(57)【要約】【課題】簡易な構成により、モータに接続される配線の影響により可動範囲に制限が生じることなく、被作動体が支持される球状体を複数方向に自由に回転させることができる複数方向駆動装置、ロボット関節機構及び複数方向駆動方法を提供する。【解決手段】保持部Ｓに支持されてロール軸Ｒを駆動させる第１駆動モータ１と、保持部Ｓに支持されてピッチ軸Ｐを駆動させる第２駆動モータ２と、第１駆動モータ１の回転に伴ないロール軸Ｒを回転中心として回転する回転部材３と、回転部材３に回転自在に支持され、かつ第２駆動モータ２の駆動軸２Ａとは異なるピッチ軸Ｐを中心として回転する球状体４と、第２駆動モータ２と球状体４との間で球状体４を回転部材３に対してスライド回転させる動力伝達機構５と、第１駆動モータ１の駆動軸１Ａと第２駆動モータ２とを制御する制御手段６とを有する。【選択図】図１
2019090495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部に支持されてロール軸を駆動する第１駆動モータと、
前記保持部に支持されてピッチ軸を駆動する第２駆動モータと、
前記第１駆動モータの駆動軸の回転に伴ない前記ロール軸を回転中心として回転する回転部材と、
前記回転部材に相対回転自在に支持されて回転する球状体と、
前記第２駆動モータの駆動軸と前記球状体との間に設けられて、該第２駆動モータの駆動軸の動力を前記球状体に伝達して、該球状体を前記回転部材に対してスライド回転させる動力伝達機構と、
前記第１及び第２駆動モータの駆動を制御する制御手段とを、有することを特徴とする複数方向駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１駆動モータの駆動軸の回転に伴って前記第２駆動モータのピッチ軸に生じる位相のずれを調整することを特徴とする請求項１に記載の複数方向駆動装置。
【請求項３】
前記第１駆動モータと第２駆動モータとは、互いに回転中心軸を平行に配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の複数方向駆動装置。
【請求項４】
前記第２駆動モータの回転中心軸と直交交差する方向へ前記ピッチ軸が向けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複数方向駆動装置。
【請求項５】
前記動力伝達機構は、前記第２駆動モータの駆動軸とともに回転する駆動側歯車要素と、この駆動側歯車要素と交差する軸を中心として、前記球状歯車とともに回転する従動側歯車要素とを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の複数方向駆動装置。
【請求項６】
前記動力伝達機構は、前記第２駆動モータの駆動軸に同軸となるように接続されたウォーム歯車と、該ウォーム歯車に噛合されかつ該ウォーム歯車と所定角度で交差する回転中心を有するウォームホイールと、前記球状体と一体に設けられかつ前記ウォームホイールからの動力が伝達される球状体歯車と、を有し、
前記球状体歯車の歯車軸は、前記球状体のピッチ軸と同一に設けられることを特徴とする請求項５に記載の複数方向駆動装置。
【請求項７】
前記ウォーム歯車と前記ウォームホイールとの交差角度は９０°であることを特徴とする請求項６に記載の複数方向駆動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の複数方向駆動装置を少なくとも２台有するロボット関節機構であって、
一方の複数方向駆動装置の球状体に、アーム部材を介して他方の複数方向駆動装置の保持部が設置されることを特徴とするロボット関節機構。
【請求項９】
基部側に位置する複数方向駆動装置の保持部は、基台となる基礎部材に設置されるとともに、先端側に位置する複数方向駆動装置の球状体には、被作動体となる作業装置が設置されることを特徴とする請求項８に記載のロボット関節機構。
【請求項１０】
