【手続補正書】
【提出日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】  
【請求項１】  対象物の角度を直交するふたつの回動軸回りに回動させるジンバル機構であって、
前記対象物の裏面に取り付けた少なくとも３個の第１の球面軸受け、
一端を前記第１の球面軸受けに接続された少なくとも３本のロッド、
前記３本のロッドの各々の略中央にそれぞれ取り付けられた少なくとも３個の第２の球面軸受け、
前記３本のロッドの各々の他端にそれぞれ取り付けられた少なくとも３個の第３の球面軸受け、
前記３個の第２の球面軸受けに接続され、対向する２辺の略中央に第１の回動軸Ｘを有する第１の内側フレーム、
前記第１の回動軸Ｘを介して前記第１の内側フレームと回動自在につながり、対向する２辺の略中央に前記第１の回動軸Ｘと直交する第１の回動軸Ｙを有する□の字型の第１の外側フレーム、
前記第１の内側フレームと同様に、前記３個の第３の球面軸受けに接続され、対向する２辺の略中央に前記第１の回動軸Ｘと平行な第２の回動軸Ｘを有する第２の内側フレーム、
前記第１の外側フレームと同様に、前記第２の回動軸Ｘを介して前記第２の内側フレームと回動自在につながり、対向する２辺の略中央に前記第１の回動軸Ｙと平行な第２の回動軸Ｙを有する□の字型の第２の外側フレーム、
前記第１の外側フレーム並びに前記第２の外側フレームを前記第１の回動軸Ｙ並びに前記第２の回動軸Ｙを介して支持するベース、
前記第１の回動軸Ｘまたは前記第２の回動軸Ｘを回動駆動するＸ軸駆動手段、  前記第１の回動軸Ｙまたは前記第２の回動軸Ｙを回動駆動するＹ軸駆動手段、  前記第１の回動軸Ｘまたは前記第２の回動軸Ｘの角度を検出するＸ軸検出手段、及び
前記第１の回動軸Ｙまたは前記第２の回動軸Ｙの角度を検出するＹ軸検出手段
を備え、
前記３本のロッドは互いに平行であり、
前記第１の回動軸Ｘと前記第１の回動軸Ｙ並びに前記第２の回動軸Ｘと前記第２の回動軸Ｙはそれぞれ１点で交差し、
前記３個の第１の球面軸受けの位置、前記３個の第２の球面軸受けの位置、前記３個の第３の球面軸受けの位置のそれぞれの３位置が形成する図形は互いに同一形状をなし、
更に、前記３個の第２の球面軸受けの位置と前記第１の回動軸Ｘ及び前記第１の回動軸Ｙの交点位置の４位置が形成する図形と、前記３個の第３の球面軸受けの位置と前記第２の回動軸Ｘ及び前記第２の回動軸Ｙの交点位置の４位置が形成する図形は同一形状をなすことを特徴とするジンバル機構。
【請求項２】  前記第１の内側フレーム及び前記第２の内側フレームは、前記第１の回動軸Ｙ及び前記第２の回動軸Ｙを隔ててふたつに切り離され、該切り離された各々２個の内側フレームは、それぞれ前記第１の外側フレーム及び前記第２の外側フレームに対して前記第１の回動軸Ｘ及び前記第２の回動軸Ｘまわりに独立に回動する
ことを特徴とする請求項１に記載のジンバル機構。
【請求項３】  前記Ｘ軸駆動手段は、前記第１の回動軸Ｘを回動駆動する第１のＸ軸駆動手段と前記第２の回動軸Ｘを回動駆動する第２のＸ軸駆動手段とを有し、前記第２のＸ軸駆動手段は前記第１のＸ軸駆動手段と反対方向にトルクを加え、前記Ｙ軸駆動手段は、前記第１の回動軸Ｙを回動駆動する第１のＹ軸駆動手段と前記第２の回動軸Ｙを回動駆動する第２のＹ軸駆動手段とを有し、前記第２のＹ軸駆動手段は前記第１のＹ軸駆動手段と反対方向にトルクを加える
ことを特徴とする請求項１または２に記載のジンバル機構。
【請求項４】  前記複数の第１、第２、第３の球面軸受けのうち、少なくとも１個の所定の球面軸受けにガタをなくす対策を施したことを特徴とする請求項３に記載のジンバル機構。
【請求項５】  前記対象物がアンテナ或いは反射鏡である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のジンバル機構。
【請求項６】  前記ベースはロボットアームに固定され、前記対象物がロボットハンドである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のジンバル機構。
【請求項７】  前記対象物がカメラである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のジンバル機構。
【請求項８】  前記対象物が反射板であり、該反射板の中央を貫通する柱をさらに設け、該柱の先端に前記反射板と向き合うように点検カメラを取り付けた  ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のジンバル機構。
【請求項９】  前記対象物が握りであり、該握りを操作して姿勢を提示する  ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のジンバル機構。
