(57)【要約】【課題】意図しない動作が生じないマスタ−スレーブシステムを提供する。【解決手段】マスタ−スレーブシステムは、第１のリンク構造を備えたマスタ装置と、前記第１のリンク構造と相似な第２のリンク構造を備えたスレーブ装置と、前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部を具備する。前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造はいずれも相似なパラレルリンクで構成される。そして、前記連結部は、前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造の対応する近位端のリンク同士を４節リンクとなるように連結する。【選択図】  図１
2019130600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のリンク構造を備えたマスタ装置と、
前記第１のリンク構造と相似な第２のリンク構造を備えたスレーブ装置と、
前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部と、
を具備するマスタ−スレーブシステム。
【請求項２】
前記連結部は、リンク、ワイヤ、空気圧、又は水圧のいずれかを利用する、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項３】
前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造はいずれも相似なパラレルリンクで構成される、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項４】
前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造はいずれも相似なパラレルリンクで構成され、
前記連結部は、前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造の対応する近位端のリンク同士を４節リンクとなるように連結する、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項５】
前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造はいずれも相似なデルタ型パラレルリンクで構成される、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項６】
前記デルタ型パラレルリンクの近位端の各リンクの回転軸が同一点を通るように構成される、
請求項５に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項７】
前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造はいずれも、固定された共通軸線回りに回転自由度を有する複数のリンクを含む相似なパラレルリンクで構成される、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項８】
前記第１のリンク構造の先端部に入力に用いるユーザインターフェースを備え、
前記第２のリンク構造の先端に出力に用いる器具を備える、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項９】
前記第２のリンク構造の先端に、外力を受ける外力検出部と、前記外力を増幅する増幅部を備え、
前記第１のリンク構造の先端に、力を提示する提示部を備え、
前記増幅部が増幅した後の前記外力を前記提示部に伝達する伝達部を備える、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項１０】
前記増幅部は、てこの原理を利用して前記外力を増幅する、
請求項９に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項１１】
前記第１のリンク構造又は前記第２のリンク構造に含まれる少なくとも一部のリンクに取り付けられた自重補償用のばねをさらに備える、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項１２】
前記第１のリンク構造又は前記第２のリンク構造に含まれる少なくとも一部のリンクに取り付けられた振動低減用のダンパをさらに備える、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項１３】
前記第１のリンク構造及び前記第２のリンク構造は、少なくとも３以上の自由度を有するリンク構造である、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項１４】
前記第１のリンク構造及び前記第２のリンク構造は、少なくとも４以上の自由度を有するリンク構造である、
請求項１に記載のマスタ−スレーブシステム。
【請求項１５】
第１のリンク構造と、
ロボット装置が有する、前記第１のリンク構造と相似な第２のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部と、
を具備し、前記ロボット装置を操作する操作装置。
【請求項１６】
第２のリンク構造と、
操作装置が有する、前記第２のリンク構造と相似な第１のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部と、
を具備し、前記操作装置の操作に追従して動作するロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、マスタ−スレーブシステム、操作装置、並びにロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人体では困難な精密作業や重作業を実現するためのロボットとして、人が操作するマスタ装置と、マスタ装置からの出力に基づいて動作するスレーブ装置によるマスタ−スレーブ機構が提案されている。
【０００３】
その中でも、スレーブ装置側が受けた力をマスタ装置側にフィードバック可能な力覚提示型マスタ−スレーブ機構が特に注目されている（例えば、特許文献１を参照のこと）。このようなマスタ−スレーブ機構では、一方の装置に加わった力をトルクンサなどの力センサで検知して他方の装置に検知結果を出力し、検知結果に基づいて他方の装置が動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２１２７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、力センサの故障や誤動作など、電気的若しくは制御的な要素に起因して、マスタ装置又はスレーブ装置にて不安定な動作や意図しない動作が生じるリスクが存在する。
【０００６】
本明細書で開示する技術の目的は、マスタ装置又はスレーブ装置にて意図しない動作が生じるリスクを低減したマスタ−スレーブシステム、操作装置、並びにロボット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書で開示する技術は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、
第１のリンク構造を備えたマスタ装置と、
前記第１のリンク構造と相似な第２のリンク構造を備えたスレーブ装置と、
前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部と、
を具備するマスタ−スレーブシステムである。
【０００８】
また、本明細書で開示する技術の第２の側面は、
第１のリンク構造と、
ロボット装置が有する、前記第１のリンク構造と相似な第２のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部と、
を具備し、前記ロボット装置を操作する操作装置である。
【０００９】
また、本明細書で開示する技術の第３の側面は、
第２のリンク構造と、
操作装置が有する、前記第２のリンク構造と相似な第１のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部と、
を具備し、前記操作装置の操作に追従して動作するロボット装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書で開示する技術によれば、マスタ装置又はスレーブ装置にて意図しない動作が生じるリスクを低減したマスタ−スレーブシステム、操作装置、並びにロボット装置を提供することができる。
【００１１】
なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本発明の効果はこれに限定されるものではない。また、本発明が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。
【００１２】
本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本明細書で開示する技術を適用したマスタ−スレーブシステム１の構成例を模式的に示した図である。
【図２】図２は、デルタ型パラレルリンクで構成されるマスタ装置２１００及びスレーブ装置２２００を示した図である。
【図３】図３は、デルタ型パラレルリンクで構成されるマスタ装置３１００及びスレーブ装置３２００を示した図である。
【図４】図４は、相似形のパラレルリンク構造を適用したマスタ−スレーブシステム４を示した図である。
【図５】図５は、マスタ−スレーブシステム４を上方から眺めた様子を示した図である。
【図６】図６は、相似形のパラレルリンク構造を適用したマスタ−スレーブシステム６を示した図である。
【図７】図７は、マスタ−スレーブシステム６を上方から眺めた様子を示した図である。
【図８】図８は、マスタ−スレーブシステム１の動作例を示した図である。
【図９】図９は、図６に示したマスタ−スレーブシステム６の変形例を示した図である。
