(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部に取り付けられたアクチュエータにその一端が連結される第１リンクと、前記第１リンクの他端とブラケットとを連結する第２リンクと、前記第２リンクの一端と前記第１リンクの他端とを揺動可能に連結するボールジョイントと、前記第２リンクの他端と前記ブラケットとを揺動可能に連結するボールジョイントと、を備えるアームが複数、並列に連結されたパラレルメカニズムにおいて、
前記ボールジョイントの内、少なくとも１つのボールジョイントの外れを検知する検知手段を備え、
前記ボールジョイントは、球状頭部を含むボールスタッドと、該ボールスタッドの球状頭部を揺動回動自在に保持するソケットと、前記球状頭部と前記ソケットとの間に介装される導電部材と、を有し、
前記検知手段は、前記ボールスタッドと前記ソケットとの間の導通の有無に基づいて、前記ボールジョイントの外れを検知することを特徴とするパラレルメカニズム。
【請求項２】
前記検知手段は、前記ボールスタッド、前記導電部材、及び前記ソケットで形成される単位検知回路の導通の有無に基づいて、前記ボールジョイントの外れを検知することを特徴とする請求項１に記載のパラレルメカニズム。
【請求項３】
前記検知手段は、前記ボールスタッド、前記導電部材、及び前記ソケットで形成される単位検知回路が複数、直列に接続された集合検知回路の導通の有無に基づいて、前記ボールジョイントの外れを検知することを特徴とする請求項１に記載のパラレルメカニズム。
【請求項４】
前記第２リンクは、一対のロッドを有し、
前記第２リンクの一端と前記第１リンクの他端とを連結する前記ボールジョイント、及び前記第２リンクの他端と前記ブラケットとを連結する前記ボールジョイントそれぞれは、前記一対のロッドそれぞれに対となって設けられ、
前記集合検知回路は、前記第２リンクに設けられた４個の前記ボールジョイント毎に形成される前記単位検知回路が、直列に接続されて構成されていることを特徴とする請求項３に記載のパラレルメカニズム。
【請求項５】
前記パラレルメカニズムは３本の前記アームを備え、
前記第２リンクは、一対のロッドを有し、
前記第２リンクの一端と前記第１リンクの他端とを連結する前記ボールジョイント、及び前記第２リンクの他端と前記ブラケットとを連結する前記ボールジョイントそれぞれは、前記一対のロッドそれぞれに対となって設けられ、
前記集合検知回路は、３本の前記アームに設けられた１２個の前記ボールジョイント毎に形成される前記単位検知回路が、直列に接続されて構成されていることを特徴とする請求項３に記載のパラレルメカニズム。
【請求項６】
前記検知手段は、所定時間以上継続して導通が無い場合に前記ボールジョイントが外れていると判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のパラレルメカニズム。
【請求項７】
前記検知手段により前記ボールジョイントが外れていると判断された場合に、前記アクチュエータの駆動を停止する停止手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のパラレルメカニズム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラレルメカニズムに関し、特に、ボールジョイントを介して連結されるアームを備えたパラレルメカニズムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、支持基盤であるベース部とエンドエフェクタが取り付けられるブラケットとが複数のアームにより並列に結合されたパラレルメカニズムが知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、パラレルメカニズムでは、電動モータが並列に配置されるとともに、各電動モータに連結された複数のアームが最終的に１つのブラケットを操るように構成されている。
【０００３】
特許文献１記載のパラレルメカニズムでは、各アームがリンクとロッドから構成されている。リンク及びロッドは、それぞれボールジョイントにより連結され、これらのボールジョイントを支点としてロッドはリンクに対して３次元方向に揺動可能となっている。ロッドの先端は、それぞれボールジョイントを介してブラケットに連結されている。この構造によってリンクはブラケットに対してボールジョイントを支点とし、３次元的な方向に揺動することができる。また、特許文献１記載のパラレルメカニズムでは、ボールジョイントの球体の片側半面をソケットから露出した状態で回転可能に保持するとともに、２本のロッドをバネによって連結する構成とすることにより、アームが揺動する際にボールジョイントの球体がソケットから抜け落ちることを防止しつつ、アームの揺動角度（可動範囲）を増大している。
