４１ａ，１４１ｂを第２リンク１２２ａの一部のリンク部分ＩＪとして構成された（即ちリンク部分ＩＪと一体結合された）第２リンク１４２ａの両端に揺動自在に連結するとともに、これらを交差させて連結リンク１４２ｂに連結したものであり、両クランク機構１５０は、第３リンク１４３ａ，１４３ｂを第２リンク１４２ａの両端に連結するとともに、これらを交差させて第４リンク１４４に連結したものである。また、両クランク機構１４０は、少なくとも一辺（図１２中のＤＥ間、ＩＪ間）と一つの頂角が等しい二つの三角形状をなす四節リンク機構となっており、両クランク機構１５０は、少なくとも一辺（図１２中のＩＨ間、ＪＰ間）と一つの頂角が等しい二つの三角形状をなす四節リンク機構となっている。そして、一方の両クランク機構１４０で形成される二つの小三角形と他方の両クランク機構１５０で形成される二つの大三角形とが相似形状をとり得るように、各リンク長さが設定されている。
【００６８】
なお、図１２に示すように、本実施形態における第８リンク６８は、第５リンクとしての関節リンク部５２ａ（図中ＴＶに渡るリンク）と一体に連結されるが、その取付角度（∠ＳＵＶ）は９０度よりも小さい角度、好ましくは７０〜８５°となっており、伸縮アーム５１，５２が収縮した場合に図中のジョイント部ＹＷＳＵで形成される平行四辺形が一直線上まで変形しないようにしている。
【００６９】
このように、本実施形態においては、伸縮アーム５１，５２の基端側に２組のアーム連動機構１１５，１４５が設けられているから、上述例と同様な作用効果を得ることができ、しかも、追加されたアーム連動機構１４５は、クランク機構１４０，１５０におけるそれぞれ二つの三角形が上述の場合より高さの大きい（三角形がつぶれていない）形状となるため、アーム伸張時における関節部５１ａ、５２ａのふらつきを確実に抑制することができ、十分な伸縮アーム剛性を確保することができる。
【００７０】
図１４〜図１６は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第５実施形態を示す図である。
【００７１】
同図において、１６０はハンドリングロボットで、このロボット１６０は、それぞれ関節部１６１ａ，１６２ａにおいて「く」の字形状に屈曲し、その屈曲の形状を変化させて伸縮する伸縮アーム１６１，１６２を備えており、更に、両アーム１６１，１６２の先端部に装着された所定形状のハンド１６３と、伸縮アーム１６１，１６２を連動させるアーム連動機構１６５と、を備えている。
【００７２】
伸縮アーム１６１，１６２の関節構造やアーム構造は従来の構成と共通するので、詳述しないが、伸縮アーム１６１，１６２共に、基端側アーム部分１６１ｂ，１６２ｂと、先端側アーム部分１６１ｃ，１６２ｃとを有し、これらが関節部１６１ａ，１６２ａを介して相互に回動可能に結合されている。また、ハンド１６３は、所定のワークを把持可能なように、そのワークの被把持部の輪郭形状に対応する凹部１６３ａを有している。また、これら伸縮アーム１６１，１６２の基端側アーム部分１６１ｂ，１６２ｂは、両アーム１６１，１６２を旋回中心Ｏ回りに旋回させる旋回駆動リンク１６４の両端部に揺動自在に支持されており、さらに、伸縮アーム１６２の基端側延長部１６２ｄに連結された伸縮駆動リンク１６８，１６９を介して図外の駆動源により伸縮駆動される。
【００７３】
一方、アーム連動機構１６５は、図１５に示すように、第１リンク１７１ａと、関節部１６１ａ，１６２ａを連結する関節リンク１６６の一部を構成するリンク部分１７１ｂとを、これらより長い第２リンク１７２ａの一端部Ｆ及び中間部Ｈに連結し、両第１リンク１７１ａ，１７１ｂを第２リンク１７２ａと交差する一方の連結リンク１７２ｂで連結して構成された一方の両クランク機構１７０を具備している。ここで、一方の連結リンク１７２ｂは、アーム１６２の一部のリンク部分ＥＧ（図１４中のＥＧに渡るリンク）で構成されており、第２リンク１７２ａは中間部Ｈで関節リンク１６６に揺動自在に支持されている。この両クランク機構１７０は、旋回駆動リンク１６４が停止した状態で、アーム１６２の基端側アーム部分１６２ｂが伸縮駆動リンク１６８，１６９を介して図外の駆動源により駆動され、平行クランク機構を構成する図１４中の四節リンクＣＤＧＪが変形するとき、基端側アーム部分１６２ｂと関節リンク１６６（その一部を構成するリンク部分１７１ｂ）とのなす角度が変化するのに伴って、第２リンク１７２ａに対し第１リンク１７１ａをリンク部分１７１ｂとは逆方向に相対的に回動させるようになっている。
【００７４】
また、第２リンク１７２ａの中間部Ｈ及び他端部Ｉには一対の第３リンク１７３ａ，１７３ｂが揺動自在に連結されており、これら第３リンク１７３ａ，１７３ｂを互いに交差させるとともに第４リンク１７４で連結することにより、第３リンク１７３ａ，１７３ｂに対して第２リンク１７２ａの他端部Ｉ及び第４リンク１７４を互いに逆方向に連動して回動させる他方の両クランク機構１８０が構成されている。ここで、第４リンク１７４は、アーム１６１の先端側の一部のアーム部分ＫＪとして、アーム１６１に一体結合されている。
【００７５】
さらに、前記各リンク１７１ａ，１７１ｂ，１７２ａ，１７２ｂ，１７３ａ，１７３ｂ，１７４の長さは、一方及び他方の両クランク機構１７０，１８０が互いに相似形状をとり得るように設定されており、一方の連結リンク１７２ｂには伸縮アーム１６２の基端側アーム部分１６２ｂが、第４リンク１７４には伸縮アーム１６１の先端側アーム部分１６１ｃが、それぞれ連結され、第２リンク１７２ａの他端側の第１リンク１７１ｂ及び第３リンク１７３ａが一体結合されることにより、一方及び他方の両クランク機構１７０，１８０が相似形状にされている。これにより、第２リンク１７２ａ及び第１リンク１７１ｂのなす角度が変化するとき、両アーム部分１６１ｃ，１６２ｂ（一方及び他方のアーム）が互いに接近及び離隔するよう平行クランク機構を構成する他のアーム部分１６１ｂ，１６２ｃと共に同期・連動して回動する。
