(57)【要約】【課題】平行四節機構の変位に拘わらず出力端の姿勢を一定に保ち安定した駆動力伝達が可能な駆動力伝達機構を提供する。【解決手段】駆動伝達機構３１は、Ｘ方向からの駆動力が入力される第１の入力端と、Ｙ方向からの駆動力が入力される第２の入力端と、Ｘ及びＹ方向から入力された駆動力による変位が合成され拡大乃至縮小されて出力される出力端とをそれぞれ有する２つのパンタグラフと、第１の入力端同士を連結するリンク３１ａと、第２の入力端同士を連結するリンク３１ｂと、出力端同士を連結するリンク３１ｃと、を備えており、２つのパンタグラフがリンク３１ａ、３１ｂ、３１ｃのそれぞれの中点を結ぶ仮想線Ｘ−Ｘを中心線として対称配置されている。リンク３１ｃは２つの出力端で支持されており、安定した姿勢を保つことができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向からの駆動力が入力される第１の入力端と、前記第１の方向に直角方向の第２の方向からの駆動力が入力される第２の入力端と、前記入力された駆動力による第１及び第２の方向の変位が合成され拡大乃至縮小されて出力される出力端とをそれぞれ有する２つの平行四節機構と、
前記第１の入力端同士を連結する第１のリンクと、
前記第２の入力端同士を連結する第２のリンクと、
前記出力端同士を連結する第３のリンクと、
を備えた駆動力伝達機構。
【請求項２】
前記２つの平行四節機構が前記第１乃至第３のリンクのそれぞれの中点を結ぶ第１の仮想線を中心線として対称配置されたことを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達機構。
【請求項３】
前記２つの平行四節機構はそれぞれ略直線状の第４乃至第７の４つのリンクを有し、前記第４のリンクの一端は前記第１のリンクに、前記第５及び第６のリンクの一端は前記第２のリンクに、前記第７のリンクの一端は前記第３のリンクにそれぞれ接続されており、前記第４及び第７のリンクの他端同士は接続されており、前記第５及び第６のリンクの他端は、前記第４のリンクの一端が前記第１のリンクに接続された接続箇所、前記第７のリンクの一端が前記第３のリンクに接続された接続箇所並びに前記第４及び第７のリンクの他端同士が接続された接続箇所の３箇所を頂点とする三角形と相似形となるように、それぞれ、前記第７及び第４のリンクに接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動力伝達機構。
【請求項４】
前記２つの平行四節機構は、前記第１及び第２の入力端に駆動力が入力されたときに、前記第１乃至第３のリンクが略平行状態を維持するように変位することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の駆動力伝達機構。
【請求項５】
前記２つの平行四節機構は、前記第１及び第２の入力端に駆動力が入力されたときに、一方の平行四節機構の第１、第２の入力端及び出力端を結ぶ第２の仮想線、並びに、他方の平行四節機構の第１、第２の入力端及び出力端を結ぶ第３の仮想線が、それぞれ前記第１の仮想線との略平行状態を維持するように変位することを特徴とする請求項４に記載の駆動力伝達機構。
【請求項６】
把持指の先端部を近接させて微小な把持対象物を把持する把持手段と、
第１の方向からの駆動力が入力される第１の入力端と、前記第１の方向に直角方向の第２の方向からの駆動力が入力される第２の入力端と、前記入力された駆動力による第１及び第２の方向の変位が合成され拡大乃至縮小されて出力される出力端とをそれぞれ有する２つの平行四節機構と、前記第１の入力端同士を連結する第１のリンクと、前記第２の入力端同士を連結する第２のリンクと、前記出力端同士を連結する第３のリンクと、を具備し、前記把持手段を前記第１及び第２の方向に移動させる第１の移動手段と、
前記把持手段を前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向に移動させる第２の移動手段と、
を備えたマイクロマニュピュレータ。
【請求項７】
前記２つの平行四節機構が前記第１乃至第３のリンクのそれぞれの中点を結ぶ第１の仮想線を中心線として対称配置されたことを特徴とする請求項６記載のマイクロマニュピュレータ。
【請求項８】
前記２つの平行四節機構はそれぞれ略直線状の第４乃至第７の４つのリンクを有し、前記第４のリンクの一端は前記第１のリンクに、前記第５及び第６のリンクの一端は前記第２のリンクに、前記第７のリンクの一端は前記第３のリンクにそれぞれ接続されており、前記第４及び第７のリンクの他端同士は接続されており、前記第５及び第６のリンクの他端は、前記第４のリンクの一端が前記第１のリンクに接続された接続箇所、前記第７のリンクの一端が前記第３のリンクに接続された接続箇所並びに前記第４及び第７のリンクの他端同士が接続された接続箇所の３箇所を頂点とする三角形と相似形となるように、それぞれ、前記第７及び第４のリンクに接続されていることを特徴とする請求項６に記載のマイクロマニュピュレータ。
【請求項９】
前記第１の移動手段は、前記第１及び第２の入力端に駆動力が入力されたときに、前記第１乃至第３のリンクが略平行状態を維持するように前記２つの平行四節機構が変位することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のマイクロマニュピュレータ。
【請求項１０】
前記２つの平行四節機構は、前記第１及び第２の入力端に駆動力が入力されたときに、一方の平行四節機構の第１、第２の入力端及び出力端を結ぶ第２の仮想線、並びに、他方の平行四節機構の第１、第２の入力端及び出力端を結ぶ第３の仮想線が、それぞれ前記第１の仮想線との略平行状態を維持するように変位することを特徴とする請求項９に記載のマイクロマニュピュレータ。
【請求項１１】
