(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冗長パラレル位置決めテーブルデバイス[Rd-PPT]であって、
固定台[B]と、
全6自由度[6DoF]で前記固定台に対して動作できる可動テーブル[T]と、
を備え、
前記可動テーブルは、対象となる試料[Sp]又はこれに相当するもの[Bo]を取り付けることができる固定表面ΣTを有しており、
さらに少なくとも一組の４つの支持脚を備え、前記支持脚のうち１つは関節の自由度[Dof(fij=2132)]である213運動学的連鎖[K]として冗長であり、前記支持脚は一端が前記固定台に接続され、他端が前記可動テーブルに連結される固定台の中心周りに対称的に対で配置され、
前記パラレル位置決めテーブルデバイスはモジュール式であり、
位置決めモジュール[Pm]として、対称なZの１軸に対して垂直方向で並列に配置され、対称なX/Yの第２軸に対して直交するような支持脚を備え、
前記支持脚は2自由度の支柱として動作する、
ことを特徴とする冗長パラレル位置決めテーブルデバイス。
【請求項２】
前記各位置決めモジュールは、平面駆動である１つの能動的なアクチュエータ[Ac]と、位置決め上昇ユニット[El]及び球状ガイド位置決めユニット[Pu]であるガイドユニット[Gu]の２つの受動的な位置決めユニットが積み重ねられた組み合わせであり、
前記アクチュエータ[Ac]と前記位置決め上昇ユニット[El]は同一形状及びサイズの小型の平行6面体部材である、
ことを特徴とする請求項１に記載の冗長パラレル位置決めテーブルデバイス。
【請求項３】
前記能動的なアクチュエータAcが２自由度の並行作動[A]ユニットであって、
並行作動ユニット[A]は、
４つの直交動作軸を含み、
隣接する前記４つの直交動作軸のうち２つに沿って、２つの線形作動の主要部（A11、A12）の一組として機能し、
他部（A’11、A’12）は冗長に機能し、
前記直交動作軸は、平面ガイド表面[Σ1]を伴う共通の移動体[M]の側部に対して垂直である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の冗長パラレル位置決めテーブルデバイス。
【請求項４】
前記パラレル位置決めテーブルデバイスの上昇位置決めユニット[El]は、
V型の調節可能な傾斜ガイド表面[Σ21、Σ22]に対して並行な一対のくさび状部[W]を含み、
前記くさび状部の下部[W1]は作動部[A]に固定され、上部[W2]は球状ガイド位置決めユニット[Pu]を支持しており、
上昇位置決めユニット[El]の対向する脚とV型形状を形成する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冗長パラレル位置決めテーブルデバイス。
【請求項５】
前記ガイドユニット[Gu]は、調節可能な（Σ31、Σ32）表面に接触する凹凸の球形状を備える小型の球状関節[S]であり、
前記小型の球状関節[S]は、頂部が面取りされた円錐支柱[p]であり、
前記頂部が面取りされた円錐支柱は、一端が精密なキャリブレーション球状体[S]であり、
他部が、上昇位置決めユニット[El]の上側に垂直に取り付けられ、
前記上昇位置決めユニットは、テーブルの底側に取り付けられ、相互接続したハウス部（H1、H2）を含む、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冗長パラレル位置決めテーブルデバイス。
【請求項６】
4つの平面作動関節(2P)の全てが、固定台に対に（2x2P）取り付けられており、
前記関節は、互いに直交軸を有し（P1P3/ P2P4）、さらに前記固定台の表面[ΣB]に対して並行であり、
同一平面上に作動モジュール[Am]を形成し、
6-4-(2P)PSモデルに基づくパラレル機構運動学として、それぞれ線形かつ球状関節及び受動的な関節[P]のみを用いて動作軸について、同一角度αで全て傾斜する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の冗長パラレル位置決めテーブルデバイス。
【請求項７】
前記位置決めモジュール[Pm]は、固定台[B]の中央に開口部[D]が配置されていることを考慮して、四角形状の固定台及び/又は前記可動テーブルの中央側部又は角に配置されることができる、
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の冗長パラレル位置決めテーブルデバイス。
【請求項８】
能動的な軸の線形運動（tx,ty）と変位（X,Y）の全て又は一部のみを使用することにより、同等の運動又は変異を直接含むような、単純デカルト空間（移動-TX又はTY又はTZと回転-RX又はRY又はRZの動き及び線形-X又はY又はZと角度-αX又はαY又はαZの変位）を一般化するための、
請求項２〜８のいずれか１項に記載の冗長パラレル位置決めテーブルデバイスの使用方法。
【請求項９】
各支持脚は、1つの移動体[m]と、1つの球状体[ΣS]、環状体[ΣT]、又は円筒状体[ΣC] の固定曲面部との1組として、一般的な2自由度の平面作動関節[PI]2を構成に含み、
前記移動体[m]は、一般的な6-4-(PI)2XSモデルに基づくパラレル機構運動学として2つの直交方向（q1、q2）において滑動することができ、
さらに前記脚は最終段階では常に球状関節[S]を備え、
非特異的な1自由度の関節[P、R、H]であるXを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の冗長パラレル位置決めテーブルデバイス。
【請求項１０】
位置決めテーブルデバイスであって、
固定台と、
全6自由度で前記固定台に対して動作できる可動テーブルと、
を備え、
前記可動テーブルは、対象となる試料[Sp]又はこれに相当するもの[Bo]を取り付けることができる固定表面を有しており、
さらに４つの支持脚の少なくとも一組を備え、前記支持脚は一端が前記固定台に接続され、他端が前記可動テーブルに連結される台の中心周りに対称的に対で配置され、
さらに、少なくとも二つの互いに直交する動作軸と、平面ガイド表面とによって、さらに2自由度の並行作動部材を構成に含む、
ことを特徴とする位置決めテーブルデバイス。
【請求項１１】
モジュール式であり、
位置決めモジュールとして、対称な１軸に対して垂直方向で並列に配置され、対称な第２軸に対して直交するような支持脚を備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の位置決めテーブルデバイス。
【請求項１２】
前記各位置決めモジュールは、１つの能動的な位置決めユニットと、２つの受動的な位置決めユニットとの予め定めた組み合わせである、
ことを特徴とする請求項１１に記載の位置決めテーブルデバイス。
【請求項１３】
さらに、傾斜ガイド表面に基づく上昇部材を構成に含み、
その第一の底部が作動部に固定され、
その第二の上部が球状ガイド位置決めユニット[Pu]であるガイドユニット[Gu]を支持しており、
一対のうちの向かい合う部材と合わせてV型形状を形成する、
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の位置決めテーブルデバイス。
【請求項１４】
さらに、凹凸表面を備えるガイドユニットを構成に含み、