【図１０】図１０は、図６に示したマスタ−スレーブシステム６の他の変形例を示した図である。
【図１１】図１１は、図１０に示したマスタ−スレーブシステム６の変形例を示した図である。
【図１２】図１２は、図６及び図７に示したマスタ−スレーブシステム６の変形例を上面から眺めた様子を示した図である。
【図１３】図１３は、図５に示したマスタ−スレーブシステム４のマスタ装置４１００側に減衰器を配置した例を示した図である。
【図１４】図１４は、図４に示したマスタ−スレーブシステム４のマスタ装置４１００側に減衰器を配置した例を示した図である。
【図１５】図１５は、機械式バイラテラル制御システム１５の構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１には、本明細書で開示する技術を適用したマスタ−スレーブシステム１の構成例を模式的に示している。以下、図１を参照しながら説明する。マスタ−スレーブシステム１は、パラレルリンク構造からなるマスタ装置１００と、マスタ装置１００とは相似なパラレルリンク構造からなるスレーブ装置２００と、マスタ装置１００とスレーブ装置２００のそれぞれ対応するリンク同士を機械的に連結する連結部３００を備えている。
【００１６】
パラレル構造は、複数のリンク機構を並列に組み合わせ、並列に動作させることで可動部を動作させる構造である。また、リンク機構は、連結部材であるリンク部と、可動部材であるジョイントによって構成される機構である。
【００１７】
マスタ装置１００及びスレーブ装置２００のパラレルリンク構造はともに、３自由度以上の自由度を有することを想定している。図１では簡素化のため、マスタ装置１００及びスレーブ装置２００のパラレルリンク構造のいずれも２本のリンク部１１０、１２０及び２１０、２２０しか描いていないが、実際には３本以上のリンク部を備えているものとする。３本のリンク部を備えるパラレルリンク構造は「デルタ型」とも呼ばれる。デルタ型の場合、各リンク部１１０、１２０、…は固定部１０１を中心にして、ほぼ１２０度毎の間隔で配置される。
【００１８】
また、図１では図面の錯綜を防ぐために、マスタ装置１００側のリンク部１１０とスレーブ装置２００側の対応するリンク部２１０とを機械的に連結する連結リンク３０１しか描いていないが、リンク部１２０とリンク部２２０間、及び図示を省略したその他の対応するリンク構造間を機械的に連結する連結リンクを備えているものとする。なお、連結リンク３０１は、剛性が高く、機械的な構造による拘束条件によって生じる力により、リンク部１２０とリンク部２２０間で遅延なく動作を伝達するものとする。但し、マスタ装置１００でスレーブ装置２００を遠隔制御する場合などには、連結部３００にワイヤの張力、空気圧、あるいは水圧などを利用することも想定される。図示しない他の連結リンクについても同様である。
【００１９】
マスタ装置１００側のパラレルリンク構造と、スレーブ装置２００のパラレルリンク構造は相似形である。図１では、マスタ装置１００側のパラレルリンク構造を大きく、スレーブ装置２００のパラレルリンク構造を小さく描いているが、大小関係は逆、すなわち、マスタ装置１００側のパラレルリンク構造よりもスレーブ装置２００のパラレルリンク構造が大きくてもよい。また、相似形は合同でもよい。
【００２０】
後述する仕組みにより、連結部３００は、マスタ装置１００及びスレーブ装置２００のパラレルリンク構造の対応するリンク部同士を、同一角度となるように機械的に連結する。したがって、マスタ装置１００の動作とスレーブ装置２００の動作を相似にすることができる。例えば、マスタ装置１００とスレーブ装置２００のサイズ比がＮ：１であれば、３次元空間上におけるマスタ装置１００の変位に対して、スレーブ装置２００の変位はＮ分の１となる（変位ベクトルの方向は一致するが、ベクトルの大きさはＮ分の１となる）。サイズ比を大きくすることで、マスタ装置１００側における大きな動作を、スレーブ装置２００側ではより小さな動作に変換して再現することができる。したがって、細胞を始めとする細かい対象物に対して作業を行なうような微細作業用装置に適用することができる。
【００２１】
また、マスタ装置１００とスレーブ装置２００のサイズ比が１：Ｎであれば、３次元空間上におけるマスタ装置１００の変位に対して、スレーブ装置２００の変位はＮ倍となる（変位ベクトルの方向は一致するが、ベクトルの大きさは２倍となる）。すなわち、マスタ装置１００とスレーブ装置２００が相似形となるパラレルリンク構造を互いに備えることで、連結部３００を介してマスタ装置１００の動作をスレーブ装置２００に伝達して、動作の倍率を変更することができる訳である。
【００２２】
まず、マスタ装置１００側のパラレルリンク構造について説明する。
【００２３】
リンク部１１０の一端は固定部１０１に回動可能に支持され、他端は可動部１０２に連結されている。リンク部１１０は、一端（近位端）が固定部１０１に回動可能に支持される駆動リンク１１１と、ジョイント１１３を介して駆動リンク１１１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク１１２を備え、この従動リンク１１２の他端（遠位端）に可動部１０２が取り付けられている。ジョイント１１３は、駆動リンク１１１の長手方向に直交する回転軸回りの回転自由度の１自由度以上で動作可能に、駆動リンク１１１と従動リンク１１２を連結する。また、ジョイント１１３は、駆動リンク１１１の長手方向を回転軸とする回転自由度でも動作可能となるように、駆動リンク１１１と従動リンクを連結してもよい。なお、駆動リンク１１１の一端に、例えばサーボモータなどで構成されるアクチュエータを設け、固定部１０１に対してリンク部１１０を回転駆動するように構成してもよい。例えば、サーボモータに、モータの出力軸の回転角度を計測するエンコーダと、モータの出力軸に作用するトルクを検出するトルクセンサとを一体化したアクチュエータが用いる。また、検出したトルクに応じた自重補償や重力補償を行うようにしてもよい。
【００２４】
他のリンク部１２０も同様に、駆動リンク１２１と、ジョイント１２３を介して駆動リンク１２１に直列に連結される従動リンク１２２を備え、駆動リンク１２１の一端（近位端）で固定部１０１に回動可能に支持され、従動リンク１２２の他端（遠位端）に可動部１０２が取り付けられている。ジョイント１２３は、駆動リンク１２１の長手方向に直交する回転軸回りの回転自由度の１自由度以上で動作可能に、駆動リンク１２１と従動リンク１２２を連結する。また、ジョイント１２３は、駆動リンク１２１の長手方向を回転軸とする回転自由度でも動作可能となるように、駆動リンク１２１と従動リンクを連結してもよい。なお、駆動リンク１２１の一端に、例えばサーボモータなどで構成されるアクチュエータを設け、固定部１０１に対してリンク部１２０を回転駆動するように構成してもよい。
【００２５】
図１では省略したが、マスタ装置１００は、リンク部１１０及び１２０以外に、１以上のリンク部を備え、合計で３以上のリンク部を備えることを想定している。また、図示を省略した１以上のリンク部も同様に、直列に連結する駆動リンクと従動リンクからなり、駆動リンクの近位端は固定部１０１に回動可能に支持され、従動リンクの遠位端に可動部１０２が取り付けられる。
【００２６】
例えば、マスタ装置１００のオペレータが、固定部１０１に対して可動部１０２を３次元空間上で相対的に移動させると、各リンク部１１０、１２０の従動リンク１１２、１２２、…が駆動リンク１１１、１２１、…に対して回転するとともに、駆動リンク１１１、１２１、…は固定部１０１において回転する。あるいは、各リンク部１１０、１２０、…の駆動リンク１１１、１２１、…をそれぞれアクチュエータによって駆動することによって、可動部１０２を固定部１０１に対して３次元空間上で相対的に移動することができる。可動部１０２には、オペレータが入力に用いるユーザインターフェース（図示しない）が設置される。
【００２７】
スレーブ装置２００側のパラレルリンク構造は、マスタ装置１００側のパラレルリンク構造と相似形である。
【００２８】
リンク部２１０の一端は固定部２０１に回動可能に支持され、他端は可動部２０２に連結されている。リンク部２１０は、一端（近位端）が固定部２０１に回動可能に支持される駆動リンク２１１と、ジョイント２１３を介して駆動リンク２１１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク２１２を備え、この従動リンク２１２の他端（遠位端）に可動部２０２が取り付けられている。なお、駆動リンク２１１の一端に、例えばサーボモータなどで構成されるアクチュエータを設け、固定部２０１に対してリンク部２１０を回転駆動するように構成してもよい（同上）。
【００２９】
他のリンク部２２０も同様に、駆動リンク２２１と、ジョイント２２３を介して駆動リンク２２１に直列に連結される従動リンク２２２を備え、駆動リンク２２１の一端（近位端）で固定部２０１に回動可能に支持され、従動リンク２２２の他端（遠位端）に可動部２０２が取り付けられている。駆動リンク２２１の一端に、例えばサーボモータなどで構成されるアクチュエータを設け、固定部２０１に対してリンク部２２０を回転駆動するように構成してもよい（同上）。
【００３０】
また、図示を省略した１以上のリンク部も同様に、直列に連結する駆動リンクと従動リンクからなり、駆動リンクの近位端は固定部２０１に回動可能に支持され、従動リンクの遠位端に可動部２０２が取り付けられている。
【００３１】
マスタ装置１００側のリンク部１１０とスレーブ装置２００側の対応するリンク部２１０との間は、連結部３００を構成する連結リンク３０１によって機械的に連結されており、リンク部１１０とリンク部２１０は、それぞれ固定部１０１及び２０１に対して同一角度となるように動作する。
【００３２】
