(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
重力方向と交差する第１の方向に回転軸を有する第１の関節と、
前記基台と前記第１の関節を連結する第１の連結部と、
前記第１の方向と交差する第２の方向に回転軸を有する第２の関節と、
前記第１の関節と前記第２の関節を連結する第２の連結部と、
前記第２の方向と交差する第３の方向に沿って前記第２の関節に連結された第１のアー
ムと、
前記第３の方向に沿って、かつ前記第１のアームの前記第２の関節と連結された側とは
反対側の前記第２の関節に連結された第２のアームと、
前記第１のアームの前記第２の関節と連結された側とは反対側の前記第１のアームに連
結された重心可変部と、
前記第２のアームの前記第２の関節と連結された側とは反対側の前記第２のアームに連
結された保持部と、
前記重心可変部は第１の重りと第２の重りを有し、前記保持部が物体を保持した状態にお
いて、前記重心可変部の前記第１の重りを前記第１の関節の回転軸と交差する方向に移動
させる第１の動作、および前記重心可変部の前記第２の重りを前記第２の関節の回転軸と
交差する方向に移動させる第２の動作のうち少なくとも１つの動作を行うように前記重心
可変部を制御する制御部と、
を備えるマニピュレータ。
【請求項２】
一端が前記重心可変部に接続された第１のワイヤと、
前記第１のワイヤの他端に接続されたモータと、
前記第１のワイヤに設けられ前記第１のワイヤにかかる第１の張力を検知する第１のセン
サと、
前記保持部に設けられ前記保持部が物体を保持したかどうかを検知する第２のセンサと、
前記保持部に設けられ前記保持部が物体を保持した際の前記保持部の重心の位置と前記物
体の質量を検知する第３のセンサと、
をさらに備える請求項１に記載のマニピュレータ。
【請求項３】
一端が前記重心可変部に接続された第１のワイヤと、
前記第１のワイヤの他端に接続されたばねと、
前記第１のワイヤに接続されギヤを変えることで前記第１のワイヤを引く速度を変える変
速機と、
をさらに備える請求項１に記載のマニピュレータ。
【請求項４】
一端が前記重心可変部に接続された第１のワイヤと、
前記第１のワイヤの他端に接続された第３の重りと、
前記第１のワイヤに接続されギヤを変えることで前記第１のワイヤを引く速度を変える変
速機と、
をさらに備える請求項１に記載のマニピュレータ。
【請求項５】
前記制御部は前記第２のセンサと前記第３のセンサで検知した情報に基づいて、前記保持
部が保持した物体を持ち上げる際にかかる前記第１のワイヤの第２の張力を算出し、前記
第２の張力と前記第１の張力を比較し、比較結果に基づいて、前記モータを動作させる請
求項３に記載のマニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マニピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
マニピュレータは、物流や生産現場で、荷物や生産部品を保持して、別の場所へ移動させ
る作業を行うロボットのアームに用いられる。
【０００３】
マニピュレータには、マニピュレータ自身の重さ（自重）を、機械的な構成により打ち消
すことができる自重補償機構が用いられる。この自重補償機構を備えることにより、マニ
ピュレータが静止状態を維持するための動力は低減される。
【０００４】
従来のマニピュレータの設計においては、マニピュレータの自重分を打ち消すために、マ
ニピュレータの関節を駆動するトルクモータを関節の外側に備える方法や、重りを用いて
マニピュレータの関節の回転軸まわりでモーメントの釣り合いを取る方法がとられていた
。これにより、トルクモータで消費するエネルギーを軽減できる。また大型のトルクモー
タを備える必要がなくなるため、コンパクトなマニピュレータとすることができる。しか
しながら、マニピュレータの保持部が保持する物体の質量を考慮した自重補償はなかった
。保持する物体の質量を考慮した自重補償機構を備えながら、コンパクトなマニピュレー
タが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９１８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、保持部が保持する物体の質量を考慮した自重補償機構
を備えながら、コンパクトなマニピュレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態のマニピュレータは、基台と、重力方向と交差する第１の方向に回転軸を有す
る第１の関節と、前記基台と前記第１の関節を連結する第１の連結部と、前記第１の方向
と交差する第２の方向に回転軸を有する第２の関節と、前記第１の関節と前記第２の関節
を連結する第２の連結部と、前記第２の方向と交差する第３の方向に沿って前記第２の関
節に連結された第１のアームと、前記第３の方向に沿って、かつ前記第１のアームの前記
第２の関節と連結された側とは反対側の前記第２の関節に連結された第２のアームと、前
記第１のアームの前記第２の関節と連結された側とは反対側の前記第１のアームに連結さ
れた重心可変部と、前記第２のアームの前記第２の関節と連結された側とは反対側の前記
第２のアームに連結された保持部と、前記重心可変部は第１の重りと第２の重りを有し、
前記保持部が物体を保持した状態において、前記重心可変部の前記第１の重りを前記第１
の関節の回転軸と交差する方向に移動させる第１の動作、および前記重心可変部の前記第
２の重りを前記第２の関節の回転軸と交差する方向に移動させる第２の動作のうち少なく
とも１つの動作を行うように前記重心可変部を制御する制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】マニピュレータの構成図。
【図２】カウンタウエイト部の内部構造の模式図。
【図３Ａ】第１回転軸から見たモデル図。
【図３Ｂ】第２回転軸から見たモデル図。
【図４Ａ】第１回転軸から見たモデル図。
【図４Ｂ】第２回転軸から見たモデル図。
【図５】第３関節を備えたマニピュレータ。
【図６】第３関節、第４関節、および第５関節を備えたマニピュレータ。
【図７】第３関節、第４関節、および第５関節の拡大図。
【図８】第３関節、第４関節、および第５関節の拡大図。
