(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを備え、前記モータドライバと前記ブラシ付きＤＣモータにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、
前記ブラシ付きＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、
前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が互いに比例関係にあるように構成し、
前記モータドライバに対して、前記ブラシ付きＤＣモータを直列配線し、
前記直列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線し、
前記ブラシ付きＤＣモータは、個々の起動電流値、もしくは個々の公称電圧値を個々のモータ端子間抵抗値で割った値、もしくは個々の起動トルク値を個々のトルク定数値で割った値が同じ値を有するモータであると共に、
前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の無負荷回転数値を前記個別減速率で割った値、もしくは前記ブラシ付きＤＣモータの個々の公称電圧値を個々のトルク定数値と前記個別減速率で割った値が互いに等しくなるように構成する
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを備え、前記モータドライバと前記ブラシ付きＤＣモータにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、
前記ブラシ付きＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、
前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が互いに比例関係にあるように構成し、
前記モータドライバに対して、前記ブラシ付きＤＣモータを直列配線し、
前記直列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線するとともに、
前記１自由度の運動の位置もしくは速度もしくは位置と速度を直接的にもしくは等価的に検出する運動検出センサを１つ備え、
前記運動検出センサを用いて前記モータドライバの出力を制御することにより前記１自由度の運動の位置もしくは速度を制御し、
前記ブラシ付きＤＣモータは、個々の起動電流値、もしくは個々の公称電圧値を個々のモータ端子間抵抗値で割った値、もしくは個々の起動トルク値を個々のトルク定数値で割った値が同じ値を有するモータであると共に、
前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の無負荷回転数値を前記個別減速率で割った値、もしくは前記ブラシ付きＤＣモータの個々の公称電圧値を個々のトルク定数値と前記個別減速率で割った値が互いに等しくなるように構成する
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを備え、前記モータドライバと前記ブラシ付きＤＣモータにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、
前記ブラシ付きＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、
前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が互いに比例関係にあるように構成し、
前記モータドライバに対して、前記ブラシ付きＤＣモータを直列配線し、
前記直列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線し、
前記ブラシ付きＤＣモータは、個々の定格電流値、もしくは個々の最大連続電流値が同じ値を有するモータであると共に、
前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の定格回転数値を前記個別減速率で割った値、もしくは前記ブラシ付きＤＣモータの個々の最大連続電流値に個々のモータ端子間抵抗値を掛けた値を個々のトルク定数値と前記個別減速率で割った値が互いに等しくなるように構成する
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを備え、前記モータドライバと前記ブラシ付きＤＣモータにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、
前記ブラシ付きＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、
前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が互いに比例関係にあるように構成し、
前記モータドライバに対して、前記ブラシ付きＤＣモータを直列配線し、
前記直列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線するとともに、
前記１自由度の運動の位置もしくは速度もしくは位置と速度を直接的にもしくは等価的に検出する運動検出センサを１つ備え、
前記運動検出センサを用いて前記モータドライバの出力を制御することにより前記１自由度の運動の位置もしくは速度を制御し、
前記ブラシ付きＤＣモータは、個々の定格電流値、もしくは個々の最大連続電流値が同じ値を有するモータであると共に、
前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の定格回転数値を前記個別減速率で割った値、もしくは前記ブラシ付きＤＣモータの個々の最大連続電流値に個々のモータ端子間抵抗値を掛けた値を個々のトルク定数値と前記個別減速率で割った値が互いに等しくなるように構成する
ことを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１自由度の運動を作り出す駆動装置に関するものである。モータやモータドライバの設置スペースが限られた駆動装置に好適に利用できるとともにその高出力化に利用できる駆動装置に関するものである。特にロボットの体内スペースが限られたロボットに好適に利用できるとともにその高出力化に利用できる駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
関節を備えたロボットは、１つのモータで１つの関節を駆動するロボットや、１つのモータで複数の関節を駆動するロボットや、２つのモータで１つの関節を駆動するロボットなど、多種多様存在する。
例えば、特許文献１では、１つのモータで１つの関節を駆動するロボットが開示されている。また、特許文献２では、１つのモータで複数の関節を駆動するロボットが開示されている。更に、特許文献３では、２つのモータで１つの関節を駆動するロボットが開示されている。加えて、特許文献４では、脚部に発生する慣性力を低減できるようにしたロボットが開示されている。
【０００３】
特許文献１のように、ロボットの関節数と同じ数のモータを配置すると、複雑な動作が可能であると同時に、各モータの制御により各関節制御が可能になり、ロボットの制御が容易になる。そのため、現在の産業用ロボットの多くは、関節数と同数のモータにより関節が駆動される構成になっている。
しかしながら、この駆動構成を、ロボットの体内スペースが限られたロボットに適用する場合、選定できるモータが限られるため、設計が制約されたり、高出力化が非常に難しい問題を有している。
【０００４】
特許文献２のように、１つのモータで複数の関節を駆動する構成の場合、小型化には非常に優れている。
しかしながら、１つのモータで複数の関節を駆動するために、複雑な動作の実現は難しく、またモータのパワーが複数の関節で分散消費されるため関節で発生する力も弱くなる問題がある。
【０００５】
特許文献３のように、２つのモータで１つの関節を駆動する構成の場合、高出力化には非常に優れている。
しかしながら、２つのモータを個々のモータドライバで駆動しているため、高コストになる問題を有している。また、省配線化や軽量化に適していない問題も有している。
更に、モータの数と同じ数のモータドライバが必要であるため、ロボットの体内スペースの空きスペースが狭くなる問題も有している。
そのため、体内スペースが限られたロボットに適用する場合、体内スペースの空きスペースがより狭くなり、モータやモータドライバの熱を逃がす流路が確保し難くなる問題も有している。
【０００６】
特許文献４では、モータの配置位置を動かそうとするリンクよりも重力方向において上方のリンクに配置することにより、動かそうとするリンクの重量を軽量化し、慣性力を低減している。慣性力が低減されたことによりモータへの負担が軽減される特徴を有している。
しかしながら、特許文献４では関節数と同じ数のモータが使用されており、特許文献１と同様に、ロボットの体内スペースが限られたロボットに適用する場合、選定できるモータが限られるため、設計が制約されたり、高出力化が非常に難しい問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−１８４７８２号公報
【特許文献２】特開２００３−１８１７８７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３１３０５号公報
【特許文献４】特開２００７−２４５３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
産業用ロボットに関しては、これまで１台のマニピュレータで作業を行ってきていた。
しかしながら、複数台のマニピュレータにより、複雑な作業を実現することが期待されてきている。また、複数台のマニピュレーションで作業をする際には、お互いに衝突せずに作業を遂行する必要があり、よりスマートなマニピュレータでスムーズな作業を実現するニーズが出てきている。
一方、近年、人間型ロボットが開発され、実環境で移動する人間型ロボットが登場してきている。人間型ロボットの応用として、人間が生活する環境で人間が行う作業の代替え作業が期待されている。
人間用に設計された機器（例えば、建設車両や電動工具）を改造することなく人間型ロボットに使用させて代替え作業を実施する場合には、人間型ロボットには人間と同じような体系や人間と同じような複雑な動作が求められる。加えて、人間型ロボットによる、よりスムーズでより力強い作業も期待されている。
このようにモータやモータドライバの設置スペースが限られた駆動装置の高出力化が求められている。
【０００９】
特許文献１では、人間と同じような体系を有するロボットの関節構造について開示されている。
ロボットの関節数と同じ数のモータが配置されており、また人の関節位置に類似した位置に関節を設けており、人間と同様な複雑な動作が可能になっている。
しかしながら、ロボットの駆動装置の高出力化のために高出力を備えたモータを採用しようとすると、高出力化と共にモータ寸法も大きくなるため、ロボットの限られた体内スペースに高出力モータを配置することは困難であった。
【００１０】
特許文献２では、複数関節を有するロボットを１つのモータで駆動する装置が開示されている。
しかしながら、１つのモータで複数の関節を駆動するために、複雑な動作の実現は難しく、またモータのパワーが複数の関節で分散消費されるため関節で発生する力も弱くなる問題があった。
【００１１】
特許文献３では、２つのモータで１つの関節を駆動する関節構造が開示されている。高出力化には非常に優れているものの、２つのモータを個々のモータドライバで駆動しているため、高コストになる問題を有している。また、省配線化や軽量化に適していない問題も有している。
更に、モータの数と同じ数のモータドライバが必要であるため、ロボットの体内スペースの空きスペースが狭くなる問題も有している。そのため、体内スペースが限られたロボットに適用する場合、体内スペースの空きスペースがより狭くなり、モータやモータドライバの熱を逃がす流路が確保し難くなる問題も有している。
【００１２】
特許文献４では、モータの配置位置を動かそうとするリンクよりも重力方向において上方のリンクに配置することにより、動かそうとするリンクの重量を軽量化し、慣性力を低減している。慣性力が低減されたことによりモータへの負担が軽減される特徴を有している。
しかしながら、特許文献４では関節数と同じ数のモータが使用されており、特許文献１と同様に、ロボットの体内スペースが限られたロボットに適用する場合、選定できるモータが限られるため、設計が制約されたり、高出力化が非常に難しい問題を有している。
【００１３】
それゆえこの発明の目的は、１つのモータドライバと少なくとも２つ以上のモータで１自由度の運動を作り出し、高い出力を実現する高出力化した駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を有利に解決するためになされたものであり、本発明の第一の解決手段は、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを備え、前記モータドライバと前記ブラシ付きＤＣモータにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、前記ブラシ付きＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が互いに比例関係にあるように構成し、前記モータドライバに対して、前記ブラシ付きＤＣモータを直列配線し、前記直列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線することを特徴としている。
【００１５】
このような本発明の第一の解決手段によれば、１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバと少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータで１自由度の運動を作りだしているため、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
また、駆動装置の出力を２つ以上のモータで分担するため各モータ寸法を小さくすることができ、モータやモータドライバの設置スペースが限られた駆動装置においてもこれらの配置が容易になる。
加えて、２つ以上のモータを駆動するのに１つのモータドライバを使用しているため、低コスト化、省配線化、軽量化にも適している。
更に、モータやモータドライバの体内スペース占有容積を小さくでき、モータやモータドライバの熱を逃がす流路も確保できることが可能である。
【００１６】
本発明の第二の解決手段によれば、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを備え、前記モータドライバと前記ブラシ付きＤＣモータにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、前記ブラシ付きＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が互いに比例関係にあるように構成し、前記モータドライバに対して、前記ブラシ付きＤＣモータを直列配線し、前記直列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線するとともに、前記１自由度の運動の位置もしくは速度もしくは位置と速度を直接的にもしくは等価的に検出する運動検出センサを１つ備え、前記運動検出センサを用いて前記モータドライバの出力を制御することにより前記１自由度の運動の位置もしくは速度を制御することを特徴としている。
【００１７】