前記第３のリンクに固設され前記第１及び第２の方向に移動可能な出力ステージを更に備え、前記第２の移動手段は前記出力ステージ上で前記把持手段を前記第３の方向に移動させることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載のマイクロマニュピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動力伝達機構及びマイクロマニュピュレータに係り、特に、第１及び第２の方向から入力された駆動力が合成され拡大乃至縮小されて出力される平行四節機構を有する駆動力伝達機構及び該平行四節機構を有し把持指の先端部を近接させて微小な把持対象物を把持するマイクロマニュピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動力伝達機構として、ＸＹテーブル等、２方向での自由度を有する平面機構が知られている。ＸＹテーブルは適正な価格で市場から調達可能であるが、１自由度駆動系に別の１自由度駆動系が重なるように配置されるため、全体構成が大きくかつ複雑で、動作負荷も大きくなる。
【０００３】
この問題を解決するために、ＸＺ２方向での自由度を有する平行四節（パンタグラフ）機構を用いた部品装着装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、基板の移動方向に対してマウント対象の電子部品が各平行四節機構による片持ち状態で支持され、基板の所定位置に配置されるため、基板の移動方向に沿って平行四節機構を多数配置することにより効率的に電子部品の配置を行うことができる。
【０００４】
また、例えば、微小部品の組み立てや細胞操作等にマイクロマニュピュレータが用いられている。一般に、マイクロマニュピュレータは、微小な把持対象物を把持するために、複数本の把持指の先端部を互いに把持対象物に近接・離間させる機構（把持手段）を有しており（例えば、特許文献２参照）、把持対象物が微小なため、マイクロマニュピュレータによる作業は、肉眼による顕微鏡視野下や、顕微鏡に取り付けられたＣＣＤカメラを介してディスプレイに出力された画像を参照して行われる（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
このようなマイクロマニュピュレータにおいても、把持指をＸＹ方向に移動させるため、駆動力伝達機構が用いられており、上述したＸＹテーブルにおける問題を解決するため、いわゆる当業者において、把持指の移動に平行四節機構を用いた駆動力伝達機構を採用することも検討対象とされている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２９６４８６号公報
【特許文献２】特開平８−１６８９７９号公報
【特許文献３】特開平４−３０３８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の技術は、平行四節機構の出力端の負荷を片持ち状態で移動させるため、ＸＺ平面で電子部品を基板上に載置するには好適であるが、駆動力伝達機構に適用すると、出力端の姿勢が平行四節機構の変位毎に一定しないため、安定した（精度の高い）駆動力伝達が難しい。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、平行四節機構の変位に拘わらず出力端の姿勢を一定に保ち安定した駆動力伝達が可能な駆動力伝達機構及び該駆動力伝達機構を備えたマイクロマニュピュレータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、駆動力伝達機構であって、第１の方向からの駆動力が入力される第１の入力端と、前記第１の方向に直角方向の第２の方向からの駆動力が入力される第２の入力端と、前記入力された駆動力による第１及び第２の方向の変位が合成され拡大乃至縮小されて出力される出力端とをそれぞれ有する２つの平行四節機構と、前記第１の入力端同士を連結する第１のリンクと、前記第２の入力端同士を連結する第２のリンクと、前記出力端同士を連結する第３のリンクと、を備える。
【００１０】
第１の態様では、２つの平行四節機構の第１及び第２の入力端同士がそれぞれ第１及び第２のリンクで連結されており、出力端同士も第３のリンクで接続されているので、２つの平行四節機構の第１及び第２の方向での変位に拘わらず、２つの平行四節機構の出力端同士に連結された第３のリンクは２つの出力端で支持されるため、安定した姿勢を保つことができ、第１及び第２の入力端から入力された駆動力を精度よく第３のリンクに伝達（駆動力による第１及び第２の方向の変位が合成され拡大乃至縮小されて出力）することができる。
【００１１】
第１の態様において、２つの平行四節機構の変位時の姿勢をより安定させるためには、２つの平行四節機構が第１乃至第３のリンクのそれぞれの中点を結ぶ第１の仮想線を中心線として対称配置されることが好ましい。各平行四節機構は、例えば、略直線状の第４乃至第７の４つのリンクを有し、第４のリンクの一端を第１のリンクに、第５及び第６のリンクの一端を第２のリンクに、第７のリンクの一端を第３のリンクに、第４のリンクの他端を第７のリンクの他端に、第５及び第６のリンクの他端を、第４のリンクの一端が第１のリンクに接続された接続箇所、第７のリンクの一端が第３のリンクに接続された接続箇所並びに第４及び第７のリンクの他端同士が接続された接続箇所の３箇所を頂点とする三角形と相似形となるように、第７及び第４のリンクに、それぞれ接続して構成することができる。第１及び第２の入力端に駆動力が入力されたときに、第３のリンクに、より安定した姿勢を持たせるには、第１乃至第３のリンクが略平行状態に維持されるように、第１及び第２の入力端同士、出力端同士がそれぞれ第１乃至第３のリンクで連結されていることが好ましい。このような２つの平行四節機構は、第１及び第２の入力端に駆動力が入力されたときに、一方の平行四節機構の第１、第２の入力端及び出力端を結ぶ第２の仮想線、並びに、他方の平行四節機構の第１、第２の入力端及び出力端を結ぶ第３の仮想線が、それぞれ第１の仮想線との略平行状態を維持するように変位する。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、マイクロマニュピュレータであって、把持指の先端部を近接させて微小な把持対象物を把持する把持手段と、第１の方向からの駆動力が入力される第１の入力端と、前記第１の方向に直角方向の第２の方向からの駆動力が入力される第２の入力端と、前記入力された駆動力による第１及び第２の方向の変位が合成され拡大乃至縮小されて出力される出力端とをそれぞれ有する２つの平行四節機構と、前記第１の入力端同士を連結する第１のリンクと、前記第２の入力端同士を連結する第２のリンクと、前記出力端同士を連結する第３のリンクと、を具備し、前記把持手段を前記第１及び第２の方向に移動させる第１の移動手段と、前記把持手段を前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向に移動させる第２の移動手段と、を備える。
