(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントβｎ（ｎ＝１以上の整数）、前記ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）、及び、前記ジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントβｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）を、連結したＮ個（Ｎ＝１以上の整数）のリンク要素を有し、
前記複数のリンク要素は、前記ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とで連結され、
前記ジョイントβ１は、支点α１に連結されて、前記支点α１を中心とする周回軌道上を周回可能に配置され、
前記ジョイントδ１は、前記支点α１との相互の位置関係を変動可能に配置される可動支点α２を介して、前記ジョイントγ１に連結され、
前記ジョイントδ１と前記ジョイントγ１とは、前記可動支点α２を中心とする周回軌道上を相互の位置関係を一定に保持して周回可能に配置される、
自然動物の運動を表現するためのリンク機構。
【請求項２】
ジョイントβｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）、前記ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）、及び、前記ジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とジョイントδｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）、を連結して、一辺を有しない四辺形状の定形に保持されるＮ個（Ｎ＝１以上の整数）のリンク要素を有し、
ジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントβｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とは、連結され、
前記ジョイントβ１は、支点α１に連結されて、前記支点α１を中心とする周回軌道上を周回可能に配置され、
前記ジョイントδ１は、前記支点α１との相互の位置関係を変動可能に配置される可動支点α２を介して、前記ジョイントγ１に連結され、
前記ジョイントδ１と前記ジョイントγ１とは、前記可動支点α２を中心とする周回軌道上を相互の位置関係を一定に保持して周回可能に配置される、
自然動物の運動を表現するためのリンク機構。
【請求項３】
ジョイントβｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）、前記ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）、及び、前記ジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とジョイントδｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）、を連結して、前記ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とを連結する軸線を介して、前記ジョイントβｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）とが相互に逆側に位置する定形に保持されるＮ個（Ｎ＝１以上の整数）のリンク要素を有し、
ジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントβｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とは、連結され、
前記ジョイントβ１は、支点α１に連結されて、前記支点α１を中心とする周回軌道上を周回可能に配置され、
前記ジョイントδ１は、前記支点α１との相互の位置関係を変動可能に配置される可動支点α２を介して、前記ジョイントγ１に連結され、
前記ジョイントδ１と前記ジョイントγ１とは、前記可動支点α２を中心とする周回軌道上を相互の位置関係を一定に保持して周回可能に配置される、
自然動物の運動を表現するためのリンク機構。
【請求項４】
前記可動支点α２は、前記支点α１との相互の位置関係を一定に保持して配置される支点α３に連結され、前記支点α３を中心とする周回軌道上を周回可能に配置される、
請求項１〜３いずれか１項記載のリンク機構。
【請求項５】
前記ジョイントβ１と前記ジョイントδ１とを結ぶ仮想線上に前記支点α１がある条件下で、前記ジョイントβ１と前記可動支点α２とを結ぶ仮想線が、前記ジョイントδ１と前記ジョイントγ１とを結ぶ仮想線と交差する、
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載のリンク機構。
【請求項６】
前記ジョイントβ１、前記ジョイントδ１及び前記支点α１が一の仮想直線上に整列する条件下で、前記ジョイントβ１と前記可動支点α２とを結ぶ仮想線が、前記ジョイントδ１と前記ジョイントγ１とを結ぶ仮想線と交差する、
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載のリンク機構。
【請求項７】
前記ジョイントβ１と前記可動支点α２を結ぶ仮想線が、前記ジョイントδ１と前記ジョイントγ１を結ぶ仮想線のほぼ中間点と交差する、
請求項５又は請求項６のリンク機構。
【請求項８】
前記ジョイントβ１を前記支点α１を中心とする周回軌道上を周回させることにより、前記ジョイントδ１と前記ジョイントγ１とが、前記可動支点α２を中心とする同一の周回軌道上のそれぞれ一部を往復動するように配置される、
請求項１〜請求項７のいずれか１項記載のリンク機構。
【請求項９】
請求項１〜８に係るリンク機構のいずれか１つのリンク機構を使用してなる、
人工動物。
【請求項１０】
請求項１〜８に係るリンク機構のうち、少なくとも２つ以上リンク機構を組み合わせて使用してなる、
人工動物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然動物の運動を表現するためのリンク機構及び人工動物に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１〜非特許文献８に、動物の随意運動の原理に関する機械機構の、過去の幾多の研究内容が記載されている。
【０００３】