すなわち本発明の第二の解決手段は、本発明の第一の解決手段を行うとともに、前記１自由度の運動の位置もしくは速度もしくは位置と速度を直接的にもしくは等価的に検出する運動検出センサを１つ追加して設け、前記運動検出センサを用いて前記モータドライバの出力を制御することにより前記１自由度の運動の位置もしくは速度を制御することを特徴としている。
【００１８】
このような本発明の第二の解決手段によれば、本発明の第一の解決手段による効果に加え、１自由度の運動の位置や速度を制御することができ、所望の動きを実現することができる。
【００１９】
本発明の第一の解決手段および第二の解決手段の第一の具体的方法によれば、前記ブラシ付きＤＣモータは全て同じ特性を有するモータであると共に、前記個別減速率が全て等しく構成した。
【００２０】
このような本発明の第一の解決手段および第二の解決手段の第一の具体的方法によれば、１つのブラシ付きＤＣモータドライバに接続される少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータの個々への負担が均等に分散されるとともに、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能になる。
また、前記ブラシ付きＤＣモータは全て同じ特性を有するモータを採用しているため、故障に備えたモータの補用部品の在庫数を抑えるこが可能になる。
【００２１】
本発明の第一の解決手段および第二の解決手段の第二の具体的方法によれば、前記ブラシ付きＤＣモータは、個々の起動電流値、もしくは個々の公称電圧値を個々のモータ端子間抵抗値で割った値、もしくは個々の起動トルク値を個々のトルク定数値で割った値が同じ値を有するモータであると共に、前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の無負荷回転数値を前記個別減速率で割った値、もしくは前記ブラシ付きＤＣモータの個々の公称電圧値を個々のトルク定数値と前記個別減速率で割った値が互いに等しくなるように構成した。
【００２２】
このような本発明の第一の解決手段および第二の解決手段の第二の具体的方法によれば、ブラシ付きＤＣモータの個々の起動電流値、もしくは個々の公称電圧値を個々のモータ端子間抵抗値で割った値、もしくは個々の起動トルク値を個々のトルク定数値で割った値が同じ値を有するモータを採用することにより、モータに流れる過電流によるモータへの負担を各モータで均等に分散することが可能になる。
また、前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の無負荷回転数値を前記個別減速率で割った値、もしくは前記ブラシ付きＤＣモータの個々の公称電圧値を個々のトルク定数値と前記個別減速率で割った値が互いに等しくなるように構成することにより、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能になる。
そのため、加減速の激しい運動が要求される場合においても、特にロボットの関節の運動を作り出す場合においても、各モータへの負担を均等に分散して１自由度の運動を作り出すことが可能である。
更に、２つ以上のブラシ付ＤＣモータを異なる形状のモータを採用することができるため、モータの配置の自由度も向上する。
【００２３】
本発明の第一の解決手段および第二の解決手段の第三の具体的方法によれば、前記ブラシ付きＤＣモータは、個々の定格電流値、もしくは個々の最大連続電流値が同じ値を有するモータであると共に、前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の定格回転数値を前記個別減速率で割った値、もしくは前記ブラシ付きＤＣモータの個々の最大連続電流値に個々のモータ端子間抵抗値を掛けた値を個々のトルク定数値と前記個別減速率で割った値が互いに等しくなるように構成した。
【００２４】
このような本発明の第一の解決手段および第二の解決手段の第三の具体的方法によれば、前記ブラシ付きＤＣモータは、個々の定格電流値、もしくは個々の最大連続電流値が同じ値を有するモータを採用することにより、連続稼働時にモータに流れる連続電流によるモータへの負担を各モータで均等に分散することが可能になる。
また、前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の定格回転数値を前記個別減速率で割った値、もしくは前記ブラシ付きＤＣモータの個々の最大連続電流値に個々のモータ端子間抵抗値を掛けた値を個々のトルク定数値と前記個別減速率で割った値が互いに等しくなるように構成することにより、連続稼働時の互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能になる。
そのため、連続した運動が要求される場合においても、特に一定速度の運動を作り出す場合においても、各モータへの負担を均等に分散して１自由度の運動を作り出すことが可能である。
更に、２つ以上のブラシ付ＤＣモータを異なる形状のモータを採用することができるため、モータの配置の自由度も向上する。
【００２５】
本発明の第三の解決手段によれば、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを備え、前記モータドライバと前記ブラシ付きＤＣモータにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、前記ブラシ付きＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が全て等しい関係にあるように構成し、前記ブラシ付きＤＣモータは全て同じ特性を有するモータであると共に、前記モータドライバに対して、前記ブラシ付きＤＣモータを並列配線し、前記並列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線することを特徴としている。
【００２６】
このような本発明の第三の解決手段によれば、１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバと少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータで１自由度の運動を作りだしているため、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
また、駆動装置の出力を２つ以上のモータで分担するため各モータ寸法を小さくすることができ、モータやモータドライバの設置スペースが限られた駆動装置においてもこれらの配置が容易になる。
加えて、２つ以上のモータを駆動するのに１つのモータドライバを使用しているため、低コスト化、省配線化、軽量化にも適している。更に、モータやモータドライバの体内スペース占有容積を小さくでき、モータやモータドライバの熱を逃がす流路も確保できることが可能である。
更に、前記ブラシ付きＤＣモータは全て同じ特性を有するモータを採用しているため、故障に備えたモータの補用部品の在庫数を抑えるこが可能になる。
【００２７】
本発明の第四の解決手段によれば、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを備え、前記モータドライバと前記ブラシ付きＤＣモータにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、前記ブラシ付きＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、前記力伝達機構を、前記ブラシ付きＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が全て等しい関係にあるように構成し、前記ブラシ付きＤＣモータは全て同じ特性を有するモータであるとともに、前記モータドライバに対して、前記ブラシ付きＤＣモータを並列配線し、前記並列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線するとともに、前記１自由度の運動の位置もしくは速度もしくは位置と速度を直接的にもしくは等価的に検出する運動検出センサを１つ備え、前記運動検出センサを用いて前記モータドライバの出力を制御することにより前記１自由度の運動の位置もしくは速度を制御することを特徴としている。
【００２８】
すなわち本発明の第四の解決手段は、本発明の第三の解決手段を行うとともに、前記１自由度の運動の位置もしくは速度もしくは位置と速度を直接的にもしくは等価的に検出する運動検出センサを１つ追加して設け、前記運動検出センサを用いて前記モータドライバの出力を制御することにより前記１自由度の運動の位置もしくは速度を制御することを特徴としている。
【００２９】
このような本発明の第四の解決手段によれば、本発明の第三の解決手段による効果に加え、１自由度の運動の位置や速度を制御することができ、所望の動きを実現することができる。
【００３０】
本発明の第五の解決手段によれば、ブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシレスＤＣモータを備え、前記ブラシレスＤＣモータの内少なくとも１つはその出力位置を検出する運動検出センサを備え、前記運動検出センサの１つを前記モータドライバに接続し、前記モータドライバと前記ブラシレスＤＣモータと前記運動検出センサにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、前記ブラシレスＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、前記力伝達機構を、前記ブラシレスＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が全て等しい関係にあるように構成し、前記ブラシレスＤＣモータは全て同じ特性を有するモータであるとともに、前記モータドライバに対して、前記ブラシレスＤＣモータを並列配線し、前記並列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線するとともに、前記ブラシレスＤＣモータによって前記力伝達機構に内力が発生しないように調整していることを特徴としている。
【００３１】
このような本発明の第五の解決手段によれば、１つのブラシレスDCモータを駆動するモータドライバと少なくとも２つ以上のブラシレスＤＣモータで１自由度の運動を作りだしているため、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
また、駆動装置の出力を２つ以上のモータで分担するため各モータ寸法を小さくすることができ、モータやモータドライバの設置スペースが限られた駆動装置においてもこれらの配置が容易になる。
加えて、２つ以上のモータを駆動するのに１つのモータドライバを使用しているため、低コスト化、省配線化、軽量化にも適している。更に、モータやモータドライバの体内スペース占有容積を小さくでき、モータやモータドライバの熱を逃がす流路も確保できることが可能である。
更に、前記ブラシレスＤＣモータは全て同じ特性を有するモータを採用しているため、故障に備えたモータの補用部品の在庫数を抑えるこが可能になる。
【００３２】
本発明の第六の解決手段によれば、ブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバを１つ備えるとともに、少なくとも２つ以上のブラシレスＤＣモータを備え、前記ブラシレスＤＣモータの内少なくとも１つはその出力位置を検出する運動検出センサを備え、前記運動検出センサの１つを前記モータドライバに接続し、前記モータドライバと前記ブラシレスＤＣモータと前記運動検出センサにより１自由度の運動を作り出す駆動装置であって、前記ブラシレスＤＣモータの出力を前記１自由度の運動を作り出すように伝達する力伝達機構を設け、前記力伝達機構を、前記ブラシレスＤＣモータの個々の速度出力と前記１自由度の運動の速度出力の比率である個別減速率が全て等しい関係にあるように構成し、前記ブラシレスＤＣモータは全て同じ特性を有するモータであるとともに、前記モータドライバに対して、前記ブラシレスＤＣモータを並列配線し、前記並列配線を、前記モータドライバから駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される前記１自由度の運動の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線するとともに、前記ブラシレスＤＣモータによって前記力伝達機構に内力が発生しないように調整し、前記運動検出センサを用いて前記モータドライバの出力を制御することにより前記１自由度の運動の位置もしくは速度を制御することを特徴としている。
【００３３】
すなわち本発明の第六の解決手段は、本発明の第五の解決手段を行うとともに、前記運動検出センサを用いて前記モータドライバの出力を制御することにより前記１自由度の運動の位置もしくは速度を制御することを特徴としている。
【００３４】
このような本発明の第六の解決手段によれば、本発明の第五の解決手段による効果に加え、１自由度の運動の位置や速度を制御することができ、所望の動きを実現することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の第一の解決手段により、１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバと少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータで１自由度の運動を作りだしているため、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
また、駆動装置の出力を２つ以上のモータで分担するため各モータ寸法を小さくすることができ、モータやモータドライバの設置スペースが限られた駆動装置においてもこれらの配置が容易になる。
加えて、２つ以上のモータを駆動するのに１つのモータドライバを使用しているため、低コスト化、省配線化、軽量化にも適している。
更に、モータやモータドライバの体内スペース占有容積を小さくでき、モータやモータドライバの熱を逃がす流路も確保できることが可能である。
【００３６】
本発明の第二の解決手段により、本発明の第一の解決手段による効果に加え、１自由度の運動の位置や速度を制御することができ、所望の動きを実現することが可能になる。
【００３７】
本発明の第一の解決手段および第二の解決手段の第一の具体的方法により、１つのブラシ付きＤＣモータドライバに接続される少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータの個々への負担が均等に分散されるとともに、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能になる。
また、前記ブラシ付きＤＣモータは全て同じ特性を有するモータを採用しているため、故障に備えたモータの補用部品の在庫数を抑えるこが可能になる。
【００３８】
本発明の第一の解決手段および第二の解決手段の第二の具体的方法により、モータに流れる過電流によるモータへの負担を各モータで均等に分散するとともに、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能になる。
そのため、加減速の激しい運動が要求される場合においても、特にロボットの関節の運動を作り出す場合においても、各モータへの負担を均等に分散して１自由度の運動を作り出すことが可能である。
また、２つ以上のブラシ付ＤＣモータを異なる形状のモータを採用することができるため、モータの配置の自由度も向上する。
【００３９】