【００１３】
第２の態様では、第１及び第２の入力端に駆動力を入力することで、第１の移動手段により、入力された駆動力による第１及び第２の方向の変位が合成され拡大乃至縮小されて第３のリンクに出力され把持手段が第１及び第２の方向に移動され、第２の移動手段により、把持手段が第１及び第２の方向と直交する第３の方向に移動される。そして、把持手段により、把持指の先端部を近接させて微小な把持対象物が把持される。第２の態様によれば、第３のリンクが２つの出力端で支持されるため、安定した姿勢を保ち、第１及び第２の方向での把持手段の移動の精度を高めることができると共に、ＸＹテーブルに代えて平行四節機構を用いたため、マイクロマニュピュレータのコンパクト化、軽量化を図ることができる。
【００１４】
第２の態様において、第３のリンクに固設され第１及び第２の方向に移動可能な出力ステージを更に備え、第２の移動手段は出力ステージ上で把持手段を第３の方向に移動させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、２つの平行四節機構の第１及び第２の入力端同士がそれぞれ第１及び第２のリンクで連結されており、出力端同士も第３のリンクで接続されているので、２つの平行四節機構の第１及び第２の方向での変位に拘わらず、２つの平行四節機構の出力端同士に連結された第３のリンクは２つの出力端で支持されるため、安定した姿勢を保つことができ、第１及び第２の入力端から入力された駆動力を精度よく第３のリンクに伝達することができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係るマイクロマニュピュレータを、微小物体を取り扱うための微小物体ハンドリングシステムに適用した実施の形態について説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の微小物体ハンドリングシステム２００は、マイクロマニュピュレータ１１０、微小物体載置基台１０２及び顕微鏡１０１を有し厚板状の定盤１０６に固定された微小物体ハンドリング装置１００と、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという。）２０２と、パソコン２０２のスレーブ（奴隷）コンピュータとしてマイクロマニュピュレータ１１０を制御するプログラマブル・ロジック・コントローラ（以下、ＰＬＣという。）２０４と、を備えている。
【００１８】
パソコン２０２には、液晶表示装置等のディスプレイ２０１及びマウス等の入力装置２０３が接続されている。また、顕微鏡１０１にはＣＣＤカメラ１０７が装着されており、ＣＣＤカメラ１０７からの出力端子がパソコン２０２に接続されている。従って、微小物体ハンドリングシステム２００のオペレータは、顕微鏡１０１の接眼レンズから直接、又は、ディスプレイ２０１を介して微小物体載置面１７上に載置された微小物体を目視することができる。
【００１９】
また、パソコン２０２はインターフェースを介してＰＬＣ２０４に接続されており、ＰＬＣ２０４は、マイクロマニュピュレータ１１０に配設された種々のアクチュエータの駆動制御を行う駆動制御部等をマウントした中継基板２０５に接続されている。中継基板２０５とマイクロマニュピュレータ１１０に配設された種々のアクチュエータとは、図示を省略したフレキシブル基板で接続されている。なお、ＰＬＣ２０４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭの他に、Ｄ／Ａコンバータ、Ａ／Ｄコンバータ等を有して構成されており、ＲＯＭに格納されたプログラム及びプログラムデータに従って、パソコン２０２から動作命令を受信すると共に、コンピュータ２０２にイーサネット（Ethernet）を介して後述するセンサで検出したデータや種々のアクチュエータのステータスを送信する。
【００２０】
図２に示すように、定盤１０６には、板状の顕微鏡基台１０５及び受け台１０３が固定されている。顕微鏡基台１０５上には顕微鏡１０１を支持する支柱が立設されており、受け台１０３の上には板状で受け台１０３より面積の小さい微小物体／マニュピュレータ基台１０８が固定されている。また、微小物体／マニュピュレータ基台１０８上には、ブロック状の微小物体載置基台１０２及び４本の脚部を有しマイクロマニュピュレータ１００を固設するためのマニュピュレータ載置架台１０４が固定されている。上述した中継基板２０５は、マニュピュレータ載置架台１０４の脚部に固定されている。
【００２１】
微小物体載置基台１０２は、その頂上部分に、略水平の微小物体載置面１７を有しており、把持対象物は微小物体載置基台１０２上に載置される。一方、マニュピュレータ載置架台１０４は、２本の把持指とメータからなる把持指駆動用アクチュエータ１ｃ（図１０参照）とを有し２本の把持指の先端部（以下、エンドエフェクタという。）を互いに近接ないし離間させる把持手段としてのマイクログリッパ機構部１のエンドエフェクタが概ね微小物体載置面１７の中央に位置するように脚部の長さや微小物体／マニュピュレータ基台１０８への固定位置が設定されている。また、顕微鏡１０１は、対物レンズが微小物体載置面１７の略中央部に位置するように上述した支柱で顕微鏡基台１０５に支持されている。なお、２本の把持指はそれぞれ図示しないバネで付勢されており、把持指駆動用アクチュエータ１ｃが非通電の通常状態で、エンドエフェクタは離間しており開口（以下、エンドエフェクタ開口１ａという。）が形成される（図１０参照）。
【００２２】
図２〜図４に示すように、マイクロマニュピュレータ１００は、マイクログリッパ機構部１、エンドエフェクタを中心として円弧状に回動可能でありエンドエフェクタの姿勢方向をＸ、Ｙ方向で同時に変更する姿勢変更機構部６０、マイクログリッパ機構部１及び姿勢変更機構部６０をＸＹ方向に移動させる第１の移動手段としてのＸＹ移動機構部３０及びＸＹ方向に交差するＺ方向に移動させる第２の移動手段としてのＺ移動機構部５０を備えている。