【図９】第６関節および第７関節を備えたマニピュレータ。
【図１０Ａ】第１回転軸から見たモデル図。
【図１０Ｂ】第２回転軸から見たモデル図。
【図１１Ａ】第１回転軸から見たモデル図。
【図１１Ｂ】第２回転軸から見たモデル図。
【図１２】重力補償モータを備えたマニピュレータ。
【図１３】定荷重ばねおよび変速機を備えたマニピュレータ。
【図１４】カウンタウエイトおよび変速機を備えたマニピュレータ。
【図１５】マニピュレータの処理部および制御部を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。同じ符号が付されているものは同様
のものを示す。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関
係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同
じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合も
ある。
【００１０】
（第一実施形態）
図１にマニピュレータを示す。
【００１１】
図１のマニピュレータは、基台１、接続部（第１の連結部）２、第１回転軸４をもつ第１
関節３、第１リンク部（第２の連結部）５、第２回転軸７をもつ第２関節６、第１アーム
部材（第１のアーム）８Ａ、第２アーム部材（第２のアーム）８Ｂ、物体を保持できる保
持部９、およびマニピュレータの自重とのつり合いを取るためのカウンタウエイト部（重
心可変部）１０を備える。
【００１２】
図１にｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸を示す。ｚ軸のマイナス方向を重力方向とする。
【００１３】
基台１に接続部２が接続されている。
【００１４】
第１関節３は、固定部３ａと回転部３ｂで構成される。固定部３ａは、接続部２に接続さ
れている。第１関節３の第１回転軸４の方向は、重力方向と交差する方向（第１の方向）
である。第１関節３の中にはモータが備わっているため、第１関節３の回転部３ｂは、第
１回転軸４まわりに回転することができる。
【００１５】
第２関節６は、固定部６ａと回転部６ｂで構成される。
【００１６】
第１リンク部５の一端は、第１関節３の回転部３ｂと接続している。第１リンク部５の他
端は、第２関節６を接続している。第２関節６の第２回転軸７の方向は、第１の方向と交
差する方向（第２の方向）である。第２関節６の中にはモータが備わっているため、第２
関節６の回転部６ｂは、第２回転軸７まわりに回転することができる。
【００１７】
なお、第１関節３および第２関節６は、アクチュエータにより駆動することも可能である
。
【００１８】
第１アーム部材８Ａは、第２の方向と交差する第３の方向に沿って、第２関節６の回転部
６ｂに連結されている。
【００１９】
第２アーム部材８Ｂは、第３の方向に沿って、第１アーム部材８Ａが連結された側とは反
対側の第２関節６の回転部６ｂに連結されている。
ここでアームとは関節と関節、または関節と他の部材を接続するものである。
【００２０】
カウンタウエイト部１０は、第１アーム部材８Ａの第２の関節と連結された側とは反対側
の第１アーム部材８Ａに連結されている。カウンタウエイト部１０は重力方向と交わる方
向に位置する。
【００２１】
保持部９は、第２アーム部材８Ｂの第２の関節６と連結された側とは反対側の第２アーム
部材８Ｂに接続されている。保持部９とカウンタウエイト部１０は、第２回転軸７まわり
に回転する。
ただし、カウンタウエイト部１０は基台１に接していない。
【００２２】
図２にカウンタウエイト部１０の内部構造の模式図を示す。
カウンタウエイト部１０の内部には、重り可動装置１２０ａおよび重り可動装置１２０ｂ
が備わる。重り可動装置１２０ａは、モータ１２２ａ、ねじ１２３ａ、第１の重り１２５
ａ、およびガイド１２６ａで構成されている。重り可動装置１２０ｂは、モータ１２２ａ
、ねじ１２３ａ、および第２の重り１２５ｂで構成されている。重り可動装置１２０ａは
、第１関節３の第１回転軸４と交差する方向に配置されている。
【００２３】
重り可動装置１２０ｂは第２関節６の第２回転軸７と交差する方向に配置されている。重
り可動装置１２０ａおよび重り可動装置１２０ｂは、それぞれカウンタウエイト部１０の
内側の面に固定されている。
【００２４】
重り可動装置１２０ａにおいて、ねじ１２３ａはモータ１２２ａに接続されている。モー
タ１２２ａを回転させることにより、ねじ１２３ａを回転させることができる。第１の重
り１２５ａは、ねじ１２３ａに設けられている。支持部材１２６ａは、ねじ１２３ａに沿
って配置されており、カウンタウエイト部１０の内側の面に固定されている。支持部材１
２６ａは第１の重り１２５ａを貫通しているため、第１の重り１２５ａはねじ１２３まわ
りで回転しない。
【００２５】
モータ１２２ａが回転するとねじ１２３ａが回転するため、第１の重り１２５ａはねじ１
２３ａ上および支持部材１２６ａ上を移動することができる。第１回転軸４と交わる方向
に配置されている重り可動装置１２０ａは、第１回転軸４と交わる方向に沿って第１の重
り１２５ａを移動させることができる。
【００２６】
重り可動装置１２０ｂは、重り可動装置１２０ａと同様の構成である。第２回転軸７と交
わる方向に配置されている重り可動装置１２０ｂは、第２回転軸７と交わる方向に沿って
第２の重り１２５ｂを移動させることができる。
【００２７】
カウンタウエイト部１０の内部で、第１の重り１２５ａおよび第２の重り１２５ｂの位置
を変えることによって、カウンタウエイト部１０の重心の位置を変えることができる。
【００２８】
第１の重り１２５ａおよび第２の重り１２５ｂの位置を変えてカウンタウエイト部１０の
重心の位置を変えた後に、第１関節３のモータと第２関節６のモータを駆動させて保持部
９が物体を保持する。
【００２９】
重り可動装置１２０ａの第１の重り１２５ａが第２の方向に沿って移動することができれ
ば、カウンタウエイト部１０内での重り可動装置１２０ａが固定される位置はどこでもよ
い。重り可動装置１２０ｂの第１の重り１２５ｂが第３の方向に沿って移動することがで
きれば、カウンタウエイト部１０内での重り可動装置１２０ｂが固定される位置はどこで
もよい。
