(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
股関節本体と、
大腿部と、
前記股関節本体に対して前記大腿部を少なくともピッチ軸の回りに回転可能に連結する股関節ジョイントと、
前記大腿部にピッチ軸の回りを回転可能に連結される膝関節本体と、
一端部が前記股関節本体又は前記股関節ジョイントにピッチ軸の回りを回転可能に連結されると共に、他端部が前記膝関節本体にピッチ軸の回りを回転可能に連結される大腿部補助リンクと、
前記大腿部補助リンクの前記一端部から前記他端部までの長さを伸縮させる膝関節アクチュエータと、を備え、
前記股関節本体又は前記股関節ジョイント、前記大腿部、前記膝関節本体、及び前記大腿部補助リンクは、平行四辺形を形成する平行リンクを構成し、
前記大腿部がピッチ軸の回りを回転するとき、前記平行リンクの作用により、前記股関節本体に対する前記膝関節本体の姿勢が一定に保たれ、
そして、前記膝関節アクチュエータによって前記大腿部補助リンクを伸縮させることで、前記股関節本体に対して前記膝関節本体の姿勢を変化させる脚式ロボットの下肢構造。
【請求項２】
前記股関節ジョイントは、前記股関節本体に前記大腿部を前記ピッチ軸及びロール軸の回りに回転可能に連結し、
前記大腿部と前記股関節本体との間には、前記股関節本体に対して前記大腿部を前記ピッチ軸及び前記ロール軸の回りに回転駆動させる股関節アクチュエータが架け渡されることを特徴とする請求項１に記載の脚式ロボットの下肢構造。
【請求項３】
前記脚式ロボットはさらに、
前記膝関節本体に結合される下腿部と、
足首関節本体と、
前記下腿部に前記足首関節本体を少なくともピッチ軸の回りに回転可能に連結する足首関節ジョイントと、
一端部が前記下腿部にピッチ軸の回りを回転可能に連結されると共に、他端部が前記足首関節ジョイントにピッチ軸の回りを回転可能に連結される下腿部補助リンクと、
前記下腿部補助リンクの前記一端部から前記他端部までの長さを伸縮させる足首関節アクチュエータと、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の脚式ロボットの下肢構造。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の脚式ロボットの下肢構造が組み込まれた脚式ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の脚部を有し、各々の脚部を揺動させながら歩行する脚式ロボットの下肢構造及び脚式ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
脚式ロボットは、複数の脚部を有し、各々の脚部を揺動させながら歩行する。人間のように二本足でバランスをとりながら歩く脚式ロボットは二足歩行ロボットと呼ばれる。動物のように四本足で歩行する脚式ロボットは四足歩行ロボットと呼ばれる。脚部の数は典型的には二本あるいは四本であるが、複数本であれば何本でもよい。
【０００３】
各脚部は、大腿部、下腿部、足平部に相当するリンクをロボットの胴部から股関節、膝関節、足首関節を介して順次連設して構成される。大腿部、下腿部、足平部に相当するリンクは、各関節に脚式ロボットの側方に伸びるピッチ軸の回りを回転可能に連結される。各関節には、リンクを回転させるモータ（アクチュエータ）が備えられる（例えば特許文献１参照）。モータが適切な駆動力を出力し、リンクの回転角度を制御することによって、脚式ロボットが脚部を胴部に対して前後に揺動させることができる。ここで、股関節は胴部と脚部を連結する関節を意味するものであり、四足歩行ロボットの胴部と前脚とを連結する関節も股関節に含まれる。また、モータは電気、ガソリン等のエネルギを機械的な動きに変換する装置であり、典型的には電動モータあるいはエンジンである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６４０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、膝関節の屈伸運動を行うときには、股関節のモータの回転速度の２倍の速度で膝関節のモータを回転させる必要がある。このように、膝関節は他の関節に比べ、移動範囲と速度を大きくする必要があるので、大きなモータを必要とする。
