相關申請

本發明要求申請日為2014年12月05日、申請號為jp特愿2014—247017號申請的優先權，通過參照其整體，將其作為構成本申請的一部分的內容而引用。

本發明涉及一種連桿促動裝置的操作裝置，本發明特別是涉及可有效地用于端部執行器設置于其前端而使用的場合的操作裝置，該連桿促動裝置用于產業設備這樣的必須要求精密的范圍廣的促動范圍的設備。

背景技術：

在過去，作為以緊湊的結構較寬地獲得前端側的連桿樞轂的活動范圍的連桿促動裝置的平行連桿機構1，人們提出(比如專利文獻1)下述的類型，其中，像圖10、圖11和圖11b所示的那樣，相對基端側的連桿樞轂2，前端側的連桿樞轂3經由3組以上的連桿機構4，以可變更姿勢的方式連接。

在這樣的連桿促動裝置中，對于通過3個以上的電動機而驅動兩個自由度的平行連桿機構1的裝置中，通過折角θ和回轉角δ確定姿勢。即，根據折角θ和回轉角φ求出各臂旋轉角(β1n、β2n、β3n)，將其定位于驅動臂的促動器上。比如，針對某連桿樞轂3的前端姿勢a(θa、φa)與前端姿勢b(θb、φb)，通過與各自的前端姿勢相對應的各臂旋轉角通過連桿樞轂與臂旋轉角的關系式，作為a(β1a、β2a、β3a)、b(β1b、β2b、β3b)而求出。在這里，從前端姿勢a到前端姿勢b的移動，通過各臂的旋轉角從β1a到β1b的移動、從β2a到β2b的移動、從β3a到β3b的移動的方式而進行。另外，在圖10、圖11中，對于與表示后述的本發明的實施方式的圖1～圖9相對應的部分，采用相同標號。

在專利文獻1中，根據連桿促動裝置的姿勢延長上的正交坐標100，采用最小平方法的收斂運算，獲得連桿樞轂3的前端姿勢(折角θ、回轉角φ)。由此，可進行端部執行器所作業的作業面(正交坐標平面)的任意的坐標的定位。

已有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：jp特開2013—202725號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

端部執行器122所作業的被作業對象工件不僅為二維形狀的工件，而且相對三維形狀的工件而作業的用途也有許多。一般，端部執行器所作業的三維坐標(x、y、z)可容易根據cad數據等而計算。在對三維工件進行作業的場合，最好，可通過三維的正交坐標而指定端部執行器所作業的位置。

在專利文獻1的連桿促動裝置的操作裝置中，所指定的正交坐標為二維(x軸、y軸)，在對三維工件進行作業的場合，必須要求根據折角和高度z計算投影于某高度作為基準的xy平面上的x坐標、y坐標、或采用xy軸的輕推按鈕等的按壓操作按鈕，對各位置進行示教。

另外，同樣在輕推按鈕操作中，由于只能夠進行xy軸的二維的操作，故在打算調整三維工件的高度方向(z軸方向)的場合，具有操作難以憑借直覺而知曉的課題。具體來說，在沿高度方向而對立起姿勢的圓筒狀工件的側面進行涂敷等的處理的場合，僅僅在上下方向而使端部執行器動作，但是即使在像這樣，僅僅于高度方向而移動的場合，由于通過xy軸的二維的操作而進行輸入，故操作難以知曉。

本發明提供一種連桿促動裝置的操作裝置，其中，僅僅于高度方向變更前端姿勢的動作的輸入能通過高度方向的值而直接地進行，并且僅僅于高度方向而變更的動作的指令的輸入能簡單地進行，此外謀求輸入操作時間的縮短。

用于解決課題的技術方案

附上用于實施方式的標號，對本發明的連桿促動裝置的操作裝置進行說明。該連桿促動裝置相對基端側的連桿樞轂2，使前端側的連桿樞轂3經由3組以上的連桿機構4，以可變更其姿勢的方式連接。上述各連桿機構4由基端側和前端側的端部連桿部件5、6與中間連桿部件7構成，在該基端側和前端側的端部連桿部件5、6中，其一端分別以可旋轉的方式連接于上述基端側的連桿樞轂2和前端側的連桿樞轂3上，在中間連桿部件7中，其兩端分別以可旋轉的方式連接于該基端側和前端側的端部連桿部件5、6的另一端。在上述各連桿機構4中，通過直線而表示該連桿機構4的幾何學模型呈相對上述中間連桿部件7的中間部的基端側部分和前端側部分對稱的形狀。在上述3組以上的連桿機構4中的2組以上的連桿機構4中設置促動器53，該促動器53變更作為上述前端側的連桿樞轂3相對基端側的連桿樞轂2的姿勢的前端姿勢，設置控制這些促動器53的控制裝置54。本發明的連桿促動裝置的操作裝置為針對這樣的連桿促動裝置51，通過人為操作而輸入變更上述前端姿勢的目標值的操作裝置55。

在該操作裝置55中設置包括高度方向目標值輸入部57z的目標值輸入機構57，該高度方向目標值輸入部57z可輸入高度方向的移動量或高度方向的坐標位置，以僅僅在沿上述基端側的連桿樞轂2的中心軸的高度方向而變更上述前端姿勢。另外，設置輸入變換機構58，該輸入變換機構58采用通過該目標值輸入機構57而輸入的值，計算通過下述折角θ和回轉角φ而表示的上述連桿促動裝置的上述前端姿勢，根據該計算結果計算上述各促動器53的指令動作量，將其輸入到上述控制裝置54中，該折角θ指相對上述基端側的連桿樞轂2的中心軸，上述前端側的連桿樞轂3的中心軸所傾斜的垂直角度，該回轉角φ指相對上述基端側的連桿樞轂2的中心軸，上述前端側的連桿樞轂3的中心軸所傾斜的水平角度。