【特許文献１】実開平８−４０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載のパラレルメカニズムでは、ボールジョイントの球体とソケットとはバネによる引っ張り力によって保持されているが、ボールジョイントの球体の片側半面がソケットから露出されているため、バネの引っ張り力を超える負荷を受けた場合、球体がソケットから外れてしまうおそれがある。しかしながら、特許文献１記載のパラレルメカニズムでは、ボールジョイントの外れを検知することは考慮されていない。そのため、ボールジョイントが外れたとしても、パラレルメカニズムはそのまま、すなわちボールジョイントが外れた状態のまま稼動し続ける。このように、ボールジョイントが外れたままパラレルメカニズムが稼動し続けると、アーム等が破損するおそれがある。そのため、アーム等を揺動可能に連結するボールジョイントの外れを検知したいという要望があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、アーム等を揺動可能に連結するボールジョイントの外れを検知することが可能なパラレルメカニズムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るパラレルメカニズムは、ベース部に取り付けられたアクチュエータにその一端が連結される第１リンクと、第１リンクの他端とブラケットとを連結する第２リンクと、第２リンクの一端と第１リンクの他端とを揺動可能に連結するボールジョイントと、第２リンクの他端とブラケットとを揺動可能に連結するボールジョイントと、を備えるアームが複数、並列に連結されたパラレルメカニズムにおいて、ボールジョイントの内、少なくとも１つのボールジョイントの外れを検知する検知手段を備え、ボールジョイントが、球状頭部を含むボールスタッドと、該ボールスタッドの球状頭部を揺動回動自在に保持するソケットと、球状頭部とソケットとの間に介装される導電部材とを有し、検知手段が、ボールスタッドとソケットとの間の導通の有無に基づいて、ボールジョイントの外れを検知することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るパラレルメカニズムによれば、ボールジョイントを構成するボールスタッドの球状頭部とソケットとの間に導電部材が介装されている。そのため、ボールスタッドの球状頭部がソケット内に保持されている状態では、導電部材を介してボールスタッドとソケットとが導通している。一方、ボールジョイントが外れた場合、すなわちボールスタッドの球状頭部がソケットから外れた場合には、ボールスタッドとソケットとの間の導通が無くなる。よって、ボールスタッドとソケットとの間の導通の有無に基づいて、ボールジョイントの外れを検知することができるため、第２リンクの一端と第１リンクの他端とを揺動可能に連結するボールジョイント、及び／又は第２リンクの他端とブラケットとを揺動可能に連結するボールジョイントの外れを検知することが可能となる。
【０００８】
本発明に係るパラレルメカニズムでは、検知手段が、ボールスタッド、導電部材、及びソケットで形成される単位検知回路の導通の有無に基づいて、ボールジョイントの外れを検知することが好ましい。
【０００９】
この場合、ボールジョイント毎に該ボールジョイントの外れを検知することが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係るパラレルメカニズムでは、検知手段が、ボールスタッド、導電部材、及びソケットで形成される単位検知回路が複数、直列に接続された集合検知回路の導通の有無に基づいて、ボールジョイントの外れを検知することが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、集合検知回路に含まれる複数の単位検知回路を構成する複数のボールジョイントの内、いずれか１つ以上のボールジョイントに外れが発生した場合に集合検知回路の導通が無くなるため、ボールジョイントの外れを統合的に検知することが可能となる。
【００１２】
ここで、上記第２リンクが一対のロッドを有し、第２リンクの一端と第１リンクの他端とを連結するボールジョイント、及び第２リンクの他端とブラケットとを連結するボールジョイントそれぞれが、一対のロッドそれぞれに対となって設けられ、集合検知回路が、第２リンクに設けられた４個のボールジョイント毎に形成される単位検知回路が、直列に接続されて構成されていることが好ましい。
【００１３】