【００３０】
図３Ａに第１関節３の第１回転軸４の方向から見たマニピュレータのモデル図、および図
３Ｂに第２関節６の第２回転軸７の方向から見たマニピュレータのモデル図を示す。
【００３１】
マニピュレータの保持部９が、物体を保持していないときを考える。
【００３２】
図３Ａにおいて、横軸にｙ軸、縦軸にｚ軸として、第１関節３の第１回転軸４を中心とす
る。
【００３３】
第２アーム部材８Ｂと保持部９の重心を示す点をＭ１（重量Ｍ１）とする。
【００３４】
第１アーム部材８Ａ、第２関節６の回転部６ｂ、およびカウンタウエイト部１０の重心を
示す点をＭ２（重量Ｍ２）とする。
【００３５】
第１回転軸４と第２回転軸５の間の長さをｌ’２、第１アーム部材８Ａと点Ｍ２の間の長
さをｌ’ｍ２とする。
【００３６】
ｙｚ平面に投影された、第２回転軸７と点Ｍ１の間の長さをｌｍ１（ｙｚ）、ｙｚ平面に
投影された、ｌ’ｍ２とアーム部材８Ａの交点と、第２回転軸７の間の長さをｌｍ２（ｙ
ｚ）とする。
【００３７】
ｚ軸と第２アーム部材８Ｂの間の角度をθ１とする。
【００３８】
図３Ｂにおいて、横軸にｘ軸、縦軸にｚ軸として、第２関節６の第２回転軸７を中心とす
る。
【００３９】
第２回転軸７と点Ｍ１の間の長さをｌｍ１、第２回転軸７と点Ｍ２の間の長さをｌｍ２と
する。
【００４０】
ｚ軸と第２アーム部材８Ｂの間の角度をθ２とする。
【００４１】
図３Ａにおいて、ｌｍ１（ｙｚ）およびｌｍ２（ｙｚ）は、（１）式および（２）式で表
される。
【数１】
0006507094.tif 000002
【数２】
0006507094.tif 000003
【００４２】
点Ｍ１および点Ｍ２による第１回転軸４まわりのモーメントをそれぞれτｍ１およびτｍ
２とする。τｍ１およびτｍ２は（３）式および（４）式で表される。
【数３】
0006507094.tif 000004
【数４】
0006507094.tif 000005
【００４３】
第１回転軸４まわりのモーメントの釣り合いが取れているとき（５）式が成り立つ。
【数５】
0006507094.tif 000006
【００４４】
（５）式に上述した（１）〜（４）式を代入して計算すると（６）式が成り立つ。
【数６】
0006507094.tif 000007
【００４５】
角度θ１および角度θ２によらず（６）式が成り立つためには、（７）式および（８）式
が成り立つとよい。
【数７】
0006507094.tif 000008
【数８】
0006507094.tif 000009
【００４６】
図３Ｂにおいて、第２回転軸７まわりにおいて点Ｍ１のモーメントτｍ１と点Ｍ２のモー
メントτｍ２は（９）式および（１０）式で表される。
【数９】
0006507094.tif 000010
【数１０】
0006507094.tif 000011
【００４７】
第２回転軸７まわりのモーメントの釣り合いが取れているとき（１１）式が成り立つ。
【数１１】
0006507094.tif 000012
【００４８】
（１１）式に上述した（９）式および（１０）式を代入して計算すると（１２）式が成り
立つ。
【数１２】
0006507094.tif 000013
【００４９】
（７）式と（１２）式は同じである。マニピュレータを構成する部材の各寸法や各重量が
（１３）式および（１４）式を満たすように設計されることで、角度θ１および角度θ２
によらず、第１回転軸４まわりのモーメントが釣り合い、さらに第２回転軸７まわりのモ
ーメントが釣り合う。これにより、第１関節３および第２関節６を駆動する力が抑えられ
る。したがって、第１関節３および第２関節６を駆動するのに必要なアクチュエータのモ
ータが小さくなり、アクチュエータ自体も小型化できる。なお、（１３）式および（１４
）式は概略満たされればよい。
【数１３】
0006507094.tif 000014
【数１４】
0006507094.tif 000015
【００５０】
図４Ａに第１関節３の第１回転軸４の方向から見たマニピュレータのモデル図、および
図４Ｂに第２関節６の第２回転軸７の方向から見たマニピュレータのモデル図を示す。
【００５１】
保持部９が物体を保持したときを考える。
図４Ａは、図３Ａと同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。図４Ｂは、図３Ｂと
同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図４Ａにおいて、保持部９が物体を保持したとき、第２アーム部材８Ｂ、保持部９、およ
び保持した物体の重心を示す点をＭ’１（重量Ｍ’１）とする。ｙｚ平面に投影された、
第２回転軸７と点Ｍ’１の間の長さをｌ’ｍ１（ｙｚ）とする。ｚ軸と第２アーム部材８
Ｂの間の角度をθ３とする。
【００５３】
保持部９が物体を保持したとき、カウンタウエイト１０内にある重り可動装置１２０ａ
および重り可動装置１２０ｂが駆動する。
【００５４】
点Ｍ２と第１アーム部材８Ａの間の長さが長くなるように、重り可動装置１２０ａの第１
の重り１２５ａを第２の方向に移動させる。
【００５５】
このとき図４Ａの第１アーム部材８Ａと点Ｍ２の間の長さはＬ’ｍ２となり、第１回転軸
４まわりでモーメントのつり合いが取れるようになる。
【００５６】
図４Ｂにおいて、第２回転軸７と点Ｍ’１の間の長さをＬｍ１とする。ｚ軸と第２アーム
部材８Ｂの間の角度をθ４とする。
【００５７】
点Ｍ２と第２回転軸７の間の長さが長くなるように、重り可動装置１２０ｂの第２の重り
１２５ｂを第３の方向に移動させる。このとき図４Ｂの第２回転軸７と点Ｍ２の間の長さ
はＬｍ２となり、第２回転軸７まわりでモーメントのつり合いが取れるようになる。
【００５８】
図４Ａおよび図４Ｂにおいて、点Ｍ’１にかかるモーメントをτ’ｍ１、点Ｍ２にかかる
モーメントをτ’ｍ２とする。
【００５９】
保持部９が物体を保持したとき、カウンタウエイト１０内にある重り可動装置１２０ａ
および重り可動装置１２０ｂが駆動することで、（１３）’式および（１４）’式が成り
立つ。保持部９が物体を保持していない時と同様に、第１関節３および第２関節６を駆動
する力が抑えられる。なお、（１３）’式および（１４）’式は概略満たされればよい。
【数１５】
0006507094.tif 000016
【数１６】