按照該方案，通過目標值輸入機構57的人為操作，指定構成目標的前端姿勢。此時，針對高度方向(z軸方向)，通過目標值輸入機構57的高度方向目標值輸入部57z，進行高度方向的移動量或高度方向的坐標位置的輸入，由此，指定構成目標的高度。借此，輸入變換機構58采用從目標值輸入機構57而輸入的各值，求出通過折角θ和回轉角φ而表示的前端姿勢，根據該計算結果，計算上述各促動器53的指令動作量，將其輸入到控制裝置54中?？刂蒲b置54按照已輸入的指令動作量控制各促動器53，按照形成目標的前端姿勢的方式進行控制。

由于像這樣，針對高度方向，通過高度方向目標值輸入部57z，直接地進行移動量或高度方向的坐標范圍中的輸入，故與上述過去的通過二維坐標而間接地指定高度的場合相比較，不必要求操作者的換算，可簡單而快速地進行指定。在打算根據當前姿勢，僅僅變更高度方向的場合，僅僅通過高度方向目標值輸入部57z而輸入便足夠。像這樣，僅僅于高度方向而變更前端姿勢的動作的輸入通過高度方向的值而直接地進行，僅僅于高度方向而變更的動作的指令的輸入簡單地進行，謀求輸入操作時間的縮短。

在本發明中，上述高度方向目標值輸入部57z還可通過按壓操作按鈕85、86的操作時間或操作次數而確定的操作量，指定上述高度方向的移動量。上述按壓操作按鈕85、86也可為在畫面上通過圖像而表示的軟件鍵，還可為從物理上說，具有實體的操作鍵。在該方案的場合，可對于高度方向而移動前端姿勢，通過按壓操作按鈕85、86的操作次數、操作時間，在作為打算移動的方向的高度方向，每次以微小量而移動。由此，可進行直覺的示教，高度位置的指定的操作更進一步容易。

如果上述按壓操作按鈕85、86的1次的驅動(on)操作的移動量與連續按壓而變換操作量的移動量通過比如移動量參數設定為適合的量，則按壓操作的操作量的調整容易地進行。另外，具有上述按壓操作按鈕85、86稱為比如“輕推(jog)按鈕”的情況。

在本發明中，上述目標值輸入機構57也可包括三維正交坐標輸入部57a，該三維正交坐標輸入部57a輸入原點位于上述基端側的連桿樞轂2的中心軸上的三維正交坐標上的各方向的坐標位置。另外，上述“連桿樞轂的中心軸上”指連桿樞轂的無限長度的軸心上。

安裝于前端側的連桿樞轂3上的端部執行器122所作業的三維工件的三維正交坐標x、y、z可根據cad數據等而容易計算。通過借助上述三維正交坐標輸入部57a輸入該三維正交坐標x、y、z，端部執行器122進行該已輸入的位置的作業，輕推運送等的示教作業是不需要的。在端部執行器122的定位精度具有偏差的場合，必須要求微調整的示教，但是由于可進行大致的該定位，故示教所花費的時間可大幅度地縮短。即使在進行示教時，如果具有上述三維正交坐標的xy軸方向的按壓操作按鈕81～84與軸向(上述高度方向)的按壓操作按鈕85、86，則可進行直覺的示教。

在本發明中，也可針對采用通過上述目標值輸入機構57所輸入的值來計算通過上述折角θ和上述回轉角φ而表示的上述連桿促動裝置的上述前端姿勢時，上述輸入變換機構58采用最小平方法的收斂運算。按照最小平方法，表示前端姿勢的適合的折角θ和回轉角φ通過簡單的運算而獲得。

在本發明中，還可將上述基端側的端部連桿部件5相對上述基端側的連桿樞轂2的旋轉角以βn表示；自由旋轉地與上述基端側的端部連桿部件5連接的中間連桿部件7的連接端軸、與自由旋轉地與上述前端側的端部連桿部件6連接的中間連桿部件7的連接端軸之間的角度以γ表示；各基端側的端部連桿部件5相對構成基準的基端側的端部連桿部件5的圓周方向的間隔角以δn表示；上述折角以θ表示；上述回轉角以φ表示，那么上述輸入變換機構8通過對下述式進行逆變換，

cos(θ/2)·sinβn－sin(θ/2)·sin(φ+δn)·conβn+sin(γ/2)＝0

由此求出構成目標的上述前端姿勢的上述各基端側的端部連桿部件5的旋轉角，根據該已求出的旋轉角與當前的上述前端姿勢的上述各基端側的端部連桿部件5的旋轉角的差分，計算上述各促動器53的上述指令動作量。