【０００６】
そこで、本発明は、膝関節を駆動させるアクチュエータの負荷を低減させることができる脚式ロボットの下肢構造及び脚式ロボット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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、股関節本体と、大腿部と、前記股関節本体に対して前記大腿部を少なくともピッチ軸の回りに回転可能に連結する股関節ジョイントと、前記大腿部にピッチ軸の回りを回転可能に連結される膝関節本体と、一端部が前記股関節本体又は前記股関節ジョイントにピッチ軸の回りを回転可能に連結されると共に、他端部が前記膝関節本体にピッチ軸の回りを回転可能に連結される大腿部補助リンクと、前記大腿部補助リンクの前記一端部から前記他端部までの長さを伸縮させる膝関節アクチュエータと、を備え、前記股関節本体又は前記股関節ジョイント、前記大腿部、前記膝関節本体、及び前記大腿部補助リンクは、平行四辺形を形成する平行リンクを構成し、前記大腿部がピッチ軸の回りを回転するとき、前記平行リンクの作用により、前記股関節本体に対する前記膝関節本体の姿勢が一定に保たれ、そして、前記膝関節アクチュエータによって前記大腿部補助リンクを伸縮させることで、前記股関節本体に対して前記膝関節本体の姿勢を変化させる脚式ロボットの下肢構造である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大腿部がピッチ軸の回りを回転するとき、平行リンクの作用により、股関節本体に対する膝関節本体の姿勢が一定に保たれる。そして、膝関節アクチュエータによって大腿部補助リンクを伸縮させることで、股関節本体に対して一定に保たれた膝関節本体の姿勢を変化させることができる。このため、膝関節の屈伸運動を行うとき、膝関節にモータを設けた従来の脚式ロボットに比べて、大腿部に対する膝関節本体のピッチ軸回りの回転速度を半分にすることができる。したがって、膝関節アクチュエータの負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の脚式ロボットの全体構成を示す図（図１（ａ）は正面図を示し、図１（ｂ）は左側面図を示す）
【図２】本実施形態の脚式ロボットの下肢構造の斜視図
【図３】本実施形態の脚式ロボットの下肢構造を示す図（図３（ａ）は正面図を示し、図３（ｂ）は左側面図を示す）
【図４】本実施形態の脚式ロボットの下肢構造の膝関節の屈伸運動を行うときの動作図（図４（ａ）は膝関節アクチュエータを駆動させていない状態を示し、図４（ｂ）は膝関節アクチュエータを駆動させて膝関節を屈曲させた状態を示す）
【図５】本実施形態の脚式ロボットの下肢構造の、膝関節アクチュエータの負荷の低減効果を説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下添付図面に基づいて、本発明の一実施形態における脚式ロボットを説明する。図１（ａ）は本実施形態の脚式ロボットの全体構成を示す正面図、図１（ｂ）は左側面図である。以下の説明において、脚式ロボットの進行方向をｘ軸方向、脚式ロボットからみて左右方向をｙ軸方向、脚式ロボットの上下方向をｚ軸向とし、ｘ軸をロール軸、ｙ軸をピッチ軸、ｚ軸をヨー軸とする。また、以下の説明における左右は図１ないし３に示す脚式ロボット側から見たときの左右であり、前後は脚式ロボット側から見たときの前後である。
