(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体部と、該胴体部に股関節部を介して連結された左脚部及び右脚部と、該左右両脚部の下端に足首関節部を介して連結された左足部及び右足部と、を有し、前記股関節部及び足首関節部はともに、それぞれ少なくとも左右方向の軸と前後方向の軸との２つの回動軸を含み、複数の前記回動軸を駆動源により駆動することで歩行を行う二足歩行ロボットにおいて、
前記左右両脚部を交互に前後に駆動させることで歩行を行うに際し、前記駆動源は、前記胴体部がその姿勢を維持した状態で左方又は右方に移動する途中で、左右両半身の双方で股関節部における前後方向の軸が足首関節部における前後方向の軸よりも外方に位置するように各回動軸を駆動することを特徴とする二足歩行ロボット。
【請求項２】
前記左右両脚部はそれぞれ、大腿リンクと、該大腿リンクに膝関節部を介して連結された下腿リンクとを有し、該膝関節部は少なくとも左右方向の回動軸と該回動軸を駆動する駆動源とを含み、前記左右両脚部を交互に前後に駆動させることで歩行を行う際に、足部の裏が着地している脚部では膝関節部を伸ばすように複数の前記駆動源を制御することを特徴とする請求項１に記載の二足歩行ロボット。
【請求項３】
前記胴体部の左右方向の移動が前記股関節部の前後方向の軸の周りの回動駆動により行われ、前記左右両脚部を交互に前後に駆動させることで歩行を行う際に、前記左右両脚部で膝関節部を伸ばした状態であるときに前記胴体部の左右方向の移動により重心の移動を行うことを特徴とする請求項２に記載の二足歩行ロボット。
【請求項４】
前記左右両脚部を交互に前後に駆動させることで歩行を行う際に、側面視において膝関節部が伸びている左右両脚部が胴体部を頂部として逆Ｖ字状に前後方向に開かれた状態であるときに、正面視において左右両半身でともに股関節部における前後方向の軸が足首関節部における前後方向の軸よりも外方に位置していることを特徴とする請求項２に記載の二足歩行ロボット。
【請求項５】
当該ロボットが直立状態であるときに、前記左右両脚部の外装を成す脚部ハウジングを鉛直方向に延伸する形状とし、その左右の脚部ハウジングのそれぞれにおいて、下端に設けた足首関節部における前後方向の軸よりも上端に設けた股関節部における前後方向の軸を外方側に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の二足歩行ロボット。
【請求項６】
正面視の状態で、左右半身のそれぞれにおいて、足首関節部における前後方向の軸と股関節部における前後方向の軸とを結ぶ軸線の延伸方向と、脚部の外装を成す脚部ハウジングの延伸方向とが斜交していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の二足歩行ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二足歩行ロボットに関し、更に詳しくは、二足歩行の歩容に関係する脚部の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人間の歩行形態を模した二足歩行ロボットの研究・開発が、様々な企業や研究機関で積極的に進められている。二足歩行は人間にとってはごく通常の日常的な動作の１つであるが、こうした歩行形態をロボットで実現することは容易ではなく、従来より、二足歩行に適した脚部関節構造や歩容などについて、各種の提案がなされている（例えば、特許文献１、２及び３など参照）。
【０００３】
図７は、上記特許文献１などに記載されている従来の二足歩行ロボットの脚部の関節構造を示す概略斜視図である。図７では、ロボットの前後方向つまり進行方向をｘ軸、左右方向をｙ軸、高さ方向をｚ軸と定めている。