本発明の第一の解決手段および第三の解決手段の第二の具体的方法により、連続稼働時にモータに流れる連続電流によるモータへの負担を各モータで均等に分散するとともに、連続稼働時の互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能になる。
そのため、連続した運動が要求される場合においても、特に一定速度の運動を作り出す場合においても、各モータへの負担を均等に分散して１自由度の運動を作り出すことが可能である。
また、２つ以上のブラシ付ＤＣモータを異なる形状のモータを採用することができるため、モータの配置の自由度も向上する。
【００４０】
本発明の第三の解決手段により、１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバと少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータで１自由度の運動を作りだしているため、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
また、駆動装置の出力を２つ以上のモータで分担するため各モータ寸法を小さくすることができ、モータやモータドライバの設置スペースが限られた駆動装置においてもこれらの配置が容易になる。
加えて、２つ以上のモータを駆動するのに１つのモータドライバを使用しているため、低コスト化、省配線化、軽量化にも適している。更に、モータやモータドライバの体内スペース占有容積を小さくでき、モータやモータドライバの熱を逃がす流路も確保できることが可能である。
更に、前記ブラシ付きＤＣモータは全て同じ特性を有するモータを採用しているため、故障に備えたモータの補用部品の在庫数を抑えるこが可能になる。
【００４１】
本発明の第四の解決手段により、本発明の第三の解決手段による効果に加え、１自由度の運動の位置や速度を制御することができ、所望の動きを実現することが可能になる。
【００４２】
本発明の第五の解決手段により、１つのブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバと少なくとも２つ以上のブラシレスＤＣモータで１自由度の運動を作りだしているため、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
また、駆動装置の出力を２つ以上のモータで分担するため各モータ寸法を小さくすることができ、モータやモータドライバの設置スペースが限られた駆動装置においてもこれらの配置が容易になる。
加えて、２つ以上のモータを駆動するのに１つのモータドライバを使用しているため、低コスト化、省配線化、軽量化にも適している。更に、モータやモータドライバの体内スペース占有容積を小さくでき、モータやモータドライバの熱を逃がす流路も確保できることが可能である。
更に、前記ブラシレスＤＣモータは全て同じ特性を有するモータを採用しているため、故障に備えたモータの補用部品の在庫数を抑えるこが可能になる。
【００４３】
本発明の第六の解決手段により、本発明の第五の解決手段による効果に加え、１自由度の運動の位置や速度を制御することができ、所望の動きを実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】人間型ロボットの全体構造を示す傾斜図である
【図２】この発明の駆動装置の第一の態様に基づき実施した、この発明の第一実施例の駆動装置である。
【図３】個別減速率が作り出される１自由の運動の位置に対して一定値であり、力伝達機構の各個別減速率が全て等しい場合の個別減速率を示している。
【図４】個別減速率が作り出される１自由の運動の位置に対して可変であり、力伝達機構の各個別減速率が全て等しい場合の個別減速率を示している。
【図５】この発明の駆動装置の第二の態様に基づき実施した、この発明の第二実施例の駆動装置である。
【図６】個別減速率が作り出される１自由の運動の位置に対して一定値であり、力伝達機構の各個別減速率が互いに比例関係にある場合の個別減速率を示している。
【図７】個別減速率が作り出される１自由の運動の位置に対して可変であり、力伝達機構の各個別減速率が互いに比例関係にある場合の個別減速率を示している。
【図８】この発明の駆動装置の第三の態様に基づき実施した、この発明の第三実施例の駆動装置である。
【図９】この発明の駆動装置の第四の態様に基づき実施した、この発明の第四実施例の駆動装置である。
【図１０】この発明の駆動装置の第五の態様に基づき実施した、この発明の第五実施例の駆動装置と、モータを駆動している時のモータに流れる電流を示す図である。
【図１１】上図駆動装置と、上図の電流の向きと逆向きの電流を流す様に上図の状態からモータドライバを切り替えた直後のモータに流れる電流を示す図である。
【図１２】異なる特性を有するモータを１つのモータドライバに並列接続した駆動装置と、モータを駆動している時のモータに流れる電流を示す図である。
【図１３】上図駆動装置と、上図の電流の向きと逆向きの電流を流す様に上図の状態からモータドライバを切り替えた直後のモータに流れる電流を示す図である。
【図１４】この発明の駆動装置の第六の態様に基づき実施した、この発明の第六実施例の駆動装置である。
【図１５】この発明の駆動装置の第七の態様に基づき実施した、この発明の第七実施例の駆動装置である。
【図１６】この発明の駆動装置の第八の態様に基づき実施した、この発明の第八実施例の駆動装置である。
【図１７】この発明の駆動装置の第九の態様に基づき実施した、この発明の第九実施例の駆動装置である。
【図１８】この発明の人間型ロボットの第一の態様に基づき実施した、この発明の第一実施例の人間型ロボットの脚（右脚）を示す右前方から見た傾斜図である。
【図１９】上記人間型ロボットの脚（右脚）を示す左前方から見た傾斜図である。
【図２０】この発明の人間型ロボットの第二の態様に基づき実施した、この発明の第二実施例の人間型ロボットの脚（右脚）を示す右前方から見た傾斜図である。
【図２１】上記人間型ロボットの脚（右脚）を示す左前方から見た傾斜図である。
【図２２】この発明の人間型ロボットの第三の態様に基づき実施した、この発明の第三実施例の人間型ロボットの脚（右脚）を示す右前方から見た傾斜図である。
【図２３】上記人間型ロボットの脚（右脚）を示す左前方から見た傾斜図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明を実施する場合の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施例に係る人間型ロボットの全体構造を示す傾斜図である。
図１において、１は人間型ロボット、１１は腰リンク、１２Ｒ（１２Ｌ）は右脚（左脚）股第一リンク、１３Ｒ（１３Ｌ）は右脚（左脚）股第二リンク、１４Ｒ（１４Ｌ）は右脚（左脚）大腿リンク、１５Ｒ（１５Ｌ）は右脚（左脚）下腿リンク、１７Ｒ（１７Ｌ）は右脚（左脚）足裏リンクである。
また、２２Ｒ（２２Ｌ）は右脚（左脚）股ロール関節回転軸、２３Ｒ（２３Ｌ）は右脚（左脚）股ピッチ関節回転軸、２４Ｒ（２４Ｌ）は右脚（左脚）膝ピッチ関節回転軸、２５Ｒ（２５Ｌ）は右脚（左脚）足首ピッチ関節回転軸、２６Ｒ（２６Ｌ）は右脚（左脚）足首ロール関節回転軸である。
図１では右脚（左脚）下腿リンク１５Ｒ（１５Ｌ）と右脚（左脚）足裏リンク１７Ｒ（１７Ｌ）により隠れているが、人間型ロボット１は、右脚（左脚）足首リンク１６Ｒ（１６Ｌ）を有している。
以下の説明では、左右対称のため、符号の数字に付属のＲとＬは省略して説明を行う場合がある。
【００４６】
ここで、人間型ロボット１の各脚は、股ロール関節回転軸２２を回転中心に股第一リンク１２と股第二リンク１３の相対姿勢を変える股ロール関節を備えている。
また、股ピッチ関節回転軸２３を回転中心に股第二リンク１３と大腿リンク１４の相対姿勢を変える股ピッチ関節、膝ピッチ関節回転軸２４を回転中心に大腿リンク１４と下腿リンク１５の相対姿勢を変える膝ピッチ関節、足首ピッチ関節回転軸２５を回転中心に下腿リンク１５と足首リンク１６の相対姿勢を変える足首ピッチ関節、足首ロール関節回転軸２６を回転中心に足首リンク１６と足裏リンク１７の相対姿勢を変える足首ロール関節も備えている。
加えて、図示しない股ヨー関節回転軸を回転中心に腰リンク１１と股第一リンク１２の相対姿勢を変える股ヨー関節をも備えている。すなわち、人間型ロボット１の各脚には６関節が備わっている。
また、図１には示していないが人間型ロボット１には各関節を駆動するための駆動装置を備え、各関節は１つの駆動装置で独立に駆動されている。すなわち、人間型ロボット１の各脚には６自由度が備わっている。
加えて、駆動装置に電力を供給するモータ駆動電源を備えている。モータ駆動電源はＤＣ４８Ｖのバッテリで構成されているが、これは例示にすぎず、人間型ロボット１の外部から有線ケーブルで電源を供給しても良く、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００４７】
次に人間型ロボット１の関節を駆動する本発明の駆動装置を実施する場合の形態について、図面を参照して説明する。
【実施例】
【００４８】
（駆動装置の第一実施例）
図２は、本発明の駆動装置の第一の態様に基づき実施した、本発明の第一実施例の駆動装置を示している。
図２において、３１は駆動装置、３２はモータ駆動電源、３３はモータドライバ、３７は力伝達機構、３８は第一力伝達機構、３９は第二力伝達機構、４０は第三力伝達機構、４１は第一スイッチング素子、４２は第二スイッチング素子、４３は第三スイッチング素子、４４は第四スイッチング素子、５１は第一ダイオード、５２は第二ダイオード、５３は第三ダイオード、５４は第四ダイオード、６１は第一モータ、６２は第二モータ、６３は第三モータ、６４は第一運動検出センサ、６５は第二運動検出センサ、６６Ａと６６Ｂは第一リンク、６７は第二リンク、７１は第一プーリ、７２は第二プーリ、７３は第一タイミングベルト、７４は第三プーリ、７５は第四プーリ、７６は第二タイミングベルト、７７は第五プーリ、７８は第六プーリ、７９は第三タイミングベルト、８１は第一モータ出力軸、８２は第二モータ出力軸、８３は第三モータ出力軸、８４は回転軸、８５は第一モータ６１をリンクに取り付ける第一モータ取付プレート、８６は第二モータ６２をリンクに取り付ける第二モータ取付プレートを示している。８７は第三モータ６３をリンクに取り付ける第三モータ取付プレートを示している。回転軸８４を回転中心に回転運動を生成し、第一リンク６６と第二リンク６７の相対姿勢を変え、１自由度の運動を作りだせるように構成されている。
図２では、回転型のモータを用いているがこれは例示にすぎず、直動型のモータを用いても良く、特許請求の範囲を限定するものではない。本発明明細書において、全て同じ特性を有するモータを用いた駆動装置の全ての実施例も同様である。
また、作り出される１自由度の運動も回転運動であるが、並進運動でも良く、１自由度の運動であれば如何なる運動でも良く、特許請求の範囲を限定するものではない。
以下の実施例でも、作り出される１自由度の運動として回転運動を例示しているが、同様に、１自由度の運動であれば如何なる運動でも良い。
【００４９】
本発明の駆動装置の第一実施例においては、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３は全て同じ特性を有するブラシ付きＤＣモータであり、実施例図にも示す様にモータ寸法を同じ形状で図示している。なお、実際には、例え同じメーカーの同じ型番のモータでも、製造バラつきにより厳密に全のモータが同じ特性を有するモータとは言い難いが、多少の特性の違いがあっても実用上は問題ない。
また、ブラシ付きＤＣモータの端子を表すと共に極性を示すため、各モータを表す絵の中に記号Ｐと記号Ｎを記載している。なお、例図では３台のブラシ付きＤＣモータをモータドライバ３３に対してモータ直列配線３４により直列に配線をしている構成を図示しているが、例示にすぎず、２台のブラシ付きＤＣモータをモータドライバ３３に対してモータ直列配線３４により直列に配線をしている構成でも良く、また４台以上のブラシ付きＤＣモータをモータドライバ３３に対してモータ直列配線３４により直列に配線をしている構成でも良く、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００５０】
例図のモータドライバ３３は、プラス出力のみを出力するモータ電源３２を用いてブラシ付きＤＣモータの出力を正転および反転の両方向に回転することができるように、モータドライバ３３をスイッチング素子を４つ用いたＨブリッジ回路で構成している。
また、スイッチング素子に並列に導入されたダイオードは、スイッチング素子を切り替えた瞬間のモータ電流による磁気的エネルギーをロボット駆動電源３２に戻すことにより、スイッチング素子を保護するため導入されている。例図のスイッチング素子にはトランジスタを用いて実施例図を図示しているが、これらは例示にすぎず、ＭＯＳＦＥＴでも良く、特許請求の範囲を限定するものではない。
加えて、プラス出力とマイナス出力の両出力が可能なモータ電源を用いてブラシ付きＤＣモータの出力を正転および反転の両方向に回転することができるように、モータドライバ３３をスイッチング素子を２つ用いたプッシュプル回路で構成しても良い。
更に、ブラシ付きＤＣモータの出力を正転もしくは反転の片側方向にのみ回転する用途であれば、モータドライバ３３を増幅回路で構成しても良い。すなわち、図２に例示しているモータ電源３２とモータドライバ３３は例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００５１】
力伝達機構３７は、第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０により構成されている。第一力伝達機構３８は、第一モータ６１の出力軸である第一モータ出力軸８１に取り付けられた第一プーリ７１と、回転軸８４に取り付けられた第二プーリ７２と、第一プーリ７１と第二プーリ７２の両プーリにかけられた第一タイミングベルト７３で構成され、第一モータ６１の出力を回転軸８４の出力に伝達している。同じく、第二力伝達機構３９は、第二モータ６２の出力軸である第一モータ出力軸８２に取り付けられた第三プーリ７４と、回転軸８４に取り付けられた第四プーリ７５と、第三プーリ７４と第四プーリ７５の両プーリにかけられた第二タイミングベルト７６で構成され、第二モータ６２の出力を回転軸８４の出力に伝達している。
また、第三力伝達機構４０は、第三モータ６３の出力軸である第三モータ出力軸８３に取り付けられた第五プーリ７７と、回転軸８４に取り付けられた第六プーリ７８と、第五プーリ７７と第六プーリ７８の両プーリにかけられた第三タイミングベルト７９で構成され、第三モータ６３の出力を回転軸８４の出力に伝達している。
例図の力伝達機構にはプーリとタイミングベルトから構成されるベルト式伝達機構を用いて実施例図を図示しているが、これらは例示にすぎず、歯車を用いた伝達機構や四節リンク機構やこれら力を伝達する機構を複数組み合わせた機構等でも良く、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００５２】
また、図２に示す本発明の駆動装置の第一実施例においては、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３は全て同じ特性を有するブラシ付きＤＣモータを採用しているため、第一モータ６１の速度出力と回転軸８４回りの速度出力の比率である第一個別減速率と、第二モータ６２の速度出力と回転軸８４回りの速度出力の比率である第二個別減速率と、第三モータ６３の速度出力と回転軸８４回りの速度出力の比率である第三個別減速率が全て等しくなるように、第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０を構成している。