この場合、第２リンクを構成する一対のロッドに設けられた合計４個のボールジョイントの内、いずれか１つ以上のボールジョイントに外れが発生した場合に集合検知回路の導通が無くなる。そのため、一対のロッドに設けられた４個のボールジョイントの外れを統合的に検知することが可能となる。
【００１４】
また、パラレルメカニズムが３本のアームを備え、第２リンクが、一対のロッドを有し、第２リンクの一端と第１リンクの他端とを連結するボールジョイント、及び第２リンクの他端とブラケットとを連結するボールジョイントそれぞれが、一対のロッドそれぞれに対となって設けられ、集合検知回路が、３本のアームに設けられた１２個のボールジョイント毎に形成される単位検知回路が、直列に接続されて構成されていることが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、１台のパラレルメカニズムを構成する３本のアームに用いられる合計１２個のボールジョイントの内、いずれか１つ以上のボールジョイントに外れが発生した場合に集合検知回路の導通が無くなる。そのため、３本のアームに用いられる１２個のボールジョイントの外れを統合的に検知することが可能となる。
【００１６】
本発明に係るパラレルメカニズムでは、検知手段が、所定時間以上継続して導通が無い場合にボールジョイントが外れていると判断することが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、パラレルメカニズムの稼働中に瞬断又はチャタリングが発生したとしても、誤検知を防止することが可能となる。
【００１８】
本発明に係るパラレルメカニズムは、検知手段によりボールジョイントが外れていると判断された場合に、アクチュエータの駆動を停止する停止手段をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、ボールジョイントに外れが発生したときに、アクチュエータの駆動が停止されるため、第２リンクが第１リンク又はブラケットから外れたままパラレルメカニズムが稼動し続けることを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ボールスタッドの球状頭部とソケットとの間に導電部材を介装し、ボールスタッドとソケットとの間の導通の有無に基づいてボールジョイントの外れを検知する構成としたので、パラレルメカニズムを構成するアーム等を揺動可能に連結するボールジョイントの外れを検知することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２２】
まず、図１及び図２を併せて用いて、実施形態に係るパラレルメカニズムの全体構成について説明する。図１は、実施形態に係るパラレルメカニズム１の全体構成を示す斜視図である。また、図２は、図１中の矢印Ａ１方向から見たパラレルメカニズム１を示す図である。
【００２３】
パラレルメカニズム１は、上部にベース部２を有している。パラレルメカニズム１は、ベース部２の下面側に形成された平らな取付面２ａが例えば水平な天井等に固定されることによって支持される。一方、ベース部２の下面側には、３つの支持部材３が設けられている。各支持部材３それぞれには、アクチュエータとしての電動モータ４が支持されている。電動モータ４は、モータ軸の軸線Ｃ２がベース部２の取付面２ａに対して平行（すなわち水平）となるように支持されている。それぞれの支持部材３は、ベース部２の鉛直方向軸線Ｃ１を中心として等しい角度（１２０度）を開けて配置されており、各電動モータ４もまた、ベース部２の鉛直方向軸線Ｃ１を中心として等しい角度（１２０度）を開けて配置される（図２参照）。
【００２４】
各電動モータ４の出力軸には、軸線Ｃ２に対して同軸に略六角柱形状のアーム支持部材５が固定されている。アーム支持部材５は、電動モータ４が駆動されることにより軸線Ｃ２を中心として回転する。なお、各電動モータ４は、モータドライバを含む電子制御装置（図示省略、以下「プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）」ともいう）に接続されており、電動モータ４の出力軸の回転がこの電子制御装置によって制御される。
【００２５】
パラレルメカニズム１は、３本のアーム本体６を有しており、各アーム本体６は、第１アーム７及び第２アーム８を含んで構成される。ここで、第１アーム７は特許請求の範囲に記載の第１リンクに相当し、第２アーム８は特許請求の範囲に記載の第２リンクに相当する。第１アーム７は、例えばカーボンファイバー等で形成された長尺の中空円筒部材である。第１アーム７の基端部は、アーム支持部材５の側面に取り付けられている。第１アーム７は、その軸線が上述した軸線Ｃ２と直交するように固定される。