【０００４】
図７において、胴体部１に連結された左右の脚部２Ｌ、２Ｒはそれぞれ、上から大腿リンク１２Ｌ、１２Ｒ、下腿リンク１３Ｌ、１３Ｒ、及び足首リンク１４Ｌ、１４Ｒから成り、両脚部２Ｌ、２Ｒの上端は連結部１１で互いに連結されている。関節としては、連結部１１と大腿リンク１２Ｌ、１２Ｒとの間に股関節部３Ｌ、３Ｒが、大腿リンク１２Ｌ、１２Ｒと下腿リンク１３Ｌ、１３Ｒとの間に膝関節部４Ｌ、４Ｒが、下腿リンク１３Ｌ、１４Ｒと足首リンク１４Ｌ、１４Ｒとの間に足首関節部５Ｌ、５Ｒがあり、足首関節部５Ｌ、５Ｒを介して足首リンク１４Ｌ、１４Ｒには左足部６Ｌ、右足部６Ｒが連結されている。
【０００５】
股関節部３Ｌ、３Ｒは、前後方向のｘ軸の周りに回動するモータ２１Ｌ、２１Ｒ、左右方向のｙ軸の周りに回動するモータ２２Ｌ、２２Ｒ、及び、ｚ軸の周りに回動する脚部旋回用のモータ２３Ｌ、２３Ｒ、を含む。これにより、大腿リンク１２Ｌ、１２Ｒは胴体部１（又は連結部１１）に対して、ｘ、ｙ、ｚの３軸の周りに少なくとも所定角度範囲で回動可能となっている。
【０００６】
膝関節部４Ｌ、４Ｒは、左右方向のｙ軸の周りに回動するモータ２４Ｌ、２４Ｒを含む。これにより、下腿リンク１３Ｌ、１３Ｒは大腿リンク１２Ｌ、１２Ｒに対して、ｙ軸の周りにのみ少なくとも所定角度範囲で回動可能となっている。
【０００７】
足首関節部５Ｌ、５Ｒは、前後方向のｘ軸の周りに回動するモータ２５Ｌ、２５Ｒ、及び、左右方向のｙ軸の周りに回動するモータ２６Ｌ、２６Ｒを含む。これにより、足首リンク１４Ｌ、１４Ｒは下腿リンク１３Ｌ、１３Ｒに対して、ｘ、ｙの２軸の周りに少なくとも所定角度範囲で回動可能となっている。
【０００８】
上記各関節部３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒに設けられた複数のモータがそれぞれ駆動されることで上記各リンクが動作し、それによって左右両脚部２Ｌ、２Ｒによる二足歩行が達成される。図８は、従来の一般的な二足歩行ロボットにおける前進歩行時の両脚部の動作形態を概略的に示す模式図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【０００９】
図８（ａ）-(1)に示すように、左右脚部２Ｌ、２Ｒをほぼ等しく前後に開いた状態から、前進するために前方側の左脚部２Ｌに徐々に重心を移してゆく（つまりは胴体部１を前方に移動させる）際に、左脚部２Ｌの膝を徐々に曲げる（（ａ）-(2)参照）。そして、右脚部２Ｒの膝を曲げながら大腿リンク１２Ｒを引き上げて右足部６Ｒを床面から離間させて前方へと運び（（ａ）-(3)及び(4)参照）、前方へと着地させる（（ａ）-(5)参照）。また、右足部６Ｒが床面から離れて片脚支持になったときにバランスを崩さないように、図８（ｂ）に示すように、持ち上げた右脚部２Ｒとは反対方向（左方向）に両脚部２Ｌ、２Ｒを傾かせ、それによって重心を左方向に移動させている。このような動作を両脚部２Ｌ、２Ｒで交互に行うことにより、二足の前進歩行を行っている。
【００１０】
しかしながら、こうした従来の二足歩行ロボットの歩行形態は人間のそれと比べるとぎこちないように見える。その大きな理由の１つは、歩行動作中の膝関節部の曲げ角度にある。すなわち、従来の一般的な二足歩行ロボットでは、歩行動作の過程で一方の足部６Ｌ又は６Ｒが床面から離間する直前からそれが再び着地するまでの間（図８（ａ）-(2)〜(5)参照）に、他方の着地している脚部２Ｒ又は２Ｌの膝関節部はずっと曲がった状態にある。これに対し、人間の一般的な歩行形態では、このような場合に、着地している側の脚部では膝は殆ど真っ直ぐ伸びた状態にある。したがって、人間から見れば、二足歩行ロボットはいわゆる中腰の姿勢で歩行しているような状態である。