【００７６】
なお、上述の場合と同様に、一方及び他方の両クランク機構１７０，１８０はそれぞれ、少なくとも一辺と一つの頂角（対頂角）が等しい二つの三角形状をなす四節リンク機構となっており、一方の両クランク機構１７０で形成される連結部ＥＦＧＨ間の二つの三角形と他方の両クランク機構１８０で形成される連結部ＨＩＫＪ間の二つの三角形とが相似形状となる。また、第２リンク１７２ａの前記一部のリンク部分ＦＨ及び連結リンク１７２ｂは互いに同一の長さＬ２（図１１中のＦＨ間、ＥＧ間の長さ）を有し、一対の第１リンク１７１ａ，１７１ｂは互いに同一の長さＬ１（図１４中のＥＦ間、ＧＨ間の長さ）を有し、リンク１７３ａ，１７３ｂの長さＬ３（図中のＩＫ間、ＨＪ間の長さ）と第２リンク１７２ａの一部のリンク部分ＨＩ及び第４リンク１７４の各リンク長さＬ４との比（Ｌ３／Ｌ４）は、第２リンク１７２ａの一部リンク部分ＦＨと第１リンク１７１ａ，１７１ｂとの長さの比（Ｌ２／Ｌ１）と等しくなっている。
【００７７】
そして、第２リンク１７２ａ及び第１リンク１７１ｂのなす角度θが変化するとき、一方及び他方の伸縮アーム１６１，１６２の基端側及び基端側アーム部分１６１ａ，１６２ａ，１６１ｂ，１６２ｂが互いに図１４に示す左端側の端部を互いに接近及び離隔する方向に連動して回動し、伸縮アーム１６１，１６２が図１４に示す収縮状態及び図１６に示す伸張状態をとり得るよう伸縮動作するようになっている。
【００７８】
このように、本実施形態においても、アーム連動機構１６５が、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１）を有する第１リンク１７１ａ，１７１ｂ及び第２リンク１７２ａ，１７２ｂ（リンク部分ＦＨ，ＥＧ）を、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、これら第１リンク又は第２リンクの何れかである第２リンク１７２ｂを基端側アーム部分と一体に回動するようこのアーム部分１６２ｂに連結したクランク機構１７０（一方の四節機構）と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１＝Ｌ３／Ｌ４）を有する第３リンク１７３ａ，１７３ｂ及び第４リンク１７２ａ（リンク部分ＨＩ），１７４を、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、これら第３リンク又は第４リンクの何れかである第４リンク１７４を先端側アーム部分１６１ｃと一体に回動するようこのアーム部分１６１ｃに一体に連結したクランク機構１８０（他方の四節機構）と、を備えており、これら一方及び他方のリンク機構１７０，１８０の特定のリンク間挟角θが互いに一致するよう両アーム部分１６２ｂ，１６１ｃの回動中心付近で一方及び他方のリンク機構１７０，１８０の特定のリンク同士（第２及び第４リンクの片方同士であるリンク部分ＦＨ及びＨＩ、第１及び第３リンクの片方同士であるリンク部分ＧＨ及びＨＪ）をそれぞれ一体に連結して、基端側及び先端側のアーム部分が互いに接近及び離隔する方向に連動して回動するようにしているので、上述例と同様な作用効果を得ることができる。しかも、これらアーム部分を共に平行クランク機構とすることにより、駆動源から離れた位置で、アーム連動機構１６５によって関節部１６１ａ，１６２ａを連動させることができ、ロボットアームを片腕のみの簡素な構成とすることができる。さらに、アーム１６１，１６２の関節部に回動自在に取り付けられたリンク１６６（第５リンク）と、これを含むアーム１６１，１６２の基端側及び先端側の平行クランク機構（ＣＤＧＪ及びＧＪＭＬ）とを介して、リンク１６６とハンド１６３を旋回駆動リンク１６４に対して平行姿勢に保つようにしているので、ワークの把持姿勢を常時一定に保つことができ、安定した移送、ハンドリング作業ができる。
【００７９】
なお、伸縮アーム１６１，１６２の基端側アーム部分１６１ｂ，１６２ｂを回動支点Ｃ，Ｄでそれぞれ駆動する一対の同期駆動軸（駆動手段）を設けて、両基端側アーム部分１６１ｂ，１６２ｂを同期して同一方向に回動させるようにすることができるのは、勿論である。
【００８０】
図１７及び図１８は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第６実施形態を示す図であり、上述のアーム連動機構と同様な四節機構をハンドの姿勢保持に利用するものである。
【００８１】
両図において、左右の伸縮アーム２１１，２１２は、駆動軸３１によって駆動される基端側アーム部分２１１ｂと、駆動軸３２によって基端側アーム部分２１１ｂに対し逆方向に同期駆動される基端側アーム部分２１２ｂと、これらの先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分２１１ｃ，２１２ｃとからなり、これら伸縮アーム２１１，２１２は互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な屈曲アームとなっている。そして、これら屈曲アーム２１１，２１２の先端側アーム部分２１１ｃ，２１２ｃの先端部には、ハンド２１３が手首の中心となる連結点２１３ｂ，２１３ｃでそれぞれ回動自在に連結され、支持されている。
【００８２】
また、ハンド２１３に対する各先端側アーム部分２１１ｃ，２１２ｃの一対の回動中心Ｋ，Ｌ（連結点２１３ｂ，２１３ｃ）とハンド２１３との間には、両者の間に介在する複数のリンクからなる姿勢保持機構２２０が設けられており、この姿勢保持機構２２０によって一方及び他方の先端側アーム部分２１１ｃ，２１２ｃの回動（アームの伸縮動作）に対して図示するようなハンド２１３の所定の姿勢を保持するようになっている。
【００８３】