本発明明細書においては、以降の説明において、各モータの速度出力と回転軸８４回りの速度出力の比率を個別減速率と言い、第一モータ６１の速度出力と回転軸８４回りの速度出力の比率を第一個別減速率、第二モータ６２の速度出力と回転軸８４回りの速度出力の比率を第二個別減速率、第三モータ６３の速度出力と回転軸８４回りの速度出力の比率を第三個別減速率と言う。
【００５３】
例図の力伝達機構３７では、プーリとタイミングベルトから構成されるベルト式伝達機構を用いて図示している。そのため、図３に示すように、作り出される１自由度の運動の位置に対して、より具体的には、回転軸８４を回転中心に生成される回転角に対して、個別減速率は一定値で全て同じ値である。力伝達機構３７の個別減速率が、１自由度の運動の位置に対して可変である場合には、図４に示す様に、作り出される１自由度の運動の位置に対して変化する個別減速率が全て同じであれば良い。
【００５４】
また、モータ直列配線３４を、モータドライバ３３から駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線を行っている。
【００５５】
加えて、第一モータ６１の出力軸の反対側の軸には、その運動（位置もしくは速度もしくは位置と速度）を検出する第一運動検出センサ６４が装着されている。この第一運動検出センサ６４と第一力伝達機構３８の機構特性により、等価的に回転軸８４の運量を検出することができる。例図においては、第一モータ６１に装着されている第一運動検出センサ６４を運動検出センサとして採用している実施例図を図示しているが、これらは例示にすぎず、回転軸８４を直接的に検出する運動検出センサでも良く、特許請求の範囲を限定するものではない。
また、例図においては、第二モータ６２の出力軸の反対側の軸にも、その運動（位置もしくは速度もしくは位置と速度）を検出する第二運動検出センサ６５が装着されているが、第二運動検出センサ６５を表す絵の中に記号ＮＣを記載しているように、第二運動検出センサ６５の出力信号はどこにも接続されていない実施例図を図示している。これは、回転軸８４の位置もしくは速度もしくは位置と速度を直接的にもしくは等価的に検出する運動検出センサとしては１つのセンサのみを使用することを示すために、あえて記号ＮＣを記載した状態で第二運動検出センサ６５を図示している。
【００５６】
上記のように、図２に示す本発明の駆動装置の第一実施例においては、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３を１つ備えるとともに、３台のブラシ付きＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）を備え、モータドライバ３３と第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３により、回転軸８４を回転中心に第一リンク６６と第二リンク６７の相対姿勢を変える関節を駆動できるようにした駆動装置３１であって、各モータの出力を回転軸８４の出力に伝達するため力伝達機構３７を設け、モータは全て同じ特性を有するモータであると共に、力伝達機構３７は各個別減速率が全て等しくなるように構成されており、モータドライバ３３に対して各モータがモータ直列配線３４により直列に配線されており、加えてモータ直列配線３４はモータドライバ３３から駆動電流を出力した際にモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線された駆動装置３１である。
【００５７】
図２に示すような構成をすることにより、モータドライバ３３に接続された第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３への負担が均等に分散されると共に、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能であり、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
【００５８】
なお例図では第一運動検出センサ６４をモータドライバ３３に配線し、回転軸８４回りの運動を制御する実施例図を図示している。第一運動検出センサ６４をモータドライバ３３に配線していない場合には、制御は行えないが回転軸８４回りの運動を生成することが可能であり、その実施例図は図示してはいない。
【００５９】
（駆動装置の第二実施例）
図５は、本発明の駆動装置の第二の態様に基づき実施した、本発明の第二実施例の駆動装置を示している。
本発明の第一実施例の駆動装置と第二実施例の駆動装置との相違点は（図２と図５の相違点は）、採用している第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３と第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０の違いである。その他の構成は第一実施例の駆動装置の構成と同じであるため詳述は省略する。
図５では、回転型のモータを用いているがこれは例示にすぎず、直動型のモータを用いても良く、また回転型のモータと直動型のモータを混在させて用いても良く、特許請求の範囲を限定するものではない。本発明明細書において、異なる特性を有するモータを採用する駆動装置の全ての実施例も同様である。
また、作り出される１自由度の運動も回転運動であるが、並進運動でも良く、１自由度の運動であれば如何なる運動でも良く、特許請求の範囲を限定するものではない。
以下の実施例でも、作り出される１自由度の運動として回転運動を例示しているが、同様に、１自由度の運動であれば如何なる運動でも良い。
【００６０】
本発明の駆動装置の第二実施例においては、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３は異なる特性を有するブラシ付きＤＣモータを用いており、実施例図にも示す様にモータ寸法が異なる形状で図示されている。
この実施例図を構成する際、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の個々の起動電流値、もしくは個々の公称電圧値を個々のモータ端子間抵抗値で割った値、もしくは個々の起動トルク値を個々のトルク定数値で割った値が同じ値を有するモータを採用している。ここで起動電流とは、起動トルクを発生させる場合にモータに流す電流のことであり、起動電流と起動トルクとトルク定数は、
起動トルク［Ｎｍ］＝起動電流［Ａ］×トルク定数［Ｎｍ／Ａ］    （１）
の関係がある。
モータのカタログ等に起動電流値が出ていない場合には、
起動電流［Ａ］＝起動トルク［Ｎｍ］÷トルク定数［Ｎｍ／Ａ］    （２）
で起動電流値を求め、採用する全てのモータの起動電流値が同じ値を有するモータを採用すれば良い。
また、回転型のモータではなく、直動型のモータの場合には、
起動推進力［Ｎｍ］＝起動電流［Ａ］×推進力定数［Ｎ／Ａ］      （３）
の関係がある。
モータのカタログ等に起動電流値が出ていない場合には、
起動電流［Ａ］＝起動推進力［Ｎｍ］÷推進力定数［Ｎｍ／Ａ］    （４）
で起動電流値を求め、
採用する全てのモータの起動電流値が同じ値を有するモータを採用すれば良い。
回転型のモータと直動型のモータを混在させて用いる場合にも、同様に、起動電流値を求め、採用する全てのモータの起動電流値が同じ値を有するモータを採用すれば良い。
なお、実際には、カタログ等に掲載されているモータの特性を表わす値は、製造バラつきにより厳密にカタログ値通りの特性を有するモータとは言い難いが、多少の特性の違いがあっても実用上は問題ない。
【００６１】
また、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の個々の無負荷回転数値を第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０の個々の個別減速率で割った値、もしくは第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の個々の公称電圧値を個々のトルク定数値で割ると共に第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０の個々の個別減速率で割った値が互いに等しくなるように、第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０を構成している。ここで無負荷回転数とは、負荷が無い場合に公称電圧をモータに印加した際に発生する回転数のことであり、無負荷回転数と公称電圧と逆起電力定数は、
公称電圧［Ｖ］＝無負荷回転数［ｒａｄ／ｓｅｃ］
×逆起電力定数［Ｖ／（ｒａｄ／ｓｅｃ）］      （５）
の関係がある。
カタログ上で逆起電力定数の単位が［Ｖ／ｒｐｍ］と表記されている場合もあるが、逆起電力定数の単位を［Ｖ／（ｒａｄ／ｓｅｃ）］に換算すると、その値自身はトルク定数値［Ｎｍ／Ａ］と同じ値であり、従って、無負荷回転数と公称電圧とトルク定数は
公称電圧［Ｖ］＝無負荷回転数［ｒａｄ／ｓｅｃ］
×トルク定数［Ｎｍ／Ａ］                      （６）
の関係がある。
モータのカタログ等に無負荷回転数が出ていない場合には、
無負荷回転数［ｒａｄ／ｓｅｃ］＝公称電圧［Ｖ］
÷トルク定数［Ｎｍ／Ａ］      （７）
で無負荷回転数［ｒａｄ／ｓｅｃ］を求め、各モータの無負荷回転数を各個別減速率で割った値、すなわち、各モータの出力の速度が最終的に作り出される１自由度の運動の速度として現れる速度が全て同じになるように力伝達機構の個別減速率を決定すれば良い。
また、回転型のモータではなく、直動型のモータの場合であって、無負荷速度［ｍ／ｓｅｃ］がカタログ等に出ていない場合には、同様に、
公称電圧［Ｖ］＝無負荷速度［ｍ／ｓｅｃ］
×推進力定数［Ｎ／Ａ］                        （８）
の関係があることから、従って
無負荷速度［ｍ／ｓｅｃ］＝公称電圧［Ｖ］
÷推進力定数［Ｎ／Ａ］              （９）
から無負荷速度［ｍ／ｓｅｃ］を求めれば良い。
各モータの無負荷速度を各個別減速率で割った値、すなわち、各モータの出力の速度が最終的に作り出される１自由度の運動の速度として現れる速度が全て同じになるように力伝達機構の個別減速率を決定すれば良い。
回転型のモータと直動型のモータを混在させて用いる場合にも、同様に、各モータの無負荷回転速度もしくは無負荷速度を各個別減速率で割った値、すなわち、各モータの出力の速度が最終的に作り出される１自由度の運動の速度として現れる速度が全て同じになるように力伝達機構の個別減速率を決定すれば良い。
そのため、実施例図では、第一プーリ７１、第二プーリ７２、第三プーリ７４、第四プーリ７５、第五プーリ７７、第六プーリ７８が異なる形状で図示されている。
【００６２】
例図の力伝達機構３７では、プーリとタイミングベルトから構成されるベルト式伝達機構を用いて図示している。そのため、図６に示すように、作り出される１自由度の運動の位置に対して、より具体的には、回転軸８４を回転中心に生成される回転角に対して、個別減速率は一定値で互いに比例関係にある。力伝達機構３７の個別減速率が、１自由度の運動の位置に対して可変である場合には、図７に示す様に、作り出される１自由度の運動の位置に対して変化する個別減速率が互いに比例関係であれば良い。
【００６３】
上記のように、図５に示す本発明の駆動装置の第二実施例においては、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３を１つ備えるとともに、３台のブラシ付きＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）を備え、モータドライバ３３と第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３により、回転軸８４を回転中心に回転運動を生成し、第一リンク６６と第二リンク６７の相対姿勢を変え、１自由度の運動を作りだせるように構成された駆動装置３１であって、各モータの出力を回転軸８４の出力に伝達するため力伝達機構３７を設け、モータは互いに異なる特性を有するモータであるが、個々の起動電流値、もしくは個々の公称電圧値を個々のモータ端子間抵抗値で割った値、もしくは個々の起動トルク値を個々のトルク定数値で割った値が同じ値を有するモータであり、力伝達機構３７はモータの個々の無負荷回転数値を前記個別減速率で割った値、もしくはモータの個々の公称電圧値を個々のトルク定数値と前記個別減速率で割った値が互いに等しくなるように構成されており、モータドライバ３３に対して各モータがモータ直列配線３４により直列に配線されており、加えてモータ直列配線３４はモータドライバ３３から駆動電流を出力した際にモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線された駆動装置３１である。
【００６４】
この実施例図を構成する際、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の個々の起動電流値、もしくは個々の公称電圧値を個々のモータ端子間抵抗値で割った値、もしくは個々の起動トルク値を個々のトルク定数値で割った値が同じ値を有するモータを採用することにより、モータに流れる過電流によるモータへの負担を各モータで均等に分散することが可能になる。
また、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の個々の無負荷回転数値を第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０の個々の個別減速率で割った値、もしくは第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の個々の公称電圧値を個々のトルク定数値で割ると共に第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０の個々の個別減速率で割った値が互いに等しくなるように、第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０を構成することにより、モータドライバ３３に接続された第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能であり、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
更に、同じ特性を有するモータを採用する必要がないため、モータの配置の自由度も向上する。
【００６５】
（駆動装置の第二実施例の改良）
なお、図５に示す本発明の駆動装置の第二実施例において、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の個々の定格電流値、もしくは個々の最大連続電流値が同じ値を有するモータを採用することにより、連続稼働時にモータに流れる連続電流によるモータへの負担を各モータで均等に分散することが可能になる。
モータのカタログ等に定格電流値や最大連続電流値が出ていない場合には、
定格電流［Ａ］＝定格トルク［Ｎｍ］÷トルク定数［Ｎｍ／Ａ］      （１０）
最大連続電流値［Ａ］＝連続トルク［Ｎｍ］÷トルク定数［Ｎｍ／Ａ］  （１１）
でこれらの値を求めれば良い。
また、回転型のモータではなく、直動型のモータの場合には、
定格電流［Ａ］＝定格推進力［Ｎ］÷推進力定数［Ｎ／Ａ］          （１２）
最大連続電流値［Ａ］＝連続推進力［Ｎ］÷推進力定数［Ｎ／Ａ］    （１３）
でこれらの値を求めれば良い。
