(57)【要約】【課題】先行技術における欠点を持たない、あるいは少なくともそれらの欠点がより少ない、高速で操作可能な、物体を操作するための、特に電子部品を操作するためのデバイスおよび方法を提供する。【解決手段】本発明は、物体を操作するための、特に電子部品を操作するためのデバイスに関する。このデバイスは、ロッド機構（１、２０、４０、５０、６０、８０）、二つの独立したアクチュエータ（４、５、２３、２４、４３、８１）、そして動的な反力および／あるいは反作用モーメントを補正するための平衡機構（５３、５４、６３から６６、８６）からなる。本発明は、また、そのようなデバイスを使用して、物体を操作する、特に電子部品を操作するための方法に関する。【選択図】図３
2008528307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を操作する、特に電子部品を操作するためのデバイスであって、
少なくとも二本のマスター・ロッドを備え、前記マスター・ロッドの各々に枢軸的にスレーブ・ロッドが係合し、前記スレーブ・ロッドが前記マスター・ロッドから離れた位置で相互に結合しているロッド機構、
前記マスター・ロッドの各々に係合する、相互から独立して作動可能な、二つのアクチュエータ、そして
前記ロッド機構の運動中に動的な力を補正するための平衡機構からなる、デバイス。
【請求項２】
力補正のための前記平衡機構が、前記ロッド機構に組み付けたカウンター・ボディからなることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
力補正のための前記平衡機構が、前記ロッド機構から分離して変位可能で補正ドライブによって作動される少なくとも一つのボディからなることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記スレーブ・ロッドが加工エレメントを携帯していることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５】
前記二本のマスター・ロッドに係合する前記アクチュエータが、回転駆動運動を発生させることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６】
前記回転アクチュエータの回転軸が、並列に、好ましくは同軸に配置されることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記二本のマスター・ロッドに係合する前記アクチュエータが、直線駆動運動を発生させることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項８】
前記往復アクチュエータが、相互に平行に配置されることを特徴とする、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記デバイスが、また、ロッド・アセンブリの変位によって発生するモーメントのモーメント補正を行うための平衡機構からなることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１０】
モーメント補正のための前記平衡機構が、前記ロッド機構に組み付けた少なくとも一つのカウンター回転ボディからなることを特徴とする、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
モーメント補正のための前記平衡機構が、前記ロッド機構から分離して変位可能で補正ドライブによって作動される少なくとも一つのボディからなることを特徴とする、請求項９または１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
モーメント補正のための前記平衡機構が、力補正のための前記平衡機構に組み付けられていることを特徴とする、請求項９から１１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１３】
前述の請求項のいずれかに記載のデバイスを使用して、物体を操作する、特に電子部品を操作するための方法であって、
Ａ）ロッド機構のマスター・ロッドに係合する二つのアクチュエータを、独立させて制御する処理ステップ、そして
Ｂ）少なくとも一つの平衡機構によって、前記ロッド機構の変位の結果として発生する反力を、少なくとも部分的に補正する処理ステップからなる、方法。
【請求項１４】