保持部に支持されてロール軸を駆動させる第１駆動モータと、前記保持部に支持されてピッチ軸を駆動させる第２駆動モータと、前記第１駆動モータの回転に伴ない前記ロール軸を回転中心として回転する回転部材と、前記回転部材に相対回転自在に支持され、かつ前記第２駆動モータの駆動軸とは異なるピッチ軸を中心として回転する球状体と、前記第２駆動モータの駆動軸と前記球状体との間に設けられかつ該第２駆動モータの駆動軸の動力を前記球状体に伝達して、該球状体を前記回転部材に対してスライド回転させる動力伝達機構と、を具備する複数方向駆動装置において、
前記第１駆動モータを駆動した場合に、前記ロール軸を中心として前記回転部材を回転させて、前記球状体に支持される被作動体の向きを、前記ロール軸を回転中心としたロール方向に変化させる段階と、
前記第２駆動モータを駆動した場合に、前記動力伝達機構を介して、前記第２駆動モータの駆動軸の動力を前記球状体に伝達して、前記球状体を前記回転部材に対してピッチ軸を中心としたピッチ方向にスライド回転させる段階と、
前記第１駆動モータと前記第２駆動モータとを連動させてピッチ軸の位相を調整する段階と、を有することを特徴とする複数方向駆動装置における複数方向駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ、ロボットアーム等の被作動体の位置およびまたは向きを複数の自由度で調整することができる複数方向駆動装置、ロボット関節機構及び複数方向駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ、ロボットアーム等の被作動体を被駆動体となるＸＹステージにより回転制御する技術が知られている。
例えば、特許文献１に示される複数方向駆動装置では、ＸＹステージを有する被駆動体と、該被駆動体の表面に接触して該被駆動体を第１の方向に駆動する第１駆動力伝達部と、該被駆動体の他の部分に接触して該被駆動体を第１の方向とは異なる第２の方向に駆動する第２駆動力伝達部と、を具備する。
また、上記複数方向駆動装置では、被駆動体と第１駆動力伝達部とが歯車の歯筋方向に相互変位であり、該被駆動体と第２駆動力伝達部とが歯車の歯筋方向に相互変位可能となっており、これにより該被駆動体に設置される被作動体の角度を自在に調整できる。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示される複数方向駆動装置は、被駆動体と第１、第２駆動力伝達部とが歯車の歯筋方向に相互変位であるものの、全体としてはＸＹステージ上にて被駆動体を第１方向または第２方向に移動可能とするものである。このため、特許文献１に示される複数方向駆動装置では、例えば、第１方向または第２方向に直交する第３方向（ｚ軸方向）に回転または移動させることはできず、仮に第３方向に変位させるためには、新たな機構を付加する必要があり、構成が複雑化するという問題があった。
【０００４】
そして、上記問題を解決するために、球体を用いた複数方向駆動装置が提案されている。
この複数方向駆動装置は、被作動体が支持される球体の表面全体に歯車となる突起をマトリックス状に配置し、かつ該球体を支持する保持部側に、該球体上の歯車に噛合する凹状の歯車溝を設けるとともに、これら球体及び保持部内に、被作動体の向きを変更する駆動歯車を設けた構成である。
そして、この複数方向駆動装置では、球体及び保持部内の駆動歯車を選択的に駆動することで、球体に支持される被作動体を複数方向に回転させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９６４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記複数方向駆動機構では、球体の表面全体に歯車となる突起をマトリックス状に精密に配置しなければならず、製造コストが高くなるという問題があった。
