(57)【要約】  本発明は、ロボットアームおよびロボットリストに関する。このロボットアームは、ｎ＝１，２，・・・，Ｎ、ｉ＝１，２，・・・，Ｎ−１、Ｎ≧６であるとき、アームリンクＧＬｉを介して連続的に接続されるＮ個のアクチュエータ駆動可能関節接続ＧＶｎを備えるロボットアームであって、ロボットアームの近位アームリンクＧＬ１を関節接続ＧＶ１を介してロボット本体に接続することができ、ロボットアームの遠位アームリンクＧＬＮ−１を関節接続ＧＶＮを介してエフェクタＥに接続することができ、アームリンクＧＬＮ−１およびＧＬＮ−２は関節接続ＧＶＮ−１を介して接続され、アームリンクＧＬＮ−２およびＧＬＮ−３は関節接続ＧＶＮ−２を介して接続され、関節接続ＧＶＮ，ＧＶＮ−１，ＧＶＮ−２は、それぞれ、自身に割り当てられた回転軸ＲＧＶ，Ｎ，ＲＧＶ，Ｎ−１，ＲＧＶ，Ｎ−２を中心とした運動を可能とする。このロボットアームは、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差、または回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１が互いに１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の最小間隔Ａ１を有し、回転軸ＲＧＶ，Ｎが回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１から径方向に一定距離Ｄ１をおいて配置され、関節接続ＧＶＮ−１に回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１を中心とする力またはトルクを検出するセンサが設けられるよう構成される。【選択図】図３
2018528085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ＝１，２，・・・，Ｎ、ｉ＝１，２，・・・，Ｎ−１、Ｎ≧６であるとき、アームリンクＧＬｉを介して連続的に接続されるＮ個のアクチュエータ駆動可能関節接続ＧＶｎを有するロボットアームであって、
・前記ロボットアームの前記近位アームリンクＧＬ１を前記関節接続ＧＶ１を介してロボット本体ＲＫに接続することができ、
・前記ロボットアームの前記遠位アームリンクＧＬＮ−１を前記関節接続ＧＶＮを介してエフェクタＥに接続することができ、
・前記アームリンクＧＬＮ−１およびＧＬＮ−２は前記関節接続ＧＶＮ−１を介して接続され、前記アームリンクＧＬＮ−２およびＧＬＮ−３は前記関節接続ＧＶＮ−２を介して接続され、
・前記関節接続ＧＶＮ，ＧＶＮ−１，ＧＶＮ−２は、それぞれ、自身に割り当てられた回転軸ＲＧＶ，Ｎ，ＲＧＶ，Ｎ−１，ＲＧＶ，Ｎ−２を中心とした運動を可能とするロボットアームであって、
前記ロボットアームは、
・前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差、または前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１が互いに１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の最小間隔Ａ１を有し、
・前記回転軸ＲＧＶ，Ｎが前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１から径方向に一定間隔Ｄ１をおいて配置され、
・前記関節接続ＧＶＮ−１が前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１を中心とする力またはトルクを検出するよう構成される、ように構成されることを特徴とする、ロボットアーム。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットアームであって、
前記ロボットアームは、前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１によって広がる面へ延びる前記回転軸ＲＧＶ，Ｎが、前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１と５０°〜１３０°の範囲の角度を形成するよう構成されることを特徴とする、ロボットアーム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロボットアームであって、
前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１が９０°の角度を形成する、ならびに／または前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１によって広がる面へ延びる前記回転軸ＲＧＶ，Ｎが、前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１と９０°の角度を形成することを特徴とする、ロボットアーム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットアームであって、
前記間隔Ｄ１は、１ｃｍ〜５０ｃｍの範囲となるよう選択されることを特徴とする、ロボットアーム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボットアームであって、