ここで、マスタ装置１００側の固定部１０１とスレーブ装置２００側の固定部２０１の相対位置は固定である。そして、連結リンク３０１でリンク部１１０の駆動リンク１１１とリンク部２１０の駆動リンク２１１間を接続して、固定部１０１及び固定部２０１間を「固定リンク」とし、連結リンク３０１を固定リンクと平行となる「中間リンク」とし、駆動リンク１１１が「原動リンク」になるとともに駆動リンク２１１が「従動リンク」となるような４節リンク機構を構成する。これによって、駆動リンク１１１が固定部１０１回りに揺動すると、他方の駆動リンク２１１も固定部２０１回りに同一角度で揺動する。なお、４節リンク機構における固定リンクと中間リンク間の上記の「平行」な関係は、同一の効果（すなわち、原動リンクに追従して従動リンクが揺動すること）を奏する範囲であれば、厳密に平行でなくてもよいものとする（以下同様）。
【００３３】
また、マスタ装置１００側のリンク部１２０とスレーブ装置２００側の対応するリンク部２２０との間も同様に、連結部３００を構成する他の連結リンク（図示を省略）によって、４節リンク機構を構成するように機械的に連結されており、リンク部１２０とリンク部２２０は固定部１０１及び２０１に対して同一角度となるように動作する。さらに、マスタ装置１００側及びスレーブ装置２００側の図示しない３本目以降のリンク部間も同様に、固定部１０１及び２０１に対して同一角度となるように、連結部３００を構成する他の連結リンク（図示を省略）によって４節リンク機構を構成するように機械的に連結されている。
【００３４】
マスタ装置１００のオペレータが、固定部１０１に対して可動部１０２を３次元空間上で相対的に移動させると、各リンク部１１０、１２０の従動リンク１１２、１２２、…が駆動リンク１１１、１２１、…に対して回転するとともに、駆動リンク１１１、１２１、…は固定部１０１において回転する。これに対し、スレーブ装置２００側では、各リンク部２１０、２２０の駆動リンク２１１、２２１、…は、上記の４節リンク機構に拘束されて、マスタ装置１００側の駆動リンク１１１、１２１、…とそれぞれ同一角度となるように動作し、さらに各従動リンク２１２、２２２、…が駆動リンク２１１、２２１、…に追従して動作して、可動部２０２は３次元空間上で固定部２０１に対して相対的に移動する。可動部２０２には、例えば鉗子など、出力などの器具（図示しない）が設置される。
【００３５】
対応するリンク部が同一角度に拘束されることによって、スレーブ装置２００側における固定部２０１に対する可動部２０２の動作は、マスタ装置１００側における固定部１０１に対する可動部１０２の動作と相似となる。図８には、マスタ装置１００側の可動部１０２の動作と相似となるように、スレーブ装置２００側の可動部２０２が３次元空間上で移動する様子を示している。以下、図８を参照しながら説明する。
【００３６】
マスタ装置１００に対するスレーブ装置２００の縮尺を大きくすることで、マスタ装置１００側における大きな動作を、スレーブ装置２００側ではより小さな動作に変換して再現することができる。したがって、細胞を始めとする細かい対象物に対して作業を行なうような微細作業用装置に適用することができる。例えば、オペレータは、スレーブ装置２００側の可動部２０２付近を撮像する拡大映像を観察しながら、マスタ装置１００側の可動部１０２を操作して、細かい作業を実現することができる。
【００３７】
マスタ装置１００及びスレーブ装置２００にパラレルリンクを適用することで、先端（可動部１０２、２０２）を軽量に構成することができ、操作時のイナーシャが小さいという効果が得られる。また、マスタ装置１００及びスレーブ装置２００の対応するリンク部同士を近位端側で４節リンク機構により接続するだけで、３自由度以上の自由度を容易に実現することができるという効果が得られる。
【００３８】
なお、図１では、説明の便宜上、マスタ装置１００のパラレルリンク構造を構成する各リンク部１１０、１２０、…の近位端が単一の固定部１０１で支持され、各々の回転軸が同一点を通るように描いている。しかしながら、各リンク部１１０、１２０、…の回転軸を支持する軸受などの構成部品の体積などにより、各リンク部１１０、１２０、…の回転軸が同一点を通るように構成することは実際には困難であり、現実には、すべてのリンク部の近位端側の回転軸は一定以上離間している（各リンク部にモータなどの駆動用アクチュエータを配置する場合には、各回転軸が同一点を通るように構成することは、より困難になる）。スレーブ装置２００側のパラレルリンク構造についても同様である。
【００３９】
図２には、デルタ型パラレルリンクで構成されるマスタ装置２１００、及びマスタ装置２１００とは相似形となるデルタ型パラレルリンクで構成されるスレーブ装置２２００を上面から眺めた様子、並びに横から眺めた様子を示している。以下、図２を参照しながら説明する。
【００４０】
マスタ装置２１００側のデルタ型パラレルリンクを構成する各リンク部２１１０、２１２０、２１３０の近位端側の回転軸２１１１、２１２１、２１３１は互いに離間して、三角形を形成している。各リンク部２１１０、２１２０、２１３０の回転軸２１１１、２１２１、２１３１を支持する軸受やモータ（Ｍ）などのアクチュエータの体積などにより、各リンク部２１１０、２１２０、２１３０の回転軸が同一点を通るように構成することは実際には困難である。同様に、スレーブ装置２２００側のデルタ型パラレルリンクを構成する各リンク部２２１０、２２２０、２２３０の回転軸２２１１、２２２１、２２３１も互いに離間して、三角形を形成している。これらマスタ装置２１００側の三角形とスレーブ装置２２００側の三角形は相似形である。
【００４１】
ここで、リンク部２１１０とリンク部２２１０間を「中間リンク」となるべき連結リンク２３０１で接続しても、この連結リンク２３０１は、リンク部２１１０の回転軸とリンク部２２１０の回転軸間２１１１と２２１１間を結ぶ、点線で描いた線分からなる「固定リンク」とは平行にはならない。このため、このような４節リンク機構では、リンク部２１１０と同一角度でリンク部２２１０を動作させるように、正確に変位方向を伝達することはできない。
【００４２】
また、リンク部２１２０とリンク部２２２０間を「中間リンク」となるべき連結リンク２３０２で接続しても、リンク部２１２０の回転軸とリンク部２２２０の回転軸２１２１と２２２１間を結ぶ点線で描いた線分からなる「固定リンク」とは平行にはならないため、リンク部２２１０と同一角度でリンク部２２２０を動作させるように、正確に変位方向を伝達することはできない。リンク部２１３０とリンク部２２３０間を「中間リンク」となるべき連結リンク２３０３で接続した場合も同様である。
【００４３】
要するに、相似形のデルタ型パラレルリンクで構成されるマスタ装置２１００とスレーブ装置２２００の各リンク部間を４節リンク機構により機械的に連結しても、各々のデルタ型パラレルリンクにおいて各リンク部の回転軸が同一の点を通らないことに起因して、正確に変位方向を伝達することができない。ヘキサ型などデルタ型以外のパラレルリンク構造についても同様である。
【００４４】
図３には、他の構成例に係る、デルタ型パラレルリンクで構成されるマスタ装置３１００、及びマスタ装置３１００とは相似形となるデルタ型パラレルリンクで構成されるスレーブ装置３２００を上面から眺めた様子、並びに横から眺めた様子を示している。以下、図３を参照しながら説明する。
【００４５】
マスタ装置３１００側のデルタ型パラレルリンクを構成する各リンク部３１１０、３１２０、３１３０は、いずれもクランク形状を有している。したがって、各リンク部３１１０、３１２０、３１３０の近位端側を回転可能に支持する軸受などの構成部品モジュール（Ｍ）はそれぞれ各リンク部３１１０、３１２０、３１３０の回転軸から離間して配置されるが、各リンク部３１１０、３１２０、３１３０の回転軸は同一点３００２を通る構造となっている。
【００４６】
また、スレーブ装置３２００側のデルタ型パラレルリンクは、マスタ装置３１００側とは相似形であり、各リンク部３２１０、３２２０、３２３０は、近位端側にクランク形状を設けることによって、回転軸が同一点３００３を通る構造となっている。
【００４７】
したがって、マスタ装置３１００側の各リンク部の回転軸が通る同一点３００２と、スレーブ装置３２００側の各リンク部の回転軸が通る同一点３００３とを結ぶ（一点鎖線で描いた）直線３００１を「固定リンク」として、リンク部３１１０とリンク部３２１０間、リンク部３１２０とリンク部３２２０間、及びリンク部３１３０とリンク部３２３０間を、それぞれ上記の固定リンクと平行な「中間リンク」となるべき連結リンク３３０１、３３０２、３３０３で接続すれば、マスタ装置３１００とスレーブ装置３２００の対応するリンク部同士を４節リンク機構で拘束して互いに同一角度で動作させることができる。なお、連結リンク３３０１〜３３０３は、剛性が高く、機械的な構造による拘束条件によって生じる力により、マスタ装置３１００とスレーブ装置３２００間で遅延なく動作を伝達するものとする。但し、マスタ装置３１００でスレーブ装置３２００を遠隔制御する場合などには、機械的な連結リンク３３０１〜３３０３に代えて、ワイヤの張力、空気圧、あるいは水圧などを利用して動作の伝達を行うことも想定される。
【００４８】
したがって、図３に示すように、各リンク部の回転軸が一致するように構成されたデルタ型パラレルリンクを用いて、相似形となるマスタ装置３１００とスレーブ装置３２００を構成すれば、マスタ装置３１００からスレーブ装置３２００へ、正確に変位方向を伝達することが可能になる。
【００４９】
なお、図示並びに詳細な説明を省略するが、ヘキサ型など、４軸以上のデルタ型以外のパラレルリンク構造を用いてマスタ−スレーブシステムを構成する場合も同様に、各リンク部の回転軸が同一点を通る構造とすることで、マスタ装置とスレーブ装置の対応するリンク部間を４節リンク機構で接続して、正確に変位方向を伝達できるようにすることができる。
【００５０】
図４には、別のパラレルリンク構造を適用したマスタ−スレーブシステム４を示している。マスタ−スレーブシステム４は、パラレルリンク構造からなるマスタ装置４１００と、マスタ装置４１００とは相似なパラレルリンク構造からなるスレーブ装置４２００と、マスタ装置４１００とスレーブ装置４２００のそれぞれ対応するリンク同士を機械的に連結する連結部４３００を備えている。以下、図４を参照しながら説明する。
【００５１】
