JP6892018B2 - ロボット装置 - Google Patents

Description

本発明はロボット装置、特に物品の製造、物体の組立て、及び／又は物体の移動のためのロボット装置に関するものであり、作業又は操作空間が限られた小さな設置面積に収まる大きさを有するロボット装置を含む。

円筒座標ロボットは、その軸が円筒座標を形成するロボット装置である。これらは、組立て操作、工作機械の操作、製品電子装置試験、物品仕分け、バイオテクノロジー関連処理の処理に用いられる。しかし、従来の円筒座標ロボットは動作とリーチが限られ、小さな設置面積に収まる大きさを有し限られた操作空間で動作するロボット装置を要する小規模な実装には適さない。円筒座標ロボットは、典型的に、大型サイズの機械であり、大きな設置面積に収まる大きさで、大規模に実装される。

本発明の１つの様態によると、
（ａ）２つの方向の移動を案内する、第１のガイドレールと、
（ｂ）第２のガイドレールを含み、第１のガイドレールに沿って２つの方向に移動可能であり、且つ第１のガイドレールに沿った各位置で回転可能であるよう、第１のガイドレールに取り付けられた、細長い支柱と、
（ｃ）第２のガイドレールに沿って移動可能となるよう、細長い支柱の第２のガイドレールに取り付けられた、伸長及び収縮可能な第１のアームと、
（ｄ）第１アームの一端を中心に枢転可能となるよう、第１のアームの一端に枢転可能に取り付けられた、第２のアームと、
（ｅ）第２のアームの一端で回転可能となるよう、第２のアームの一端に取り付けられた、エンドエフェクタマウントと、
（ｆ）細長い支柱が第１のガイドレールに沿って移動可能な２つの方向に細長い支柱の移動を案内するため、細長い支柱に取り付けられ、細長い支柱がそれに沿った各位置で回転可能である、第３のガイドレールと、
（ｇ）細長い支柱、第１のアーム、第２のアーム、エンドエフェクタマウントの動きを駆動するための、複数の駆動機構と
を含むロボット装置が提供される。

第１のガイドレールと第３のガイドレールは、支柱を通して互いに取り付けられている。

細長い支柱の第１のガイドレールに沿った位置での回転は、複数の駆動機構のうちの１つにより駆動され、細長い支柱の第３のガイドレールに沿った位置での回転は、複数の駆動機構のうちの別の１つにより別々に駆動されてよい。

細長い支柱の第１のガイドレールに沿った移動は、複数の駆動機構のうちの１つにより駆動され、細長い支柱の第３のガイドレールに沿った移動は、複数の駆動機構のうちの別の１つにより別々に駆動されてよい。

第１のガイドレールに沿った位置での細長い支柱の回転を駆動する駆動機構は、第３のガイドレールに沿った位置での細長い支柱の回転を駆動する駆動機構よりも強い駆動に構成されてよい。

第１のガイドレールに沿った細長い支柱の移動を駆動する駆動機構は、第３のガイドレールに沿った細長い支柱の移動を駆動する駆動機構よりも強い駆動に構成されてよい。

ロボット装置は、長さ０．５〜１０ｍ、幅０．４５〜１ｍ、高さ０．５ｍ〜３ｍの設置面積内に収まる大きさを有してよい。

エンドエフェクタマウントに取り付けられたエンドエフェクタは、ロボット装置の一部を中心に長さ１ｍ、幅１ｍ、高さ１ｍの作業空間内に届くことができる。

第１のアームは、少なくとも１つの方向の第２のアームの枢転動作が細長い支柱により阻害されないように、細長い支柱の第２のガイドレールに取り付けられてよい。

細長い支柱は、第１のアーム及び／又は第２のアームが、伸長したとき、ロボット装置の一部を中心とした制限された作業空間を超えて伸長しないよう、第１のガイドレールに沿った各位置で、ある角度に回転可能であってよい。

細長い支柱は、第１のアームと、エンドエフェクタマウントに載置されたエンドエフェクタの有無に関わらずエンドエフェクタマウントを含む第２のアームが、伸長したとき、ロボット装置の一部を中心とした制限された作業空間を超えて伸長しないよう、第１のガイドレールに沿った各位置で、ある角度に回転可能であってよい。

本開示の一例によるロボット装置の正面斜視図である。 図１のロボット装置に類似したロボット装置の正面斜視図である。 図２のロボット装置に類似したロボット装置の正面斜視図である。 図３Ａのロボット装置の右側面図である。 図３Ａのロボット装置の正面図である。 図３Ａのロボット装置の上面図である。 図２のロボット装置の斜視図である。 図４Ａのロボット装置の右側面図である。 図４Ａのロボット装置の正面図である。 ロボット装置により実行される操作における第１のステップを表す、図１のロボット装置の上面図である。 ロボット装置により実行される操作における第２のステップを表す、図１のロボット装置の上面図である。 ロボット装置により実行される操作における第３のステップを表す、図１のロボット装置の上面図である。 ロボット装置により実行される操作における第４のステップを表す、図１のロボット装置の上面図である。 ロボット装置により実行される操作における第５のステップを表す、図１のロボット装置の上面図である。 ロボット装置により実行される操作における第６のステップを表す、図１のロボット装置の上面図である。 ロボット装置により実行される操作における第７のステップを表す、図１のロボット装置の上面図である。 前記の全ての図に表されたロボット装置を制御するよう構成された、コンピュータ又はサーバの例を表すブロック図である。 前記の全ての図に表されたロボット装置を制御するよう構成された、コントローラの例を表すブロック図である。

本開示の図に提示された構成要素の全ての大きさは、メートル又はミリメートルで提供され、例示目的のみである。これらは単に本開示における例の大きさを表すのみである。他の適切な大きさも可能である。

図１は、２つの方向の移動を案内するためのガイドレール１０２を含む、ロボット装置１００の例を示す。ロボット装置１００は、一端が第１のガイドレール１０２に取り付けられた細長い支柱１０４を含み、細長い支柱１０４の長手方向軸１０３が該２つの方向に直交する。細長い支柱１０４は、第１のガイドレール１０２に沿って該２つの方向に移動可能である。本例において、第１のガイドレール１０２は、細長い支柱１０４を受け入れるよう互いに隣接して平行に配置された、２つの軌道１０１を含む。他の構成において、より多くの軌道が用いられるか、又は１つの軌道のみが実装されることが可能である。細長い支柱１０４は、第１のガイドレール１０２に沿った各位置で、細長い支柱１０４の長手方向軸１０３を中心に回転可能でもある。細長い支柱１０４は、細長い支柱１０４の長手方向軸１０３に沿って延伸する、第２のガイドレール１０８を含む。本例において、細長い支柱１０４は、間隔の空いた２つの細長いバー１２４により形成され、細長いバー１２４のそれぞれの端は互いに結合される。第２のガイドレール１０８は、細長いバー１２４の間に位置する。

ロボット装置１００は、１以上のアームを含む。細長い支柱１０４の第２のガイドレール１０８に取り付けられた第１のアーム１０６が存在し、第１のアーム１０６は第２のガイドレール１０８に沿って移動可能である。第１のアーム１０６の長手方向軸１０５は、細長い支柱１０４の長手方向軸１０３と直交する。第１のアーム１０６は、第１のアーム１０６の長手方向軸１０５に沿った方向に伸長及び収縮可能である。本例において、第１のアーム１０６は２つの部品１０７と１０９を含む。第１のアーム１０６の第１の部品１０７は、細長い支柱１０４に取り付けられる。第１のアーム１０６の第２の部品１０９は、第１の部品１０７に摺動可能に取り付けられており、第１のアーム１０６の第２の部品１０９は伸長するため細長い支柱１０４から離れるよう摺動するか、又は収縮するため細長い支柱１０４に向かい摺動できる。具体的には、第２の部品１０９は、第１のアーム１０６の外面上を摺動するよう構成される。他の構成において、第１のアーム１０６の動作範囲を更に拡張するため、第１のアーム１０６は２以上のそのような部品を含むことが可能である。他の構成において、そのような部品は互いに伸縮自在に取り付けられてよい。