前記関節接続ＧＶＮ−２，ＧＶＮ−１，ＧＶＮと、前記アームリンクＧＬＮ−２，ＧＬＮ−１と、前記関節接続ＧＶＮに搭載される前記エフェクタＥとを備える前記ロボットアームの部分が、前記ロボットアームがどのような姿勢をとっても妨げられることなく前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１を中心とする前記アームリンクＧＬＮ−１および前記エフェクタＥの運動が可能であるよう、構成されることを特徴とする、ロボットアーム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のロボットアームであって、
前記関節接続ＧＶＮは前記回転軸ＲＧＶ，Ｎを中心とする力またはトルクを検出するよう構成され、および／または前記関節接続ＧＶＮ−２は前記回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２を中心とする力またはトルクを検出するよう構成されることを特徴とする、ロボットアーム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットアームであって、
前記ロボットアームは、
・前記回転軸ＲＧＶ１およびＲＧＶ２が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、
・前記回転軸ＲＧＶ２およびＲＧＶ３が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、
・前記回転軸ＲＧＶ４が前記回転軸ＲＧＶ３から径方向に一定間隔Ｄ２をおいて配置され、
・前記回転軸ＲＧＶ４およびＲＧＶ５が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差するよう構成されることを特徴とする、ロボットアーム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットアームであって、
前記ロボットアームは、
・前記回転軸ＲＧＶ１およびＲＧＶ２が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、
・前記回転軸ＲＧＶ２およびＲＧＶ３が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、
・前記回転軸ＲＧＶ３およびＲＧＶ４が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、
・前記回転軸ＲＧＶ５が前記回転軸ＲＧＶ４から径方向に間隔Ｄ３をおいて配置されるよう構成されることを特徴とする、ロボットアーム。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットアームであって、
前記ロボットアームは、
・前記回転軸ＲＧＶ１およびＲＧＶ２が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、
・前記回転軸ＲＧＶ２およびＲＧＶ３が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、
・前記回転軸ＲＧＶ４が前記回転軸ＲＧＶ３から径方向に一定間隔Ｄ４をおいて配置され、
・前記回転軸ＲＧＶ５が前記回転軸ＲＧＶ４から径方向に間隔Ｄ５をおいて配置されるよう構成されることを特徴とする、ロボットアーム。
【請求項１０】
ｎ＝１，２，３、ｉ＝１，２であるとき、２個のリストリンクＨＧＬｉを介して連続的に接続される３個のアクチュエータ駆動可能リスト関節接続ＨＧＶｎを有するロボットリストであって、
・前記ロボットリストの前記近位リストリンクＨＧＬ１を前記リスト関節接続ＨＧＶ１を介してロボットアームに接続することができ、
・前記ロボットリストの前記遠位リストリンクＨＧＬ２を前記リスト関節接続ＨＧＶ３を介してエフェクタＥに接続することができ、
・前記リストリンクＨＧＬ２およびＨＧＬ１は前記リスト関節接続ＨＧＶ２を介して接続され、
・前記リスト関節接続ＨＧＶ１，ＨＧＶ２，ＨＧＶ３は、それぞれ、自身に割り当てられたリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１，ＨＲＨＧＶ，２，ＨＲＨＧＶ，３を中心とした運動を可能とするロボットリストあって、
前記ロボットリストは、
・前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差、または前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２が互いに１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の最小間隔Ａ１を有し、
・前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，３が前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２から径方向に一定間隔Ｄ１をおいて配置され、
・前記リスト関節接続ＨＧＶ２は、前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２を中心とする力またはトルクを検出するよう構成される、ように構成されることを特徴とする、ロボットリスト。
【請求項１１】
請求項１０に記載のロボットリストであって、
前記ロボットリストは、前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２によって広がる面へ延びる前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，３が、前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２と５０°〜１３０°の範囲の角度を形成するよう構成されることを特徴とする、ロボットリスト。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のロボットリストであって、
