(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドエフェクタを用いて作業を行う６自由度の作業装置であって、作業装置本体と、この作業装置本体に作業者の身体が不要に接触することを防止する安全措置手段とを備え、
前記作業装置本体は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の直動ユニットと、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の回転ユニットとを備え、前記直動ユニットは基部を架台に固定して設置され、前記回転ユニットの基部が前記直動ユニットの出力部に固定して設置され、かつ前記回転ユニットの出力部に前記エンドエフェクタが搭載され、
前記安全措置手段は、前記作業装置本体が設置された空間である作業領域と、この作業領域の外側の空間である非作業領域とを分離するものであり、前記非作業領域から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入可能な侵入可能部と、この侵入可能部から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知する侵入検知センサとを有し、
前記回転ユニットは前記複数の回転機構のうちの少なくとも１つが２自由度のリンク作動装置であり、このリンク作動装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構に前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更させる姿勢制御用アクチュエータが設けられていて、
前記姿勢制御用アクチュエータはそれぞれがトルク検出手段を有し、このトルク検出手段の検出信号から前記回転ユニットに作業者の身体が接触したことを検知する接触検知手段が設けられた
ことを特徴とする作業装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業装置において、前記安全措置手段は、複数の面材を備え、前記複数の面材が前記作業装置本体を囲む安全カバーであり、前記複数の面材のそれぞれは、前記３つの直動アクチュエータの３つの可動方向のうち２つの可動方向と平行である作業装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の作業装置において、前記侵入可能部は、この侵入可能部が存在する平面に平行な２つの前記直動アクチュエータの可動方向の各長さが、それぞれ前記２つの直動アクチュエータの可動範囲よりも小さい作業装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の作業装置において、前記基端側のリンクハブと前記先端側のリンクハブとの間の内部空間に作業者の身体の少なくとも一部が侵入することを防止する侵入防止カバーが設けられた作業装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の作業装置において、前記回転ユニットに、作業者の身体と接触したときの衝撃を軽減する緩衝材が設けられた作業装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の作業装置において、前記直動ユニットの前記各直動アクチュエータは、それぞれの進退部分からなるステージが、前記エンドエフェクタによって作業が行われる作業空間に対して外側を向くように配置されている作業装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の作業装置において、前記侵入検知センサが前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知すると、前記作業装置本体の動作速度を低下させるか、または動作を停止させるように制御する制御装置が設けられた作業装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の作業装置において、前記安全措置手段に、前記作業領域と前記非作業領域間でワークを搬出・搬入するためのワーク搬出入部が１つ以上設けられ、かつ前記ワーク搬出入部から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知するワーク搬出入部用の侵入検知センサが設けられた作業装置。
【請求項９】
互いに幾何学的に対称となるように２つ並べて配置され、それぞれがエンドエフェクタを用いて作業を行う６自由度の作業装置本体と、これら２つの作業装置本体に作業者の身体が不要に接触することを防止する安全措置手段とを備え、
前記作業装置本体は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の直動ユニットと、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の回転ユニットとを備え、前記直動ユニットは基部を架台に固定して設置され、前記回転ユニットの基部が前記直動ユニットの出力部に固定して設置され、かつ前記回転ユニットの出力部に前記エンドエフェクタが搭載され、
前記安全措置手段は、前記２つの作業装置本体が設置された空間である作業領域と、この作業領域の外側の空間である非作業領域とを分離するものであり、前記非作業領域から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入可能な侵入可能部と、この侵入可能部から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知する侵入検知センサとを有し、
前記回転ユニットは前記複数の回転機構のうちの少なくとも１つが２自由度のリンク作動装置であり、このリンク作動装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構に前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更させる姿勢制御用アクチュエータが設けられていて、
前記姿勢制御用アクチュエータはそれぞれがトルク検出手段を有し、このトルク検出手段の検出信号から前記回転ユニットに作業者の身体が接触したことを検知する接触検知手段が設けられた
ことを特徴とする双腕型作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、医療機器や産業機器等の高速、高精度の作業を必要とする機器、組立てのような木目細かい作業を必要とする機器、人と共存するロボット等に用いられる作業装置および双腕型作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２に、６自由度の多関節ロボット型の作業装置が提案されている。特許文献１は単腕型の構成であり、特許文献２は双腕型の構成である。これらの作業装置は、回転１自由度の機構を６つ組み合わせることで、全体で６自由度の構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２９５２１号公報
【特許文献２】特許第４５２８３１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の作業装置は、すべて回転１自由度の機構の組合せで構成されているため、以下の課題がある。
・先端に搭載するエンドエフェクタの姿勢を少し変更する場合や直線移動する場合、複数のモータを協調させて駆動する必要があり、木目細かい作業を高速に行うことができない。
・エンドエフェクタの姿勢を少し変更するだけの場合でも、手首関節（エンドエフェクタに近い関節）だけでなく腕（エンドエフェクタから離れた部位）の移動量が大きくなってしまうため、作業装置の一部が周囲の人や物と接触し易い。接触を完全に避けるためには、大きな囲いを設ける必要があり、専有面積が広くなる。
・エンドエフェクタの１つの姿勢に対して複数の解が存在する場合があり、教示を行う際に各軸を動かしても先端がどのような方向に移動するかイメージし難い。このため、操作を行うには知識や経験が必要である。
・可動範囲が広いため、人や物との接触を想定して安全機能を充実させる必要があり、装置全体が高価になる。
・人や物との接触を避けるために、動作速度を落として作業を行ったり、動作範囲であっても能力以下に抑えて作業を行ったりする必要があり、能力を十分に発揮できない。
・安全機能が充実していても、作業者は作業装置と接触することに対して抵抗があり、人と作業装置が共存するのが難しい。
【０００５】
特許文献２の作業装置も、すべて回転１自由度の機構の組合せで構成されているため、特許文献１の作業装置と同様の課題がある。加えて、双腕型である特許文献２の作業装置には、以下の課題がある。
・各アームの可動範囲が広いため、アーム同士が干渉する領域も広い。アーム同士が接触しないように動作を行うには知識や経験が必要である。
・可動範囲が広いアームを２つ有するため、囲いを設ける場合にはさらに専有面積が広くなる。
【０００６】
この発明の目的は、細かい作業を行うときの作業装置本体の動作量が小さくて済み、かつ作業装置本体に作業者の身体が接触すること防止することで人と共存することができ、人が行う手作業に近い作業を自動で行うことが可能な作業装置を提供することである。
この発明の他の目的は、細かい作業を行うときの作業装置本体の動作量が小さくて済み、かつ作業装置本体に作業者の身体が接触すること防止することで人と共存することができ、人が両手を使って行うような作業が可能な双腕型作業装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の作業装置は、エンドエフェクタを用いて作業を行う６自由度の作業装置であって、作業装置本体と、この作業装置本体に作業者の身体が不要に接触することを防止する安全措置手段とを備え、
前記作業装置本体は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の直動ユニットと、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の回転ユニットとを備え、前記直動ユニットは基部を架台に固定して設置され、前記回転ユニットの基部が前記直動ユニットの出力部に固定して設置され、かつ前記回転ユニットの出力部に前記エンドエフェクタが搭載され、