ロボット装置１００は、第１のアーム１０６の一端に枢転可能に取り付けられた第２のアーム１１０を含み、第２のアーム１１０は第１のアーム１０６の長手方向軸１０５と直交する軸１１１を中心に枢転可能である。具体的には、第２のアーム１１０は、第１のアーム１０６の第２の部品１０９に取り付けられる。第２のアーム１１０の長手方向軸１１３は、細長い支柱１０４の長手方向軸１０３に直交する。第２のアーム１１０は第１のアーム１０６の下の位置に枢転でき、第２のアーム１１０の長手方向軸１１３が第１のアーム１０６の長手方向軸１０５と平行となる。この構成において、第２のアーム１１０は第１のアーム１０６の下で収納され、第２のアーム１１０は第１のアーム１０６の伸長と収縮により別の操作位置へ移動できる。第２のアーム１１０が第１のアーム１０６により操作位置に移動されると、第２のアーム１１０は第１のアーム１０６の下の収納構成から作業を実行する位置へと枢転できる。第２のアーム１１０の収納能力は、ロボット装置１００が小さい／小型設置面積に収まる大きさに実装され、それでも広い操作範囲を有することを可能とすることに貢献する。

ロボット装置１００は、第２のアーム１１０の一端に位置するエンドエフェクタマウント１１２を更に含み、エンドエフェクタマウント１１２は第２のアーム１１０の長手方向軸１１３を中心に回転可能である。エンドエフェクタマウント１１２は、１以上の種類のエンドエフェクタ（図１には示されていない）を受け入れるよう構成される。エンドエフェクタマウント１１２は、第２のアーム１１０に取り付けられる別の構成要素であるか、又は第２のアーム１１０に統合されてもよい。本例において、エンドエフェクタマウント１１２は第２のアーム１１０に取り付けられる別の構成要素である。ロボット装置１００の応用によって、エンドエフェクタの例としては、把持装置、吸引装置、磁気把持装置等でありうる。

ロボット装置１００は、細長い支柱１０４に取り付けられた第３のガイドレール１１４を含む。第３のガイドレール１１４は、細長い支柱１０４が第１のガイドレール１０２に沿って移動可能な２つの方向に、細長い支柱１０４の移動を案内するよう構成される。第１のガイドレール１０２に取り付けられた細長い支柱１０４の一端と反対側の細長い支柱１０４の一端は、第３のガイドレール１１４に取り付けられる。第３のガイドレール１１４は、細長い支柱１０４が第１のガイドレール１０２に沿って動き可能な２つの方向の、細長い支柱１０４の円滑な移動を確保する追加的な案内能力の利点を提供する。第３のガイドレール１１４のもう一つの利点は、特に細長い支柱１０４が高速で移動するよう構成されるときの、細長い支柱１０４の安定した移動を確保することである。

本例において、第３のガイドレール１１４と第１のガイドレール１０２は直線移動を案内するためのものであり、互いに平行している。他の構成において、第３のガイドレール１１４と第１のガイドレール１０２の案内経路は、湾曲し、完全に直線でなくてもよいことが理解される。同様に、本例において細長い支柱１０４の第２のガイドレール１０８の案内経路が図１に示されるように直線であるとはいえ、他の構成において第２のガイドレール１０８は湾曲し完全に直線でなくてよい。

本例において、第２のアーム１１０は、第２のアーム１１０の長手方向軸１１３に直交する軸１１１を中心に枢転可能であると説明されている。しかし、第２のアーム１１０を第１のアーム１０６と結合するためユニバーサルジョイントが提供されることが可能であり、ユニバーサルジョイントは第２のアーム１１０に、第１のアーム１０６の長手方向軸１０５といった、他の軸を中心にも枢転させることを可能とする。ユニバーサルジョイントが提供される場合、第１のアーム１０６に相対する第２のアーム１１０の様々な枢転動作を駆動するため、適切な駆動機構が提供されなければならない。

ロボット装置１００は、細長い支柱１０４、第１のアーム１０６、第２のアーム１１０、エンドエフェクタマウント１１２の動作を駆動するため、複数の駆動機構１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１を更に含む。第１の駆動機構１１６は、第１のガイドレール１０２上の各位置での長手方向軸１０３を中心とした細長い支柱１０４の回転動作を駆動するため、第１のガイドレール１０２に取り付けられた細長い支柱１０４の端部に載置される。第２の駆動機構１１７は、第１のガイドレール１０２に沿った細長い支柱１０４の移動を駆動するため、第１のガイドレール１０２の軌道１０１に提供される。第３の駆動機構１１９は、第１のアーム１０６の伸長及び収縮動作を駆動するため、第１のアーム１０６に載置される。第４の駆動機構１２０は、第１のアーム１０６の長手方向軸１０５に直交する軸１１１を中心とした第２のアーム１１０の枢転動作を駆動するため、第２のアーム１１０に取り付けられた第１のアーム１０６の端部に載置される。他の構成において、第４の駆動機構１２０は、代わりに第１のアーム１０６に取り付けられた第２のアーム１１０の一端に載置されてもよい。第５の駆動機構１１８は、第２のアーム１１０の長手方向軸１１３を中心としたエンドエフェクタマウント１１２の回転動作を駆動するため、エンドエフェクタマウント１１２か、又はエンドエフェクタマウント１１２に取り付けられた第２のアーム１１０の端部に載置される。