【００１１】
【特許文献１】特許第２５９２３４０号公報
【特許文献２】特許第３４０５８６８号公報
【特許文献３】特開２００１−６２７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、着地している脚部側において膝を伸ばした状態での歩行を可能とすることにより、人間の一般的な歩行形態に近い、より自然に見える歩行動作を達成することができる二足歩行ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために成された本発明は、胴体部と、該胴体部に股関節部を介して連結された左脚部及び右脚部と、該左右両脚部の下端に足首関節部を介して連結された左足部及び右足部と、を有し、前記股関節部及び足首関節部はともに、それぞれ少なくとも左右方向の軸と前後方向の軸との２つの回動軸を含み、複数の前記回動軸を駆動源により駆動することで歩行を行う二足歩行ロボットにおいて、
前記左右両脚部を交互に前後に駆動させることで歩行を行う際に、前記駆動源は、前記胴体部がその姿勢を維持した状態で左方又は右方に移動する途中で、左右両半身の双方で股関節部における前後方向の軸が足首関節部における前後方向の軸よりも外方に位置するように各回動軸を駆動することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の具体的な一実施態様として、左右両脚部はそれぞれ、大腿リンクと、該大腿リンクに膝関節部を介して連結された下腿リンクとを有し、該膝関節部は少なくとも左右方向の回動軸と該回動軸を駆動する駆動源とを含み、前記左右両脚部を交互に前後に駆動させることで歩行を行う際に、足部裏が着地している脚部では膝関節部を伸ばすように複数の前記駆動源を制御する構成とすることができる。
【００１５】
すなわち、従来の二足歩行ロボットでは、股関節部における前後方向の軸と足首関節部における前後方向の軸とを結ぶ線が、正面から見た状態でほぼ鉛直方向に延伸していたのに対し、本発明に係る二足歩行ロボットでは、同じ線が下方から上方に向かうに従い鉛直方向から外方に傾いた状態となるようにしている。また、本発明に係る二足歩行ロボットは、前記股関節部の前後方向の軸の周りの回動駆動により胴体部の左右方向の移動による重心移動を行うものであり、左右両脚部を交互に前後に駆動させることで歩行を行う際に、左右両脚部で膝関節部を伸ばした状態であるときに胴体部の移動による重心の移動を行うようにしている。また、本発明の別の態様としては、左左右両脚部を交互に前後に駆動させることで歩行を行う際に、側面視において膝関節部が伸びている左右両脚部が胴体部を頂部として逆Ｖ字状に前後方向に開かれた状態であるときに、正面視において左右両半身でともに股関節部における前後方向の軸が足首関節部における前後方向の軸よりも外方に位置するようにしている。また、本発明のさらに別の態様としては、前記膝関節部の前後方向の軸の周りの回動駆動により胴体部の左右方向の移動による重心移動を行うものであり、左右両脚部を交互に前後に駆動させつつ胴体部による重心を左右方向に移動させながら歩行を行う際に、重心が左端又は右端まで移動してその移動方向が反転するときに、その重心が位置する側と左右反対側の脚部においては股関節部における前後方向の軸が足首関節部における前後方向の軸の直上に位置するようにしている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る二足歩行ロボットでは、前進歩行動作において、両脚部が前後に開き且つ両足部がともに床面に着地した状態から、重心を前方に移動させるとともに、片脚立ち時の左右方向のバランスを維持するために軸足となる側（左方又は右方）に重心を移動させる。