【００２３】
図３及び図４に示すように、ＸＹ移動機構部３０は、Ｘ、Ｙ方向からの駆動力による変位を合成して伝達ないし出力する駆動力伝達機構３１を有している。駆動力伝達機構３１は、１１個のリンクとこれらを連結（接続）するポリプロピレン等の高分子材料からなる１２個の弾性ヒンジとで構成されている。
【００２４】
図５に示すように、駆動力伝達機構３１は、２つのパンタグラフ（平行四節機構）を有している。一方のパンタグラフは、第４のリンクとしての直線状リンク３１ｄ、第７のリンクとしての直線状リンク３１ｅ、第５のリンクとしての直線状リンク３１ｆ、第６のリンクとしての直線状リンク３１ｇの４つのリンクで構成されており、他方のパンタグラフは、第４のリンクとしての直線状リンク３１ｄ’、第７のリンクとしての直線状リンク３１ｅ’、第５のリンクとしての直線状リンク３１ｆ’、第６のリンクとしての直線状リンク３１ｇ’の４つのリンクで構成されている。
【００２５】
リンク３１ｄの一端は、Ｘ方向からの駆動力が入力される第１の入力端とされており、第１のリンクとしての略コ字状リンク３１ａに弾性ヒンジＡを介して連結（接続）されている。リンク３１ｆ及びリンク３１ｇの一端は、Ｘ方向に直角方向のＹ方向からの駆動力が入力される第２の入力端とされており、第２のリンクとしての直線状リンク３１ｂに弾性ヒンジＦを介して連結されている。リンク３１ｅの一端はＸ方向及びＹ方向から入力された駆動力による変位が合成され拡大乃至縮小されて出力される出力端とされており、第３のリンクとしての直線状リンク３１ｃに弾性ヒンジＥを介して連結されている。また、リンク３１ｄ及びリンク３１ｅの他端同士は弾性ヒンジＣを介して連結されている。
【００２６】
更に、リンク３１ｆの他端はリンク３１ｅに弾性ヒンジＤを介して連結されており、リンク３１ｇの他端はリンク３１ｄに弾性ヒンジＢを介して連結されている。図８（ａ）に示すように、今、弾性ヒンジＡ〜Ｅの位置を、アルファベットの小文字ａ〜ｅで点として表すと、△ａｂｆ、△ｆｄｅ及び△ａｃｅは互いに相似三角形を構成している。従って、リンク３１ｆ及びリンク３１ｇの他端は、リンク３１ｄの一端がリンク３１ａに弾性ヒンジＡで接続（連結）された接続箇所ａ、リンク３１ｅの一端がリンク３１ｃに弾性ヒンジＥで接続された接続箇所ｅ、並びに、リンク３１ｄ及びリンク３１ｅの他端同士が弾性ヒンジＣで接続された接続箇所ｃの３箇所を頂点とする三角形と相似形となるように、それぞれ、リンク３１ｅ及びリンク３１ｄに接続されている。
【００２７】
一方、他方のパンタグラフも同様に構成されている。すなわち、リンク３１ｄ’の一端は、Ｘ方向からの駆動力が入力される第１の入力端とされており、リンク３１ａに弾性ヒンジＡ’を介して連結されている。リンク３１ｆ’及びリンク３１ｇ’の一端は、Ｙ方向からの駆動力が入力される第２の入力端とされており、リンク３１ｂに弾性ヒンジＦ’を介して連結されている。また、リンク３１ｅ’の一端はＸ方向及びＹ方向から入力された駆動力による変位が合成され拡大乃至縮小されて出力される出力端とされており、リンク３１ｃに弾性ヒンジＥ’を介して連結されている。また、リンク３１ｄ’及びリンク３１ｅ’の他端同士は弾性ヒンジＣ’を介して連結されている。更に、リンク３１ｆ’及びリンク３１ｇ’の他端は、リンク３１ｄ’の一端がリンク３１ａ’に弾性ヒンジＡ’で接続された接続箇所、リンク３１ｅ’の一端がリンク３１ｃ’に弾性ヒンジＥ’で接続された接続箇所、並びに、リンク３１ｄ’及びリンク３１ｅ’の他端同士が弾性ヒンジＣ’で接続された接続箇所の３箇所を頂点とする三角形と相似形となるように、それぞれ、リンク３１ｅ’及びリンク３１ｄ’に弾性ヒンジＤ’及び弾性ヒンジＢ’を介して接続されている。
【００２８】
従って、リンク３１ａは弾性ヒンジＡ、Ａ’を介して２つのパンタグラフのＸ方向の入力端（リンク３１ｄ、３１ｄ’の一端）同士を連結しており、リンク３１ｂは弾性ヒンジＦ、Ｆ’を介して２つのパンタグラフのＹ方向の入力端（リンク３１ｆ、３１ｇ及びリンク３１ｆ’、３１ｇ’の一端）同士を連結しており、リンク３１ｃは弾性ヒンジＥ、Ｅ’を介して２つのパンタグラフの出力端（リンク３１ｅ、３１ｅ’の一端）同士を連結している。また、２つのパンタフラフは、リンク３１ａ、３１ｂ、３１ｃのそれぞれの中点を結ぶ第１の仮想線として仮想線Ｘ−Ｘを中心線として対称配置されている。
【００２９】
弾性ヒンジには、鈍角の端部を有する２つのリンクを連結する弾性ヒンジＡ〜Ｅ、Ａ’〜Ｅ’のタイプのものと、鋭角の端部を有する３つのリンクを連結する弾性ヒンジＦ、Ｆ’のタイプのものとの２種類が使用されている。しかしながら、これらの２種類の弾性ヒンジは、図６（ａ）に示すように、弾性変形範囲の略中央がホームポジションとされており、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、弾性変形範囲内でホームポジションを中心として両側方向に変形可能な両振構造を有している点で共通している。なお、弾性ヒンジＡ〜Ｆ、Ａ〜Ｆ’は、２つのパンタグラフのＸ方向及びＹ方向の入力端に駆動力が入力されない状態のときにホームポジションに位置している。
【００３０】
図３及び図４に示すように、ＸＹ移動機構部３０は、駆動伝達機構３１にＸ方向及びＹ方向への駆動力を入力するために、スライドテーブル３２ａとステータ部（固定子部）とを有するリニアステッピングモータからなるＸ方向アクチュエータ３２と、同じくスライドテーブル３３ａとステータ部とを有するリニアステッピングモータからなるＹ方向アクチュエータ３３とを有している。駆動伝達機構３１のリンク３１ａはＸ方向アクチュエータ３２のスライドテーブル３２ａに固着されており、駆動伝達機構３１のリンク３１ｂはＹ方向アクチュエータ３３のスライドテーブル３３ａに固着されている。また、駆動伝達機構３１のリンク３１ｃはＺ移動機構部５０に固着（固設）されている。このため、Ｘ方向アクチュエータ３２、Ｙ方向アクチュエータ３３からの直進駆動力がそれぞれリンク３１ａ、３１ｂに入力されると、当該直進駆動力により２つのパンタグラフが変位し、変位量がＸ、Ｙ方向で合成・拡大されてリンク３１ｃに出力される。
【００３１】