按照該方案，可容易地求出指令動作量，促動器53的控制容易。

此外，在本發明中，還可將上述基端側的端部連桿部件5相對上述基端側的連桿樞轂2的旋轉角以βn表示；自由旋轉地與上述基端側的端部連桿部件5連接的中間連桿部件7的連接端軸、與自由旋轉地與上述前端側的端部連桿部件6連接的中間連桿部件7的連接端軸之間的角度以γ表示；各基端側的端部連桿部件5相對構成基準的基端側的端部連桿部件5的圓周方向的間隔角以δn表示；上述折角以θ表示；上述回轉角以φ表示，那么上述輸入變換機構58通過對下述式進行逆變換：

cos(θ/2)·sinβn－sin(θ/2)·sin(φ+δn)·conβn+sin(γ/2)＝0

由此，事先制作表示上述前端姿勢和上述各基端側的端部連桿部件5的旋轉角的關系的表格，采用該表格求出構成目標的上述前端姿勢的上述各基端側的端部連桿部件5的旋轉角，根據該已求出的旋轉角與當前的上述各基端側的端部連桿部件5的旋轉角的差分，計算上述各促動器53的指令動作量。

按照該方案，可通過事先對前端姿勢和基端側的連桿樞轂2的各旋轉角的關系進行表格化處理，縮短采用上述式的指令動作量的計算時間，可更進一步高速地進行促動器53的控制。

在本發明中，還可在上述目標值輸入機構57像上述那樣具有三維正交坐標輸入部57a的場合，上述目標值輸入機構57的上述三維正交坐標輸入部57a的三維正交坐標位置的指定為數值輸入。三維正交坐標位置的指定不但可為數值輸入，還可為按壓操作輸入部57b等的輸入，但是，還可像上述那樣，端部執行器122所作業的三維工件的三維正交坐標x、y、z可根據cad數據等而容易計算。由此，在輸入操作的簡化、效率化的方面，最好，上述三維正交坐標位置的指定通過數值輸入而進行。

還可在像這樣，三維正交坐標位置的指定為數值輸入的場合，上述目標值輸入機構57以相對事先確定的基準點的絕對坐標，以數值輸入三維正交坐標位置的指定，該三維正交坐標位置基于上述三維正交坐標輸入部57a得到。如果要以相對事先確定的基準點的絕對坐標，由數值輸入而進行三維坐標位置的指定，則在知曉構成目標的前端姿勢的絕對坐標的坐標位置的場合，輸入容易。

此外，在三維正交坐標位置的指定為數值輸入的場合，通過以數值輸入差分來進行上述目標值輸入機構57的上述三維正交坐標輸入部57a所進行的三維正交坐標位置的指定，該差分為從當前的坐標位置到構成目標的坐標位置之間的差分。在要通過差分的數值輸入而進行三維正交位置的指定的場合，在從當前的前端姿勢進行稍稍的移動的這樣的場合，輸入容易通過憑借直覺而進行。

在本發明中，上述目標值變換機構58還可通過事先確定的變換式，將從上述目標值輸入機構57所提供的上述前端姿勢的信息變換為上述促動器53的動作量，將其輸入到上述控制機構54中。從上述目標值輸入機構57而進行的輸入為前端姿勢的三維正交坐標位置的坐標位置、移動量，但是，前端姿勢的三維正交坐標位置與促動器53的動作量具有通過連桿動作裝置的結構而確定的關系。由此，如果要通過事先確定的變換式，變換為促動器53的動作量，則通過從目標值輸入機構57的輸入，輸入三維正交坐標等，進行促動器53的正確的控制。

技術方案和/或說明書和/或附圖中公開的至少2個結構中的任意的組合均包含在本發明中。特別是，各技術方案的2個以上的任意的組合也包含在本發明中。

附圖說明

根據參照附圖的下面的優選的實施形式的說明，會更清楚地理解本發明。但是，實施形式和附圖用于單純的圖示和說明，不應用于限制本發明的范圍。本發明的范圍由權利要求書確定。在附圖中，多個附圖中的同一部件標號表示同一或相應部分。

圖1為表示本發明的一個實施方式的連桿促動裝置的操作裝置的平行連桿機構的立體圖和操作系統、控制系統的構思方案的說明圖；

圖2a為該連桿促動裝置的操作裝置中的x坐標、y坐標的輕推輸入操作畫面的說明圖；

圖2b為該連桿促動裝置的操作裝置中的z坐標的輕推輸入操作畫面的說明圖；

圖3為該連桿促動裝置中的平行連桿機構的立體圖；

圖4為該連桿促動裝置中的平行連桿機構的部分省略主視圖；

圖5a為該連桿促動裝置的動作說明圖；

圖5b為該連桿促動裝置的動作說明圖，其表示不同于圖5a的狀態；

圖6為通過直線而表示該連桿促動裝置的1個連桿機構的示意圖；

圖7為該連桿促動裝置的平行連桿機構的部分剖視圖；

圖8為求出該連桿促動裝置的操作裝置中的折角的計算的流程圖；

圖9為采用該連桿促動裝置的作業設備的1個例子的主視圖；

圖10為過去的連桿促動裝置中的平行連桿機構的立體圖；

圖11a為該平行連桿機構的動作說明圖；

圖11b為該平行連桿機構的動作說明圖，其表示不同圖11a的狀態。

具體實施方式

根據圖1～圖9，對本發明的一個實施方式的連桿促動裝置的操作裝置進行說明。圖1表示具有該操作裝置的連桿促動裝置。該連桿促動裝置51包括平行連桿機構1；任意地變更該平行連桿機構1的前端姿勢的多個(其數量與后述的連桿機構4相同)促動器53；控制這些控制促動器53的控制裝置54；將操作指令輸入到該控制裝置54中的操作裝置55?？刂蒲b置54和操作裝置55既可設置于共同的外殼上，構成1個控制器(在圖中未示出)，也可分別地離開地設置。平行連桿機構1在懸吊的狀態設置于基座部件52上。