重心つまり胴体部を前方に移動するためには、前方側の脚部を起立させてゆき、それに伴い後方側の脚部は徐々に前方に傾倒してゆく。このとき、前方側脚部の股関節部は上昇し、後方側脚部の股関節部は下降する動きとなる。一方、重心を左方又は右方へと移動させることにより、両脚部は同方向に傾倒する。両脚部は上記のようにもともとその軸線が外方に傾いているので、例えば左方向に傾倒すると、左脚部の股関節部は下降し、右脚部の股関節部は上昇する動きとなる。この股関節部の上下動は上記重心が前方に移動することによる上下動と反対方向の動きとなり、両者はちょうど相殺される。それによって、脚部の長さを調整することなく、すなわち膝を曲げることなく胴体部の移動を行うことができる。
【００１７】
このように本発明に係る二足歩行ロボットによれば、歩行動作時に両足部が着地している状態で胴体部を移動させる際に、両脚部ともに膝を伸ばした状態を維持することができ、そのために一方の脚部を引き上げた状態でも、他方の着地している脚部側で膝を伸ばすことが可能となる。これによって、従来のように膝を曲げた状態、いわゆる中腰姿勢で歩行することがなく、人間の一般的な歩行形態に近い、より自然に見える歩行動作を達成することができる。
【００１８】
上述したように本発明に係る二足歩行ロボットでは、股関節部における前後方向の軸と足首関節部における前後方向の軸とを結ぶ線が、正面から見た状態で下方から上方に向かうに従い鉛直方向から外方に傾いた状態となり、脚部の外装を成すハウジングをこの線に沿うように設けた場合、両脚が極端に内向して略Ｖ字型状となり、不自然な体型になる。そこで、好ましくは、当該ロボットが直立状態であるときに、脚部の外装を成す脚部ハウジングを鉛直方向に延伸する形状とし、その左右の脚部ハウジングのそれぞれにおいて、下端に設けた足首関節部における前後方向の軸よりも上端に設けた股関節部における前後方向の軸を外方側に配置した構成とするとよい。換言すれば、正面視の状態で、左右半身のそれぞれにおいて、足首関節部における前後方向の軸と股関節部における前後方向の軸とを結ぶ軸線の延伸方向と、脚部の外装を成す脚部ハウジングの延伸方向とが斜交したものとなる。
【００１９】
すなわち、この構成では、ロボットが直立した状態では、脚部ハウジングはほぼ真っ直ぐ上下方向に伸びているため、外観上ごく自然な体型を有するが、正面視の状態で股関節部における前後方向の軸は足首関節部における前後方向の軸よりも外方にずれているため、上述したように自然な歩行動作が可能となる。その結果、外観上の形態の自然さと見かけ上の歩行動作の自然さとを両立させることができる。
【００２０】
なお、本発明に係る二足歩行ロボットにおいては、全ての回転軸がそれぞれ駆動源を有する構成であってもよいことはもちろんであるが、駆動源の数が回転軸の数よりも少なく、１つの以上の回転軸は他の回転軸に対して従動するような構成であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施例による二足歩行ロボットを図１〜図６を参照して説明する。図１は本実施例の二足歩行ロボットの脚部の関節構造を示す概略斜視図、図２は図１の関節構造の正面図（ａ）及び左側面図（ｂ）、図３は脚部の軸線（股関節部と足首関節部を結ぶ線）の傾きと歩幅との理想的な関係を示す概略図、図４は脚部の関節構造に脚部の外装を成す脚部ハウジングを取り付けたときの状態を示す概略図、図５は膝関節を曲げる際の脚部ハウジングの状態を示す側面図、図６はこの二足歩行ロボットの前進歩行時の両脚部の動作形態を示す概略図である。上記各図において既に説明した構成要素と同一又は相当する部分には同一の符号を付して、特に要しない限り説明を省略する。
【００２２】