前記平衡機構の作用が、ロッド・アセンブリへ機械的に結合していることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記平衡機構の作用が電気的に制御されることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記平衡機構の作用が、前記ロッド・アセンブリへ部分的に機械的に結合され、そして部分的に電気的に制御されることを特徴とする、請求項１３から１５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体を操作するための、特に電子部品を操作するためのデバイスに関する。本発明は、また、そのようなデバイスを使用して、物体を操作する、特に電子部品を操作するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体を操作するために、特に電子部品を把持し、変位させ、そして下ろす等の操作のために、様々なタイプのマニピュレータが使用されている。それらの例としては、直角ガイドに沿って移動可能なキャリッジやロボットアームがある。そのようなマニピュレータは、高い位置精度で機能することができるが、作動可能な加速が制限されるという欠点を持つ。非常に高い精度で機能する必要がある場合は、さらに、マニピュレータとそれに組み付けた機械部品の加速に関連する反力および反作用モーメントから生じる、フレームの不要な動きを防止するために、強力なフレームを備えなければならない。電子部品の製造および／あるいは加工産業においては、製造速度が増加しているため、既存のマニピュレータは、ますます、そのような工程のさらなる最適化に対する限界となってきている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の目的は、先行技術における欠点を持たない、あるいは少なくともそれらの欠点がより少ない、高速で操作可能な、物体を操作するための、特に電子部品を操作するためのデバイスおよび方法を提供することである。
【０００４】
この目的のために、本発明は、物体を操作するための、特に電子部品を操作するための、次のものからなるデバイスを提供する。少なくとも二本のマスター・ロッドを備えるロッド機構。これらマスター・ロッドの各々にはスレーブ・ロッドが枢軸的に係合し、これらスレーブ・ロッドが、マスター・ロッドから離れた位置で相互に結合する。マスター・ロッドの各々に係合する二つのアクチュエータ。これらアクチュエータは、相互から独立して作動可能である。そしてロッド機構の運動中に動的な力を補正するための平衡機構。ロッド機構は、ロッド・アセンブリとも呼ぶ。スレーブ・ロッドによって定義する位置は、機構のマスター・ロッドの各々の、少なくとも単一の自由度を操作することによって、完全に制御できる。（駆動機構とも呼ぶ）アクチュエータは、運動の単一の自由度を備える必要があるのみで、さらに固定界に結合できることから、単純な様式で具現化できる。したがって、デバイスの動的質量をかなり制限して保持でき、アクチュエータは、動的質量の一部を形成する必要がない。動的質量が小さいことは、フレーム内に振動を発生させる力を減少させる。特に半導体等の電子部品の変位では、変位させる製品の質量も非常に小さいため、ロッド機構の慣性へ平衡機構を適合させることが可能である。したがって、マニピュレータの荷重支持容量が非常に小さい、まさにそのような応用において、（非常に）高い加速度での作動が可能になる。この目的のために非常に高価な手段を必要とせずに、これを可能にするのが、まさに、本発明によるマニピュレータである。力補正のための平衡機構の存在も、ドライブ手段によって（ドライブ手段が一部を形成する固定界）周辺に加えられることから生じる実質的反力を防止する。その結果、マニピュレータのフレーム、そして固定界へのフレームの固定は、振動を発生させることなく、比較的容易に具現化できる。
【０００５】
動的な力の補正のための平衡機構は、ロッド機構に組み付けたカウンター・ボディ（釣合重り）からなるフォース・バランシングを備えることができる。そのような構造は、非常に単純で、複雑な制御を必要としない。なぜなら、マニピュレータの機械的なカプリング、そして関連するカウンター・ボディ（またはオプションとして単一のカウンター・ボディ）が、所望の補正平衡力の良好な発生を促すからである。もう一つの可能性は、力補正のために平衡機構が、ロッド機構から分離して変位可能な、補正ドライブによって作動される少なくとも一つのボディからなるということである。そのような平衡機構の制御は、通常、電子制御によって行われる。そのような電子制御平衡機構は、ロッド機構から離れた位置で配置でき、構造上、より大きな自由度を提供する。さらに、平衡機構が動的質量の一部を形成する必要はもはやなく、ロッド・アセンブリの構造を非常に軽いものにできる。注目すべきは、もちろん、電子制御平衡機構を、ロッド機構に組み付けたカウンター・ボディを備える力補正に組み合わせるという可能性もあるということである。最後に注目すべきことは、力の動的補正を、全方向（自由度３）で実行できるが、限定した数の方向にだけ、すなわち、３未満の自由度で実現するように力の補正を選択することも可能である。力のそのような限定補正を採用すれば、最も破壊的な反力は少なくとも部分的に補正できるが、もう一つの反力または他の複数の反力は補正されない。