0006507094.tif 000017
【００６０】
（第二実施形態）
図５に第３関節２０および第３関節アクチュエータ２２を備えたマニピュレータを示す。
【００６１】
第２アーム部材８Ｂおよび保持部９の間には第３関節２０が接続されている。第３関節２
０は、第３回転軸２１まわりに回転可能である。第３関節２０を駆動する第３関節アクチ
ュエータ２２は、第１アーム部材８Ａに接続されている。第３関節アクチュエータ２２は
、ワイヤ２３を介して第３関節２０を駆動する。第３関節２０を配置することにより、保
持部９の位置を変えることができる。第３関節アクチュエータ２２は、カウンタウエイト
部１０とともに、重りとなる。ただし第３関節アクチュエータ２２はロボットの胴体１に
接していない。
【００６２】
図５のマニピュレータにおいて、保持部９が物体を保持していないときを考える。
【００６３】
図３Ａおよび図３Ｂにおいて、第２アーム部材８Ｂ、第３関節２０、および保持部９の重
心を示す点をＭ１（重量Ｍ１）とする。第１アーム部材８Ａ、第２回転軸６の回転部６ｂ
、カウンタウエイト部１０、および第３関節アクチュエータ２２の重心を示す点の重量を
Ｍ２とする。
【００６４】
図５のマニピュレータを構成するものの各寸法や各重量が上述した（１３）式および（１
４）式を満たすように設計されることで、角度θ１および角度θ２によらず、第１回転軸
４まわりのモーメントと、第２回転軸７まわりのモーメントが釣り合う。これにより、第
１関節３および第２関節６を駆動する力が抑えられる。したがって、第１関節３および第
２関節６を駆動するのに必要なアクチュエータのモータが小さくなり、アクチュエータ自
体も小型化できる。なお、（１３）式および（１４）式は概略満たされればよい。
【００６５】
図５のマニピュレータにおいて、保持部９が物体を保持したときを考える。
【００６６】
図４Ａおよび図４Ｂにおいて、第２アーム部材８Ｂ、保持部９、第３関節２０、および保
持した物体の重心を示す点をＭ’１（重量Ｍ’１）とする。
【００６７】
図１に示したマニピュレータと同様に、カウンタウエイト１０内にある重り可動装置１２
０ａおよび重り可動装置１２０ｂが駆動することで、上述した（１３）’式および（１４
）’式が成り立つ。保持部９が物体を保持している場合でも、第１関節３および第２関節
６を駆動する力が抑えられる。なお、（１３）’式および（１４）’式は概略満たされれ
ばよい。
【００６８】
（第二実施形態の変形例）
図６に第２アーム部材８Ｂと保持部９の間に３つの関節を備えたマニピュレータを示す。
【００６９】
第２アーム部材８Ｂと保持部９の間には、第２アーム部材８Ｂ側から保持部９側に向かっ
て順番に、第３回転軸２１まわりに回転する第３関節２０、第４回転軸３１まわりに回転
する第４関節３２、および第５回転軸３５まわりに回転する第５関節３６が接続されてい
る。
【００７０】
第４関節３２の第４回転軸３１の方向は、第３関節２０の第３回転軸２１と交わる方向で
ある。第５関節３６の第５回転軸３５の方向は、第３関節２０の第３回転軸２１の方向と
第４関節３２の第４回転軸３１の方向と交わる方向である。
【００７１】
第３関節アクチュエータ２２、第４関節アクチュエータ３８、および第５関節アクチュエ
ータ４０は、それぞれ第１アーム部材８Ａ上で第２関節６とカウンタウエイト部１０の間
にある。第２関節部６側からカウンタウエイト部１０側に向かって順番に、第３関節アク
チュエータ２２、第４関節アクチュエータ３８、および第５関節アクチュエータ４０とそ
れぞれ配置される。
【００７２】
第４関節アクチュエータ３８はワイヤを介して第４関節３２を駆動するが、図６ではワイ
ヤを省略する。第５関節アクチュエータ４０は、ワイヤを介して、第５関節３６を駆動す
るが、図６ではワイヤを省略する。第３関節アクチュエータ２２、第４関節アクチュエー
タ３８、および第５関節アクチュエータ４０のそれぞれは、カウンタウエイト部１０とと
もに、重りとなる。ただし第４関節アクチュエータ３８はロボットの胴体１に接していな
い。ただし第５関節アクチュエータ４０はロボットの胴体１に接していない。
【００７３】
図６のマニピュレータにおいて、保持部９が物体を保持していないときを考える。
【００７４】
図３Ａおよび図３Ｂにおいて、第２アーム部材８Ｂ、第３関節２０、第４関節３２、第５
関節３６、および保持部９の重心を示す点をＭ１（重量Ｍ１）とする。第１アーム部材８
Ａ、第２関節６の回転部６ｂ、カウンタウエイト部１０、第３関節アクチュエータ２２、
第４関節アクチュエータ３８、および第３関節アクチュエータ４０の重心を示す点をＭ２
（重量Ｍ２）とする。
【００７５】
図６のマニピュレータを構成するものの各寸法や各重量が上述した（１３）式および（１
４）式を満たすように設計されることで、角度θ１および角度θ２によらず、第１回転軸
４まわりでモーメントと、第２回転軸７まわりでモーメントが釣り合う。これにより、第
１関節３および第２関節６を駆動する力が抑えられる。したがって、第１関節３および第
２関節６を駆動するのに必要なアクチュエータのモータが小さくなり、アクチュエータ自
体も小型化できる。なお、（１３）式および（１４）式は概略満たされればよい。
【００７６】
図６のマニピュレータにおいて、保持部９が物体を保持したときを考える。
【００７７】
保持部９が物体を保持したとき、第２アーム部材８Ｂ、保持部９、第３関節２０、第４関
節３２、第５関節３６、および保持した物体の重心を示す点をＭ’１（重量Ｍ’１）とす
る。
【００７８】
図１に示したマニピュレータと同様に、カウンタウエイト１０内にある重り可動装置１２
０ａおよび重り可動装置１２０ｂが駆動することで、上述した（１３）’式および（１４
）’式が成り立つ。保持部９が物体を保持していない時と同様に、第１関節３および第２
関節６を駆動する力が抑えられる。なお、（１３）’式および（１４）’式は概略満たさ
れればよい。
【００７９】
図７の左図は第３関節２０、第４関節３２、および第５関節３６のそれぞれの構造を第３
回転軸２１方向から見た図、図７の右図は第３関節２０、第４関節３２、および第５関節
３６のそれぞれの構造を第４回転軸３１方向から見た図である。
【００８０】
第３関節２０は、中継プーリ５０、中継プーリ５３、第３関節２０の中心にある第１軸部
