【手続補正書】
【提出日】平成16年10月26日(2004.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】移動ロボット
【手続補正２】
【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】
第１のリンクと第２のリンクの２つのリンクをモータにより相対運動可能に結合した関節部を少なくとも一つ有する移動ロボットにおいて、
前記２つのリンク間を架橋して前記相対運動に制動力を発生し得る摩擦制動手段と、この摩擦制動手段を制動状態または解除状態に選択的に制御し得る制御手段とを備えたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項２】
請求項１記載の移動ロボットにおいて、
前記制御手段は、２つのリンク間に相対運動が予定されていないときに前記摩擦制動手段を制動状態に制御するように構成されたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項３】
請求項１記載の移動ロボットにおいて、
前記制御手段は、２つのリンクの相対運動方向がモータトルクによる運動方向と逆のときに前記摩擦制動手段を制動状態に制御するように構成されたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項４】
請求項３記載の移動ロボットにおいて、
前記制御手段は、前記摩擦制動手段の制動力を可変に制御できるように構成されたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項５】
第１のリンクと第２のリンクの２つのリンクをモータにより相対運動可能に結合した関節部を少なくとも一つ有する移動ロボットにおいて、
前記２つのリンク間を架橋可能に設けられ当該リンクの相対運動に制御可能な相対運動制約力を与える摩擦制動手段と、
前記移動ロボットの関節を所望の関節角度に保持することが必要な時期に前記摩擦制動手段を制御動作させて前記相対運動制約力を発生させる制御手段とを備えたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項６】
モータにより交互に動かすことで移動を行う少なくとも２本の脚と方向転換を行うための関節を持つ移動ロボットにおいて、
前記関節に対応する部位に設けられ該関節の動きを抑えるような摩擦力を発生する摩擦制動手段と、
前記ロボットが直進歩行状態にあるときに少なくとも１歩は前記関節に制動を加えるように前記摩擦制動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項７】
請求項２、請求項５、請求項６のいずれかの項に記載の移動ロボットにおいて、
前記摩擦制動手段が制動状態にあるとき、前記モータに供給されるエネルギーを減少又は停止させるエネルギー供給制御手段を備えたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項８】
請求項７記載の移動ロボットにおいて、
前記エネルギー供給制御手段は、前記制御手段により前記制動手段が制動制御された後、前記モータへのエネルギー供給を減少又は停止制御するように構成されたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項９】
第１のリンクと第２のリンクの２つのリンクをモータにより相対運動可能に結合した関節部を少なくとも一つ有する移動ロボットにおいて、
前記２つのリンク間を架橋可能に設けられ当該リンクの相対運動に制御可能な相対運動制約力を与える摩擦制動手段と、前記歩行ロボットの歩行の１周期（１本の脚が離床した後着地し、再度離床するまでの期間）の中に少なくとも１回は前記相対運動制約力を発生させるように前記摩擦制動手段の制動力を可変に制御する制御手段とを備えたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項１０】
請求項９記載の移動ロボットにおいて、
前記移動ロボットは、股関節と膝関節及び足関節の順に直列にリンクで結合された３関節からなる脚を少なくとも１本有しており、前記足関節の下端に足部リンクを結合するものであって、前記関節部が当該３関節の内の膝関節及び足関節の少なくとも一方であることを特徴とする移動ロボット。
【請求項１１】
請求項９記載の移動ロボットにおいて、
前記移動ロボットは、人間と同じように股関節部、膝関節部、足関節部の３関節部と、これらを結ぶ大腿リンク、脛リンクとを含む構造の脚を少なくとも２本備え、且つこれら脚を交互に動かして歩行するものであり、前記制御手段は、前記一つの脚が遊脚期から立脚期に移る着地時に当該脚の３関節部のうち少なくとも１つの関節部に設けた前記摩擦制動手段に前記相対運動制約力を発生させるように制御することを特徴とする移動ロボット。
【請求項１２】
請求項９記載の移動ロボットにおいて、
前記移動ロボットは、人間と同じように股関節部、膝関節部、足関節部の３関節部と、これらを結ぶ大腿リンク、脛リンクとを含む構造の脚を少なくとも２本備え、且つこれら脚を交互に動かして歩行するものであり、前記制御手段は、前記ロボットが階段を降りるときに立脚期にある脚の３関節部のうち少なくとも１つの関節部に設けた前記摩擦制動手段に前記相対運動制約力を発生させるように制御することを特徴とする移動ロボット。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動ロボットの関節装置に係り、特にロボットが移動停止しているとき、又は歩行中においても脚部関節部を所望の姿勢に保持するとき、或いは階段を下りるときのように関節部の運動方向が重力の作用する方向と一致するときに必要な消費エネルギーを節約できる移動ロボットに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明は上記のような点に着目してなされたもので、移動ロボットの関節部に制動力を発生できる摩擦制動手段を設け、この摩擦制動手段を移動ロボットが使命を遂行するとき適宜作動させることにより、移動ロボットの使命遂行中の消費エネルギーを削減することができる移動ロボットを提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により移動ロボットを構成する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明の移動ロボットにおいて、前記制御手段は、２つのリンク間に相対運動が予定されていないときに前記摩擦制動手段を制動状態に制御するように構成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