【０００６】
実際には、スレーブ・ロッドが加工エレメントを携帯することになる。そのような加工エレメントは、例えば、機械的に、または圧縮空気作用で制御可能なグリッパ、カメラ、様々なタイプのツール、多様な加工エレメントと共作用するためのカプリング部品等を持つヘッドからなる。スレーブ・ロッドは、直接に相互に結合できる、または、カプリング部品等の、もう一つのエレメントを介して結合することもできる。
【０００７】
二本のマスター・ロッドに係合するアクチュエータは、例えば、二つの、独立して作動するサーボモータによって回転駆動運動を発生させることができる。したがって、アセンブリをコンパクトにするために、回転アクチュエータの回転軸を同軸に、すなわち、これら回転軸を相互に一直線上に配置することが可能である。他方、（例えば、往復または断続的な様式で）マスター・ロッドが相互に移動可能なよう、二本のマスター・ロッドに係合するアクチュエータに、直線駆動運動を発生させることも可能である。往復アクチュエータは、例えばリニア・モータの平行配置の形態で、例えば相互に平行に配置できる。代替的に、マスター・ロッドを、一方が回転駆動されて回転運動を直線運動へ変換するドライブ・ロッドに係合させることも可能である。条件（利用可能な全空間、エネルギー消費、必要な精度等）に応じて、ドライブの特殊型式を選択することが可能である。最後に注目すべきことは、マスター・ロッドの一本を回転駆動させ、もう一本のマスター・ロッドを直線駆動させることも可能であることである。
【０００８】
加えて、デバイスが、また、ロッド・アセンブリの変位によって発生する反作用モーメント（トルク）の、モーメント補正（トルク補正）のための平衡機構からなるならば、これは追加の利点である。そのような追加の平衡機構を採用することにより、マニピュレータは、さらにより大きな範囲で動的に均衡を保つことができる。このことは、結果的に発生するはずの反力および反作用モーメントが、（少なくとも理論的には）完全に不在になる可能性さえも提供するため、（少なくとも理論的には）マニピュレータが、その周辺と全く接触しないことになる。したがって、力補正のための平衡機構の利点に関して上記に説明した利点は、また、結果として生じるモーメントを解消することに関しても適用する。動的なモーメント補正に関しても注目すべきことは、モーメント補正が、（自由度３で）全方向に実現できるが、限定した数の方向だけで、すなわち３未満の自由度でモーメント補正を実現するように選択することも可能である。そのような限定したモーメント補正を採用することで、最も破壊的なモーメントは少なくとも部分的に補正できる。しかし、もう一つのモーメント、または他の複数のモーメントは補正されない。
【０００９】
モーメント補正のための平衡機構は、ロッド機構に組み付けた少なくとも一つのカウンター回転ボディからなるように具現化できる。逆に、モーメント補正のための平衡機構が、ロッド機構から分離して変位可能な、そして補正ドライブによって作動される少なくとも一つのボディからなることも可能である。先に述べたように、この第二の変形例は電子制御を必要とするが、これは、ロッド機構から離れた位置に配置することもできる。もう一度述べるが、電気制御の利点は、ロッド・アセンブリを比較的軽い構造にできること、そして全慣性を制限できることである。
【００１０】
さらに、モーメント補正のための平衡機構を、力補正のための平衡機構に組み付けた場合には、（相乗効果的な）利点を達成できる。
【００１１】
本発明は、また、前述の請求項のいずれかによるデバイスを使用することによって、物体を操作するための、特に電子部品を操作するための、次の処理ステップからなる方法を提供する。Ａ）ロッド機構のマスター・ロッドに係合している二つのアクチュエータを独立させて制御すること。そしてＢ）少なくとも一つの平衡機構によって、ロッド機構の変位の結果として発生する反力（および／あるいは反作用モーメント）を少なくとも部分的に補正すること。そのような方法の利点については、本発明によるデバイスの平衡機構に関する上述の利点を参照すべきである。
【００１２】