具体的には、姿勢保持機構２２０は、図１８に示すように、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１）を有する長さＬ１の第１リンク２２１ａ，２２１ｂ及び長さＬ２の第２リンク２２２ａ，２２２ｂを各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第１リンク又は第２リンクの何れかである第２リンク２２２ａを先端側アーム部分２１１ｃ，２１２ｃの一対の回動中心Ｋ，Ｌの間のハンド２１３で構成した一方の四節機構２２５と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１＝Ｌ３／Ｌ４）を有する第３リンク２２３ａ，２２３ｂ（図１８中のＭＰ間，ＬＱ間に渡る長さＬ３のリンク部分）及び第４リンク２２４ａ，２２４ｂ（図１８中のＬＭ間，ＰＱ間に渡る長さＬ４のリンク部分）を各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第３リンク又は第４リンクの何れかである第４リンク２２４ａを先端側アーム部分２１１ｃ，２１２ｃの一対の回動中心Ｋ，Ｌと同一直線上でハンド２１３に一体に連結した他方の四節機構２２６と、含んでいる。
【００８４】
そして、これら一方及び他方の四節機構２２５，２２６の特定のリンク間挟角（図１８中の∠ＬＭＮ）が互いに一致するよう一方及び他方の四節機構２２５，２２６の特定のリンク同士を一体に連結している。図１８においては、第２リンク２２２ａ及び第４リンク２２４ａをハンド２１３の一部としてと一体化するとともに、第１リンク２２１ｂ及び第３リンク２２３ａを一体に連結している。
【００８５】
このようにすれば、ハンド２１３に対する先端側アーム部分２１１ｃ，２１２ｃの一方の回動に対して他方を相対的に追従させるように、一方及び他方の四節機構２２５，２２６が作用し、アーム２１１，２１２の伸縮動作に対して、図示するようなハンド２１３の所定の姿勢を一定に保持することができる。
【００８６】
勿論、ここで説明したハンド姿勢保持機構に代えて、図１９及び図２０に示す第７実施形態のように、アーム伸張時（図２０参照）においてもアーム先端のふらつきを抑えることができる上述のアーム連動機構２４０と、片方の基端側アーム部分２５２ｂを含むを基端側の平行クランク機構と、関節リンク２５２ａに一体的に支持させたリンク（ＳＵ）を含む先端側の平行クランク機構（平行四辺形ＹＷＳＵ）とを構成して、ハンド２５３の姿勢保持を行うこともできる。
【００８７】
なお、上述の各実施形態においては、「く」の字形に屈曲する伸縮アームのみを示したが、以下に説明するように、交互に作業を行う二つのハンドを持つロボットアーム等に適用することもできる。
【００８８】
図２１は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第８実施形態を示す図であり、上述のアーム連動機構と同様な四節機構をハンドの姿勢保持に利用するものである。
【００８９】
両図において、一方の屈曲アーム２６１及び他方の屈曲アーム２６２は、同軸二軸の駆動軸２３１，２３２によって互いに逆方向に回動するよう同期駆動される一方及び他方の基端側アーム部分２６１ｂ，２６２ｂと、各基端側アーム部分２６１ｂ，２６２ｂの先端側に互いに逆方向に屈曲するようそれぞれ回動可能に支持された複数の先端側アーム部分２６１ｃ，２６２ｃと、を有している。また、アーム２６１，２６２の関節部２６１ａ，２６２ａは基端側アーム部分２６１ｂ，２６２ｂの先端に略Ｔ字状に一体結合されており、その一端Ｍ側に先端側アーム部分２６１ｃ，２６２ｃが、他端Ｌ側に別の先端側アーム部分２５８，２５９が、それぞれ回動可能に支持されている。また、これら複数対の先端側アーム部分２６１ｃ，２６２ｃ，２５８，２５９は、互いに先端部を離間させてひし形を形成するようになっており、これらにより互いに向きの異なる一対のハンド２５３Ａ，２５３Ｂが支持されている。
【００９０】
また、ハンド２５３Ａ，２５３Ｂには、上述例と同様なハンド姿勢保持機構２２０Ａ，２２０Ｂが装着されている。
【００９１】
本実施形態においては、駆動軸２３１により片方のアーム２６１の基端側アーム部分２６１ｂを時計方向に回動させるとき、駆動軸２３２の基端側アーム部分２６１ｂを反時計方向に回動させて両アーム２６１，２６２を伸張させるが、このとき、もう一対の先端側アーム部分２５８，２５９は収縮方向に移動する。すなわち、本実施形態は、交互に作業を行う二つのハンド２５３Ａ，２５３Ｂを持つロボットアームである。また、ハンド２５３Ａ，２５３Ｂのうち一方が駆動軸２３１，２３２から離隔し、他方が駆動軸２３１，２３２に接近した状態で、両駆動軸２３１，２３２を同一方向に同期して回動させると、アーム２６１，２６２がその回動方向に旋回することになる。したがって、ワークの受け渡し作業を迅速に行うことができる。
【００９２】
図２２は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第９実施形態を示す図である。
【００９３】
本実施形態においては、一方の屈曲アーム２８１及び他方の屈曲アーム２８２は、同軸二軸の駆動軸２３１，２３２によって互いに逆方向に回動するよう同期駆動される。また、一方及び他方のアーム２８１，２８２の基端側アーム部分２８１ｂ，２８２ｂは、駆動軸２３１，２３２を長手方向中間点としてその両側に延びた形状となっており、基端側アーム部分２８１ｂ，２８２ｂの一端側に図中上側の先端側アーム部分２８１ｃ，２８２ｃ及びハンド２５３Ａが支持され、基端側アーム部分２８１ｂ，２８２ｂの他端側に図中下側の先端側アーム部分２９１，２９２及びハンド２５３Ｂが支持されている。この場合、基端側アーム部分２８１ｂ，２８２ｂ同士、先端側アーム部分２８１ｃ，２８２ｃ同士、ハンド２５３Ａ，２５３Ｂ同士は、それぞれ駆動軸２３１，２３２の軸方向にずれて配置されており、アーム全体としては多層構造となっている。
【００９４】