また、球体側にも、駆動歯車及びこれを駆動するモータを設置する必要があり、このような構成により、部品点数が多くなり、かつ小型・軽量化が困難となるという問題があった。
【０００７】
さらに、上記複数方向駆動機構では、保持部側に位置する凹状の歯車溝の設置状態によっては、球体をロール方向に一周させることができずに可動範囲に制限が生じるとともに、ピッチ方向においても、モータに接続される配線の影響により可動範囲に制限が生じて、球体を一周させることができないという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成により、モータに接続される配線の影響により可動範囲に制限が生じることなく、被作動体が支持される球状体を複数方向に自由に回転させることができる複数方向駆動装置、ロボット関節機構及び複数方向駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第1態様に示される複数方向駆動装置では、保持部に支持されてロール軸を駆動させる第１駆動モータと、前記保持部に支持されてピッチ軸を駆動させる第２駆動モータと、前記第１駆動モータの駆動軸の回転に伴ない前記ロール軸を回転中心として回転する回転部材と、前記回転部材に相対回転自在に支持され、かつ前記第２駆動モータの駆動軸とは異なるピッチ軸を中心として回転する球状体と、前記第２駆動モータの駆動軸と前記球状体との間に設けられて、該第２駆動モータの駆動軸の動力を前記球状体に伝達して、該球状体を前記回転部材に対してスライド回転させる動力伝達機構と、前記第１及び第２駆動モータをそれぞれ駆動制御するとともに、前記第１駆動モータと前記第２駆動モータ都を制御する制御手段とを、有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２態様に示される複数方向駆動方法では、保持部に支持されてロール軸を駆動させる第１駆動モータと、前記保持部に支持されてピッチ軸を駆動させる第２駆動モータと、前記第１駆動モータの回転に伴ない前記ロール軸を回転中心として回転する回転部材と、前記回転部材に相対回転自在に支持され、かつ前記第２駆動モータの駆動軸とは異なるピッチ軸を中心として回転する球状体と、前記第２駆動モータの駆動軸と前記球状体との間に設けられて、該第２駆動モータの駆動軸の動力を前記球状体に伝達して、該球状体を前記回転部材に対してスライド回転させる動力伝達機構と、を具備する複数方向駆動装置において、前記第１駆動モータを駆動した場合に、前記ロール軸を中心として前記回転部材を回転させて、前記球状体に支持される被作動体の向きを、前記ロール軸を回転中心としたロール方向に変化させる段階と、前記第２駆動モータを駆動した場合に、前記動力伝達機構を介して、前記第２駆動モータの駆動軸の動力を前記球状体に伝達して、前記球状体を前記回転部材に対してピッチ軸を中心としたピッチ方向にスライド回転させる段階と、前記第１駆動モータと前記第２駆動モータを連動して調整する段階と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成により、モータに接続される配線の影響により可動範囲に制限が生じることなく、被作動体が支持される球状体を複数方向に自由に回転させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る複数方向駆動装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る複数方向駆動装置の斜視図である。
【図３】図２を別方向から視た斜視図である。
【図４】図２及び図３を水平面で切断した場合の平断面図である。
【図５】動力伝達機構を示す斜視図である。
【図６】第１駆動モータとともに第２駆動モータを駆動してピッチ軸に生じる位相のずれを調整するための動作を説明するための正面図である。
【図７】図６に続く動作２を説明するための正面図である。
【図８】図７に続く動作３を説明するための正面図である。
【図９】図８に続く動作４を説明するための正面図である。