この方法においては、平衡機構の作用をロッド・アセンブリへ機械的に結合する、または平衡機構の作用を電気的に制御することも可能である。電気制御は、ロッド機構に係合するアクチュエータを制御することで、および／あるいはこの目的のために配置したセンサに基づいて可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を、以下の図に示す非限定的な実施例に基づいて、さらに説明する。
【００１４】
図１Ａは、（矢印Ｒ１およびＲ２へ）サーボモータ４、５によって回転できる２本のマスター・ロッド２、３を持つロッド機構１を示す。サーボモータ４、５は、モータ・サポート６、７を介して、固定界に結合されている。各マスター・ロッド２、３には、それぞれスレーブ・ロッド８、９が係合している。マスター・ロッド２とスレーブ・ロッド８とは、ヒンジ１０を介して、自由に揺動可能な様式で相互に結合されている。同様に、マスター・ロッド３とスレーブ・ロッド９とは、ヒンジ１１を介して、自由に揺動可能な様式で相互に結合されている。スレーブ・ロッド８、９が支えるヘッド１２の位置は、サーボモータ４、５の制御駆動によって、完全に制御できる。
【００１５】
図１Ｂは、リニア・ドライブ２３、２４によって長さ方向（矢印Ｌ１およびＬ２）だけに変位可能な２本のマスター・ロッド２１、２２を持つロッド機構２０を示す。これらのリニア・ドライブ２３、２４は、サポート２５、２６を介して、固定界に結合されている。マスター・ロッド２１、２２は、ヒンジ２７、２８を介して、スレーブ・ロッド２９、３０に結合されている。スレーブ・ロッド２９、３０はヘッド３１を支え、それの位置は、リニア・ドライブ２３、２４の作動結果から決定される。
【００１６】
図１Ｃは、図１Ａに示すロッド機構１に非常に類似したロッド機構４０を示す。マスター・ロッド４１、４２は、２台の、別個のモータで駆動されるが、単に一台のモータ４３だけが図示されている。これは、モータが相互に整列して配置されているため、図中では上側モータ４３だけが見えるという事実によるものである。このロッド機構４０の詳細については、図１Ａに関する説明を参照すべきである。
【００１７】
図２は、本発明によるマニピュレーション・デバイス５０を概略的に示す。デバイス５０は、２本のマスター・ロッド５１、５２を備え、それらマスター・ロッド５１、５２は、力補正のための平衡機構を形成する重り５３、５４を備える。このマニピュレーション・デバイス５０のさらなる説明に関しては、図１Ａから１Ｃを参照すべきである。
【００１８】
図３は、マスター・ロッド６１、６２を持つ、本発明によるマニピュレーション・デバイス６０を概略的に示す。これらマスター・ロッドは、力補正のための平衡機構を形成する重り６３、６４を備える。しかしながら、マニピュレーション・デバイス６０は、モーメント補正のための平衡機構をも備える。モーメント補正のためのこの平衡機構は、二つの回転可能な重り６５、６６から形成されている。これらの重りは、マスター・ロッド６１、６２に結合すると共に静止位置にあるリング６９の内側に係合する二つの作動ホイール６７、６８の存在により、ロッド機構６０が回転するときに反対方向へ回転する。したがって、ロッド機構を完全に動的な様式で補正することが可能で、機構６０の運動の結果として、固定界上のサポート７０から合力が作用することは全く（または実質的に全く）ない。
【００１９】
最後に、図４は、図１Ｃに示すロッド・アセンブリに対応するロッド・アセンブリ８０を示す。しかしながら、このドライブ８１は、信号線８２、８３を介して中央制御ユニット８４へ結合されている。中央制御ユニット８４は、所望の補正力およびモーメントを計算し、それから、出力信号線８５によって別個の補正ユニット８６を制御する。この補正ユニット８６は、ロッド・アセンブリ８０が結合されているのと同じ固定界８７へ結合されている。したがって、ロッド・アセンブリ８０および補正ユニット８６が及ぼす力の合力をゼロ（または非常に小さなもの）に達成できる。補正ユニット８６には、（３方向へ移動可能で３方向へ回転可能な、すなわち自由度６の質量を持つ）完全な補正手段を設けることができる。しかし、限られた自由度のみを持つ、すなわち自由度が６未満である補正手段を具現化するように選択することもできる。そのような限定された補正手段を使用することによって、破壊的な反力および／あるいは反作用モーメントのほとんどを補正できるが、より破壊的でない反力および／あるいは反作用モーメントは補正されない。６未満の自由度を持つ補正手段は、自由度が６の、完全な補正手段よりも単純で、より安価であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明によるデバイスの構成要素であるロッド・アセンブリの略図である。
【図１Ｂ】本発明によるデバイスの構成要素であるロッド・アセンブリの、代替変形実施例の略図である。