また、ハンド２５３Ａ，２５３Ｂには、上述例と同様なハンド姿勢保持機構２２０Ａ，２２０Ｂが装着されている。
【００９５】
本実施形態においては、基端側アーム部分２８１ｂ，２８２ｂは、例えば図中の中心線の上側と下側に振れるよう往復駆動され、図示方向（平面図）に見たハンド２５３Ａ，２５３Ｂの位置が交互に入れ替わるようになっている。したがって、上述例のような旋回動作をすることなく、ワークの受け渡し作業を迅速に行うことができる。
【００９６】
図２３及び図２４は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第１０実施形態を示す図である。
【００９７】
本実施形態においては、一方の屈曲アーム３１１及び他方の屈曲アーム３１２は、同軸二軸の駆動軸２３１，２３２によって互いに逆方向に回動するよう同期駆動される一方及び他方の基端側アーム部分３１１ｂ，３１２ｂと、各基端側アーム部分３１１ｂ，３１２ｂの先端側に互いに逆方向に屈曲するようそれぞれ回動可能に支持された複数の先端側アーム部分３１１ｃ，３１２ｃとを有している。
【００９８】
図２４に示すように、各アーム３１１，３１２の関節部は、基端側アーム部分３１１ｂ，３１２ｂの先端部に回動可能に結合されて略Ｔ字状の先端部を形成する関節リンク３１５となっており、その一端Ｊ側に先端側アーム部分３１１ｃ，３１２ｃが、他端Ｋ側（Ｄ側）に別の一対の先端側アーム部分３１３，３１４が、それぞれ回動可能に支持されている。また、屈曲アーム３１１，３１２の各関節部には、アーム連動機構３２０Ａ，３２０Ｂが装着されている。
【００９９】
これらアーム連動機構３２０Ａ，３２０Ｂは、それぞれ、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１）を有する第１リンク３２１ａ，３２１ｂ（図２４中のＢＪ間，ＤＥ間に渡る長さＬ１のリンク部分）及び第２リンク３２２ａ，３２２ｂ（図２４中のＢＥ間，ＤＪ間に渡る長さＬ２のリンク部分）を各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第１リンク又は第２リンクの何れかである第２リンク３２２ａを関節リンク３１５に一体連結した一方の四節機構３２５と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１＝Ｌ３／Ｌ４）を有する第３リンク３２３ａ，３２３ｂ（図２４中のＧＫ間，ＤＦ間に渡る長さＬ３のリンク部分）及び第４リンク３２４ａ，３２４ｂ（図２４中のＤＫ間，ＦＧ間に渡る長さＬ４のリンク部分）を各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第３リンク又は第４リンクの何れかである第４リンク３２４ａを関節リンク３１５に一体連結した他方の他方の四節機構３２６と、含んでいる。そして、これら一方及び他方の四節機構３２５，３２６の特定のリンク間挟角（図２４中の∠ＪＤＥ）が互いに一致するよう一方及び他方の四節機構３２５，３２６の特定のリンク同士が一体に連結されている。すなわち、上述のように第２リンク３２２ａ及び第４リンク３２４ａを関節リンク３１５の一部とすることに加え、第１リンク３２１ｂ及び第３リンク３２３ｂを一体に連結し、関節リンク３１５の両側で先端側アーム部分３１１ｃ，３１２ｃと別の一対の先端側アーム部分３１３，３１４とが互いに逆方向に同期して回動するようになっている。
【０１００】
本実施形態においては、基端側アーム部分３１１ｂ，３１２ｂが図示位置（一直線に並んだ状態）から互いに交差するよう片側、例えば図２３中の下側に回動するときには、先端側アーム部分３１１ｃ，３１２ｃと先端側アーム部分３１３，３１４が互いに離隔し、ハンド３５３Ａ，３５３Ｂのうち一方、例えばハンド３５３Ａが駆動軸２３１，２３２の近傍に位置した状態で、他方、例えばハンド３５３Ｂが駆動軸２３１，２３２から迅速に離隔する。また、基端側アーム部分３１１ｂ，３１２ｂが所定交差角をなす位置から図示位置に向かって復帰、例えば図中の上側に回動するときには、先端側アーム部分３１１ｃ，３１２ｃと先端側アーム部分３１３，３１４が互いに接近し、ハンド３５３Ａ，３５３Ｂのうち片方が駆動軸２３１，２３２の近傍に位置した状態で、他方が駆動軸２３１，２３２から迅速に復帰する。
【０１０１】
基端側アーム部分３１１ｂ，３１２ｂが図示位置を通過し、さらに同方向に回動すると、今度は、先端側アーム部分３１１ｃ，３１２ｃと先端側アーム部分３１３，３１４が互いに離隔するとともに、ハンド３５３Ａ，３５３Ｂのうち他方、例えばハンド３５３Ｂが駆動軸２３１，２３２の近傍に位置した状態で、一方、例えばハンド３５３Ａが駆動軸２３１，２３２から迅速に離隔する。
【０１０２】
したがって、ハンド３５３Ａ，３５３Ｂを比較的大きなストロークで、迅速に交互に移動させることができるハンドリングロボットが実現できる。
【０１０３】
図２５は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第１１実施形態を示す図である。なお、本実施形態は、図１２に示した実施形態と類似するアーム構造を有しているので、これと同一の構成については図１２と同一の符号を付して説明を省略し、相違する点について説明する。
【０１０４】
図２５に示すように、本実施形態においては、第４実施形態のハンドリングロボット１１０の関節リンク５１ａ，５２ａの中間部分に先端側アーム部分３１３，３１４が回動可能に支持されており、これら先端側アーム部分３１３，３１４によりハンド５３Ａ，５３Ｂとその姿勢保持機構７２Ａ，７２Ｂがそれぞれ支持されている。ここで、姿勢保持機構７２Ａ，７２Ｂは上述の先端側平行クランク機構７２と同様のものである。
【０１０５】
この実施形態においても、ハンド５３Ａ，５３Ｂを第１０実施形態のハンド３５３Ａ，３５３Ｂと同様に大きなストロークで迅速に移動させることができる。