前記安全措置手段は、前記作業装置本体が設置された空間である作業領域と、この作業領域の外側の空間である非作業領域とを分離するものであり、前記非作業領域から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入可能な侵入可能部と、この侵入可能部から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知する侵入検知センサとを有する。
【０００８】
この構成の作業装置本体によると、エンドエフェクタで作業を行う際に、主に３自由度の直動ユニットによってエンドエフェクタの位置を決め、かつ３自由度の回転ユニットによってエンドエフェクタの姿勢を決める。直動ユニットの各直動アクチュエータおよび回転ユニットの各回転機構が、直交座標系で表現されるエンドエフェクタの位置、および極座標系で表現されるエンドエフェクタの姿勢にそれぞれ対応するため、エンドエフェクタの位置、姿勢に対する各直動アクチュエータおよび各回転機構の動作をイメージし易く、姿勢教示作業等の動作パターンの設定が容易である。また、エンドエフェクタの位置、姿勢に対して、各直動アクチュエータの動作位置および各回転機構の動作角度が一意に決まる。つまり、特異点を持たない。これらのことから、熟練した知識や経験が無くても、作業装置の操作を行うことができる。
【０００９】
他に、以下の作用・効果が得られる。
・組立て作業のような木目細かい作業を行う場合、主に回転ユニットだけを動かして作業を行うことができる。そのため、直動ユニットの動作量が小さくて済み、作業装置本体全体の稼働量を小さくでき、安全である。また、囲い等の安全措置手段を設置する必要のある面積を狭くできる。
・可動範囲に大きく影響する部分に直動アクチュエータを使用しているため、作業内容や周囲の環境に応じて、メカストッパやリミットセンサを用いて容易に動作範囲を制限できる。
・直動ユニットと回転ユニットを別々に設けているため、作業装置本体を仕様変更する場合にどちらかのユニットのみを変更することが可能である。これにより、仕様が異なる作業装置本体間での部品の共通化を図れる。
・直動アクチュエータによってエンドエフェクタの位置を決めるので、エンドエフェクタの直線動作を高速かつ正確に行うことができる。
【００１０】
また、安全措置手段は以下のように作用をする。
・安全措置手段に侵入可能部が設けられ、この侵入可能部以外からは作業者の身体の一部が作業領域に侵入することができないため、人と作業装置本体とが接触できる範囲が限定され、安全性が高い。
・侵入検知センサが設けられているため、作業者の身体の一部が作業領域に侵入したことを確実に検知できる。侵入検知センサが侵入を検知した場合、作業装置本体の動作を停止させるか、または減速させる等の適切な措置をとることができる。これにより、侵入検知センサによる侵入の検知がなく、作業者の身体の一部が作業装置本体に近づいていない状態では、作業装置本体を高速で動作でき、生産性が向上する。
【００１３】
前記回転ユニットは前記複数の回転機構のうちの少なくとも１つが２自由度のリンク作動装置である。このリンク作動装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構に前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更させる姿勢制御用アクチュエータが設けられている。
【００１４】
リンク作動装置は、基端側のリンクハブと、先端側のリンクハブと、３組以上のリンク機構とで、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが直交２軸周りに回転自在な２自由度機構を構成する。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、先端側のリンクハブの可動範囲を広くとれる。例えば、基端側のリンクハブの中心軸と先端側のリンクハブの中心軸の折れ角の最大値は約±９０°であり、基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの旋回角を０°〜３６０°の範囲に設定できる。また、折れ角９０°、旋回角３６０°の作動範囲において特異点を持たないスムーズな動作が可能である。
【００１５】
上記のように可動範囲が広くスムーズな動作が可能なリンク作動装置を回転ユニットに使用することで、高速で木目細かい作業を行うことができる。また、リンク作動装置はコンパクトな構成でありながら可動範囲が広いため、作業装置全体がコンパクトな構成になる。
【００１６】
前記姿勢制御用アクチュエータはそれぞれがトルク検出手段を有し、このトルク検出手段の検出信号から前記回転ユニットに作業者の身体が接触したことを検知する接触検知手段が設けられている。
リンク作動装置は、その可動範囲内において、特異点が無く全方向にスムーズに動ける構成であるため、先端側のリンクハブに対して異物が様々な方向から接触しても、姿勢制御用アクチュエータに確実にトルクが伝達される。このため、トルク検出手段は様々な方向のトルクを検出可能であり、作業者の身体が接触したことを接触検知手段が正確に検知することができる。このように姿勢制御用アクチュエータに設けられているトルク検出手段を接触の検知に利用することで、別の接触検知用のセンサを設ける必要がなくなり、作業装置本体のコンパクト化やコスト低減に繋がる。
【００１７】
この発明の作業装置において、前記安全措置手段は、複数の面材を備え、前記複数の面材が前記作業装置本体を囲む安全カバーであり、前記複数の面材のそれぞれは、前記３つの直動アクチュエータの３つの可動方向のうち２つの可動方向と平行であると良い。
安全措置手段を上記形状の安全カバーとすると、安全カバーの内部空間の体積と作業装置本体の可動部が移動する領域の体積とをほぼ等しくできる。このため、安全措置手段を含めても、作業装置のコンパクトな構成を実現できる。
侵入可能部から侵入する以外に作業者の身体と作業装置本体とが接触することがないため、作業者が作業装置の近くにいても安心して作業できる。
この発明の作業装置において、前記侵入可能部は、この侵入可能部が存在する平面に平行な２つの前記直動アクチュエータの可動方向の各長さが、それぞれ前記２つの直動アクチュエータの可動範囲よりも小さいのが望ましい。
この構成であると、安全カバーと作業装置本体との間に作業者の身体の一部を入れることができないため、安全である。
前記回転ユニットにリンク作動装置が含まれている場合、前記基端側のリンクハブと前記先端側のリンクハブとの間の内部空間に作業者の身体の少なくとも一部が侵入することを防止する侵入防止カバーが設けられていると良い。
侵入防止カバーを設けることで、誤って作業者の身体の一部が前記内部空間に入り込むのを防ぐごとができ、安全である。
【００１８】
この発明の作業装置において、前記回転ユニットに、作業者の身体と接触したときの衝撃を軽減する緩衝材が設けられていると良い。
安全措置手段の侵入可能部からのみ作業領域に侵入可能であるため、作業者の身体と接触する可能性のある作業装置本体の部分は、ほぼ回転ユニットだけに限定される。このため、回転ユニットのみに緩衝材が設けられていれば、作業者の安全を確保することができる。これにより、安全用設備の設置が最小限で済み、装置全体が安価になる。
【００１９】
この発明において、前記直動ユニットの前記各直動アクチュエータは、それぞれの進退部分からなるステージが、前記エンドエフェクタによって作業が行われる作業空間に対して外側を向くように配置されていると良い。
各直動アクチュエータのステージを作業空間に対して外側を向くように配置することで、作業空間を広くするだけでなく、作業空間内に手を入れた場合等の安全性が高まる。
【００２０】
この発明において、前記侵入検知センサが前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知すると、前記作業装置本体の動作速度を低下させるか、または動作を停止させるように制御する制御装置が設けられていると良い。
侵入検知センサの検知結果に従って制御装置によって作業装置本体の動作を制御することで、作業領域へのワークの搬出・搬入作業や、作業装置本体の補助作業を作業者が安心して行える。
【００２１】
この発明において、前記安全措置手段に、前記作業領域と前記非作業領域間でワークを搬出・搬入するためのワーク搬出入部が１つ以上設けられ、かつ前記ワーク搬出入部から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知するワーク搬出入部用の侵入検知センサが設けられていると良い。
安全措置手段にワーク搬出入部が設けられていると、作業領域にワークを搬出・搬入する装置、例えばコンベア装置のライン上に作業装置本体を設置することができる。作業装置本体の補助作業は侵入可能部から手を入れて行うので、通常ではワーク搬出入部から作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入することはない。よって、ワーク搬出入部用の侵入検知センサを設けることで、ワーク搬出入部から作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したという異常事態を検知して、迅速な対応をとることが可能である。
【００２２】
この発明の双腕型作業装置は、互いに幾何学的に対称となるように２つ並べて配置され、それぞれがエンドエフェクタを用いて作業を行う６自由度の作業装置本体と、これら２つの作業装置本体に作業者の身体が不要に接触することを防止する安全措置手段とを備え、
前記作業装置本体は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の直動ユニットと、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の回転ユニットとを備え、前記直動ユニットは基部を架台に固定して設置され、前記回転ユニットの基部が前記直動ユニットの出力部に固定して設置され、かつ前記回転ユニットの出力部に前記エンドエフェクタが搭載され、