對平行連桿機構1進行說明。圖5a、圖5b為表示平行連桿機構1的分別不同的狀態的主視圖。在該平行連桿機構1中，相對基端側的連桿樞轂2，前端側的連桿樞轂3經由3組的連桿機構4，以可變更姿勢的方式連接。在圖5a、圖5b中，僅僅示出1組連桿機構4。在前端側的連桿樞轂3上，比如像圖9所示的那樣，設置端部執行器122。

圖3為以三維方式表示平行連桿機構1的立體圖。另外，圖3的平行連桿機構1與圖10的平行連桿機構1相同。各連桿機構4構成3節連鎖的連桿機構，該3節連鎖的連桿機構通過基端側的端部連桿部件5、前端側的端部連桿部件6與中間連桿部件7構成，通過4個旋轉運動副形成。基端側和前端側的端部連桿部件5、6呈l狀，其基端分別以自由旋轉的方式與基端側的連桿樞轂2和前端側的連桿樞轂3連接。在中間連桿部件7的兩端，分別以自由旋轉的方式連接基端側和前端側的端部連桿部件5、6的前端。

基端側和前端側的端部連桿部件5、6為球面連桿結構，3組的連桿機構4中的球面連桿中心pa、pb(圖5a)一致，另外，距該球面連桿中心pa、pb的距離d也相同。基端側和前端側的端部連桿部件5、6和中間連桿部件7的各旋轉運動副的中心軸既可具有某交叉角γ，還可平行。

3組的連桿機構4從幾何學上呈同一形狀。從幾何學上呈同一形狀指下述的形狀，其中，對于通過直線而表示各連桿部件5、6、7的幾何學模型，即通過各旋轉運動副、將這些旋轉運動副之間連接的直線而表示的模型，相對中間連桿部件7的中間部的基端側部分和前端側部分是對稱的。圖6為通過直線而表示一組的連桿機構4的圖。

本實施方式的連桿機構4為旋轉對稱型，基端側的連桿樞轂2和基端側的端部連桿部件5，與前端側的連桿樞轂3和前端側的端部連桿部件6的位置關系相對中間連桿部件7的中心線c，是旋轉對稱的。圖5a表示基端側的連桿樞轂2的中心軸qa和前端側的連桿樞轂3的中心軸qb位于同一線上的狀態，圖5b表示相對基端側的連桿樞轂2的中心軸qa，前端側的連桿樞轂3的中心軸qb取規定的動作角的狀態。即使在各連桿機構4的姿勢變化的情況下，基端側和前端側的球面連桿中心pa、pb之間的距離d仍沒有變化。

通過基端側的連桿樞轂2和前端側的連桿樞轂3與3組的連桿機構4，構成兩自由度機構，在該兩自由度機構中，相對基端側的連桿樞轂2，前端側的連桿樞轂3于正交的2個軸方向而自由移動。換言之，該機構為相對基端側的連桿樞轂2，使前端側的連桿樞轂3的旋轉以兩個自由度進行自由姿勢變更的機構。該兩自由度機構以基端側的連桿樞轂2的中心軸qa、前端側的連桿樞轂3的中心軸qb、與中間連桿部件7的中心線c的交點p為中心，相對基端側的連桿樞轂2，前端側的連桿樞轂3變更姿勢。

該兩自由度機構在緊湊的同時，擴大前端側的連桿樞轂3相對基端側的連桿樞轂2的活動范圍。比如，可使基端側的連桿樞轂2的中心軸qa和前端側的連桿樞轂3的中心軸qb的折角θ(圖3)的最大值(最大折角)約為±90°。另外，可將相對基端側的連桿樞轂2的前端側的連桿樞轂3的回轉角φ設定在0°～360°的范圍內。折角θ為相對基端側的連桿樞轂2的中心軸qa，前端側的連桿樞轂3的中心軸qb傾斜的垂直角度，回轉角φ為相對基端側的連桿樞轂2的中心軸qa，前端側的連桿樞轂3的中心軸qb傾斜的水平角度。

在該平行連桿機構1中，在全部滿足下述的條件1～3時，如果相對中間連桿部件7的對稱面，中間連桿部件7和前端連桿部件5、6的角度位置關系在基端側和前端側處相同，則從幾何學的對稱性來說，基端側的連桿樞轂2和基端側的端部連桿部件5，與前端側的連桿樞轂3和前端側的端部連桿部件6相同地動作。

(條件1)各連桿機構4的端部連桿部件5、6的軸部件13(圖7)的角度、長度相等。

(條件2)基端側的端部連桿部件5和前端側的端部連桿部件6的幾何學的形狀相等。

(條件3)在中間連桿部件7中，在基端側和前端側形狀相同。

比如，在基端側和前端側的連桿樞轂2、3上，在與相應的中心軸qa、qb相同的軸上設置旋轉軸，在從基端側向前端側進行旋轉傳遞的場合，基端側和前端側構成形成相同旋轉角，構成等速地旋轉的等速接頭。進行等速旋轉時的中間連桿部件7的對稱面稱為等速二等分面。

由此，共用基端側的連桿樞轂2和前端側的連桿樞轂3的幾何學形狀的連桿機構4按照多個而設置于圓周上，由此，多個連桿機構4位于沒有矛盾地運動的位置，中間連桿部件7限于僅僅等速二等分上的運動。由此，即使在基端側和前端側取任意的動作角的情況下，基端側和前端側仍進行等速旋轉。