前記ガイド部材は、前記上昇部材の上側とテーブルの底側を接続させる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の位置決めテーブルデバイス。
【請求項１５】
全ての前記能動的な位置決めユニットは、対に固定台上に配置され、
前記対の位置決めユニットは、互いに直交しており、さらに前記固定台の表面に対して共に並行である、
ことを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の位置決めテーブルデバイス。
【請求項１６】
各前記上昇位置決めユニット[El]上に垂直に、ガイド位置決めユニットが取り付けられ、
前記ガイド位置決めユニットは、前記位置決めモジュールのために配向動作及び変位を可能とし、複合して動作することによって、前記テーブルデバイス全体を移動及び/又は回転させることができる、
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の位置決めテーブルデバイス。
【請求項１７】
動作軸の一部だけを選択することによって、６自由度より小さい数の自由度とする、
ことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の位置決めテーブルデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長パラレル位置決めテーブルデバイスに関する。より詳しくは、本発明は、重荷重の試料、器具及び/又は装置の精密な位置決めのための冗長パラレル位置決めテーブルデバイスに関する。例えばシンクロトロン施設における回折装置分野及びその使用におけるものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な目的の試料の位置決めのための位置決めシステム及びデバイスは、先行技術において長く知られてきた。
【０００３】
新規又は既存の物質の研究において、物理的及び/又は化学的な特性を調べるために、シンクロトロンX線ツールと回折装置（Dm）が用いられることがある。
様々な環境条件下で内在する分子及び/又は原子の構造やその動作を明らかにするために、回折技術を用いて顕微鏡などの大規模な装置による測定が行われている。
試料についての現実又は仮想の条件（例えば圧力、温度等）をシミュレートするために、追加の器具及び/又は装置が必要となる場合もある。
これらは、数十又は数百kgの重さ及び相当の大きさを有することがあるにもかかわらず、装置全体（試料及び器具/装置）を、入射するX線ビームの方に対して正しい位置で操作しなければならない。
一般的な実験的プロセスに含まれる、操作（及び/又はフェーズ）の例として、高速のセットアップ、アライメント（配置）、キャリブレーション、所定の位置への確実な移動、比較的長時間（数時間から数日）の状態の維持、そして次の実験のための全体のサイクルの再開始が挙げられる。
上記プロセスに加えられる所定の位置決めデバイスでは、位置決めの十分な正確さ及び速度を確保しつつシンプルかつ複雑な動作が要求される。これと同時に比較的高い荷重を運搬するため及びそれを比較的長時間維持するための出力も有する必要がある。
また、位置決めデバイスは、特に、任意選択された定点の周りで球面動作をすることが可能でなければならない。この定点は、試料の中心である回転中心C（又はピボットポイントP）と称され、機器の台から少し距離（dc）に配置される。
【０００４】
パラレル運動学（PK）の原理は、一般原理（の組み合わせ）に対して優位な位置決めの概念として近年ますます注目されている。
ヘキサポッドと称される最も一般的な6DoF（Dofは自由度を意味する。）トポロジーはGOUGH[V.E.Gough, Contribution to discussion of papers on research in automobile stability, control and tyre performance Proc. Auto Div. Inst. Mech. Eng, 1956-1957]とSTEWART[D. Stewart, A platform with six degrees of freedom, Proc. Institution of Mechanical Eng.(UK), 1965-1966]の研究に由来する。
GOUGHとSTEWARTのプラットフォーム機構は、運動シミュレータ[C.L. Klaus, Motion manipulator, US 3295224, Jan. 03, 1967] として初めて応用され、最近では工作機械分野のツール[P.C. Sheldon, Six-axis machine tool, US4988244, Jan. 29, 1991]として応用された。
位置決めに用いる実際のヘキサポッド構造（例えば6-SPS）は、完全なパラレル運動学的機構（PKM）であり、6個の可変長のアクチュエータを伴う対称構造から構成される。前記アクチュエータは、それぞれ台及び移動プラットフォーム部分である2個の隣接する六角形の（板状の）形状部の間に配置される支柱と称される。
プラットフォームの位置（及び方向）の変化は、線形作動の伸縮棒の頑丈な連成運動の組み合わせにより生じている。
この構造の利点は、固有の強固なピラミッド構造による、可搬重量、精密性や動態の向上である。
精密な位置決めのために設計されるこの特徴的な種類は、精密ヘキサポッドと称される。
【０００５】
精密な位置決めに対して、いくつかの解決法が提案されており、入手可能な製品もある。
しかしながら、回折装置（例えば、Dm5021/ I07 / DLS, HUBER GmbH Co&KG, DLS-Diamond Light Source, I07-Beam line）の内部で使用する場合において、必須操作（例えば、荷重: >50 kg, dc=170 mm, 再現性: ± 2 μm, 速度: 3 mm/s）や使用可能な回折装置Dmの作業スペース（例えば、DxA=400x420 mm, D-直径, A-高さ）のパラメータに関し、いくつかの欠点が示されている。具体的には、a）最大操作荷重が（十分なDxC又はdcを充足するには）十分でない。b）回転中心点の距離（dc）が（より大きな荷重を完全に充足するための）DxAの範囲内にない。c）作業スペースが（上記の両方の場合において）相対的に小さい、などである。
言い換えると、与えられたDmのスペースに対して提供される性能と比較して、ヘキサポッドの体積、特に高さが大きすぎる（または小さすぎる）と言える。
さらに、巨大な機器のためのプラットフォームの設置面は常に十分には準備されていない（例えば、ケーブル管理に対する巨大な開口部など）。
【０００６】
上述の問題点は、設計者が、a)かなりの個数の部品（例えば、モーター、変速機/ハーモニックドライブ（登録商標）、ガイド、センサー等）を作動支柱（伸縮棒）の内側に詰め込むことの必要性、b)交差するアクチュエータの数や大きさにより作業スペースの形が複雑となること、c) 動作脚を動作する際の、最大速度に大きく影響を与える場合がある望まれない動的効果、という問題に直面することによる。
精密な動作のために、上述の特有の問題点（や衝突）を検出し回避しなければならないが、関節や部品の数に直接関連するため、行うのは難しい。