前記安全措置手段は、前記２つの作業装置本体が設置された空間である作業領域と、この作業領域の外側の空間である非作業領域とを分離するものであり、前記非作業領域から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入可能な侵入可能部と、この侵入可能部から前記作業領域に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知する侵入検知センサとを有する。
前記回転ユニットは前記複数の回転機構のうちの少なくとも１つが２自由度のリンク作動装置である。このリンク作動装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構に前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更させる姿勢制御用アクチュエータが設けられている。
前記姿勢制御用アクチュエータはそれぞれがトルク検出手段を有し、このトルク検出手段の検出信号から前記回転ユニットに作業者の身体が接触したことを検知する接触検知手段が設けられている。
【００２３】
この構成の双腕型作業装置の２つの作業装置本体も、それぞれ前記作業装置の作業装置本体と同様に作用する。双腕型作業装置は、作業装置本体を２つ並べたことで、人が両手を使って行うような作業が可能である。これにより、人の代わりとなる作業、特に部品の組立てのような作業を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の作業装置は、細かい作業を行うときの作業装置本体の動作量が小さくて済み、かつ作業装置本体に作業者の身体が接触すること防止することで人と共存することができ、人が行う手作業に近い作業を自動で行うことが可能である。
【００２５】
この発明の双腕型作業装置は、細かい作業を行うときの作業装置本体の動作量が小さくて済み、かつ作業装置本体に作業者の身体が接触すること防止することで人と共存することができ、人が両手を使って行うような作業が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】提案例にかかる作業装置の一部を断面で表した正面図である。
【図２】同作業装置の作業装置本体の直動ユニットの（Ａ）正面図、および（Ｂ）平面図である。
【図３】同作業装置本体の回転ユニットの（Ａ）正面図、および（Ｂ）平面図である。
【図４】同作業装置の安全カバーからなる安全措置手段の外観斜視図に制御系のブロック図を付加した図である。
【図５】同制御系の制御装置による制御の一例のフローチャートである。
【図６】同制御系の制御装置による制御の他の例のフローチャートである。
【図７】他の安全カバーからなる安全措置手段の外観斜視図に制御系のブロック図を付加した図である。
【図８】同制御系の制御装置による制御の一例のフローチャートである。
【図９】他の安全措置手段の外観斜視図に制御系のブロック図を付加した図である。
【図１０】この発明の一実施形態にかかる作業装置の一部を断面で表した正面図である。
【図１１】同作業装置の作業装置本体の回転ユニットの一部を断面で表した正面図である。
【図１２】同回転ユニットのリンク作動装置のパラレルリンク機構の斜視図である。
【図１３】同パラレルリンク機構の異なる状態の斜視図である。
【図１４】図１１のXIV −XIV 断面図である。
【図１５】同リンク作動装置の１つのリンク機構を直線で表現した図である。
【図１６】同作業装置のコントローラの構成を示すブロック図である。
【図１７】この発明の他の実施形態にかかる作業装置の作業装置本体の回転ユニットの一部を断面で表した正面図である。
【図１８】この発明のさらに他の実施形態にかかる作業装置の一部を断面で表した正面図である。
【図１９】同作業装置の作業装置本体の回転ユニットの要部を示す正面図である。
【図２０】図１９のXX−XX断面図である。
【図２１】この発明のさらに他の実施形態にかかる作業装置の作業装置本体の回転ユニットの要部を示す正面図である。
【図２２】この発明の一実施形態にかかる双腕型作業装置の一部を断面で表した正面図である。
【図２３】同双腕型作業装置の作業装置本体の斜視図である。
【図２４】（Ａ）同作業装置本体の直動ユニットの平面図、（Ｂ）は直動ユニットの別の形態の平面図である。
【図２５】同双腕型作業装置の安全カバーからなる安全措置手段の外観斜視図である。
【図２６】他の安全カバーからなる安全措置手段の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面と共にこの発明の実施形態およびこの発明と関連する提案例を説明する。
〔提案例１〕
図１〜図５は、提案例に係る作業装置を示す。図１に概略構成を示すように、この作業装置１は、作業装置本体１Ａと、この作業装置本体１Ａを囲む安全カバー１３０とを備える。安全カバー１３０は、作業装置本体１Ａに作業者Ｐの身体が不要に接触することを防止する安全措置手段である。
【００２８】
作業装置本体１Ａは、架台２と、この架台２に基部を固定して設置された直動ユニット３と、この直動ユニット３の出力部に基部を固定して設置された回転ユニット４と、この回転ユニット４の出力部に搭載されたエンドエフェクタ５とを備える。エンドエフェクタ５は、ワーク載置台６の上に載置されたワーク７に対して作業を行う。エンドエフェクタ５は、ワーク７に対して接触して作業を行うものであってもよく、非接触で作業を行うものであってもよい。エンドエフェクタ５によるワーク７に対する作業は、作業空間Ｓの範囲内で可能である。
【００２９】
直動ユニット３は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の構成である。回転ユニット４は、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の構成である。この提案例では、１自由の回転機構を３つ組み合わせて回転ユニット４が構成されている。よって、この作業装置本体１Ａは、全体で６自由度の構成である。
【００３０】
図２（Ａ），（Ｂ）は直動ユニット３の正面図と平面図である。直動ユニット３は、第１の直動アクチュエータ１１と、第２の直動アクチュエータ１２と、第３の直動アクチュエータ１３とを備える。第１の直動アクチュエータ１１は、架台２の水平部２ａに設置され、ステージ１１ａが左右方向（Ｘ軸方向）に進退する（有効ストロークｓＸ）。第２の直動アクチュエータ１２は、第１の直動アクチュエータ１１のステージ１１ａに設置され、ステージ１２ａが前後方向（Ｙ軸方向）に進退する（有効ストロークｓＹ）。第３の直動アクチュエータ１３は、第２の直動アクチュエータ１２のステージ１２ａに設置され、ステージ１３ａが上下方向（Ｚ軸方向）に進退する（有効ストロークｓＺ）。各直動アクチュエータ１１，１２，１３は、それぞれモータ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂを駆動源とする電動アクチュエータである。これらの各直動アクチュエータ１１，１２，１３は、それぞれのステージ１１ａ，１２ａ，１３ａが、前記作業空間Ｓ（図１）に対して外側を向くように配置されている。
なお、架台２に固定される前記直動ユニット３の基部は第１の直動アクチュエータ１１のうち進退しない部分のことであり、回転ユニット４の基部が固定される前記直動ユニット３の出力部は第３の直動アクチュエータ１３のステージ１３ａのことである。
【００３１】
図３（Ａ），（Ｂ）は回転ユニット４の正面図と平面図である。回転ユニット４は、直動ユニット３（図１参照）の出力部に固定された回転ユニット取付部材２０と、この回転ユニット取付部材２０に取り付けられた第１の回転機構２１と、この第１の回転機構２１の回転部分２１ａに取り付けられた第２の回転機構２２と、この第２の回転機構２２の回転部分２２ａに取り付けられた第３の回転機構２３とを備える。第１、第２、第３の各回転機構２１，２２，２３の回転軸心２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは、互いに直交している。これら各回転機構２１，２２，２３の回転駆動源は、例えばモータ２１ｃ，２２ｃ，２３ｃである。
なお、直動ユニット３の出力部に固定される前記回転ユニット４の基部は回転ユニット取付部材２０のことであり、エンドエフェクタ５が取り付けられる前記回転ユニット４の出力部は第３の回転機構２３の回転部分２３ａのことである。
【００３２】
図２に示すように、直動ユニット３の出力部である第３の直動アクチュエータ１３のステージ１３ａには、回転ユニット取付部材２０を固定するためのねじ孔１４，１５および位置決め孔１６が設けられている。ねじ孔１４は、回転ユニット取付部材２０が固定される箇所の中心部に１つだけ設けられている。ねじ孔１５は、前記中心部のねじ孔１４を中心とする円周上に複数設けられている。位置決め孔１６は、ねじ孔１５が設けられている円周よりも半径が小さい同心円周上に、ねじ孔１５と同数だけ設けられている。
回転ユニット取付部材２０には、前記ねじ孔１４，１５に対応する一直線に並ぶ３つのボルト挿通孔（図示せず）と、前記位置決め孔１６に対応する２つの位置決め用突起（図示せず）とが設けられている。
【００３３】
第３の直動アクチュエータ１３の出力部であるステージ１３ａに回転ユニット取付部材２０を固定するにあたっては、回転ユニット取付部材２０の２つの位置決め用突起を、ステージ１３ａにおける中央部のねじ孔１４を挟んで対峙する２つ位置決め孔１６に係合させることで、ステージ１３ａに対する回転ユニット取付部材２０の正面視の角度を決める。その状態で、図１に示すように、回転ユニット取付部材２０の３つのボルト挿通孔にそれぞれ取付ボルト２４を挿通し、各取付ボルト２４をステージ１３ａの中央部のねじ孔１４およびその両側の２つのねじ孔１５に螺合させることで、ステージ１３ａに回転ユニット取付部材２０を固定する。回転ユニット取付部材２０の２つの位置決め用突起を係合させるステージ１３ａの２つ位置決め孔１６を変更することで、直動ユニット３の出力部に対する回転ユニット４の基部の取付角度が変更可能である。
【００３４】
この作業装置本体１Ａの作用を説明する。