【０１０６】
図２６及び図２７は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第１２実施形態を示す図である。なお、本実施形態は、図２３に示した第１０実施形態と類似するハンド及びアーム配置を採用しているので、これと同一の構成については図２３及び図２４と同一の符号を付して説明を省略し、相違する点について説明する。
【０１０７】
本実施形態は、第１０実施形態とはアームの関節構造が異なり、一方及び他方の屈曲アーム３１１，３１２の関節部には、アーム連動機構３４０Ａ，３４０Ｂがそれぞれ設けられている。
【０１０８】
各アーム連動機構３４０Ａ，３４０Ｂは、図２７に示すように、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１）を有する第１リンク３４１ａ，３４１ｂ（図２７中のＥＦ間，ＧＨ間に渡る長さＬ１のリンク部分）及び第２リンク３４２ａ，３４２ｂ（図２７中のＥＧ間，ＦＨ間に渡る長さＬ２のリンク部分）を各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第１リンク又は第２リンクの何れかである第１リンク３４１ｂを関節リンク３１５に一体連結した一方の四節機構３４５と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１＝Ｌ３／Ｌ４）を有する第３リンク３４３ａ，３４３ｂ及び第４リンク３４４ａ，３４４ｂ（図２７中のＨＩ間、ＪＫ間に渡るリンク部分）を各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第３リンク又は第４リンクの何れかである第３リンク３４３ｂを関節リンク３１５に一体連結した他方の他方の四節機構３４６と、含んでいる。
【０１０９】
そして、これら一方及び他方の四節機構３４５，３４６の特定のリンク間挟角（図２７中の∠ＧＨＦ、∠ＩＨＪ）が互いに一致するよう一方及び他方の四節機構３４５，３４６の特定のリンク同士が一体に連結されている。すなわち、上述のように第１リンク３４１ｂａ及び第３リンク３４３ｂを関節リンク３１５の一部とすることに加え、第２リンク３４２ａ及び第４リンク３４４ａを一体に連結し、関節リンク３１５の両側で先端側アーム部分３１１ｃ，３１２ｃと別の一対の先端側アーム部分３１３，３１４とが互いに逆方向に同期して回動するようになっている。
【０１１０】
本実施形態においても、第１０実施形態と同様な作用効果を期待することができる。
【０１１１】
なお、上述した四節機構３４５，３４６のようなアーム連動機構は、ひじ関節や基端部のみならず、ハンドの姿勢保持にも利用できる。
【０１１２】
図２８及び図２９は、そのような特徴を有する本発明の第１３実施形態を示す図である。
【０１１３】
両図において、左右の伸縮アーム３５１，３５２は、駆動軸３２によって駆動される基端側アーム部分３５１ｂと、駆動軸３１によって基端側アーム部分３５１ｂに対し逆方向に同期駆動される基端側アーム部分３５２ｂと、これらの先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分３５１ｃ，３５２ｃとからなり、これら伸縮アーム３５１，３５２は互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な屈曲アームとなっている。そして、これら屈曲アーム３５１，３５２の先端側アーム部分３５１ｃ，３５２ｃの先端部には、ハンド３５３が手首の中心となる連結点３５３ｂ，３５３ｃでそれぞれ回動自在に連結され、支持されている。
【０１１４】
また、ハンド３５３に対する各先端側アーム部分３５１ｃ，３５２ｃの一対の回動中心Ｊ，Ｇ（連結点３５３ｂ，３５３ｃ）とハンド３５３との間には、両者の間に介在する複数のリンクからなる姿勢保持機構３４０が設けられており、この姿勢保持機構３４０によって一方及び他方の先端側アーム部分３５１ｃ，３５２ｃの回動（アームの伸縮動作）に対して図示するようなハンド３５３の所定の姿勢を保持するようになっている。
【０１１５】
具体的には、姿勢保持機構３４０は、図２９に示すように、一対の回動中心Ｊ，Ｇ（連結点３５３ｂ，３５３ｃ）の近傍に、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１）を有する第１リンク３４１ａ，３４１ｂ（図２９中のＥＦ間，ＨＧ間に渡る長さＬ１のリンク部分）及び第２リンク３４２ａ，３４２ｂ（図２９中のＦＨ間，ＥＧ間に渡る長さＬ２のリンク部分）を各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第１リンク又は第２リンクの何れかである片方の第１リンク３４１ｂを一対の連結点３５３ｂ，３５３ｃ間のハンド３５３のうち一方側の部分で構成してこれに一体的に連結し、片方の第２のリンク３４２ｂをアーム３５２の先端側アーム部分３５２ｃに一体結合した一方の四節機構３４５を含んでおり、更に、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１＝Ｌ３/Ｌ４）を有する第３リンク３４３ａ，３４３ｂ（図２９中のＩＫ間，ＨＪ間に渡る長さＬ３のリンク部分）及び第４リンク３４４ａ，３４４ｂ（図２９中のＨＩ間、ＪＫ間に渡る長さＬ４のリンク部分）を各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、第３リンク又は第４リンクの何れかである片方の第３リンク３４３ｂを一対の連結点３５３ｂ，３５３ｃ間のハンド３５３のうち他方側の部分で構成してこれに一体的に連結し、片方の第４リンク３４４ｂをアーム３５１の先端側アーム部分３５１ｃに一体連結した他方の他方の四節機構３４６、を含んで構成されている。
【０１１６】