本実施例の二足歩行ロボットにおいて図７に示した従来の構成と最も相違する点は、股関節部３Ｌ、３Ｒにおけるモータ２１Ｌ、２１Ｒとモータ２２Ｌ、２２Ｒとの位置関係、及び、足首関節部５Ｌ、５Ｒにおけるモータ２５Ｌ、２５Ｒとモータ２６Ｌ、２６Ｒとの位置関係である。具体的には、モータ２１Ｌ、２１Ｒはモータ２２Ｌ、２２Ｒの外方に、モータ２５Ｌ、２５Ｒはモータ２６Ｌ、２６Ｒの内方に設けられ、それによって、図１及び図２（ａ）で明らかなように、正面視において股関節部３Ｌ、３Ｒのｘ軸方向の回転軸は足首関節部５Ｌ、５Ｒのｘ軸方向の回転軸よりも外方に位置している。
【００２３】
これにより、このロボットが両脚部２Ｌ、２Ｒを真横に揃えて直立した状態において、及び、図３（ｂ）並びに図６（ａ）-(1)に示すように両脚部２Ｌ、２Ｒを前後に開いた状態において、正面視におけるｘ軸周りの回転軸（４個所）を結ぶ線は図１、図２でＡ線として示すように底辺が短辺である台形状に形成されている。すなわち、股関節部３Ｌ（又は３Ｒ）におけるｘ軸周りの回転軸と足首関節部５Ｌ（又は５Ｒ）におけるｘ軸周りの回転軸とを結ぶ軸線は、鉛直方向に対して外方に角度θだけ傾いている。一方、従来の二足歩行ロボットでは、図７に示すように、同じ条件におけるＡ線は底辺と上辺との長さがほぼ同一の長方形状（平行四辺形状）である。
【００２４】
次に、図６と図８とを対比させながら、上述したような回転軸の位置の相違による、本実施例の二足歩行ロボットと従来の二足歩行ロボットとの歩行動作の基本的な相違について説明する。
【００２５】
従来の二足歩行ロボットにおいては、図８（ａ）-(1)に示すように左脚部２Ｌを前、右脚部２Ｒを後にほぼ等しい角度で開いた状態から前進のために前方に重心（つまり胴体部１及び連結部１１）を徐々に移動させ、それとともに、後で左脚部２Ｌでの片脚立ち時のバランスをとるために重心を左方向に移動させるべく左脚部２Ｌを左方に傾倒させてゆく。いま、左方向への重心の移動のみを考えると、左脚部２Ｌを左方向に傾倒させると連結部１１を介して右脚部２Ｒも同様に傾倒するから、正面視の状態では、初め長方形状であるＡ線が左側方（図８の紙面上では右方）に傾倒した平行四辺形になる。したがって、連結部１１（つまり胴体部１）の位置は重心移動前よりも下がる。
【００２６】
ところが、歩行動作時には上述したように重心を前方へも移動させる必要があり、その際には、前方側の左脚部２Ｌを起立させてゆき、後方側の右脚部２Ｒは前方に傾倒する。これは、左股関節部３Ｌは上昇する一方、右股関節部３Ｒが下降する動きである。胴体部１を水平に維持するために連結部１１をほぼ水平に維持する必要があるが、そのためには右関節部３Ｒから右足首部５Ｒまでの直線距離を伸ばすか、或いは左股関節部３Ｌから左足首部５Ｌまでの直線距離を縮めなければならない。前者は実質的に不可能であるため、最も容易に対応できる方法は、左脚部２Ｌの膝関節部４Ｌを曲げることにより、左股関節部３Ｌから左足首部５Ｌまでの直線距離を縮めることである。このように、従来の二足歩行ロボットにおいて、図８（ａ）-(2)に示したように、歩行時に前方側に踏み出した脚部の膝関節を曲げることには必然性がある。こうして膝関節を曲げた姿勢のまま右足部６Ｒを床面から離間させることが必要であり、また図８（ａ）-(5)に示すようにその右足部６Ｒを前方に着地させる際にも同様の条件を満たす必要があるため、膝関節を曲げた状態で上げた足を前へと運ぶことになる。
【００２７】
これに対し、本実施例による二足歩行ロボットでは、上述したように、股関節部３Ｌ（又は３Ｒ）におけるｘ軸周りの回転軸と足首関節部５Ｌ（又は５Ｒ）におけるｘ軸周りの回転軸とを結ぶ軸線が、鉛直方向に対して外方に角度θだけ傾いている。これは、軸線が角度θだけ傾くことによって、その分だけ高さ方向の余裕度を有しているとみることができる。