【図１Ｃ】本発明によるデバイスの構成要素であるロッド・アセンブリの、第二の変形実施例の略図である。
【図２】力補正のために平衡機構を備える、本発明によるマニピュレーション・デバイスの略図である。
【図３】力補正のための平衡機構とモーメント補正のための平衡機構とを備える、本発明によるマニピュレーション・デバイスの、代替変形実施例の略図である。
【図４】電子制御平衡機構を備える、本発明によるマニピュレーション・デバイスの、第二の代替変形実施例の略図である。
【図１Ａ】
2008528307.tif 000003
【図１Ｂ】
2008528307.tif 000004
【図１Ｃ】
2008528307.tif 000005
【図２】
2008528307.tif 000006
【図３】
2008528307.tif 000007
【図４】
2008528307.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月23日(2006.11.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を操作する、特に電子部品を操作するためのデバイスであって、
少なくとも二本のマスター・ロッドを備え、前記マスター・ロッドの各々に枢軸的にスレーブ・ロッドが係合し、前記スレーブ・ロッドが前記マスター・ロッドから離れた位置で相互に結合しているロッド機構、
前記マスター・ロッドの各々に係合する、相互から独立して作動可能な、二つの回転アクチュエータ、そして
前記ロッド機構の運動中に動的な力を補正するための平衡機構からなり、
前記回転アクチュエータの回転軸が、並列に、好ましくは同軸で配置されることを特徴とする、デバイス。
【請求項２】
力補正のための前記平衡機構が、前記ロッド機構に組み付けたカウンター・ボディからなることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
力補正のための前記平衡機構が、前記ロッド機構から分離して変位可能で補正ドライブによって作動される少なくとも一つのボディからなることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記スレーブ・ロッドが加工エレメントを携帯していることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５】
前記二本のマスター・ロッドに係合する前記アクチュエータが、回転駆動運動を発生させることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６】
前記デバイスが、また、ロッド・アセンブリの変位によって発生するモーメントのモーメント補正を行うための平衡機構からなることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７】
モーメント補正のための前記平衡機構が、前記ロッド機構に組み付けた少なくとも一つのカウンター回転ボディからなることを特徴とする、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
モーメント補正のための前記平衡機構が、前記ロッド機構から分離して変位可能で補正ドライブによって作動される少なくとも一つのボディからなることを特徴とする、請求項６または７に記載のデバイス。
【請求項９】
モーメント補正のための前記平衡機構が、力補正のための前記平衡機構に組み付けられていることを特徴とする、請求項６から８のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１０】
前述の請求項のいずれかに記載のデバイスを使用して、物体を操作する、特に電子部品を操作するための方法であって、
Ａ）ロッド機構のマスター・ロッドに係合する二つのアクチュエータを、独立させて制御する処理ステップ、そして
Ｂ）少なくとも一つの平衡機構によって、前記ロッド機構の変位の結果として発生する反力を、少なくとも部分的に補正する処理ステップからなる、方法。
【請求項１１】