本例において、第６の駆動機構１１５が、第３のガイドレール１１４上の各位置での細長い支柱１０４の長手方向軸１０３を中心とした細長い支柱１０４の回転動作を駆動するため、第３のガイドレール１１４に取り付けられた細長い支柱１０４の端部に載置される。第３のガイドレール１１４上の各位置と第１のガイドレール１０２上の各位置での、細長い支柱１０４の長手方向軸１０３を中心とした細長い支柱１０４の回転動作は、実際には、この場合では第１のガイドレール１０２に取り付けられた細長い支柱１０４の端部に載置された第１の駆動機構１１６でありうる、１つの駆動機構のみで駆動されることができるため、第６の駆動機構１１５は必須ではない。しかし、第６の駆動機構１１５は、存在するならば、この場合では第１の駆動機構１１６と第６の駆動機構１１５である、２つの別々に制御される駆動機構を有することで、細長い支柱１０４のより正確な動作と、細長い支柱１０４の高速動作のより良好な処理を提供するという利点を提供する。そのような精度は、特に、もしロボット装置１００が、例えば約長さ０．５ｍ〜１０ｍ（Ｘ軸範囲）、幅０．１ｍ〜１ｍ（Ｙ軸範囲）、高さ０．５ｍ〜３ｍ（Ｚ軸範囲）の、小さな設置面積内に収まる大きさを有するよう実装されるとき、有益である。長さ又はＸ軸範囲は、第１のガイドレール１０２及び／又は第３のガイドレール１１４に沿った細長い支柱１０４の移動範囲でありえ、これはおおよそ第１のガイドレール１０２又は第３のガイドレール１１４の長さでありうる。そうであれば、幅又はＹ軸範囲は、第１のガイドレール１０２又は第３のガイドレール１１４の幅でありうる。従って、高さ又はＺ軸範囲は、細長い支柱１０４の長さである。特定の応用に特に有用であることが分かった、これら長さ（Ｘ）、幅（Ｙ）、高さ（Ｚ）範囲内のロボット装置１００の特定の設置面積は、約長さ１．４ｍ、幅０．４５ｍ、高さ２．６ｍである。そのような応用には、エレクトロニクスおよび生物医学／バイオテクノロジー産業の組立／試験／製造プロセスにおける産業オートメーションのための、小規模な試験及び／又は選別ステーション（又はセル）での応用を含みうる。そのような応用のためのロボット装置１００の設置面積のもう１つの良好な小型な範囲は、長さ０．５ｍ〜２ｍ、幅０．４ｍ〜０．５ｍ、高さ０．４ｍ〜２．７ｍである。おおよそそのようなサイズのロボット装置１００を有することは、ロボット装置１００に、エンドエフェクタマウント１１２に取り付けられた、ロボット装置１００の一部、例えば細長い支柱１０４の中心Ｃｔｒを中心に長さ１ｍ、幅１ｍ、高さ１ｍの作業空間又は体積内に届くことができるエンドエフェクタが提供されることを可能とする利点がある。本例において、中心Ｃｔｒは第２のガイドレール１０８の長さに沿った中間である。作業空間を決定するロボット装置１００の一部の例は、エンドエフェクタマウント１１２に載置されたエンドエフェクタの中心、又は第１のアーム１０６又は第２のアーム１１０の中心といった、他の部分であってもよい。応用によっては、作業空間又は体積の可能な下限は、長さ０．４ｍ、幅０．４ｍ、高さ０．４ｍでありうる。これに対応し、ロボット装置１００はこの作業空間内で作業できるよう、これに従ったサイズにされなければならない。従来のロボットは、そのような小さな設置面積又は作業空間内で動作することができない。

本例において、第７の駆動機構１２１（図１には完全に図示されていない）が、第３のガイドレール１１４に沿った細長い支柱１０４の移動を駆動するため、第３のガイドレール１１４に載置される。第３のガイドレール１１４及び第１のガイドレール１０２に沿った細長い支柱１０４の移動は、実際には、この場合では第１のガイドレール１０２の軌道１０１の第２の駆動機構１１７でありうる、１つの駆動機構のみで駆動されることができるため、第７の駆動機構１２１は必須ではない。しかし、第７の駆動機構１２１は、存在するならば、この場合では第２の駆動機構１１７と第７の駆動機構１２１である、２つの別々に制御される駆動機構を有することで、細長い支柱１０４のより正確な動きと、細長い支柱１０４の高速動作のより良好な処理を提供するという利点を提供する。同様に、そのような精度は、特に、もしロボット装置１００が、例えば約長さ０．５ｍ〜１０ｍ（Ｘ軸範囲）、幅０．１ｍ〜１ｍ（Ｙ軸範囲）、高さ０．５ｍ〜３ｍ（Ｚ軸範囲）の、小さな設置面積内に収まる大きさを有するよう実装されるとき、有益である。長さ又はＸ軸範囲は、第１のガイドレール１０２及び／又は第３のガイドレール１１４に沿った細長い支柱１０４の移動範囲でありえ、これはおおよそ第１のガイドレール１０２又は第３のガイドレール１１４の長さでありうる。そうであれば、幅又はＹ軸範囲は、第１のガイドレール１０２又は第３のガイドレール１１４の幅でありうる。従って、高さ又はＺ軸範囲は、細長い支柱１０４の長さである。特定の応用に特に有用であることが分かった、これら長さ（Ｘ）、幅（Ｙ）、高さ（Ｚ）範囲内のロボット装置１００の特定の設置面積は、約長さ１．４ｍ、幅０．４５ｍ、高さ２．６ｍである。そのような応用には、エレクトロニクスおよび生物医学／バイオテクノロジー産業の組立／試験／製造プロセスにおける産業オートメーションのための、小規模な試験及び／又は選別ステーション（又はセル）での応用を含みうる。そのような応用のためのロボット装置１００の設置面積のもう１つの良好な小型な範囲は、長さ０．５ｍ〜２ｍ、幅０．４ｍ〜０．５ｍ、高さ０．４ｍ〜２．７ｍである。おおよそそのようなサイズのロボット装置１００を有することは、ロボット装置１００に、エンドエフェクタマウント１１２の取り付けられた、ロボット装置１００の一部、例えば細長い支柱１０４の中心Ｃｔｒを中心に長さ１ｍ、幅１ｍ、高さ１ｍの作業空間又は体積内に届くことができるエンドエフェクタが提供されることを可能にする利点がある。応用によって、作業空間又は体積の可能な下限は、長さ０．４ｍ、幅０．４ｍ、高さ０．４ｍでありうる。これに対応し、ロボット装置１００はこの作業空間内で作業できるよう、これに従ったサイズにされなければならない。従来のロボットは、そのような小さな設置面積又は作業空間内で動作することができない。

第３のガイドレール１１４と第１のガイドレール１０２における細長い支柱１０４の動作は、物理的に切り離された駆動機構の同期動作によって駆動される。駆動機構間には物理的接続が存在しない。この特徴は、細長い支柱１０４の動作が高精度であり、高速で動作することを可能とする。１つ又は２つの別のプログラムとソフトウェアが、第３のガイドレール１１４と第１のガイドレール１０２での細長い支柱１０４の動作を駆動する各駆動機構１１５、１１６、１１７、又は１２１を制御するために用いられてよい。プログラムとソフトウェアは、命令を介し駆動機構１１５、１１６、１１７、１２１を制御する。プログラムとソフトウェアにより駆動機構１１５と１１６に送信される命令は、駆動機構１１５と１１６の駆動を適切に同調させるよう連携される。同様に、プログラムとソフトウェアにより駆動機構１１７と１２１に送信される命令は、駆動機構１１７と１２１の駆動を適切に同調させるよう連携される。

第３のガイドレール１１４での細長い支柱１０４の動作を駆動する駆動機構と、第１のガイドレール１０２での細長い支柱１０４の動きを駆動する駆動機構にて用いられるワット数は異なってよい。より高いワット数はより強い駆動を意味し、より低いワット数はより低い駆動を意味する。第１のガイドレール１０２での細長い支柱１０４の動作を駆動する駆動機構１１６と１１７をマスタ駆動機構、第３のガイドレール１１４での細長い支柱１０４の動きを駆動する駆動機構１１５と１２１をスレーブ駆動機構とするよう構成することが可能である。マスタ駆動機構は、スレーブ駆動機構よりも大きい駆動を提供し、このためスレーブ駆動機構よりも高いワット数を有するよう構成されてよい。この方法において、もし座標の欠如又は誤配列があった場合、スレーブ駆動機構により提供される駆動をオーバーライドするためマスタ駆動機構により提供される十分に強い駆動がある。具体的には、本例において、第１のガイドレール１０２に沿った位置での細長い支柱１０４の回転を駆動する駆動機構１１６がマスタであり、第３のガイドレール１１４に沿った位置での細長い支柱１０４の回転を駆動する駆動機構１１５よりも強い駆動に構成される。第１のガイドレール１０２に沿った細長い支柱１０４の移動を駆動する駆動機構１１７は、第３のガイドレール１１４に沿った細長い支柱１０４の移動を駆動する駆動機構１２１よりも強い駆動に構成される。