Ｚ移動機構部５０は、出力ステージとしての平板状の底部フレーム５３を有している。上述したリンク３１ｃは、この底部フレーム５３に固着されている。また、底部フレーム５３の隅部には４つのマイクロキャスタ３６が配設されている。このため、底部フレーム５３は、固着したリンク３１ｃからの出力に従って、マニュピュレータ載置架台１０４に固定された受け台３４上をＸＹ方向に移動可能に構成されている。また、Ｚ移動機構部５０は、底部フレーム５３の上方に位置し底部フレーム５３に対しＺ方向に離間・近接可能な移動フレーム５４を有している。移動フレーム５４には、正逆転可能なステッピングモータを有するＺ方向アクチュエータ５１と、一端が底部フレーム５３に支持されたシャフト５２とを含む直動機構が収容されている。移動フレーム５４は、Ｚ方向アクチュエータ５１が正転することで底部フレーム５３から離間し、逆転することで底部フレーム５３に近接するように構成されている。
【００３２】
従って、移動フレーム５４は底部フレーム５３に対してＺ方向に相対移動が可能なため、移動フレーム５４は、Ｘ方向アクチュエータ３２、Ｙ方向アクチュエータ３３、Ｚ方向アクチュエータ５１からの駆動力によりＸ、Ｙ、Ｚの３次元方向への移動が許容されている。この移動フレーム５４に、姿勢変更機構部６０が固定されている。
【００３３】
図７に示すように、姿勢変更機構部６０は、略扇状のベースフレーム２と、ベースフレーム２に対して移動可能な移動ユニット５５とで構成されている。マイクログリッパ機構部１は、シャフト７１より移動ユニット５５の先端部に連結されている。
【００３４】
ベースフレーム２は、ベースフレーム２の中央部を構成し略扇状で略水平のスライド平面２ａ、スライド平面２ａのエンドエフェクタ側に隣接し略扇状でテーパ状に略３０°の角度で傾斜したスライド傾斜面２ｂ、スライド平面２ａの移動フレーム５４側に隣接し表裏にエンドエフェクタを中心とする同心円の一部（円弧）を形成する曲壁２ｄ、曲壁２ｄのスライド平面２ａ側に固着された歯付きベルト２ｃ、エンドエフェクタを中心とする同心円の一部を形成し曲壁２ｄに対向する曲壁２ｅ、曲壁２ｅの一側に固定された透過一体型センサ２ｆ、及び、姿勢変更機構部６０を移動フレーム５４に連結（固定）するための連結部１６（図１１（ａ）参照）を有している。なお、曲壁２ｄと曲壁２ｅとの間には円弧状の溝２ｇが形成されている。
【００３５】
移動ユニット５５には、正逆転可能なステッピングモータからなる姿勢変更アクチュエータ６１が組み付けられている。姿勢変更アクチュエータ６１のアクチュエータ軸には、プーリギアが嵌着されており、歯付き無端ベルトを介して姿勢変更アクチュエータ６１からの回転駆動力が減速ギア６６に伝達される。減速ギア６６は回転軸に大径ギアと大径ギアの下方に配置された小径ギア（不図示）とが嵌着されて構成されている。なお、小径ギアは、移動ユニット５５を貫通しベースフレーム２側に延出されている。また、移動ユニット５５からはベースフレーム２側に向けて、２本の円柱状のスライダ（不図示）と、２本のシャフト（不図示）とが突設されている。これらのシャフトにはローラ７０がそれぞれ回転可能に軸支されている。また、矩形板状の遮光板（不図示）がベースフレーム２側に向けて植設されている。なお、マイクログリッパ機構部１は、端部にリング状の接続部を有しており、この接続部をシャフト７１が貫通することで移動ユニット５５に固定されている。
【００３６】
移動ユニット５５の小径ギアは、ベースフレーム２の歯付ベルト２ｃと噛合している。また、移動ユニット５５のローラ７０は、ベースフレーム２の溝２ｇ内に配置されており、曲壁２ｄの曲面に当接している。なお、小径ギアが曲壁２ｄを押圧するようにバネ６８が張架されている。更に、スライダ（不図示）の先端部はベースフレーム２のスライド平面２ｂに当接している。従って、移動ユニット５５は、姿勢変更アクチュエータ６１が駆動すると、その駆動力は歯付ベルト２ｂと噛合した小径ギアに伝達され、ベースフレーム２上を、エンドエフェクタを中心として円弧状に移動する構造が採られている。
【００３７】
マイクログリッパ機構部１は、シャフト７１により移動ユニット５５に固定される水平連結部を除き、エンドエフェクタが微小物体載置面１７上に載置された微小物体を把持可能なように、下方に向けて略３０°の角度で斜設されている。マイクログリッパ機構部１の水平連結部近傍の底面にはスライダ（不図示）が下方に向けて突設されている。スライダの先端部はベースフレーム２のスライド傾斜面２ｂに当接している。
【００３８】
（動作）
次に、直方体状の微小チップ素子をプリント基板上のランドに載置するときの微小物体ハンドリングシステム２００の動作について説明する。
【００３９】
パソコン２０２、マイクロマニュピュレータ１１０等微小物体ハンドリングシステムを構成する全ての構成部に電源が投入され、パソコン２０２でのアプリケーションソフトウエアの起動やマイクロマニュピュレータ１１０の初期設定処理が終了すると、ＰＬＣ２０４（のＣＰＵ）はマイクロマニュピュレータ１１０側の種々のアクチュエータやセンサのステータスをパソコン２０２に送出する。
【００４０】
パソコン２０２は、プログラムデータを参照して受信したステータスに異常がないかを判断し、異常があるときは、ディスプレイ２０１に異常箇所及び異常の程度を表示させ、異常がないとき（又は異常の程度が低く回復可能なとき）は、エンドエフェクタが微小物体載置面１７上の載置物（例えば、プリント基板）に不用意に接触しないように、エンドエフェクタを基準位置に位置させてよいか否かの問い合わせをディスプレイ２０１に表示させて、入力装置２０３から肯定的な入力があるまで待機する。入力装置２０３からの入力があると、パソコン２０２は、ＰＬＣ２０４に対してエンドエフェクタを基準位置に位置させるように命令する。
【００４１】
ＰＬＣ２０４は、姿勢変更アクチュエータ６１を駆動させ移動ユニット５５をセンサ２ｆ側に移動させると共に、センサ２ｆからの２値信号に変化があるかを判断する。移動ユニット５５の底部に植設された不図示の遮光板がセンサ２ｆの発光を遮光すると、例えば、センサ２ｆからの信号はローレベル信号からハイレベル信号に変化する。これにより、ＰＬＣ２０４は、移動ユニット５５が基準位置に到達したことを知ることができる。換言すれば、ＰＬＣ２０４は、Ｘ、Ｙ方向でエンドエフェクタの基準となる姿勢座標を得ることができる。ＰＬＣ２０４は、移動ユニット５５が基準位置に到達すると、姿勢変更アクチュエータ６１の駆動を停止させ、パソコン２０２に微小物体のハンドリングの準備が完了した旨を報知する。