前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２が９０°の角度を形成する、および／または前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２によって広がる面へ延びる前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，３が、前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２と９０°の角度を形成することを特徴とする、ロボットリスト。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のロボットリストであって、
前記リスト関節接続ＨＧＶ１，ＨＧＶ２，ＨＧＶ３と、前記リストリンクＨＧＬ１，ＨＧＬ２と、および前記リスト関節接続ＨＧＶ３に搭載される前記エフェクタＥは、前記リストがどのような姿勢をとっても妨げられることなく前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２を中心とする前記リストリンクＨＧＬ２および前記エフェクタＥの運動が可能であるよう、構成されることを特徴とする、ロボットリスト。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のロボットリストであって、
前記リスト関節接続ＨＧＶ３は前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，３を中心とする力またはトルクを検出するよう構成され、および／または前記リスト関節接続ＨＧＶ１は前記リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１を中心とする力またはトルクを検出するよう構成されることを特徴とする、ロボットリスト。
【請求項１５】
ロボットであって、
請求項１〜９のいずれか一項に記載のロボットアーム、または請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のロボットリストを備える、ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ駆動関節接続によりそれぞれ接続される複数のアームリンクを有するロボットアームであって、ロボットアームの近位アームリンクを関節接続によりロボット本体に接続することができ、ロボットアームの遠位アームリンクを関節接続により搭載型エフェクタに接続することができる、ロボットアームに関する。少なくとも、ロボットアームの遠位端の最後の３つの関節接続は、それぞれ、回転軸まわりの回転を可能とする。このようなロボットアームは、先行技術で周知である。
【０００２】
また、本発明は、２つのリストリンクを介して連続して接続された３つのアクチュエータ駆動リスト関節接続を有するロボットリストであって、ロボットリストの近位リストリンクを一方のリスト関節接続によりロボットアームに接続することができ、ロボットリストの遠位リストリンクを他方のリスト関節接続によりエフェクタに接続することができ、３つのリスト関節接続が、それぞれ、対応するリスト回転軸まわりの運動を可能とする、ロボットリストに関する。このようなロボットリストも、先行技術で周知である。
【０００３】
また、本発明は、ロボットアームまたはロボットリストを有するロボットに関する。
【発明の概要】
【０００４】
本発明が解決する課題は、作業面の上方および／もしくは上での、ロボットアームおよび／またはロボットリストの取り扱い、特に対象物の操作、または環境が向上するような、ロボットアームまたはロボットリストの設計である。
【０００５】
本発明は、独立請求項の特徴から明らかである。好都合な発展形や改良例は、従属請求項の主題である。本発明のその他の特徴、考えられる用途、および利点は、以下の説明および図に示す本発明の実施形態の説明から明らかとなろう。
【０００６】
本発明の課題の第１の局面について、提案されるロボットアームは、ｎ＝１，２，・・・，Ｎ、ｉ＝１，２，・・・，Ｎ−１、Ｎ≧６であるとき、アームリンクＧＬｉを介して連続的に接続されるＮ個のアクチュエータ駆動可能関節接続ＧＶｎを有するロボットアームであって、ロボットアームの近位アームリンクＧＬ１を関節接続ＧＶ１を介してロボット本体に接続することができ、ロボットアームの遠位アームリンクＧＬＮ−１を関節接続ＧＶＮを介してエフェクタＥに接続することができ、アームリンクＧＬＮ−１およびＧＬＮ−２は関節接続ＧＶＮ−１を介して接続され、アームリンクＧＬＮ−２およびＧＬＮ−３は関節接続ＧＶＮ−２を介して接続され、関節接続ＧＶＮ，ＧＶＮ−１，ＧＶＮ−２は、それぞれ、自身に割り当てられた回転軸ＲＧＶ，Ｎ，ＲＧＶ，Ｎ−１，ＲＧＶ，Ｎ−２を中心とした運動を可能とする、ロボットアームである。
【０００７】
遠位関節接続ＧＶＮ，ＧＶＮ−１，ＧＶＮ−２は、関節接続ＧＬＮ−２，ＧＬＮ−１と合わせて一種の「リスト」を形成し、エフェクタＥの方向にその前の関節接続ＧＬＮ−３・・・に対して３自由度を与えることができる。
【０００８】