【００２６】
第１アーム７の遊端部には、第２アーム８の基端部が連結され、第２アーム８が、第１アーム７の遊端部を中心として揺動できるように構成されている。第２アーム８は、一対の長尺のロッド９，１０を含んで構成されており、一対のロッド９，１０は、その長手方向において互いに平行となるように配置されている。ロッド９，１０も、例えばカーボンファイバー等で形成された長尺の中空円筒部材である。ロッド９，１０の基端部は、第１アーム７の遊端部に、一対のボールジョイント１６，１７によって回転自在に連結されている。なお、ロッド９，１０の基端部における各ボールジョイント１６，１７の回転中心間を結ぶ軸線Ｃ３は、電動モータ４の軸線Ｃ２に対して平行となるよう配置されている。
【００２７】
また、第２アーム８の基端部において一方のロッド９と他方のロッド１０とが連結部材１１で互いに連結されており、第２アーム８の遊端部において一方のロッド９と他方のロッド１０とが連結部材１２で互いに連結されている。連結部材１１、及び連結部材１２は、例えば、付勢部材としての引張コイルバネを有しており、一対のロッド９，１０を互いに引き合う方向に付勢する。なお、連結部材１１と連結部材１２とは、異なる構造であっても構わないが同一構造であることが低コストの観点から好ましい。いずれの連結部材１１，１２も、ロッド９，１０が自身の長手方向に平行な軸線まわりに回転することを防止する機能を有する。
【００２８】
また、パラレルメカニズム１は、エンドエフェクタ部（手先）１３を回動可能に取り付けるためのブラケット１４を有している。ブラケット１４は、略正三角形状をした板状部材である。このブラケット１４は、３本のアーム本体６によって、ブラケット１４のエンドエフェクタ部１３の取付面１４ａ（図１におけるブラケット１４の下面）がベース部２の取付面２ａと平行（すなわち水平）になるように保持される。
【００２９】
ブラケット１４の各辺には取付片１５が形成されている。各取付片１５がそれぞれのアーム本体６の遊端部（第２アーム８を構成する一対のロッド９，１０の遊端部）に連結されることで、ブラケット１４は、各アーム本体６に対して、各アーム本体６の遊端部を中心として揺動する。詳しくは、ブラケット１４の各取付片１５の各端部が、対応するロッド９，１０の遊端部に一対のボールジョイント１８，１９によって連結される。なお、一対のボールジョイント１８，１９を結ぶ軸線Ｃ４（図２参照）も、電動モータ４の軸線Ｃ２に対して平行となる。このため、ブラケット１４は、水平な軸線Ｃ４を中心として各アーム本体６に対して揺動することができる。そして、略正三角形状のブラケット１４のすべての辺において、水平な軸線Ｃ４を中心として揺動できるように、ブラケット１４が３本のアーム本体６によって支持されている。
【００３０】
第１アーム７と第２アーム８との連結部における一対のボールジョイント１６，１７間の距離と、第２アーム８のロッド９，１０とブラケット１４との連結部における一対のボールジョイント１８，１９間の距離とは等しく設定されている。そのため、上述したように、第２アームを構成する一対のロッド９，１０は、その長手方向の全長において互いに平行に配置される。軸線Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のいずれもが、ベース部２の取付面２ａに平行であるから、第１アーム７、第２アーム８及びブラケット１４がそれぞれ軸線Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を中心にどのように揺動したとしても、ブラケット１４のエンドエフェクタ部１３の取付面１４ａとベース部２の取付面２ａとの平行関係が維持される。
【００３１】
そして、電子制御装置からの指令に応じて、各電動モータ４の出力軸に固定されたアーム支持部材５の回転位置が制御されることで、各第１アーム７の遊端部の位置が制御される。この制御された各第１アーム７の遊端部の位置に、各第２アーム８の遊端部の位置が追従し、その結果、ブラケット１４のエンドエフェクタ部１３の取付面１４ａの位置が決まる。このとき、上述したように、ブラケット１４は、水平姿勢を維持したまま移動する。
【００３２】