材４１、および第１軸部材４１に固定接続された第１軸プーリ４７で構成されている。
【００８１】
第４関節３２は、プーリ５１、プーリ５２、および第４関節３２の中心にある第２軸部材
４３で構成される。第５関節３６は、第５関節３６の中心にある第３軸部材４５で構成さ
れる。
【００８２】
図７の左図において、第２アーム部材８Ｂには、第２アーム部材８Ｂ側から順番に、第３
関節２０の中心にある第１軸部材４１、第１リンク部材４２、第４関節３２の中心にある
第２軸部材４３、第２リンク部材４４、および第５関節３６の中心にある第３軸部材４５
が接続されている。
【００８３】
第１軸部材４１は、第３回転軸２１まわりに回転可能に接続されている。第２軸部材４３
は、第４回転軸３１まわりに回転可能に接続されている。第３軸部材４５は、第５回転軸
３５まわりに回転可能に接続されている。
【００８４】
図７の右図において、ワイヤ２３は、一端を第１軸部材４１に固定接続された第１軸プー
リ４７に接続され、他端を図３に示した第３関節アクチュエータ２２に接続されている。
第３関節アクチュエータ２２は、ワイヤ２３を介して、第３関節２０を駆動する。
【００８５】
図７の左図において、ワイヤ４８は、一端をプーリ５１に接続され、第１軸部材４１に接
続された中継プーリ５０を介して、他端を図６に示した第４関節アクチュエータ３８に接
続されている。
【００８６】
図７の右図において、ワイヤ４９は、一端をプーリ５２に接続され、第１軸部材４１に接
続された中継プーリ５０を介して、もう一端を図６に示した第５関節アクチュエータ４０
に接続されている。
【００８７】
図７の左図において、プーリ５１およびプーリ５２は、それぞれ傘歯車で第３軸部材４５
に動力を伝達する。ワイヤ４８、およびワイヤ４９を動かすことにより、第４関節３２、
および第５関節３６を駆動することができる。プーリ５１、およびプーリ５２を互いに逆
方向に回転させると、第３軸部材４５は、時計回りまたは反時計回りに回転する。
【００８８】
図８の左図のように、プーリ５１およびプーリ５２を互いに同じ方向に回転させると、図
８の右図のように、手首第３軸部材４５の全体を動かすことができる。
【００８９】
マニピュレータに、第３関節２０、第４関節３２、および第５関節３６を備えることで、
保持部９は任意の姿勢で様々な保持作業を行うことができる。
【００９０】
（第三実施形態）
図９は、図５のマニピュレータに第４関節６７、第５関節７６、第６関節６３および第７
関節７０を備えたマニピュレータである。図５と同じ部分には同じ符号を付して説明を省
略する。
【００９１】
第１リンク部５に第４回転軸７７まわりに回転可能な第４関節６７が接続されている。第
４関節６７の第４回転軸７７は、第２関節６の第２回転軸７と平行である。
【００９２】
第４関節６７をはさんで第４関節６７には、第３アーム部材８Ｃおよび第４アーム部材８
Ｄが接続されている。
【００９３】
第３アーム部材８Ｃには、カウンタウエイト部１０が接続されている。
【００９４】
第４アーム部材８Ｄには、第５回転軸７８まわりに回転可能な第５関節７６が接続されて
いる。第５関節７６の第５回転軸７８は、第２関節６の第２回転軸７と平行または交わる
方向である。
【００９５】
第５関節７６には、第５アーム部材８Ｅが接続されている。第５アーム部材８Ｅには、第
７回転軸７９まわりに回転可能な第７関節７０が接続されている。第７関節７０の第７回
転軸７９は、第２関節６の第２回転軸７と平行または交わる方向である。
【００９６】
第２アーム部材８Ｂには、第６回転軸７２まわりに回転可能な第６関節６３が接続されて
いる。第６関節６３の第６回転軸７２は、第２関節６の第２回転軸７と平行または交わる
方向である。
【００９７】
第６関節６３には、第６アーム部材８Ｆが接続されている。第６アーム部材８Ｆには、第
７回転軸７９まわりに回転可能な第７関節７０が接続されている。第７関節７０の第７回
転軸７９は、第２関節６の第２回転軸７と平行または交わる方向である。
【００９８】
第７関節７０には、第７アーム部材８Ｇが接続されている。第７アーム部材８Ｇには、第
３関節２０および保持部９が順に接続されている。
【００９９】
ワイヤ２３の一端は、第３関節アクチュエータ２２に接続されている。ワイヤ２３の他端
は、第６関節回転軸７２まわりに回転可能なプーリ７３を介して、第３関節２０に接続さ
れている。ただし、第３アーム部材８Ｃに接続されたカウンタウエイト部１０は、ロボッ
トの胴体１に接していない。
【０１００】
第６関節６７を駆動させると、リンク機構により、第７関節６３を駆動させることができ
る。保持部９の可動範囲が広がり様々な作業を行うことができる。
【０１０１】
図１０Ａに第１関節３の第１回転軸４の方向から見たマニピュレータのモデル図、および
図１０Ｂに第２関節６の第２回転軸７の方向から見たマニピュレータのモデル図を示す。
図３Ａおよび図３Ｂと同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
図９のマニピュレータの保持部９が物体を保持していないときを考える。
【０１０３】
図１０Ａにおいて、第４アーム部材８Ｇ、第３関節２０、第６関節６３、第６アーム部材
８Ｆ、第７関節７０、および保持部９の重心を示す点をＭ１（重量Ｍ１）とする。第１ア
ーム部材８Ａ、第２アーム部材８Ｂ、第２関節６の回転部６ｂ、カウンタウエイト部１０
、および第３関節アクチュエータ２２の重心を示す点をＭ２（重量Ｍ２）とする。第３ア
ーム部材８Ｃ、第４アーム部材８Ｄ、第４関節６７、第５関節７６、およびカウンタウエ
イト部１０の重心を示す点をＭ３（重量Ｍ３）とする。第５アーム部材８Ｅおよびプーリ
７３は、他の部材に比べて非常に軽量であるため０とみなす。
【０１０４】
点Ｍ３から第３アーム部材８Ｃまでの長さをｌ’ｍ３とする。ｙｚ平面に投影された、ｌ
’ｍ３とアーム部材８Ａの交点と、第２回転軸７の間の長さをｌｍ３（ｙｚ）とする。
【０１０５】
ｚ軸と第２アーム部材８Ｂの間の角度をθ１とする。
【０１０６】
図１０Ｂにおいて、第２回転軸７と第６回転軸７２の間の長さをｌｍ４とする。第２回転
軸７と点Ｍ３の間の長さをｌｍ３とする。第２回転軸７と第５回転軸７８の間の長さをｌ
３とする。第２回転軸７と点Ｍ２の間の長さをｌｍ２とする。第７回転軸７２から点Ｍ１
までの長さをｌｍ１とする。
【０１０７】