そして、これら一方及び他方の四節機構３４５，３４６の特定のリンク間挟角（図２９中の∠ＦＨＧ、∠ＩＨＪ）が互いに一致するよう一方及び他方の四節機構３４５，３４６の特定のリンク、例えば第２リンク３４２ａ及び第４リンク３４４ａが一対の回動中心Ｊ，Ｇの間で一体に連結され、ハンド３５３に回動可能に支持されている。
【０１１７】
このようにすれば、ハンド３５３に対する先端側アーム部分３５１ｃ，３５２ｃの一方の回動に他方を連動させ追従させるように、一方及び他方の四節機構３４５，３４６が作用し、アーム３５１，３５２の伸縮動作に対して、図示するようなハンド３５３の所定の姿勢を一定に保持することができる。
【０１１８】
図３０は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第１４実施形態を示す図である。なお、本実施形態は、第１３実施形態における先端側アーム部分に平行クランクを構成するよう、複数のリンクを併設したものである。
【０１１９】
すなわち、本実施形態のロボットアーム及びその駆動装置は、図３０に示すように、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な一方の屈曲アーム３５１及び他方の屈曲アーム３５２と、両屈曲アーム３５１，３５２の先端側アーム部分３５１ｃ，３５２ｃに回動自在に連結されたハンド３５３とを備えており、屈曲アーム３５１，３５２は、同軸二軸の駆動軸３１，３２で互いに逆方向に駆動される基端側アーム部分３５１ｂ、３５２ｂと、これら基端側アーム部分３５１ｂ，３５２ｂの先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分３５１ｃ，３５２ｃと、これらの関節部３５１ａ，３５２ａからなる。
【０１２０】
また、ハンド３５３と一方及び他方の屈曲アーム３５１，３５２との間には、複数のリンクからなり、一方及び他方のアーム３５１，３５２の回動に対してハンド３５３の姿勢を一定に保持する姿勢保持機構３５０が介在している。
【０１２１】
この姿勢保持機構３５０は、一方及び他方の屈曲アーム３５１，３５２の関節部３５１ａ，３５２ａでそれぞれ基端側アーム部分３５１ｂ，３５２ｂ及び先端側アーム部分３５１ｃ，３５２ｃと共に図中で左右対称な一対の平行クランク機構を構成する一方及び他方の各２本のアーム側併設リンク３６１，３６３及び３６２，３６４と、上述した第１２及び第１３実施形態のアーム連動機構と同様なアーム連動機構３４０とで構成されている。アーム連動機構３４０は、詳細を図示しないが、図２７におけるアーム３１３，３１１ｃを併設リンク３６１，３６２とし、関節リンク３１５を基端側アーム部分から離れた関節リンク３６５（図３０参照）とすることで、図２９におけるアーム回動支点Ｇ，Ｊにそれぞれ併設リンク３６３，３６４を連結したような構造にしている。すなわち、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１）を有する第１リンク３４１ａ，３４１ｂ（図２９中のＥＦ間，ＨＧ間に渡る長さＬ１のリンク部分）及び第２リンク３４２ａ，３４２ｂ（図２９中のＦＨ間，ＥＧ間に渡る長さＬ２のリンク部分）を、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、これら第１リンク又は第２リンクの何れかである第２リンク３４２ｂを一方の併設リンク３６２と一体に連結した一方の四節機構３４５と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１＝Ｌ３／Ｌ４）を有する第３リンク３４３ａ，３４３ｂ（図２９中のＩＫ間，ＨＪ間に渡る長さＬ３のリンク部分）及び第４リンク３４４ａ，３４４ｂ（図２９中のＨＩ間，ＪＫ間に渡る長さＬ４のリンク部分）を、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、該第３リンク又は第４リンクの何れかである第４リンク３４４ｂを他方の併設リンク３６１と一体に連結した他方の四節機構３４６と、を含んでいる。そして、これら一方及び他方の四節機構３４５，３４６の特定のリンク間挟角が互いに一致するようハンド３５３付近で一方及び他方の四節機構３４５，３４６の特定のリンク３４２ａ，３４４ａ同士を一体に連結して、一方の併設リンク３６１，３６３と他方の併設リンク３６２，３６４の間でハンド３５３側のリンク３６５を形成し、ハンド３５３を同一姿勢に支持する構成となっている。
【０１２２】
本実施形態においては、第１３実施形態と同様な作用効果を期待することができる。
【０１２３】
図３１は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第１５実施形態を示す図である。
【０１２４】
本実施形態は、第１４実施形態のロボットアーム及びその駆動装置と類似するものであるが、図３１に示すように、屈曲アームの構造と併設リンクの配置が上述例とは相違する。
【０１２５】
すなわち、本実施形態においては、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な一方の屈曲アーム３７１及び他方の屈曲アーム３７２が、それらの先端側アーム部分３７１ｃ，３７２ｃに回動自在に連結されたハンド３５３を支持している。また、屈曲アーム３７１，３７２は、同軸二軸の駆動軸３１，３２で互いに逆方向に駆動される基端側アーム部分３７１ｂ，３７２ｂと、これら基端側アーム部分３７１ｂ，３７２ｂの先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分３７２ｃ，３７２ｃとからなる。
【０１２６】