回転型のモータと直動型のモータを混在させて用いる場合にも、同様に、起動電流値を求め、採用する全てのモータの起動電流値が同じ値を有するモータを採用すれば良い。
【００６６】
また、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の個々の定格回転数値を第一力伝達機構３７と第二力伝達機構３８と第三力伝達機構３９の個々の個別減速率で割った値、もしくは第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の個々の最大連続電流値に個々のモータ端子間抵抗値を掛けた値を個々のトルク定数値で割ると共に第一力伝達機構３７と第二力伝達機構３８と第三力伝達機構３９の個々の個別減速率で割った値が互いに等しくなるように、第一力伝達機構３７と第二力伝達機構３８と第三力伝達機構３９を構成している。
このように第一力伝達機構３７と第二力伝達機構３８と第三力伝達機構３９を構成することにより、モータドライバ３３に接続された第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３の連続稼働時の互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能であり、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。更に、同じ特性を有するモータを採用する必要がないため、モータの配置の自由度も向上する。
回転型のモータではなく、直動型のモータの場合には、個々のモータの定格速度を個々の個別減速率で割った値、もしくは個々のモータの最大連続電流に個々のモータ端子間抵抗値を掛けた値を個々の推進力定数値で割ると共に個々の個別減速率で割った値が互いに等しくなるように、構成すれば良い。
回転型のモータと直動型のモータを混在させて用いる場合にも、同様に、各モータの定格回転数値もしくは定格速度を各個別減速率で割った値、もしくは、個々のモータの最大連続電流に個々のモータ端子間抵抗値を掛けた値を個々のトルク定数値で割ると共に個々の個別減速率で割った値、もしくは、個々のモータの最大連続電流に個々のモータ端子間抵抗値を掛けた値を個々の推進力定数値で割ると共に個々の個別減速率で割った値、すなわち、各モータの出力の定格もしくは連続速度が最終的に作り出される１自由度の運動の速度として現れる連続した速度が全て同じになるように構成すれば良い。
【００６７】
（駆動装置の第三実施例）
図８は、本発明の駆動装置の第三の態様に基づき実施した、本発明の第三実施例の駆動装置を示している。
本発明の第一実施例の駆動装置と第三実施例の駆動装置との相違点は（図２と図８の相違点は）、第三モータ６３の取付向きとモータ直列配線３４の違いである。その他の構成は第一実施例の駆動装置の構成と同じであるため詳述は省略する。
【００６８】
本発明の駆動装置の第三実施例においては、第三モータ６３の取付向きが第一モータ６１と第二モータ６２の取付向きとは逆に取り付けられている。
そのため、第一実施例の第三力伝達機構４０の第三個別減速率と同じ第三個別減速率を備えた第三力伝達機構４０を第三実施例で採用したとしても、第一実施例に示すようなモータ直列配線３４を施すと、モータドライバ３３から駆動電流を出力した際に、第三モータ６３により駆動される回転軸８４の出力向きは、第一モータ６１と第二モータ６２により駆動される回転軸８４の出力向きとは逆になり、互いの出力が相殺されてしまう問題が発生する。そのため、第三実施例では、第三モータ６３を直列配線する際に第一実施例とは逆の端子（図中、記号Ｐと記号Ｎ）に接続している。
【００６９】
上記のように、図８に示す本発明の駆動装置の第三実施例においても、第一実施例と同様、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３を１つ備えるとともに、３台のブラシ付きＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）を備え、モータドライバ３３と第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３により、回転軸８４を回転中心に第一リンク６６と第二リンク６７の相対姿勢を変える関節を駆動できるようにした駆動装置３１であり、各モータの出力を回転軸８４の出力に伝達するため力伝達機構３７を設け、モータは全て同じ特性を有するモータであると共に、力伝達機構３７は各個別減速率が全て等しくなるように構成されており、モータドライバ３３に対して各モータがモータ直列配線３４により直列に配線されており、加えてモータ直列配線３４はモータドライバ３３から駆動電流を出力した際にモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線された駆動装置３１である。
【００７０】
図８に示すような構成を行うことにより、第一実施例と同じく、モータドライバ３３に接続された第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３への負担が均等に分散されると共に、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能であり、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
【００７１】
（駆動装置の第四実施例）
図９は、本発明の駆動装置の第四の態様に基づき実施した、本発明の第四実施例の駆動装置を示している。
本発明の第一実施例の駆動装置と第四実施例の駆動装置との相違点は（図２と図９の相違点は）、第三力伝達機構４０とモータ直列配線３４の違いである。その他の構成は第一実施例の駆動装置の構成と同じであるため詳述は省略する。
【００７２】
本発明の駆動装置の第四実施例においては、第三力伝達機構４０が第一歯車６８と第二歯車６９により構成されている。具体的には、第三モータ６３の出力軸である第三モータ出力軸８３に取り付けられた第一歯車６８と、回転軸８４に取り付けられた第二歯車６９により第三力伝達機構４０が構成されている。
第一実施例のプーリとタイミングベルトで構成した第三力伝達機構４０により回転軸８４に伝達される出力向きが、逆になる構成になっている。そのため、第一実施例に示すようなモータ直列配線３４を施すと、モータドライバ３３から駆動電流を出力した際に、第三モータ６３により駆動される回転軸８４の出力向きは、第一モータ６１と第二モータ６２により駆動される回転軸８４の出力向きとは逆になり、互いの出力が相殺されてしまう問題が発生する。
そのため、第四実施例では、第三実施例と同様に、第三モータ６３を直列配線する際に第一実施例とは逆の端子（図中、記号Ｐと記号Ｎ）に接続している。
【００７３】
上記のように、図９に示す本発明の駆動装置の第四実施例においても、第一実施例と同様、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３を１つ備えるとともに、３台のブラシ付きＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）を備え、モータドライバ３３と第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３により、回転軸８４を回転中心に第一リンク６６と第二リンク６７の相対姿勢を変える関節を駆動できるようにした駆動装置３１であり、各モータの出力を回転軸８４の出力に伝達するため力伝達機構３７を設け、モータは全て同じ特性を有するモータであると共に、力伝達機構３７は各個別減速率が全て等しくなるように構成されており、モータドライバ３３に対して各モータがモータ直列配線３４により直列に配線されており、加えてモータ直列配線３４はモータドライバ３３から駆動電流を出力した際にモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線された駆動装置３１である。
【００７４】
図９に示すような構成を行うことにより、第一実施例と同じく、モータドライバ３３に接続された第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３への負担が均等に分散されると共に、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能であり、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
【００７５】
（駆動装置の第五実施例）
図１０は、本発明の駆動装置の第五の態様に基づき実施した、本発明の第五実施例の駆動装置を示している。この第五実施例の駆動装置は、本発明の第二実施例の駆動装置と同じ構成により実施された駆動装置であり、その相違点は（図５と図１０の相違点は）、モータ数（第二実施例では３台、第五実施例では２台）と力伝達機構（第二実施例では、第一力電伝達機構３７と第二力伝達機構３８と第三力伝達機構４０から構成される力伝達機構３７、第五実施例では、第一力電伝達機構３７と第二力伝達機構３８から構成される力伝達機構３７）の違いである。その他の構成は第二実施例の駆動装置の構成と同じであるため詳述は省略する。
ここでは、モータに流れる電流であるモータ電流３６に関して説明を付け加えておく。
【００７６】
図１０に例示しているモータドライバ３３の駆動状態は、スイッチング素子４１とスイッチング素子４４をＯｎするとともに、スイッチング素子４２とスイッチング素子４３をＯｆｆしてる状況であり、モータ電流３６を描写している矢印の向きに電流が流れていることを図示している。
【００７７】
図１１は、図１０に例示している状態で駆動されているモータ出力回転向きを反転させるために、スイッチング素子４１とスイッチング素子４４をＯｎからＯｆｆにするとともに、スイッチング素子４２とスイッチング素子４３をＯｆｆからＯｎにした瞬間に流れているモータ電流３６を図示している図であり、モータ電流３６を描写している矢印の向きに電流が流れていることを図示している。
【００７８】
図１０のモータ電流３６の流れる向きと逆向きの電流を流す様に図１０に示すモータドライバ３３の状態（スイッチング素子のＯｎとＯｆｆ）を切り替えた直後に、何故、図１１のようにモータ電流が流れるのかについて説明をする。
この主な理由は、電流にはいったん流れ始めた電流は流れ続けようとする性質があり、特にモータに含まれるコイル要素に流れる電流を切ろうとしてもすぐには切れないと言う性質に起因している。
すなわち、図１０のモータ電流３６の流れる向きと逆向きの電流を流す様に図１０に示すモータドライバ３３の状態（スイッチング素子のＯｎとＯｆｆ）を切り替えても、直ぐにはモータ電流３６は反転する訳ではなく、図１０に示すモータ電流３６の勢いが衰えた後でモータ電流は反転して流れる。
図１０と図１１の実施例図においては、モータドライバ３３の状態を図１０の状態から切り替えた直後のモータ電流３６は、スイッチング素子４２に並列に導入されたダイオード５２と、スイッチング素子４３に並列スイッチング素子に並列に導入されたダイオード５３を流れ、ロボット駆動電源３２に流れこむように構成されている。
すなわち、モータドライバ３３の状態を図１０の状態から切り替えた直後のモータ電流３６によって、スイッチング素子４２とスイッチング素子４３に火花が発生して破損することを防ぐために、スイッチング素子と並列にダイオードが導入されている。
【００７９】
このように、１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３に対して、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを直列に配線した駆動装置において、モータ電流３６の向きを反転させるためにモータドライバ３３の状態を切り替えても、モータドライバ３３から外側の配線は仮想的な１つのブラシ付きＤＣモータと等価であるため、モータドライバ３２の切り替え直後のモータ電流３６によりモータドライバ３２を壊すことなくモータ電流３６の向きを反転することが可能である。
【００８０】
（１つのモータドライバで２つ以上のモータを駆動した時に不具合が発生する比較事例）
図２と図５と図８から図１１では、１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３に対して、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを直列に配線した駆動装置についての実施例図を示してきた。
１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３に対して、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを並列に配線した駆動装置においては、その構成方法によっては好ましく無い状況が発生することがあり、図１２と図１３を用いてその実例を紹介する。
【００８１】
図１２は、異なる特性を有するブラシ付きＤＣモータを２台、１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３に対して、並列配線３５により、並列に配線した並列接続した駆動装置である。本発明の第五実施例の駆動装置と図１２に示す実施例の駆動装置との相違点は（図１０と図１２の相違点は）、モータの配線（第五実施例ではモータ直列配線３４、図１２ではモータ並列配線３５）である。
その他の構成（例えば、モータドライバ３３や力伝達機構）は第五実施例の駆動装置の構成と同じであり、同じ構成に関する部分の詳述は省略する。
にも拘わらず、図１２に示す実施例の駆動装置では好ましく無い状況が発生するため、以下で詳述する。
【００８２】
図１２に例示しているモータドライバ３３の駆動状態は、図１０と同じく、スイッチング素子４１とスイッチング素子４４をＯｎするとともに、スイッチング素子４２とスイッチング素子４３をＯｆｆしている状況である。
図１２と図１０の違いは、モータの配線（図１２ではモータ並列配線３５、第五実施例ではモータ直列配線３４）により、図１２に示す例図の駆動装置では、図１２に示すようなモータ電流３６が流れる。モータ電流３６を描写している矢印の向きは、電流が流れている方向を図示している。図１２に示すように、サーボドライバ３３の外側において、電流は並列に接続されたモータに分かれて流れている。
【００８３】
図１３は、図１２に例示している状態で駆動されているモータ出力回転向きを反転させるために、スイッチング素子４１とスイッチング素子４４をＯｎからＯｆｆにするとともに、スイッチング素子４２とスイッチング素子４３をＯｆｆからＯｎにした瞬間で且つ図１２において流れている電流が小さかった第一モータ６１の電流が衰えた後に、流れているモータ電流３６を図示している図であり、モータ電流３６を描写している矢印の向きに電流が流れていることを図示している。
【００８４】
図１２に示す実施例でも説明したように、電流にはいったん流れ始めた電流は流れ続けようとする性質があり、特にモータに含まれるコイル要素に流れる電流を切ろうとしてもすぐには切れないと言う性質を有している。
そのため、図１２のモータ電流３６の流れる向きと逆向きの電流を流す様に図１２に示すモータドライバ３３の状態（スイッチング素子のＯｎとＯｆｆ）を切り替えても、図１２に図示しているモータ電流は衰えるまで流れようとする。
図１２に示す実施例では、モータドライバ３３に対して第一モータ６１と第二モータ６２を並列に接続したため、モータドライバ３３の状態を図１２の状態から図１３のように切り替えた直後のモータ電流３６は、第一モータ６１に流れていた電流が衰えても第二モータ６２に流れている電流が衰えていないと、図１３に示すモータ電流３６のように電流が流れる。そのため、第一モータ６１と第二モータ６２の回転向きが反転し、駆動系に負荷がかってしまう不具合が発生する。
【００８５】