また、パラレルメカニズム１は、その中央に鉛直方向に延びる旋回軸ロッド２０と、この旋回軸ロッド２０を回転するための電動モータ２１とを有する。電動モータ２１は、その軸出力を鉛直下方に向けた状態でベース部２に固定されている。旋回軸ロッド２０の一端部は、自在継手（以下「ユニバーサルジョイント」という）２２を介して電動モータ２１の出力軸に連結されている。一方、旋回軸ロッド２０の他端部は、ユニバーサルジョイント２３を介してエンドエフェクタ部１３に接続されている。旋回軸ロッド２０は、ロッド２０ａとシリンダ２０ｂとにより実現され、伸縮自在に構成されている。旋回軸ロッド２０の両端部にユニバーサルジョイント２２，２３が採用されているため、ブラケット１４が３つの電動モータ４の駆動により上下、前後左右の所定の位置に移動したとしても、旋回軸ロッド２０は、その所定位置に追従して移動することができる。なお、電動モータ２１も、上述した電子制御装置に接続されており、電動モータ２１の出力軸の回転がこの電子制御装置により制御されることにより、エンドエフェクタ部１３の回転位置が制御される。
【００３３】
また、パラレルメカニズム１は、３本のアーム本体６毎にボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを検知する機能を備えている。続いて、図３を参照して、ボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを検出する集合検知回路、及び検知装置について説明する。ここで、図３は、各アーム本体６で用いられる合計４個のボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを統合的に検知する集合検知回路の一例を示す模式図である。なお、３本のアーム本体６それぞれの集合検知回路４４は同一であるので、ここでは１のアーム本体６の集合検知回路４４について説明し、他のアーム本体６の集合検知回路４４についての説明を省略する。
【００３４】
各ボールジョイント１６，１７，１８，１９は、例えば鋼鉄製のボールスタッド３０と、ソケット部材としての金属性のロッド３３と、導電性を有する導電部材３６とを有して構成されている。ボールスタッド３０は、その先端部において、一体的に設けられた球状外周面を有する球状頭部３１を有している。また、ボールスタッド３０の球状頭部３１には、軸部３２が一体的に突設されている。一方、ロッド３３は、その一端部において、球状頭部３１の球状外周面に略対応した内周面を有する半球状凹部であるカップ３４が形成されたソケット３５を備えている。ソケット３５に形成されたカップ３４は、球状頭部３１を保持するように形成されている。
【００３５】
ソケット３５に形成されたカップ３４と、そこに保持されたボールスタッド３０の球状頭部３１との間には、導電性を有する導電部材３６が介装されている。導電部材３６は、球状頭部３１及びカップ３４と接するように装着されている。そのため、ボールスタッド３０の球状頭部３１がソケット３５に形成されたカップ３４に保持されている状態では、ボールスタッド３０とソケット３５との間は導通を有している。また、ボールジョイント１６，１７，１８，１９が外れた状態、すなわちボールスタッド３０の球状頭部３１がソケット３５に形成されたカップ３４から外れた状態になると、ボールスタッド３０とソケット３５との間の導通が無くなる。すなわち、ボールスタッド３０、導電部材３６、及びソケット３５は、各ボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを検知する単位検知回路を構成する。
【００３６】
そして、上述した４つの各単位検知回路が直列に接続されてボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを統合的に検知する集合検知回路４４が構成される。より詳細には、ボールジョイント１６のロッド３３と、ボールジョイント１８のロッド３３とが第１配線材４１により電気的に接続され、ボールジョイント１８のボールスタッド３０（軸部３２）とボールジョイント１９のボールスタッド３０（軸部３２）とが連結されるとともに、ボールジョイント１９のロッド３３と、ボールジョイント１７のロッド３３とが第２配線材４２により電気的に接続されることにより、４つの単位検知回路が直列に接続された集合検知回路４４が形成される。なお、ボールジョイント１６のボールスタッド３０（軸部３２）と、ボールジョイント１７のボールスタッド３０（軸部３２）とは、絶縁体４３を介して結合されている。
【００３７】
この集合検知回路４４では、４つの単位検知回路が直列に接続されているため、ロッド９，１０に設けられた合計４個のボールジョイント１６，１７，１８，１９がすべて外れていない場合に導通を有し、いずれか１つ以上のボールジョイント１６，１７，１８，１９に外れが発生した場合に導通が無くなる（図４参照）。なお、上述した第１配線材４１、第２配線材４２としては、例えば銅線等の配線材、又はパターン配線等が好適に用いられるが、導電性を有する素材を用いてロッドを形成し、該ロッド自身を配線部材として用いてもよい。