【請求項１０】  ロボットの肩や手首に用いられる関節機構であって、
前記ロボットの胴体側に設けられた第１のベース、
前記第１のベースに立設された２本の平行な第１の回動軸、
前記第１の回動軸に各々中央を回動自在に支持され互いに平行となるように配置された２枚の第１のリンク、
前記２枚の第１のリンク間を回動自在につなぎ互いに平行をなす２本の第１のロッド、  一側の両端部を前記２本の第１のロッドの一端にそれぞれ回動自在に接続された軸受けブロック、
前記軸受けブロックの他側の両端部に一端をそれぞれ回動自在に接続され互いに平行となるように配置された２本の第２のロッド、
前記２本の第２のロッドに両端部をそれぞれ回動自在に接続され互いに平行をなす２枚の第２のリンク、
前記第２のリンクの中央に立設された２本の平行な第２の回動軸、
前記第２の回動軸に接続された第２のベース
とを備え、
前記第１のリンクと前記第１のロッド、及び前記軸受けブロック、並びに前記軸受けブロック、）前記第２のロッドと及び前記第２のリンクは、各々平行リンクをなし、
前記第１の回動軸と前記第２の回動軸は直交する
ことを特徴とする関節機構。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るジンバル機構は、対象物の角度を直交するふたつの回動軸回りに回動させるジンバル機構であって、対象物の裏面に取り付けた少なくとも３個の第１の球面軸受け、一端を第１の球面軸受けに接続された少なくとも３本のロッド、３本のロッドの各々の略中央にそれぞれ取り付けられた少なくとも３個の第２の球面軸受け、３本のロッドの各々の他端にそれぞれ取り付けられた少なくとも３個の第３の球面軸受け、３個の第２の球面軸受けに接続され、対向する２辺の略中央に第１の回動軸Ｘを有する第１の内側フレーム、第１の回動軸Ｘを介して前記第１の内側フレームと回動自在につながり、対向する２辺の略中央に前記第１の回動軸Ｘと直交する第１の回動軸Ｙを有する□の字型の第１の外側フレーム、第１の内側フレームと同様に、３個の第３の球面軸受けに接続され、対向する２辺の略中央に第１の回動軸Ｘと平行な第２の回動軸Ｘを有する第２の内側フレーム、第１の外側フレームと同様に、第２の回動軸Ｘを介して第２の内側フレームと回動自在につながり、対向する２辺の略中央に第１の回動軸Ｙと平行な第２の回動軸Ｙを有する□の字型の第２の外側フレーム、第１の外側フレーム並びに第２の外側フレームを第１の回動軸Ｙ並びに第２の回動軸Ｙを介して支持するベース、第１の回動軸Ｘまたは第２の回動軸Ｘを回動駆動するＸ軸駆動手段、第１の回動軸Ｙまたは第２の回動軸Ｙを回動駆動するＹ軸駆動手段、第１の回動軸Ｘまたは第２の回動軸Ｘの角度を検出するＸ軸検出手段、及び第１の回動軸Ｙまたは第２の回動軸Ｙの角度を検出するＹ軸検出手段を備え、３本のロッドは互いに平行であり、第１の回動軸Ｘと第１の回動軸Ｙ並びに第２の回動軸Ｘと第２の回動軸Ｙはそれぞれ１点で交差し、３個の第１の球面軸受けの位置、３個の第２の球面軸受けの位置、３個の第３の球面軸受けの位置のそれぞれの３位置が形成する図形は互いに同一形状をなし、更に、３個の第２の球面軸受けの位置と第１の回動軸Ｘ及び第１の回動軸Ｙの交点位置の４位置が形成する図形と、３個の第３の球面軸受けの位置と第２の回動軸Ｘ及び第２の回動軸Ｙの交点位置の４位置が形成する図形は同一形状をなす。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、複数の第１、第２、第３の球面軸受けのうち、少なくとも１個の所定の球面軸受けにガタをなくす対策を施した。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
さらに、この発明に係る関節機構は、ロボットの肩や手首に用いられる関節機構であって、ロボットの胴体側に設けられた第１のベース、第１のベースに立設された２本の平行な第１の回動軸、第１の回動軸に各々中央を回動自在に支持され互いに平行となるように配置された２枚の第１のリンク、２枚の第１のリンク間を回動自在につなぎ互いに平行をなす２本の第１のロッド、一側の両端部を前記２本の第１のロッドの一端にそれぞれ回動自在に接続された軸受けブロック、軸受けブロックの他側の両端部に一端をそれぞれ回動自在に接続され互いに平行となるように配置された２本の第２のロッド、２本の第２のロッドに両端部をそれぞれ回動自在に接続され互いに平行をなす２枚の第２のリンク、第２のリンクの中央に立設された２本の平行な第２の回動軸、第２の回動軸に接続された第２のベースとを備え、第１のリンクと第１のロッド、及び軸受けブロック、並びに軸受けブロック、）第２のロッドと及び第２のリンクは、各々平行リンクをなし、第１の回動軸と第２の回動軸は直交する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