マスタ装置４１００側のパラレルリンク構造と、スレーブ装置４２００のパラレルリンク構造は相似形である。図４では、マスタ装置４１００側のパラレルリンク構造を大きく、スレーブ装置４２００のパラレルリンク構造を小さく描いているが、大小関係は逆、すなわち、マスタ装置４１００側のパラレルリンク構造よりもスレーブ装置４２００のパラレルリンク構造が大きくてもよい。
【００５２】
マスタ装置４１００側のパラレルリンクは、３本のリンク部４１１０、４１２０、４１３０が、それぞれ一端（近位端）にて、共通軸線４１０１Ａ回りに回動可能に、固定部４１０１に支持されている。
【００５３】
リンク部４１１０は、固定部４１０１に接続される駆動リンク４１１１と、ジョイントを介して駆動リンク４１１１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク４１１２からなる。また、リンク部４１２０は、固定部４１０１に接続される駆動リンク４１２１と、ジョイントを介して駆動リンク４１２１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク４１２２からなる。また、リンク部４１３０は、固定部４１０１に接続される駆動リンク４１３１と、ジョイントを介して駆動リンク４１３１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク４１３２からなる。各駆動リンク４１１１、４１２１、４１３１はいずれも、共通軸線４１０１Ａ回りに１自由度の回転自由なリンクとする。また、各従動リンク４１１２、４１２２、４１３２は、それぞれ駆動リンク４１１１、４１２１、４１３１の長手方向を回転軸とする回転自由度及び長手方向に直交する回転軸回りの回転自由度の２自由度を有する。したがって、各リンク部４１１０、４１２０、４１３０はそれぞれ、少なくとも３自由度を有する。各リンク部４１１０、４１２０、４１３０は４自由度以上を有していてもよい。そして、各従動リンク４１１２、４１２２、４１３２の他端（遠位端）で可動部４１０２を支持している。
【００５４】
各リンク部４１１０、４１２０、４１３０が固定部４１０１に取り付けられる、長手（共通軸線４１０１Ａ）方向の間隔は任意である。また、パラレルリンクが備えるリンク部の本数は図示の３本に限定されず、４本以上のリンク部を備えていてもよい。但し、マスタ装置４１００とスレーブ装置４２００は相似であり、両者が備えるリンク部の本数は同じとする。
【００５５】
例えば、マスタ装置４１００のオペレータが、固定部４１０１に対して可動部４１０２を３次元空間上で相対的に移動させると、各リンク部４１１０、４１２０、４１３０の従動リンク４１１２、４１２２、４１３２が駆動リンク４１１１、４１２１、４１３１に対して回転するとともに、駆動リンク４１１１、４１２１、４１３１は共通軸線４１０１Ａ回りに回転する。あるいは、各リンク部４１１０、４１２０、４１３０の駆動リンク４１１１、４１２１、４１３１をそれぞれアクチュエータによって共通軸線４１０１Ａ回りに回転駆動することによって、可動部４１０２を固定部４１０１に対して３次元空間上で相対的に移動することができる。可動部４１０２には、オペレータが入力に用いるユーザインターフェース（図示しない）が設置される。
【００５６】
スレーブ装置４２００側のパラレルリンク構造は、マスタ装置４１００側のパラレルリンク構造と相似形である。スレーブ装置４２００側のパラレルリンクは、３本のリンク部４２１０、４２２０、４２３０が、それぞれ一端（近位端）にて、共通軸線４２０１Ａ回りに回動可能に、固定部４２０１に支持されている。
【００５７】
リンク部４２１０は、固定部４２０１に接続される駆動リンク４２１１と、ジョイントを介して駆動リンク４２１１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク４２１２からなる。また、リンク部４２２０は、固定部４２０１に接続される駆動リンク４２２１と、ジョイントを介して駆動リンク４２２１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク４２２２からなる。また、リンク部４２３０は、固定部４２０１に接続される駆動リンク４２３１と、ジョイントを介して駆動リンク４２３１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク４２３２からなる。各駆動リンク４２１１、４２２１、４２３１はいずれも、共通軸線４２０１Ａ回りに１自由度の回転自由なリンクとする。また、各従動リンク４２１２、４２２２、４２３２は、それぞれ駆動リンク４２１１、４２２１、４２３１の長手方向を回転軸とする回転自由度及び長手方向に直交する回転軸回りの回転自由度の２自由度を有する。したがって、マスタ装置４１００側と同様に、各リンク部４２１０、４２２０、４２３０はそれぞれ、少なくとも３自由度を有する。各リンク部４２１０、４２２０、４２３０は４自由度以上を有していてもよい。各リンク部４２１０、４２２０、４２３０が固定部４２０１に取り付けられる長手（共通軸線４２０１Ａ）方向の間隔は、マスタ装置４１００側と対応するものとする。そして、各従動リンク４２１２、４２２２、４２３２の他端（遠位端）で可動部４２０２を支持している。
【００５８】
マスタ装置４１００側のリンク部４１１０とスレーブ装置４２００側の対応するリンク部４２１０との間は、連結部４３００を構成する連結リンク４３０１によって機械的に連結されており、リンク部４１１０とリンク部４２１０は、それぞれ共通軸線４１０１Ａ及び４２０１Ａ回りに回転動作する。
【００５９】
ここで、マスタ装置４１００側の共通軸線４１０１Ａとスレーブ装置４２００側の共通軸線４２０１Ａは平行となるように配設され且つ相対位置は固定である。そして、連結リンク４３０１でリンク部４１１０の駆動リンク４１１１とリンク部４２１０の駆動リンク４２１１間を接続して、共通軸線４１０１Ａと共通軸線４２０１Ａ間を「固定リンク」とし、連結リンク４３０１を固定リンクと平行となる「中間リンク」とし、駆動リンク４１１１が「原動リンク」になるとともに駆動リンク４２１１が「従動リンク」となるような４節リンク機構を構成する。これによって、駆動リンク４１１１が共通軸線４１０１Ａ回りに揺動すると、他方の駆動リンク４２１１も共通軸線４２０１Ａ回りに同一角度で揺動する。
【００６０】
また、マスタ装置４１００側のリンク部４１２０とスレーブ装置４２００側の対応するリンク部４２２０との間も同様に、連結部４３００を構成する他の連結リンク４３０２によって４節リンク機構を構成するように機械的に連結されており、リンク部４１２０とリンク部４２２０は共通軸線４１０１Ａ及び４２０１Ａに対して同一角度となるように動作する。さらに、マスタ装置４１００側のリンク部４１３０とスレーブ装置４２００側の対応するリンク部４２３０間も同様に、共通軸線４１０１Ａ及び４２０１Ａに対して同一角度となるように、連結部４３００を構成する他の連結リンク４３０３によって４節リンク機構を構成するように機械的に連結されている。なお、連結リンク４３０１〜４３０３は、剛性が高く、機械的な構造による拘束条件によって生じる力により、マスタ装置４１００とスレーブ装置４２００間で遅延なく動作を伝達するものとする。但し、マスタ装置４１００でスレーブ装置４２００を遠隔制御する場合などには、機械的な連結リンク４３０１〜４３０３に代えて、ワイヤの張力、空気圧、あるいは水圧などを利用して動作の伝達を行うことも想定される。
【００６１】
図５には、マスタ−スレーブシステム４を上方から眺めた様子を示している。マスタ装置４１００側の各リンク部４１１０、…と、スレーブ装置４２００側の対応する各リンク部４２１０、…とを連結リンク４３０１、…で連結して、４節リンク機構がそれぞれ構成されていることを理解されたい。以下、図４とともに図５を参照しながら説明する。
【００６２】
図４並びに図５に示すパラレルリンク構造によれば、デルタ型パラレルリンクのように各リンク部の一端（近位端）を平面上に配置する構造のパラレルリンクとは相違し、すべてのリンク部の一端（近位端）は１つの共通軸線回りに回転可能に支持されている。言い換えれば各リンク部の回転軸は同一点を通る構造となっているので、相似となるマスタ装置とスレーブ装置の対応するリンク部間を連結リンクで接続して４節リンク機構を構成して、同一角度に拘束し易い。例えば、図３に示した構成例のようにリンク部をクランク形状にするといった改良を施さなくても４節リンク機構を組み込み易く、リンク部の本数の増加にも対応し易い。
【００６３】
なお、マスタ装置４１００とスレーブ装置４２００が相似形であることに起因して、対応するリンク部の上下方向の位置が一致しない場合がある。上下の位置が一致しないリンク部同士を連結リンク４３０１、４３０３で連結する際に、スペーサ４２１３、４２３３を介して接続することで、各リンク部４１１０と４２１０、並びに４１３０と４２３０間での上下の位置の相違を補間するようにしてもよい。
【００６４】
マスタ装置４１００のオペレータが、固定部４１０１に対して可動部４１０２を３次元空間上で相対的に移動させると、各リンク部４１１０、４１２０、４１３０の従動リンク４１１２、４１２２、４１３２が駆動リンク４１１１、４１２１、４１３１に対して回転するとともに、駆動リンク４１１１、４１２１、４１３１は共通軸線４１０１Ａ回りに回転する。これに対し、スレーブ装置４２００側では、各リンク部４２１０、４２２０、４２３０の駆動リンク４２１１、４２２１、４２３１は、上記の４節リンク機構に拘束されて、マスタ装置４１００側の駆動リンク４１１１、４１２１、４１３１とそれぞれ同一角度となるように共通軸線４２０１Ａ回りに回転動作し、さらに各従動リンク４２１２、４２２２、４２３２が駆動リンク４２１１、４２２１、４２３１に追従して動作して、可動部４２０２は３次元空間上で固定部４２０１に対して相対的に移動する。可動部４２０２には、例えば鉗子など、出力のための器具（図示しない）が設置される。
【００６５】