【００３８】
集合検知回路４４は、該集合検知回路４４の導通の有無に基づいて、ボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを検知する検知装置４０に接続されている。より具体的には、ボールジョイント１６のボールスタッド３０（軸部３２）、及びボールジョイント１７のボールスタッド３０（軸部３２）それぞれが、第３配線材４６，第４配線材４７によって検知装置４０の入力端子に接続されている。なお、ボールジョイント１６のボールスタッド３０とボールジョイント１７のボールスタッド３０とを連結し、第１配線材４１を取り除くとともに、ボールジョイント１６のボールスタッド３０とボールジョイント１８のボールスタッド３０とを検知装置４０の入力端子に接続する構成としてもよい。同様に、ボールジョイント１６のボールスタッド３０とボールジョイント１７のボールスタッド３０とを連結し、第２配線材４２を取り除くとともに、ボールジョイント１９のボールスタッド３０とボールジョイント１７のボールスタッド３０とを検知装置４０の入力端子に接続する構成としてもよい。さらに、ボールジョイント１６のボールスタッド３０とボールジョイント１７のボールスタッド３０とを連結し、ボールジョイント１８のボールスタッド３０とボールジョイント１９のボールスタッド３０とを絶縁体４３を介して結合するとともに、ボールジョイント１８のボールスタッド３０とボールジョイント１９のボールスタッド３０とを検知装置４０の入力端子に接続する構成としてもよい。
【００３９】
検知装置４０には、ＩＣ、トランジスタ、抵抗、及びコンデンサ等の電子部品により、入力回路、入力回路から入力される信号を処理する信号処理回路、電導モータ４を駆動するプログラマブルロジックコントローラ（電子制御装置）に対して駆動／非常停止信号を出力する出力回路等が構築されている。入力回路は、例えば、導通があるときにＬｏ（０Ｖ）、導通が無くなったときにＨｉ（５Ｖ）の信号を信号処理回路に入力する。信号処理回路は、フリップフロップを含み、入力信号を保持し、接点のチャタリングを防止する等の処理を行い、処理後の信号を出力回路に出力する。また、信号処理回路は、所定時間（例えば、往復動作の１サイクルに要する時間）継続して導通が無い場合に、導通が無い旨の信号を出力する。出力回路は、導通がなくなった場合にプログラマブルロジックコントローラに対して非常停止信号を出力する。すなわち、検知装置４０は、特許請求の範囲に記載の検知手段及び停止手段として機能する。
【００４０】
以上の構成において、パラレルメカニズム１の動作中に、集合検知回路４４を構成するいずれか１つ以上のボールジョイント１６，１７，１８，１９が外れた場合には、集合検知回路４４の導通が無くなることにより、ボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れが検知される。そして、検知装置４０からプログラマブルロジックコントローラに対して非常停止信号が出力され、電動モータ４の駆動が停止されることにより、パラレルメカニズム１の稼動が停止される。一方、すべてのボールジョイント１６，１７，１８，１９に外れが生じていないときには、集合検知回路４４が導通しているため、非常停止信号が出力されることなく、電動モータ４が継続して駆動され、パラレルメカニズム１が稼動される。
【００４１】
本実施形態によれば、ボールジョイント１６，１７，１８，１９を構成するボールスタッド３０の球状頭部３１とソケット３５との間に導電部材３６が介装されている。そのため、ボールスタッド３０の球状頭部３１がソケット３５内に保持されている状態では、導電部材３６を介してボールスタッド３０とソケット３５とが導通している。一方、ボールジョイント１６，１７，１８，１９が外れた場合、すなわちボールスタッド３０の球状頭部３１がソケット３５から外れた場合には、ボールスタッド３０とソケット３５との間の導通が無くなる。よって、ボールスタッド３０とソケット３５との間の導通の有無に基づいて、ボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを検知することができるため、第２アーム８の一端と第１アーム７の他端とを揺動可能に連結するボールジョイント１６，１７及び第２アームの他端とブラケット１４とを揺動可能に連結するボールジョイント１８，１９の外れを検知することが可能となる。
【００４２】