１８世紀に開発された動物の運動機構
１７３３年のＭａｉｌｌａｒｄによるオートマタ
・車椅子を牽引する人工馬
・ヴェルサイユ宮殿の水路でゴンドラを牽引する人工海馬
・人工の泳ぐ白鳥とその改良
Ｖｏｎ Ｈａｍｅｌによる馬オートマタ
１７７２年のＣｏｘの時計展覧会での歩く象のメカニズム
（以上は非特許文献１：LE MONDE DES AUTOMATES Chapitre XIX Les Animaux Mecaniques p.144-149)
【０００４】
１９世紀、世界中で大勢のオートマタ製作者達の手によって機械機構による自然動物の運動表現が研究開発された。出来上がった成果は次の世代へと受け継がれ改良されていった。
１９世紀に開発された機械歩行メカニズム：
１８３０年頃、ロンドンでジュネーヴのＣｈ．ＢＲＵＧＵＩＥＲによって制作された歩く魔女のアンドロイド。
１８６２年にロンドンのＡｌｆｒｅｄ ＮＥＷＴＯＮによる発明特許の歩く若い娘のアンドロイド。その原理を元にした改良版レプリカ。
１８９１−１８９３年にアメリカのＧｅｏｒｇｅ ＭＯＯＲＥ教授の発明した蒸気人オートマタ。
（以上は非特許文献１：ＬＥ ＭＯＮＤＥ ＤＥＳ ＡＵＴＯＭＡＴＥＳ Ｃｈａｐｉｔｒｅ ＸＸＩＩＩ Ｌｅｓ Ａｕｔｏｍａｔｅｓ ｅｔ Ａｎｄｒｏｉｄｅｓ Ｍａｒｃｈａｎｔｓ ｐ．２２０−２２４）
【０００５】
また非特許文献２〜非特許文献６には以下が記載されている。１８６７年のＷ．Ｆ．ＧＯＯＤＷＩＮの発明特許である歩く馬のアンドロイド。
１８６８年のＷ．Ｆ．ＧＯＯＤＷＩＮの発明特許である歩く人のアンドロイド。
１８７８年のＡ．Ｊ．ＤＡＶＩＳの発明特許である歩く馬のアンドロイド。
１８９３年のＬ．Ａ．ＲＩＧＧの発明特許の歩く馬のアンドロイド。
【０００６】
２１世紀：２００６、２００７年のサント・クロワのフランソワ・ジュノーと、レガネス自治体によるスペイン・プロジェクトとで制作したアンドロイド（老婆、サッカーボールで遊ぶ少年と少女、馬）
【０００７】
また、特許文献１には、四本足の乗り物に関する発明が記載されている。この乗り物は、従来、車輪で実現していた部分を二本の棒で実現するというものである。しかし、このままでは、動物に例えると膝の部分までしか動きを実現できず、さまざまな随意運動を表現するのは難しい。
【０００８】
さらに、特許文献２には、骨盤と太ももの関節をつなぐ股関節に、もう一つの関節肢を追加するという発明が記載されている。このアイデア自体は、ボストン・ダイナミックスの二足歩行ロボでも使われており、現在はありふれた技術である。この特許文献２では動きの説明に関して、古典的なチェビシェフのリンク機構について触れている。チェビシェフのリンク機構は、従動リンクには支点の他に作用点が一点しか無いので、関節数を増やすことができない。これだけでは、上腕・前腕・手といった、複数の関節で構成される、動物の四肢の表現はできない。
【０００９】
さらに、特許文献３は、サスペンションのデザインに関する発明で、地面に脚がついた時に、股関節と膝の部分にサスペンションを取り付けることでショックを和らげるというものである。動きについての新しい考察は特に無く、電気的、磁気的に動かすという言及にとどまっている。
【００１０】
特許文献４と、これより前にテオ・ヤンセンが世界で発表したリンク機構も、共に、前後の脚（上肢と下肢）の構造がシンメトリになっているが、自然界にこのような四肢形態の動物はいない。
【００１１】
従動リンクの作用点が二点あると、複数の関節肢を持つことが可能である。これに該当する、この特許文献４にあるリンク機構は、従動リンクの支点と二点の作用点が直線上に並んでいる。しかし、この形態は、１８６７ 年に Ｗ．Ｆ．Ｇｏｏｄｗｉｎ に、歩行する馬のオートマタの脚で既に発明されている。１８６８年にＷ．Ｆ．Ｇｏｏｄｗｉｎは、この直線上にあった従動リンク三点をＶ型に配置することで、人の歩行を表現する機構を発明した。フランソワ・ジュノーは、２００６ 年のスペイン・プロジェクトで、歩く馬のオートマタの後脚を開発する上で、Ｗ．Ｆ．Ｇｏｏｄｗｉｎ のモデルを踏襲しつつ、上記のＶ型の従動リンクの支点を駆動リンクで動かし、更に別の従動リンク一点を追加して全体を動かすことに成功した。神技的に高度な技法を示した。
【００１２】
レオナルド・ダ・ビンチは１４８５年に鳥の羽ばたきを研究しメカニズムを図面に描き残した。科学都市産業博物館（シテ・デ・シオンス）で公開された、ダ・ビンチの図面を元に実際に動くように補完して製作された羽ばたき機では、直線上に並んだ二点の作用点を持つ従動リンクを複数の可変ジョイントを経て駆動リンクに繋がっている。簡単には説明ができない複雑なリンクである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平９−１３２１１９号公報
【特許文献２】特開２００５−１４４５８３号公報
【特許文献３】特開２００２−１０３２５３号公報
【特許文献４】特開２００５−１４４５８１号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】アルフレッド・シャピュイ、エドワール・ジュリ（Ａｌｆｒｅｄ ＣＨＡＰＵＩＳ、 Ｅｄｏｕａｒｄ ＧＥＬＩＳ）共著 「オートマタの世界 歴史と技術の研究（ＬＥ ＭＯＮＤＥ ＤＥＳ ＡＵＴＯＭＡＴＥＳ ＥＴＵＤＥ ＨＩＳＴＯＲＩＱＵＥ ＥＴ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ） エドモン・アロクール序文 二巻（ＰＲＥＦＡＣＥ ｄｅ Ｍ． Ｅｄｍｏｎｄ ＨＡＲＡＵＣＯＵＲＴ ＴＯＭＥ ＳＥＣＯＮＤ）」 スラトキン・ジュネーヴ（Ｓｌａｔｋｉｎｅ ＧＥＮＥＶＥ）出版 １９８４年 Ｐａｒｉｓ出版 １９２８年の再版
【非特許文献２】Ｗ．Ｆ．Ｇｏｏｄｗｉｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｏｙ、 Ｐａｔｅｎｔｅｄ Ａｕｇ． ２５、 １８６８． Ｎｏ． ８１、４９１．
【非特許文献３】Ｗ．Ｆ．Ｇｏｏｄｗｉｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｏｙ、 Ｐａｔｅｎｔｅｄ Ｊａｎ． ２２、 １８６７． Ｎｏ． ６１、４１６．
【非特許文献４】Ａ．Ｊ．ＤＡＶＩＳ． Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｏｙ、 Ｐａｔｅｎｔｅｄ Ｏｃｔ．２９、 １８７８． Ｎｏ． ２０９、４６８．
【非特許文献５】Ｌ．Ａ．ＲＹＧＧ． ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＨＯＲＳＥ． Ｐａｔｅｎｔｅｄ Ｆｅｂ． １４、 １８９３． Ｎｏ． ４９１、９２７