マスタ装置４１００側では各リンク部４１１０、４１２０、４１３０は上下にずらした位置で固定部４１０１に配置され、これに対応してスレーブ装置４２００側でも各リンク部４２１０、４２２０、４２３０は上下にずらした位置で固定部４２０１に配置されているので、上記のように可動部４１０２並びに４２０２を３次元空間上で移動させている間に４節リンク機構が相互に衝突することはない。
【００６６】
マスタ装置４１００とスレーブ装置４２００の対応するリンク部同士が４節リンク機構により同一角度に拘束されていることによって、スレーブ装置４２００側における固定部４２０１に対する可動部４２０２の動作は、マスタ装置４１００側における固定部４１０１に対する可動部４１０２の動作と相似となる。マスタ装置４１００に対するスレーブ装置４２００の縮尺を大きくすることで、マスタ装置４１００側における大きな動作を、スレーブ装置４２００側ではより小さな動作に変換して再現することができる。例えば、マスタ装置４１００のＮ分の１の縮尺で構成したスレーブ装置４２００を４節リンク機構により連結して、マスタ装置４１００におけるオペレータの操作を、スレーブ装置４２００側ではＮ分の１の動きで再現することができる。
【００６７】
マスタ装置４１００及びスレーブ装置４２００にパラレルリンクを適用することで、先端（可動部４１０２、４２０２）を軽量に構成することができ、操作時のイナーシャが小さいという効果が得られる。また、マスタ装置４１００及びスレーブ装置４２００の対応するリンク部同士を近位端側で４節リンク機構により接続するだけで、３自由度以上の自由度を容易に実現することができるという効果が得られる。また、デルタ型パラレルリンクではなく、すべてのリンク部が近位端において共通軸線回りに回転自由度を持つパラレルリンク構造を適用することで、球面ジョイントではなく、簡素な構成でガタの少ないボールベアリングを用いて４節リンク機構を構成することができるという効果もある。
【００６８】
なお、対応するリンク部同士の遠位端側の従動リンクではなく近位端側の可動リンクで４節リンク機構を配置する理由として、遠位端側の対応するリンク同士は互いに平行とはならない姿勢が多くあり、簡素な構成でガタの少ない４節リンク機構を用いることができないことが挙げられる。
【００６９】
図６には、さらに別のパラレルリンク構造を適用したマスタ−スレーブシステム６を示している。マスタ−スレーブシステム６は、パラレルリンク構造からなるマスタ装置６１００と、マスタ装置６１００とは相似なパラレルリンク構造からなるスレーブ装置６２００と、マスタ装置６１００とスレーブ装置６２００のそれぞれ対応するリンク同士を機械的に連結する連結部６３００を備えている。以下、図６を参照しながら説明する。
【００７０】
マスタ装置６１００側のパラレルリンク構造と、スレーブ装置６２００のパラレルリンク構造は相似形である。図６では、マスタ装置６１００側のパラレルリンク構造を大きく、スレーブ装置６２００のパラレルリンク構造を小さく描いているが、大小関係は逆、すなわち、マスタ装置６１００側のパラレルリンク構造よりもスレーブ装置６２００のパラレルリンク構造が大きくてもよい。
【００７１】
マスタ装置６１００側のパラレルリンクは、互いに平行な共通軸線６１０１Ａ及び６１０２Ａをそれぞれ有する２本の固定部６１０１及び６１０２を備えている。そして、一方の固定部６１０１には、３本のリンク部６１１０、６１２０、６１３０の一端（近位端）が、それぞれ共通軸線６１０１Ａ回りに回動可能に、固定部６１０１に支持されている。また、他方の固定部６１０２には、３本のリンク部６１４０、６１５０、６１６０の一端（近位端）が、それぞれ共通軸線６１０２Ａ回りに回動可能に、固定部６１０２に支持されている。但し、各固定部６１０１及び６１０２に取り付けるリンク部の本数をそれぞれ適宜変更して、パラレルリンク構造を構成することができる。
【００７２】
リンク部６１１０は、固定部６１０１に接続される駆動リンク６１１１と、ジョイントを介して駆動リンク６１１１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク６１１２からなる。固定部６１０１に接続される他のリンク部６１２０、６１３０も同様に構成される。各駆動リンク６１１１、６１２１、６１３１はいずれも、共通軸線６１０１Ａ回りに１自由度の回転自由なリンクとする。また、各従動リンク６１１２、６１２２、６１３２は、それぞれ駆動リンク６１１１、６１２１、６１３１の長手方向を回転軸とする回転自由度及び長手方向に直交する回転軸回りの回転自由度の２自由度を有する。したがって、各リンク部６１１０、６１２０、６１３０はそれぞれ、少なくとも３自由度を有する。各リンク部６１１０、６１２０、６１３０は４自由度以上を有していてもよい。
【００７３】
また、リンク部６１４０は、固定部６１０２に接続される駆動リンク６１４１と、ジョイントを介して駆動リンク６１４１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク６１４２からなる。固定部６１０２に接続される他のリンク部６１５０、６１６０も同様に構成される。各駆動リンク６１４１、６１５１、６１６１はいずれも、共通軸線６１０２Ａ回りに１自由度の回転自由なリンクとする。また、各従動リンク６１４２、６１５２、６１６２は、それぞれ駆動リンク６１４１、６１５１、６１６１の長手方向を回転軸とする回転自由度及び長手方向に直交する回転軸回りの回転自由度の２自由度を有する。したがって、各リンク部６１４０、６１５０、６１６０はそれぞれ、少なくとも３自由度を有する。各リンク部６１４０、６１５０、６１６０は４自由度以上を有していてもよい。
【００７４】
そして、各リンク部６１１０、…６１６０の従動リンク６１１２、…、６１６２の他端（遠位端）で可動部６１０３を支持している。
【００７５】
各リンク部６１１０、６１２０、６１３０が固定部６１０１に取り付けられる、長手（共通軸線６１０１Ａ）方向の間隔は任意であり、各リンク部６１４０、６１５０、６１６０が固定部６１０２に取り付けられる、長手（共通軸線６１０２Ａ）方向の間隔も任意である。また、各固定部６１０１、６１０２に取り付けられるリンク部の本数は図示の３本ずつに限定されず、４本以上のリンク部を備えていてもよいし、固定部６１０１、６１０２毎にリンク部の本数が異なっていてもよい。但し、マスタ装置４１００とスレーブ装置４２００は相似であり、両者が備えるリンク部の本数は同じとする。
【００７６】
例えば、マスタ装置６１００のオペレータが、固定部６１０１及び６１０２に対して可動部６１０３を３次元空間上で相対的に移動させると、各リンク部６１１０、…、６１６０の従動リンク６１１２、…、６１６２が駆動リンク６１１１、…、６１６１に対して回転するとともに、駆動リンク６１１１、…、６１６１は共通軸線６１０１Ａ並びに６１０２Ａ回りに回転する。あるいは、各リンク部６１１０、…、６１６０の駆動リンク６１１１、…、６１６１をそれぞれアクチュエータによって共通軸線６１０１Ａ並びに６１０２Ａ回りに回転駆動することによって、可動部６１０３を固定部６１０１及び６１０２に対して３次元空間上で相対的に移動することができる。可動部６１０３には、オペレータが入力に用いるユーザインターフェース（図示しない）が設置される。
【００７７】
スレーブ装置６２００側のパラレルリンク構造は、マスタ装置６１００側のパラレルリンク構造と相似形である。スレーブ装置６２００側のパラレルリンクは、互いに平行な共通軸線６２０１Ａ及び６２０２Ａをそれぞれ有する２本の固定部６２０１及び６２０２を備えている。そして、一方の固定部６１０１には、３本のリンク部６２１０、６２２０、６２３０の一端（近位端）が、それぞれ共通軸線６２０１Ａ回りに回動可能に、固定部６２０１に支持されている。また、他方の固定部６２０２には、３本のリンク部６２４０、６２５０、６２６０の一端（近位端）が、それぞれ共通軸線６２０２Ａ回りに回動可能に、固定部６２０２に支持されている。
【００７８】
リンク部６２１０は、固定部６２０１に接続される駆動リンク６２１１と、ジョイントを介して駆動リンク６２１１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク６２１２からなる。固定部６２０１に接続される他のリンク部６２２０、６２３０も同様に構成される。各駆動リンク６２１１、６２２１、６２３１はいずれも、共通軸線６１０２Ａ回りに１自由度の回転自由なリンクとする。また、各従動リンク６２１２、６２２２、６２３２は、それぞれ駆動リンク６２１１、６２２１、６２３１の長手方向を回転軸とする回転自由度及び長手方向に直交する回転軸回りの回転自由度の２自由度を有する。したがって、マスタ装置６１００側と同様に、各リンク部６２１０、６２２０、６２３０はそれぞれ、少なくとも３自由度を有する。各リンク部６２１０、６２２０、６２３０は４自由度以上を有していてもよい。
【００７９】
また、リンク部６２４０は、固定部６２０２に接続される駆動リンク６２４１と、ジョイントを介して駆動リンク６２４１の他端に回動可能に直列に連結される従動リンク６２４２からなる。固定部６２０２に接続される他のリンク部６２５０、６２６０も同様に構成される。各駆動リンク６２４１、６２５１、６２６１はいずれも、共通軸線６１０２Ａ回りに１自由度の回転自由なリンクとする。また、各従動リンク６２４２、６２５２、６２６２は、それぞれ駆動リンク６２４１、６２５１、６２６１の長手方向を回転軸とする回転自由度及び長手方向に直交する回転軸回りの回転自由度の２自由度を有する。したがって、マスタ装置６１００側と同様に、各リンク部６２４０、６２５０、６２６０はそれぞれ、少なくとも３自由度を有する。各リンク部６２４０、６２５０、６２６０は４自由度以上を有していてもよい。
【００８０】
各リンク部６２１０、６２２０、６２３０が固定部６２０１に取り付けられる長手（共通軸線６２０１Ａ）方向の間隔、並びに、各リンク部６２４０、６２５０、６２６０が固定部６２０２に取り付けられる長手（共通軸線６２０２Ａ）方向の間隔は、マスタ装置６１００側と対応するものとする。そして、各従動リンク６２１２、６２２２、６２３２、６２４２、６２５２、６２６２の他端（遠位端）で可動部６２０３を支持している。
【００８１】