最後の問題点としては、X, Y, Z軸の移動（及び/又はRx, Ry, Rz方向回転）というシンプルな動きの予測は、そのシンプルかつ高速度の配置操作が実験室で行われる場合は、非パラレル運動学の専門家にとっては難しいということである。
精密な6DoFの位置決め動作と並行して、他の構造も研究されている。
【０００７】
米国特許出願US 5301566は、同一線上にない3つの自在（ユニバーサル）関節と2自由度の並行駆動装置を経由して結合しているプラットフォームを操作するための、3つの非伸縮性の肢を有する6自由度のパラレル（ミニ）マニピュレータに関する。
作動点や支点における最小数と双方向平面モーターを使うことにより、Stewart/Goughの機構と比較して作業スペースの増大、剛性と精度が増加（向上）したことが、他の利点（例えば、順運動学や部品が少量であること等）とともに主張されている。
しかしながら、その静的及び動的な特徴は、1軸対象に配置された部品の数（3）のみに非常に強く依存している。
【０００８】
位置決めテーブルデバイスとして機能するパラレル運動学PK機構について、いくつかの提案がされている。
国際出願WO07/055339A1では、主要なものとして1つの独立した位置決めデバイスの組み合わせ動作によって高精密動作を実行可能な3次元位置決めテーブル（長方形状）について述べられています。
昇降板（Z）及びテーブル板（XYRz/PKM）を備えるデバイスであり、１つの平面の軸受支持板と3つの垂直リニアガイドを介して両者が接続されている。
昇降デバイスは、固定支持に対する相対的な動作においてプラットフォームの昇/降を行う、2つのガイドくさび部による台システムを含んでいる。
しかしながら、これらの並列・直列を組み合わせた混在構造では、動作機能の範囲（6DoF）全てを提供することはできない。
また、日本国特許出願JP20102051054Aは、3つの可動支持体を用いた位置決めテーブルについて説明している。これらは、３つの線形ガイド部の組み合わせを介して各々が昇/降動作を提供する。前記線形ガイド部上において、１つ目のガイド部にはモーターが取り付けられ、２つ目のガイド部には球状軸受部が取り付けられている。
空間（3Dof）における荷重は、一般的な剛性に影響を与えることが想定されるいくつかの作動部とガイド手段を介して、上述の3脚構造に付与される。
【０００９】
冗長性は、パラレル運動学的機構に適応できる比較的新しい概念である。
冗長性は、空間的、平面的両方の構造における剛性、作動スペース、精密性及び速度についての機構の性能を向上させる。
現在まで2つの概念が研究されてきている。それぞれ運動学的冗長性（鎖/脚の追加）や、作動冗長性（能動関節の追加）である。
冗長性は、特別に生じる問題点を回避できること及び1又は複数のアクチュエータが故障しているなどの困難な条件でも動作できることという利点も有している。
しかしながら上述のようなマニピュレータ及び/又は位置決め製品は、今までにほとんど発表されていない。
【００１０】
日本特許出願JP2010264526Aは、各々が1自由度を有する2つのアクチュエータの4組を用いた冗長な空間並行機構に関する。
その構造は、先端において特別に設計された相互接続の関節を除いて、支柱アクチュエータを用いたヘキサポッドに類似する。
必要な動作役割を実行するためには、制御機能は、6つの適切な選択された能動支柱（アクチュエータ）だけを考慮しなければならない。
アクチュエータの長さに依存するデバイスの高さは、ヘキサポッドの場合の高さと同様である。
【００１１】
また、フランス特許出願FR2965207A1では、6自由度を有する冗長パラレルロボットについて説明されている。
この機構は、台において2自由度の動作を備える、４つの連結した運動学的な閉連鎖を構成に含むとみなすことができる。
主要な連続鎖において一つの鎖は、回転関節を介して他の鎖から支持されながら（連結しながら）、回転部を備える別個の回転関節を介してプラットフォームに接続される。
対のアクチュエータが四角形に沿って配置され、四角形の角周りでプラットフォームを動作する機能を有する。
上述の構成により、パラレル型の特有の問題点は避けられている。
また、回転モーターとアーム（棒）を用いることで、良好な作業空間と微細な操作性が確保される。但し、上述の構成においては剛性が最良ではないため精密さについては保証されない。
なお、垂直線形アクチュエータ（FR2964337 A1）を加えた実施態様であれば、精密さが改良されるかもしれないが、プラットフォームのサイズが台に対して非常に小さいという問題点については解消できないことが予想される。
【００１２】
さらに、中国特許出願CN1730235では、軸方向の剛性の向上と作業空間の増大を可能とする工作機械の構造に使用される6自由度の冗長パラレル機構について説明している。具体的には4つの伸縮脚を用いることで上述の剛性の向上と作業空間の増大を達成しており、伸縮脚は、スライダ様の回転対を介して環状の台の周りで動作するものである。
円形ガイドが、広範囲の回転動作を実現し姿勢空間（作業空間）を増大する一方、最大剛性を減少させるような受動関節間で能動関節が干渉を受けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許公報US 5301566
【特許文献２】国際公開公報WO07/055339A1
【特許文献３】特開2010-2051054
【特許文献４】特開2010-264526
【特許文献５】仏国特許公報FR2965207
【特許文献６】仏国特許公報FR2964337
【特許文献７】中国特許公報CN1730235
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】V.E.Gough, Contribution to discussion of papers on research in automobile stability, control and tyre performance Proc. Auto Div. Inst. Mech. Eng, 1956-1957
【非特許文献２】D. Stewart, A platform with six degrees of freedom, Proc. Institution of Mechanical Eng.(UK), 1965-1966
【非特許文献３】C.L. Klaus, Motion manipulator, US 3295224, Jan. 03, 1967
【非特許文献４】P.C. Sheldon, Six-axis machine tool, US4988244, Jan. 29, 1991
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のこれらデバイスは全て、部分的（6自由度未満）又は完全（6自由度）な自由度であり、筐体に対して非冗長（例えば、パラレル又はハイブリッド）又は冗長（例えばパラレル）構造を適用している。
しかしながら、上記デバイスには、特別なシンクロトン関連の回折計機器に対して、完全に適切なものは存在しない。
【００１６】