【非特許文献６】Ｐｒｏｆ． Ｇｅｏｒｇｅ Ｍｏｏｒｅ． Ｓｔｅａｍ Ｍａｎ． １８９１−１８９３ （Ｃａｎａｄｉａｎ／Ａｍｅｒｉｃａｎ）
【非特許文献７】アブラアン＝ルイ・ブレゲ（Ａｂｒａｈａｍ-Ｌｏｕｉｓ Ｂｒｅｇｕｅｔ） − 動物の能力と随意運動の原理についてのエッセイ（Ｅｓｓａｉ ｓｕｒ ｌａ ｆｏｒｃｅ ａｎｉｍａｌｅ ｅｔ ｓｕｒ ｌｅ ｐｒｉｎｃｉｐｅ ｄｕ ｍｏｕｖｅｍｅｎｔ ｖｏｌｅｎｔａｉｒｅ） − パリにて（Ａ Ｐａｒｉｓ）、 フィルマン・ディドの印刷（ｄｅ ｌ’ｉｍｐｒｉｍｅｒｉｅ ｄｅ ｆｉｒｍｉｎ ｄｉｄｏｔ）、 １８１１年
【非特許文献８】Ｌｅｏｎａｒｄｏ ｄａ Ｖｉｎｃｉ、 Ｏｒｎｉｔｈｏｐｔｅｒ、 １４８５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上の過去に開発されたさまざまな歩行機構の研究は、その後、走行や飛行、水泳といった自然動物全体の運動（随意運動）を表現する発展には至らなかった。
【００１６】
例えば、特許文献４で示されたものを代表とするこれまでに開発された各機構全てを総括すると、一般的にこれらの構造に置いて、従動リンクと駆動リンクの位置との相関関係が悪く、振幅が小さく、振りの左右のバランスの悪い歩行しか表現できない。
【００１７】
進歩を改善するために、これまでの開発アプローチを変える必要性がある。全体の運動を汎用的に司るような、根本的な自然現象を表現する機械機構を見つけ出せれば、それを元にして自然に忠実な動物の運動を表現することができる。
【００１８】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑み、自然現象を直截的に表現するコンパクトな機械構造の基本原理を解明し、その機構を元に、自然動物の運動を表現するためのリンク機構及び人工動物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】
【００１９】
すなわち、本発明のリンク機構は、自然動物の運動を表現するための拘束条件を元にして配置することを特徴とする。このリンク機構を用いて、自然動物の運動を実現する人工動物を作成することができる。
【００２０】
自然動物の胴体、腕、脚の構造は全ての動物で共通しており、それら全ては、前述した基本的な配置条件を拘束条件として組み立てられている。個別の動物個体における右前脚の開始角度は何度で、左前足は何度で等は個体毎の生存条件との関係で多様なばらつきがあり、その点に関しては本発明とは関係の無いところである。
【００２１】
本機構は、ダイヤモンド、菱型、マッチ箱等、見た人によって口々に色んな表現が為される基本的な配置条件を拘束条件として採用する。
この配置条件では従動リンクの支点と、駆動リンクの支点の位置の相関関係によって自然なバランスを実現することができる。
【００２２】
本発明によって、ある一定の配置条件を指定することによって、左右のバランスが取れ、振幅を大きくすることが可能になり、走行を始めとした森羅万象の動きを表現することが可能になった。
【００２３】
自然が動物の動作に与える２つの賜物は、乱流と渦と呼ばれる流体現象である。カンブリア紀に海中で誕生した最古の脊索動物であるハイコウイクチスは、この自然現象から推進力を得るために自らの姿を最適化した。この自然の恩恵と、動物の運動（随意運動）のこの自然現象へのマッチムーブにより、動物は流れの方向に対して莫大な推進力を生み出すことができるようになった。例えば、魚類のニジマスは川の急流の中を、重力に抗して、流体中をさかのぼって登ることができる。
【００２４】
この流体中を運動する場合に、物体の後ろに発生する乱流現象において、流れの速さが大きくなり、流体の中を移動する物体への抵抗が増すに連れて、物体の後ろの流体の形状は変化する。この乱流現象は、双子渦からカルマン渦列となり乱流となって消滅し、カルマン渦列が再発生するというようにその形状は変化していく。この流体中を運動する物体が受ける抗力を表した数値をレイノルズ数と称している。このレイノルズ数は物体の大きさ、物体の粘性と流れの速さで決まる。
【００２５】
海中に住んでいた動物は、その後、長い年月を経て陸地に上がった後、骨格や関節肢に四肢を形成するに至った。動物の四肢のうち上肢は、上腕、前腕、手から形成される。下肢は、上脚、前脚、足から形成される。動物の胴体は、頭部、胸部、肋骨を経て尾によって形成される。海中、大気中共に、胴体と四肢は、運動（随意運動）中に、形態をジグザグの波の形を形成することで、物体が自然の流体中を運動する場合に、物体の後ろに発生する乱流現象のカルマン渦列を踏み台のように捉えることで推進力を得る。
【００２６】
本発明は、この自然現象を直截的に表現するコンパクトな機械機構の基本原理を解明し、これによって得られる第１の態様と第２の態様を元に自然動物の運動を表現する例を提供する。
【００２７】
本発明では、過去に考案された歩行機構の機械要素を元に、基本原理に基づきシンメトリと中心とを意識しながら機構を再配置した結果、機構の配置の最適化が成し遂げられた。
一般に、動物の腕や脚の関節は、０度（曲げてたたんだ状態）から１８０度（開いて伸ばした状態）まで変化する。一方、渦は、０度から３６０度まで開く（変化する）。本発明者は、テレスコピック・サスペンション等で干渉する連結リンクを伸縮させることで、動物の関節を逆に曲げることも可能であり、０度から３６０度まで変化させることができることに想到した。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るリンク機構によって、単純な回転運動を、自然現象に基づいた動物の多様で自然な運動（随意運動）に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図２】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図３】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図４】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図５】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図６】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図７】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