この構成によると、主に３自由度の直動ユニット３によってエンドエフェクタ５の位置が決められ、かつ３自由度の回転ユニット４によってエンドエフェクタ５の姿勢が決められる。直動ユニット３の各直動アクチュエータ１１，１２，１３および回転ユニット４の各回転機構２１，２２，２３が、直交座標系で表現されるエンドエフェクタ５の位置、および極座標系で表現されるエンドエフェクタ５の姿勢にそれぞれ対応するため、エンドエフェクタ５の位置、姿勢に対する各直動アクチュエータ１１，１２，１３および各回転機構２１，２２，２３の動作をイメージし易く、姿勢教示作業等の動作パターンの設定が容易である。また、エンドエフェクタ５の位置、姿勢に対して、各直動アクチュエータ１１，１２，１３の動作位置および各回転機構２１，２２，２３の動作角度が一意に決まる。つまり、特異点を持たない。これらのことから、熟練した知識や経験が無くても、作業装置本体１Ａの操作を行うことができる。
【００３５】
エンドエフェクタ５でワーク７に対して組立て作業のような木目細かい作業を行う場合、主に回転ユニット４だけを動かして作業を行うことができる。そのため、直動ユニット３の動作量が小さくて済み、作業装置本体１Ａの全体の可動範囲を小さくでき、安全である。また、安全カバー１３０の設置面積を狭くできる。
【００３６】
直動アクチュエータ１１，１２，１３によってエンドエフェクタ５の位置を決めるので、エンドエフェクタ５の直線動作を高速かつ正確に行うことができる。また、可動範囲に大きく影響する部分に直動アクチュエータ１１，１２，１３が使用されているため、作業内容や周囲の環境に応じて、メカストッパやリミットセンサを用いて容易に動作範囲を制限できる。
【００３７】
直動ユニット３の各直動アクチュエータ１１，１２，１３は、その進退部分からなるステージ１１ａ，１２ａ，１３ａが作業空間Ｓに対して外側を向くように配置されているため、作業空間Ｓを広くすることができる。また、作業空間Ｓ内に手を入れた場合等の安全性が高まる。
【００３８】
直動ユニット３と回転ユニット４を別々に設けているため、作業装置本体１Ａを仕様変更する場合にどちらかのユニットのみを変更することが可能である。例えば、回転ユニット４を、図３に示す形態から、後で説明する図１１に示す形態、図１７に示す形態、図１９に示す形態等に変更することができる。これにより、仕様が異なる作業装置本体１Ａ間での部品の共通化を図れる。
【００３９】
また、直動ユニット３の出力部である第３の直動アクチュエータ１３のステージ１３ａに対して、回転ユニット４の基部である回転ユニット取付部材２０が、取付ボルト２４によって取付角度を変更可能に取り付けられる。このため、作業内容や周囲の環境に応じて装置構成を容易に変更することができる。
【００４０】
以上に説明したように、この作業装置本体１Ａは、細かい作業を行うときの作業装置本体１Ａの全体の動作量が小さいため、動作の安全性が高く、人と共存することができる。つまり、人が行う手作業に近い作業を自動で行うことができる。また、段取り替え時間や調整時間の短縮が可能で、高速動作ができることから、生産性が向上する。
【００４１】
図４に示すように、安全カバー１３０は、隣合う２つの面材が互いに直交するように配置された４つの立面材（面材）１３１，１３２，１３３，１３４と１つの天面材（面材）１３５とからなる。つまり、下方を向く面が開放した直方体の形状である。安全カバー１３０で作業装置本体１Ａを囲むことで、作業装置本体１Ａが設置された空間である作業領域Ｒ１（図１）が、この作業領域Ｒ１の外側の空間である非作業領域Ｒ２（図１）から分離される。
【００４２】
安全カバー１３０は、４つの立面材１３１〜１３４および１つの天面材１３５が、それぞれ前記３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３（図１）の３つの可動方向のうち２つの可動方向と平行となるように設置されている。具体的には、立面材１３１，１３３は第１の直動アクチュエータ１１および第３の直動アクチュエータ１３の各可動方向（Ｘ軸方向、Ｚ軸方向）と平行であり、立面材１３２，１３４は第２の直動アクチュエータ１２および第３の直動アクチュエータ１３の各可動方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）と平行であり、天面材１３５は第１の直動アクチュエータ１１および第２の直動アクチュエータ１３の各可動方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）と平行である。
【００４３】
側面を向く立面材１３２の下部には、非作業領域Ｒ２から作業領域Ｒ１に作業者の身体の一部（例えば手）を侵入させることが可能な侵入可能部１３６が設けられている。この侵入可能部１３６は長方形の開口であり、その高さ寸法Ｈは第３の直動アクチュエータ１３の可動範囲（有効ストロークｓＺ；図２）よりも小さく、かつその幅寸法Ｗは第２の直動アクチュエータ１２の可動範囲（有効ストロークｓＹ；図２）よりも小さくしてある。
【００４４】
安全カバー１３０には、前記侵入可能部１３６から作業領域Ｒ１に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知する侵入検知センサ１３７が設けられている。侵入検知センサ１３７は、例えば侵入可能部１３６の上下に発光部１３７ａと受光部１３７ｂとを並べ（対向するように）て配置した光学式センサからなる。侵入検知センサ１３７は制御装置１３８に接続されている。制御装置１３８は、コンピュータによる数値制御式のものであり、侵入検知センサ１３７が侵入を検知すると、直動ユニット３および回転ユニット４の各モータ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，２１ｃ，２２ｃ，２３ｃの駆動を制限するように制御する。
【００４５】
図５は、制御装置１３８による制御の一例を示すフローチャートである。初期状態では、動作指令がＯＦＦ、動作完了がＯＮとなっている。動作指令および動作完了の信号は、作業者のスイッチ操作等により出力される。初期状態から動作指令がＯＮになる（動作完了はＯＦＦになる）と、作業装置本体１Ａが動作を開始する（ステップ１）。
【００４６】
作業装置本体１Ａの動作中、動作完了がＯＮであるか否かを判定する（ステップ２）。ＯＮである場合は作業装置本体１Ａの動作を停止して作業を終了し、ＯＮでない場合は作業装置本体１Ａの動作を継続する。
【００４７】
また、作業装置本体１Ａの動作中、侵入検知センサ１３７がＯＮであるか否かを判定する（ステップ３）。ＯＮである場合は作業装置本体１Ａの動作を停止（ステップ４）し、ＯＮでない場合は作業装置本体１Ａの通常動作を継続する（ステップ５）。通常動作とは、指令された動作を指令された速度で行う動作のことである。侵入検知センサ１３７がＯＮになって作業装置本体１Ａの動作を停止させた場合でも、侵入検知センサ１３７がＯＮでなくなれば、作業装置本体１Ａの動作を再開する（ステップ５）。
【００４８】
つまり、図５の制御によると、侵入可能部１３６から作業者の身体の一部が作業領域Ｒ１（図１参照）に侵入したら、作業装置本体１Ａの動作サイクルを停止させる。このように制御することで、作業領域Ｒ１へワーク７の搬出・搬入作業や、作業装置本体１の補助作業を行う場合、作業装置本体１Ａが停止状態に維持される。このため、上記作業を安心して行える。また、作業装置本体１Ａの動作中、誤って作業者が侵入可能部１３６から作業領域Ｒ１に手を入れてしまった場合にも、侵入検知センサ１３７がＯＮとなり（ステップ３）、作業装置本体１Ａが自動的に停止する（ステップ４）。このため、安全である。その後、作業領域Ｒ１から手を引き出せば、侵入検知センサ１３７がＯＦＦになり（ステップ３）、作業装置本体１Ａが動作を再開する（ステップ５）。
【００４９】
図６は、制御装置１３８による制御の他の例を示すフローチャートである。この制御は、図５の制御と比べて、侵入検知センサ１３７がＯＮである場合に（ステップ３）、作業装置本体１Ａの動作を停止させるのではなく、作業装置本体１Ａの動作を減速させる点が異なる（ステップ４）。作業装置本体１Ａの動作を減速した後、侵入検知センサ１３７がＯＮでなくなれば、作業装置本体１Ａを通常動作を戻す（ステップ５）。ただし、減速動作中において、動作完了信号がＯＮになれば（ステップ２でＹＥＳ）作動装置本体１Ａの動作を停止し、作業を終了する。他は、図５の制御と同じである。
【００５０】
つまり、図６の制御によると、侵入可能部１３６から作業者Ｐの身体の一部が作業領域Ｒ１（図１参照）に侵入したら、作業装置本体１Ａの動作を減速させる。このように制御することによっても、図５の制御と同様に、作業領域Ｒ１へのワーク７の搬出・搬入作業や、作業装置本体１の補助作業を安心して行える。
【００５１】
図４において、安全カバー１３０は、４つの立面材１３１，１３２，１３３，１３４および１つの天面材１３５が、それぞれ３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３の３つの可動方向のうち２つの可動方向と平行であるため、安全カバー１３０の内部空間体積と作業装置本体１Ａの可動部が移動する領域の体積とをほぼ等しくできる。このため、安全カバー１３０を含めても、作業装置１のコンパクトな構成を実現できる。また、侵入可能部１３６以外で人と作業装置本体１とが接触することがないため、作業者が作業装置の近くにいても安心して作業できる。
【００５２】
なお、本提案例では、３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３の可動方向が互いに直交し、安全カバー１３０が、隣合う２つの面材が互いに直交するように配置された４つの立面材１３１，１３２，１３３，１３４と１つの天面材１３５とからなる構成について示した。しかしながら、３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３および安全カバー１３０の構成はこれに限られるものではない。
すなわち、３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３の可動方向は、互いに直交していなくてもよい。そのような場合には、４つの立面材１３１，１３２，１３３，１３４および１つの天面材１３５は、それぞれが３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３の３つの可動方向のうち２つの可動方向と平行であり、作業装置本体部１Ａを囲うように配置されていれば良い。このような構成であっても安全カバー１３０の内部空間体積と作業装置本体１Ａの可動部が移動する領域の体積とをほぼ等しくでき、作業装置１のコンパクトな構成を実現できる。
【００５３】