したがって、本発明の目的は、過去に示された結果及び成果の範囲内で改良し、その優れた機能及び性能を備える6DoF（6自由度）の位置決めデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第一の目的は、特定の回折計の荷重を運搬するための表面の支持及び固定をする、増大させたサイズ（開口部を含む）及び適切な形状（平面）を備える位置決めテーブルを提供することである。
本発明の第二の目的は、機器をより小型（例えば、より低い外形）とすることで、最も要求が多く厳しい空間要件に適合する適切なテーブルを提供することである。
本発明の第三の目的は、機器の精密性（安定性を含む）の向上させた位置決めテーブルを提供することである。
本発明の第四の目的は、機器の操作速度を増加させる概念を提供することである。
本発明の第五の目的は、シンプルなデカルト動作（例えば、移動及び/又は回転）の自動（又は手動）でのセットアップを直感的に実行するための手段を提供することである。
【００１８】
本発明の以下に示す特徴によると、本発明の発明者は驚くべきことに、デバイスは、上述した本発明の目的に対する解決策を提供し、加えて、先行技術の観点で予期しない驚くべき技術的な効果と利点を提供することを明らかにした。
これらの技術的な効果と利点は、本開示の実施例によって説明され、明らかとなるであろう。
【００１９】
第一の特徴では、固定台（B）と可動テーブル（T）とを備える、パラレル位置決めテーブルデバイス（Rd-PPT）が提供される。
前記パラレル位置決めテーブルデバイスは、冗長パラレル位置決めテーブルデバイスとすることができる。
前記可動テーブルは、6自由度（6DoF）で前記固定台に対して相対的に動作できる。
前記可動テーブルは、固定表面（ΣT）を備えることができる。
前記固定表面は、対象となる試料（Sp）又はこれに相当するもの（Bo）を設置することができる固定表面である、とすることができる。
少なくとも1組の4つの支持脚は、前記固定台の中心の周りに対称に及び対に配置されてもよく、前記固定台は一端が前記固定台に接続され他端が可動テーブルに接続される。
前記支持脚のうち一つは冗長であることができる。
全ての前記支持脚は、関節の自由度[Dof(fij=2132)]である213運動連鎖（K）とすることができる。
本発明の開示においては、4つの支持脚の少なくとも1組と、他の脚を考慮すると4つのうち1つの支持脚が冗長であることを特徴とする、任意の位置決めテーブルデバイスについて冗長である。
【００２０】
本発明の望しい実施形態として、パラレル位置決めテーブルデバイスはモジュール式とすることができる。
本発明の開示においては、モジュール式は、前記テーブルデバイスが、前記固定台と前記可動テーブルと、前記支持脚とからモジュール方式で成ることを意味する。
前記支持脚は位置決めモジュール（Pm）として提供されることができる。
前記位置決めモジュールは、対称（Z）の1軸に対して垂直に並列配置され、対称（X/Y）の第2軸に直交することができ、好ましくは能動的な2自由度の支柱とする。
【００２１】
各位置決めモジュールは、平面駆動である１つの能動的なアクチュエータAcと、位置決め上昇ユニットであるEl及び球状ガイド位置決めユニット[Pu]であるGuの２つの受動的なアクチュエータAcとを重ね合わせた組み立て体であり、アクチュエータAcと位置決め上昇ユニットElは同一形状及びサイズの小型の平行6面体部材である。
【００２２】
さらに、能動的な位置決めユニットAcは、２自由度の並行作動[A]ユニットである。
前記並行作動ユニット[A]は、４つの直交動作軸で構成され、隣接する前記４つの直交動作軸のうち２つに沿って、２つの線形作動の主要部（A11、A12）を一組として機能し、他部（A’11、A’12）は冗長に機能する。また、前記直交動作軸は、平面ガイド表面[Σ1]を伴う共通の移動体[M]の側部に対して垂直である。
【００２３】
望しい実施形態として、パラレル位置決めテーブルデバイスに含まれる上昇位置決めユニット（El）は、V型の傾斜ガイド自由曲面（Σ21, Σ22）と、1組の並列くさび状部材（W）とで構成されうる。
前記ガイド表面（Σ21, Σ22）の低部（W1）は作動部（A）に固定されても良く、前記ガイド表面の上部（W2）は上昇位置決めユニット（EI）の対向する脚とともにV型形状を形成しながら、球状ガイド位置決めユニット（Pu）を支持しても良い。
【００２４】
ガイドユニット[Gu]は、小型の球状関節[S]であっても良い。前記小型の球状関節[S]は、自由曲面（Σ31、Σ32）に接触する凹凸の球形状を備えることができる。前記小型の球状関節[S]は、一端が精密なキャリブレーション球状体[S]であり、頂部が面取りされた円錐支柱[p]であってもよい。他の部分は、上昇位置決めユニット[El]の上側に垂直に取り付けられ、前記上昇位置決めユニットは、テーブルの底側に取り付けられ、相互接続したハウス部（H1、H2）を含む。
【００２５】
望しい実施形態として、4つの平面作動関節(2P)の全ては、互い（P1P3/P2P4）に直交軸を有する固定台の組（2x2P）に取り付けられても良く、後述する6-4-(2P)PSモデルに基づくパラレル機構運動学として、同一平面上の動作モジュール（Am）を形成する固定台の表面（ΣB）に対して実質的に並行であっても良い。また、前記2P関節はそれぞれ線形かつ球状関節及び受動的な関節[P]のみを用いて動作軸について、同一角度（α）で全て傾斜しても良い。
【００２６】
位置決めモジュール（Pm）は、固定台の中央に開口部（D）が配置されていることを考慮して、固定台の四角形状及び/又は可動テーブルの中間側部又は角に、配置されることができる。
【００２７】
発明の他の特徴では、能動的な軸の線形運動（tx、ty）及び変位（X、Y）の全てまたは一部のみを使用することにより、同等の運動又は変位を直接含むような、単純デカルト空間（移動-TX又はTY又はTZと回転-RX又はRY又はRZの動き及び線形-X又はY又はZと角度-αX又はαY又はαZの変位）を一般化するために、開示された第一の特徴に照らして、冗長パラレル位置決めテーブルの使用方法が提供される。
【００２８】
第3の特徴において、本発明は冗長パラレル位置決めテーブルデバイスに関する。
冗長パラレル位置決めテーブルデバイスは、固定台と可動テーブルで構成されても良い。
可動テーブルは、全6自由度で固定台に対して動作されても良い。
可動テーブルは、実験の試料又は相応の機器を取り付けることができる固定表面を有しても良い。
好ましくは、4個の支持脚の少なくとも1組は、台の中央の周りに対称に配置され、支持脚の一端が台に他端が可動テーブルに接続される。
【００２９】
理想的には、テーブル位置決めデバイスは、モジュラー形式であり、位置決めモジュールとしての支持脚を有することが考えられる。前記位置決めモジュールは、一つの対称軸において垂直並行に配置され、他の対称軸において対に直交する。
【００３０】
各位置決めモジュールは、1つの能動的な位置決めユニットと、と2つの受動的な位置決めユニットの予め定められた結合であっても良い。
【００３１】
さらに、テーブル位置決めデバイスは、少なくとも2つの各々が直交する動作軸と1つの平面ガイド表面とともに、2自由度の並行作動部品で構成されても良い。
【００３２】
望ましい実施形態として、テーブル位置決めデバイスは、傾斜ガイド表面を備える上昇部を加えて構成されても良い。前記上昇部は、第一に述べる底部が作動部に固定され、第二に述べる上部が一対に向かい合った部材とともにV型形状を形成するガイドユニットを支持している。