ｚ軸と第２アーム部材８Ｂの間の角度をθ２とする。ｘ軸と第３アーム部材８Ｃの間の角
度をθ３とする。
【０１０８】
図１０Ａにおいて、ｌｍ１（ｙｚ）、ｌｍ２（ｙｚ）、およびｌｍ３（ｙｚ）は、（１５
）式、（１６）式および（１７）式で表される。
【数１７】
0006507094.tif 000018
【数１８】
0006507094.tif 000019
【数１９】
0006507094.tif 000020
【０１０９】
点Ｍ１、点Ｍ２、および点Ｍ３による第１回転軸４まわりのモーメントをそれぞれτＭ１
、τＭ２、およびτＭ３とする。τＭ１、τＭ２、およびτＭ３はそれぞれ（１８）式、
（１９）式、および（２０）式で表される。
【数２０】
0006507094.tif 000021
【数２１】
0006507094.tif 000022
【数２２】
0006507094.tif 000023
【０１１０】
第１回転軸４まわりのモーメントの釣り合いが取れているとき（２１）式が成り立つ。
【数２３】
0006507094.tif 000024
【０１１１】
（２１）式に上述した（１５）〜（２０）式を代入して計算すると（２２）式が成り立つ
。
【数２４】
0006507094.tif 000025
【０１１２】
角度θ１、角度θ２、および角度θ３によらず（２２）式が成り立つためには、（２３）
式、（２４）式、および（２５）式が成り立つとよい。
【数２５】
0006507094.tif 000026
【数２６】
0006507094.tif 000027
【数２７】
0006507094.tif 000028
【０１１３】
図１０Ｂにおいて、第７回転軸７２と点Ｍ１の間の長さｌｍ１の部分のモーメントをτＭ
１とする。モーメントτＭ１は角度θ３方向に働く。第２回転軸７と第７回転軸７２の間
の長さｌｍ４の部分のモーメントをτＭ４とする。モーメントτＭ４は角度θ２方向に働
く。第２回転軸７と点Ｍ２の間の長さｌｍ２の部分のモーメントをτＭ２とする。モーメ
ントτＭ２は角度θ２方向に働く。第２回転軸７と点Ｍ３の間の長さｌｍ３の部分のモー
メントをτＭ３とする。モーメントτＭ３は角度θ３方向に働く。
【０１１４】
モーメントτＭ１、τＭ２、τＭ３およびτＭ４はそれぞれ（２６）式、（２７）式、（
２８）式、および（２９）式で表される。
【数２８】
0006507094.tif 000029
【数２９】
0006507094.tif 000030
【数３０】
0006507094.tif 000031
【数３１】
0006507094.tif 000032
【０１１５】
第２回転軸７まわりのモーメントの釣り合いが取れているとき（３０）式および（３１）
式が成り立つ。
【数３２】
0006507094.tif 000033
【数３３】
0006507094.tif 000034
【０１１６】
（３０）式および（３１）式に上述した（２６）〜（２９）式を代入して計算すると（３
２）式および（３３）式が成り立つ。
【数３４】
0006507094.tif 000035
【数３５】
0006507094.tif 000036
【０１１７】
（２３）式と（３２）式は同じである。（２４）式と（３３）式は同じ式である。
【０１１８】
マニピュレータを構成するものの各寸法や各重量が（３４）式、（３５）式および（３６
）式を満たすように設計されることで、角度θ１、角度θ２、および角度θ３によらず、
第１回転軸４まわりのモーメントと、第２回転軸７まわりのモーメントが釣り合う。これ
により、第１関節３および第２関節６を駆動する力が抑えられる。したがって、第１関節
３および第２関節６を駆動するのに必要なアクチュエータのモータが小さくなり、アクチ
ュエータ自体も小型化できる。なお、（３４）式、（３５）式および（３６）式は概略満
たされればよい。
【数３６】
0006507094.tif 000037
【数３７】
0006507094.tif 000038
【数３８】
0006507094.tif 000039
【０１１９】
図１１Ａに第１関節３の第１回転軸４の方向から見たマニピュレータのモデル図を示す
。図１１Ｂに第２関節６の第２回転軸７の方向から見たマニピュレータのモデル図を示す
。
【０１２０】
図１１Ａは、図１０Ａと同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。図１１Ｂは、図
１０Ｂと同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２１】
図９のマニピュレータの保持部９が物体を保持したときを考える。
【０１２２】
図１１Ａにおいて、第４アーム部材８Ｇ、第３関節２０、保持部９、および保持した物体
の重心を示す点をＭ’１（重量Ｍ’１）とする。ｙｚ平面に投影された、第２回転軸７と
点Ｍ’１の間の長さをＬｍ１（ｙｚ）とする。ｚ軸と第２アーム部材８Ｂの間の角度をθ
４とする。
【０１２３】
保持部９が物体を保持したとき、カウンタウエイト１０内にある重り可動装置１２０ａお
よび重り可動装置１２０ｂが駆動する。
【０１２４】
第１アーム部材８Ａに接続されたカウンタウエイト部１０にある重り可動装置１２０ａの
第１の重り１２５ａを第１アーム部材８Ａと点Ｍ２の間の長さが長くなるように、第２の
方向に移動させる。このとき図１１Ａの第１アーム部材８Ａと点Ｍ２の間の長さはＬ’ｍ
２と、第１回転軸４まわりモーメントの釣り合いが取れるようになる。
【０１２５】
第３アーム部材８Ｃに接続されたカウンタウエイト部１０にある重り可動装置１２０ａの
第１の重り１２５ａを第１アーム部材８Ｃと点Ｍ３の間の長さが長くなるように、第２の
方向に移動させる。このとき第１アーム部材８Ｃと点Ｍ３の間の長さはＬ’ｍ３となる。
【０１２６】
図１１Ａにおける点Ｍ’１、点Ｍ２、および点Ｍ３によるモーメントをそれぞれτ’Ｍ’
１、τ’Ｍ２、およびτ’Ｍ３とする。
【０１２７】
図１１Ｂにおいて、第７回転軸７２と点Ｍ１の間の長さをＬｍ１とする。ｚ軸と第２アー
ム部材８Ｂの間の角度をθ５とする。ｘ軸と第３アーム部材８Ｃの間の角度をθ６とする
。
【０１２８】
第１アーム部材８Ａに接続されたカウンタウエイト部１０にある重り可動装置１２０ｂの
第２の重り１２５ｂを第２回転軸７と点Ｍ２の間の長さが長くなるように、第３の方向に