各駆動機構１１５〜１２１は、必要とされる駆動を提供するため、異なって構築及び構成されてよい。一例として、駆動機構のうち１つは、必要とされる駆動を提供するため、１以上のモーター、ギア、ピニオン、ベルト、チェーン、油圧／空圧ポンプ、及び／又はバルブ等を含んでよい。当業者はここで説明されるロボット装置１００の説明に基づき、駆動機構の適切な設計を実施できることが理解される。

上述したロボット装置１００の構成要素の全ての並進（直進を含む）、回転、枢転動作は、少なくとも１つの方向の並進（直進を含む）、回転、又は枢転作動を含むと理解される。全ての可能な動作は、図１に提示された矢印で表される。

説明されるロボット装置１００は、例えば物品の製造、物体の組立て、物体の移動、加工工具の操作、スポット溶接、物体の検査、ダイカスト機で要する操作、電子回路製造等、様々な応答に用いられることができる。

ロボット装置１００の全駆動機構１１５〜１２１は、電源１２３に接続され、駆動機構１１５〜１２１により駆動されるそれぞれの動作を駆動するよう駆動機構１１５〜１２１の駆動を制御するため配置されたコンピュータ又はサーバ１２２に接続される。電源１２３は１以上の携帯式電池、発電機、主電源等であってよい。エンドエフェクタマウント１１２に載置されるエンドエフェクタの動作速度を含む、様々な駆動機構１１５〜１２１の動作速度は、ロボット装置１００の応用によって、おおよそ０ｍ／ｓ（メートル毎秒）より速く約１．３ｍ／ｓまでの速度範囲に構成されてよい。工具先端速度は、おおよそ０ｍ／ｓ（メートル毎秒）より速く約１．３ｍ／ｓまでの速度範囲であってよい。

図１のロボット装置１００は、高密度の試験セルに対応できる、デカルト座標と円筒座標のハイブリッドのロボットと言える。本例において、ロボット装置１００の機械機構、即ちロボット装置１００の図１の符号１０１〜１２１を伴う構成要素は、小さい／小型の設置面積に収まるサイズにできつつ、やはり広い操作範囲を有するという利点を有する。広い操作範囲は少なくとも次により達成可能である：
−第１のガイドレール１０２と第３のガイドレール１１４に沿った位置でロボット装置１００に操作範囲を提供する、第１のガイドレール１０２とこれに対応する第３のガイドレール１１４；
−第１のアーム１０６の伸長及び収縮可能な特性；
−第１のアーム１０６が伸長した後に更に操作範囲を拡張する枢転可能な第２のアーム１１０；
−第２のガイドレール１０８に沿った位置でロボット装置１００に操作範囲を提供する、第２のガイドレール１０８。

本例において、細長い支柱１０４、第１のガイドレール１０２、第１のアーム１０６、第２のアーム１１０、第３のガイドレール１１４、エンドエフェクタマウント１１２はモジュラ化され、高速動作に適応される。モジュラ設計により、ロボット装置１００は異なる応用のニーズを満たすよう拡張可能である。本例におけるモジュラ設計は、各言及された構成要素が互いから脱着可能であり、他の構成要素に取り付けるための同一のジョイントを有する構成要素により置き換え可能であることを指す。例えば、異なる長さのいくつかの異なる細長い支柱１０４が、第１のガイドレール１０２と第３のガイドレール１１４への取付けのための同一のジョイントで作ることができる。第１のガイドレール１０２、第３のガイドレール１１４、第１のアーム１０６、第２のアーム１１０、エンドエフェクタマウント１１２（第２のアーム１１０と統合されていない場合）は、異なる機能を実行するために異なるバージョンを有するよう、及び／又は異なる大きさを有するよう作られることもできるが、これら全ては互いに取り付けられるための同一のジョイントで作られる。これは、ロボット装置が異なる目的を果たすため高度にカスタマイズ可能であることを可能にする。

図２は、図１のロボット装置１００に類似したもう１つの例のロボット装置２００を示す。ロボット装置２００は、以下に詳細に説明されるいくつかの差異を除き、ロボット装置１００の全ての構成要素を含む。ロボット装置１００の構成要素の符号が、ロボット装置２００にも見られる類似の構成要素に再度用いられる。同様に、ロボット装置２００は、細長い支柱１０４に取り付けられた２つのガイドレール１０２と１１４を含み、細長い支柱１０４は２つのガイドレール１０２と１１４に沿って移動可能であり、ガイドレール１０２と１１４に沿った各位置で回転可能である。ロボット装置２００は、細長い支柱１０４の長手方向軸１０３に沿って設けられた第２のガイドレール１０８に沿って移動可能に取り付けられた、第１のアーム１０６も含む。第１のアーム１０６は、互いに対し移動可能な２つの部品１０７と１０９とを含む。第１のアーム１０６に枢転可能に取り付けられた第２のアーム１１０が存在し、第２のアーム１１０は第１のアーム１０６の長手方向軸１０５にと直交する軸１１１を中心に枢転可能である。エンドエフェクタマウント１１２は第２のアーム１１０に位置し、エンドエフェクタマウント１１２は第２のアーム１１０の長手方向軸１１３を中心に回転可能である。図２の例において、ロボット装置２００のエンドエフェクタマウント１１２と第２のアーム１１０とは互いに統合されており、これらは１つの構成要素であり、互いに別々に取り付けられていない。ロボット装置２００は、図１の駆動機構１１５〜１２１、電源１２３、コンピュータ又はサーバ１２２を更に含み、図１のこれら構成要素と同一の位置又はほぼ同一の位置に設けられる。ただし、説明される構成要素のみが図２に表記される。

上述したロボット装置２００の構成要素の全ての並進（直進を含む）、回転、枢転動作は、少なくとも１つの方向における並進（直進を含む）、回転、枢転動作を含むと理解される。全ての可能な動作は図２に提示された矢印により表される。

図１を参照し、ロボット装置１００において、第２のガイドレール１０８は、細長い支柱１０４を形成する２つの細長いバー１２４の間に位置する。第１のアーム１０６は第２のガイドレール１０８に沿って移動可能に載置され、このように第１のアーム１０６は２つの細長いサポートバー１２４の間に位置する。

しかし、図２を参照し、ロボット装置２００において、第２のガイドレール１０８は、細長い支柱１０４に沿って中央に設けられた軌道として構成される。第１のアーム１０６の１つの側面は、第２のガイドレール１０８に沿って移動可能に取り付けられる。他の構成において、１以上の軌道を有することが可能である。

図１を参照し、ロボット装置１００において、具体的には、第１のアーム１０６の第２の部品１０９は、伸長及び収縮するため、第１のアーム１０６の第１の部品１０７の外面上を摺動可能である。

しかし、図２を参照し、ロボット装置２００において、第１のアーム１０６の第１の部品１０７は筐体であり、第１のアーム１０６の第２の部品１０９は筐体内に収縮可能であり、筐体外の領域に伸長可能である。第２の部品１０９は筐体の１以上の内面上を摺動可能に配置される。筐体は、第２の部品１０９が第１の部品１０７に対し伸長及び収縮するために要する駆動を提供するため、チェーン２０２といった、第３の駆動機構１１９の構成要素を収容するのを助ける。具体的には、第２のガイドレール１０８に移動可能に取り付けられた第１のアーム１０６の側面は、筐体の側面である。このため、筐体は、細長い支柱１０４の第２のガイドレール１０８に移動可能に取り付けられるため、構成要素も収容する。