本実施形態によれば、各ボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを検知する４つの単位検知回路が直列に接続されて、ボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを統合的に検知する集合検知回路４４が構成されている。そのため、集合検知回路４４を構成するいずれか１つ以上のボールジョイント１６，１７，１８，１９が外れた場合には、集合検知回路４４の導通が無くなる。よって、第２アーム８を構成する一対のロッド９，１０に設けられた合計４個のボールジョイント１６，１７，１８，１９の内、いずれか１つ以上のボールジョイント１６，１７，１８，１９が外れたことを統合的に検知することが可能となる。
【００４３】
本実施形態によれば、所定時間以上継続して集合検知回路４４の導通が無い場合にボールジョイント１６，１７，１８，１９が外れていると判断するため、パラレルメカニズム１の稼働中に瞬断又はチャタリングが発生したとしても、誤検知を防止することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、ボールジョイント１６，１７，１８，１９に外れが発生したときに、電動モータ４の駆動が停止されるため、第２アーム８が第１アーム７又はブラケット１４から外れたままパラレルメカニズム１が稼動し続けることを防止することが可能となる。
【００４５】
上述した集合検知回路４４では、アーム本体６のいずれか１つ、もしくは各々についてボールジョイント１６，１７，１８，１９の外れを検知したが、上述した３本のアーム本体６毎に構成されていた３つの集合検知回路４４を直列に接続し、３本のアーム本体６（パラレルメカニズム１）で用いられる合計１２個のボールジョイント１６〜１９の外れを統合的に検知できるように構成することもできる（第２の配線形態）。そこで、続いて、図５を参照しつつ、３本のアーム本体６で用いられる合計１２個のボールジョイント１６〜１９の外れを統合的に検知する集合検知回路について説明する。ここで、図５は、３本のアーム本体６で用いられる合計１２個のボールジョイント１６〜１９の外れを統合的に検知する集合検知回路の一例を示す模式図である。
【００４６】
図５に示されるように、３本のアーム本体６で用いられる合計１２個のボールジョイント１６〜１９の外れを統合的に検知する集合検知回路４５は、上述した集合検知回路４４が、第５配線材４８，第６配線材４９，第７配線材５０によって３つ直列に接続されて構成されている。ただし、集合検知回路４５を構成する各集合検知回路４４は、それぞれを直列に接続するために、絶縁体４３の配置が上述したものから変更されている。
【００４７】
すなわち、検知装置４０に接続される集合検知回路４４では、ボールジョイント１６のボールスタッド３０（軸部３２）と、ボールジョイント１７のボールスタッド３０（軸部３２）との間、及び、ボールジョイント１８のボールスタッド３０と、ボールジョイント１９のボールスタッド３０との間に絶縁体４３が設けられている。一方、検知装置４０に接続されていない集合検知回路では、ボールジョイント１８のボールスタッド３０と、ボールジョイント１９のボールスタッド３０との間に絶縁体４３が設けられるとともに、ボールジョイント１６のボールスタッド３０とボールジョイント１７のボールスタッド３０とが連結されている。集合検知回路４４のその他の構成、及び検知装置４０の構成は上述した通りであるので、ここでは説明を省略する。
【００４８】
この集合検知回路４５では、３つの集合検知回路４４（すなわち１２個の単位検知回路）が直列に接続されているため、３本のアーム本体６に設けられた合計１２個のボールジョイント１６〜１９がすべて外れていない場合に導通を有し、いずれか１つ以上のボールジョイント１６〜１９に外れが発生した場合に導通が無くなる。なお、検知装置４０の入力端子への接続が、ボールジョイント１６のボールスタッド３０（軸部３２）、及びボールジョイント１７のボールスタッド３０（軸部３２）に限られないことは上述した通りである。
【００４９】
以上の構成において、パラレルメカニズム１の動作中に、集合検知回路４５を構成するいずれか１つ以上のボールジョイント１６〜１９が外れた場合には、集合検知回路４５の導通がなくなることにより、ボールジョイント１６〜１９の外れが検知される。そして、検知装置４０からプログラマブルロジックコントローラに対して非常停止信号が出力され、電動モータ４の駆動が停止されることにより、パラレルメカニズム１の稼動が停止される。一方、すべてのボールジョイント１６〜１９に外れが生じていないときには、集合検知回路４５が導通しているため、非常停止信号が出力されることなく、電動モータ４が継続して駆動され、パラレルメカニズム１が稼動される。
【００５０】