提案されるロボットアームは、ロボットアームが、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１は５０°〜１３０°の範囲の角度で交差する、または回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１は互いに１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の最小間隔Ａ１を有し、回転軸ＲＧＶ，Ｎは、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１から径方向に一定距離Ｄ１をおいて配置され、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１を中心とする力またはトルク（および／または当該軸周りの有効トルク）を検出する関節接続ＧＶＮ−１を備えるよう構成されることを特徴とする。
【０００９】
回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１の最小間隔は、好ましくは、２ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ、または１７ｍｍである。回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１が交差する角度の範囲は、好ましくは、５０°〜１３０°、６０°〜１２０°、７０°〜１１０°、８０°〜１００°、または８５°〜９５°である。
【００１０】
力またはトルクを検出するために、周知の力またはトルクセンサを出力端に設けることができる。しかしながら、このセンサは、直接駆動装置とすることもできる。後者の場合、直接駆動装置は、駆動部とセンサを兼ねることができる。通常、トルクは、モータ電流を測定し、周知の物理的関係を用いることにより推定される。しかしながら、両者の組み合わせ（直接駆動、および作用する内力および外力をより正確に測定する出力端側センサ）は、明確に除外されていない。
【００１１】
この場合のアームは、動作レバーを介して、作用トルクおよび力、特に反作用接触力に対する感度を向上させるものである。
【００１２】
Ｎ個は、好都合には、６または７または８に等しい。後者（Ｎ＝７）の場合、ロボットアームは、エフェクタＥを含むロボットアームがＲＧＶ１、ＲＧＶ２、ＲＧＶ３、ＲＧＶ４、ＲＧＶ５、ＲＧＶ６、およびＲＧＶ７の合計７軸を中心として制御可能となるよう、近位アームリンクＧＬ１によって同様にアクチュエータで駆動可能な関節接続ＧＶ１を介してロボット本体に接続されることが特に好適である。３つの遠位関節接続ＧＶ５，ＧＶ６，ＧＶ７は、回転軸ＲＧＶ５，ＲＧＶ６，ＲＧＶ７と、アームリンクＧＬ５，ＧＬ６と、エフェクタＥとを合せた全体として、「リスト」と呼ぶことができる。７軸（Ｎ＝７）のロボットアームは、ロボットの作業空間における端部エフェクタＥの３次元的な位置決めと３次元的な方向付けを可能とする。これは、ロボットアームの作業空間は、エフェクタＥがその空間内のあらゆる位置に任意の方向で到達することができることを意味する。
【００１３】
近位アームリンク（例えばＮ＝６の場合、ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３）は、好都合には、作業空間におけるエフェクタＥの３次元位置決め用の長アームリンクであって、エフェクタＥの作業空間における最大距離での位置決めを可能とする。遠位アームリンク（例えばＮ＝６の場合、ＧＬ４，ＧＬ５，ＧＬ６）は、好都合には、狭い空間内でエフェクタＥを任意の方向に向ける短アームリンクである。
【００１４】
エフェクタ（ツール）Ｅは、役割と要求に応じて各種のツールから選択することができ、例としては、グリッパ、溶接ガン、溶接トング、接着ノズル、塗装ノズル、ドリル／フライスヘッド、測定ツール、レーザ切断ヘッド、水ジェット切断ヘッド等がある。エフェクタＥは、関節接続ＧＶＮに直接接続することができ、また、例えばアダプタなどの（硬質な）中間部品を介して関節接続ＧＶＮに接続することもできる。中間部品は、別のアームリンクとして構成されてもよい。
【００１５】
提案されるロボットアームは、複数の利点を有する。間隔Ｄ１およびＡ１は、ほぼあらゆる構成の角関節接続において外力および／またはトルクの測定を向上させることができるレバーとなる。そのため、間隔Ｄ１により、回転軸ＲＧＶ，Ｎに沿って力が作用する場合であっても、関節接続ＧＶＮ−１のセンサによって外力および／またはトルクの検出が可能となる。回転軸ＲＧＶ，Ｎを中心とする外部トルクを認識することも可能である。また、提案されるロボットアームにおいては、最後の２個の回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１およびＲＧＶ，Ｎが交差しないため、リスト（＝遠位関節接続ＧＶＮ，ＧＶＮ−１，ＧＶＮ−２、アームリンクＧＬＮ−２，ＧＬＮ−１、エフェクタＥ）の外部トルクまたは外力の検出に伝統的な特異点は存在しない。別の利点は、リストの再構成に関する。これは、大部分はリストを単独で移動させることにより実現され、そのためロボットアーム全体を動かす必要がない。
【００１６】
回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎが交差する場合には、いわゆるツール中心点（ＴＣＰ＝ツール／エフェクタ上の適切な位置に設定される基準点）を中心とするロボットアームとエフェクタＥの運動が可能であることが、特にあらゆるロボットアーム構成において、好都合である。交差しない場合であっても、現在のロボットアーム構成において回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎの配置が互いに近いほど、ツール中心点を中心とする回転を行うことが容易となる。
【００１７】