このように、１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３に対して、特性が異なる少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを並列に配線した駆動装置は好ましく無い状況が発生する。同様に、１つのブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバ３３に対して、特性が異なる少なくとも２つ以上のブラシレスＤＣモータを並列に配線した駆動装置にも同様の不具合な状況が発生する。
【００８６】
（駆動装置の第六実施例）
図１４は、本発明の駆動装置の第六の態様に基づき実施した、本発明の第六実施例の駆動装置を示している。
本発明の第一実施例の駆動装置と第六実施例の駆動装置との相違点は（図２と図１４の相違点は）、モータの配線（第五実施例ではモータ直列配線３４、第六実施例ではモータ並列配線３５）である。その他の構成（例えば、モータドライバ３３や力伝達機構）は第五実施例の駆動装置の構成と同じであり、同じ構成に関する部分の詳述は省略する。
一方、本発明の第六実施例の駆動装置と図１２に示す実施例の駆動装置との相違点は（図１４と図１２の相違点は）、モータ数（第六実施例では３台、図１２に示す実施例では２台）と力伝達機構（第六実施例では、第一力電伝達機構３７と第二力伝達機構３８と第三力伝達機構４０から構成される力伝達機構３７、図１２に示す実施例では、第一力電伝達機構３７と第二力伝達機構３８から構成される力伝達機構３７）と採用するモータの特性の違いである。モータ数の相違は数を合わせれば良いため、モータ数の相違による説明は省略する。以下では、図１４に示す実施例六の駆動装置３１に採用している力伝達機構３７と採用するモータに関して説明をする。
【００８７】
本発明の駆動装置の第六実施例においては、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３は全て同じ特性を有するブラシ付きＤＣモータを採用している。そのため、各モータに流れるモータ電流はほぼ均等に流れる。そのため、モータに流す電流を反転させるためにモータドライバ３３の状態を切り替えた直後のモータ電流３６も、ほぼ均等に衰え、駆動系に負荷をかけることなくモータ電流３６の向きを反転することができる。
すわなち、１つのブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３に対して、少なくとも２つ以上のブラシ付きＤＣモータを並列に配線した駆動装置においては、全て同じ特性を有するモータを採用することにより、図１３に例示した不具合を解消することができる。
なお、実際には、カタログ等に掲載されているモータの特性を表わす値は、製造バラつきにより厳密にカタログ値通りの特性を有するモータとは言い難いが、多少の特性の違いがあっても実用上は問題ない。
【００８８】
加えて、本発明の駆動装置の第六実施例においては、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３は全て同じ特性を有するブラシ付きＤＣモータを採用しているため、第一実施例と同様、第一個別減速率と第二個別減速率と第三個別減速率が全て等しくなるように、第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０を構成している。
【００８９】
また、モータ並列配線３５を、モータドライバ３３から駆動電流を出力した際にブラシ付きＤＣモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線を行っている。
【００９０】
例図の力伝達機構３７では、プーリとタイミングベルトから構成されるベルト式伝達機構を用いて図示している。そのため、図３に示すように、作り出される１自由度の運動の位置に対して、より具体的には、回転軸８４を回転中心に生成される回転角に対して、個別減速率は一定値で全て同じ値である。力伝達機構３７の個別減速率が、１自由度の運動の位置に対して可変である場合には、図４に示す様に、作り出される１自由度の運動の位置に対して変化する個別減速率が全て同じであれば良い。
【００９１】
また、例図では回転型のモータを用いて構成しているが、直動型のモータを用いて構成しても良い。
【００９２】
上記のように、図１４に示す本発明の駆動装置の第六実施例においては、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３を１つ備えるとともに、３台のブラシ付きＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）を備え、モータドライバ３３と第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３により、回転軸８４を回転中心に第一リンク６６と第二リンク６７の相対姿勢を変える関節を駆動できるようにした駆動装置３１であり、各モータの出力を回転軸８４の出力に伝達するため力伝達機構３７を設け、モータは全て同じ特性を有するモータであると共に、力伝達機構３７は各個別減速率が全て等しくなるように構成されており、モータドライバ３３に対して各モータがモータ並列配線３４により並列に配線されており、加えてモータ並列配線３４はモータドライバ３３から駆動電流を出力した際にモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線された駆動装置３１である。
【００９３】
図１４に示すような構成をすることにより、モータドライバ３３に接続された第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３への負担が均等に分散されると共に、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能であり、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
【００９４】
また、第一モータ６１の出力軸の反対側の軸に装着された第一運動検出センサ６４をモータドライバ３３に配線し、回転軸８４回りの運動を制御するが実現できる。
【００９５】
（駆動装置の第七実施例）
図１５は、本発明の駆動装置の第七の態様に基づき実施した、本発明の第七実施例の駆動装置を示している。
本発明の第六実施例の駆動装置と第七実施例の駆動装置との相違点は（図１４と図１５の相違点は）、第三力伝達機構４０とモータ直列配線３４の違いである。
この相違点は、本発明の第一実施例の駆動装置と第四実施例の駆動装置との相違点（図２と図９の相違点）と同じであり、相違点に基づく構成手法も同じであるため、ここではその詳述を省略する。
【００９６】
上記のように、図１５に示す本発明の駆動装置の第七実施例においても、第一実施例と同様、ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ３３を１つ備えるとともに、３台のブラシ付きＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）を備え、モータドライバ３３と第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３により、回転軸８４を回転中心に第一リンク６６と第二リンク６７の相対姿勢を変える関節を駆動できるようにした駆動装置３１であり、各モータの出力を回転軸８４の出力に伝達するため力伝達機構３７を設け、モータは全て同じ特性を有するモータであると共に、力伝達機構３７は各個別減速率が全て等しくなるように構成されており、モータドライバ３３に対して各モータがモータ並列配線３５により並列に配線されており、加えてモータ並列配線３５はモータドライバ３３から駆動電流を出力した際にモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線された駆動装置３１である。
【００９７】
図１５に示すような構成を行うことにより、第六実施例と同じく、モータドライバ３３に接続された第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３への負担が均等に分散されると共に、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能であり、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
【００９８】
（駆動装置の第八実施例）
図１６は、この発明の駆動装置の第八の態様に基づき実施した、この発明の第八実施例の駆動装置を示している。
本発明の第六実施例の駆動装置と第八実施例の駆動装置との相違点は（図１４と図１６の相違点は）、採用しているモータ（第六実施例ではブラシ付きＤＣモータ、第八実施例ではブラシレスＤＣモータ）とサーボドライバ３３と駆動装置３１の組み上げ注意の違いである。その他の構成（例えば、力伝機構３７）は第六実施例の駆動装置の構成と同じであり、同じ構成に関する部分の詳述は省略する。
【００９９】
本発明の駆動装置の第八実施例においては、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３は全て同じ特性を有するブラシレスＤＣモータを採用している。そのため、各モータに流れるモータ電流はほぼ均等に流れる。そのため、モータに流す電流を反転させるためにモータドライバ３３の状態を切り替えた直後のモータ電流３６も、ほぼ均等に衰え、駆動系に負荷をかけることなくモータ電流３６の向きを反転することができる。
すわなち、１つのブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバ３３に対して、少なくとも２つ以上のブラシレスＤＣモータを並列に配線した駆動装置においても、全て同じ特性を有するモータを採用することにより、図１３に例示した不具合を解消することができる。
なお、実際には、カタログ等に掲載されているモータの特性を表わす値は、製造バラつきにより厳密にカタログ値通りの特性を有するモータとは言い難いが、多少の特性の違いがあっても実用上は問題ない。
【０１００】
また、本発明の駆動装置の第八実施例においては、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３は全て同じ特性を有するブラシレスＤＣモータを採用しているため、モータドライバ３３にはブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバを採用している。
【０１０１】
例図のモータドライバ３３は、プラス出力のみを出力するモータ電源３２を用いてブラシレスＤＣモータの出力を正転および反転の両方向に回転することができるように、モータドライバ３３をスイッチング素子を６つ用いた回路で構成している。
また、スイッチング素子に並列に導入されたダイオードは、スイッチング素子を切り替えた瞬間のモータ電流による磁気的エネルギーをロボット駆動電源３２に戻すことにより、スイッチング素子を保護するため導入されている。例図のスイッチング素子にはトランジスタを用いて実施例図を図示しているが、これらは例示にすぎず、ＭＯＳＦＥＴでも良く、特許請求の範囲を限定するものではない。
加えて、プラス出力とマイナス出力の両出力が可能なモータ電源を用いてブラシレスＤＣモータの出力を正転もしくは反転の片側方向にのみ回転する用途であれば、モータドライバ３３をスイッチング素子を３つ用いた回路で構成しても良い。
すなわち、図１６に例示しているモータ電源３２とモータドライバ３３は例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。
【０１０２】
一方、モータドライバでブラシレスＤＣモータを駆動するためには、ブラシレスＤＣモータの出力位置に基づき、より正確に言えばブラシレスＤＣモータのロータとステータの位置関係に基づき、スイッチング素子を適切にスイッチングする必要がある。そのため、図１６においては、第一モータ６１の出力位置を検出するために第一モータ６１の出力軸の反対側の軸に装着され第一運動検出センサ６４をモータドライバ３３に接続している。
【０１０３】
加えて、本発明の駆動装置の第八実施例においては、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３は全て同じ特性を有するブラシレスＤＣモータを採用し、それぞれが並列に配線されているため、全てのブラシレスＤＣモータの出力位置を検出する必要はなく、どれか１つのモータの出力位置を検出する運動検出センサを１つ用いれば良い。
【０１０４】
ここで、実施例図においては、１つのモータドライバ３３と３つのブラシレスＤＣモータと１つの運動検出センサにより１自由度の運動を作り出しているために、駆動装置３１の組み上げ時に注意が必要である。何故、注意が必要であるかと言えば、第一モータ６１のロータとステータの位置関係は、第二モータ６２のロータとステータの位置関係とは異なっている可能性があるためである。
実施例図の構成においては、第一モータ６１の出力は第一力伝達機構３８を介し、また第二モータ６２の出力は第二力伝達機構３９を介し、互いにリンクされた構成になっている。組み上げ時に、第一モータ６１のロータとステータの位置関係と第二モータ６２のロータとステータの位置関係が異なる状態で組み上げられると、モータドライバ３３から駆動電流が流れた際に、第一力伝達機構３８と第二力伝達機構３９の間で内力が発生する。同様に、第一モータ６１のロータとステータの位置関係は、第三モータ６３のロータとステータの位置関係とは異なっている可能性があり、組み上げ時に、第一モータ６１のロータとステータの位置関係と第三モータ６３のロータとステータの位置関係が異なる状態で組み上げられると、モータドライバ３３から駆動電流が流れた際に、第一力伝達機構３８と第三力伝達機構４０の間で内力が発生する。
加えて、第二モータ６２のロータとステータの位置関係は、第三モータ６３のロータとステータの位置関係とは異なっている可能性もあり、組み上げ時に、第二モータ６２のロータとステータの位置関係と第三モータ６３のロータとステータの位置関係が異なる状態で組み上げられると、モータドライバ３３から駆動電流が流れた際に、第二力伝達機構３９と第三力伝達機構４０の間で内力が発生する。
【０１０５】
この問題を回避するために、実際に組み上げる際には、採用したブラシレスＤＣモータ（例図では、第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）によって力伝達機構３７に内力が発生しないように調整している。
この構成方法に関しては、いくつか考えられる。
第一の調整例としては、実際に組み上げる際に、モータドライバ３３から並列配線３５により接続された全てのブラシレスＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）に印加電圧を出力することにより、一端、全てのブラシレスＤＣモータがマグネットトルクで静止した状態を作り出す。この全てのブラシレスＤＣモータがマグネットトルクで静止した状況で、個々のモータと個々のモータ取付プレートの取り付けを調整する。
第二の調整方法としては、同じく、全てのブラシレスＤＣモータがマグネットトルクで静止した状況で、個々のモータと個々の力伝達機構の取り付けを調整する。
第一の調整方法と第二の調整方法を組み合わせても良い。
駆動装置３１を組み上げ時にこのような調整を施せば、力伝達機構３７に不要な内力を発生する問題を回避することができる。
【０１０６】
また、モータ並列配線３５を、モータドライバ３３から駆動電流を出力した際にブラシレスＤＣモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線を行っている。