【００３３】
さらに、テーブル位置決めデバイスは、上昇部の上側とテーブルの底側を接続させるような凹凸表面を備えたガイド部で構成されても良い。
【００３４】
全ての能動的な位置決めユニットは、平面台上に対に取り付けられ、前記対の位置決めユニットは、互いに直交しており、さらに台表面に対して共に並行であってもよい。
【００３５】
各上昇ユニットは、垂直に取り付けられたガイド位置決めユニットでも良い。前記ガイド位置決めユニットは、位置決めモジュールに対する配向動作及び移動と、各上昇ユニットの複合作用によってテーブル全体が移動及び/又は配向されることとを許可することができる
【００３６】
動作軸の一部のみを選択することで、6以下の数自由度の位置決めデバイスを作成することもできる。
【００３７】
本発明の第四の特徴では、本発明の第三の特徴に照らして、テーブル位置決めデバイスにより生じる能動的な移動動作又は/及び変位の全て又はいくつかの組み合わせにより、基本的な空間動作と変位に対する基本的方法論を提供する。
【００３８】
ここで本発明を、実施例の方法によってさらに説明する。
これらの実施例は本発明の保護範囲を制限することはなく、また、例示した目的のみについて示唆するものでも提示するものでもない。
【実施例】
【００３９】
本発明の実施形態において、精密さとは、数（10以下）μm（又は秒角）の精度であり、かつ精度、再現性、解像度、安定性（1時間当たり数μm又は秒角）について意味する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】冗長パラレル位置決めテーブルデバイスの6-4-213のトポロジー概念を表す。
【図２】冗長パラレル位置決めテーブルデバイスの6-4-(PI)2XSの一般的な運動モデルを表す。
【図３】冗長パラレル位置決めテーブルデバイスの6-4-(2P)PSの機構の運動モデルを表す。
【図４】冗長パラレル位置決めテーブルデバイスの設計概念の3次元図である。
【図５】位置決めモジュール（Pm）と2つの機器の実施形態の例である。
【図６】位置決めテーブルデバイスについて基本的な操作原理を説明するものである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
各記号の意味は、表１に示す。
【表１】
0006613432.tif 000002
【００４２】
位置決めデバイスの構造は、その性能に対して重要な要素である。
構造、運動、配置・形状、及び最適な設計の選択により、最終的に要求される静力学的、運動学的、及び動力学的なパラメータが変化する。
【００４３】
図1に、位置決めテーブルデバイスとして機能する構造を示す。
トポロジーの運動学的概念は、根源的には、2つの剛体（又は要素）に基づいている。-第一の要素（1）は、台（B）と称され、概して地面に対して固定されている。動作を行う第二の要素（2）は、プラットフォーム又はテーブルと称する。
要素(1)及び(2)のいずれもが、4つの同一の運動連鎖又は脚（Ki, i=1〜4）に接続される。脚[Ki]は、連続して並ぶ可動かつ剛性の１組のリンク部(li.1, li.2)と、同様に連続して3段階（j=I〜III）で配置される3つの関節から構成され、要素（1）である台を開始点として関節の自由度は（fji=213）となることに考慮する。
第一段階（I）において台に配置される全ての関節は、作動（能動）関節（JiI）と称され、作動される（下線で示す）。一方で、第二段階（II）と第三段階（III）において配置される残りの1つは、受動関節（JiII, JiIII）と称され、非作動である。
上述の対称構造配置によって、空間機構に用いるKutzbach-Grubler公式：
【数１】
0006613432.tif 000003
により計算される機構の全体の自由度及び可動度は、6（M=6）という結果となる。この結果は、動作部n=9、関節の数j=12及び自由度fi=2,1 及び3であることを前提とした。
その結果、冗長性を犠牲にしつつ、運動学的機構（6-4-213）が完全な空間的可動性を備える。
冗長性の程度は、1つの連鎖の追加（RdK=1）とアクチュエータの数（RdA=2）に依存している。
実際に、上述の図１は、機構のトポロジーの1種類だけでなく、クワトロポッド（QP）の6自由度の冗長なPM（運動学的機構）ファミリー全体をも示している。
各要素は、例えば1-P（角柱）や2-PR（R-回転）3-S（球状）などの、特定の関節の選択によって定められる。
上述の定められた要素は、非常に対称的な、過度の作動がされ、及び過度の制限がされる。また、追加の連結点/動作点及び3点（トリポッド）構造と比較して高い出力によって、前記要素は向上した静力学的及び動力学的な性能を有し、重荷重の安定した動作を行う傾向がある。また、同時に6点（ヘキサポッド）構造よりも汎用性が高い傾向もある。
【００４４】
一般運動モデルは、運動関節及びその全体としての配置の、既存の（又は発展した）ポートフォリオ（組み合わせ）から生じる特有の機構についての、理解を補足する。
また、入力/出力に関する（閉連鎖の）運動方程式を組む手法を明らかにすることにも有用である。
上述した図１の6-4-213では、関節について、能動型及び受動型を自由に選択することができる。
関節には、1自由度（線形（P）、回転（R）、らせん状（H））、2自由度（（PP）、（PR）、（RR））及び3自由度（球状（S）、（UR）、（RRR））のものがある。
図２に示すように、表面/移動体からなる数個の2自由度の能動関節は、平面（ΣP）、球状（ΣS）、円筒状（ΣC）又は環状（ΣT）の固定表面を備えつつ使用されても良い。前記固定表面上では、結果的にスライダの線形又は曲線の経路動作（1〜8）が行われる（図２参照）。なお、図２には、2P、2RS、PR及び2RTの駆動（能動）関節が示される。
前記関節の同時又は独立に行う動作を介して、機構の曲線の一般化座標（qi、qi+1、i=1〜4）の一組によって定められる表面の移動体（m1〜m4）又は動作点Bi（XBi、YBi、ZBi、i=1〜4）は、球状関節（S）の中心Ai（Xi、Yi、Zi、i=1〜4）の位置を変更している。前記球状関節(S)は一般的に、3次元空間の移動及び/又は回転方向（3T/3R）において、配置された試料（Sp）及び機器筐体（Bo）を順番に動作している。
換言すれば、点Aiは、各2自由度（li-曲線の座標変数、図3も参照）で、曲線（Ci、i=1〜4）上を動いている、とも言える。
動作により結果生じた操作対象の状態（各配置（XYZ）及び配向性(ψ,φ,θ)の値）は、a）作動変位（qi、i=1〜8）及びb）幾何学的（ai、bi、li、di、L、I、R、r）パラメータ値に依存している。a）及びb）は、6-4-(PI)2XS機構を一般化したものであり、6-4-(PI)2XS機構において、Xは未定義かつ1自由度の関節を、(PI)2は一般的な曲線を有する平面の2自由度の関節をそれぞれ意味する。
なお、小型の球状（S）関節は、動作（配置）の方程式を定式化しその解を得るに際し、近似される。
本文では、（Ci）とAiは、各々ガイド曲線とガイド点と称する。
閉鎖式は、デカルトシステムの固定性（B-XYZ）及び可動性（A-xyz）の両方において、座標を表すことにより、容易に誘導することができる。なお、入力（又は出力）パラメータ（X,Y,Z,ψ,φ,θ and qi）が含まれていることを前提としている。