【００１１】
脚式ロボット１０は、胴部１１の下方に設置された二本の脚部１２と、胴部１１の上方左右両側面に設置された二本の腕部１３と、胴部１１の上方に設置された一個の頭部１４と、から構成されており、人間に近い動作を可能としている。
【００１２】
二本の腕部１３は、胴部１１に肩関節１６を介して連結され、胴部１１に対してヨー軸及びロール軸の回りを回転できるようになっている。各腕部１３は肘関節１７を境に、肩に近い方の上腕部１３ｂと、手部１３ａに近い方の下腕部１３ｃと、を備える。下腕部１３ｃは上腕部１３ｂに対してヨー軸及びピッチ軸の回りを回転できるようになっている。
【００１３】
脚部１２は股関節８を介して胴部１１の骨盤１１ａにロール軸及びピッチ軸の回りに揺動可能に連結される。脚式ロボット１０は、二本の脚部１２をピッチ軸及びロール軸の回りに交互に揺動させ、人間のように二本足でバランスをとりながら歩く。
【００１４】
脚部１２は、上から順番に、胴部１１に結合される股関節８、大腿部１２ａ、膝関節本体１９、下腿部１２ｂ、足首関節９、及び足平部２１を備える。股関節８は、胴部１１に結合される股関節本体１８と、股関節本体１８と大腿部１２ａとをピッチ軸及びロール軸の回りに回転可能に連結する股関節ジョイント２２と、を備える。足首関節９は、足平部２１に結合される足首関節本体２０と、足首関節本体２０と下腿部１２ｂとをロール軸及びピッチ軸の回りを回転可能に連結する足首関節ジョイント２４と、を備える。足平部２１は歩行路面に着床する。
【００１５】
この脚式ロボット１０は、遠隔操作可能に構成されたロボットであり、離れた位置にある図示しない操作マニピュレータを操作者が操作することで、操作マニピュレータの動きに応じた動作を脚式ロボット１０が実行できるようになっている。
【００１６】
次に、図２及び図３を用いて、本実施形態の脚式ロボット１０の脚部１２の構造を詳細に説明する。図２は伸長させた脚部の斜視図を示し、図３（ａ）は伸長させた脚部の正面図を示し、図３（ｂ）は伸長させた脚部の側面図を示す。
【００１７】
図２に示すように、脚部１２は、股関節本体１８、大腿部１２ａ、膝関節本体１９、下腿部１２ｂ、足首関節本体２０を有する。股関節本体１８には、股関節ジョイント２２を介して大腿部１２ａがロール軸及びピッチ軸の回りを回転可能に連結される。大腿部１２ａには、膝関節本体１９がピッチ軸の回りを回転可能に連結される。膝関節本体１９には、下腿部１２ｂが結合される。下腿部１２ｂには、足首関節ジョイント２４を介して足首関節本体２０がロール軸及びピッチ軸の回りを回転可能に連結される。大腿部１２ａの後方には、大腿部補助リンク３１が設けられる。下腿部１２ｂの後方には、下腿部補助リンク３２が設けられる。アクチュエータは、大腿部１２ａの前方に設けられる二つの股関節アクチュエータ７、大腿部１２ａの後方に設けられる一つの膝関節アクチュエータ４、下腿部１２ｂの前方に設けられる二つの足首関節アクチュエータ６、下腿部１２ｂの後方に設けられる一つの足首関節アクチュエータ３を備える。
【００１８】
股関節本体１８は、プレートを折り曲げて形成され、胴部１１に結合される四角形の結合部１８ａと、結合部１８ａの対向する一対の辺から折り曲げられた一対のジョイント連結部１８ｂと、を備える。
【００１９】
股関節本体１８には、受動的な股関節ジョイント２２を介して大腿部１２ａがロール軸及びピッチ軸の回りを回転可能に連結される。図３（ｂ）に示すように、股関節ジョイント２２は、互いに直交するロール軸２２ａ１及びピッチ軸２２ａ２を構成する十文字状の本体部２２ａを有する。本体部２２ａのロール軸２２ａ１は、股関節本体１８の一対のジョイント連結部１８ｂに軸受を介して回転可能に連結される。本体部２２ａのピッチ軸２２ａ２は、大腿部１２ａに軸受を介して回転可能に連結される。
【００２０】