【図１０】図９に続く動作５を説明するための正面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るロボット関節機構を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照して本発明に係る複数方向駆動装置１００について説明する。
図１に符号Ｓで示すものは基台となる保持部であって、この保持部Ｓには第１駆動モータ１、第２駆動軸２Ａを有する第２駆動モータ２が共に設置されている。
【００１４】
第１駆動モータ１は、保持部Ｓに支持されてロール軸Ｒを駆動する第１駆動軸１Ａを有するものである。
第２駆動モータ２は、同じく保持部Ｓに支持されてピッチ軸Ｐを駆動する第２駆動軸２Ａを有するものである。
【００１５】
第１駆動モータ１の第１駆動軸１Ａには、該第１駆動軸１Ａの回転に伴ないロール軸Ｒを回転中心としてロール方向（イ）に回転する回転部材３が設けられている。
また、この回転部材３には、第２駆動モータ２の駆動軸２Ａとは異なるピッチ軸Ｐを中心として回転する球状体４が相対回転自在に支持されている。
また、第２駆動モータ２の駆動軸２Ａと球状体４との間には、該第２駆動モータ２の駆動軸２Ａの動力を球状体４に伝達して、該球状体４を回転部材３に対してスライド回転させる動力伝達機構５が設けられている。
【００１６】
さらに、第１駆動モータ１及び第２駆動モータ２には、これらの駆動軸１Ａ，２Ａをそれぞれ駆動制御するとともに、第１駆動モータ１の駆動軸１Ａを回転させた場合に、第２駆動モータ２のピッチ軸Ｐに生じる位相のずれを調整する制御手段６が設けられている。
この制御手段６と、第１駆動モータ１及び第２駆動モータ２との間には、モータ制御信号を供給する配線７，８がそれぞれ接続されている。
【００１７】
そして、以上のように構成された本発明の複数方向駆動装置１００によれば、第１駆動モータ１を駆動した場合に、ロール軸Ｒを回転中心として回転部材３が回転し、これにより回転部材３及び球状体４を介して、該球状体４に支持される被作動体Ｍの向きを、ロール軸Ｒを回転中心としたロール方向（イ）に変化させることができる。
また、本発明の複数方向駆動装置１００によれば、第２駆動モータ２を駆動した場合に、動力伝達機構５を介して、該第２駆動モータ２の駆動軸２Ａの動力を球状体４に伝達して、該球状体４を回転部材３に対してピッチ軸Ｐを中心としたピッチ方向（ロ）にスライド回転させることができる。
【００１８】
これにより、本発明の複数方向駆動装置１００によれば、第１駆動モータ１及び／又は第２駆動モータ２の選択的駆動により、球状体４に支持される被作動体Ｍの向きを、ロール軸Ｒを回転中心としたロール方向（イ）、及び／又は回転部材３に対してピッチ軸Ｐを中心としたピッチ方向（ロ）に自由に変化させることができる。
さらには、これら複数方向駆動装置１００を少なくとも２台直列配置すれば、球状体４に支持される被作動体Ｍを、三次元空間内の希望する方向に自在に向けることが可能となる。
【００１９】
一方、本発明の複数方向駆動装置１００によれば、第１駆動モータ１を駆動した場合には、第２駆動モータ２の駆動軸２Ａとの間に位相のずれが生じるが、このとき、制御手段６の制御により、該第２駆動モータ２を駆動してピッチ軸Ｐに生じる位相のずれを排除した上で、球状体４に支持される被作動体Ｍを希望する方向に正確に移動させることができる。
【００２０】
また、本発明の複数方向駆動装置１００は、保持部Ｓに、ロール軸Ｒを駆動させる第１駆動モータ１と、ピッチ軸Ｐを駆動させる第２駆動モータ２とが共に支持される構成であるので、駆動モータ１，２へ接続される配線７，８の影響により可動範囲に制限が生じることなく、被作動体Ｍが支持される球状体４を複数方向に自由に回転させることができる。
すなわち、本発明の複数方向駆動装置１００は、簡易な構成により、駆動モータ１，２へ接続される配線７，８の影響により可動範囲に制限が生じることなく、被作動体Ｍが支持される球状体４を複数方向に自由に回転させることが可能となる。