前記平衡機構の作用が、ロッド・アセンブリへ機械的に結合していることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記平衡機構が、分離した補正ユニットによって形成され、この補正ユニットの作用が電気的に制御されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記平衡機構（補正ユニット）の作用が、前記ロッド・アセンブリへ部分的に機械的に結合され、そして部分的に電気的に制御されることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれかに記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体を操作するための、特に電子部品を操作するためのデバイスに関する。本発明は、また、そのようなデバイスを使用して、物体を操作する、特に電子部品を操作するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体を操作するために、特に電子部品を把持し、変位させ、そして下ろす等の操作のために、様々なタイプのマニピュレータが使用されている。それらの例としては、直角ガイドに沿って移動可能なキャリッジやロボットアームがある。そのようなマニピュレータは、高い位置精度で機能することができるが、作動可能な加速が制限されるという欠点を持つ。非常に高い精度で機能する必要がある場合は、さらに、マニピュレータとそれに組み付けた機械部品の加速に関連する反力および反作用モーメントから生じる、フレームの不要な動きを防止するために、強力なフレームを備えなければならない。電子部品の製造および／あるいは加工産業においては、製造速度が増加しているため、既存のマニピュレータは、ますます、そのような工程のさらなる最適化に対する限界となってきている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の目的は、先行技術における欠点を持たない、あるいは少なくともそれらの欠点がより少ない、高速で操作可能な、物体を操作するための、特に電子部品を操作するためのデバイスおよび方法を提供することである。
【０００４】
この目的のために、本発明は、物体を操作するための、特に電子部品を操作するための、次のものからなるデバイスを提供する。少なくとも二本のマスター・ロッドを備えるロッド機構。これらマスター・ロッドの各々にはスレーブ・ロッドが枢軸的に係合し、これらスレーブ・ロッドが、マスター・ロッドから離れた位置で相互に結合する。マスター・ロッドの各々に係合する二つの回転アクチュエータ。これらアクチュエータは、相互から独立して作動可能である。そしてロッド機構の運動中に動的な力を補正するための平衡機構。この場合、回転アクチュエータの回転軸は、並列に、好ましくは同軸で配置する。ロッド機構は、ロッド・アセンブリとも呼ぶ。スレーブ・ロッドによって定義する位置は、機構のマスター・ロッドの各々の、少なくとも単一の自由度を操作することによって、完全に制御できる。（駆動機構とも呼ぶ）アクチュエータは、運動の単一の自由度を備える必要があるのみで、さらに固定界に結合できることから、単純な様式で具現化できる。したがって、デバイスの動的質量をかなり制限して保持でき、アクチュエータは、動的質量の一部を形成する必要がない。動的質量が小さいことは、フレーム内に振動を発生させる力を減少させる。特に半導体等の電子部品の変位では、変位させる製品の質量も非常に小さいため、ロッド機構の慣性へ平衡機構を適合させることが可能である。したがって、マニピュレータの荷重支持容量が非常に小さい、まさにそのような応用において、（非常に）高い加速度での作動が可能になる。この目的のために非常に高価な手段を必要とせずに、これを可能にするのが、まさに、本発明によるマニピュレータである。力補正のための平衡機構の存在も、ドライブ手段によって（ドライブ手段が一部を形成する固定界）周辺に加えられることから生じる実質的反力を防止する。その結果、マニピュレータのフレーム、そして固定界へのフレームの固定は、振動を発生させることなく、比較的容易に具現化できる。
【０００５】
動的な力の補正のための平衡機構は、ロッド機構に組み付けたカウンター・ボディ（釣合重り）からなるフォース・バランシングを備えることができる。そのような構造は、非常に単純で、複雑な制御を必要としない。なぜなら、マニピュレータの機械的なカプリング、そして関連するカウンター・ボディ（またはオプションとして単一のカウンター・ボディ）が、所望の補正平衡力の良好な発生を促すからである。もう一つの可能性は、力補正のために平衡機構が、ロッド機構から分離して変位可能な、補正ドライブによって作動される少なくとも一つのボディからなるということである。そのような平衡機構の制御は、通常、電子制御によって行われる。そのような電子制御平衡機構は、ロッド機構から離れた位置で配置でき、構造上、より大きな自由度を提供する。さらに、平衡機構が動的質量の一部を形成する必要はもはやなく、ロッド・アセンブリの構造を非常に軽いものにできる。注目すべきは、もちろん、電子制御平衡機構を、ロッド機構に組み付けたカウンター・ボディを備える力補正に組み合わせるという可能性もあるということである。最後に注目すべきことは、力の動的補正を、全方向（自由度３）で実行できるが、限定した数の方向にだけ、すなわち、３未満の自由度で実現するように力の補正を選択することも可能である。力のそのような限定補正を採用すれば、最も破壊的な反力は少なくとも部分的に補正できるが、もう一つの反力または他の複数の反力は補正されない。