さらに、侵入可能部１３６の高さ寸法Ｈが第３の直動アクチュエータ１３の可動範囲（有効ストロークｓＺ）よりも小さく、かつ幅寸法Ｗが第２の直動アクチュエータ１２の可動範囲（有効ストロークｓＹ）よりも小さくしてあるため、安全カバー１３０と作業装置本体１との間に作業者の身体の一部を入れることができず、安全である。
【００５４】
図７は、安全カバーからなる安全措置手段の変形例を示す。この安全カバー１３０は、侵入可能部１３６とは別に、２つのワーク搬出入部１４１，１４２が設けられている。２つのワーク搬出入部１４１，１４２は、侵入可能部１３６が設けられている立面材１３２と直交し互いに対向する立面材１３１，１３３の下部に、左右方向（Ｘ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の位置を揃えて配置されている。
【００５５】
ワーク搬出入部１４１，１４２が設けられていると、安全カバー１３０内の作業領域Ｒ１（図１参照）にワークを搬出・搬入させる装置、例えばコンベア装置を、ワーク搬出入部１４１，１４２を貫通するように設置し、そのコンベア装置のライン上に作業装置本体１Ａ（図１参照）を設置することができる。
【００５６】
前記ワーク搬出入部１４１，１４２には、このワーク搬出入部１４１，１４２から作業領域Ｒ１に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知するワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４を設けるのが望ましい。これらワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４は、侵入可能部用の侵入検知センサ１３７と同様に、例えば発光部１４３ａ，１４４ａと受光部１４３ｂ，１４４ｂとを有する光学式センサとすることができる。ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４も、侵入可能部用の侵入検センサ１３７と共に、制御装置１３８に接続されている。
【００５７】
図８は、制御装置１３８による制御の一例を示すフローチャートである。この制御は、図６の制御におけるステップ２とステップ３の間に、ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４がＯＮであるか否かを判定する過程（ステップ３）が追加されている。このステップ３において、ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４の少なくともどちらかがＯＮである場合、動作完了をＯＮにして（ステップ４）、作業装置本体１Ａの動作を停止して作業を終了する。ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４がいずれもＯＦＦである場合は、侵入可能部用の侵入検知センサ１３７がＯＮであるか否かを判定する（ステップ５）。図６の制御と同様に、侵入検知センサ１３７がＯＮである場合は作業装置本体１Ａの動作を減速し（ステップ６）し、ＯＦＦである場合は作業装置本体１Ａの通常動作を継続する（ステップ５）。
【００５８】
つまり、図８の制御によると、侵入可能部１３６から作業者の身体の少なくとも一部が作業領域Ｒ１（図１参照）に侵入したら、作業装置本体１Ａの動作を減速し、かつワーク搬出入部１４１，１４２から作業者の身体の少なくとも一部が作業領域Ｒ１に侵入したら、作業装置本体１Ａの動作サイクルを停止する。作業装置本体１Ａの補助作業は侵入可能部１３６から手を入れて行うので、通常ではワーク搬出入部１４１，１４２から作業領域Ｒ１に作業者の身体の少なくとも一部が侵入することはない。よって、ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４を設けることで、ワーク搬出入部１４１，１４２から作業領域Ｒ１に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したという異常事態を検知して、作業装置本体１Ａの動作サイクルを停止するという迅速な対応をとることが可能である。
【００５９】
図９は、他の安全措置手段の構成を示す。この安全措置手段１７０は、作業領域Ｒ１を完全に囲むカバー形状ではなく、作業領域Ｒ１と非作業領域Ｒ２の境界部が開放した形態である。すなわち、複数本の棒材を組み合わせて直方体状のフレーム１７１とし、このフレーム１７１の内側の空間を作業領域Ｒ１としている。フレーム１７１は、平面視で長方形の角部に立てられた４本の縦材１７１ａと、これら４本の縦材１７１ａの互いに隣合う縦材の上端間に架け渡された４本の水平材１７１ｂとで構成される。フレーム１７１の作業者から見て正面側となる立面に立面材１３２が取り付けられ、この立面材１３２の下部に、作業領域Ｒ１に作業者の身体の一部が侵入することが可能な前記同様の侵入可能部１３６が設けられている。
【００６０】
侵入可能部１３６には、この侵入可能部１３６から作業領域Ｒ１に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知する侵入検知センサ１３７が設けられている。また、フレーム１７１の４本の水平材１７１ｂには、フレーム１５１の開放部分から作業領域Ｒ１に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知する侵入検知センサ１７２，１７２，１７２，１７３が設けられている。３つの侵入検知センサ１７２は、フレーム１７１の開放した３面の立面からの侵入をそれぞれ検知する。侵入検知センサ１７３は、フレーム１７１の開放した天面からの侵入を検知する。これら開放部分用の侵入検知センサ１７２，１７３としては、例えば赤外線カメラ等が使用される。侵入可能部用の侵入検知センサ１３７、および開放部分用の侵入検知センサ１７２，１７３は制御装置１３８に接続されており、制御装置１３８によって図８に示す制御と同様の制御が行われる。
【００６１】
この安全措置手段１７０の構成によると、作業領域Ｒ１と非作業領域Ｒ２とが密閉されていないので、フレーム１７１の開放部分から作業者の身体の一部が作業領域Ｒ１に侵入することを物理的には規制できない。しかし、侵入検知センサ１３７，１７２，１７３の検知に従って、制御装置１３８によって直動ユニット３および回転ユニット４の各モータ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，２１ｃ，２２ｃ，２３ｃを制御することで、作業領域Ｒ１へのワーク７の搬出・搬入作業や作業装置本体１の補助作業の安全を確保することができる。
【００６２】
〔実施形態１〕
図１０〜図１６はこの発明の一実施形態を示す。図１０に示すように、この作業装置１の作業装置本体１Ａは、回転ユニット４が、１自由度の回転機構である第１の回転機構２１と、２自由度のリンク作動装置２９からなる第２の回転機構とで構成されている。つまり、図１の提案例における第２の回転機構２２および第３の回転機構２３がリンク作動装置２９に置き換わっている。これ以外は図１の提案例と同じである。
【００６３】
図１１に示すように、リンク作動装置２９は、パラレルリンク機構３０と、このパラレルリンク機構３０を作動させる姿勢制御用アクチュエータ３１とで構成される。図１２および図１３は、パラレルリンク機構３０だけを取り出して表わした斜視図であり、互いに異なる状態を示している。これら図１１〜図１３に示すように、パラレルリンク機構３０は、基端側のリンクハブ３２に対し先端側のリンクハブ３３を３組のリンク機構３４を介して姿勢変更可能に連結してなる。なお、図１１では、１組のリンク機構３４のみが示されている。リンク機構３４の数は、４組以上であっても良い。
【００６４】
各リンク機構３４は、基端側の端部リンク部材３５、先端側の端部リンク部材３６、および中央リンク部材３７で構成され、４つの回転対偶からなる４節連鎖のリンク機構をなす。基端側および先端側の端部リンク部材３５，３６はＬ字状をなし、一端がそれぞれ基端側のリンクハブ３２および先端側のリンクハブ３３に回転自在に連結されている。中央リンク部材３７は、両端に基端側および先端側の端部リンク部材３５，３６の他端がそれぞれ回転自在に連結されている。
【００６５】
パラレルリンク機構３０は、２つの球面リンク機構を組み合わせた構造であって、リンクハブ３２，３３と端部リンク部材３５，３６の各回転対偶、および端部リンク部材３５，３６と中央リンク部材３７の各回転対偶の中心軸が、基端側と先端側においてそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ（図１１）で交差している。また、基端側と先端側において、リンクハブ３２，３３と端部リンク部材３５，３６の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの距離も同じであり、端部リンク部材３５，３６と中央リンク部材３７の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの距離も同じである。端部リンク部材３５，３６と中央リンク部材３７との各回転対偶の中心軸は、ある交差角γ（図１１）を持っていてもよいし、平行であってもよい。
【００６６】
図１４は図１１のXIV−XIV断面図であって、同図に、基端側のリンクハブ３２と基端側の端部リンク部材３５の各回転対偶の中心軸Ｏ１と、中央リンク部材３７と基端側の端部リンク部材３５の各回転対偶の中心軸Ｏ２と、基端側の球面リンク中心ＰＡとの関係が示されている。つまり、中心軸Ｏ１と中心軸Ｏ２とが交差する点が球面リンク中心ＰＡである。先端側のリンクハブ３３および先端側の端部リンク部材３６の形状ならびに位置関係も図１４と同様である（図示せず）。図の例では、リンクハブ３２（３３）と端部リンク部材３５（３６）との各回転対偶の中心軸Ｏ１と、端部リンク部材３５（３６）と中央リンク部材３７との各回転対偶の中心軸Ｏ２とが成す角度αが９０°とされているが、前記角度αは９０°以外であっても良い。
【００６７】