図８】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図９】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１０】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１１】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１２】乱流現象の、大きな流れによって基本発生する、カルマン渦列に適応する本発明の第１の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１３】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１４】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１５】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１６】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１７】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１８】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図１９】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図２０】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図２１】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図２２】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図２３】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図２４】乱流現象の、小さな流れによって基本発生する、双子渦に適応する本発明の第２の態様のリンク機構を示し、上段（ａ）図に双子渦画像と対比した場合の反時計回り、下段（ｂ）に時計回りの図を示す。
【図２５】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図２６】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図２７】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図２８】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図２９】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図３０】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図３１】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図３２】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図３３】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図３４】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図３５】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図３６】魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。
【図３７】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図３８】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図３９】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４０】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４１】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４２】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４３】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４４】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４５】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４６】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４７】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の歩行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４８】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図４９】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５０】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５１】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５２】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５３】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５４】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５５】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５６】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５７】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５８】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図５９】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図６０】二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、（ａ）は全体側面図、腕、脚の外観透視図、（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【図６１】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図６２】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図６３】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図６４】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図６５】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図６６】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図６７】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図６８】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図６９】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７０】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７１】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７２】四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示し、全体側面図、胴体、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７３】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７４】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７５】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７６】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７７】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７８】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図７９】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図８０】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図８１】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図８２】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図８３】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【図８４】鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたき（鳥が羽ばたきの動作をしている）状態を示し、全体側面図、全体正面図及び胴体、翼、脚の外観とこれを透視した構造図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明のリンク機構は、図１〜図２４に示されるように、リンク構造によって構成される機械機構である。基本の型（態様）は二つあり、一つ目は、図１〜図１２の自然の乱流現象を象る、外に向かって波打つ機構（第１の態様）である。二つ目は、図１３〜図２４の自然の渦現象を象る、内に向かって巻きつく機構（第２の態様）である。なお、図１〜図１２では、上段（ａ）図にカルマン渦列画像と対比する態様で第１の態様における反時計回り、下段（ｂ）に第１の態様における時計回りの図を示している。また、図１３〜図２４では、上段（ａ）図に左右の大きさを一定にした双子渦の画像と対比する態様で第２の態様における反時計回り、下段（ｂ）に第２の態様における時計回りの図を示している。なお、以下の説明において、リンク機構とは、複数のリンクを組み合わせて構成した機械機構を意味する。そして、複数のリンクは、関節として機能するジョイントにより接続されている。
【００３１】
本発明のリンク機構の配置関係について、図１〜図２４を参照しつつ説明する。先ず、駆動リンクの作用点であるジョイントβ１と従動リンクの作用点であるジョイントδ１を任意の地点に置き、駆動リンクの支点α１を、ジョイントδ１とジョイントβ１とを結ぶ仮想直線（δ１−β１）上の任意の地点に置く。そして、駆動リンクの作用点のジョイントβ１と従動リンクの可動支点α２とを結ぶ仮想直線（β１−α２）が、従動リンクの作用点であるジョイントδ１と従動リンクの作用点であるジョイントγ１とを結ぶ仮想直線（δ１−γ１）上を交差するように、可動支点α２とジョイントγ１とを任意の地点に置く。以上が本機構の基本となる配置条件である。
【００３２】
これを起点に、リンク要素と連結リンクを接続し、リンク機構を完成する。この機構は、支点α１が、仮想直線（δ１−β１）上にある場合に、仮想直線（β１−α２）が、仮想直線（δ１−γ１）上の中間点を通過する配置が、最も精度の高い安定した動作を現す。そして、この駆動リンク（α１−β１）の幅が、関節肢（γ１−γ２−γ３−γ４・・・γｎ）の振幅の大きさになって現れる。なお、上記において、例えば、リンク（βｎ−γｎ）とは、ｎ番目のジョイントβとｎ番目のジョイントγとを結んだリンクを示している。具体的には、リンク要素（γ１−γ２）は、１番目のジョイントγと２番目のジョイントγとを結んだ連結リンクのことをいう。また、リンク要素（β１−γ１−γ２−δ２）は、１番目のジョイントβと１番目のジョイントγ、１番目のジョイントγと２番目のジョイントγ、及び、２番目のジョイントγと２番目のジョイントδとを結んだリンク要素を示している。また、仮想直線（δ１−β１）は、１番目のジョイントδと１番目のジョイントβとを通る仮想的な直線のことをいう。なお、以下の説明では、これに準じて説明する。また、以下の説明において、例えば、ジョイントβｎと記載する場合、ｎ番目のジョイントβであることを意味する。ここで、ｎは、１以上の整数である。