【０１０７】
例図の力伝達機構３７では、プーリとタイミングベルトから構成されるベルト式伝達機構を用いて図示している。そのため、図３に示すように、作り出される１自由度の運動の位置に対して、より具体的には、回転軸８４を回転中心に生成される回転角に対して、個別減速率は一定値で全て同じ値である。
力伝達機構３７の個別減速率が、１自由度の運動の位置に対して可変である場合には、図４に示す様に、作り出される１自由度の運動の位置に対して変化する個別減速率が全て同じであれば良い。
【０１０８】
また、例図では回転型のモータを用いて構成しているが、直動型のモータを用いて構成しても良い。
【０１０９】
上記のように、図１６に示す本発明の駆動装置の第八実施例においては、ブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバ３３を１つ備えるとともに、３台のブラシレスＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）を備え、第一モータ６１の出力位置を検出する第一運動検出センサ６４を備え、モータドライバ３３と第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３と第一運動検出センサ６４により、回転軸８４を回転中心に第一リンク６６と第二リンク６７の相対姿勢を変える関節を駆動できるようにした駆動装置３１であり、各モータの出力を回転軸８４の出力に伝達するため力伝達機構３７を設け、モータは全て同じ特性を有するモータであると共に、力伝達機構３７は各個別減速率が全て等しくなるように構成されており、モータドライバ３３に対して各モータがモータ並列配線３４により並列に配線されており、加えてモータ並列配線３４はモータドライバ３３から駆動電流を出力した際にモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線され、更にはモータドライバ３３から並列配線３５により接続された全てのブラシレスＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）に印加電圧を出力することにより全てのブラシレスＤＣモータがマグネットトルクで静止した状態を作り出し、この状況でモータの取り付けるもしくは力伝達機構３７を組み上げるもしくはモータの取り付けると共に力伝達機構３７を組み上げられた駆動装置３１である。
【０１１０】
図１６に示すような構成を行うことにより、第六実施例と同じく、モータドライバ３３に接続された第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３への負担が均等に分散されると共に、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能であり、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
【０１１１】
また、第一運動検出センサ６４の値を用いてモータドライバ３３の出力を制御することにより、回転軸８４回りの運動を制御するが実現できる。
【０１１２】
（駆動装置の第九実施例）
図１７は、本発明の駆動装置の第九の態様に基づき実施した、本発明の第九実施例の駆動装置を示している。
本発明の第八実施例の駆動装置と第九実施例の駆動装置との相違点は（図１６と図１７の相違点は）、第三モータ６３の取付向きとモータ並列配線３５の違いである。この相違点は、本発明の第一実施例の駆動装置と第三実施例の駆動装置との相違点（図２と図８の相違点）と同じであり、相違点に基づく構成手法も同じであるため、ここではその詳述を省略する。
【０１１３】
上記のように、図１７に示す本発明の駆動装置の第九実施例においては、第八実施例と同様に、ブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバ３３を１つ備えるとともに、３台のブラシレスＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）を備え、第一モータ６１の出力位置を検出する第一運動検出センサ６４を備え、モータドライバ３３と第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３と第一運動検出センサ６４により、回転軸８４を回転中心に第一リンク６６と第二リンク６７の相対姿勢を変える関節を駆動できるようにした駆動装置３１であり、各モータの出力を回転軸８４の出力に伝達するため力伝達機構３７を設け、モータは全て同じ特性を有するモータであると共に、力伝達機構３７は各個別減速率が全て等しくなるように構成されており、モータドライバ３３に対して各モータがモータ並列配線３４により並列に配線されており、加えてモータ並列配線３４はモータドライバ３３から駆動電流を出力した際にモータの個々の出力により駆動される回転軸８４の出力向きである個別出力向きが互いに同じ向きになるように配線され、更にはモータドライバ３３から並列配線３５により接続された全てのブラシレスＤＣモータ（第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３）に印加電圧を出力することにより全てのブラシレスＤＣモータがマグネットトルクで静止した状態を作り出し、この状況でモータの取り付けるもしくは力伝達機構３７を組み上げるもしくはモータの取り付けると共に力伝達機構３７を組み上げられた駆動装置３１である。
【０１１４】
図１７に示すような構成を行うことにより、第八実施例と同じく、モータドライバ３３に接続された第一モータ６１と第二モータ６２と第三モータ６３への負担が均等に分散されると共に、互いの出力が相殺することなく駆動装置の出力を効果的に得ることが可能であり、高い出力を得ることができ、高出力化が実現できる。
【０１１５】
（人間型ロボットの第一実施例）
図１８は、この発明の人間型ロボットの第一の態様に基づき実施した、この発明の第一実施例の人間型ロボットの脚（右脚）を示す右前方から見た傾斜図である。
また、図１９は、上記人間型ロボットの脚（右脚）を示す左前方から見た傾斜図である。図１、図２、図５、図８から図１７と同じ符号については同じ部材を示しており、符号の数字に付属のＣＰとＫＰとＡＰは、それぞれ股ピッチ関節と膝ピッチ関節と足首ピッチ関節を駆動するための部材であることを示している。また、配線に関しては省略し図示していない。
加えて、大腿リンク１４と下腿リンク１５と大腿リンク外側カバー１０１と大腿リンク内側カバー１０２と下腿リンク外側カバー１０３と下腿リンク内側カバー１０４は、リンク内に配置している部品位置が分かりやすいように半透明で図示している。
更に、大腿リンク外側カバー１０１と大腿リンク内側カバー１０２は大腿リンク１４から外した状態で図示しており、下腿リンク外側カバー１０３と下腿リンク内側カバー１０４も下腿リンク１５から外した状態で図示している。
【０１１６】
図１８と図１９に示す本発明の第一実施例の人間型ロボットの実施例図においては、人間型ロボット１の股ピッチ関節駆動に本発明の第八実施例の駆動装置を、人間型ロボット１の膝ピッチ関節駆動に本発明の第一実施例の駆動装置を、人間型ロボット１の足首ピッチ関節駆動に本発明の第八実施例の駆動装置を用いている。
【０１１７】
股ピッチ関節を駆動するため、２つのブラシレスＤＣモータを用いている。第一モータ６１ＣＰと第二モータ６２ＣＰには、Ｍａｘｏｎ製のブラシレスＤＣモータ（Ｍａｘｏｎ  型番１１８８９０、公称駆動電圧４８Ｖ）を用いている。両モータは、共に大腿リンク１４Ｒの中に配置されている。
また、これらのモータは、大腿リンク１４Ｒの中に配置されたモータドライバ３３ＣＰ（ブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバ）に対して、図示されていないモータ並列配線３５により並列に配線されている。
力伝達機構３７ＣＰは、第一力伝達機構３８ＣＰと第二力伝達機構３９ＣＰにより構成されている。
第一力伝達機構３８ＣＰは、第一モータ６１ＣＰの出力軸である第一モータ出力軸８１ＣＰに取り付けられた第一プーリ７１ＣＰと波動歯車装置９１ＣＰの入力軸に取り付けられた中間プーリ９２ＣＰとタイミングベルト９３ＣＰにより構成されるベルト式伝達機構と、波動歯車装置９１ＣＰを組み合わせることで構成されている。波動歯車装置９１ＣＰの出力軸である回転軸８４ＣＰを股ピッチ関節回転軸２３Ｒと重なるように、波動歯車装置９１ＣＰを大腿リンク１４Ｒの中に配置し、波動歯車装置９１ＣＰの出力軸を股第二リンク１３Ｒに接続している。
第二力伝達機構３９ＣＰは、第二モータ６２ＣＰの出力軸である第二モータ出力軸８２ＣＰに取り付けられた第二プーリ７２ＣＰと波動歯車装置９１ＣＰの入力軸に取り付けられた中間プーリ９２ＣＰとタイミングベルト９３ＣＰにより構成されるベルト式伝達機構と、波動歯車装置９１ＣＰを組み合わせることで構成されている。
第一力伝達機構３８ＣＰと第二力伝達機構３９ＣＰは波動歯車装置９１ＣＰと中間プーリ９２ＣＰとタイミングベルト９３ＣＰを共用して構成されている。
このような構成をすることにより、大腿リンク１４Ｒの限られたスペースにモータドライバとモータを配置しつつ、股ピッチ関節の高出力化を図ることが可能になる。
加えて、第一モータ６１ＣＰには第一モータの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＣＰが装着されており、第一運動検出センサ６４ＣＰを用いることで股ピッチ関節の運動を制御することが可能になる。
【０１１８】
膝ピッチ関節を駆動するため、２つのブラシ付きＤＣモータを用いている。第一モータ６１ＫＰと第二モータ６２ＫＰには、Ｍａｘｏｎ製のブラシレス付きＤＣモータ（Ｍａｘｏｎ  型番１４８８６７、公称駆動電圧２４Ｖ）を用いている。両モータは、共に大腿リンク１４Ｒの中に配置されている。
また、これらのモータは、大腿リンク１４Ｒの中に配置されたモータドライバ３３ＫＰ（ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ）に対して、図示されていないモータ直列配線３４により直列に配線されている。
力伝達機構３７ＫＰは、第一力伝達機構３８ＫＰと第二力伝達機構３９ＫＰにより構成されている。
第一力伝達機構３８ＫＰは、第一モータ６１ＫＰの出力軸である第一モータ出力軸８１ＫＰに取り付けられた第一プーリ７１ＫＰと波動歯車装置９１ＫＰの入力軸に取り付けられた中間プーリ９２ＫＰとタイミングベルト９３ＫＰにより構成されるベルト式伝達機構と、波動歯車装置９１ＫＰを組み合わせることで構成されている。波動歯車装置９１ＫＰの出力軸である回転軸８４ＫＰを膝ピッチ関節回転軸２４Ｒと重なるように、波動歯車装置９１ＫＰを大腿リンク１４Ｒの中に配置し、波動歯車装置９１ＫＰの出力軸を下腿リンク１５Ｒに接続している。
第二力伝達機構３９ＫＰは、第二モータ６２ＫＰの出力軸である第二モータ出力軸８２ＫＰに取り付けられた第二プーリ７２ＫＰと波動歯車装置９１ＫＰの入力軸に取り付けられた中間プーリ９２ＫＰとタイミングベルト９３ＫＰにより構成されるベルト式伝達機構と、波動歯車装置９１ＫＰを組み合わせることで構成されている。
第一力伝達機構３８ＫＰと第二力伝達機構３９ＫＰは波動歯車装置９１ＫＰと中間プーリ９２ＫＰとタイミングベルト９３ＫＰを共用して構成されている。
このような構成をすることにより、大腿リンク１４Ｒの限られたスペースにモータドライバとモータを配置しつつ、膝ピッチ関節の高出力化を図ることが可能になる。
加えて、第一モータ６１ＫＰには第一モータの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＫＰが装着されており、第一運動検出センサ６４ＫＰを用いることで膝ピッチ関節の運動を制御することが可能になる。
【０１１９】
足首ピッチ関節を駆動するため、２つのブラシレスＤＣモータを用いている。第一モータ６１ＡＰと第二モータ６２ＡＰには、ＦＡＵＬＨＡＲＢＥＲ製のブラシレスＤＣモータ（ＦＡＵＬＨＡＲＢＥＲ  型番３５６４Ｋ０４８Ｂ、公称駆動電圧４８Ｖ）を用いている。両モータは、共に下腿リンク１５Ｒの中に配置されている。
また、これらのモータは、下腿リンク１５Ｒの中に配置されたモータドライバ３３ＡＰ（ブラシレスＤＣモータを駆動するモータドライバ）に対して、図示されていないモータ並列配線３５により並列に配線されている。
力伝達機構３７ＡＰは、第一力伝達機構３８ＡＰと第二力伝達機構３９ＡＰにより構成されている。
第一力伝達機構３８ＡＰは、第一モータ６１ＡＰの出力軸である第一モータ出力軸８１ＡＰに取り付けられた第一プーリ７１ＡＰと波動歯車装置９１ＡＰの入力軸に取り付けられた中間プーリ９２ＡＰとタイミングベルト９３ＡＰにより構成されるベルト式伝達機構と、波動歯車装置９１ＡＰを組み合わせることで構成されている。波動歯車装置９１ＡＰの出力軸である回転軸８４ＡＰを足首ピッチ関節回転軸２５Ｒと重なるように、波動歯車装置９１ＡＰを下腿リンク１５Ｒの中に配置し、波動歯車装置９１ＡＰの出力軸を足首リンク１６Ｒに接続している。
第二力伝達機構３９ＡＰは、第二モータ６２ＡＰの出力軸である第二モータ出力軸８２ＡＰに取り付けられた第二プーリ７２ＡＰと波動歯車装置９１ＡＰの入力軸に取り付けられた中間プーリ９２ＡＰとタイミングベルト９３ＡＰにより構成されるベルト式伝達機構と、波動歯車装置９１ＡＰを組み合わせることで構成されている。第一力伝達機構３８ＡＰと第二力伝達機構３９ＡＰは波動歯車装置９１ＡＰと中間プーリ９２ＡＰとタイミングベルト９３ＡＰを共用して構成されている。
このような構成をすることにより、下腿リンク１５Ｒの限られたスペースにモータドライバとモータを配置しつつ、足首ピッチ関節の高出力化を図ることが可能になる。
加えて、第一モータ６１ＡＰには第一モータの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＡＰが装着されており、第一運動検出センサ６４ＡＰを用いることで足首ピッチ関節の運動を制御することが可能になる。
【０１２０】
（人間型ロボットの第二実施例）
図２０は、この発明の人間型ロボットの第二の態様に基づき実施した、この発明の第二実施例の人間型ロボットの脚（右脚）を示す右前方から見た傾斜図である。
また、図２１は、上記人間型ロボットの脚（右脚）を示す左前方から見た傾斜図である。図１、図２、図５、図８から図１９と同じ符号については同じ部材を示しており、符号の数字に付属のＣＰとＫＰとＡＰは、それぞれ股ピッチ関節と膝ピッチ関節と足首ピッチ関節を駆動するための部材であることを示している。また、配線に関しては省略し図示していない。
加えて、大腿リンク１４と下腿リンク１５と大腿リンク外側カバー１０１と大腿リンク内側カバー１０２と下腿リンク外側カバー１０３と下腿リンク内側カバー１０４は、リンク内に配置している部品位置が分かりやすいように半透明で図示している。
更に、大腿リンク外側カバー１０１と大腿リンク内側カバー１０２は大腿リンク１４から外した状態で図示しており、下腿リンク外側カバー１０３と下腿リンク内側カバー１０４も下腿リンク１５から外した状態で図示している。
【０１２１】
図２０と図２１に示す本発明の第二実施例の人間型ロボットの実施例図においては、人間型ロボット１の股ピッチ関節駆動に本発明の第一実施例の駆動装置を、人間型ロボット１の膝ピッチ関節駆動に本発明の第二実施例の駆動装置を、人間型ロボット１の足首ピッチ関節駆動に本発明の第一実施例の駆動装置を用いている。
【０１２２】
股ピッチ関節を駆動するため、２つのブラシ付きＤＣモータを用いている。
第一モータ６１ＣＰと第二モータ６２ＣＰには、Ｍａｘｏｎ製のブラシ付きＤＣモータ（Ｍａｘｏｎ  型番３２３８９０、公称駆動電圧２４Ｖ）を用いている。両モータは、共に大腿リンク１４Ｒの中に配置されている。