エフェクタＥを含むロボットアームが、ロボット本体の周辺環境（ロボットの作業範囲内）において作業面（テーブル面等）の上および／または上方の対象物の操作を行うために用いられるという、ロボットアームの利用状況を考慮すると、提案されるロボットアームがツール中心点を中心とする回転を簡単に行うことができることが好都合である。これは、回転がほぼリスト単独での運動により可能であることを意味し、作業スペースにおいて所望の運動を行うためにロボットアーム全体を動かすことが必要ないことを意味する。
【００１８】
全体として、提案されるロボットアームの「リスト」および／またはロボットアーム全体は、外力およびトルクを効果的に関節トルクとすることにより、作用外力およびトルクの検出を向上させることができ、特に、例えば運動プロセスの直接入力（パターニング、ティーチング）によってリストを手動でガイドする場合、対象物、特に作業面の上および／または上方のワークの取り扱いを向上させ、最終的に、対象物の操作およびロボットアームと環境内の対象物との衝突を回避のための改善されたより繊細な制御を可能とする。
【００１９】
ロボットアームの好都合な発展形は、ロボットアームが、各ロボットアーム構成において、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１によって広がる面へ延びる回転軸ＲＧＶ，Ｎ（延長回転軸ＲＧＶ，Ｎ＊）が、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１と５０°〜１３０°の範囲の角度を形成するよう構成されることを特徴とする。
【００２０】
ロボットアームの好都合な発展形は、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２および回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１が９０°の角度を形成する、ならびに／または回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１によって広がる面へ延びる回転軸ＲＧＶ，Ｎ（延長回転軸ＲＧＶ，Ｎ＊）が、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１と９０°の角度を形成することを特徴とする。この角度、特に９０°の角度には、±２°または±  ５°の公差があることが好都合である。
【００２１】
ロボットアームの好都合な発展形は、間隔Ｄ１が１０ｍｍ〜５０ｃｍの範囲、好都合には、１５ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、７５ｍｍ，１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍ、３０ｃｍ、３５ｃｍ、４０ｃｍ、または４５ｃｍとなるよう選択されることを特徴とする。
【００２２】
ロボットアームの好都合な発展形は、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１が９０°の角度を形成する、ならびに／または回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２およびＲＧＶ，Ｎ−１によって広がる面へ延びる回転軸ＲＧＶ，Ｎが、回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１と９０°の角度を形成することを特徴とする。
【００２３】
ロボットアームの好都合な発展形は、関節接続ＧＶＮ−２，ＧＶＮ−１，ＧＶＮと、アームリンクＧＬＮ−２，ＧＬＮ−１と、関節接続ＧＶＮに搭載されるエフェクタＥとを備えるロボットアームの部分が、どのような姿勢であっても妨げられることなく回転軸ＲＧＶ，Ｎ−１を中心とするアームリンクＧＬＮ−１およびエフェクタＥの運動が可能であるよう構成されることを特徴とする。
【００２４】
ロボットアームの好都合な発展形は、関節接続ＧＶＮが回転軸ＲＧＶ，Ｎを中心とする力またはトルクを検出するセンサを有し、および／または関節接続ＧＶＮ−２が回転軸ＲＧＶ，Ｎ−２を中心とする力またはトルクを検出するセンサを有することを特徴とする。特に好都合には、全ての関節接続ＧＶｎが、対応する回転軸ＲＧＶｎを中心とする力および／またはトルクを検出するよう構成される。これにより、ロボットアームのダイナミックに作用する内力および外力ならびにトルクをより正確に検出することが可能となり、例えば、適切なモデルに基づいた推定方法などによって支持されるロボットアームの制御やロボットアームに沿った衝突検出が向上する。
【００２５】
ロボットアームの好都合な発展形は、ロボットアームが、回転軸ＲＧＶ１およびＲＧＶ２は５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、回転軸ＲＧＶ２およびＲＧＶ３は５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、回転軸ＲＧＶ４は回転軸ＲＧＶ３から径方向に一定間隔Ｄ２をおいて配置され、回転軸ＲＧＶ４およびＲＧＶ５は５０°〜１３０°の範囲の角度で交差するよう構成されることを特徴とする。
【００２６】
ロボットアームの好都合な発展形は、ロボットアームが、回転軸ＲＧＶ１およびＲＧＶ２は５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、回転軸ＲＧＶ２およびＲＧＶ３は５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、回転軸ＲＧＶ３およびＲＧＶ４は５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、回転軸ＲＧＶ５は回転軸ＲＧＶ４から径方向に間隔Ｄ３をおいて配置されるよう構成されることを特徴とする。