更に、ロボット装置２００は、第１のガイドレール１０２に取り付けられた細長い支柱１０４の端部に設けられた第１の円形プレート２０４と、第３のガイドレール１１４に取り付けられた細長い支柱１０４の端部に設けられた第２の円形プレート２０６とを有する。

図３Ａは、図２のロボット装置２００に類似したロボット装置３００の正面斜視図である。ロボット装置３００は図２のロボット装置２００の全ての構成要素を含むが、図２の第１のアーム１０６の筐体と図２の第２のガイドレール１０８の設計においていくつかの差異を伴う。ただし、これら特徴の機能／目的は同じである。図２のロボット装置２００の構成要素の符号が、図３Ａのロボット装置３００にも見られる類似の構成要素に再度用いられる。同様に、ロボット装置３００は、細長い支柱１０４に取り付けられた２つのガイドレール１０２と１１４を含み、細長い支柱１０４は２つのガイドレール１０２と１１４に沿って移動可能であり、２つのガイドレール１０２と１１４に沿った各位置で回転可能である。ロボット装置３００は、細長い支柱１０４の第２のガイドレール１０８に沿って移動可能に取り付けられた、第１のアーム１０６も含む。第１のアーム１０６は、互いに対し移動可能な２つの部品１０７と１０９とを含む。第１のアーム１０６に枢転可能に取り付けられた第２のアーム１１０が存在する。エンドエフェクタマウント１１２は第２のアーム１１０の一端に位置し、エンドエフェクタマウント１１２は第２のアーム１１０の端部を中心に回転可能である。図３Ａの例において、ロボット装置２００のエンドエフェクタマウント１１２と第２のアーム１１０とは互いに統合されており、これらは１つの構成要素であり、互いに別々に取り付けられていない。図２のロボット装置２００のように、ロボット装置３００は、図１の駆動機構１１５〜１２１、電源１２３、コンピュータ又はサーバ１２２を更に含み、図１のこれら構成要素と同一の位置又はほぼ同一の位置に設けられる。ただし、説明される構成要素のみが図３Ａに表記される。更に、ロボット装置３００は、第１のガイドレール１０２に取り付けられた細長い支柱１０４の端部に設けられた第１の円形プレート２０４と、第３のガイドレール１１４に取り付けられた細長い支柱１０４の端部に設けられた第２の円形プレート２０６とを有する。

図１と２に提示されていない図３Ａに示された重要特徴は、第１のガイドレール１０２と第３のガイドレール１１４に取り付けられた支柱１１６である。支柱１１６は、第１のガイドレール１０２と第３のガイドレール１１４に沿った同一の方向における細長い支柱１０４の円滑な動きのための整列された案内経路を提供するため、第１のガイドレール１０２を第３のガイドレール１１４と整列させる。そのような支柱１１６を有さない図１と図２の場合、第１のガイドレール１０２と第３のガイドレール１１４は、ロボット装置１００と２００の操作の所望の又は適切な構成にこれらを配置するため、例えば壁構造、梁、又は支持枠構造に個々に載置されなければならない。

図３Ｂは、図３Ａのロボット装置３００の右側面図である。図３Ｃは、図３Ａのロボット装置３００の正面図である。図３Ｄは、図３Ａのロボット装置３００の上面図である。図３Ｂ〜３Ｄの目的は、ロボット装置３００がおおよそ長さ０．５ｍ〜１０ｍ、幅０．４５ｍ〜１ｍ、高さ０．５ｍ〜３ｍの小さい／小型の基準設置面積内に収まる大きさに構成できる事実を強調するため、ロボット装置３００の可能な大きさの例を表すことにある。

具体的には、図３Ｂは第１のガイドレール１０２の幅が３０４．８０ｍｍの大きさを表す。

図３Ｃは、支柱１１６の長さが２３４８ｍｍの大きさを表し、これはロボット装置３００の高さを示し、基準設置面積の高さ範囲０．５〜３ｍ内にある。図３Ｃは、第１のガイドレール１０２の全長が１３５０ｍｍの大きさも表しており、これはロボット装置３００の長さを示し、基準設置面積の長さ範囲０．５〜１０ｍ内にある。

図３Ｄは、プレート２０４と２０６の直径が４００ｍｍの大きさを表し、これはロボット装置３００の幅を示し、基準設置面積の幅範囲０．１〜１ｍ内にある。

ロボット装置３００の大きさの下限又は下方境界は、例えばロボット装置３００の応用、扱われる物品のサイズ、駆動機構１１５〜１２１の利用可能な部品のサイズ（図３Ａ〜３Ｂには表記されていない）、ロボット装置３００を組み立てるために取り付けられる、細長い支柱１０４、第１のガイドレール１０２等といったロボット装置のその他の構成要素の利用可能な部品のサイズといった、実用上の関係により限定される。

図１〜３Ａを参照してここで説明されるロボット装置１００、２００、３００は、ロボット装置３００の応用によって、長さ０．５ｍ〜１０ｍ、幅０．１〜１ｍ、高さ０．５ｍ〜３ｍの基準設置面積よりも大きい大きさを有するよう構成されてよいことが理解される。これら基準設置面積範囲は、エレクトロニクスおよび生物医学／バイオテクノロジー産業の組立／試験／製造プロセスにおける産業オートメーションのための、小規模な試験及び／又は選別ステーション（又はセル）のために実装される特定の応用に特に有用である。

図４Ａは、図２のロボット装置２００の正面斜視図である。図４Ｂは、図４Ａのロボット装置２００の右側面図である。図４Ｃは、図４Ａのロボット装置２００の正面図である。図４Ｂと４Ｃの目的は、ロボット装置２００がおおよそ長さ０．５〜１０ｍ、幅０．１〜１ｍ、高さ０．５〜３ｍの小さい／小型の基準設置面積内に収まる大きさに構成できる事実を強調するため、ロボット装置２００の可能な大きさの例を表すことにある。

図４Ｂは、プレート２０６の直径が４００ｍｍの大きさを表し、これはロボット装置２００の幅を示し、基準設置面積の幅範囲０．１〜１ｍ内にある。

図４Ｃは、第１のガイドレール１０２と第３のガイドレール１１４の端から端までの長さが２５４２ｍｍの大きさを表し、これはロボット装置２００の高さを示し、基準設置面積の高さ０．５〜３ｍ内にある。図４Ｃは、第１のガイドレール１０２の長さが１１０７．５０ｍｍの大きさも表し、これはロボット装置２００の長さを示し、基準設置面積の長さ０．５〜１０ｍ内にある。。

同様に、ロボット装置２００の大きさの下限又は下方境界は、例えばロボット装置２００の応用、扱われる物品のサイズ、駆動機構１１５〜１２１の利用可能な部品のサイズ（図４Ａ〜４Ｃには表記されていない）、ロボット装置２００を組み立てるために取り付けられる、細長い支柱１０４、第１のガイドレール１０２等といったロボット装置のその他の構成要素の利用可能な部品のサイズといった、実用上の関係により限定される。