マスタ装置６１００側のリンク部６１１０とスレーブ装置６２００側の対応するリンク部６２１０との間は、連結部６３００を構成する連結リンク６３０１によって機械的に連結されており、リンク部６１１０とリンク部６２１０は、それぞれ共通軸線６１０１Ａ及び６２０１Ａに対して同一角度となるように動作する。
【００８２】
ここで、マスタ装置６１００側の共通軸線６１０１Ａとスレーブ装置６２００側の共通軸線６２０１Ａは平行となるように配設され且つ相対位置は固定である。そして、連結リンク６３０１でリンク部６１１０の駆動リンク６１１１とリンク部６２１０の駆動リンク６２１１間を接続して、共通軸線６１０１Ａと共通軸線６２０１Ａ間を「固定リンク」とし、連結リンク６３０１を固定リンクと平行となる「中間リンク」とし、駆動リンク６１１１が「原動リンク」になるとともに駆動リンク６２１１が「従動リンク」となるような４節リンク機構を構成する。これによって、駆動リンク６１１１が共通軸線６１０１Ａ回りに揺動すると、他方の駆動リンク６２１１も共通軸線６２０１Ａ回りに同一角度で揺動する。
【００８３】
また、マスタ装置６１００側の固定部６１０１に取り付けられた他のリンク部６１２０、６１３０とスレーブ装置６２００側の固定部６２０１に取り付けられた対応するリンク部６２２０、６２３０との間も同様に、連結部６３００を構成する他の連結リンク６３０２、６３０３によってそれぞれ４節リンク機構を構成するように機械的に連結されており、リンク部６１２０とリンク部６２２０は共通軸線６１０１Ａ及び６２０１Ａに対して同一角度となるように動作するとともに、リンク部６１３０とリンク部６２３０は共通軸線６１０１Ａ及び６２０１Ａに対して同一角度となるように動作する。なお、連結リンク６３０１〜６３０３は、剛性が高く、機械的な構造による拘束条件によって生じる力により、マスタ装置６１００とスレーブ装置６２００間で遅延なく動作を伝達するものとする。但し、マスタ装置６１００でスレーブ装置６２００を遠隔制御する場合などには、機械的な連結リンク６３０１〜６３０３に代えて、ワイヤの張力、空気圧、あるいは水圧などを利用して動作の伝達を行うことも想定される。
【００８４】
さらに、マスタ装置６１００側の固定部６１０２に取り付けられた各リンク部６１４０、６１５０、６１６０とスレーブ装置６２００側の固定部６２０２に取り付けられた対応するリンク部６２４０、６２５０、６２６０との間も同様に、共通軸線６１０２Ａ及び６２０２Ａに対して同一角度となるように、連結部６３００を構成する他の連結リンク６３０４、６３０５、６３０６によって４節リンク機構を構成するように機械的にそれぞれ連結されている。なお、連結リンク６３０４〜６３０６は、剛性が高く、機械的な構造による拘束条件によって生じる力により、マスタ装置６１００とスレーブ装置６２００間で遅延なく動作を伝達するものとする。但し、マスタ装置６１００でスレーブ装置６２００を遠隔制御する場合などには、機械的な連結リンク６３０４〜６３０６に代えて、ワイヤの張力、空気圧、あるいは水圧などを利用して動作の伝達を行うことも想定される。
【００８５】
図７には、マスタ−スレーブシステム６を上方から眺めた様子を示している。マスタ装置６１００側の各リンク部６１１０、…と、スレーブ装置６２００側の対応する各リンク部６２１０、…とを連結リンク６３０１、…で連結して、４節リンク機構がそれぞれ構成されていることを理解されたい。以下、図６とともに図７を参照しながら説明する。
【００８６】
図６並びに図７に示すパラレルリンク構造によれば、デルタ型パラレルリンクのように各リンク部の一端（近位端）を平面上に配置する構造のパラレルリンクとは相違し、複数のリンク部を２つにグルーピングし、グループ内の各リンク部がグループ毎に設置されたそれぞれの共通軸線回りに回転可能に支持されている。言い換えれば、グループ毎に各リンク部の回転軸は同一点を通る構造となっているので、相似となるマスタ装置とスレーブ装置の対応するリンク部間を連結リンクで接続して４節リンク機構を構成して、同一角度に拘束し易い。例えば、図３に示した構成例のようにリンク部をクランク形状にするといった改良を施さなくても４節リンク機構を組み込み易く、リンク部の本数の増加にも対応し易い。
【００８７】
なお、マスタ装置６１００とスレーブ装置６２００が相似形であることに起因して、対応するリンク部の上下方向の位置が一致しない場合がある。上下の位置が一致しないリンク部同士を連結リンク６３０１〜６３０６で連結する際に、スペーサ６２１３、６２２３、６２３３、６２４３、及び６２６３を介して接続することで、各リンク部６１１０と６２１０、６１２０と６２２０、６１３０と６２３０、６１４０と６２４０、並びに６１６０と６２６０間での上下の位置の相違を補間するようにしてもよい。
【００８８】
マスタ装置６１００のオペレータが、固定部６１０１及び６１０２に対して可動部６１０３を３次元空間上で相対的に移動させると、各リンク部６１１０、…、６１６０の従動リンク６１１２、…、６１６２がそれぞれ駆動リンク６１１１、…、６１６１に対して回転するとともに、駆動リンク６１１１、…、６１６１は共通軸線６１０１Ａ又は６１０２Ａ回りに回転する。これに対し、スレーブ装置６２００側では、各リンク部６２１０、…、６２５０の駆動リンク６２１１、…、６２６１はそれぞれ上記の４節リンク機構に拘束されて、マスタ装置６１００側の駆動リンク６１１１、…、６１６１とそれぞれ同一角度となるように共通軸線６２０１Ａ又は６２０２Ａ回りに回転動作し、さらに各従動リンク６２１２、…、６２６２が駆動リンク６２１１、…、６２６１に追従して動作して、可動部６２０３は３次元空間上で固定部６２０１及び６２０２に対して相対的に移動する。可動部６２０３には、例えば鉗子など、出力のための器具（図示しない）が設置される。
【００８９】
マスタ装置６１００側では各リンク部６１１０、…、６１６０は上下にずらした位置で固定部６１０１又は６１０２に配置され、これに対応してスレーブ装置６２００側でも各リンク部６２１０、…、６２６０は上下にずらした位置で固定部６２０１又は６２６２に配置されているので、上記のように可動部６１０３並びに６２０３を３次元空間上で移動させている間に４節リンク機構が相互に衝突することはない。
【００９０】
マスタ装置６１００とスレーブ装置６２００の対応するリンク部同士が４節リンク機構により同一角度に拘束されていることによって、スレーブ装置６２００側における固定部６２０１及び６２０２に対する可動部６２０３の動作は、マスタ装置６１００側における固定部６１０１及び６１０２に対する可動部６１０３の動作と相似となる。マスタ装置６１００に対するスレーブ装置６２００の縮尺を大きくすることで、マスタ装置６１００側における大きな動作を、スレーブ装置６２００側ではより小さな動作に変換して再現することができる。例えば、マスタ装置６１００のＮ分の１の縮尺で構成したスレーブ装置６２００を４節リンク機構により連結して、マスタ装置６１００におけるオペレータの操作を、スレーブ装置６２００側ではＮ分の１の動きで再現することができる。
【００９１】
マスタ装置６１００及びスレーブ装置６２００にパラレルリンクを適用することで、先端（可動部６１０２、６２０２）を軽量に構成することができ、操作時のイナーシャが小さいという効果が得られる。また、マスタ装置６１００及びスレーブ装置６２００の対応するリンク部同士を近位端側で４節リンク機構により接続するだけで、３自由度以上の自由度を容易に実現することができるという効果が得られる。また、デルタ型パラレルリンクではなく、複数のリンク部を２つにグルーピングし、グループ内の各リンク部がグループ毎に設置されたそれぞれの共通軸線回りに回転自由度を持つパラレルリンク構造を適用することで、球面ジョイントではなく、簡素な構成でガタの少ないボールベアリングを用いて４節リンク機構を構成することができるという効果もある。
【００９２】
なお、対応するリンク部同士の遠位端側の従動リンクではなく近位端側の可動リンクで４節リンク機構を配置する理由として、遠位端側の対応するリンク同士は互いに平行とはならない姿勢が多くあり、簡素な構成でガタの少ない４節リンク機構を用いることができないことが挙げられる。
【００９３】
図９には、図６に示したマスタ−スレーブシステム６の変形例を示している。以下、図９を参照しながら説明する。図示のマスタ装置６１００は、２本の固定部６１０１及び６１０２の上端に天板６１７０が取り付けられており、機械的強度を向上させている。したがって、駆動リンク６１１１、６１２１、６１３１の回転軸となる共通軸線６１０１Ａ並びに駆動リンク６１４１、６１５１、６１６１の回転軸となる共通軸線６１０２Ａの傾きや撓みを防止することができ、精密な動作に寄与する。
【００９４】
同様に、図９に示すスレーブ装置６２００は、２本の固定部６２０１及び６２０２の上端に天板６２７０が取り付けられており、機械的強度を向上させている。したがって、駆動リンク６２１１、６２２１、６２３１の回転軸となる共通軸線６２０１Ａ並びに駆動リンク６２４１、６２５１、６２６１の回転軸となる共通軸線６２０２Ａの傾きや撓みを防止することができ、精密な動作に寄与する。
【００９５】
また、図１０には、図６に示したマスタ−スレーブシステム６の他の変形例を示している。以下、図１０を参照しながら説明する。図示のマスタ装置６１００とスレーブ装置６２００は、形状的には相似ではないが、機構学的には相似である。形状的な相似を犠牲にして、マスタ装置６１００とスレーブ装置６２００間で対応するリンク部同士の上下の位置を揃えることができる。したがって、対応するリンク部を連結リンクで接続する際に、図６に示した例とは相違してスペーサが不要となり、その結果として機械的な強度を向上させることができるという効果がある。
【００９６】
また、図１１には、図１０に示したマスタ−スレーブシステム６の変形例を示している。以下、図１１を参照しながら説明する。図示のマスタ装置６１００及びスレーブ装置６２００はともに、２本の固定部の上端に天板６１７０及び６２７０がそれぞれ取り付けられており、機械的強度を向上させている。したがって、マスタ装置６１００及びスレーブ装置６２００を動作させた際に、駆動リンクの回転軸となる共通軸線の傾きや撓みを防止することができ、精密な動作に寄与する。