【００２１】
なお、被作動体Ｍとして、例えば、ロボットの関節機構や、監視カメラの首振り部分に適用されることに加えて、人を誘導する触力覚呈示装置や、全方向駆動車輪などにも適用可能である。
【００２２】
（第１実施形態）
図２〜図１０を参照して本発明の第１実施形態に係る複数方向駆動装置１０１及び複数方向駆動方法について説明する。
これらの図において、図２〜図４に符号Ｓで示すものは基台となる保持部であって、この保持部Ｓには第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２が設置されている。
【００２３】
第１駆動モータ１１は、球状体１４（後述する）のロール軸Ｒを駆動する第１駆動軸１１Ａを有する。
第２駆動モータ１２は、球状体１４（後述する）のピッチ軸Ｐを駆動する第２駆動軸１２Ａを有し、この第２駆動軸１２Ａは、第１駆動モータ１１の第１駆動軸１１Ａと平行となる位置関係に配置されている。
【００２４】
第１駆動モータ１１の第１駆動軸１１Ａには、該第１駆動軸１１Ａの回転駆動力が伝達される回転部材１３が設けられている。
この回転部材１３は、全体として筒状体１３Ａをなすように形成されたものであって、該筒状体１３Ａの一端部側に、第１駆動モータ１１の第１駆動軸１１Ａの回転駆動力が伝達される動力伝達歯車２０が設けられている。
動力伝達歯車２０は、第１駆動モータ１１の第１駆動軸１１Ａに固定された平歯車２１と、該平歯車２１に噛合されかつ回転部材１３の筒状体１３Ａと同軸に配置された平歯車２２とを有するものであって、これら平歯車２１，２２を介して、第１駆動モータ１１の回転駆動力が回転部材１３の筒状体１３Ａに伝達される。
【００２５】
また、保持部Ｓには、ロール軸Ｒを中心として回転部材１３の筒状体１３Ａを回転自在に支持する軸受２３が設けられている。
また、軸受２３の近傍に位置する保持部Ｓには、ロール軸Ｒ及びピッチ軸Ｐを中心として回転する球状体１４を、スライド回転自在に支持する球体支持部材２４が設けられている。
【００２６】
また、第２駆動モータ１２の駆動軸１２Ａと球状体１４との間には、該第２駆動モータ１２の駆動軸１２Ａの動力を球状体１４に伝達して、該球状体１４を回転部材１３に対してスライド回転させる動力伝達機構１５が設けられている。
この動力伝達機構１５は、図３〜図５に詳細に示されるように、ウォーム歯車３０と、該ウォーム歯車３０に噛合されたウォームホイール３１と、該ウォームホイール３１と歯車群３２を介して噛合された球状体歯車３３とを有し、その一部は、回転部材１３の筒状体１３Ａ内部に設置されている。
【００２７】
ウォーム歯車３０は、第２駆動モータ１２の駆動軸１２Ａに同軸に連結されたものであって、その歯車軸３０Ａは、動力伝達歯車２０の平歯車２２に形成された貫通孔２２Ａ（図３参照）を経由して第２駆動モータ１２の駆動軸１２Ａに至る。
ウォームホイール３１は、図５に示されるように、ウォーム歯車３０に噛合されかつ該ウォーム歯車３０と所定角度で交差する歯車軸３１Ａを有する。そして、このウォームホイール３１に伝達された第２駆動モータ１２の回転駆動力は、歯車群３２を構成する複数の平歯車３２Ａ〜３２Ｄを経由して球状体歯車３３に伝達される。
球状体歯車３３は、球状体１４の中心を通過する半径方向に沿うように配置されたものであって、その歯車軸３３Ａは、該球状体１４内に軸支される（図３参照）。なお、この球状体１４内の歯車軸３３Ａはピッチ軸Ｐに一致する。
【００２８】
そして、上記のような動力伝達機構１５では、第２駆動モータ１２を駆動した場合に、該第２駆動モータ１２の駆動軸１２Ａの動力を、ウォーム歯車３０、ウォームホイール３１、歯車群３２及び球状体歯車３３を通じて球状体１４に伝達し、これにより該球状体１４を、回転部材１３に対してピッチ軸Ｐを中心としたピッチ方向（ロ）にスライド回転させることができる。
【００２９】