また、これらのモータは、大腿リンク１４Ｒの中に配置されたモータドライバ３３ＣＰ（ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ）に対して、図示されていないモータ直列配線３４により直列に配線されている。
力伝達機構３７ＣＰは、第一力伝達機構３８ＣＰと第二力伝達機構３９ＣＰにより構成されており、本発明の第一実施例の人間型ロボットの股ピッチ関節を駆動している力伝達機構３７ＣＰと同じ構成である。
このような構成をすることにより、第一実施例と同じく、大腿リンク１４Ｒの限られたスペースにモータドライバとモータを配置しつつ、股ピッチ関節の高出力化を図ることが可能になる。
加えて、第一モータ６１ＣＰには第一モータの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＣＰが装着されており、第一運動検出センサ６４ＣＰを用いることで股ピッチ関節の運動を制御することが可能になる。
【０１２３】
膝ピッチ関節を駆動するため、３つのブラシ付きＤＣモータを用いている。
第一モータ６１ＫＰには、ＦＡＵＬＨＡＲＢＥＲ製のブラシ付きＤＣモータ（ＦＡＵＬＨＡＲＢＥＲ  型番２３４２Ｓ０００６ＣＲ、公称駆動電圧６Ｖ）を用い、第二モータ６２ＫＰにはＦＡＵＬＨＡＲＢＥＲ製のブラシ付きＤＣモータ（ＦＡＵＬＨＡＲＢＥＲ  型番３２５７Ｇ０２４ＣＲ、公称駆動電圧２４Ｖ）を用い、第三モータ６３ＫＰにはＫＯＬＬＭＯＲＧＥＮ製のブラシ付きＤＣモータ（ＫＯＬＬＭＯＲＧＥＮ  型番Ｓ６Ｍ４Ｈ、公称駆動電圧１７．７Ｖ）を用いている。３つのモータは、共に大腿リンク１４Ｒの中に配置されている。
特に、第三モータ６３ＫＰを、大腿リンク１４Ｒにおいて比較的デッドスペースになりがちな膝関節付近に、その出力軸である第三モータ出力軸８３とＫＰ膝ピッチ関節回転軸２４Ｒが重なるように配置することにより、限られた大腿リンク１４Ｒ内のスペースを有効に利用している。
また、これらのモータは、大腿リンク１４Ｒの中に配置されたモータドライバ３３ＫＰ（ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ）に対して、図示されていないモータ直列配線３４により直列に配線されている。
力伝達機構３７ＫＰは、第一力伝達機構３８ＫＰと第二力伝達機構３９ＫＰと第三力伝達機構４０ＫＰにより構成されている。
第一力伝達機構３８ＫＰは、第一モータ６１ＫＰの出力軸である第一モータ出力軸８１ＫＰに取り付けられた第一プーリ７１ＫＰと波動歯車装置９１ＫＰの入力軸に取り付けられた中間プーリ９２ＫＰとタイミングベルト９３ＫＰにより構成されるベルト式伝達機構と、波動歯車装置９１ＫＰを組み合わせることで構成されている。波動歯車装置９１ＫＰの出力軸である回転軸８４ＫＰを膝ピッチ関節回転軸２４Ｒと重なるように、波動歯車装置９１ＫＰを大腿リンク１４Ｒの中に配置し、波動歯車装置９１ＫＰの出力軸を下腿リンク１５Ｒに接続している。
第二力伝達機構３９ＫＰは、第二モータ６２ＫＰの出力軸である第二モータ出力軸８２ＫＰに取り付けられた第二プーリ７２ＫＰと波動歯車装置９１ＫＰの入力軸に取り付けられた中間プーリ９２ＫＰとタイミングベルト９３ＫＰにより構成されるベルト式伝達機構と、波動歯車装置９１ＫＰを組み合わせることで構成されている。
第三力伝達機構４０ＫＰは、第二力伝達機構３９ＫＰと二段目第三力伝達機構を組み合わせて構成されている。
二段目第三力伝達機構は、第三モータ６３ＫＰの出力軸である第三モータ出力軸８３ＫＰに取り付けられた二段目第一プーリ９４ＫＰと、第二モータ６２ＫＰの出力軸である第二モータ出力軸８２ＫＰであって第二プーリ７２ＫＰが取り付けられていない側の出力軸に取り付けられた二段目第二プーリ９５ＫＰと、二段目タイミングベルト９６ＫＰから構成されるベルト式伝達機構で構成されている。
第一力伝達機構３８ＫＰと第二力伝達機構３９ＫＰと第三力伝達機構４０ＫＰは、波動歯車装置９１ＫＰと中間プーリ９２ＫＰとタイミングベルト９３ＫＰ等を共用して構成されている。
このような構成をすることにより、大腿リンク１４Ｒの限られたスペースにモータドライバとモータを配置しつつ、膝ピッチ関節の高出力化を図ることが可能になる。
加えて、第一モータ６１ＫＰには第一モータの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＫＰが装着されており、第一運動検出センサ６４ＫＰを用いることで膝ピッチ関節の運動を制御することが可能になる。
【０１２４】
足首ピッチ関節を駆動するため、２つのブラシ付きＤＣモータを用いている。
第一モータ６１ＡＰと第二モータ６２ＡＰには、Ｍａｘｏｎ製のブラシレス付きＤＣモータ（Ｍａｘｏｎ  型番３２３８９０、公称駆動電圧２４Ｖ）を用いている。両モータは、共に下腿リンク１５Ｒの中に配置されている。
また、これらのモータは、下腿リンク１５Ｒの中に配置されたモータドライバ３３ＡＰ（ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ）に対して、図示されていないモータ直列配線３４により直列に配線されている。
力伝達機構３７ＡＰは、第一力伝達機構３８ＡＰと第二力伝達機構３９ＡＰにより構成されており、本発明の第一実施例の人間型ロボットの足首ピッチ関節を駆動している力伝達機構３７ＡＰと同じ構成である。
このような構成をすることにより、第一実施例と同じく、下腿リンク１５Ｒの限られたスペースにモータドライバとモータを配置しつつ、足首ピッチ関節の高出力化を図ることが可能になる。
加えて、第一モータ６１ＡＰには第一モータの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＡＰが装着されており、第一運動検出センサ６４ＡＰを用いることで足首ピッチ関節の運動を制御することが可能になる。
【０１２５】
（人間型ロボットの第三実施例）
図２２は、この発明の人間型ロボットの第三の態様に基づき実施した、この発明の第三実施例の人間型ロボットの脚（右脚）を示す右前方から見た傾斜図である。
また、図２３は、上記人間型ロボットの脚（右脚）を示す左前方から見た傾斜図である。図１、図２、図５、図８から図２１と同じ符号については同じ部材を示しており、符号の数字に付属のＣＰとＫＰとＡＰは、それぞれ股ピッチ関節と膝ピッチ関節と足首ピッチ関節を駆動するための部材であることを示している。また、配線に関しては省略し図示していない。
加えて、大腿リンク１４と下腿リンク１５と大腿リンク外側カバー１０１と大腿リンク内側カバー１０２と下腿リンク外側カバー１０３と下腿リンク内側カバー１０４は、リンク内に配置している部品位置が分かりやすいように半透明で図示している。
更に、大腿リンク外側カバー１０１と大腿リンク内側カバー１０２は大腿リンク１４から外した状態で図示しており、下腿リンク外側カバー１０３と下腿リンク内側カバー１０４も下腿リンク１５から外した状態で図示している。
【０１２６】
図２２と図２３に示す本発明の第三実施例の人間型ロボットの実施例図においては、人間型ロボット１の股ピッチ関節駆動に本発明の第六実施例の駆動装置を、人間型ロボット１の膝ピッチ関節駆動に本発明の第二実施例の駆動装置を、人間型ロボット１の足首ピッチ関節駆動に本発明の第六実施例の駆動装置を用いている。
【０１２７】
股ピッチ関節を駆動するため、２つのブラシ付きＤＣモータを用いている。
第一モータ６１ＣＰと第二モータ６２ＣＰには、Ｍａｘｏｎ製のブラシ付きＤＣモータ（Ｍａｘｏｎ  型番１４８８７７、公称駆動電圧４８Ｖ）を用いている。両モータは、共に大腿リンク１４Ｒの中に配置されている。
また、これらのモータは、大腿リンク１４Ｒの中に配置されたモータドライバ３３ＣＰ（ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ）に対して、図示されていないモータ並列配線３５により並列に配線されている。
力伝達機構３７ＣＰは、第一力伝達機構３８ＣＰと第二力伝達機構３９ＣＰにより構成されており、本発明の第一実施例の人間型ロボットの股ピッチ関節を駆動している力伝達機構３７ＣＰと同じ構成である。
このような構成をすることにより、第一実施例と同じく、大腿リンク１４Ｒの限られたスペースにモータドライバとモータを配置しつつ、股ピッチ関節の高出力化を図ることが可能になる。
加えて、第一モータ６１ＣＰには第一モータの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＣＰが装着されており、第一運動検出センサ６４ＣＰを用いることで股ピッチ関節の運動を制御することが可能になる。
【０１２８】
膝ピッチ関節を駆動するため、２つのブラシ付きＤＣモータを用いている。
第一モータ６１ＫＰには、Ｐｏｒｔｅｓｃａｐ製のブラシ付きＤＣモータ（Ｐｏｒｔｅｓｃａｐ  型番３５ＮＴ２Ｒ８２４２６ＳＰ、公称駆動電圧３２Ｖ）を用い、第二モータ６２ＫＰには、ＫＯＬＬＭＯＲＧＥＮ製のブラシ付きＤＣモータ（ＫＯＬＬＭＯＲＧＥＮ  型番Ｓ６Ｍ４Ｈ、公称駆動電圧１７．７Ｖ）を用いている。両モータは、共に大腿リンク１４Ｒの中に配置されている。
また、これらのモータは、大腿リンク１４Ｒの中に配置されたモータドライバ３３ＫＰ（ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ）に対して、図示されていないモータ直列配線３４により直列に配線されている。
力伝達機構３７ＫＰは、第一力伝達機構３８ＫＰと第二力伝達機構３９ＫＰより構成されている。
第一力伝達機構３８ＫＰは、第一モータ６１ＫＰの出力軸である第一モータ出力軸８１ＫＰに取り付けられた第一プーリ７１ＫＰと波動歯車装置９１ＫＰの入力軸に取り付けられた中間プーリ９２ＫＰとタイミングベルト９３ＫＰにより構成されるベルト式伝達機構と、波動歯車装置９１ＫＰを組み合わせることで構成されている。波動歯車装置９１ＫＰの出力軸である回転軸８４ＫＰを膝ピッチ関節回転軸２４Ｒと重なるように、波動歯車装置９１ＫＰを大腿リンク１４Ｒの中に配置し、波動歯車装置９１ＫＰの出力軸を下腿リンク１５Ｒに接続している。
第二力伝達機構３９ＫＰは、第一力伝達機構３８ＫＰと二段目第二力伝達機構を組み合わせて構成されている。二段目第二力伝達機構は、第二モータ６２ＫＰの出力軸である第二モータ出力軸８２ＫＰに取り付けられた二段目第一プーリ９４ＫＰと、第一モータ６１ＫＰの出力軸である第一モータ出力軸８１ＫＰであって第一プーリ７１ＫＰが取り付けられていない側の出力軸に第一モータ６１ＫＰの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＫＰを介して取り付けられた二段目第二プーリ９５ＫＰと、二段目タイミングベルト９６ＫＰから構成されるベルト式伝達機構で構成されている。
第一力伝達機構３８ＫＰと第二力伝達機構３９ＫＰは、波動歯車装置９１ＫＰと中間プーリ９２ＫＰとタイミングベルト９３ＫＰを共用して構成されている。
このような構成をすることにより、大腿リンク１４Ｒの限られたスペースにモータドライバとモータを配置しつつ、膝ピッチ関節の高出力化を図ることが可能になる。
加えて、第一モータ６１ＫＰには第一モータの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＫＰが装着されており、第一運動検出センサ６４ＫＰを用いることで膝ピッチ関節の運動を制御することが可能になる。
【０１２９】
足首ピッチ関節を駆動するため、２つのブラシ付きＤＣモータを用いている。
第一モータ６１ＡＰと第二モータ６２ＡＰには、Ｍａｘｏｎ製のブラシ付きＤＣモータ（Ｍａｘｏｎ  型番１４８８７７、公称駆動電圧４８Ｖ）を用いている。両モータは、共に下腿リンク１５Ｒの中に配置されている。
また、これらのモータは、下腿リンク１５Ｒの中に配置されたモータドライバ３３ＡＰ（ブラシ付きＤＣモータを駆動するモータドライバ）に対して、図示されていないモータ並列配線３５により並列に配線されている。
力伝達機構３７ＡＰは、第一力伝達機構３８ＡＰと第二力伝達機構３９ＡＰにより構成されており、本発明の第一実施例の人間型ロボットの足首ピッチ関節を駆動している力伝達機構３７ＡＰと同じ構成である。
このような構成をすることにより、第一実施例と同じく、下腿リンク１５Ｒの限られたスペースにモータドライバとモータを配置しつつ、足首ピッチ関節の高出力化を図ることが可能になる。
加えて、第一モータ６１ＡＰには第一モータの運動を検出する第一運動検出センサ６４ＡＰが装着されており、第一運動検出センサ６４ＡＰを用いることで足首ピッチ関節の運動を制御することが可能になる。
【０１３０】
図１８から図２３に示すように、本発明の駆動装置を人間型ロボットの関節駆動に用いることにより、限られたロボットの体内スペースにモータドライバとモータを配置しつつ高出力化を図ることが可能になる。
【０１３１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形し、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項の組み合わせを限定させるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【０１３２】
１    人間型ロボット
１１    腰リンク
１２    股第一リンク
１３    股第二リンク
１４    大腿リンク
１５    下腿リンク
１６    足首リンク
１７    足裏リンク
２１    股ヨー関節回転軸
２２    股ロール関節回転軸
２３    股ピッチ関節回転軸
２４    膝ピッチ関節回転軸
２５    足首ピッチ関節回転軸
２６    足首ロール関節回転軸
３１    駆動装置
３２    モータ駆動電源
３３    モータドライバ
３４    モータ直列配線
３５    モータ並列配線
３６    モータ電流
３７    力伝達機構
３８    第一力伝達機構
３９    第二力伝達機構
４０    第三力伝達機構
４１    第一スイッチング素子
４２    第二スイッチング素子
４３    第三スイッチング素子
４４    第四スイッチング素子
４５    第五スイッチング素子
４６    第六スイッチング素子
５１    第一ダイオード
５２    第二ダイオード
５３    第三ダイオード
５４    第四ダイオード
５５    第五ダイオード
５６    第六ダイオード
６１    第一モータ
６２    第二モータ
６３    第三モータ
６４    第一運動検出センサ
６５    第二運動検出センサ
６６    第一リンク
６７    第二リンク
６８    第一歯車
６９    第二歯車
７１    第一プーリ
７２    第二プーリ
７３    第一タイミングベルト
７４    第三プーリ
７５    第四プーリ
７６    第二タイミングベルト
７７    第五プーリ
７８    第六プーリ
７９    第三タイミングベルト
８１    第一モータ出力軸
８２    第二モータ出力軸
８３    第三モータ出力軸
８４    回転軸
８５    第一モータ取付プレート
８６    第二モータ取付プレート
８７    第三モータ取付プレート
９１    波動歯車装置（ハーモニックドライブギア）
９２    中間プーリ
９３    タイミングベルト
９４    二段目第一プーリ
９５    二段目第二プーリ２
９６    二段目タイミングベルト
１０１    大腿リンク外側カバー
１０２    大腿リンク内側カバー
１０３    下腿リンク外側カバー
１０４    下腿リンク内側カバー
【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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