移動させる。このとき図１１Ｂの第２回転軸７と点Ｍ２の間の長さはＬｍ２となる。
【０１２９】
第１アーム部材８Ｃに接続されたカウンタウエイト部１０にある重り可動装置１２０ｂの
第２の重り１２５ｂを第２回転軸７と点Ｍ３の間の長さが長くなるように、第３の方向に
移動させる。このとき図１１Ｂの第２回転軸７と点Ｍ３の間の長さはＬｍ３となる。
【０１３０】
図１１Ｂにおいて、第７回転軸７２と点Ｍ１の間の長さｌｍ１の部分のモーメントをτ’
Ｍ’１とする。第２回転軸７と第７回転軸７２の間の長さｌｍ４の部分のモーメントをτ
’Ｍ４とする。第２回転軸７と点Ｍ２の間の長さｌｍ２の部分のモーメントをτ’Ｍ２と
する。第２回転軸７と点Ｍ３の間の長さｌｍ３の部分のモーメントをτ’Ｍ３とする。
【０１３１】
保持部９が物体を保持したとき、第１アーム部材８Ａに接続されたカウンタウエイト１
０内および第３アーム部材８Ｃに接続されたカウンタウエイト１０内にある重り可動装置
１２０ａおよび重り可動装置１２０ｂが駆動することで、（３４）’式、（３５）’式、
および（３６）’式が成り立つ。保持部９が物体を保持していない時と同様に、第１関節
３および第２関節６を駆動する力が抑えられる。なお、（３４）’式、（３５）’式、お
よび（３６）’式は概略満たされればよい。
【数３９】
0006507094.tif 000040
【数４０】
0006507094.tif 000041
【数４１】
0006507094.tif 000042
【０１３２】
（第四実施形態）
図１２に重力補償モータを用いたマニピュレータを示す。
【０１３３】
図１２のマニピュレータは、図５のマニピュレータにワイヤ（第１のワイヤ）９０、重力
補償モータ（モータ）９２、張力センサ（第１のセンサ）９１、保持検知部（第２のセン
サ）９３、および手先力センサ（第３のセンサ）１００を備えたものである。図５と同じ
部分には同じ符号を付して、説明を省略する。
【０１３４】
ワイヤ９０の一端には、カウンタウエイト部１０が接続されている。ワイヤ９０のもう一
端には、重力補償モータ９２が接続されている。
【０１３５】
重力補償モータ９２は、ロボットの胴体１に固定接続されている。重力補償モータ９２と
カウンタウエイト部１０の間のワイヤ９０には、張力センサ９１が設けられている。
【０１３６】
張力センサ９１は、ワイヤ９０にかかる張力（第１の張力）を検知できる。
【０１３７】
保持部９には、保持検知部９３および手先力センサ１００が設置されている。保持検知部
９３は、保持部９が物体を保持したかどうかを検知できる。手先力センサ１００は、保持
部９が物体を保持したときの保持部９の重心の位置および保持した物体の質量を検知する
。
【０１３８】
保持部９が物体を保持したとき、ワイヤ９０に張力がかかる。この張力を張力センサ９１
で検知する。張力センサ９１で検知した張力に基づいて、重量補償モータ９２は、ワイヤ
９０にさらに張力をかけてカウンタウエイト部１０を引っ張る。
【０１３９】
図１２のマニピュレータの保持部９が物体を保持したとき、図４Ａおよび図４Ｂに示した
ようなモーメントτ’ｍ１が発生する。保持部９が物体を保持したとき、図４Ａおよび図
４Ｂに示したモーメントτ’ｍ２が発生するように、重力補償モータ９２は、ワイヤ９０
を介してカウンタウエイト部１０を引っ張る。
【０１４０】
第１関節３の第１回転軸４まわりでモーメントτ’ｍ２がモーメントτ’ｍ１に対して反
対方向に働き、かつ第２関節６の第２回転軸７まわりでモーメントτ’ｍ２がモーメント
τ’ｍ１に対して反対方向に働くため、第１関節３および第２関節６を駆動する力が抑え
られる。したがって、第１関節３および第２関節６を駆動するのに必要なアクチュエータ
のトルクが小さくなり、アクチュエータ自体も小型化できる。
【０１４１】
（第五実施形態）
図１３に変速機１１１および定荷重ばね１１３を用いたマニピュレータを示す。
【０１４２】
図１３のマニピュレータは、図１２のマニピュレータに、ワイヤ９０を介してカウンタウ
エイト部１０を引っ張る変速機１１１、およびワイヤ９０を介して変速機１１１と接続さ
れる定荷重ばね１１３を備えたものである。図１２と同じ部分には同じ符号を付して、説
明を省略する。
【０１４３】
ワイヤ９０の一端はカウンタウエイト部１０に接続され、ワイヤ９０のもう一端は定荷重
ばね（ばね）１１３に接続される。
【０１４４】
カウンタウエイト部１０と定荷重ばね１１３の間のワイヤ９０には、ワイヤ９０を引っ張
る変速機１１１が接続されている。
【０１４５】
定荷重ばね１１３により、定荷重ばね１１３と変速機１１１の間のワイヤ９０には、常に
ほぼ一定の張力がかけられている。
【０１４６】
変速機１１１は、ワイヤ９０を介してカウンタウエイト部１０を引っ張っている。変速機
１１１にはモータが備わっている。変速機１１１に備わるギヤを変えることで、変速機１
１１の変速比を変えて、ワイヤ９０を引く速度を変えることができる。変速機１１１のギ
ヤを変えてワイヤ９０を引く速度を変えると、ワイヤ９０の張力が変化する。たとえば、
変速比１１１のギヤを変えて、ワイヤ９０を引く速度を２倍にすると、ワイヤ９０にかか
る張力は半分になる。
【０１４７】
ワイヤ９０を介して定荷重ばね１１３がカウンタウエイト部１０を引っ張ることで、保持
部９が物体を保持した場合でも、第１関節３の第１回転軸４まわりおよび第２関節６の第
２回転軸７まわりで重力補償を行うことができる。
【０１４８】
図１３のマニピュレータの保持部９が物体を保持したとき、図４Ａおよび図４Ｂに示した
ようなモーメントτ’ｍ１が発生する。保持部９が物体を保持したとき、図４Ａおよび図
４Ｂに示したモーメントτ’ｍ２が発生するように、重力補償モータ９２は、ワイヤ９０
を介してカウンタウエイト部１０を引っ張る。
【０１４９】
第１関節３の第１回転軸４まわりでモーメントτ’ｍ２がモーメントτ’ｍ１に対して反
対方向に働き、かつ第２関節６の第２回転軸７まわりでモーメントτ’ｍ２がモーメント
τ’ｍ１に対して反対方向に働くため、第１関節３および第２関節６を駆動する力が抑え
られる。したがって、第１関節３および第２関節６を駆動するのに必要なアクチュエータ
のトルクが小さくなり、アクチュエータ自体も小型化できる。
【０１５０】
図１４に、変速機１１１およびカウンタウエイト部１１４を用いたマニピュレータを示す