【００２８】
本実施例の二足歩行ロボットでも、歩行動作時には、図６（ａ）-(1)に示すように左脚部２Ｌを前、右脚部２Ｒを後にほぼ等しい角度で開いた状態から前進のために前方に重心（つまり胴体部１及び連結部１１）を徐々に移動させ、それとともに、後で左脚部２Ｌでの片脚立ち時のバランスをとるために重心を左方向に移動させるべく左脚部２Ｌを左方に傾倒させてゆく。いま、左方向への重心の移動のみを考えると、左脚部２Ｌを左方向に傾倒させると連結部１１を介して右脚部２Ｒも同様に傾倒するが、上述したように角度θの余裕があることによって、正面視の状態で右股関節部３Ｒと右足首関節部５Ｒとを結ぶ線は略鉛直方向に近づく（つまりθが０に近づき）一方、左股関節部３Ｌと左足首関節部５Ｌとを結ぶ線は一層左方向に傾く（つまりθが大きくなる）。したがって、重心の前方移動を考えない条件の下では、右股関節部３Ｒは初めの位置よりも上昇する一方、左股関節部３Ｌは初めの位置よりも下降し、連結部１１は左下がり状態になる。
【００２９】
ところが、重心を前方に移動させるために、前方側の左脚部２Ｌを起立させてゆき、それに伴い後方側の右脚部２Ｒは前方に傾倒することになる。上述したように、これは左股関節部３Ｌが上昇する一方、右股関節部３Ｒは下降する動きであるから、ちょうど前述したような重心の左方向への移動に伴う股関節部３Ｌ、３Ｒの上下動とは全く逆の動きである。そのため、この両者の動きが相殺され、図６（ｂ）-(2)に示すように、両股関節部３Ｌ、３Ｒの位置はほぼ同じ高さに維持され、膝関節を曲げる必要がなくなる。それによって、図６（ａ）-(2)に示すように、右足部６Ｒが床面から離れる直前まで左脚部２Ｌの膝関節部４Ｌを伸ばした状態に保つことができる。また、同様に図６（ａ）-(5)に示すように、右足部６Ｒが床面に着地する際にも左脚部２Ｌの膝関節部４Ｌを伸ばした状態とすることができる。それによって、図６（ａ）-(2)〜(5)に示すように右足部６Ｒを持ち上げて着地させるまでの一連の動作中に、着地している左脚部２Ｌ側では膝関節部４Ｌを伸ばした状態とすることができる。
【００３０】
このようにして、本実施例の二足歩行ロボットでは、従来の二足歩行ロボットとは異なり、膝を曲げた不自然な姿勢をとらずに歩行動作を行うことが可能となる。
【００３１】
なお、上述したように左右の股関節部３Ｌ、３Ｒの上下方向の動きが完全に相殺されるのは、図３に示すように、両脚部２Ｌ、２Ｒの軸線の傾きの角度θ（図３（ａ）参照）と歩幅に相当する歩行時の両脚部２Ｌ、２Ｒの開き角度θ（図３（ｂ）参照）とが同一となる理想的な条件を満たしたときである。但し、この条件が完全に満たせない場合であっても、例えば僅かに膝関節部を曲げることによって連結部１１を水平に維持したり、逆に膝関節部は曲げずに連結部１１が若干水平でなくなることを許容したり（この場合、胴体部１自体を連結部１１に対して少し回動させて胴体部１を水平に維持することも考え得る）すればよく、そうした場合でも、従来のように大きく膝を曲げた状態の歩行形態と比較すれば、格段に見栄えのよい歩行形態を実現することができる。
【００３２】
さて、本実施例の二足歩行ロボットでは、見かけ上自然な歩行動作を達成するために意図的に股関節部３Ｌ、３Ｒのｘ軸方向の回転軸を足首関節部５Ｌ、５Ｒのｘ軸方向の回転軸よりも外方に配置しているため、これらを結ぶ軸線は鉛直方向に対して角度θだけ傾いているが、外観上、脚部の形状が自然に見えるように、脚部の外装を成す脚部ハウジングはほぼ鉛直方向に延伸するように形成されている。この点について、図４及び図５により説明する。
【００３３】