【００２７】
ロボットアームの好都合な発展形は、ロボットアームが、回転軸ＲＧＶ１およびＲＧＶ２は５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、回転軸ＲＧＶ２およびＲＧＶ３は５０°〜１３０°の範囲の角度で交差し、回転軸ＲＧＶ４は回転軸ＲＧＶ３から径方向に一定間隔Ｄ４をおいて配置され、回転軸ＲＧＶ５は回転軸ＲＧＶ４から径方向に間隔Ｄ５をおいて配置されるよう構成されることを特徴とする。
【００２８】
上記の発展形は、特に、その近位端からはじまって、ロボットアームの構造的設計に関する。上記で提案したロボットアームの様々な構造的変化例は目的や課題によって選択されるべきものであり、ロボットアームに沿って作用する外力およびトルクの検出を最適なものとすることができ、繊細な運動の実行を可能とする。
【００２９】
本発明の第２の局面によれば、本発明は、ｎ＝１，２，３、ｉ＝１，２であるとき、２個のリストリンクＨＧＬｉを介して連続的に接続される３個のアクチュエータ駆動可能リスト関節接続ＨＧＶｎを有するロボットリストであって、ロボットリストの近位リストリンクＨＧＬ１をリスト関節接続ＨＧＶ１を介してロボットアームに接続することができ、ロボットリストの遠位リストリンクＨＧＬ２をリスト関節接続ＨＧＶ３を介してエフェクタＥに接続することができ、リストリンクＨＧＬ２およびＨＧＬ１はリスト関節接続ＨＧＶ２を介して接続され、リスト関節接続ＨＧＶ１，ＨＧＶ２，ＨＧＶ３は、それぞれ、自身に割り当てられたリスト回転軸ＨＲＧＶ，１、ＨＲＧＶ，２、ＨＲＧＶ，３を中心とした運動を可能とするロボットリストに関する。
【００３０】
提案されるロボットリストは、リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２が５０°〜１３０°の範囲の角度で交差、またはリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２が互いに１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の最小間隔Ａ１を有し、リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，３がリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２から径方向に一定間隔Ｄ１をおいて配置され、リスト関節接続ＨＧＶ２にリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２を中心とする力またはトルクを検出するセンサが設けられるように構成されることを特徴とする。
【００３１】
提案されるロボットリストは、エフェクタＥの３次元的な３次元的な方向付けを可能とする。また、このロボットリストに接続可能なロボットアームは、リストおよび／またはロボットの作業空間におけるエフェクタＥ（ロボットアーム、ロボットリスト、およびエフェクタＥ）の３次元位置決めを可能とする。３個の遠位リスト関節接続を備えるロボットリストは、人間および／もしくは対象物との繊細な相互作用、ならびに／または対象物の取り扱いを可能とする。このリストは、本発明にかかるリスト回転軸の配置、好都合にはセンサがリストに設けられることにより、上記３個軸の全てを中心とする外力／トルクの繊細な検出が可能であるよう、また主にリストの再構成が簡単であることにより、高い可動性が可能であるよう構成される。いずれの特性も、作業空間において、例えばテーブル作業面の上および／または上方の対象物の取り扱いにとりわけ活用される。
【００３２】
ロボットリストの好都合な発展形は、リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２によって広がる面へ延びるリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，３が、リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２と５０°〜１３０°の範囲の角度を形成するよう、ロボットリストが構成されることを特徴とする。
【００３３】
ロボットリストの好都合な発展形は、リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２が９０の角度を形成する、および／またはリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２によって広がる面へ延びるリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，３が、リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２と９０°の角度を形成するよう、ロボットリストが構成されることを特徴とする。
【００３４】
ロボットリストの好都合な発展形は、リスト関節接続ＨＧＶ１，ＨＧＶ２，ＨＧＶ３と、リストリンクＨＧＬ１，ＨＧＬ２と、およびリスト関節接続ＨＧＶ３に搭載されるエフェクタＥが、ロボットアームがどのような姿勢をとっても妨げられることなくリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２を中心とするリストリンクＨＧＬ２およびエフェクタＥの運動が可能であるよう構成されるよう、ロボットリストが構成されることを特徴とする。