また、ハンド３５３と、一方及び他方の屈曲アーム３７１，３７２の基端側アーム部分３７１ｂ，３７２ｂとの間には、姿勢保持機構３５０が介在しており、この姿勢保持機構３５０は、アーム３７１，３７２の先端側アーム部分３７１ｃ，３７２ｃの回動支点３７１ａ，３７２ａより基端側に突出した突出端部３７１ｄ，３７２ｄと、アーム３７１，３７２の基端側アーム部分３７１ｂ，３７２ｂの先端から所定距離を隔てた位置に回動自在に支持された併設リンク３８１，３８２と、これら併設リンク３８１，３８２の基端側の突出部と先端側アーム部分３７１ｃ，３７２ｃの突出端部３７１ｄ，３７２ｄとの間に介在する併設リンク３８３，３８４と、併設リンク３８１，３８２の先端部の間に設けられた第１４実施形態と同様なアーム連動機構３４０と、を有している。
【０１２７】
本実施形態においては、アーム３７１，３７２の先端側アーム部分３７１ｃ，３７２ｃの姿勢が併設リンク３８１，３８２及び３８３，３８４を介して互いに図中の中心線に対し線対称に拘束されることになり、それによって、ハンド３５３の姿勢が一定の姿勢に保持される。なお、駆動軸３１，３２の中心、ハンド３５３の支点部３５３ｂ，３５３ｃ及び関節部３７１ａ，３７２ａをつないだ略ひし形の五角形と、リンク３６５，３８１，３８２を含む略ひし形の五角形とが図中の点ＯＸＹを共有する相似形状となる。
【０１２８】
このようにしても、上述例と同様な作用効果が得られる。
【０１２９】
図３２及び図３３は本発明に係るロボットアーム及びその駆動装置の第１６実施形態を示す図である。
【０１３０】
本実施形態のロボットアームは、互いに逆方向にくの字形に屈曲可能な一方の屈曲アーム３９１及び他方の屈曲アーム３９２が、それらの先端側アーム部分３９１ｃ，３９２ｃに回動自在に連結されたハンド１３を支持している。また、屈曲アーム３９１，３９２は、同軸二軸の駆動軸３１，３２で互いに逆方向に駆動される基端側アーム部分３９１ｂ，３９２ｂと、これら基端側アーム部分３９１ｂ，３９２ｂの先端側に回動可能に支持された先端側アーム部分３９１ｃ，３９２ｃとからなる。
【０１３１】
また、屈曲アーム３９１，３９２の基端側アーム部分３９１ｂ，３９２ｂの間にはアーム連動機構２４０Ａが介装されており、更に、ハンド３５３と、一方及び他方の屈曲アーム３９１，３９２の基端側アーム部分３９１ｂ，３９２ｂとの間には、全体として姿勢保持機構の役割をなす次の機構が設けられている。
【０１３２】
この機構は、アーム３９１，３９２の先端側アーム部分３９１ｃ，３９２ｃの回動支点３９１ａ，３９２ａより基端側に突出した突出端部３９１ｄ，３９２ｄと、駆動軸３１に回動自在に支持された基端側の併設リンク３９３，３９４と、これら併設リンク３９３，３９４と突出端部３９１ｄ，３９２ｄの間に介在する関節側の併設リンク３９５，３９６と、併設リンク３９３，３９４の間に設けられたアーム連動機構２４０Ｂと、で構成されている。
【０１３３】
また、アーム連動機構２４０Ａ，２４０Ｂは、同軸二軸の駆動軸３１，３２の中心に対し対称に配置され、アーム連動機構２４０Ａは上述した第７実施形態のアーム連動機構２４０と同様に構成されている。アーム連動機構２４０Ｂも、ほぼ同様で、図３３に示すように、各一対の等長リンクからなる所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１）を有する長さＬ１の第１リンク２４１ａ，２４１ｂ及び長さＬ２の第２リンク２４２ａ，２４２ｂを、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、これら第１リンク又は第２リンクの何れかである第１リンク２４１ｂを後述する第３リンク２４３ａと一体化した一方の四節機構２４５と、各一対の等長リンクからなる前記所定の長さ比（Ｌ２／Ｌ１＝Ｌ３／Ｌ４）を有する長さＬ３の第３リンク２４３ａ，２４３ｂ及び長さＬ４（＝Ｌ２）の第４リンク２４４ａ，２４４ｂを、各リンクの両端で他のリンクが逆回転するよう連結し、上述と同様にこれら第３リンク又は第４リンクの何れかを上述した第２リンク２４２ａと一体化した他方の四節機構２４６と、を含んでいる。
【０１３４】
本実施形態においては、アーム３９１，３９２の先端側アーム部分３９１ｃ，３９２ｃの姿勢が、アーム連動機構２４０Ｂ及び基端側併設リンク３９３，３９４と、関節側併設リンク３９５，３９６とを介して、互いに図中の中心線に対し線対称な姿勢をとるように拘束され、それによって、ハンド１３の姿勢が一定の姿勢に保持される。
【０１３５】
このようにしても、上述例と同様な作用効果が得られる。
【０１３６】
なお、本発明は上述したロボットアームに限定されるものではなく、アーム構造や手先の構成が異なる各種のハンドリングロボット等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態におけるアーム連動機構の模式図である。
【図３】第１実施形態のアーム伸張動作の説明図である。
【図４】第１実施形態における複数のリンクの積層配置状態及びアーム駆動源を示す旋回中心軸方向の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図６】第２実施形態のアーム伸張動作の説明図である。
【図７】第２実施形態における複数のリンクの積層配置状態及びアーム駆動源を示す旋回中心軸方向の断面図である。
【図８】第２実施形態におけるアーム駆動方式を逆向き同期駆動方式にした場合の変形態様を示すその概略構成図である。
【図９】図７に対応する第２実施形態の変形態様における複数のリンクの積層配置状態及びアーム駆動源を示す旋回中心軸方向の断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図１１】第３実施形態のアーム伸張動作の説明図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図１３】第４実施形態のアーム伸張動作の説明図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図１５】第５実施形態におけるアーム連動機構の模式図である。