【００３３】
以上のようにして配置してなる本発明のリンク機構の作動を説明する。駆動リンク（α１−β１）の回転運動が、リンク要素（β１−γ１−γ２−δ２）に伝わり、可動支点α２で支持された従動リンク（δ１−γ１）を動かす。そして、従動リンクに連結された連結リンクＩ（δ１−β２）が、連結リンクＩ（δ１−β２）とリンク要素（β１−γ１−γ２−δ２）に連結されたリンク要素ＩＩ（β２−γ２−γ３−δ３）を動かす。
【００３４】
以下、連結リンクＩＩＩ（δ２−β３）及びリンク要素ＩＶ（β３−γ３−γ４−δ４）、連結リンクＶ（δ３−β４）及びリンク要素ＶＩ（β４−γ４−γ５−δ５）・・・連結リンク（δｎ−（βｎ＋１））及びリンク要素（βｎ−γｎ−（γｎ＋１）−（δｎ＋１））がペアになり、鎖状に連結リンク及びリンク要素が接続することにより、関節肢（γ１−γ２−γ３−γ４・・・γｎ）を形成する。なお、第２の態様の軌道である図１３〜図２４の左の内に向かって巻き付く小さな渦のように、連結リンクＩＩＩ、Ｖ、ＶＩＩ、ＩＸ・・・δｎ−（βｎ＋１）の長さが、長すぎるために、駆動リンクの回転運動に干渉してしまうケースがある。これには、テレスコピック・サスペンション等で干渉する連結リンクを伸縮させることで対応する。動物の形態では、基本的にこの第２の態様が加わるのは、動物の手足首と尻尾のみで、この問題は発生しない。
【００３５】
本発明のリンク機構を、更に詳細に説明する。本発明のリンク機構は、例えば、自然動物の運動を表現するための拘束条件を提供し、係るリンク機構を用いて自然動物の運動を表現することによって人工動物を構成することができる。
【００３６】
本発明のリンク機構は、別の観点から見ると、図１〜図２４に示されるように、ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントβｎ（ｎ＝１以上の整数）、ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）、及び、ジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントβｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）を、連結した複数のリンク要素を有する。この場合、これらの複数のリンク要素は、ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とを結んだ連結リンク（γｎ−γｎ＋１）に連結されている。
【００３７】
また、本発明の第１の態様のリンク機構は、個別に見ると、図１〜図１２に示されるように、ジョイントβｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）、ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）、及び、ジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とジョイントδｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）、を連結して、一辺を有しない四辺形状の定形に保持されるＮ個（Ｎ＝１以上の整数）のリンク要素を有するといえる。この場合、Ｎ個のリンク要素は、ジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントβｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とを結んだ連結リンク（βｎ−βｎ＋１）に連結されている。
【００３８】
また、本発明の第２の態様のリンク機構は、個別に見ると、図１３〜図２４に示されるように、ジョイントβｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）、ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）、及び、ジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とジョイントδｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）、を連結して、ジョイントγｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントγｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とを連結する軸線を介して、ジョイントβｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）とが相互に逆側に位置する定形に保持されるＮ個（Ｎ＝１以上の整数）のリンク要素を有するといえる。この場合、Ｎ個のリンク要素は、ジョイントδｎ（ｎ＝１以上の整数）とジョイントβｎ＋１（ｎ＝１以上の整数）とで結ばれる連結リンク（δｎ−βｎ＋１）に連結されている。
【００３９】
さらに、本発明の第１の態様及び第２の態様のリンク機構では、ジョイントβ１は、支点α１に連結されて、支点α１を中心とする周回軌道上を周回可能に配置される。ジョイントδ１は、支点α１との相互の位置関係を変動可能に配置される可動支点α２を介して、ジョイントγ１に連結される。ジョイントδ１とジョイントγ１とは、可動支点α２を中心とする周回軌道上を相互の位置関係を一定に保持して周回可能に配置される。以上のとおり、ジョイントβ１は、支点α１を中心とする周回軌道上を周回可能に配置される。また、リンク（δ１−γ１）の両端のジョイントδ１及びジョイントγ１は、可動支点α２を中心とする周回軌道上を周回可能に配置される。
【００４０】
なお、可動支点α２は、支点α１との相互の位置関係を一定に保持して配置される支点α３に連結され、支点α３を中心とする周回軌道上を周回可能に配置される。
【００４１】
ジョイントβ１とジョイントδ１を結ぶ仮想線上に、支点α１がある条件下で、ジョイントβ１と可動支点α２とを結ぶ仮想直線が、ジョイントδ１とジョイントγ１とを結ぶ仮想直線と交差するようにすることができる。