図５Ａ〜５Ｇは、ロボット装置１００の作業空間５００内で操作を実行する図１のロボット装置１００を表す。作業は、位置Ａから物体を拾い、作業空間５００内の位置Ｂに物体を置くことである。位置Ａは、作業空間５００内のロット５０２にある。位置Ｂは、生産ライン５０６に沿って位置する。ロボット装置１００の他の応用において、位置Ｂは、検査ステーション、物品組立てのためのライン、下流の他のステーションへ物体を移動させるための搬送機構等にありうる。ロボット装置１００の有利な広い操作範囲は、図５Ａ〜５Ｇから明らかとなる。以下で説明されるロボット装置１００の構成要素の符号は、図５Ａ〜５Ｇに表記される。ロボット装置１００の構成要素の全ての並進（直進を含む）、回転、枢転動作は、図５Ａ〜５Ｇに提示された矢印により表される。矢印は、ロボット装置１００構成要素の動作の順序を示すため、１〜１２の順番で番号付けられる。図５Ａ〜５Ｇに表されたものは、ロボット装置１００が実行可能な、効率的な一連の連続的な動作の単なる例である。図１の第３のガイドレール１１４は、第３のガイドレール１１４の下で動作する構成要素をより明確に示すため、図５Ａ〜５Ｇにおいて意図的に存在していない。

具体的には、図５Ａは、作業空間５００のロット５０２の位置Ａから拾われる物体に届くよう第１のアーム１０６が細長い支柱１０４から既に完全に伸長したロボット装置１００の構成を示す。細長い支柱１０４は、第１のガイドレール１０２に沿った中間に位置する。第２のアーム１１０に位置するエンドエフェクタマウント１１２は、物体を拾うよう構成されたエンドエフェクタ５０４と共に載置される。細長い支柱１０４は、エンドエフェクタ５０４のリーチを位置Ａへ伸長させるため、第１のガイドレール１０２に沿った自身の位置で回転されてもいる。第２のアーム１１０は、位置Ａで物体を拾うためエンドエフェクタ５０４のリーチを伸長するために十分な角度で、第２のアーム１１０に取り付けられた第１のアーム１０６の端部を中心に枢転している。図５Ａの矢印１は、拾った物体を位置Ａから位置Ｂへ移動させる操作を開始するため、第２のアーム１１０が先ず第１のアーム１０６の下の自身の収容構成に枢転して戻らなくてはならない方向を示す。もう一つの矢印２は、第１のアーム１０６を第１のガイドレール１０２に整列させるため、細長い支柱１０４が第１のガイドレール１０２に沿った自身の位置で回転しなければならない方向を示す。第２のアーム１１０は、自身の収容構成において第１のアーム１０６と整列される。

当然ながら、他の例において、ロボット装置１００の構成要素は他の可能な方法で動いてよい。例えば、細長い支柱１０４は、第１のアーム１０６が完全に伸長する必要はないが、第２のアーム１１０に載置されたエンドエフェクタ５０４が位置Ａに届くよう、第２のアーム１１０が枢転することを可能とするのに十分な程度のみ伸長するよう、先ず位置Ａに近い位置へ第１のガイドレール１０２に沿って移動する。

ロボット装置１００の設計において、第１のアーム１０６は、第２のアーム１１０を枢転可能とし且つ細長い支柱１０４の２つの細長いバー１２４（図５Ａでは不可視）のうち１つに衝突しないよう、十分に伸長しなければならない。図２と図３Ａそれぞれのロボット装置２００と３００の設計において、ロボット装置１００の第２のアーム１１０とは異なり、第２のアーム１１０が細長い支柱１０４の細長いバー１２４の間に挟まれており、第１のアーム１０６が収縮するときこれらにより遮られないため、第２のアーム１１０が細長い支柱１０４と接触することを避ける方向に枢転する場合、第２のアーム１１０の枢転動作は細長い支柱１０４により阻害されない。せいぜい図２と３Ａのロボット装置２００と３００の第２のアーム１１０の枢転動作は、第２のアーム１１０が細長い支柱１０４の本体に接触しうる方向に枢転した場合に細長い支柱１０４の本体により阻害されるのみである。ただし、第２のアーム１１０の細長い支柱１０４の本体により阻害されない方向における枢転動作はやはり可能である。このため、第１のアーム１０６が細長い支柱１０４の第２のガイドレール１０８に取り付けられる構成は利点があり、少なくとも１つの方向の第２のアーム１１０の枢転動作は細長い支柱１０４に阻害されない。

図５Ｂは、図５Ａのロボット装置１００の構成において行われる動作の後のロボット装置１００の構成を示す。物体を運ぶエンドエフェクタ５０４を載置した第２のアーム１１０は、第１のアーム１０６に向かい途中まで枢転している。細長い支柱１０４は、第１のアーム１０６が第１のガイドレール１０２と整列する構成から僅かにずれた角度に第１のアーム１０６がある構成へと回転している。本例において、この角度のずれは、伸長した第１のアーム１０６及び第２のアーム１１０、又は、伸長した第１のアーム１０６及びエンドエフェクタマウント１１２とエンドエフェクタとを含む第２のアーム１１０が、ロボット装置１００の一部の周囲の又はロボット装置１００の一部を囲む、制限された作業空間を超えて伸長しないことを確実にするために存在する。換言すると、細長い支柱１０４は、第１のアーム及び／又は第２のアームが、伸長したとき、ロボット装置１００の一部の周囲の制限された作業空間を超えて伸長しないよう、第１のガイドレール１０２に沿った各位置で、ある角度に回転可能である。或いは、他のロボット装置の構成において、細長い支柱は、第１のガイドレール１０２に沿った各位置で、ある角度に回転可能であり、第１のアーム１０６と、エンドエフェクタマウント１１２に載置されるエンドエフェクタの有無に関わらずエンドエフェクタマウント１１２を含む第２のアーム１１０は、伸長したとき、ロボット装置１００の一部の周囲の制限された作業空間を超えて伸長しない。例えば、作業空間は、細長い支柱１０４の中心（図１のＣｔｒ）を中心に０．４５ｍ×０．４５ｍ×０．４５ｍに制限できる。これは、ロボット装置１００の小さな／小型の設置面積を維持し、ロボット装置１００の構成要素の高速動作に有利である。角度のずれは、例えば少なくともロボット装置１００のサイズと作業空間の制限に基づき算出できる。第２のアーム１１０の枢転動作と細長い支柱１０４の回転動作は、同時であってよい。そのような動きは、他の例において同時に行われなくてよいことが理解される。図５Ｂの矢印３は、第２のアーム１１０が第１のアーム１０６の下の収容構成へ継続して枢転し戻らなくてはならない方向を示す。第２のアーム１１０が第１のアーム１０６と整列してその収容構成に据わった後、伸長した第１のアーム１０６は細長い支柱１０４に向かい図５Ｂに示された矢印４の方向に収縮する。この後、細長い支柱１０４は、第１のアーム１０６を第１のガイドレール１０２と整列させるため、図５Ｂに示される矢印５の方向に回転する。

図５Ｃは、図５Ｂのロボット装置１００の構成において行われた動作の後のロボット装置１００の構成を示す。第２のアーム１１０は、第１のアーム１０６と整列するため完全に枢転している。第１のアーム１０６は細長い支柱１０４に向かい完全に収縮しているが、現在、位置Ｂから逆を向いた細長い支柱１０４の側にある。細長い支柱１０４は、第１のアーム１０６が第１のガイドレール１０２と整列する程度に回転してもいる。図５Ｃの構成からのロボット装置１００の次の動作は、第１のアーム１０６が位置Ｂに対向するためより近くに移動するよう、細長い支柱１０４を第１のガイドレール１０２に沿った自身の位置で矢印６の方向に回転させることである。