【００４５】
運動学的スキームは、機構の機能動作を理解し、運動方程式の定式化を補足する。
また、位置決め関連の問題（正/負）は、入力/出力変位及び幾何学パラメータに基づいて解決される。
上述の6-4-(PI)2XSモデルに基づく位置決めテーブルに用いるパラレル機構運動学を図3に表す。
これは、開いた運動連鎖である4つの同一の(PI)2XS（i=1〜4）の対称的な配置の組から構成され、各々が、１つの平面作動関節（2P）及び角柱状（P）と球状（S）の計2つの受動関節を含んでおり、同一形状の台（B）を伴うテーブル（T）様の四角形のプラットフォームに接続している
また、（2P）関節は、おおよそ平面な台表面（ΣB）の平面上で2自由度を有している。
対称的に配置される向かい合う各作動関節(2P1, 2P 3/ 2P 2, 2P 4)は、各々に対して直交する(例えばP11とP12とが垂直など) 線形動作軸を備える。従って、各線形動作軸は、他の関節軸と直交する(P11とP22とP33とP44と隣接する2つが垂直)。
この作動軸の対称的な組み合わせが、全体として4x2P平面作動モジュール（Am）を形成している。また、これは、各水平デカルト平面軸（それぞれX (X1,X2,X3,X4)、及びY(Y1,Y2, Y3,Y4)）に沿ってテーブルを動作させる単純かつ直接的な方法を提供する。
向かい合う非作動角柱状関節の組(P13P33/P23P43)は、全て、動作軸ついて同一の傾斜角度(αi, i=1,…,4)を有する。
同時及び並行しての変位を伴う2対のアクチュエータ動作によって、プラットフォームは、V型の運動作用でX軸及びY軸に対して直交方向（Z軸）に動作している。
その傾斜角度は、0からπ（π/2を除く）ラジアンとすることができる。図３ではα<π/2である。
回転軸に関連しない方向（回転軸と垂直な方向）における一対の作動軸の同時の動作によって、一つの平面直交軸(例えばX1,X3/Ry)周りで回転が生じる。同様に、回転軸がRxであれば平面直交軸は(Y2,Y4)である。
第三の回転動作（Rz）は、同一（及び同時）の回転方向の4つの(2P)関節全ての動作によって得られる。これは例えば、Rz/(X1, Y1/X2,Y2/X3, Y3/(X4, Y4)である。
この特有の6-4-(2PI)PS (又は 6-4-(PP)PS)構造によって、デバイスは、その制御を非常に単純化しつつ、分離モーター動作を介して、非常に簡単かつ直感的に3つの直交方向に沿って又は周りで、単純な移動又は回転動作を行うことができる。
根本的には、空間中に筐体を位置決めするための最小点（アクチュエータ）の数は3つであれば十分であることが一般に知られている。しかしながら、過剰に作動するパラレル機構を除き、4以上のアクチュエータを用いる場合は、第４のアクチュエータは、非常に重要な静的安定性の性能とともに、運動学的（速度/加速度）及び/又は動力学的（慣性）性能を増大する役割を示す。
また    、もし何らかの形で動作軸において損傷が起これば、少なくとも1つ（又は2つ）の動作軸（又は脚）が修復されるまで、残った1つが作業を補助することができるであろう。
機構の全体の運動は、線形及び球状の関節のみの計2つの型を用いて組み上げられることが、注意点として挙げられる。
【００４６】
必須の静力学的、運動学的及び/又は動力学的な性能を満たすためには、運動学原理を具現化することが重要な鍵となる。
図４に、6-4-(2P)PS機構の運動モデルに基づいた、概略の設計の構想を示す。
冗長パラレル位置決めテーブル（Rd-PPT）の設計は、実質的に平面の台表面（ΣB）の上に配置され、4つの能動的な位置決めモジュール(Pmi, i=1,…,4)の組から構成される。前記位置決めモジュールはプラットフォーム様のテーブル（T）を支持する。台表面ΣBとテーブルTは共に多角（四角）形状を備える。
各位置決めモジュール（Pm）は、全体的な動作への関与（影響）を考慮して、2タイプの位置決めユニット(Pui, i=1,2)で構成され、一つ目は作動的、二つ目は非作動的（能動的）であると称する。
作動（Aci、i=1,…,4）位置決めユニット（Pu）は、2自由度の平面動作を実行する駆動手段である。これは例えば平面モーターなどの直接駆動（DD）として、実際の又は追加発展させた線形双方向動作ドライバのうち任意のものによって作動されてもよい。また、これはステッピング、サーボ、磁気的若しくは圧電的効果のうちの各効果又は組み合わせ効果に由来してもよい。さらにこれは並列、直列、ハイブリッド（並行-直列/直列-並行）の電気機械作動性質、又は標準的（モーター変速動作のスクリューガイド）な解決法を含むこともできる。
最後に示した標準的な手段は、XY軸（平面動作）の場合においては、長時間、動作の高い安定性が提供される。しかしながら、これは配線の管理の難しさと、精度への直接の影響を伴って生じる相反的な誤差（例えば垂直など）とを理由にあまり好ましくはない。  注意点として、DDは、いかなる伝達機構も用いることなく直接的に荷重を動作することを意味することが挙げられる。伝達機構とは、高精度及び高速度の位置決めが可能となる、滑車装置、タイミングベルト、ボールネジ、ギア等である。工程が長い場合は、高い安定性を保証するために改良サーボ技術を頼らなければならない。
【００４７】
位置決めモジュールユニット（Pu）の第二のタイプは、各々、上昇手段（El）及びガイド手段（Gu）含んだものである。
【００４８】
上昇（Eli）ユニットは、以下に説明する2つの部から構成される平面のくさび部材の動作に基づいた動作を行う。2つの部とは、アクチュエータ（Aci）に固定される下部と、ガイドユニット（Gui）を支持する上部であり、前記ガイドユニットは、相互に傾斜した平面の動作表面及び補助ガイド手段（qi）を備える。
上昇ユニットの相対的な動作によって、及び作動ユニットの全体の動作に続いて、前記上部は、2つの向かい合う位置決めモジュール（Pmi）間の距離の制限を受けつつ、上下運動を行う。
重荷重及び精密動作を実現するシンプルな方法として、平らな滑動表面を備える方法がある。
しかしながら、回転/被回転（レール）又は流体（気体、液体）の性質を備える他方の接触面は、最終的に要求される性能を満たしているかどうかが考慮されうる。
ガイド（Gui）位置決めモジュールユニットPuは、球状の動作性質に基づいた動作を行い、また、少なくとも2つの部からなる。2つの部とは、上昇ユニット（EIi）の上部に固定される下部と、テーブル（T）を支持しテーブル（T）に3次元の配向性を与える上部である。
上述の2つの部の関連動作は、球状ガイド表面に作用し、テーブル（T）の必須の回転動作が実行される。
実施形態の類型としては、小型（回転、滑動球状関節（S）の性質、あるいは分離体）、かつシンプルな回転関節（RRR）とそれら（UR/RU）の設計の組み合わせから任意のものとすることができる。
なお、用途に応じて、気体又は任意の液体のような他の機能的性質を用いることを考慮してもよい。
【００４９】
部品の大きさと類型を考慮した最良の設計は、最終的な性能だけでなくデバイス全体の特徴及び寿命にも影響を与えている。
図５に、デバイス全体における位置決めモジュール（Pm）の実施形態及び2つの具体的な配置を示す。