【図１６】第５実施形態のアーム伸張動作の説明図である。
【図１７】本発明の第６実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図１８】第６実施形態におけるハンド姿勢保持機構の模式図である。
【図１９】本発明の第７実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図２０】第７実施形態のアーム伸張動作の説明図である。
【図２１】本発明の第８実施形態に係るダブルハンド型ロボットアームの概略構成図である。
【図２２】本発明の第９実施形態に係るダブルハンド型ロボットアームの概略構成図である。
【図２３】本発明の第１０実施形態に係るダブルハンド型ロボットアームの概略構成図である。
【図２４】第１０実施形態における関節部のアーム連動機構の模式図である。
【図２５】本発明の第１１実施形態に係るダブルハンド型ロボットアームの概略構成図である。
【図２６】本発明の第１２実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図２７】第１２実施形態における関節部のアーム連動機構の模式図である。
【図２８】本発明の第１３実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図２９】第１３実施形態におけるハンド姿勢保持機構の模式図である。
【図３０】本発明の第１４実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図３１】本発明の第１５実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図３２】本発明の第１６実施形態に係るロボットアーム及びその駆動装置の概略構成図である。
【図３３】第１６実施形態におけるハンド姿勢保持機構の模式図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１０，５０，８０，１１０，１６０  ロボットアーム
１１，１２，５１，５２，１６１，１６２  伸縮アーム（屈曲アーム）
１１ａ，１２ａ，５１ａ，５２ａ，１６１ａ，１６２ａ  関節部
１１ｂ，１２ｂ，５１ｂ，５２ｂ，１６１ｂ，１６２ｂ  基端側アーム部分
１１ｃ，１２ｃ，５１ｃ，５２ｃ，１６１ｃ，１６２ｃ  先端側アーム部分
１３，５３，１６３  ハンド
１３ａ，５３ａ，１６３ａ  凹部
１５，５５，８５，１１５，１４５，１６５，アーム連動機構
２０，６０，９０，１２０，１４０，１７０  一方の両クランク機構（一方の四節機構）
２１ａ，２１ｂ，６１ａ，６１ｂ，８１ａ，８１ｂ，１２１ａ，１２１ｂ，１４１ａ，１４１ｂ，１７１ａ，１７１ｂ  第１リンク
２２ａ，６２ａ，８２ａ，１２２ａ，１５２ａ，１７２ａ  第２リンク（特定のリンク、第４リンク）
２３ａ，２３ｂ，６３ａ，８３ａ，８３ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１４３ａ，１４３ｂ，１７３ａ，１７３ｂ  第３リンク
２４，６４，８４，１２４，１４４，１７４  第４リンク
２５，６５  第５リンク
２６  第６リンク
２７  第７リンク
２８，６８  第８リンク
２９，６９  第９リンク
３０，７０，１００，１３０，１５０，１８０  他方の両クランク機構（他方の四節機構）
３１，２３１  第１駆動軸（駆動手段）
３２，２３２  第２駆動軸（駆動手段）
４１，４２，７２，７２Ａ，７２Ｂ，２７２  先端側平行クランク機構（姿勢保持機構）
５８，５９，１６８，１６９  伸縮駆動リンク
１６１ｂ，１６２ｂ  基端側アーム部分
１６１ｃ，１６２ｃ  先端側アーム部分
１６４  旋回駆動リンク
１６６  リンク（第５リンク）
１７１ｂ  リンク部分（第１リンク）
２１１，２５１，２６１  一方の屈曲アーム
２１２，２５２，２６２  他方の屈曲アーム
２１１ａ，２１２ａ，２５１ａ，２５２ａ，２８１ａ，２８２ａ，２９１ａ，２９２ａ  関節部
２１１ｂ，２１２ｂ，２５１ｂ，２５２ｂ， 基端側アーム部分
２１１ｃ，２１２ｃ 先端側アーム部分
２１３，２５３，２５３Ａ，２５３Ｂ，３５３，３５３Ａ，３５３Ｂ ハンド
２１３ａ，２５３ａ，１６３ａ，２５３ａ，３５３ａ  凹部
２１３ｂ，２１３ｃ，２５３ｂ，２５３ｃ  ハンドに対する先端側アーム部分の回動中心
２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ 姿勢保持機構
２２１ａ，２２１ｂ，３２１ａ，３２１ｂ，３４１ａ，３４１ｂ  第１リンク
２２２ａ，２２２ｂ，３２２ａ，３２２ｂ，３４２ａ，３４２ｂ  第２リンク
２２３ａ，２２３ｂ，３２３ａ，３２３ｂ，３４３ａ，３４３ｂ  第３リンク
２２４ａ，２２４ｂ，３２４ａ，３２４ｂ，３４４ａ，３４４ｂ  第４リンク
２２５，３２５，３４５，４２５  一方の四節機構
２２６，３２６，３４６，４２６  一方の四節機構
２３１ 内側の駆動軸（駆動手段）
２３２ 外側の駆動軸（駆動手段）
２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ，３２０，３２０Ａ，３２０Ｂ，３４０，３４０Ａ，３４０Ｂ  アーム連動機構（姿勢保持機構）
２６１ａ，２６２ａ，３１５  関節リンク
３６１，３６２，３６３，３６４，３８１，３８２，３８３，３８４  アーム側併設リンク
【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２５】
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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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