【００９７】
また、図１２には、図６及び図７に示したマスタ−スレーブシステム６の変形例を上面から眺めた様子を示している。以下、図１２を参照しながら説明する。マスタ装置６１００及びスレーブ装置６２００はともに、共通軸線回りの回転自由度を有する複数のリンク部からなるパラレルリンクを装備し、互いのパラレルリンクは相似形である。そして、マスタ装置６１００及びスレーブ装置６２００の一部の対応するリンク部６１１０及び６２１０の間を、マスタ−スレーブシステム６の背面（若しくは、可動部６１０２及び６２０２とは反対側）にて、連結リング６３０１で接続している。対応するリンク部が互いに同一角度で動作するように拘束する４節リンク機構の一部は、マスタ−スレーブシステム６の背面に配設される。このような場合、４節リンク機構の配置が分散して、干渉を回避することができるという効果がある。
【００９８】
他方、図６〜図１１では、２本の共通軸線の各々に、共通軸線回りの回転自由度を有する複数のリンク部からなるパラレルリンク構造を適用したマスタ−スレーブシステム６について例示してきたが、いずれも、マスタ装置６１００側及びスレーブ装置６２００側にそれぞれ装備された相似なパラレルリンクを接続する連結リンクを、マスタ−スレーブシステム６の正面（若しくは、可動部６１０２及び６２０２と同じ側面）に組み込んでいる。言い換えれば、対応するリンク部が互いに同一角度で動作するように拘束するすべての４節リンク機構はマスタ装置６１００及びスレーブ装置６２００の正面に配設されている。このような場合、４節リンク機構間での干渉が懸念されるとともに、正面の構造のみが複雑な外観となる。
【００９９】
本明細書で開示するマスタ−スレーブシステムは、相似形となるパラレルリンク構造をそれぞれ備えたマスタ装置及びスレーブ装置の対応するリンク同士を機械的に連結して同一角度で動作するように構成されている。したがって、例えばマスタ装置及びスレーブ装置のサイズ比をＮ：１で構成することで（但し、Ｎ＞１とする）、オペレータがマスタ装置上で実施した作業を、機械的な構造のみでスレーブ装置に伝達して、Ｎ分の１の相似で微細な作業として再現することができる。
【０１００】
そして、マスタ装置とスレーブ装置間では機械的構造のみで動作が伝達されることから、以下の（１）〜（１０）に示すような効果が得られる。
（１）力センサなどのセンサ素子の異常や破損など、電気的若しくは制御的な要素に起因する不安定な動作やリスクを回避乃至抑制できるので、安心である。
（２）マスタ装置とスレーブ装置間での変位や力の倍率変更が容易である。
（３）マスタ装置とスレーブ装置間で動作を伝達する際の伝搬遅延がない。
（４）アクチュエータによる振動や、力センサのノイズがないため、精度良い微細作業を実現することができる。
（５）マスタ装置とスレーブ装置間の伝達機構に電気的な要素を含まないので、停電による影響を受けない。
（６）配線の取り回しなどモデル化困難な存在が少ない。
（７）構造に起因するパラメータチューニングが不要で、メンテナンスも容易である。
（８）ケーブル類がないため、持ち運びが容易である。
（９）電子部筋がないため、特殊環境下での使用や滅菌処理にも耐性がある。
（１０）硬いものから柔らかいものまで、確実に振動なく触ることができる。
【０１０１】
マスタ装置及びスレーブ装置のサイズ比をＮ：１で構成することで（但し、Ｎ＞１とする）、オペレータがマスタ装置上で実施した作業を、機械的な構造のみでスレーブ装置に伝達して、Ｎ分の１の相似で微細な作業として再現することができる。例えば、オペレータは、スレーブ装置側の可動部付近を撮像する拡大映像を観察しながら、マスタ装置側の可動部を操作して、細かい作業を実現することができる。
【０１０２】
ここで、人間は必ず小さな手振れを生じてしまう。細かい作業を行う上で振動を抑えることは大きな意味があり、特に機構的に振動を抑えることが重要である。上記の相似形となるパラレルリンク構造を機械的に連結して構成されるマスタ−スレーブシステムにおいて、例えばマスタ装置側のパラレルリンクの少なくとも一部のリンク部に減衰器を配置することで、振動を効果的に抑制することができる。
【０１０３】
図１３には、図５に示したマスタ−スレーブシステム４のマスタ装置４１００側に減衰器を配置した例を示している。以下、図１３を参照しながら説明する。具体的には、マスタ装置４１００側のパラレルリンクのリンク部４１１０の近位端側（駆動リンク４１１１）、並びにリンク部４１２０の近位端側（駆動リンク４１２１）の各々を、ばね及びダンパなどからなる減衰器１３０１及び１３０２で、背面側の壁面１３００に接続している。ばねを用いてリンク部を支えることで、自重補償を可能とする。また、ダンパを用いて手振れの影響を低減することができる。
【０１０４】
もちろん、マスタ装置４１００ではなく、スレーブ装置４２００側のパラレルリンクに減衰器を配置しても、振動抑制のための一定の効果を得ることができる。但し、サイズがより大きいマスタ装置４１００側に減衰器を配置する方が、設計が容易であると思料する。
【０１０５】
また、図１４には、図４に示したマスタ−スレーブシステム４のマスタ装置４１００側に減衰器を配置した例を示している。以下、図１４を参照しながら説明する。具体的には、マスタ装置４１００側のパラレルリンクのリンク部４１３０の近位端側（駆動リンク４１３１）を、ばね及びダンパなどからなる減衰器１４０１で、後方の壁面１４００に接続している。駆動リンク４１３１を装置前方に押すことで、自重補償する力が発生する。図１４に示す構成によれば、リンク部４１３０には、ばねによる復元力が重力の反対方向に作用するので、重力補償や自重補償の効果もある。
【０１０６】
もちろん、マスタ装置４１００ではなく、スレーブ装置４２００側のパラレルリンクに減衰器を配置しても、振動抑制のための一定の効果を得ることができる。但し、サイズがより大きいマスタ装置４１００側に減衰器を配置する方が、設計が容易であると思料する。
【０１０７】
ここまでは、マスタ−スレーブシステムにおいて、オペレータがマスタ装置上で実施した作業をスレーブ装置側でＮ分の１の相似で微細な作業として再現する方法について説明してきた。さらにバイラテラル制御を実現するためには、力フィードバック機構をさらに装備する必要がある。
【０１０８】
しかしながら、てこの原理により、変位をＮ倍にすると力はＮ分の１になることは一般に知られている。これに対し、本明細書で提案するマスタ−スレーブシステムは、マスタ装置のＮ分の１のサイズのパラレルリンクをスレーブ装置で用いて、Ｎ分の１の微細な変位を実現するものである。それゆえ、１つの構造ではマスタ装置側の変位をスレーブ装置側でＮ分の１に微細化しつつ、スレーブ装置の先端（エンドエフェクタ）に作用する外力をＭ倍の力でマスタ装置にフィードバックすることは困難である（但し、Ｎ，Ｍ＞１とする）。
【０１０９】
そこで、マスタ装置側の変位をスレーブ装置側でＮ分の１に微細化するマスタ−スレーブシステム（前述）に対して、スレーブ装置の先端に作用する外力を増幅してマスタ装置にフィードバックする機械式のフィードバック機構をさらに搭載して、機械式のバイラテラル制御システムを実現することを、以下で提案する。
【０１１０】
図１５には、図１に示したマスタ−スレーブシステム１に対して、スレーブ装置２００の先端に作用する外力を増幅してマスタ装置１００にフィードバックする機械式のフィードバック機構を搭載して構成される機械式バイラテラル制御システム１５の構成例を示している。以下、図１５を参照しながら説明する。なお、マスタ−スレーブシステム１において、マスタ装置１００側の変位をスレーブ装置２００側でＮ分の１に微細化する仕組みについては、既に説明した通りなので、ここでは説明を省略する。
【０１１１】
スレーブ装置２００側の可動部２０２には、上下方向の接触力を検出するためのプローブ１５１１が、てこ１５１２の端部に配置されている。プローブ１５１１及びてこ１５１２は、出力のための器具に相当する。ここで、てこ１５１２は、プローブ１５１１が取り付けられた方の端部を力点とし、他方の端部を支点とする。そして、てこ１５１２の支点側で力点までの距離のＭ分の１の位置を作用点とする。したがって、プローブ１５１１に加えられた上下方向の接触力のＭ倍の力を作用点で得ることができる。
【０１１２】
また、マスタ装置１００側の可動部１０２には、ユーザインターフェースとしてのレバー１５０１が取り付けられている。レバー１５０１は、開閉操作が可能であり、スレーブ装置２００の先端に作用する接触力を握る力としてオペレータに提示することができる。そして、てこ１５１２の作用点とレバー１５０１間を機械式の力伝達機構１５２０で接続することで、スレーブ装置２００の先端に作用する接触力をＭ倍に増幅した握る力として、オペレータにフィードバックすることが可能である。
【０１１３】
機械式の力伝達機構１５２０は、例えばカメラのレリーズのような、中空の管材（スリーブ）の中をワイヤが滑らかに挿通された機械部品であってもよい。ワイヤの一端はてこ１５１２の作用点に当接している。そして、プローブ１５１１に加えられた接触力のＭ倍の力が、スリーブを介してワイヤの他端に伝達されて、レバー１５０１を開閉操作することで、オペレータに接触力のＭ倍の力をフィードバックすることができる。てこの原理により拡大された接触力でレバー１５０１を開閉操作するので、オペレータは、スレーブ装置２００の先端に加わった微小な力を、感じ易い大きな力として受けることができる。
【０１１４】
なお、図１５では、１自由度の力フィードバックの例を示したが、複数自由度であっても容易に構成することができる。また、スレーブ装置２００側の先端にピンセット（若しくは、鉗子）のような把持する構造を含むのであれば、把持力についてもフィードバックを実現することが可能である。
【０１１５】
ここまでは、相似形となるパラレルリンク構造をそれぞれ備えたマスタ装置及びスレーブ装置の対応するリンク同士を機械的な構造によってのみ連結して同一角度で動作するように構成されるマスタ−スレーブシステムの幾つかの例について説明してきた。
【０１１６】