【００４２】
パソコン２０２は、ディスプレイ２０１に微小物体（微小チップ素子）のハンドリングが可能な旨を小ウインドで表示させ、入力装置２０３からの入力があるまで待機する。オペレータは、ディスプレイ２０１で顕微鏡画像を参照しながら、チップ素子がエンドエフェクタ開口部１ａに位置するように入力装置２０３で入力する。本実施形態では、このような入力操作はアプリケーションソフトウエアでサポートされており、マウスによるドラッグや左右クリックを使用して行うことが可能である。
【００４３】
パソコン２０２は、入力装置２０３からの入力情報をＸ、Ｙ、Ｚ方向成分毎に変換してＰＬＣ２０４に送出する。ＰＬＣ２０４は、パソコン２０２から送出されたＸ、Ｙ、Ｚ方向成分に応じて、ＸＹ移動機構部３０のＸ方向アクチュエータ３２、Ｙ方向アクチュエータ３３、及び、Ｚ移動機構部５０のＺ方向アクチュエータ５１を駆動して、チップ素子２０がエンドエフェクタ開口部１ａに位置するように移動させ（図１１（Ａ）に示す状態）、パソコン２０２からの命令があるまで待機する。
【００４４】
ここで、ＸＹ移動機構部３０の駆動伝達機構３１の動作について詳述する。まず、図８を参照して、一個のパンタグラフの動作原理について説明する。上述したように、△ａｂｆ、△ｆｄｅ及び△ａｃｅは互いに相似である。一般に、点ａ、ｆ、ｅが一直線上にある場合が多いが、同一直線上にない場合もある。パンタグラフの形状は、線分ａｂ、係数ｋ１（≡線分ｂｃの長さ／線分ａｂの長さ）及び係数ｋ２（≡線分ａｃの長さ／線分ｃｅの長さ）によって定まる。
【００４５】
点ｆを固定して点ａを動かした場合、点ａの変位はｋ１倍に拡大（又は縮小）されて点ｅの変位となる（図８（ｂ）参照）。逆に、点ａを固定して点ｆを動かした場合、点ｅの変位は点ｆの変位の（１＋ｋ１）倍となる。また、点ｅの運動方向は、点ａの運動方向に対して１８０°傾き、点ｆの運動方向に対しては同方向となる（図８（ｃ）参照）。
【００４６】
次に、図９を参照して、２つのパンタグラフがリンク３１ａ、３１ｂ、３１ｃで連結された本実施形態の駆動伝達機構３１の動作について説明する。上述したように、点ａ〜点ｆで表される一方のパンタグラフと、点ａ’〜点ｆ’で表される他方のパンタグラフは、リンク３１ａ、３１ｂ、３１ｃのそれぞれの中点を結ぶ仮想線Ｘ−Ｘを中心線として対称配置されている。△ａｂｆ、△ｆｄｅ及び△ａｃｅは互いに相似であり、△ａ’ｂ’ｆ’、△ｆ’ｄ’ｅ’及び△ａ’ｃ’ｅ’も互いに相似である。また、△ａｂｆと△ａ’ｂ’ｆ’、△ｆｄｅと△ｆ’ｄ’ｅ’、及び、△ａｃｅと△ａ’ｃ’ｅ’は、それぞれ仮想線Ｘ−Ｘについて線対称であり、いわば光学的な鏡像の関係にある。
【００４７】
点ａ〜点ｆで表される一方のパンタグラフは、上述したと１個のパンタグラフの場合と同様に、点ｆを固定して点ａを動かした場合、点ａの変位はｋ１倍に拡大（又は縮小）されて点ｅでの変位となる。逆に、点ａを固定して点ｆを動かした場合、点ｅの変位は点ｆの変位の（１＋ｋ１）倍となる。また、点ｅの運動方向は、点ａの運動方向に対して１８０°傾き、点ｆの運動方向に対しては同方向となる。一方、点ａ’〜点ｆ’で表される他方のパンタグラフも同様に変位が拡大（又は縮小）される。
【００４８】
従って、点ｆと点ｆ’を固定して点ａと点ａ’を同時に変位させると、点ｅと点ｅ’はそのｋ１倍に拡大された同じ変位を生じ、また、点ａと点ａ’を固定して点ｆと点ｆ’を同時に変位させると、点ｅと点ｅ’はその（１＋ｋ１）倍に拡大された同じ変位を生ずる。故に、線分ａａ’、ｆｆ’の姿勢を保って変位を与えると、線分ｅｅ’の姿勢は変位の前後で一定に保たれる。
【００４９】
図１０は、駆動伝達機構３１の動作形態を模式的に示したものであり、図１０（ｅ）が駆動伝達機構３１のホームポジションにあたる。ここに、ホームポジションとは、ＸＹ移動機構部３０のＸ方向アクチュエータ３２、Ｙ方向アクチュエータ３３からの駆動力が加えられる前の駆動伝達機構３１の初期位置ないし保存位置をいう。２つのパンタグラフ及びリンク３１ａ、３１ｂ、３１ｃで構成される駆動伝達機構３１は、このホームポジションから、ＰＬＣ２０４によるＸ方向アクチュエータ３２、Ｙ方向アクチュエータ３３の任意の駆動力制御により、図１０（ａ）〜（ｆ）の各形態に弾性ヒンジの変形を伴って変形する。
【００５０】
図１０（ａ）〜（ｆ）に示すように、リンク３１ｃは、どの形態に変位しても垂直方向（Ｙ方向）で姿勢が維持される。つまり、リンク３１ａ、３１ｂにＸ方向アクチュエータ３２及びＹ方向アクチュエータ３３から駆動力が入力されたときに、リンク３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、略平行状態を維持するように変位する。付言すれば、リンク３１ａ、３１ｂにＸ方向アクチュエータ３２及びＹ方向アクチュエータ３３から駆動力が入力されたときに、図９に示す一方のパンタグラフの点ａ、ｆ、ｅを結ぶ仮想線、並びに、他方のパンタグラフの点ａ’、ｆ’、ｅ’を結ぶ仮想線が、仮想線Ｘ−Ｘと略平行状態を維持するように変位する。
【００５１】
弾性ヒンジＡ〜Ｆ、Ａ’〜Ｆ’は、Ｘ方向アクチュエータ３２及びＹ方向アクチュエータ３３からの駆動力に従って、図６（ａ）に示した弾性変形範囲の略中央のホームポジションから、図６（ｂ）、（ｃ）に示した弾性変形範囲内でホームポジションを中心として変形する。なお、駆動伝達機構３１がホームポジションに位置するときに、弾性ヒンジＡ〜Ｆ、Ａ’〜Ｆ’もまたホームポジションに位置する。
【００５２】
従って、駆動伝達機構３１は、Ｘ方向アクチュエータ３２及びＹ方向アクチュエータ３３からリンク３１ａ、３１ｂに駆動力が入力されると、弾性ヒンジＡ〜Ｆ、Ａ’〜Ｆ’が変形して２つのパンタグラフよる所定の変位がリンク３１ｃに出力され、マイクロキャスタ３６を受け台３４上でＸ、Ｙ方向で移動させる（図４参照）。また、Ｚ移動機構部５０のＺ方向アクチュエータ５１を駆動することで、チップ素子２０はエンドエフェクタ開口部１ａに位置する。
【００５３】