また、第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２には、これらの駆動軸１１Ａ，１２Ａをそれぞれ駆動制御するとともに、第１駆動モータ１１の駆動軸１１Ａを回転させた場合に、第２駆動モータ１２のピッチ軸Ｐに生じる位相のずれを調整する制御手段１６が設けられている。
【００３０】
具体的には、図６〜図１０には、第１駆動モータ１１の駆動により、ロール軸Ｒを中心として球状体１４をロール方向（イ）に９０°ずつ回転させる様子が示されている。
このとき、第１駆動モータ１１の駆動時に、第２駆動モータ１２を駆動しないならば、ピッチ軸Ｐには位相のずれが生じるが、本例では、制御手段１６により、この位相のずれが生じないように第１駆動モータ１１に同期して該第２駆動モータ１２を回転駆動させる制御を行う。
例えば、制御手段１６では、第１駆動モータ１１の駆動軸１１Ａのみを回転させた場合に、図６〜図１０に示されるように、ウォーム歯車３０と、該ウォーム歯車３０に噛合されたウォームホイール３１との接点Ｔが、ロール軸Ｒの軸方向に対して常に同位置となるように、同時に第２駆動モータ１２を回転駆動させる制御を行う。
【００３１】
なお、図６〜図１０では、第１駆動モータ１１の駆動軸１１Ａのみを回転させた場合の位相のずれ発生防止制御について説明したが、これに限定されず、第１駆動モータ１１と第２駆動モータ１２とを同時に回転駆動した場合についても同様に、ピッチ軸Ｐに生じる位相のずれ解消を含んだ上で、第２駆動モータ１２を駆動する。
また、制御手段１６と、第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２との間は、モータ制御信号を供給する配線１７，１８がそれぞれ接続されている。
【００３２】
そして、以上のような第１実施形態に示される複数方向駆動装置１０１によれば、第１駆動モータ１１の駆動軸１１Ａを矢印ａ１方向に駆動した場合に、ロール軸Ｒを回転中心として回転部材１３が回転し、これにより回転部材１３及び球状体１４を介して、該球状体１４に支持される被作動体（図示略）の向きを、ロール軸Ｒを回転中心としたロール方向（イ）に変化させることができる。
また、第１実施形態に示される複数方向駆動装置１０１によれば、第２駆動モータ１２の駆動軸１２Ａを矢印ａ２方向に駆動した場合に、動力伝達機構１５を介して、該第２駆動モータ１２の駆動軸１２Ａの動力を球状体１４に伝達して、該球状体１４を回転部材１３に対してピッチ軸Ｐを中心としたピッチ方向（ロ）にスライド回転させることができる。
【００３３】
これにより、第１実施形態に示される複数方向駆動装置１０１によれば、第１駆動モータ１１及び／又は第２駆動モータ１２の選択的駆動により、球状体１４に支持される被作動体の向きを、ロール軸Ｒを回転中心としたロール方向（イ）、及び／又は回転部材１３に対してピッチ軸Ｐを中心としたピッチ方向（ロ）に自由に変化させることができる。さらには、これら複数方向駆動装置１０１を少なくとも２台直列配置すれば、球状体１４の最先端部に支持される被作動体を、三次元空間内の希望する方向に自在に向けることが可能となる。
【００３４】
さらに、第１実施形態に示される複数方向駆動装置１０１によれば、第１駆動モータ１１を駆動した場合には、第２駆動モータ１２の駆動軸１２Ａとの間に位相のずれが生じるが、このとき、制御手段１６の制御により、該第２駆動モータ１２を駆動してピッチ軸Ｐに生じる位相のずれを排除した上で、球状体１４に支持される被作動体を希望する方向に正確に移動させることができる。
【００３５】
また、第１実施形態に示される複数方向駆動装置１０１は、保持部Ｓに、ロール軸Ｒを駆動させる第１駆動モータ１１と、ピッチ軸Ｐを駆動させる第２駆動モータ１２とが共に支持される構成であるので、駆動モータ１１，１２へ接続される配線１７，１８の影響により可動範囲に制限が生じることなく、被作動体が支持される球状体１４を複数方向に自由に回転させることができる。