図４に示すように、脚部ハウジングは下腿リンク１３Ｌ、１３Ｒをそれぞれ被包する下腿ハウジング３０Ｌ、３０Ｒと、大腿リンク１２Ｌ、１２Ｒをそれぞれ被包する大腿ハウジング３１Ｌ、３１Ｒとから成るが、左足部、右脚部ともに全体として鉛直方向に延伸している。足首関節部のモータ２５Ｌ、２５Ｒの回転軸は下腿ハウジング３０Ｌ、３０Ｒの下端の内方側に設けられ、股関節部のモータ２１Ｌ、２１Ｒの回転軸は大腿ハウジング３１Ｌ、３１Ｒの上端の外方側に設けられており、それによって脚部ハウジングはほぼ真っ直ぐに上下方向に伸びながら軸線は上記条件を満たし得る。これにより、本実施例の二足歩行ロボットは、直立した状態でもごく自然な体型を有している。
【００３４】
また、歩行に際して図５に示すように膝関節部４Ｌ、４Ｒを曲げると、大腿ハウジング３１Ｌと下腿ハウジング３０Ｌ、大腿ハウジング３１Ｒと下腿ハウジング３０Ｒはそれぞれ膝関節部４Ｌ、４Ｒの後方側で干渉することになるが、大腿ハウジング３１Ｌ、３１Ｒが下腿ハウジング３０Ｌ、３０Ｒの内側に入り込むことによってその干渉を避けている。但し、そのために下腿ハウジング３０Ｌ、３０Ｒの後面を開放させておくと見栄えに差し障りがある。そこで、図５に示すように、下腿ハウジング３０Ｌ、３０Ｒの後面にあっては、固定部３２の上端にばね３４によって可動部３３を連結し、大腿ハウジング３１Ｌ、３１Ｒによって後方から押圧されたときに可動部３３が下腿ハウジング３０Ｌ、３０Ｒの内側に倒れ込むように構成されている。例えば直立時等、大腿ハウジング３１Ｌ、３１Ｒによる押圧が無い状態では、ばね３４の付勢力によって可動部３３は固定部３２とほぼ面一の状態となり、後方からも下腿ハウジング３０Ｌ、３０Ｒの内部が見えることはなく、外観上の見栄えも良好である。また、ばね３４の付勢力を適宜に定めておけば、膝関節を曲げる際に大腿ハウジング３１Ｌ、３１Ｒが可動部３３に当接しても、大きな抗力を受けずに可動部３３を押し込むことができるから、良好な歩行を妨げることもない。
【００３５】
なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲であれば適宜変更や修正を行えることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例による二足歩行ロボットの脚部の関節構造を示す概略斜視図。
【図２】本実施例による二足歩行ロボットの脚部の関節構造を示す正面図（ａ）及び右側面図（ｂ）。
【図３】本実施例による二足歩行ロボットにおける脚部の軸線の傾きと歩幅との理想的な関係を示す概略図。
【図４】本実施例による二足歩行ロボットにおいて脚部の関節構造に脚部ハウジングを取り付けたときの状態を示す概略図。
【図５】本実施例による二足歩行ロボットにおいて膝関節を曲げる際の脚部ハウジングの状態を示す側面図。
【図６】本実施例による二足歩行ロボットの両脚部の動作形態（歩容）を示す概略図。
【図７】従来の二足歩行ロボットの脚部の関節構造を示す概略斜視図。
【図８】従来の二足歩行ロボットの両脚部の動作形態（歩容）を示す概略図。
【符号の説明】
【００３７】
１…胴体部
２Ｌ、２Ｒ…脚部
３Ｌ、３Ｒ…股関節部
４Ｌ、４Ｒ…膝関節部
５Ｌ、５Ｒ…足首関節部
６Ｌ、６Ｒ…足部
１１…連結部
１２Ｌ、１２Ｒ…大腿リンク
１３Ｌ、１３Ｒ…下腿リンク
１４Ｌ、１４Ｒ…足首リンク
２１Ｌ、２１Ｒ…モータ
２２Ｌ、２２Ｒ…モータ
２３Ｌ、２３Ｒ…モータ
２４Ｌ、２４Ｒ…モータ
２５Ｌ、２５Ｒ…モータ
２６Ｌ、２６Ｒ…モータ
３０Ｌ、３０Ｒ…下腿ハウジング
３１Ｌ、３１Ｒ…大腿ハウジング
【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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