３組のリンク機構３４は、幾何学的に同一形状をなす。幾何学的に同一形状とは、図１５に示すように、各リンク部材３５，３６，３７を直線で表現した幾何学モデル、すなわち各回転対偶と、これら回転対偶間を結ぶ直線とで表現したモデルが、中央リンク部材３７の中央部に対する基端側部分と先端側部分が対称を成す形状であることを言う。図１５は、一組のリンク機構３４を直線で表現した図である。この実施形態のパラレルリンク機構３０は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ３２および基端側の端部リンク部材３５と、先端側のリンクハブ３３および先端側の端部リンク部材３６との位置関係が、中央リンク部材３７の中心線Ｃに対して回転対称となる位置構成になっている。各中央リンク部材３７の中央部は、共通の軌道円Ｄ上に位置している。
【００６８】
基端側のリンクハブ３２と先端側のリンクハブ３３と３組のリンク機構３４とで、基端側のリンクハブ３２に対し先端側のリンクハブ３３が直交２軸回りに回転自在な２自由度機構が構成される。言い換えると、基端側のリンクハブ３２に対して先端側のリンクハブ３３を、回転が２自由度で姿勢変更自在な機構である。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ３２に対する先端側のリンクハブ３３の可動範囲を広くとれる。
【００６９】
例えば、球面リンク中心ＰＡ，ＰＢを通り、リンクハブ３２，３３と端部リンク部材３５，３６の各回転対偶の中心軸Ｏ１（図１４）と直角に交わる直線をリンクハブ３２，３３の中心軸ＱＡ，ＱＢとした場合、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢとの折れ角θ（図１５）の最大値を約±９０°とすることができる。また、基端側のリンクハブ３２に対する先端側のリンクハブ３３の旋回角φ（図１５）を０°〜３６０°の範囲に設定できる。折れ角θは、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度のことであり、旋回角φは、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢが傾斜した水平角度のことである。
【００７０】
基端側のリンクハブ３２に対する先端側のリンクハブ３３の姿勢変更は、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢとの交点Ｏを回転中心として行われる。図１２は、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢが同一線上にある状態を示し、図１３は、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢが或る作動角をとった状態を示す。姿勢が変化しても、基端側と先端側の球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ間の距離Ｌ（図１５）は変化しない。
【００７１】
各リンク機構３４が次の各条件を満たす場合、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ３２および基端側の端部リンク部材３５と、先端側のリンクハブ３３および先端側の端部リンク部材３６とは同じに動く。よって、パラレルリンク機構３０は、基端側から先端側へ回転伝達を行う場合、基端側と先端側は同じ回転角になって等速で回転する等速自在継手として機能する。
条件１：各リンク機構３４におけるリンクハブ３２，３３と端部リンク部材３５，３６との回転対偶の中心軸Ｏ１の角度および長さが互いに等しい。
条件２：リンクハブ３２，３３と端部リンク部材３５，３６との回転対偶の中心軸Ｏ１および端部リンク部材３５，３６と中央リンク部材３７との回転対偶の中心軸Ｏ２が、基端側および先端側において球面リンク中心ＰＡ，ＰＢで交差する。
条件３：基端側の端部リンク部材３５と先端側の端部リンク部材３６の幾何学的形状が等しい。
条件４：中央リンク部材３７における基端側部分と先端側部分の幾何学的形状が等しい。
条件５：中央リンク部材３７の対称面に対して、中央リンク部材３７と端部リンク部材３５，３６との角度位置関係が基端側と先端側とで同じである。
【００７２】
図１１〜図１３に示すように、基端側のリンクハブ３２は、基端部材４０と、この基端部材４０と一体に設けられた３個の回転軸連結部材４１とで構成される。図１４に示すように、基端部材４０は中央部に円形の貫通孔４０ａを有し、この貫通孔４０ａの周囲に３個の回転軸連結部材４１が円周方向に等間隔で配置されている。貫通孔４０ａの中心は、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡ（図１１）上に位置する。各回転軸連結部材４１には、軸心が基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと交差する回転軸４２が回転自在に連結されている。この回転軸４２に、基端側の端部リンク部材３５の一端が連結される。
【００７３】
図１４に示すように、回転軸４２は、２個の軸受４３を介して回転軸連結部材４１に回転自在に支持されている。軸受４３は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受である。これらの軸受４３は、回転軸連結部材４１に設けられた内径孔４４に嵌合状態で設置され、圧入、接着、加締め等の方法で固定してある。他の回転対偶部に設けられる軸受の種類および設置方法も同様である。
【００７４】
回転軸４２には、この回転軸４２と一体に回転するように、基端側の端部リンク部材３５の一端と後記扇形のかさ歯車４５とが結合されている。詳しくは、基端側の端部リンク部材３５の一端に切欠き部４６が形成されており、この切欠き部４６の両側部分である内外の回転軸支持部４７，４８間に回転軸連結部材４１が配置される。かさ歯車４５は、内側の回転軸支持部４７の内側面に当接して配置される。そして、回転軸４２を内側から、かさ歯車４５に形成された貫通孔、内側の回転軸支持部４７に形成された貫通孔、軸受４３の内輪、外側の回転軸支持部４８に形成された貫通孔の順に挿通し、回転軸４２の頭部４２ａと回転軸４２のねじ部４２ｂに螺着したナット５０とで、かさ歯車４５、内外の回転軸支持部４７，４８、および軸受４３の内輪をそれぞれ挟み込んでこれらを互いに結合する。内外の回転軸支持部４７，４８と軸受４３との間にスペーサ５１，５２が介在させてあり、ナット５０の螺着時に軸受４３に予圧を付与する構成である。
【００７５】
基端側の端部リンク部材３５の他端には、回転軸５５が結合される。回転軸５５は、２個の軸受５３を介して中央リンク部材３７の一端に回転自在に連結されている。詳しくは、基端側の端部リンク部材３５の他端に切欠き部５６が形成されており、この切欠き部５６の両側部分である内外の回転軸支持部５７，５８間に中央リンク部材３７の一端が配置される。そして、回転軸５５を外側から、外側の回転軸支持部５８に形成された貫通孔、軸受５３の内輪、内側の回転軸支持部５７に形成された貫通孔の順に挿通し、回転軸５５の頭部５５ａと回転軸５５のねじ部５５ｂに螺着したナット６０とで、内外の回転軸支持部５７，５８、および軸受５３の内輪をそれぞれ挟み込んでこれらを互いに結合する。内外の回転軸支持部５７，５８と軸受５３との間にスペーサ６１，６２が介在させてあり、ナット６０の螺着時に軸受５３に予圧を付与する構成である。
【００７６】
図１２、図１３に示すように、先端側のリンクハブ３３は、先端部材７０と、この先端部材７０の内面に円周方向等配で設けられた３個の回転軸連結部材７１とで構成される。各回転軸連結部材７１が配置される円周の中心は、先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢ上に位置する。各回転軸連結部材７１は、軸心がリンクハブ中心軸ＱＢと交差する回転軸７３が回転自在に連結されている。この先端側のリンクハブ３３の回転軸７３に、先端側の端部リンク部材３６の一端が連結される。先端側の端部リンク部材３６の他端には、中央リンク部材３７の他端に回転自在に連結された回転軸７５が連結される。先端側のリンクハブ３３の回転軸７３および中央リンク部材３７の回転軸７５は、それぞれ前記回転軸４２，５５と同じように２個の軸受（図示せず）を介して回転軸連結部材７１および中央リンク部材３７の他端にそれぞれ回転自在に連結されている。
【００７７】
図１１に示すように、パラレルリンク機構３０は、基端部材４０とベース部材８０を複数本のシャフト８１を介して連結することで、第１の回転機構２１に設置される。基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと、第１の回転機構２１の回転軸心２１ｂとは同一線上に位置する。前記ベース部材８０は、第１の回転機構２１の回転部分２１ａに固定された部材である。
【００７８】
リンク作動装置２９の周囲には、このリンク作動装置２９を覆う筒状の保護カバー８２が設けられている。保護カバー８２はゴム等の弾性材からなり、ベース部材８０の外周縁と、基端部材４０の外周縁と、先端部材７０の外周縁とに取り付けられている。基端側のリンクハブ３２に対する先端側のリンクハブ３３の姿勢変更に応じて、保護カバー８２が変形可能である。保護カバー８２は、基端側のリンクハブ３２と先端側のリンクハブ３３との間の内部空間８３、および基端側のリンクハブ３２とベース部材８０との間の遮蔽空間８４に作業者の身体の少なくとも一部が侵入することを防止する侵入防止カバーとして機能する。
【００７９】
また、第１の回転機構２１の固定部分の外周面には、ゴム等の衝撃吸収性を有する材料からなる保護カバー８５が貼り付け状態で設けられている。この保護カバー８５は、作業者の身体が接触したときの衝撃を軽減する緩衝材として機能する。
【００８０】
パラレルリンク機構３０を作動させる姿勢制御用アクチュエータ３１は、前記遮蔽空間８４に配置され、前記基端部材４０に設置されている。姿勢制御用アクチュエータ３１の数は、リンク機構３４と同数の３個である。姿勢制御用アクチュエータ３１はモータ等のロータリアクチュエータからなり、その回転出力軸３１ａに取り付けたかさ歯車７６と基端側のリンクハブ３２の前記回転軸４２に取り付けられた前記扇形のかさ歯車４５とが噛み合っている。かさ歯車７６と扇形のかさ歯車４５とで軸直交型の減速機７７が構成される。かさ歯車ではない他の機構（例えばウォーム機構）を用いて軸直交型の減速機を構成しても良い。
【００８１】
なお、この例では、リンク機構３４と同数の姿勢制御用アクチュエータ３１が設けられているが、３組のリンク機構３４のうち少なくとも２組に姿勢制御用アクチュエータ３１が設けられていれば、基端側のリンクハブ３２に対する先端側のリンクハブ３３の姿勢を確定することができる。