基端側的連桿樞轂2和前端側的連桿樞轂3為環形形狀，其中，在其中間部，貫通孔10(圖7)沿軸向而形成，外形呈球面狀。貫通孔10的中心與基端側和前端側的連桿樞轂2、3的中心軸qa、qb一致。在該基端側的連桿樞轂2和前端側的連桿樞轂3的外周面的圓周方向的等間隔的位置，分別自由旋轉地連接基端側的端部連桿部件5和前端側的端部連桿部件6。

圖7為表示基端側的連桿樞轂2和基端側的連桿部件5的旋轉運動副、與基端側的連桿部件5和中間連桿部件7的旋轉運動副的剖視圖。在基端側的連桿樞轂2中，使上述軸向的貫通孔10和外周側連通的徑向的連通孔11形成于圓周方向的3個部位，通過設置于各連通孔11的內部的2個軸承12，軸部件13被自由旋轉地支承。軸部件13的外側端部相對基端側的連桿樞轂2而突出，在該突出端部形成螺紋部13a。在軸部件13的突出端部連接基端側的端部連桿部件5，其通過將螺母14緊固于螺紋部13a中而固定。

上述軸承12為比如深槽滾珠軸承等的滾動軸承，其外圈(在圖中未示出)與上述連通孔11的內周嵌合，其內圈(圖中未示出)與上述軸部件13的外周嵌合。外圈通過止動圈15而防止抽出。另外，在內圈和基端側的端部連桿部件5之間介設間隔件16，螺母14的緊固力經由基端側的端部連桿部件5和間隔件16傳遞給內圈，對軸承12施加規定的預壓力。

接著，對基端側的端部連桿部件5和中間連桿部件7的旋轉運動副進行說明。在形成于中間連桿部件7的兩端的連通孔18中，設置2個軸承19，通過這些軸承19，基端側的端部連桿部件5的前端的軸部20被自由旋轉地支承。軸承19經由間隔件21，通過螺母22而被緊固。

上述軸承19為比如深槽滾珠軸承等的滾動軸承，其外圈(在圖中未示出)與上述連通孔18的內周嵌合，其內圈(在圖中未示出)與上述軸部20的外周嵌合。外圈通過止動圈23而防止抽出。螺接于軸部20的前端螺紋部20a的螺母22的緊固力經由間隔件21，傳遞給內圈，對軸承19施加規定的預壓力。

以上，對基端側的連桿樞轂2和基端側的端部連桿部件5的旋轉運動副、與基端側的端部連桿部件5和中間連桿部件7的旋轉運動副進行了說明，但是，前端側的連桿樞轂3和前端側的端部連桿部件6的旋轉運動副、以及前端側的端部連接部件6和中間連桿部件7的旋轉運動副也為相同的結構(圖示省略)。

像這樣，形成在各連桿機構4中的4個旋轉運動副，即基端側的連桿樞轂2和基端側的端部連桿部件5的旋轉運動副、前端側的連桿樞轂3和前端側的端部連桿部件6的旋轉運動副、基端側的端部連桿部件5和中間連桿部件7的旋轉運動副、與前端側的端部連桿部件6和中間連桿部件7的旋轉運動副中，設置軸承12、19的結構。由此，可抑制各旋轉運動副的摩擦阻力，謀求旋轉阻力的減輕，可確保順暢的動力傳遞，并且可提高耐久性。

在設置該軸承12、19的結構中，通過對軸承12、19施加預壓，消除徑向間隙和推力間隙，可抑制旋轉運動副的晃動。其結果是，基端側的連桿樞轂2側和前端側的連桿樞轂3側之間的旋轉相位差會消失，可維持等速性，并且可抑制振動、異常聲音的發生。特別是，通過使上述軸承12、19的軸承間隙為負間隙，可減少在輸入輸出之間產生的齒隙(backlash)。

可通過以埋設狀態將軸承12設置于基端側的連桿樞轂2和前端側的連桿樞轂3中，增加平行連桿機構1整體的外形，擴大基端側的連桿樞轂2和前端側的連桿樞轂3的外形。由此，將基端側的連桿樞轂2和前端側的連桿樞轂3安裝于其它的部件上的安裝空間的確保變容易。

在圖4中，在平行連桿機構1中，基端側的連桿樞轂2固定于基座部件52的下面，前端側的連桿樞轂3處于垂下的狀態。在基座部件52的上面，以與連桿機構4相同的數量，即3個而設置促動器53，促動器53由電動機或其它的旋轉促動器構成。促動器53的輸出軸53a貫穿基座部件52，向下方突出，在該輸出軸53a上安裝錐齒輪57。該錐齒輪57與安裝于基端側的連桿樞轂2的軸部件13上的扇形的錐齒輪58嚙合。

如果使促動器53旋轉，則該旋轉經由一對錐齒輪57、58傳遞給軸部件13，基端側的端部連桿部件5相對基端側的連桿樞轂2的角度改變?？刂聘鞔賱悠?3的動作量，針對每個連桿機構4調整基端側的端部連桿部件5的角度，由此，確定前端側的連桿樞轂3相對基端側的連桿樞轂2的姿勢(在下面稱為“前端姿勢”)。各促動器53的動作根據圖1的操作裝置55的操作指令，通過控制裝置54而控制。