請求項３に対応する発明は、請求項１に対応する発明の移動ロボットにおいて、前記制御手段は、２つのリンクの相対運動方向がモータトルクによる運動方向と逆のときに前記摩擦制動手段を制動状態に制御するように構成される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
請求項４に対応する発明は、請求項３に対応する発明の移動ロボットにおいて、前記制御手段は、前記摩擦制動手段の制動力を可変に制御できるように構成される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
請求項５に対応する発明は、第１のリンクと第２のリンクの２つのリンクをモータにより相対運動可能に結合した関節部を少なくとも一つ有する移動ロボットにおいて、前記２つのリンク間を架橋可能に設けられ当該リンクの相対運動に制御可能な相対運動制約力を与える摩擦制動手段と、前記移動ロボットの関節を所望の関節角度に保持することが必要な時期に前記摩擦制動手段を制御動作させて前記相対運動制約力を発生させる制御手段とを備える。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
請求項７に対応する発明は、請求項２、請求項５、請求項６のいずれかの項に記載の移動ロボットにおいて、前記摩擦制動手段が制動状態にあるとき、前記モータに供給されるエネルギーを減少又は停止させるエネルギー供給制御手段を備える。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
請求項８に対応する発明は、請求項７記載の移動ロボットにおいて、前記エネルギー供給制御手段は、前記制御手段により前記制動手段が制動制御された後、前記モータへのエネルギー供給を減少又は停止制御するように構成される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
請求項９に対応する発明は、第１のリンクと第２のリンクの２つのリンクをモータにより相対運動可能に結合した関節部を少なくとも一つ有する移動ロボットにおいて、前記２つのリンク間を架橋可能に設けられ当該リンクの相対運動に制御可能な相対運動制約力を与える摩擦制動手段と、前記移動ロボットの歩行の１周期（１本の脚が離床した後着地し、再度離床するまでの期間）の中に少なくとも１回は前記相対運動制約力を発生させるように前記摩擦制動手段の制動力を可変に制御する制御手段とを備える。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
請求項１０に対応する発明は、請求項９に対応する発明の移動ロボットにおいて、前記移動ロボットは、股関節と膝関節及び足関節の順に直列にリンクで結合された３関節からなる脚を少なくとも１本有しており、前記足関節の下端に足部リンクを結合するものであって、前記関節部が当該３関節の内の膝関節及び足関節の少なくとも一方である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
請求項１１に対応する発明は、請求項９に対応する発明の移動ロボットにおいて、前記移動ロボットは、人間と同じように股関節部、膝関節部、足関節部の３関節部と、これらを結ぶ大腿リンク、脛リンクとを含む構造の脚を少なくとも２本備え、且つこれら脚を交互に動かして歩行するものであり、前記制御手段は、前記一つの脚が遊脚期から立脚期に移る着地時に当該脚の３関節部のうち少なくとも１つの関節部に設けた前記摩擦制動手段に前記相対運動制約力を発生させるように制御するものである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
請求項１２に対応する発明は、請求項９に対応する発明の移動ロボットにおいて、前記移動ロボットは、人間と同じように股関節部、膝関節部、足関節部の３関節部と、これらを結ぶ大腿リンク、脛リンクとを含む構造の脚を少なくとも２本備え、且つこれら脚を交互に動かして歩行するものであり、前記制御手段は、前記ロボットが階段を降りるときに立脚期にある脚の３関節部のうち少なくとも１つの関節部に設けた前記摩擦制動手段に前記相対運動制約力を発生させるように制御するものである。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
以上は右脚側の各関節部に設けられている制動装置であるが、左脚側の各関節部に設けられている制動装置についても上記と同じ空気圧制御系統が形成されている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
ここで、
【数１】
2003136440.tif 000001
ｔが小さな最初のうち（例えば最初の０．１５秒）を
【数２】
2003136440.tif 000002
にしておく。
これは制動装置の作動遅れが多少あるからであり、このようにすることで起立姿勢のときに制動をかけた関節が完全に制動解除になる。その後、ステップＳ４１６に進み、
【数３】
2003136440.tif 000003
第２の増幅器３２２に与えて電磁弁を消磁させる。この場合の出力先は４個の増幅器があるので、その各々に出力することは言うまでもない。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による移動ロボットによれば、ロボットの関節部に制御可能な制動力を発生できる制動装置を設け、移動ロボットの関節を所望の関節角度に保持するに必要な時期に制動装置に制動指令を与えて制動力を制御するようにしたので、ロボットが歩行を行うときに消費するエネルギーを節減することができる。