もちろん、この種のマスタ−スレーブシステムに電気的な構成要素を組み込むことも可能である。
【０１１７】
例えば、マスタ装置の構造、スレーブ装置の構造、又は連結部の構造のうち少なくとも一箇所以上の場所に歪みゲージなどからなる力センサを搭載することで、作業時の力加減の記録することができる。
【０１１８】
また、マスタ装置又はスレーブ装置のいずれか一方のパラレルリンクに駆動用のモータ並びにリンクの回転角度を計測するエンコーダを搭載することによって、自重補償制御や、パラレルリンクの動作の記録及び再生を行うことが可能となる。
【０１１９】
本明細書で開示するマスタ−スレーブシステムは、基本的には電気配線が不要である。但し、スレーブ装置の先端部分に作用する多軸の外力をマスタ装置にフィードバックするようにしてもよい。また、スレーブ装置側にセンサを装備するとともに、マスタ装置側にアクチュエータを搭載して、スレーブ装置で発生する振動をマスタ装置にフィードバックする振動伝達機構を実装してもよい。また、スレーブ装置側に聴診器を付けて、作業環境で収音するようにしてもよい。また、スレーブ装置側にマイクや加速度センサを取り付けて、作業場の音を拾い、増幅して、マスタ装置側で提示するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１２１】
本願の明細書及び図面で取り上げたパラレルリンク構造は、例示に過ぎない。その他のさまざまなタイプのパラレルリンク構造を採用するマスタ−スレーブシステムに対しても、同様に本明細書で開示する技術を適用することができる。また、採用するパラレルリンク構造は、床置き、壁掛け、天吊り、棚置きなどさまざまな設置方式でもよい。
【０１２２】
本明細書で開示する技術に基づくマスタ−スレーブシステムは、例えば細胞を始めとする細かい対象物に対して作業を行なうような微細作業用装置に適用することができる。もちろん、本明細書で開示する技術を、医療分野その他のさまざまな産業分野に適用することができる。
【０１２３】
要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【０１２４】
なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）第１のリンク構造を備えたマスタ装置と、
前記第１のリンク構造と相似な第２のリンク構造を備えたスレーブ装置と、
前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部と、
を具備するマスタ−スレーブシステム。
（２）前記連結部は、リンク、ワイヤ、空気圧、又は水圧のいずれかを利用する、
上記（１）に記載のマスタ−スレーブシステム。
（３）前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造はいずれも相似なパラレルリンクで構成される、
上記（１）又は（２）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（４）前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造はいずれも相似なパラレルリンクで構成され、
前記連結部は、前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造の対応する近位端のリンク同士を４節リンクとなるように連結する、
上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（５）前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造はいずれも相似なデルタ型パラレルリンクで構成される、
上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（６）前記デルタ型パラレルリンクの近位端の各リンクの回転軸が同一点を通るように構成される、
上記（５）に記載のマスタ−スレーブシステム。
（７）前記第１のリンク構造と前記第２のリンク構造はいずれも、固定された共通軸線回りに回転自由度を有する複数のリンクを含む相似なパラレルリンクで構成される、
上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（８）前記第１のリンク構造の先端部に入力に用いるユーザインターフェースを備え、
前記第２のリンク構造の先端に出力に用いる器具を備える、
上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（９）前記第２のリンク構造の先端に、外力を受ける外力検出部と、前記外力を増幅する増幅部を備え、
前記第１のリンク構造の先端に、力を提示する提示部を備え、
前記増幅部が増幅した後の前記外力を前記提示部に伝達する伝達部を備える、
上記（１）乃至（８）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（１０）前記増幅部は、てこの原理を利用して前記外力を増幅する、
上記（９）に記載のマスタ−スレーブシステム。
（１１）前記第１のリンク構造又は前記第２のリンク構造に含まれる少なくとも一部のリンクに取り付けられた自重補償用のばねをさらに備える、
上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（１２）前記第１のリンク構造又は前記第２のリンク構造に含まれる少なくとも一部のリンクに取り付けられた振動低減用のダンパをさらに備える、
上記（１）乃至（１１）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（１３）前記第１のリンク構造及び前記第２のリンク構造は、少なくとも３以上の自由度を有するリンク構造である、
上記（１）乃至（１２）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（１４）前記第１のリンク構造及び前記第２のリンク構造は、少なくとも４以上の自由度を有するリンク構造である、
上記（１）乃至（１２）のいずれかに記載のマスタ−スレーブシステム。
（１５）第１のリンク構造と、
ロボット装置が有する、前記第１のリンク構造と相似な第２のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部と、
を具備し、前記ロボット装置を操作する操作装置。
（１６）第２のリンク構造と、
操作装置が有する、前記第２のリンク構造と相似な第１のリンク構造の対応するリンク同士を同一角度となるように機械的に連結する連結部と、
を具備し、前記操作装置の操作に追従して動作するロボット装置。
【符号の説明】
【０１２５】
１…マスタ−スレーブシステム
１００…マスタ装置、１０１…固定部、１０２…可動部
１１０、１２０…リンク部
１１１、１２１…駆動リンク、１１２、１２２…従動リンク
２００…スレーブ装置、２０１…固定部、２０２…可動部
２１０、２２０…リンク部、
２１１、２２１…駆動リンク、２１２、２２２…従動リンク
３００…連結部、３０１…連結リンク
２１００…マスタ装置、２１１０、２１２０、２１３０…リンク部
２１１１、２１２１、２１３１…回転軸
２２００…スレーブ装置、２２１０、２２２０、２２３０…リンク部
２２１１、２２２１、２２３１…回転軸
２３０１、２３０２、２３０３…連結リンク
３１００…マスタ装置、３１１０、３１２０、３１３０…リンク部
３２００…スレーブ装置、３２１０、３２２０、３２３０…リンク部
３３０１、３３０２、３３０３…連結リンク
４…マスタ−スレーブシステム
４１００…マスタ装置、４１０１…固定部、４１０２…可動部
４１１０、４１２０、４１３０…リンク部
４１１１、４１２１、４１３１…駆動リンク
４１１２、４１２２、４１３２…従動リンク
４２００…スレーブ装置、４２０１…固定部、２０２…可動部
４２１０、４２２０、４２３０…リンク部
４１１１、４１２１、４１３１…駆動リンク
４２１２、４２２２、４２３２…従動リンク
４２１３、４２３３…スペーサ
４３００…連結部、４３０１、４３０１、４３０２…連結リンク
６…マスタ−スレーブシステム
６１００…マスタ装置、６１０１、６１０２…固定部
６１０３…可動部
６１１０、６１２０、６１３０…リンク部
６１４０、６１５０、６１６０…リンク部
６１１１、６１２１、６１３１…駆動リンク
６１４１、６１５１、６１６１…駆動リンク
６１１２、６１２２、６１３２…従動リンク
６１４２、６１５２、６１６２…従動リンク、６１７０…天板
６２００…スレーブ装置、６２０１、６２０２…固定部
６２０６…可動部
６２４０、６２５０、６２６０…リンク部
６２１１、６２２１、６２３１…駆動リンク
６２４１、６２５１、６２６１…駆動リンク
６２１２、６２２２、６２３２…従動リンク
６２４２、６２５２、６２６２…従動リンク
６２１３、６２２３、６２３３、６２４３、６２６３…スペーサ
６２７０…天板
６３００…連結部、６３０１〜６３０６…連結リンク
１３０１、１３０２…減衰器
１４０１、１４０２…減衰器
１５０１…レバー
１５１１…プローブ、１５１２…てこ
１５２０…力伝達機構
【図１】
2019130600.tif 000003
【図２】
2019130600.tif 000004
【図３】
2019130600.tif 000005
【図４】
2019130600.tif 000006
【図５】
2019130600.tif 000007
【図６】
2019130600.tif 000008
【図７】
2019130600.tif 000009
【図８】
2019130600.tif 000010
【図９】
2019130600.tif 000011
【図１０】
2019130600.tif 000012
【図１１】
2019130600.tif 000013
【図１２】
2019130600.tif 000014
【図１３】
2019130600.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2019130600.tif 000017