本実施形態によれば、３つの集合検知回路４４が直列に接続されて、３本のアーム本体６（パラレルメカニズム１）で用いられる合計１２個のボールジョイント１６〜１９の外れを統合的に検知する集合検知回路４５が構成されている。そのため、集合検知回路４５を構成するいずれか１つ以上のボールジョイント１６〜１９が外れた場合には、集合検知回路４５の導通が無くなる。よって、３本のアーム本体６で用いられる合計１２個のボールジョイント１６〜１９の内、いずれか１つ以上のボールジョイント１６〜１９が外れたことを統合的に検知することが可能となる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上述した集合検知回路４４，４５の接続パターンは例示であり、これらに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、他のアーム本体６の第３配線材４６、第４配線材４７を順次接続して集合検知回路を構成することも可能である。また、上記実施形態では、１本のアーム本体６又は３本のアーム本体６単位で、ボールジョイント１６〜１９の外れを統合的に検知したが、それぞれのボールジョイント毎に外れを検知する構成としてもよい。その場合には、どのボールジョイント１６〜１９が外れたかを特定することも可能である。さらに、外れを検知したいボールジョイント１６〜１９に対応した単位検知回路を任意に選択して直列に接続することにより、所望の集合検知回路を構成してもよい。
【００５２】
上記実施形態では、ボールジョイント１６〜１９の外れが検知された場合に、電動モータ４を停止させたが、電動モータ４の停止に加えて又は代えて警報を発するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、チャタリングを防止するためにフリップフロップを用いたが、入力信号をソフトウェアで処理する構成としてもよい。
【００５４】
上記実施形態では、ロッド３３を金属製としたが、導体であれば他の材料でもよく、例えば、カーボン含有の樹脂としてもよい。あるいは、ロッド３３は絶縁体でもよく、その場合、第１配線材４１、第２配線材４２は、図４のごとく、導電部材３６に直接接続すればよい。
【００５５】
導電部材３６は、通常の金属製板ばねからなる電気切片等でもよいし、カーボンやカーボンナノチューブを含有させて導電性を付与した、耐摩耗性の高い樹脂としてもよい。例えば、カーボンナノチューブとＰＴＦＥを混合したＰＯＭ（ポリアセタール）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等が好適である。さらに、カップ３４を導電部材とし、導電部材３６と一体化することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態に係るパラレルメカニズムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１中の矢印Ａ１方向から見たパラレルメカニズムを示す図である。
【図３】実施形態に係るパラレルメカニズムを構成する各アーム本体で用いられるボールジョイントの外れを統合的に検知する集合検知回路の一例を示す模式図である。
【図４】ボールジョイントが外れたときの集合検知回路の状態を示す模式図である。
【図５】実施形態に係るパラレルメカニズムを構成する３本のアーム本体で用いられるボールジョイントの外れを統合的に検知する集合検知回路の一例を示す模式図である。
【図６】実施形態に係るパラレルメカニズムを構成する３本のアーム本体で用いられるボールジョイントの外れを統合的に検知する集合検知回路の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  パラレルメカニズム
２  ベース部
３  支持部材
４，２１  電動モータ
５  アーム支持部材
６  アーム本体
７  第１アーム
８  第２アーム
９，１０  ロッド
１１，１２  連結部材
１３  エンドエフェクタ部
１４  ブラケット
１５  取付片
１６，１７，１８，１９  ボールジョイント
２０  旋回軸ロッド
２２，２３  ユニバーサルジョイント
３０  ボールスタッド
３１  球状頭部
３２  軸部
３３  ロッド
３４  カップ
３５  ソケット
３６  導電部材
４０  検知装置
４１  第１配線材
４２  第２配線材
４３  絶縁体
４４，４５  集合検知回路
４６  第３配線材
４７  第４配線材
４８  第５配線材
４９  第６配線材
５０  第７配線材
【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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