【００８２】
リンク作動装置３１は、各姿勢制御用アクチュエータ３１を回転駆動することで、パラレルリンク機構３０を作動させる。詳しくは、姿勢制御用アクチュエータ３１を回転駆動すると、その回転が軸直交型の減速機７７を介して減速して回転軸４２に伝達されて、基端側のリンクハブ３２に対する基端側の端部リンク部材３５の角度が変更する。それにより、基端側のリンクハブ３２に対する先端側のリンクハブ３３の位置および姿勢が決まる。基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと第１の回転機構２１の回転軸心２１ｂとが同一線上に位置するため、座標計算が容易である。
【００８３】
また、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと第１の回転機構２１の回転軸心２１ｂとが同一線上に位置すると、作業者が作業装置本体１Ａの動作をイメージし易いため、簡単に操作できる。例えば、直動ユニット３で決定される３自由度の位置を固定し、かつ回転ユニット４で決定される３自由度の角度のうち２自由度の角度を固定し、残りの１自由度の角度（例えば、前記先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢ周りの角度）だけを変更してエンドエフェクト５の姿勢を変えながら作業を行うことができる。
【００８４】
先に説明したように、リンク作動装置３１は可動範囲が広くスムーズな動作が可能であるため、回転ユニット４にリンク作動装置２９が含まれていると、高速で木目細かい作業を行うことができる。また、リンク作動装置３１はコンパクトな構成でありながら可動範囲が広いため、作業装置本体１Ａの全体がコンパクトな構成になる。
【００８５】
この実施形態のように、リンク作動装置２９の基端側に第１の回転機構２１を配置し、先端側のリンクハブ３３にエンドエフェクタ５を搭載した構成であると、リンク作動装置２９の負荷を軽減できるため、リンク作動装置２９のコンパクト化、軽量化を実現できる。リンク作動装置２９のパラレルリンク機構３０は等速自在継手の構成であるため、前述した１自由度の角度だけを変更してエンドエフェクト５の姿勢を変えながら行う作業が容易である。但し、姿勢制御用アクチュエータ３１に接続するケーブルについて考慮する必要があるため、回転角は制限される。
【００８６】
図１６は、各姿勢制御用アクチュエータ３１を制御するコントローラ２００の構成を示す。コントローラ２００は、姿勢制御手段２０１と接触検出手段２０２とを有する。
【００８７】
姿勢制御手段２０１は、上位の制御手段（図示せず）または手入力の操作手段（図示せず）から与えられた姿勢変更の指令に従って、各姿勢制御用アクチュエータ３１に指令を出力する。
【００８８】
接触検出手段２０２は、各姿勢制御用アクチュエータ３１に設けられたトルク検出手段２０３の検出信号に基づいて、回転ユニット４に作業者の身体が接触したことを検知する。具体的には、トルク検出手段２０３の検出信号から先端側のリンクハブ３３に作用する荷重の推定し、その荷重の大きさから回転ユニット４に作業者の身体が接触したか否かを判定する。先端側のリンクハブ３３の作用荷重の推定は、必ずしも数値として推定しなくても良く、例えば接触が生じたか否かの判定を行える程度の段階的な推定であっても良い。トルク検出手段２０３は、例えば、各姿勢制御用アクチュエータ３１に流れる電流を検出する電流センサ等からなる。
【００８９】
リンク作動装置２９は、その可動範囲内において、特異点が無く全方向にスムーズに動ける構成であるため、先端側のリンクハブ３３に対して異物が様々な方向から接触しても、姿勢制御用アクチュエータ３１に確実にトルクが伝達される。このため、トルク検出手段２０３は様々な方向のトルクを検出可能であり、作業者の身体が接触したことを接触検知手段２０２が正確に検知することができる。接触検知手段２０２が接触を検知した場合、姿勢制御手段２０１により各姿勢制御用アクチュエータ３１への出力を停止するようにすれば、作業者の安全を確保できる。このように、各姿勢制御用アクチュエータ３１のトルク検出手段２０３を接触の検知に利用することで、別の接触検知用のセンサを設ける必要がなくなり、装置のコンパクト化やコスト低減に繋がる。
【００９０】
リンク作動装置２９の周囲に侵入防止カバーとしての保護カバー８２が設けられているため、誤って作業者の身体の一部が基端側のリンクハブ３２と先端側のリンクハブ３３との間の内部空間８３に入り込むことを防ぐごとができ、安全である。また、第１の回転機構２１の外周面に緩衝材としての保護カバー８５が設けられているため、作業者の身体の一部が第１の回転機構２１に接触したとしても、その衝撃が軽減される。
【００９１】
安全カバー１３０内の作業領域Ｒ１には侵入可能部１３６からのみ侵入可能であるため、作業者の身体と接触する可能性のある作業装置本体１Ａの部分は、ほぼ回転ユニット４だけに限定される。このため、回転ユニット４のみに緩衝材が設けられていれば、作業者の安全を確保することができる。これにより、安全用の設備の設置が最小限で済み、装置全体が安価になる。
【００９２】
図１７は第１の回転機構２１とリンク作動装置２９の並びを図１１の構成と逆にした回転ユニット４を示す。この回転ユニット４では、リンク作動装置２９の先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢと、第１の回転機構２１の回転軸心２１ｂとが同一線上に位置している。図の例では、リンク作動装置２９の周囲に侵入防止カバーとしての保護カバー８２が設けられているが、第１の回転機構２１の外周面には緩衝材としての保護カバーが設けられていない。第１の回転機構２１の外周面に、緩衝材としての保護カバーを設けてもよい。他は、図１１の構成と同じである。
【００９３】
この回転ユニット４の構成であると、姿勢制御用アクチュエータ３１に接続されるケーブルの配索が容易であり、回転角の制限を受け難い。反面、リンク作動装置２９の負荷が増大するという欠点がある。他は、図１１の構成と同じ作用・効果が得られる。
【００９４】
〔実施形態３〕
図１８〜図２０はこの発明のさらに異なる実施形態を示す。図１８に示すように、この作業装置１も、図１０の実施形態と同様に、作業装置本体１Ａの回転ユニット４が、１自由度の回転機構である第１の回転機構２１と、２自由度の回転機構であるリンク作動装置２９とで構成されている。この作業装置１が図１０の実施形態と異なる点は、リンク作動装置２９の各姿勢制御用アクチュエータ３１の中心部に第１の回転機構２１が配置されていることである。
【００９５】
図１９に示すように、第１の回転機構２１は、ベース部材８０に固定された固定部分９０と、リンク作動装置２９の基端部材４０に固定された回転部分９１と、固定部分９０に対して回転部分９１を回転自在に支持する２つの軸受９２と、固定部分９０に設置された駆動源であるモータ９３と、このモータ９３の回転を回転部分９１に伝達する一対の平歯車９４，９５とを備える。
【００９６】
前記ベース部材８０は、回転ユニット取付部材２０に固定されている。前記固定部分９０は、ベース部材８０に固定された断面馬蹄形の第１取付部材９６と、この第１取付部材９６に底部９７ａで固定され底部９７ａの外周縁から筒状部９７ｂが図１９の上方に延びた第２取付部材９７とでなる。前記回転部分９１は、その回転軸心９１ａが基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと同軸上に位置するように、基端側のリンクハブ３２の基端部材４０に固定されている。前記２つの軸受９２は、第２取付部材９７の筒状部９７ｂの内周に配置されている。
【００９７】
前記モータ９３は、断面馬蹄形をした第１取付部材９６の凹部９６ａに配置され、第２取付部材９７の底部９７ａに固定されている。モータ９３の出力軸９３ａは第２取付部材９７に底部９７ａを貫通して上方へ延び、その上端に駆動側の平歯車９４が取り付けられている。駆動側の平歯車９４は、回転部分９１に取り付けられた従動側の平歯車９５と噛み合っている。従動側の平歯車９５は、回転部分９１の外周に嵌合し、回転部分９１の下端に設けられたねじ部に螺合したナット９８によって締付け固定される。
【００９８】
第２取付部材９７の底部９７ａ、回転部分９１、および基端部材４０には、回転部分９１の回転軸心９１ａに沿って貫通する配線用孔１００，１０１，１０２がそれぞれ設けられている。基端部材４０の外周縁と先端部材（図示せず）の外周縁に、弾性材からなる筒状の保護カバー８２が取り付けられている。この保護カバー８２は、基端側のリンクハブ３２と先端側のリンクハブ（図示せず）との間の内部空間８３、および基端側のリンクハブ３２とベース部材８０との間の遮蔽空間８４に作業者の身体の少なくとも一部が侵入することを防止する侵入防止カバーとして機能する。保護カバー８２はベース部材８０の外周縁近傍にかけて延びているが、ベース部材８０とは結合されていない。
【００９９】
図１１の構成と同様に、リンク作動装置２９の３つの姿勢制御用アクチュエータ３１は、基端部材４０における仮想の円周上に配置されており、各姿勢制御用アクチュエータ３１の回転出力軸３１ａの回転駆動力が軸直交型の減速機７７を介してリンク機構３４に伝達される構成である。姿勢制御用アクチュエータ３１が上記配置である場合、この実施形態のように、各姿勢制御用アクチュータ３１の並びの中心部に第１の回転機構２１を配置することができる。これにより、回転ユニット４がコンパクトな構成になる。
【０１００】
モータ９３を駆動すると、回転部分９１と共にリンク作動装置２９の全体および保護カバー８２が回転する。前記配線用孔１００，１０１，１０２に配線を通すことで、リンク機構３４と干渉させることなくリンク作動装置２９の内部空間８３の側からエンドエフェクタ５に配線を繋げることができる。このため、姿勢制御用アクチュエータ３１に接続されるケーブル等の配索に関する制約が少なくなる。
【０１０１】
〔実施形態４〕
図２１は、この発明のさらに他の実施形態にかかる作業装置の回転ユニットの要部の正面図である。この回転ユニット４は、リンク作動装置２９の各姿勢制御用アクチュエータ３１の中心部に第１の回転機構２１が配置されている。この点は図１９に示す構成と同じであるが、第１の回転機構２１の駆動源が中空軸モータ１１０である点が図１９に示す構成と異なっている。
【０１０２】