【０００６】
実際には、スレーブ・ロッドが加工エレメントを携帯することになる。そのような加工エレメントは、例えば、機械的に、または圧縮空気作用で制御可能なグリッパ、カメラ、様々なタイプのツール、多様な加工エレメントと共作用するためのカプリング部品等を持つヘッドからなる。スレーブ・ロッドは、直接に相互に結合できる、または、カプリング部品等の、もう一つのエレメントを介して結合することもできる。
【０００７】
二本のマスター・ロッドに係合するアクチュエータは、例えば、二つの、独立して作動するサーボモータによって回転駆動運動を発生させることができる。したがって、アセンブリをコンパクトにするために、回転アクチュエータの回転軸を同軸に、すなわち、これら回転軸を相互に一直線上に配置することが可能である。条件（利用可能な全空間、エネルギー消費、必要な精度等）に応じて、ドライブの特殊型式を選択することが可能である。
【０００８】
加えて、デバイスが、また、ロッド・アセンブリの変位によって発生する反作用モーメント（トルク）の、モーメント補正（トルク補正）のための平衡機構からなるならば、これは追加の利点である。そのような追加の平衡機構を採用することにより、マニピュレータは、さらにより大きな範囲で動的に均衡を保つことができる。このことは、結果的に発生するはずの反力および反作用モーメントが、（少なくとも理論的には）完全に不在になる可能性さえも提供するため、（少なくとも理論的には）マニピュレータが、その周辺と全く接触しないことになる。したがって、力補正のための平衡機構の利点に関して上記に説明した利点は、また、結果として生じるモーメントを解消することに関しても適用する。動的なモーメント補正に関しても注目すべきことは、モーメント補正が、（自由度３で）全方向に実現できるが、限定した数の方向だけで、すなわち３未満の自由度でモーメント補正を実現するように選択することも可能である。そのような限定したモーメント補正を採用することで、最も破壊的なモーメントは少なくとも部分的に補正できる。しかし、もう一つのモーメント、または他の複数のモーメントは補正されない。
【０００９】
モーメント補正のための平衡機構は、ロッド機構に組み付けた少なくとも一つのカウンター回転ボディからなるように具現化できる。逆に、モーメント補正のための平衡機構が、ロッド機構から分離して変位可能な、そして補正ドライブによって作動される少なくとも一つのボディからなることも可能である。先に述べたように、この第二の変形例は電子制御を必要とするが、これは、ロッド機構から離れた位置に配置することもできる。もう一度述べるが、電気制御の利点は、ロッド・アセンブリを比較的軽い構造にできること、そして全慣性を制限できることである。
【００１０】
さらに、モーメント補正のための平衡機構を、力補正のための平衡機構に組み付けた場合には、（相乗効果的な）利点を達成できる。
【００１１】
本発明は、また、前述の請求項のいずれかによるデバイスを使用することによって、物体を操作するための、特に電子部品を操作するための、次の処理ステップからなる方法を提供する。Ａ）ロッド機構のマスター・ロッドに係合している二つのアクチュエータを独立させて制御すること。そしてＢ）少なくとも一つの平衡機構によって、ロッド機構の変位の結果として発生する反力（および／あるいは反作用モーメント）を少なくとも部分的に補正すること。そのような方法の利点については、本発明によるデバイスの平衡機構に関する上述の利点を参照すべきである。
【００１２】
この方法においては、平衡機構の作用をロッド・アセンブリへ機械的に結合することも可能である。平衡機構を、分離した補正ユニットによって形成する場合は、この補正ユニットの作動は電気的に制御する。電気制御は、ロッド機構に係合するアクチュエータを制御することで、および／あるいはこの目的のために配置したセンサに基づいて可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を、以下の図に示す非限定的な実施例に基づいて、さらに説明する。
【００１４】