【００４２】
また、ジョイントβ１、ジョイントδ１及び支点α１が一の仮想直線上に整列する条件下で、ジョイントβ１と可動支点α２とを結ぶ仮想線が、ジョイントδ１とジョイントγ１とを結ぶ仮想直線と交差するようにしてもよい。
【００４３】
さらに、以上の場合に、ジョイントβ１とジョイントδ１とが最大間隔となる配置を形成することができる。
すなわち、その配置（位置）から、ジョイントβ１が支点α１を軸に回転すると、ジョイントβ１とジョイントδ１の二点間の距離が必ず縮まるようにすることができる。そして、一直線上に三点（ジョイントβ１、ジョイントδ１、支点α１）が整列するタイミングは、ジョイントβ１が支点α１を軸に１８０度回転した場合にも再度現れる。
そのタイミングでは、支点α１とジョイントδ１とを結ぶ仮想直線上に、ジョイントβ１がある状況は、換言すれば、ジョイントβ１とジョイントδ１との最短距離となる状況である。
【００４４】
ジョイントβ１とジョイントδ１とが最大間隔となる配置を形成する場合、ジョイントβ１と支点α２を結ぶ仮想直線が、ジョイントδ１とジョイントγ１とを結ぶ仮想直線のほぼ中間点を交差する配置を設定することによって、本発明のリンク機構の駆動部分を形成する各部の配置関係の形態は、正方形やひし形の形状になる。そして、この形態が、左右にバランスのとれた最も大きな振幅運動を生み出す。
【００４５】
また、ジョイントδ１とジョイントγ１とが可動支点α２を中心とする同一の周回軌道上のそれぞれ一部を往復動可能に配置される。
【００４６】
また、図１〜図１２に示されるリンク機構（第１の態様）と、図１３〜図２４（第２の態様）に示されるリンク機構とを組み合わせて使用して多様な人工動物に自然な動作を行わせることができる。
【００４７】
また、図１〜図１２に示されるリンク機構（第１の態様）及び図１３〜図２４に示されるリンク機構（第２の態様）の一方又は両方を使用し、リンク機構の一部にひねりを加えることによって多様な人工動物に自然な動作を行わせることができる。
【００４８】
以上の本発明のリンク機構を用い、ジョイントγ１に連結されるジョイントβ１を、支点α１を中心とする周回軌道上を周回させることによって、ジョイントδ１及びジョイントγ１を可動支点α２を中心とする周回軌道上を往復動させ、これに伴い順次連結されるジョイントγ１、２、３、・・・ｎと、ジョイントγ１、２、３、・・・ｎの各々に連結されるジョイントβ１、２、３、・・・ｎ及びジョイントδ１、２、３、・・・ｎを変位させる自然動物の運動の表現方法によって、多様な人工動物に自然な動作を行わせることができる。ここで、ジョイントγ１、２、３、・・・ｎにおける１、２、３、・・・ｎとは、初項が１、公差が１の等差数列をなしている。なお、ｎとは、ｎ番目の整数を意味する。ジョイントγ２、３、・・・ｎとする表現は、ジョイントγがｎ番目まであることを意味するが、ｎが１の場合も含まれる。
【００４９】
以上において、ジョイントδｎ、ジョイントγｎ＋１及びジョイントβｎ＋１は、それぞれのジョイント（点）が結びつき、辺を構成して三角形の関係にある。一方、ジョイントγｎ＋１とジョイントβｎ＋１の間隔は不変である。また、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１を結ぶ仮想直線の距離は可変であり、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１との距離も可変である。
【００５０】
したがって、図１３〜図２４に示されるリンク機構（第２の態様）では、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離が短くなる場合、最終的に、直線（δｎ−βｎ＋１）上にジョイントγｎ＋１があれば、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離が最短距離になる。
そして、これ以上、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離が短くなると、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１の距離も縮まる。つまり、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離、及び、ジョイントγｎ＋１とジョイントβｎ＋１との距離の和は、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１との距離以上の関係が成立する。
これに対して、図１〜図１２に示されるリンク機構（第１の態様）では、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離が長くなる場合、最終的に、直線（δｎ−γｎ＋１）上にジョイントβｎ＋１があれば、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離が最長距離になる。
そして、これ以上、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離が長くなると、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１の距離も伸びる。つまり、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１との距離、及び、ジョイントβｎ＋１とジョイントγｎ＋１との距離の和は、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離以上の関係が成立する。
以上のとおり、ジョイントγｎとジョイントδｎとの距離、及び、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１との距離の和は、ジョイントγｎとジョイントβｎ＋１との距離以上の関係も成立する。
【００５１】
また、図１３〜図２４に示されるリンク機構（第２の態様）では、ジョイントγｎを軸にして、ジョイントβｎ＋１に対して反対側に配置されているジョイントδｎが回転することで、左側に渦となって内側に巻き付く場合がある。この場合、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１との距離が可変になるところがある。具体的には、双子渦の左側の渦を観察すると、小さく内向きに巻き付く場合に、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１とを結ぶ仮想直線の最短距離は、ｎが大きくなるに従い徐々に短くなる。