図５Ｄは、図５Ｃの構成において行われた動作の後のロボット装置１００の構成を示す。細長い支柱１０４は第１のガイドレール１０２に沿った自身の位置で回転しており、第１のアーム１０６は今、位置Ｂにより近くなっている。同様に、細長い支柱１０４は、第１のアーム１０６が第１のガイドレール１０２と整列する構成から僅かにずれた角度に第１のアーム１０６がある構成へと回転している。この例において、この角度のずれは、延伸した第１のアーム１０６及び第２のアーム１１０、又は、延伸した第１のアーム１０６及びエンドエフェクタマウント１１２とエンドエフェクタを含む第２のアーム１１０が、ロボット装置１００の一部の周囲の又はロボット装置１００の一部を囲む、制限された作業空間を超えて伸長しないことを確実にするために存在する。換言すると、細長い支柱１０４は、第１のアーム及び／又は第２のアームが、伸長したとき、ロボット装置１００の一部の周囲の制限された作業空間を超えて伸長しないよう、第１のガイドレール１０２に沿った各位置で、ある角度に回転可能である。或いは、他のロボット装置の構成において、細長い支柱は、第１のアーム１０６及び、エンドエフェクタマウント１１２に載置されるエンドエフェクタの有無に関わらずエンドエフェクタマウント１１２を含む第２のアーム１１０が、伸長したとき、ロボット装置１００の一部の周囲の制限された作業空間を超えて伸長しないよう、第１のガイドレール１０２に沿った各位置で、ある角度に回転可能である。例えば、作業空間は、細長い支柱１０４の中心（図１のＣｔｒ）を中心に０．４５ｍ×０．４５ｍ×０．４５ｍに制限できる。これは、ロボット装置１００の小さな／小型の設置面積を維持し、ロボット装置１００の構成要素の高速動作に有利である。角度のずれは、例えば少なくともロボット装置１００のサイズと作業空間の制限に基づき算出できる。図５Ｄの構成からのロボット装置１００の次の動作は、第１のアーム１０６を、矢印７で示される、位置Ｂにより近い方向へ伸長させることである。

図５Ｅは、図５Ｄのロボット装置１００の構成において行われた動作の後のロボット装置１００の構成を示す。第１のアーム１０６は、第２のアーム１１０が位置Ｂに向かい枢転してエンドエフェクタ５０４が位置Ｂに届くことを可能とするのに十分な程度、矢印８により示される方向に継続して伸長する。

図５Ｆは、図５Ｅのロボット装置１００の構成において行われた動作の後のロボット装置１００の構成を示す。第２のアーム１１０は、エンドエフェクタ５０４が位置Ｂに届くことを可能とする構成に据わるよう、自身の収容構成から途中まで枢転している。第２のアーム１１０は、エンドエフェクタ５０４が位置Ｂに届くことができるまで、矢印９の方向に継続して枢転する。同時に又は別々に、細長い支柱１０４は、第１のアーム１０６を第１のガイドレール１０２と整列させるため、矢印１０の方向に回転する。

図５Ｇは、図５Ｆのロボット装置１００の構成において行われた動作の後のロボット装置１００の構成を示す。細長い支柱１０４は、位置Ｂに向かい矢印１１により示される方向に第１のガイドレール１０２に沿って動くことが、図５Ｇに示される。細長い支柱１０４が位置Ｂに向かい移動するとき、第１のアーム１０６は収縮する。同時に又は別々に、第２のアーム１１０は、エフェクタ５０４が位置Ｂに届くことができるよう、矢印１２により示される方向に更に枢転する。位置Ｂに向かった細長い支柱１０４の移動は、物体を位置Ａから位置Ｂへと動かす操作の後のステップを見越して実行されうる。エンドエフェクタ５０４が位置Ｂに届いたとき、エンドエフェクタ５０４は物体を位置Ｂに置き、操作を完了する。

図６は、図１を参照し説明されるコンピュータ又はサーバ１２２の例の更なる詳細を示す。同一のコンピュータ又はサーバ１２２が、図２〜５Ｇを参照し説明されたロボット装置の各例を制御するためにも用られることができる。コンピュータは、図１のロボット装置１００の操作のためのプログラムとソフトウェアを実行し、これは図１の駆動機構１１５〜１２１を制御することを含んでよい。プロセッサは、予めプログラムされた動作シーケンスに基づき、及び／又はロボット装置１００上に載置された１以上のセンサからの入力に基づき、ロボット装置１００の動作をいつ駆動するか判定するための、１以上のコンピュータ／サーバアプリケーションを実行するための１以上のコンピュータプログラムを含むソフトウェアを処理するための、処理部６０２を含む。１以上のコンピュータ／サーバアプリケーションは、駆動機構１１５〜１２１の動作状態を監視し、ロボット装置１００の次の動作を判定するためのフィードバックを提供してもよい。

更に、処理部６０２は、コンピュータマウス６３６、キーボード／キーパッド６０４といったユーザ入力モジュール、及び／又は表示装置６０８といった複数の出力装置を含んでよい。表示装置６０８のディスプレイは、ユーザ入力を受け付けることのできるタッチスクリーンであってよい。表示装置６０８は、各駆動機構１１５〜１２１の現在の動作状態を表示し、ロボット装置１００を操作するオペレータにテキスト／グラフィック情報を提供してよい。

処理部６０２は、例えばイントラネット、インターネット、又は有線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又は広域ネットワーク（ＷＡＮ）といった他のネットワークシステムへのアクセスを可能にするため、適切な送受信装置６１４（即ちネットワークインターフェース）を介し、コンピュータネットワーク６１２に接続されてよい。処理部６０２は、例えばＷｉＦｉトランシーバ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、３Ｇ、３．５Ｇ、４Ｇ通信システムに適した移動通信トランシーバ等の、適切な無線送受信装置６３２を介し、１以上の外部無線通信対応装置６３４に接続してよい。１以上の外部無線通信対応装置６３４は、ロボット装置１００が実行するよう構成された機能／操作を実行することを容易にするため、測定及び／又は入力を得るためロボット装置１００に載置されたセンサであってよい。１以上の外部無線通信対応装置６３４は、１以上の駆動機構１１５〜１２１であってもよい。１以上の外部無線通信対応装置６３４は、更に、ロボット装置１００を遠隔制御するための１以上の装置であってよい。コンピュータネットワーク６１２を通じて、処理部６０２は、１以上のストレージにおいてデータを取得及び／又は格納するため、コンピュータネットワーク６１２に接続可能な１以上のストレージ、即ちデータ記憶装置、データベース等へのアクセスを得ることができる。１以上のストレージは、コンピュータプログラムとソフトウェア、ロボット装置１００の操作に要するデータを含んでよい。

処理部６０２は、プロセッサ６１８、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６２０、読み出し専用半導体メモリ（ＲＯＭ）６２２を含んでよい。処理部６０２は、コンピュータマウス６３６へのＩ／Ｏインターフェース６３８、メモリカードスロット６１６、表示装置６０８へのＩ／Ｏインターフェース６２４、キーボード／キーパッド６０４へのＩ／Ｏインターフェース６２６といった、いくつかの入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースも含んでよい。

処理部６０２の構成要素は、典型的に、相互接続されたバス６２８を介して関連技術の当業者に既知の方法で、通信する。

コンピュータプログラムとソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリキャリア又はハードディスクドライブ上といったデータ記憶媒体にエンコードされて、コンピュータ又はサーバ１２２のユーザ、又は１以上の外部無線通信対応装置６３４のプロセッサ（図示せず）に供給され、対応するローカルデータ記憶装置６３０のデータ記憶媒体ドライブを用いて読み出される。ローカルデータ記憶装置６３０はコンピュータプログラム又はソフトウェアと、ロボット装置１００の操作に要するデータを含んでよい。そのようなコンピュータ／アプリケーションプログラムは、コンピュータネットワーク６１２からダウンロードされてもよい。アプリケーションプログラムは、プロセッサ６１８によるその実行において、読み出され制御される。プログラムデータの中間記憶装置は、ＲＡＭ６２０を用いて達成されてよい。