在圖1中，操作裝置55由比如面板型計算機構成，在該圖中，在操作裝置55的右側，示出液晶顯示器等的可顯示圖像的顯示器56。顯示器56兼作觸摸面板形式的輸入裝置。操作裝置55包括輸入前端位置的目標位置的目標值輸入機構57，與輸入變換機構58。另外，輸入變換機構58也可設置于構成目標值輸入機構57的計算機中，還設置于比如構成控制裝置54的計算機中。

目標值輸入機構57為指定三維正交坐標而輸入的結構，包括分別輸入各軸(x軸、y軸、z軸)的目標值的橫向目標值輸入部57x、縱向目標值輸入部57y和高度方向目標值輸入部57z。目標值輸入機構57可選擇三維正交坐標輸入部57a與按壓操作輸入部57b的2種的輸入形式，進行操作，該三維正交坐標輸入部57a通過數值輸入各軸的坐標位置，該按壓操作輸入部57b通過按壓操作按鈕(輕推按鈕)81～86(圖2a、圖2b)的按壓時間或操作次數而進行指定。該三維正交坐標輸入部57a和按壓操作輸入部57b中的x軸的輸入部統稱為橫向目標值輸入部57x，y軸的輸入部統稱為縱向目標值輸入部57y，z軸的輸入部統稱為高度方向目標值輸入部57z。

三維正交坐標輸入部57a中的各軸的輸入部通過下述方式輸入目標的坐標位置，該方式為：在顯示器56的畫面g上顯示稱為輸入框的目標值顯示部62、數字鍵等的數值輸入按鈕65，借助數值輸入按鈕65的畫面觸摸的操作，指定顯示于目標值顯示部62中的數值。對于數值輸入，也可代替數值輸入按鈕65的輸入，而從硬件鍵等的輸入裝置(在圖中未示出)輸入目標的坐標位置。

在畫面g上，與各數值輸入按鈕62并列，通過三維正交坐標輸入部57a的顯示輸出機構(在圖中未示出)，顯示通過坐標位置的數值而表示各軸的當前位置的當前位置顯示部63、與表示屬于哪個軸向的“x坐標”等的導向顯示63a。三維正交坐標為原點位于基端側的連桿樞轂2的中心軸上的任意的三維正交坐標，其z軸方向稱為高度方向。

在畫面g中，顯示動作執行按鈕64，如果通過畫面觸摸等而對該動作執行按鈕64進行打開操作，則通過三維正交坐標輸入部57a而輸入的各輸入值通過輸入變換機構58變換為各促動器53的指令動作量，該指令動作量輸入到控制裝置54中。在畫面g中，除了這些內容以外，還顯示變更表示畫面上的位置的光標(在圖中未示出)的位置的箭頭按鈕、畫面切換按鈕(均在圖中沒有示出)等。

控制裝置54按照以指定動作量而移動的方式驅動各促動器53?？刂蒲b置54采用設置于各促動器53上的旋轉角傳感器等的位置檢測器(在圖中未示出)的檢測信號，對各促動器53進行反饋控制。

另外，在本實施方式中，目標值輸入機構57的三維正交坐標輸入部57a為輸入三維正交坐標上的相對事先確定的基準點(比如原點o)的絕對坐標的方式，但是，也可為數值輸入當前的坐標位置與作為目標的坐標位置之間的差分。另外，目標值輸入機構57不但可為進行圖1的畫面g所示的坐標位置的輸入的輸入形式，還可將畫面g的顯示內容像圖2a、圖2b那樣切換，切換到按壓操作按鈕81～86的輸入形式。關于該按壓操作按鈕的輸入，將在后面描述。

在圖1中，輸入變換機構58采用通過目標值輸入機構57而輸入的值，計算通過折角θ和回轉角φ而表示的連桿促動裝置51的姿勢，根據該計算結果，計算各促動器53的指令動作量，將其輸入到控制裝置54中。連桿促動裝置51的姿勢指平行連桿機構1的姿勢。折角θ指相對基端側的連桿輪轂2的中心軸qa(圖3)，前端側的連桿樞轂3的中心軸qb傾斜的垂直角度?；剞D角φ為相對基端側的連桿樞轂2的中心軸qa，前端側的連桿樞轂3的中心軸qb傾斜的水平角度。

圖8表示通過輸入變換機構58，從三維正交坐標(xyz平面坐標)計算前端側的連桿樞轂3的姿勢(折角θ、回轉角φ)的計算流程圖與計算式。該圖的計算通過最小平方法的收斂運算而進行。像該圖的式(1)所示的那樣，如果高度z上的平面的原點o’與目標坐標t(x、y、z)之間的距離為r，則r根據目標坐標的t的x、y坐標而求出。

(數學公式1)

另外，如果通過連桿球面中心間距d、基準平面與基端側連桿球面中心之間的高度h、與目標坐標t的高度z而表示，從基端側的連桿樞轂2的旋轉中心到目標坐標t的高度h’像下述式(2)那樣表示：

(數學公式2)

在這里的d和h指根據連桿尺寸和裝置尺寸而確定的固定值。另外，采用上述式(2)，原點o’和目標坐標t的距離像式(3)所示的那樣，根據與θ有關的式，作為r’而求出。于是，像式(4)所示的那樣，通過探索r(根據目標坐標t的x、y而計算)與r’(根據折角θ而計算)的差為最小的折角θ，獲得折角θ。

即，作為下述的(3)、(4)推算dr為最小的θ。

(數學公式3)

r’＝h’×tanθ……(3)

dr＝(r－r’)……(4)