【００５２】
ジョイントγｎ＋１とジョイントβｎ＋１との距離は不変なので、ジョイントδｎはそのジョイント対象（相手）であるジョイントβｎ＋１をジョイントγｎ＋１を軸にして回転することで、二点の距離を保つ。この結果、三点（ジョイントδｎ、ジョイントγｎ＋１及びジョイントβｎ＋１）により構成されていた三角形は一直線に並ぶ。そして、ジョイントγｎ＋１は、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１とを結ぶ仮想直線上に位置し、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１とを結ぶ仮想直線との距離は、最短となる。
【００５３】
上記のとおり、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離は既に最短距離にあるので、その後は、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１との距離が縮まる。最初は、ジョイントδｎとジョイントγｎ＋１との距離（以下、距離Ａとする。）、及び、ジョイントγｎ＋１とジョイントβｎ＋１との距離（以下、距離Ｂとする。）の和は、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１との距離（以下、距離Ｃとする。）よりも長い関係にある。その後次第に、距離Ａは徐々に短くなり、その結果、距離Ａ及び距離Ｂの和は、距離Ｃに等しくなる。さらにこの後も、距離Ａは短くなるので、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１との距離が短くなる。すなわち、距離Ａと距離Ｂとの和は、距離Ｃよりも短くなることはない。
【実施例】
【００５４】
次に、本機構の基本形態から、自然動物の運動（随意運動）の任意の形態に適用する方法について述べる。古くは、仏教の尼僧であった五枚師太は闘争する鶴の首の動きを観察して、それを元にして、徒手武術を創案したと今に伝えられている。このように、四肢と胴体の運動フォームは基本的に同じである。
【００５５】
この理由から、本機構は、表現する動物オブジェクトの胴体、腕（前脚、翼、エラ）、脚に適用できる（図２５〜図７２参照）。胴体部には、みぞおちの上の位置に本機構を置き、関節肢は、上部は頭まで、下部は尾まで形成する。上肢に当たる、翼、腕又は前脚部には、肩の位置に本機構を置き、胴体の首の付け根と、上肢の駆動リンクの支点及び従動リンクの支点（図１〜図２４に示される支点α１と可動支点α２）と、を連結する。
【００５６】
下肢に当たる、脚又は後脚部には、股関節の位置に本機構を置き、胴体の尾の付け根と、下肢の駆動リンクの支点及び従動リンクの支点と、を連結する。四肢は、関節肢は下部のみ存在し、つま先まで形成する。本機構及び関節肢の形態は、本機構が基本となる配置条件に沿うこととし、回転方向が、運動状況により、反時計回り又は時計回りになる。関節肢は運動フォームに合わせて変形し、本機構の基本になる二つの形態（第１の態様及び第２の態様）をミックスし（組み合わせ）て実現する。
【００５７】
図２５〜図３６は、魚（アジ）の胴体とヒレとに本発明の第２の態様を適用した場合の水泳状態を示す。また、図２５（ａ）〜図３６（ａ）は上側から見た外観透視図、図２５（ｂ）〜図３６（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【００５８】
図３７〜図４８は、二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示す。また、図３７（ａ）〜図４８（ａ）は横側から見た外観透視図、図３７（ｂ）〜図４８（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。
【００５９】
図４９〜図６０は、二足歩行動物（人）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、腕と脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示す。図４９〜図６０のうち、図４９（ａ）〜図６０（ａ）は横側から見た外観透視図、図４９（ｂ）〜図６０（ｂ）は対応するリンク機構の作動状態を示す。これらの図に示される如く、二足歩行動物（人）に本発明の第１の態様を適用して、設定（動作条件）を少し変えることにより、例えば、走行状態、歩行状態、スキップする状態、階段を昇降する状態のように、動作表現を多彩に変化させることができる。
【００６０】
図６１〜図７２は、四足歩行動物（馬、豹）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、前脚と後脚とに第２の態様を適用した場合の走行状態を示す。図６１〜図７２のうち、図６１（ａ）〜図７２（ａ）は馬を横側から見た外観透視図、図６１（ｂ）〜図７２（ｂ）は豹を横側から見た外観透視図を示す。
【００６１】
図７３〜図８４は、鳥（隼）の胴体に本発明の第１の態様を適用し、翼と脚とに第２の態様を適用した場合の羽ばたきの状態（鳥が羽ばたきの動作をしている場合）を示す。図７３〜図８４のうち、図７３（ａ）〜図８４（ａ）は横側から見た外観透視図、図７３（ｂ）〜図８４（ｂ）は上側から見た外観透視図を示す。
【要約】
【課題】本発明は、自然動物の運動を表現するためのリンク機構及び人工動物を提供する。
【解決手段】自然動物の運動を表現するためのリンク機構は、ジョイントγｎとジョイントβｎ、ジョイントγｎとジョイントδｎ、及び、ジョイントδｎとジョイントβｎ＋１を、連結したＮ個のリンク要素を有し、前記複数のリンク要素は、ジョイントγｎとジョイントγｎ＋１とで連結され、ジョイントβ１は、支点α１に連結されて、支点α１を中心とする周回軌道上を周回可能に配置され、ジョイントδ１は、支点α１との相互の位置関係を変動可能に配置される可動支点α２を介して、ジョイントγ１に連結され、ジョイントδ１とジョイントγ１とは、可動支点α２を中心とする周回軌道上を相互の位置関係を一定に保持して周回可能に配置される。ここで、上記ｎ及びＮは、１以上の整数である。
【選択図】図１【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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