位置決めモジュール（Pm）は、3つの基礎的な位置決めユニット（Pui, i=1,2,3）が重ねて組み合わされたものである。3つのPuは、ａ）一つ目（Pu1）が能動/作動（A）、ｂ）2つ目（Pu2）と3つ目（Pu3）は非能動的（受動的）であり、それぞれくさび状（W）及び球状関節（S）型である。
【００５０】
能動的な（A）位置決めユニットPuは並行作動の性質を有し、原理上は、四角形状の台（b）から構成される。前記台（b）上では、互いに直交する動作軸（t1、t2）を有する2つの類似の線形作動ユニット（A11、A12）が、原理的には長方形の移動体（M）と、性質的には台（b）と同一形状のテーブル（t）と、を連帯して動作する。
前記テーブル（t）は、数個（少なくとも4つの）固定手段（f1）及び中心へと配置される手段（例えば少なくとも一つのピン）を介して固定される。
さらに、テーブル（t）は、原理上は、次の（上部の）Pu（W）を支持する平面表面を備える。
各独立の作動ユニット（A11）と（A12）は、好ましくは、一部が台上に固定される線形作動モーター（m11）、（m12）と、他のもの（プッシャー）から構成される。前記他のものは、自由に動作し、垂直面の同一平面上にガイドアセンブリ（g1、g2）を備える。前記ガイドアセンブリは、一端の一部（好ましくはレール）が移動体（M）に固定される。
作動ユニット（A11）又は（A12）を押す（又は引く）ことによって、移動体（M）は、各々の直交方向（t11又はt12）においた動き及び該方向に沿った動きとなるが、（全体としての）平面動作（t1）においては、それらの複合動作を介して、より特有の動作を行う。
この直交作動ユニット（A）は、好ましくは別の直交作動ユニットA’（A’11、A’12）を追加して出力を強化することで、さらに改良できるであろう。
直交作動ユニットの追加によって、シンプルな各主要作動ユニットは、追加の直交作動ユニットと合わせて（A11、A’11 / A12、A’12）機能しており、4つ全てのアクチュエータが正常に機能すること又は例えば3つだけが機能している場合には部分的に機能を補助することにより、安定した動作サイクルを実行する。
この完全な新しい作動ユニット（A、A’）は、四角形状の台（b）及びテーブル（t）形状と、より一層適合しており、もし必要であれば、強力かつ小型で良好なバランスを備える出力ユニットを形成する。
結果的に、いくつかの他の並行線形アクチュエータの数（例えば3や5など）及びアクチュエータの数に付随する台/テーブルの多角形状について、具体的な使用に特別の制限はない。但し、アクチュエータの数は2が最小値である。
原理上では、ガイド手段（g11、g12）は、好ましくは滑動性質を利用するが、例えば、ローリング、磁気など他のものでも良い。
台の並行パラレル作動における課題解決におけるガイド手段として、非動作ケーブルの課題解決に加え精密性の向上への直接の効果を提供できる利点を伴うような、移動体（M）に特有の重荷重のガイド手段を使用しても良い。移動体（M）は例えば、2自由度の平面の支持面（Σ1）である。
そして、2より多いアクチュエータの場合、2ユニットと同一の出力パラメータを前提として、より小さいサイズのモーター及びより小型な薄型の作動モジュールの部品を選択する方法が明らかにされている。
全ての場合において、センサーは、より精密な動作を適用しても良い。
【００５１】
位置決めユニットPu2は、くさび形状（W）のアセンブリから構成される。前記アセンブリは、原理上はテーブル（t）Aユニットと類似の同一の支持形状の表面を備える、固定の下部（W21）及び可動の上部（W22）である。
【００５２】
前記一組のくさび形状アセンブリの動作によって、V型の溝形状の表面（Σ21, Σ22）と特有のガイド手段（g21、g22）を介して、上部は、滑動ガイド（g21、g22）の一つに沿って可撓性のある脈状（n）の切り込み（溝）を備えた下部に対して、滑らかかつ精密な動作ができるように正確に調整されることができる。さらに上部は、例えばネジのような固定手段（f’2）のいくつか（少なくとも2つ）で固定される。
滑動ガイド（g21、g22）ガイドは、例えばボール、クロスローラーレール及びキャリッジなどの回転動作の性質に基づいた移動の生じる動作（t2）の実行にとって、又はエアガイドなどのより精密な動作の要件にとって、適切な角度の範囲又は他の方法のうち、任意の形式を備えることができる。
【００５３】
Pu3は球状関節（S）位置決めユニットであり、好ましくは球状体（s）を含む。球状体（s）は、例えば、小さな真円度誤差についての計量目的で製造されたキャリブレーションボールである。前記球状体は、向かい合った凹の表面（Σ31, Σ32）を備える2つのハウス部（H1、H2）によって覆われており（但し動作する）、かつ頂部が面取りされた円錐支柱（p）によって支持されている。
ハウス部（H1）はハウス部（H2）を保持しており、いくつか（少なくとも4つ）のネジ固定手段（f3）を用いてテーブル（T）との精密かつ滑らかな組み立てをするための外部ガイド表面（g）を備える。
ハウス部（H1）と（H2）は、実質的におおよそ中心軸において凹凸の球状体の滑らかな回転ができるように調節可能である。また、前記円錐支柱の支持軸は、原理上は上方のくさび状部（W22）の平面支持表面に対して垂直に取り付けられる。
好ましくは、前記3つの表面の相対的な動作の間では、滑動接触の性質による動作がされている。
【００５４】
パラレルテーブル位置決めデバイスの組み立て体全体における一部として上述の位置決めモジュール（Pmi）を用いた、2つの好ましい実施形態を具体的に図５ｂに示す。
この実施形態は、対（Pm1,Pm3 / Pm2,Pm4）に組み合わされた上述の位置決めモジュール（Pm）の、好ましくは同一の４つを使用して構成される。
前記位置決めモジュールは、同一の四角形状サイズ（a=b）である台とテーブルの両方の共通の垂直な対称軸から等距離（円周上）に配置される。
作動/支持脚の対称軸は交差している。作動（b）/支持（a）四角形における、ａ）中間点（図５ｂ１参照）、ｂ）角（図５ｂ２参照）の場合の配置が、図５ｂに示されている。
両方の場合において、固定台（B）は、機器の基本的な構造（回折計）の大抵はより平らである表面に対して、直接取り付けられる平らな表面（平板）であることが予想される。また、直接の他、追加のデバイス（例えば角度計台）を介して取り付けられる場合もある。
台と平面テーブルは、四角形のものの他、例えば8角形などの様々な平面多角形を備えても良いことに留意する。
両実施形態において、好ましくは、球状関節は、下方に位置するテーブル表面及び精密加工されたガイド表面（g3）中にネジを用いて加工された穴（hi）を、部分的に通りながらテーブルに固定される。
シンプルな動作（例えばX軸及びY軸移動）についての作用を示す図は、両実施形態において同一である。
但し、同一でない残りの要素について、位置決めパラメータ及びこれに付随する性能への直接の影響を伴いながら、各軸動作は、下記の数の軸の動作（図５ｂ１）の組み合わせ動作により生じる。前記各軸動作と対応する数は、1）Z軸動作は、a)4及びb)8、2）Rx軸回転動作及びRy軸回転動作は、a)2及びb)8である。
さらに、モジュール間の距離（d）が異なる。各々、a)da、b)dbであり、da<dbである。
即ち、b)の場合のデバイスは、より小さな設置面積（小型）又はより大きな主要開口部（D）を用いて設計可能であると言え、回折計の使用環境において大いに望まれる同一の設置面積でのより簡単なケーブル操作にも対応できる。