図１Ａは、（矢印Ｒ１およびＲ２へ）サーボモータ４、５によって回転できる２本のマスター・ロッド２、３を持つロッド機構１を示す。サーボモータ４、５は、モータ・サポート６、７を介して、固定界に結合されている。各マスター・ロッド２、３には、それぞれスレーブ・ロッド８、９が係合している。マスター・ロッド２とスレーブ・ロッド８とは、ヒンジ１０を介して、自由に揺動可能な様式で相互に結合されている。同様に、マスター・ロッド３とスレーブ・ロッド９とは、ヒンジ１１を介して、自由に揺動可能な様式で相互に結合されている。スレーブ・ロッド８、９が支えるヘッド１２の位置は、サーボモータ４、５の制御駆動によって、完全に制御できる。
【００１５】
図１Ｂは、リニア・ドライブ２３、２４によって長さ方向（矢印Ｌ１およびＬ２）だけに変位可能な２本のマスター・ロッド２１、２２を持つロッド機構２０を示す。これらのリニア・ドライブ２３、２４は、サポート２５、２６を介して、固定界に結合されている。マスター・ロッド２１、２２は、ヒンジ２７、２８を介して、スレーブ・ロッド２９、３０に結合されている。スレーブ・ロッド２９、３０はヘッド３１を支え、それの位置は、リニア・ドライブ２３、２４の作動結果から決定される。
【００１６】
図１Ｃは、図１Ａに示すロッド機構１に非常に類似したロッド機構４０を示す。マスター・ロッド４１、４２は、２台の、別個のモータで駆動されるが、単に一台のモータ４３だけが図示されている。これは、モータが相互に整列して配置されているため、図中では上側モータ４３だけが見えるという事実によるものである。このロッド機構４０の詳細については、図１Ａに関する説明を参照すべきである。
【００１７】
図２は、本発明によるマニピュレーション・デバイス５０を概略的に示す。デバイス５０は、２本のマスター・ロッド５１、５２を備え、それらマスター・ロッド５１、５２は、力補正のための平衡機構を形成する重り５３、５４を備える。このマニピュレーション・デバイス５０のさらなる説明に関しては、図１Ａから１Ｃを参照すべきである。
【００１８】
図３は、マスター・ロッド６１、６２を持つ、本発明によるマニピュレーション・デバイス６０を概略的に示す。これらマスター・ロッドは、力補正のための平衡機構を形成する重り６３、６４を備える。しかしながら、マニピュレーション・デバイス６０は、モーメント補正のための平衡機構をも備える。モーメント補正のためのこの平衡機構は、二つの回転可能な重り６５、６６から形成されている。これらの重りは、マスター・ロッド６１、６２に結合すると共に静止位置にあるリング６９の内側に係合する二つの作動ホイール６７、６８の存在により、ロッド機構６０が回転するときに反対方向へ回転する。したがって、ロッド機構を完全に動的な様式で補正することが可能で、機構６０の運動の結果として、固定界上のサポート７０から合力が作用することは全く（または実質的に全く）ない。
【００１９】
最後に、図４は、図１Ｃに示すロッド・アセンブリに対応するロッド・アセンブリ８０を示す。しかしながら、このドライブ８１は、信号線８２、８３を介して中央制御ユニット８４へ結合されている。中央制御ユニット８４は、所望の補正力およびモーメントを計算し、それから、出力信号線８５によって別個の補正ユニット８６を制御する。この補正ユニット８６は、ロッド・アセンブリ８０が結合されているのと同じ固定界８７へ結合されている。したがって、ロッド・アセンブリ８０および補正ユニット８６が及ぼす力の合力をゼロ（または非常に小さなもの）に達成できる。補正ユニット８６には、（３方向へ移動可能で３方向へ回転可能な、すなわち自由度６の質量を持つ）完全な補正手段を設けることができる。しかし、限られた自由度のみを持つ、すなわち自由度が６未満である補正手段を具現化するように選択することもできる。そのような限定された補正手段を使用することによって、破壊的な反力および／あるいは反作用モーメントのほとんどを補正できるが、より破壊的でない反力および／あるいは反作用モーメントは補正されない。６未満の自由度を持つ補正手段は、自由度が６の、完全な補正手段よりも単純で、より安価であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明によるデバイスの構成要素であるロッド・アセンブリの略図である。
【図１Ｂ】本発明によるデバイスの構成要素であるロッド・アセンブリの、代替変形実施例の略図である。
【図１Ｃ】本発明によるデバイスの構成要素であるロッド・アセンブリの、第二の変形実施例の略図である。
【図２】力補正のために平衡機構を備える、本発明によるマニピュレーション・デバイスの略図である。
【図３】力補正のための平衡機構とモーメント補正のための平衡機構とを備える、本発明によるマニピュレーション・デバイスの、代替変形実施例の略図である。
【図４】電子制御平衡機構を備える、本発明によるマニピュレーション・デバイスの、第二の代替変形実施例の略図である。
【国際調査報告】
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