エンドエフェクタの把持方向とチップ素子２０の向きとが不整合の状態のため、オペレータは、エンドエフェクタのＸ、Ｙ方向がチップ素子２０を把持可能な方向となるように入力装置２０３で入力する。パソコン２０２は、入力装置２０３からの入力情報を変換してＰＬＣ２０４に送出する。ＰＬＣ２０４は、姿勢変更アクチュエータ６１を駆動させ、エンドエフェクタのＸ、Ｙ方向がチップ素子２０を把持可能な方向となるように、移動ユニット５５をベースフレーム２に対してエンドエフェクタを中心として円弧状に回動させ（図１１（Ｂ）に示す状態）、パソコン２０２の命令があるまで待機する。
【００５４】
エンドエフェクタの把持方向とチップ素子２０の向きとが整合したため、オペレータは、エンドエフェクタでチップ素子２０を把持するために入力装置２０３で入力する。パソコン２０２は、入力装置２０３からの入力情報を変換してＰＬＣ２０４に送出する。ＰＬＣ２０４は、把持指駆動用アクチュエータ１ｃを駆動させ、エンドエフェクタに把持対象物２０を把持させ、パソコン２０２の命令があるまで待機する。
【００５５】
オペレータは、チップ素子２０を把持したままエンドエフェクタプリント基板のランド位置に位置するように入力装置２０３で入力する。パソコン２０２は、入力装置２０３からの入力情報を変換してＰＬＣ２０４に送出する。ＰＬＣ２０４は、ＸＹＺ移動機構部４０を駆動して、チップ素子２０がランド位置に位置するように移動させ、パソコン２０２からの命令があるまで待機する。
【００５６】
チップ素子２０を把持したエンドエフェクタの把持方向とランド位置の向きとが不整合の状態のため、オペレータは、エンドエフェクタの方向がランド位置と同じ方向となるように入力装置２０３で入力する。パソコン２０２は、入力装置２０３からの入力情報を変換してＰＬＣ２０４に送出する。ＰＬＣ２０４は、姿勢変更アクチュエータ６１を駆動させ、エンドエフェクタの方向がランド位置と同じ方向となるように、移動ユニット５５をベースフレーム２に対してエンドエフェクタを中心として円弧状に回動させ、パソコン２０２の命令があるまで待機する。
【００５７】
オペレータは、エンドエフェクタを離間させるように入力装置２０３で入力する。パソコン２０２は、入力装置２０３からの入力情報を変換してＰＬＣ２０４に送出する。ＰＬＣ２０４は、把持指駆動用アクチュエータ１ｃを駆動させ、エンドエフェクタを離間させる（エンドエフェクタ開口１ｃを形成し微小物体の把持を解放させる）。これにより、チップ素子２０は、ランド位置２１に載置される（図１１（Ｃ）に示す状態）。
【００５８】
オペレータは、チップ素子２０のランド位置２１への載置を終了したので、駆動伝達機構３１をホームポジションに復帰させる復帰命令を入力装置２０３で入力する。パソコン２０２は、入力装置２０３からの入力情報（復帰命令）をＰＬＣ２０４に送出する。ＰＬＣ２０４は、Ｘ方向アクチュエータ３２及びＹ方向アクチュエータ３３を駆動させ、駆動伝達機構３１を弾性ヒンジＡ〜Ｆ、Ａ’〜Ｆ’が変形しないホームポジションに復帰させる。
【００５９】
（作用等）
次に、本実施形態の微小物体ハンドリングシステム２００の作用等について、マイクロマニュピュレータ１１０の駆動伝達機構３１の作用等を中心に説明する。
【００６０】
本実施形態のマイクロマニュピュレータ１１０は、駆動伝達機構３１の２つのパンタグラフがリンク３１ａ、３１ｂ、３１ｃのそれぞれの中点を結ぶ仮想線Ｘ−Ｘを中心線として対称配置されており、Ｘ、Ｙ方向の入力端（図９に示す点ａ、ａ’及び点ｆ、ｆ’）同士、出力端（図９に示す点ｅ、ｅ’）同士がそれぞれリンク３１ａ、３１ｂ、３１ｃで連結されている。リンク３１ｃは、２つのパンタグラフのＸ、Ｙ方向での変位に拘わらず、姿勢がリンク３１ａ、３１ｂと平行に維持され、かつ、リンク３１ｃは２つの弾性ヒンジＥ、Ｅ’により両側で支持される。このため、リンク３１ｃは安定した姿勢を保つことができ、駆動伝達機構３１はＸ、Ｙ方向の入力端から入力されたＸ方向アクチュエータ３２、Ｙ方向アクチュエータ３３からの駆動力を合成し拡大乃至縮小して精度よくリンク３１ｃに伝達することができる。従って、本実施形態によれば、リンク３１ｃが２つの出力端で支持されるため、安定した姿勢を保ち、Ｘ方向及びＹ方向でのマイクログリッパ機構部１の移動の精度を高めることができると共に、ＸＹテーブルに代えて２つのパンタグラフを有する駆動伝達機構３１を用いたため、マイクロマニュピュレータ１１０のコンパクト化、軽量化を図ることができる。
【００６１】
また、本実施形態のマイクロマニュピュレータ１１０は、駆動伝達機構３１の弾性ヒンジＡ〜Ｆ、Ａ’〜Ｆ’が、高分子材料からなるため耐久性に優れ、図６に示したように、弾性変形範囲で両振可能な構造を有し動作範囲の両端での変形を小さくできる。すなわち、図６（ａ）に示した状態をホームポジションとし、図６（ｂ）、（ｃ）に示す状態まで変形可能なため、図６（ｂ）、（ｃ）に示す状態まで変形する場合に、半分程度の変形で済むため応力が小さくなり、塑性変形に対して余裕がとれる。更に、両振の平均応力がゼロの弾性変形範囲の略中央がホームポジションとされているため、ホームポジションに復帰させて保存することで、クリープ変形に対しても安全率を高めることができる。従って、継続使用をしても高い精度を維持可能な駆動力伝達機構３１を得ることができる。
【００６２】
更に、本実施形態のマイクロマニュピュレータ１１０は、ベースフレーム２と移動ユニット５５とで構成される姿勢変更機構部６０を備えている。移動ユニット５５は、ベースフレーム２に対しエンドエフェクタを中心として円弧状に回動可能であり、移動ユニット５５に連結されたマイクログリッパ機構部１のエンドエフェクタは姿勢変更が可能である。従って、マイクロマニュピュレータ１１０は、チップ素子のような微小物体（把持対象物）の形状に特色があっても（把持方向が限定されていても）、１回の操作（接触）で微小物体をエンドエフェクタで確実に把持可能であり、かつ、微小物体（チップ素子）を適正な載置位置（ランド位置）に載置することができる。従って、微小物体が生体等の傷つき易い物体でも、１回の接触で生体を把持でき、生体把持のために試行錯誤を繰り返す必要がないので、生体に損傷を加えることもない。
【００６３】
また、本実施形態のマイクロマニュピュレータ１１０は、移動ユニット５５がベースフレーム２に対しエンドエフェクタを中心として円弧状に回動するため、微小物体を把持するエンドエフェクタが回動動作の中心となる。従って、エンドエフェクタの姿勢方向を変えることによる位置変化を少なくすることができ、顕微鏡視野内でマイクロマニュピュレータ１１０の操作を行うことができる。