位置決めモジュール（Pm）部品と組み立て品全体の両方の上述の設計によると、パラレル位置決めテーブルは、高度なモジュール化及び再構成を示しているといえる。そして、比較的少なくシンプルな部品を構成に含むため、本発明の組み立て品は、仕様を満たしつつコスト効率の良い製品であると言える。
【００５５】
求心性の入力動作（又は変位）により出力動作を発生させる手段は、作業行動を理解し、新しいデバイスの性能を評価するために必要な手順の一つである。
図６で基本的な動作原理の手法を説明する。
Rd-PPT（冗長位置決めテーブル）デバイスは、基準配置（Pn）において直接駆動（平面モータ）を備える。
基準配置とは、設定が無効な配向（Rx=Ry=Rz=0）及びテーブル中央の無効な変位（A; X=Y=0, Z=h）であること意味し、作動ユニットAciにおいて無効な変位(Bi; X1=Y1=0; X2=Y2=0; X3=Y3=0, X4=Y4=0)であることと同様である。
テーブルに対して行われる基本的な動作軸は、
a) X, Y, 又は Rz
b) Rx, Ry 及び Z
であり、この動作軸の並びは、作動モジュール（Aci）のそれぞれの変化に対応している。
なお、最終的な配置（Pf）は、一点鎖線として示される。
【００５６】
X軸（Tx）に沿った前後への移動動作は、特定の軸に沿ってかつ同じ方向(ti1, i=1,…,4)への全てのアクチュエータの同期された動作によって実行される。このとき、残りの動作としてY軸(ti2, i=1,…,4)に沿った動作は、受動的（又はフリー状態）である（図６ａ１参照）。
初期から最終の（A’）位置までの点（A）の正の変位（X）を想定すると、同一軸に関連する全てのモーターは、同一値(X=X1=X2=X3=X4)を動きながら同一方向に動作されなければならない。又は、モーターは全てでなくとも、少なくとも3つは（4番目はこの方向では受動的でも良い）動作されなければならない。
例えば、もしAc1(X1), Ac2(X2)及びAc3 (X3)が動作しているならば、そのときはAc4 (X4)は完全にフリーの状態でもよい。
上述の動作の場合、次の関係が存在する。X=X1=X2=X3 (=X4)そしてY1=Y2=Y3=Y4=0。
直交かつ同一平面上の第二の軸（Y）についても同様である（図６ａ２参照）。
Y軸（Ty）に沿った前後への移動動作は、特定の軸に沿ってかつ同じ方向(ti2, i=1,…,4)への全てのアクチュエータの同期された動作によって実行される。
点A（Y）のY軸に沿った線形の変位を想定すると、Y軸に関連する全て又は少なくとも3つの作動ユニット(Aci, i=1,..,4)の同期された動作は能動的にされ、作動ユニットが同一方向(Y=Y1=Y2 =Y3=Y4)に動かなければならない。
上述の動作の場合、もしAc1 (Y1)、Ac2 (Y2)及びAc3 (Y3)が能動的に動作すれば、Ac4 (Y4)は受動的とすることができる（Y=Y1=Y2=Y3 (=Y4)）。
【００５７】
テーブルの垂直の前後への移動動作（Tz）は、全て又は少なくとも3つの作動ユニット(Aci,i=1,…,4)の同時に並行した（同期された）動作によって実行される（図６ｂ３参照）。
Z軸（Z）に沿ったA点の変位を想定すると、全ての作動ユニット（Ac）は能動的であり、Z軸（Z=tgαX1=tgαY2=tgαX3 (=tgαY4)）又は台の中央である点（B）に対して逆方向（上向き）に同時に動作する。前記動作において、作動ユニットは全てでなくとも、少なくともそれらの3つが能動的でもよい。（このとき、同様の4番目のものは受動的である）
例えば、Ac1 (X1)、 Ac2 (Y2) 及び Ac3 (X3)が能動的に動作すれば、Ac4（Y4）は受動的でもよい。
【００５８】
X軸又はY軸周り（Rx、Ry）の対称性の回転は、2つのアクチュエータAci(i=1,2)を一組として、前後線形動作(ti1(2), i=1,2)の複合によって実行される。又は、回転軸に対して同軸にない1つのアクチュエータの前後線形動作によって実行される（図６ｂ１、２参照）。
正の角度変位α（β）を得るために、対応する直交軸に沿って逆方向の同時の線形変位動作が実行されなければならない。
例えば、Rx（α）の場合はA2(Y2)及び/又はA4(Y4)、Ry（β）の場合はA1(X1) 及び A3(X3)について、α(β)=arctg(Zi/ai)、Zi=Xi(Yi)arctg(αi)となるようにする。
Z軸周り（Rz）の対称性の回転は、4つ又は少なくとも3つのアクチュエータAci(i=1〜4)の組全体の複合前後線形動作(ti12, i=1,…,4)によって実行される（図６ａ３参照）。
正の角度変位γを得るためには、Z軸周りと同一方向の同時の線形変位動作が実行されなければならない。
例えば、Rz（γ）の場合はA1(X1,Y2)、A2(X2,-Y2)及びA3(X3,Y3)について、γ= arctg (Yi/Xi)となるようにする。
【００５９】
上述の結果として、動作及び支持する脚の数として、最低限の安定性のために必要な3点と完全な動作性能のために十分な最大限の6点との間の数から4を選択し、かつ小型の双方向線形アクチュエータを使用することで、本パラレル位置決めテーブルデバイスは、高出力で高エネルギー効率の3次元位置決め軌道を実現しつつ、精密性、速度及び安定性の向上と簡易な機器操作との間の背反を解消している。
【００６０】
上述の冗長なパラレル位置決めテーブル（Rd-PPT）の概念は、精密で高速度のテーブルのような自動又は手動で動作される機器に適用することができる。例えば、機械、光学、半導体（リソグラフィ、LCD、ウェファ、印刷など）の加工プロセスや、極限環境（真空、極低温、磁気）での使用を含む航空、医療又はバイオテクノロジーの分野における、配置、シミュレーション、走査、組み立て、測定、制御又は試用その他の操作である。
【００６１】
上記の説明例は、空間において自動的に（又は手動的に）一つの筐体又は複数の重筐体に所定の精密性、速度及び安定性を備えるためのデバイス及び手法を提供する。
位置決めテーブルデバイスは、対称性の冗長な6自由度の空間パラレル運動学的機構に基づいており、クワドロポッド属の一つである。
各ポッド（脚）は、垂直支持の位置決めモジュールとして構成されており、モーターを伴って台に配置され並行に2自由度で作動されるユニットによって動作される。さらに各作動ユニットは、上昇ユニット及びガイド位置決めユニットの、2つの非作動ユニットを支持する。
上昇ユニットは、対に配置された2つの向かい合ったくさび形状の構造からなり、球状支持点からガイド位置決めユニットへと続いて配置される。
これらの複合動作を通して、プラットフォーム様のテーブルは、線形及び回転のデカルト方向において簡単かつ直感的に動かすことができる。
多くの場合シンクロトン機器において、重荷重を操作するために、本デバイスは、小さいサイズ、薄型及び単純な構造を備え、先行技術と比較して、剛性、精密性、速度が向上した位置決めの性能を提供する。
【図１】
0006613432.tif 000004
【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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