前記中空軸モータ１１０は、モータ本体１１０ａがモータ取付部材１１１を介してベース部材８０に固定され、出力軸１１０ｂに基端側のリンクハブ３２の基端部材４０が固定される。中空軸モータ１１０は、モータ本体１１０ａおよび出力軸１１０ｂを軸方向に貫通する配線用孔１１２を有する。また、基端側のリンクハブ３２の基端部材４０にも、前記配線用孔１１２と同軸上に配線用孔１１３が設けられている。これ以外は図１９に示す構成と同じであり、図１９に示す構成と同様の作用・効果が得られる。
【０１０３】
図２２〜図２５は、この発明の一実施形態にかかる双腕型作業装置を示す。図２２の全体正面図に示すように、この双腕型作業装置１２０は、２つの作業装置本体１Ａ，１Ａと、これら２つの作業装置本体１Ａ，１Ａを囲む安全カバー１５０とを備える。安全カバー１５０は、作業装置本体１Ａ，１Ａに作業者の身体が不要に接触することを防止する安全措置手段である。
【０１０４】
図２２の正面図、図２３の斜視図に示すように、２つの作業装置本体１Ａ，１Ａは、互いに幾何学的に対称となるように２つ並べて配置してある。各作業装置本体１Ａの架台２，２はそれぞれの水平部２ａ，２ａの先端同士が繋がっていて、全体で門形の架台２Ａとなっている。この実施形態では、図１８に示す実施形態の作業装置本体１Ａを使用しているが、他の実施形態の作業装置本体を使用しても良い。
【０１０５】
このように、作業装置本体１Ａを２つ並べた双腕型とすることで、人が両手を使って行うような作業が可能となる。これにより、人の代わりとなる作業、特に部品の組立てのような作業を行うことができる。
２つの作業装置本体１Ａ，１Ａが門型の架台２Ａに設置されていると、作業装置本体１Ａ，１Ａの下を作業対象のワーク７を通過させることができる。例えば、ワーク載置台６を図２２における紙面と直交する方向にワーク７を搬送可能なコンベア装置とし、そのコンベアライン上に作業装置本体１Ａ，１Ａを設置することができる。また、作業装置本体１Ａ，１Ａの幅方向の可動範囲を架台２Ａの幅方向内に制限することができるため、作業装置本体１Ａ，１Ａの占有面積が小さくて済む。さらに、作業装置本体１Ａ，１Ａの可動範囲が制限されるため、作業者が作業装置本体１Ａ，１Ａの横に居ても安心して作業することができる。
【０１０６】
図２４（Ａ）は、２つの作業装置本体１Ａの各直動ユニット３，３の平面図である。これらの直動ユニット３，３は、図１、図１０、図１８に示す各作業装置本体１Ａの直動ユニット３と同様に、第１の直動アクチュエータ１１および第２の直動アクチュータ１２の各モータ１１ｂ，１２ｂが、直動アクチュエータ１１，１２の中心軸上に配置されている。
【０１０７】
図２４（Ｂ）は、直動ユニット３，３の別の形態を示す平面図である。これらの直動ユニット３，３は、第１の直動アクチュエータ１１および第２の直動アクチュータ１２の各モータ１１ｂ，１２ｂが直動アクチュエータ１１，１２の中心軸からずらして配置されており、モータ１１ｂ，１２ｂの回転がチェーン等の動力伝達手段１２１を介して直動アクチュエータ１１，１２の駆動部へ伝達されるようになっている。
【０１０８】
双腕型作業装置１２０の仕様に応じて、直動ユニット３を図２４（Ａ）の形態または図２４（Ｂ）の形態に変更することが可能である。直動ユニット３と回転ユニット４が別々に設けられているため、上記の形態の変更が容易である。
【０１０９】
図２５は安全カバー１５０の斜視図である。安全カバー１５０は、隣合う２つの面材が互いに直交するように配置された４つの立面材（面材）１５１，１５２，１５３，１５４と１つの天面材（面材）１５５とからなる。つまり、下方を向く面が開放した直方体の形状である。図２２に示すように、安全カバー１５０で２つ作業装置本体１Ａ，１Ａを囲むことで、作業装置本体１Ａ，１Ａが設置された空間である作業領域Ｒ１が、この作業領域Ｒ１の外側の空間である非作業領域Ｒ２から分離されている。
【０１１０】
安全カバー１５０は、４つの立面材１５１〜１５４（図２５）および１つの天面材１５５が、それぞれ作業装置本体１Ａの３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３（図２２）の３つの可動方向のうち２つの可動方向と平行となるように設置されている。具体的には、立面材１５１，１５３は第１の直動アクチュエータ１１および第３の直動アクチュエータ１３の各可動方向（Ｘ軸方向、Ｚ軸方向）と平行であり、立面材１５２，１５４は第２の直動アクチュエータ１２および第３の直動アクチュエータ１３の各可動方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）と平行であり、天面材１５５は第１の直動アクチュエータ１１および第２の直動アクチュエータ１２の各可動方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）と平行である。
【０１１１】
正面の立面材１５１の下部には、非作業領域Ｒ２から作業領域Ｒ１に作業者の身体の一部（例えば手）を侵入させることが可能な侵入可能部１５６が設けられている。この侵入可能部１５６は長方形の開口であり、その高さ寸法Ｈは第３の直動アクチュエータ１３の可動範囲（有効ストロークｓＺ；図２（Ａ）参照）よりも小さく、かつその幅寸法Ｗは第１の直動アクチュエータ１１の可動範囲（有効ストロークｓｘ＋ｓｘ；図２（Ｂ）参照）よりも小さくしてある。
【０１１２】
侵入可能部１５６には、この侵入可能部１５６から作業領域Ｒ１に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知する侵入検知センサ１５７が設けられている。侵入検知センサ１５７は、単腕型の作業装置１の前記侵入検知センサ１３７と同様のものであり、制御装置（図示せず）に接続されている。単腕型の作業装置１の場合と同様に、侵入検知センサ１５７の検出信号に応じて、制御装置で直動ユニット３および回転ユニット４の各モータを制御することで、作業領域Ｒ１へのワーク７の搬出・搬入作業や、作業装置本体１Ａの補助作業の安全を確保する。
【０１１３】
４つの立面材１５１，１５２，１５３，１５４および１つの天面材１５５が、それぞれ３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３の３つの可動方向のうち２つの可動方向と平行であるため、安全カバー１５０の内部空間体積と装置の可動部が移動する領域の体積とをほぼ等しくできる。このため、安全カバー１５０を含めた安全措置手段をコンパクトな構成を実現できる。また、侵入可能部１５６以外で作業者と作業装置本体１Ａとが接触することがないため、作業者が作業装置１の近くにいても安心して作業できる。
【０１１４】
さらに、侵入可能部１４６の高さ寸法Ｈが第３の直動アクチュエータ１３の可動範囲（有効ストロークｓＺ）よりも小さく、かつ幅寸法Ｗは第１の直動アクチュエータ１１の可動範囲（有効ストロークｓｘ＋ｓｘ）よりも小さくしてあるため、安全カバー１５０と作業装置本体１Ａとの間に作業者の身体の一部を入れることができず、安全である。
【０１１５】
図２６は、安全カバーの他の実施形態を示す。この安全カバー１５０は、侵入可能部１５６とは別に、２つのワーク搬出入部１６１，１６２が設けられている。２つのワーク搬出入部１６１，１６２は、侵入可能部１５６が設けられている正面の立面材１５１と直交し互いに対向する側面の立面材１５２，１５４の下部に、前後方向（Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の位置を揃えてそれぞれ配置されている。
【０１１６】
ワーク搬出入部１６１，１６２が設けられていると、安全カバー１５０内の作業領域Ｒ１（図２２参照）にワークを搬出・搬入させる装置、例えばコンベア装置を、ワーク搬出入部１６１，１６２を貫通するように設置し、そのコンベア装置のライン上に作業装置本体１Ａ，１Ａ（図２２参照）を設置することができる。
【０１１７】
前記ワーク搬出入部１６１，１６２には、このワーク搬出入部１６１，１６２から作業領域Ｒ１に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したことを検知するワーク搬出入部用の侵入検知センサ１６３，１６４を設けるのが望ましい。これにより、単腕型の作業装置１の場合と同様に制御することで（図６参照）、ワーク搬出入部１６１，１６２から作業領域Ｒ１に作業者の身体の少なくとも一部が侵入したという異常事態を検知して、作業装置本体１Ａ，１Ａの動作サイクルを停止するという迅速な対応をとることが可能である。
【０１１８】
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１９】
１…作業装置
１Ａ…作業装置本体
２…架台
３…直動ユニット
４…回転ユニット
５…エンドエフェクタ
１１…第１の直動アクチュエータ
１１ａ…ステージ
１２…第２の直動アクチュエータ
１２ａ…ステージ
１３…第３の直動アクチュエータ
１３ａ…ステージ
２１…第１の回転機構
２２…第２の回転機構
２３…第３の回転機構
２３ａ…回転部分（回転ユニットの出力部）
２９…リンク作動装置
３１…姿勢制御用アクチュエータ
３２…基端側のリンクハブ
３３…先端側のリンクハブ（回転ユニットの出力部）
３４…リンク機構
３５…基端側の端部リンク部材
３６…先端側の端部リンク部材
３７…中央リンク部材
８２…保護カバー（侵入防止カバー）
８３…内部空間
８５…保護カバー（緩衝材）
１２０…双腕型作業装置
１３０…安全カバー（安全措置手段）
１３１，１３２，１３３，１３４…立面材（面材）
１３５…天面材（面材）
１３６…侵入可能部
１３７…侵入可能部用の侵入検知センサ
１３８…制御装置
１４１，１４２…ワーク搬出入部
１４３，１４４…ワーク搬出入部用の侵入検知センサ
１５０…安全カバー（安全措置手段）
１５１，１５２，１５３，１５４…立面材（面材）
１５５…天面材（面材）
１５６…侵入可能部
１５７…侵入可能部用の侵入検知センサ
１６１，１６２…ワーク搬出入部
１６３，１６４…ワーク搬出入部用の侵入検知センサ
１７０…安全措置手段
２０２…接触制御手段
２０３…トルク検出手段
Ｐ…作業者
Ｒ１…作業領域
Ｒ２…非作業領域
Ｓ…作業空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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