Ｘ軸駆動手段として、第１の回動軸Ｘ４ａを回動駆動する第１のＸ軸駆動手段と第２の回動軸Ｘ４ｂを回動駆動する第２のＸ軸駆動手段とを有し、第２のＸ軸駆動手段は第１のＸ軸駆動手段と反対方向にトルクを加え、Ｙ軸駆動手段として、第１の回動軸Ｙ６ａを回動駆動する第１のＹ軸駆動手段と第２の回動軸Ｙ６ｂを回動駆動する第２のＹ軸駆動手段とを有し、第２のＹ軸駆動手段は第１のＹ軸駆動手段と反対方向にトルクを加える。そのため、回動軸の回動に対する対象物の動きのガタを小さくすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
【発明の効果】
この発明に係るジンバル機構は、対象物の角度を直交するふたつの回動軸回りに回動させるジンバル機構であって、対象物の裏面に取り付けた少なくとも３個の第１の球面軸受け、一端を第１の球面軸受けに接続された少なくとも３本のロッド、３本のロッドの各々の略中央にそれぞれ取り付けられた少なくとも３個の第２の球面軸受け、３本のロッドの各々の他端にそれぞれ取り付けられた少なくとも３個の第３の球面軸受け、３個の第２の球面軸受けに接続され、対向する２辺の略中央に第１の回動軸Ｘを有する第１の内側フレーム、第１の回動軸Ｘを介して第１の内側フレームと回動自在につながり、対向する２辺の略中央に第１の回動軸Ｘと直交する第１の回動軸Ｙを有する□の字型の第１の外側フレーム、第１の内側フレームと同様に、３個の第３の球面軸受けに接続され、対向する２辺の略中央に第１の回動軸Ｘと平行な第２の回動軸Ｘを有する第２の内側フレーム、第１の外側フレームと同様に、第２の回動軸Ｘを介して第２の内側フレームと回動自在につながり、対向する２辺の略中央に第１の回動軸Ｙと平行な第２の回動軸Ｙを有する□の字型の第２の外側フレーム、第１の外側フレーム並びに第２の外側フレームを第１の回動軸Ｙ並びに第２の回動軸Ｙを介して支持するベース、第１の回動軸Ｘまたは第２の回動軸Ｘを回動駆動するＸ軸駆動手段、第１の回動軸Ｙまたは第２の回動軸Ｙを回動駆動するＹ軸駆動手段、第１の回動軸Ｘまたは第２の回動軸Ｘの角度を検出するＸ軸検出手段、及び第１の回動軸Ｙまたは第２の回動軸Ｙの角度を検出するＹ軸検出手段を備え、３本のロッドは互いに平行であり、第１の回動軸Ｘと第１の回動軸Ｙ並びに第２の回動軸Ｘと第２の回動軸Ｙはそれぞれ１点で交差し、３個の第１の球面軸受けの位置、３個の第２の球面軸受けの位置、３個の第３の球面軸受けの位置のそれぞれの３位置が形成する図形は互いに同一形状をなし、更に、３個の第２の球面軸受けの位置と第１の回動軸Ｘ及び第１の回動軸Ｙの交点位置の４位置が形成する図形と、３個の第３の球面軸受けの位置と前記第２の回動軸Ｘ及び第２の回動軸Ｙの交点位置の４位置が形成する図形は同一形状をなす。そのため、対象物を対象物面上の点を通る仮想的な回動軸回りに回動させることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
また、複数の第１、第２、第３の球面軸受けのうち、少なくとも１個の所定の球面軸受けにガタをなくす対策を施した。そのため、回動軸の回動に対する対象物の動きのガタを小さくできるとともに、組み立て工程を容易にすることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
さらに、この発明に係る関節機構は、ロボットの肩や手首に用いられる関節機構であって、ロボットの胴体側に設けられた第１のベース、第１のベースに立設された２本の平行な第１の回動軸、第１の回動軸に各々中央を回動自在に支持され互いに平行となるように配置された２枚の第１のリンク、２枚の第１のリンク間を回動自在につなぎ互いに平行をなす２本の第１のロッド、一側の両端部を前記２本の第１のロッドの一端にそれぞれ回動自在に接続された軸受けブロック、軸受けブロックの他側の両端部に一端をそれぞれ回動自在に接続され互いに平行となるように配置された２本の第２のロッド、２本の第２のロッドに両端部をそれぞれ回動自在に接続され互いに平行をなす２枚の第２のリンク、第２のリンクの中央に立設された２本の平行な第２の回動軸、第２の回動軸に接続された第２のベースとを備え、第１のリンクと第１のロッド、及び軸受けブロック、並びに軸受けブロック、第２のロッドと及び第２のリンクは、各々平行リンクをなし、第１の回動軸と第２の回動軸は直交するそのため、関節の特異点をなくすことができ、軸受けブロックの内部または近くの任意の位置にアーム長手方向に直交する２軸分の関節の回動中心を置くことができ、平行リンクの死点がなくなり、軸受けブロックの内部の関節の回動中心の近くにケーブルなどを通すことができる。