より詳細には、１以上のコンピュータ又はアプリケーションプログラムは、非一時的な機械又はコンピュータ読み取り可能媒体に格納されてよい。機械又はコンピュータ読み取り可能媒体は、磁気又は光学ディスク、メモリチップといった記憶装置、又は汎用コンピュータ又はモバイルスマートフォン、ラップトップ、ノートブック等といったモバイル機器とのインターフェイス接続に適するその他の記憶装置を含んでよい。機械又はコンピュータ読み取り可能媒体は、インターネットシステムで例示されるような有線媒体、又は無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）システム等で例示されるような無線媒体を含んでもよい。コンピュータプログラムは、そのような汎用コンピュータ上でロードされ実行されるとき、ロボット装置１００を操作するために要する計算方法のステップの実装を効果的にもたらす。

他の例において、図７を参照し、図１を参照して説明されたコンピュータ又はサーバ１２２は、１以上のコントローラ７０２であるか、又は図１の駆動機構１１５〜１２１に接続された１以上のコントローラ７０２を含んでよい。そのようなコントローラの例は、オムロン株式会社製のＮＪシリーズ産業オートメーションコントローラ（ロボティクス中央処理装置とも呼ばれる）の１つである。１以上のコントローラ７０２は、イーサネットフィールドバス技術（たとえば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐにより提供される）又はその他の適するフィールドバス技術を用いたデータ／信号伝送のために構成されてよい。１以上のコントローラ７０２は、図２〜５Ｇを参照し説明されたロボット装置の各例を制御するために用いられてもよい。１以上のコントローラ７０２は、図１のロボット装置１００の操作のため、アセンブリ言語又はその他の適切なプログラミング言語でプログラムされたものを含むプログラムとソフトウェアを実行する。プログラムとソフトウェアは、ユーザ又はオペレータが図１の駆動機構１１５〜１２１を制御することを可能にするよう構成される。１以上のコントローラ７０２は、ユーザ又はオペレータが図１のロボット装置１００を制御することを可能にするよう、ユーザインターフェイス（表示スクリーン、ボタン／キーパッド制御、タッチスクリーン制御等）に接続される。本例において、各駆動機構１１５〜１２１は、直進／並進動作のためのある軸における動き、又は回転運動のためのある軸を中心とした動きを担う。各駆動機構１１５〜１２１のロボット動作軸は、それぞれ符号Ａ０〜Ａ６により示される。本例において、各駆動機構１１５〜１２１は、モータと、必要なそれぞれの動作を実行するため１以上のコントローラ７０２により制御可能なモータアンプとを含む。

明細書及び特許請求の範囲において、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、「〜のみからなる」という排他的な意味ではなく、「少なくとも含む」という非排他的な意味を有する。同じことが、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」といった他の形の単語への対応する文法的変化にも当てはまる。

本発明はいくつかの実施形態及び実装に関して本開示で説明したが、本発明はこれに限定されず、添付の特許請求の範囲内に入る様々な自明な改変及び均等な調整を包含する。本発明の特徴が特許請求の範囲内の特定の組合せで表されているとはいえ、これら特徴は任意の組合せ及び順序に調整することができると考えられる。

Claims (11)

1. ２つの方向の移動を案内する、第１のガイドレールと、
   前記第１のガイドレールに沿って前記２つの方向に移動可能であり、前記第１のガイドレールに沿った各位置で回転可能であるように、前記第１のガイドレールに取り付けられ、第２のガイドレールを含む、細長い支柱と、
   前記第２のガイドレールに沿って移動可能であるよう、前記細長い支柱の前記第２のガイドレールに取り付けられた、伸長及び収縮可能な、第１のアームと、
   前記第１のアームの一端で枢転可能であるよう、前記第１のアームの前記一端に枢転可能に取り付けられた、第２のアームと、
   前記第２のアームの一端で回転可能であるよう、前記第２のアームの前記一端に位置する、エンドエフェクタマウントと、
   前記細長い支柱が前記第１のガイドレールに沿って移動可能な前記２つの方向における前記細長い支柱の移動を案内するため、前記細長い支柱に取り付けられる第３のガイドレールであって、前記第３のガイドレールに沿った各位置で前記細長い支柱が回転可能である、第３のガイドレールと、
   前記細長い支柱、前記第１のアーム、前記第２のアーム、前記エンドエフェクタマウントの動作を駆動するための、複数の駆動機構と
   を含み、
   前記第１のガイドレールが前記細長い支柱の一端に、前記第３のガイドレールが前記細長い支柱の他端に取り付けられる、
   ロボット装置。
2. 前記第１のガイドレールと前記第３のガイドレールとが、前記細長い支柱を通して互いに取り付けられた、
   請求項１に記載のロボット装置。
3. 前記第１のガイドレールに沿った前記位置での前記細長い支柱の前記回転が前記複数の駆動機構のうちの１つにより駆動され、前記第３のガイドレールに沿った前記位置での前記細長い支柱の前記回転が前記複数の駆動機構のうちの別の１つにより駆動される、
   請求項１又は２に記載のロボット装置。
4. 前記第１のガイドレールに沿った前記細長い支柱の前記移動が前記複数の駆動機構のうちの１つにより駆動され、前記第３のガイドレールに沿った前記細長い支柱の前記移動が前記複数の駆動機構のうちの別の１つにより駆動される、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボット装置。
5. 前記第１のガイドレールに沿った前記位置での前記細長い支柱の前記回転を駆動する前記駆動機構が、前記第３のガイドレールに沿った前記位置での前記細長い支柱の前記回転を駆動する前記駆動機構よりも強い駆動に構成された、
   請求項３又は４に記載のロボット装置。
6. 前記第１のガイドレールに沿った前記細長い支柱の前記移動を駆動する前記駆動機構が、前記第３のガイドレールに沿った前記細長い支柱の前記移動を駆動する前記駆動機構よりも強い駆動に構成された、
   請求項３、４、又は５に記載のロボット装置。
7. 長さ０．５ｍ〜１０ｍ、幅０．１ｍ〜１ｍ、高さ０．５ｍ〜３ｍの設置体積内に収まる大きさを有する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のロボット装置。
8. 前記エンドエフェクタマウントに取り付けられたエンドエフェクタが、前記ロボット装置の一部を中心に長さ１ｍ、幅１ｍ、高さ１ｍの作業空間内に届くことができる、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のロボット装置。
9. 前記第２のアームの少なくとも１つの方向の枢転動作が前記細長い支柱により阻害されないよう、前記第１のアームが前記細長い支柱の前記第２のガイドレールに取り付けられた、
   請求項１から８のいずれか１項に記載のロボット装置。
10. 前記第１のアーム又は前記第２のアームの少なくとも一方が、伸長したとき、前記ロボット装置の一部を中心とした制限された作業空間を超えて伸長しないよう、前記細長い支柱が前記第１のガイドレールに沿った各位置で、ある角度に回転可能である、
    請求項８に記載のロボット装置。
11. 前記第１のアーム及び、前記エンドエフェクタマウントに載置されたエンドエフェクタの有無に関わらず前記エンドエフェクタマウントを含む前記第２のアームが、伸長したとき、前記ロボット装置の一部を中心とした制限された作業空間を超えて伸長しないよう、前記細長い支柱が前記第１のガイドレールに沿った各位置で、ある角度に回転可能である、
    請求項８に記載のロボット装置。
    

Images