θ的范圍在0°～90°的范圍內，根據連桿的樣式，最大角變化。

對圖8的計算流程圖進行說明。首先，根據式(1)，求出r(步驟s1)。接著，作為計算流程的初始設定，對當前的反復次數j進行零點復位，設定推算折角θ時的初始設定值θ’，與探索的反復次數n。比如，θ’設定為最大折角的一半值。對于反復次數n，其值越大，最終獲得的折角θ的精度越好，但是計算流程的處理時間變長。根據折角θ的精度，所允許的處理時間的關系，確定最佳的n。

接著，θ＝θ’(步驟s2)，根據式(2)、(3)、(4)，計算h’、r’、dr。另外，在這里，θ’＝θ’/2(步驟s3)。

然后，在步驟s4，進行dr的判斷。如果0＜dr，則θ＝θ+θ’(步驟s5)，如果o＞dr，則θ＝θ－θ’(步驟s6)。然后，則以j＝j+1的方式遞增(步驟s7)。另外，如果o＝dr，則作為解ansθ，θ＝θ(步驟s9)。

在步驟s8，在沒有達到設定當前的反復次數j的反復次數n時，返回到步驟s3。使該流程反復，直至到反復次數n，最后獲得的ansθ為求出的折角θ。在求出折角θ后，像式(5)、(6)所示的那樣，求出回轉角。

(數學公式4)

在θ＝0時，φ＝0……(5)

在θ≠0時，

通過像這樣求出的折角θ和回轉角φ，規定構成目標的前端姿勢。像本實施方式那樣，如果通過最小平方法的收斂運算，以當前的坐標位置為基準，從其近邊依次而推算，求出折角θ，則可減少運算次數。

圖1的輸入變換機構58根據像上述那樣而求出的折角θ和回轉角φ，求出使各促動器53動作的構成目標的旋轉角βn(n：1～3)。另外，旋轉角βn在表示與圖3相同的平行連桿機構1的圖10中示出。旋轉角βn通過比如，對下述的式(7)進行逆變換的方式求出。逆變換為根據折角θ和回轉角φ，計算旋轉角βn的變換。折角θ和回轉角φ、與旋轉角βn之間具有相互關系，可從其中一者的值，導出另一者的值。

cos(θ/2)·sinβn－sin(θ/2)·sin(φ+δn)·conβn+sin(γ/2)＝0……(7)

其中，n＝1、2、3

在這里，γ(圖1、圖3)指自由旋轉地與基端側的端部連桿部件5連接的中間連桿部件7的連接端軸、與自由旋轉地與前端側的端部連桿部件6連接的中間連桿部件7的連接端軸之間的角度。δn指相對構成基準的基端側的端部連桿部件5的各基端側的端部連桿部件5的圓周方向的間隔角。

還可針對各指令，對式(7)進行逆變換，求出旋轉角βn，但是，還可在事先像表1那樣，制作表示前端位置姿勢和旋轉角βn的關系的表格。如果形成表格，則在具有前端姿勢指令時，可馬上采用表格，求出構成目標的旋轉角βn。由此，可更進一步高速地進行促動器53的控制。另外，在預先登記指令模式(pattern)，按照登記順序而動作的場合，像表2那樣，在模式(pattern)登記時登記表示前端位置姿勢和旋轉角βn的關系的表格，由此可節約表格的存儲區域。

表1

表2

圖2a、圖2b表示進行通過按壓操作按鈕81～86移動到規定位置的操作畫面的例子。圖2a為用于通過圖1的橫向目標值輸入部57x和縱向輸入部57y的按壓操作輸入部57b的部分，于y軸方向而移動的輕推操作畫面，在畫面g中，顯示按壓操作按鈕81～84，與分別表示當前的坐標位置的x坐標位置和y坐標位置的當前位置顯示部67、68。

圖2b為用于通過圖1的高度方向目標值輸入部57z，于z軸方向(高度方向)的輕推操作畫面，在畫面g中，顯示按壓操作按鈕85、86，與表示當前的坐標位置中的z坐標位置的當前位置顯示部69。各按壓操作按鈕81～86均為通過操作時間或操作次數，操作量變化的操作機構。具體來說，對于這些按壓操作按鈕81～86，通過連續按壓(連續進行畫面觸摸)，操作量連續增加，如果為極短時間的按壓操作(畫面觸摸)，則1次的操作的操作量一定，反復地操作，使操作次數增加，由此操作量增加。

在x、y軸的操作畫面g(圖2a)和z軸的操作畫面g(圖2b)中的任意者中，上述按壓操作按鈕81～86針對各軸方向的移動方向的正反的每個朝向而分別設置。具體來說，作為于相同軸方向、相同方向的移動的輸入用途，設置低速按鈕81a～86a、與高速按鈕81b～86b，姿勢變更的指令的輸入在低速(操作量的增加速度為低速)和高速(操作量的增加速度為高速)的2個階段進行。另外，分別表示各低速按鈕81a～86a和高速按鈕81b～86b中的1次的短時間的場合的移動量的單位移動量顯示71、72設置于畫面g中。在該畫面g中，各按壓操作按鈕81～86的顯示部表示x、y、z中的哪個坐標，或通過箭頭、x、y、z的字符等而進行與正反的哪個方向相對應等的導向的顯示。