【００３５】
ロボットリストの好都合な発展形は、リスト関節接続ＨＧＶ３がリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，３を中心とする力またはトルクを検出するよう構成され、および／またはリスト関節接続ＨＧＶ１がリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１を中心とする力またはトルクを検出するよう構成されるよう、ロボットリストが構成されることを特徴とする。
【００３６】
ロボットリストの利点、および、ロボットリストの好都合な発展形は、提案されるロボットアームについての上記記述に対応するおよび類似した用途から生じるものである。
【００３７】
また、本発明は、上記のロボットアームを備えるロボットに関する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
さらなる利点、特徴、および詳細は、必要な場合には図面を関連して少なくとも一実施形態を詳細に記述する以下の説明に見ることができる。同一、類似、および／または機能的に等しい要素には、同一の参照符号が付けられている。
【００３９】
【図１】図１は、本発明にかかる、６自由度（Ｎ＝６）を有するロボットアームの構造を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明にかかるロボットリストの構造を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本発明にかかる、ロボットアームのロボットリスト関節の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、本発明にかかる、６自由度を有するロボットアームの構造を模式的に示す図である。このロボットアームは、ｎ＝１，２，・・・，６、ｉ＝１，２，・・・，５であるとき、アームリンクＧＬｉを介して連続的に接続される６個のアクチュエータ駆動可能関節接続ＧＶｎを有する。ロボットアームの近位アームリンクＧＬ１は、関節接続ＧＶ１を介してロボット本体ＲＫに接続される。ロボットアームの遠位アームリンクＧＬ５は、関節接続ＧＶ６を介してエフェクタＥに接続される。エフェクタＥは、関節接続ＧＶ６に直接配置されてもよいし、関節接続ＧＶ６に接続されたアダプタに配置されてもよい。関節接続ＧＶ４，ＧＶ５，ＧＶ６は、それぞれ、自身に割り当てられた回転軸ＲＧＶ，４，ＲＧＶ，５，ＲＧＶ，６を中心とした運動を可能とする。ロボットアームの破線で囲まれた部分は、ロボットリストを形成する。アームリンクＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３は、アームリンクＧＬ４，ＧＬ５、およびエフェクタＥよりも長手方向の範囲が大きい。
【００４１】
図２は、本発明にかかるロボットリストの構造を模式的に示す図であり、このロボットリストは、ｎ＝１，２，３、ｉ＝１，２であるとき、２個のリストリンクＨＧＬｉを介して連続的に接続される３個のアクチュエータ駆動可能リスト関節接続ＨＧＶｎを有する。
【００４２】
ロボットリストの近位リストリンクＨＧＬ１は、リスト関節接続ＨＧＶ１を介してロボットアームに接続される。ロボットリストの遠位リストリンクＨＧＬ２は、リスト関節接続ＨＧＶ３を介してエフェクタＥに接続される。リストリンクＨＧＬ２およびＨＧＬ１は、リスト関節接続ＨＧＶ２を介して接続される。リスト関節接続ＨＧＶ１、ＨＧＶ２、ＨＧＶ３は、それぞれ、自身に割り当てられたリスト回転軸ＨＲＧＶ，１、ＨＲＧＶ，２、ＨＲＧＶ，３を中心とした運動を可能とし、これによって空間内におけるエフェクタＥの３次元的な方向付けを可能とする。
【００４３】
図３は、本発明にかかる、ロボットアームのロボットリストの実施形態を示す図である。図に示すロボットリストは、２個のリストリンクＨＧＬ１およびＨＧＬ２を介して連続的に接続される３個のアクチュエータ駆動可能リスト関節接続ＨＧＶ１，ＨＧＶ２，ＨＧＶ３を有する。ロボットリストの近位リストリンクＨＧＬ１は、リスト関節接続ＨＧＶ１を介してロボットアームに接続される。ロボットリストの遠位リストリンクＨＧＬ２は、リスト関節接続ＨＧＶ３を介してエフェクタＥ（不図示）に接続可能である。リストリンクＨＧＬ２およびＨＧＬ１は、リスト関節接続ＨＧＶ２を介して接続される。リスト関節接続ＨＧＶ１、ＨＧＶ２、ＨＧＶ３は、それぞれ、自身に割り当てられたリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１、ＨＲＨＧＶ，２、ＨＲＨＧＶ，３を中心とした運動を可能とし、これによって空間内におけるエフェクタＥの３次元的な方向付けを可能とする。
【００４４】
ロボットリストは、リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１およびＨＲＨＧＶ，２が９０°の角度で交差し、ロボットハンド関節の任意の構成において、リスト回転軸ＨＲＨＧＶ，３がリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，２から径方向に一定間隔Ｄ１をおくよう構成される。また、対応するリスト回転軸ＨＲＨＧＶ，１，ＨＲＨＧＶ，２，ＨＲＨＧＶ，３を中心とする力またはトルクを検出するセンサが、リスト関節接続ＨＧＶ１，ＨＧＶ２およびＨＧＶ３のいずれにも設けられている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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