。
【０１５１】
図１４のマニピュレータは図８の構成と同様であるが、図１３の定荷重ばね１１３をカウ
ンタウエイト部（第３の重り）１１４に替えている。図１３と同じ部分には同じ符号を付
して、説明を省略する。
【０１５２】
ワイヤ９０の一端はカウンタウエイト部１０に接続され、ワイヤ９０のもう一端はカウン
タウエイト部１１４に接続される。
【０１５３】
カウンタウエイト部１０とカウンタウエイト部１１４の間のワイヤ９０には、ワイヤ９０
を引っ張る変速機１１１が接続されている。カウンタウエイト部１１４により、カウンタ
ウエイト部１１４と変速機１１１の間のワイヤ９０には、常にほぼ一定の張力がかけられ
ている。
【０１５４】
図１４のマニピュレータは、カウンタウエイト部１１４を用いることで、図１２に示した
重力補償モータ９２を用いることなく消費エネルギーを抑えることができる。重りである
カウンタウエイト部１１４は、例えば、ロボットのバッテリなどを代わりに用いることも
できる。
【０１５５】
図１５にマニピュレータの処理部１０３、およびモータ制御部１０４を示す。
【０１５６】
処理部１０３およびモータ制御部（制御部）１０４は、図７の基台１の中に備わる。処理
部１０３およびモータ制御部１０４は、１つの制御装置（回路）で動作させてもよい。
【０１５７】
処理部１０３は、第１関節３、第２関節６、および第３関節２０の関節の角度を検知する
保持姿勢検知部１０１、重力補償モータ９２の力を算出する重力補償算出部１０２ａ、重
力補償モータ９２の力と張力センサ９１が検知した力をそれぞれ検知する接触検知部１０
２ｂ、およびモータ制御部１０４に停止命令を出す停止命令部１０２ｃを含む。
【０１５８】
モータ制御部１０４は、処理部１０３からの命令に基づいて、第１関節３のモータ１２、
第２関節６のモータ１３、第３関節アクチュエータ２２のモータ２４、重力補償モータ９
２、カウンタウエイト部１０内部のモータ１２０ａ、１２０ｂ、および変速機１１１のモ
ータ１１５を制御する。
【０１５９】
保持姿勢検知部１０１は、第１関節３、第２関節６、および第３関節２０の関節の角度を
検知する。
【０１６０】
図１２の重量補償モータを備えたマニピュレータが物体を持ち上げる場合を考える。
【０１６１】
保持部９が物体を保持すると、ワイヤ９０に張力がかかる。ここで張力センサ９１は、重
力補償モータ９２とカウンタウエイト部１０をつなぐワイヤ９０の張力（第１の張力）を
検知する。手先力センサ１００、保持姿勢検知部１０１、および保持検知部９３がそれぞ
れ検知した情報に基づいて、処理部１０３の重力補償算出部１０２ａは、保持部９が保持
した物体を目的の位置まで持ち上げるためにかかるワイヤ９０の張力（第２の張力）を予
測し算出する。処理部１０３の接触検知部１０２ｂは、張力センサ９１が検知した張力と
、重力補償算出部１０２ａが予測し算出したワイヤ９０の張力を比較する。
【０１６２】
張力センサ９１が検知した張力が、重力補償算出部１０２ａが予測し算出したワイヤ９０
の張力の±２０％以内の範囲にあれば、モータ制御部１０４は、第１関節４のモータ１２
、第２関節６のモータ１３、第３関節アクチュエータ２２のモータ２４、重力補償モータ
９２、および変速機１１１のモータ１１５を制御して、保持部９は保持した物体を目的の
位置まで持ち上げる。
【０１６３】
張力センサ９１が検知した張力が、重力補償算出部１０２ａが予測し算出したワイヤ９０
の張力の±２０％以内の範囲外であれば、処理部１０３はアームが保持した物体ではない
他の物体に接触しているとみなす。
【０１６４】
処理部１０３の停止命令部１０２ｃは、モータ制御部１０４に第１関節４のモータ１２、
第２関節６のモータ１３、第３関節アクチュエータ２２のモータ２４、重力補償モータ９
２、および変速機１１１のモータ１１５を停止するように命令を出す。
【０１６５】
マニピュレータの周囲に接触センサを備えることなく、保持した物体ではない他の物体と
の接触を検知できるため、コンパクトで安全なマニピュレータを構成できる。
【符号の説明】
【０１６６】
１  基台
２  接続部
３  第１回転軸
３ａ  固定部
３ｂ  回転部
４  第１関節
５  第１リンク部
６  第２関節
６ａ  固定部
６ｂ  回転部
７  第２回転軸
８Ａ  第１アーム部材
８Ｂ  第２アーム部材
８Ｃ  第３アーム部材
８Ｄ  第４アーム部材
８Ｅ  第５アーム部材
８Ｆ  第６アーム部材
８Ｇ  第７アーム部材
９  保持部
１０  カウンタウエイト部
１２  モータ
１３  モータ
２０  第３関節
２１  第３回転軸
２２  第３関節アクチュエータ
２３  ワイヤ
２４  モータ
３１  第４回転軸
３２  第４関節
３５  第５回転軸
３６  第５関節
３８  第４関節アクチュエータ
４０  第５関節アクチュエータ
４１  第１軸部材
４２  第１リンク部材
４３  第２軸部材
４４  第２リンク部材
４５  第３軸部材
４７  第１軸プーリ
４８  ワイヤ
４９  ワイヤ
５０  中継プーリ
５１  プーリ
５２  プーリ
５３  中継プーリ
６３  第７関節
６７  第６関節
７０  第７関節
７２  第６回転軸
７３  プーリ
７５Ａ  第１ウエイト部
７５Ｂ  第２ウエイト部
７６  第５関節
７７  第４回転軸
７８  第５回転軸
７９  第７回転軸
９０  ワイヤ
９１  張力センサ
９２  重力補償モータ
９３  保持検知部
１００  手先力センサ
１０１  保持姿勢検知部
１０２ａ  重力補償算出部
１０２ｂ  接触検知部
１０２ｃ  停止命令部
１０３  処理部
１０４  モータ制御部
１１１  変速機
１１３  定荷重ばね
１１４  カウンタウエイト部
１１５  モータ
１２０ａ  重り可動装置
１２０ｂ  重り可動装置
１２２ａ  モータ
１２２ｂ  モータ
１２３ａ  ねじ
１２３ｂ  ねじ
１２５ａ  第１の重り
１２５ｂ  第２の重り
１２６ａ  支持部材
１２６ｂ  支持部材
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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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