すなわち、第１実施形態に示される複数方向駆動装置１０１は、簡易な構成により、駆動モータ１１，１２へ接続される配線１７，１８の影響により可動範囲に制限が生じることなく、被作動体が支持される球状体１４を複数方向に自由に回転させることが可能となる。
【００３６】
なお、本発明に示される球状体１４は、真球であることに限定されず、ロール軸Ｒを中心として全体として円柱状に形成された形状、又は径の異なる複数の円柱体を組み合わせて球状にした形状等も含むこととする。
また、本発明で第２駆動モータから球状体へ回転を伝達する歯車機構は、ウォームとウォーム歯車とのより構成される機構に限定されるものではなく、傘歯車同士の動力伝達、クラウン歯車と平歯車とによる動力伝達など、他の歯車機構を採用しても良い。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、図１１を参照して第１実施形態の複数方向駆動装置１０１を応用したロボット関節機構２００について説明する。
このロボット関節機構２００は、複数方向駆動装置１０１を複数台（少なくとも２台）有するものであって、本例では３台の複数方向駆動装置１０１（符号１０１Ａ〜１０１Ｃで示す）が直列配置されている。
【００３８】
具体的には、基端部に位置する複数方向駆動装置１０１Ａは、その保持部Ｓが基台となる基礎部材５０に設置され、かつ先端の球状体１４がアーム部材５１を介して中間部の複数方向駆動装置１０１Ｂに接続される構成である。
また、中間部に位置する複数方向駆動装置１０１Ｂは、その保持部Ｓがアーム部材５１に設置され、かつ先端の球状体１４が、アーム部材５２を介して先端部の複数方向駆動装置１０１Ｃに接続される構成である。
また、先端部に位置する複数方向駆動装置１０１Ｃは、その保持部Ｓがアーム部材５２に設置され、かつ最先端の球状体１４に被作動体となる作業装置Ｍ´が設置される構成である。
【００３９】
そして、以上のように構成されたロボット関節機構２００によれば、複数方向駆動装置１０１Ａ〜１０１Ｃの各第１駆動モータ１１により、回転部材１３を介して、各球状体１４がロール軸Ｒを中心としてロール方向（イ）に回転駆動される。
また、複数方向駆動装置１０１Ａ〜１０１Ｃの各第２駆動モータ１２により、各球状体１４がピッチ軸Ｐを中心としてピッチ方向（ロ）に回転駆動される。
すなわち、上記ロボット関節機構２００によれば、各複数方向駆動装置１０１Ａ〜１０１Ｃの第１駆動モータ１１及び第２駆動モータ１２をそれぞれ駆動させることにより、各球状体１４をロール方向Ｒ及び／又はピッチ方向Ｐに回転駆動させることができ、最先端部に位置する被作動体の作業装置Ｍ´を複数方向に回転及び移動させることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、カメラ、ロボットアーム等の被作動体の位置およびまたは向きを複数の自由度で調整することができる複数方向駆動装置、ロボット関節機構及び複数方向駆動方法に関する。
【符号の説明】
【００４２】
１  第１駆動モータ
１Ａ  第１駆動軸
２  第２駆動モータ
２Ａ  第２駆動軸
３  回転部材
４  球状体
５  動力伝達機構
６  制御手段
７  配線
８  配線  
１１  第１駆動モータ
１１Ａ  第１駆動軸
１２  第２駆動モータ
１２Ａ  第２駆動軸
１３  回転部材
１４  球状体
１５  動力伝達機構
１６  制御手段
１７  配線
１８  配線
２０  動力伝達機構
２１  歯車
２２  歯車
３０  ウォーム歯車
３１  ウォームホイール
３３  球状体歯車
１００  複数方向駆動装置
１０１  複数方向駆動装置
２００  ロボット関節機構
Ｓ  保持部
Ｒ  ロール軸
Ｐ  ピッチ軸
Ｍ  被作動体
Ｍ´  被作動体
（イ） ロール方向
（ロ）ピッチ方向
【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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