【００６４】
更に、本実施形態のマイクロマニュピュレータ１１０は、移動ユニット５５がベースフレーム２に当接する不図示のスライダを有しており、移動ユニット５５がスライダ及びローラ７０でベースフレーム２に複数箇所で当接するので、ベースフレーム２に対する移動ユニット５５の安定な移動を確保することができる。また、本実施形態のマイクロマニュピュレータ１１０は、移動ユニット５５がＺ方向でベースフレーム２より上側に配置されており、マイクログリッパ機構部１がＺ方向で傾斜するように移動ユニット５５に支持されているので、微小物体載置基台１０２上に載置された微小物体を上方からエンドエフェクタで把持でき、顕微鏡視野内で観察しながら把持指先端部で把持することが容易となる。更にまた、マイクログリッパ機構部１のスライダ（不図示）はベースフレーム２のスライド傾斜面２ｂに当接しているので、マイクログリッパ機構部１が傾斜配置されていても、移動ユニット５５の移動に伴ってマイクログリッパ機構部１の安定な移動を確保することができる。
【００６５】
また、本実施形態のマイクロマニュピュレータ１１０は、姿勢変更機構部６０がベースフレーム２に配置されたセンサ２ｆと移動ユニット５５に植設された遮光板（不図示）とを有しており、エンドエフェクタで微小物体を把持する前に、エンドエフェクタの姿勢（Ｘ、Ｙ方向での位置）を検出するようにしたので、移動ユニット５５が移動してもエンドエフェクタの姿勢を正確に把握することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、リンク３１ａに略コ字状のものを例示したが、本発明はリンクの形状に限定されるものではなく、リンク３１ａに、リンク３１ｃと同様に、直線状のものを使用するようにしてもよい。また、本実施形態では、姿勢変更機構部６０を介してＺ移動機構部５０とマイクログリッパ機構部１とを連結する例を示したが、姿勢変形機構６０を設けずＺ移動機構部５０に直接マイクログリッパ機構部１を連結するようにしてもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、１１個のリンクと１２個の弾性ヒンジとで構成された駆動力伝達機構３１を例示したが、本発明はこれに制限されず、例えば、高分子材料でこれらのリンク及び弾性ヒンジを一体成形するようにしてもよく、また、２つのパンタフラフのパンタグラフを一体成形し、上述した対称配置となるように、これらのパンタグラフの入力端及び出力端とリンク３１ａ、３１ｂ、３１ｃとを弾性ヒンジＡ、Ａ’、Ｆ、Ｆ’、Ｅ、Ｅ’で連結するようにしてもよい。
【００６８】
そして、本実施形態では、２本の把持指を有し、エンドエフェクタに略直線状の形状のものを例示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、微小物体（把持対象物）の形状に応じて把持指の本数（複数本）や先端部の形状を変更可能なことは云うまでもない。更に、本実施形態では、把持指の双方を互いに近接させる例を示したが、一方の把持指のみを把持指駆動用アクチュエータ３で駆動（移動）させ、他方の把持指は固定されたままとするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は平行四節機構の変位に拘わらず出力端の姿勢を一定に保ち安定した駆動力伝達が可能な駆動力伝達機構を提供するため、駆動力伝達機構及び該駆動力伝達機構を備えたマイクロマニュピュレータの製造・販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明が適用可能な実施形態の微小物体ハンドリングシステムの概略構成図である。
【図２】実施形態の微小物体ハンドリングシステムのマイクロマニュピュレータの外観斜視図である。
【図３】マイクロマニュピュレータの平面図である。
【図４】マイクロマニュピュレータの側面図である。
【図５】マイクロマニュピュレータのＸＹ移動機構部の駆動伝達機構の平面図である。
【図６】駆動伝達機構の弾性ヒンジＣ、Ｆの変形態様を示す部分拡大平面図であり、（ａ）はホームポジションでの態様を示し、（ｂ）は弾性変形範囲の一方の変形極限での態様を示し、（ｃ）は弾性変形範囲の他方の変形極限での態様を示す。
【図７】マイクロマニュピュレータのマイクログリッパ機構部及び姿勢変更機構部の外観斜視図である。
【図８】１個のパンタグラフを模式的に示す機構図であり、（ａ）は点ａ、ｆに入力がなされないホームポジションにある状態、（ｂ）は点ｆを固定して点ａを動かした状態、（ｃ）は点ａを固定して点ｆを動かした状態を示す。
【図９】ＸＹ移動機構部の駆動伝達機構を模式的に示す機構図である。
【図１０】駆動伝達機構の変位を模式的に示す機構図であり、（ａ）は変位状態その１、（ｂ）は変位状態その２、（ｃ）は変位状態その３、（ｄ）は変位状態その４、（ｅ）は変位のないホームポジションでの状態、（ｆ）は変位状態その５、（ｇ）は変位状態その６、（ｈ）は変位状態その７、（ｉ）は変位状態その８を示す。
【図１１】マイクログリッパ機構部及び姿勢変更機構部の動作状態の平面図であり、（ａ）は動作状態その１、（ｂ）は動作状態その２、（ｃ）は動作状態その３を示す。
【符号の説明】
【００７１】
１  マイクログリッパ機構部（把持手段）
３０  ＸＹ移動機構部（第１の移動手段）
３１  駆動伝達機構
３１ａ  リンク（第１のリンク）
３１ｂ  リンク（第２のリンク）
３１ｃ  リンク（第３のリンク）
３１ｄ、３１ｄ’  リンク（第４のリンク）
３１ｅ、３１ｅ’  リンク（第７のリンク）
３１ｆ、３１ｆ’  リンク（第５のリンク）
３１ｇ、３１ｇ’  リンク（第６のリンク）
５０  Ｚ移動機構部（第２の移動手段）
５４  底部フレーム（出力ステージ）
１１０  マイクロマニュピュレータ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’、Ｆ’  弾性ヒンジ
【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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