如果通過圖2a、圖2b所示的按壓操作按鈕81～86輸入移動量，則圖1的目標值輸入機構57的按壓操作輸入部57b以該已輸入的移動量(操作量)，使與當前的坐標位置相加的坐標位置作為目標的坐標位置，將其提供給輸入變換機構58。輸入變換機構58與上述相同，求出折角θ和回轉角φ的前端姿勢，對各促動器53的指令動作量進行運算。

具體來說，針對高度方向(z軸)，目標值輸入機構57在對按壓操作按鈕85進行操作時，按照式(8)在對按壓操作按鈕86進行操作時，按照式(9)，進行連桿樞轂的相對目標坐標t的高度h’的計算。

(數學公式5)

(8)式的變量z在向上的低速按鈕85a的下壓的場合，為顯示于圖2b的移動量顯示部71中的值，在向上的高速按鈕85b的下壓的場合，為顯示于移動量顯示部72中的值，針對每個設定操作時間而反復進行計算。

(9)式的變量z值在向下的低速按鈕86a的下壓的場合，為顯示于圖2b的移動量顯示部71中的值，在向下的高速按鈕86b的下壓的場合，為顯示于移動量顯示部72中的值，針對每個設定操作時間而反復進行計算。

像這樣，在圖2a、圖2b的按壓操作按鈕81～86的操作的場合，通過按壓操作按鈕81～86的操作，逐次地變更x、y、z，每次計算構成目標的折角θ和回轉角φ，確定與此相對應的促動器53的動作量。即，僅僅在按壓按壓操作按鈕81～86的期間，前端姿勢連續變更。由此，操作和坐標位置的關系容易憑借感覺而知曉。

另外，圖2a、圖2b的按壓操作按鈕81～86也可為操縱桿這樣的操作機構。

對本實施方式的作用、效果進行說明。指定位于連桿促動裝置51的姿勢延長上的范圍內的任意的三維正交坐標，根據該三維正交坐標，通過運算以自動地計算連桿樞轂3的姿勢(折角θ、回轉角φ)，進行定位。在該場合，追加高度方向(z方向)的按壓操作按鈕(輕推按鈕)85、86與其移動量參數，根據當前值和其z軸方向按壓操作按鈕85、86的操作的移動量，通過運算來計算連桿樞轂3的姿勢(折角θ、回轉角φ)，進行定位。在按壓操作按鈕85、86的下壓中，通過反復進行該定位動作，實現z軸方向的輕推功能。

端部執行器122(圖9)所作業的三維工件的三維正交坐標x、y、z可根據cad數據等容易計算。通過登記該三維正交坐標x、y、z，端部執行器122向該已登記的位置進行作業，輕推運送操作的示教作業是不需要的。在端部執行器122的定位精度具有誤差的場合，微調整的示教是必要的，但是由于可進行大致的定位，故示教花費的時間可大幅度地縮短。同樣在進行示教時，通過xy軸方向的按壓操作按鈕81～84與z軸方向的按壓操作按鈕85、86，可進行直覺的示教。

圖9表示具有上述連桿促動裝置51的作業裝置。在該作業設備120中，構成作業室121的頂面部的基座部件52上固定基端側的連桿樞轂2，連桿機構主體1以懸吊狀態設置。在該連桿機構主體1的前端側的連桿樞轂3上裝載端部執行器122。端部執行器122為比如涂敷機。

在端部執行器122的下方，設置于xy軸方向使被作業物w移動的移動機構123。移動機構123包括：x軸軌124，該x軸軌124固定而設置于底板面上，沿x軸方向較長；y軸軌125，該y軸軌125沿該x軸軌124而自由進退，沿y軸方向較長；作業臺126，該作業臺126沿該y軸軌125而自由進退，于其頂面上裝載被作業物。y軸軌125和作業臺126分別通過在圖中未示出的驅動源的驅動，在x軸方向和y軸方向而移動。

在端部執行器122為涂敷機的場合，通過于x軸和y軸方向使移動機構123的作業臺126進退，使被作業物w的涂敷部位位于涂敷機的涂料噴射口122a的前端。另外，通過變更連桿促動裝置51的前端姿勢，改變端部執行器122的朝向，由此經常地，上述涂料噴射口122a以朝向被作業物w的涂敷面的方式調整。

如上面所述，在參照附圖的同時，對優選的實施形式進行了說明，但是，如果是本領域的技術人員，在閱讀本說明書后，會在顯然的范圍內容易想到各種變更和修正方式。于是，這樣的變更和修正方式應被解釋為屬于根據權利要求書確定的本發明的范圍內。

標號的說明：

標號2表示基端側的連桿樞轂；

標號3表示前端側的連桿樞轂；

標號4表示連桿機構；

標號5表示基端側的端部連桿部件；

標號6表示前端側的端部連桿部件；

標號7表示中間連桿部件；

標號51表示連桿促動裝置；

標號53表示促動器；

標號54表示控制裝置；

標號56表示顯示裝置；

標號57表示目標值輸入機構；

標號57a表示三維正交坐標輸入部；

標號57b表示按壓操作輸入部；

標號57x表示橫向目標輸入部；

標號57y表示縱向目標輸入部；

標號57z表示高度方向目標輸入部；

標號58表示輸入變換機構；

標號62表示目標值顯示部；

標號65表示數值輸入按鈕；

標號81～86表示按壓操作按鈕；

符號o表示原點；

符號oa表示基端側的連桿樞轂的中心軸；

符號oa’表示延長軸；

符號ob表示基端側的連桿樞轂的中心軸；

符號θ表示折角；

符號φ表示回轉角。