股関節ジョイント２２の本体部２２ａには、アーム２２ｂが結合される。アーム２２ｂには、大腿部補助リンク３１の上端部がピッチ軸の回りを回転可能に連結される。大腿部補助リンク３１の下端部は下腿部１２ｂのブラケット１２ｂ１にピッチ軸の回りを回転可能に連結される。
【００２１】
大腿部補助リンク３１には、大腿部補助リンク３１の上端部と下端部との間の長さを伸縮させる膝関節アクチュエータ４が設けられる。膝関節アクチュエータ４は、筒状の本体部４ａと、本体部４ａに対して軸線方向に直線運動する軸部４ｂと、を備える。軸部４ｂの外周面には螺旋状のねじ溝が形成される。本体部４ａには、軸部４ｂのねじ溝に螺合するボールねじナット（図示せず）と、ボールねじナットを回転駆動させるモータ（図示せず）が収納される。モータがボールねじナットを回転駆動させると、軸部４ｂが軸線方向に直線運動して、大腿部補助リンク３１を伸縮させる。
【００２２】
大腿部１２ａと股関節本体１８との間には、左右一対の股関節アクチュエータ７が架け渡される。股関節アクチュエータ７は大腿部１２ａの前方に配置されており、大腿部１２ａを跨ぐように股関節アクチュエータ７及び膝関節アクチュエータ４が配置される。股関節アクチュエータ７は、筒状の本体部７ａと、本体部７ａに対して軸線方向に直線運動する軸部７ｂと、を備える。軸部７ｂの外周面には螺旋状のねじ溝が形成される。本体部７ａには、軸部７ｂのねじ溝に螺合するボールねじナット（図示せず）と、ボールねじナットを回転駆動させるモータ（図示せず）が収納される。モータがボールねじナットを回転駆動させると、軸部７ｂが軸線方向に直線運動する。
【００２３】
股関節アクチュエータ７の軸部７ｂは股関節本体１８に球面軸受を介して回転可能に連結される。股関節アクチュエータ７の本体部７ａは大腿部１２ａに球面軸受を介して回転可能に連結される。二つの股関節アクチュエータ７を同時に伸ばしたり、縮めたりすると、大腿部１２ａが股関節本体１８に対してピッチ軸２２ａ２の回りを回転するようになる。一方、二つの股関節アクチュエータ７の一方を伸ばし、他方を縮めると、大腿部１２ａが股関節本体１８に対してロール軸２２ａ１の回りを回転するようになる。二つの股関節アクチュエータ７の回転角度を制御することで、大腿部１２ａを股関節本体１８に対してピッチ軸２２ａ２及びロール軸２２ａ１の回りを回転させることが可能になる。
【００２４】
本実施形態のように、股関節本体１８と大腿部１２ａとの間に２自由度の受動的な股関節ジョイント２２を介在し、股関節本体１８と大腿部１２ａとの間に二つの股関節アクチュエータ７を架け渡すことで、股関節本体１８のピッチ軸及びロール軸に能動的なジョイントとして機能する二つのモータを設けた場合に比べて、数倍の力を発生することができる。必要な力を得るための股関節アクチュエータ７を小型化することができるので、脚部１２の小型化が図れる。
【００２５】
また、脚式ロボットを二足歩行させるとき、股関節本体１８に対して脚部１２をロール軸の回りに回転させるのにはトルクが必要になり、股関節本体１８に対して脚部１２をピッチ軸の回りに回転させるのには速度が必要になる。股関節本体１８と大腿部１２ａとの間に二つの股関節アクチュエータ７を架け渡すことで、ロール軸回りのトルク、及びピッチ軸回りの速度の二つの要求に対応するのが容易になる。
【００２６】
大腿部１２ａの下端部には、膝関節本体１９がピッチ軸１９ａの回りを回転可能に取り付けられる。この実施形態では、膝関節本体１９には下腿部１２ｂが結合される。
【００２７】
下腿部１２ｂには、足首関節ジョイント２４を介して足首関節本体２０がロール軸及びピッチ軸の回りを回転可能に連結される。足首関節本体２０は、プレートを折り曲げて形成され、足平部２１（図１（ａ）参照）に結合される四角形の結合部２０ａ（図２参照）と、結合部２０ａの対向する一対の辺から折り曲げられた一対のジョイント連結部２０ｂと、を備える。
【００２８】
足首関節ジョイント２４は、互いに直交するロール軸２４ａ１及びピッチ軸２４ａ２を構成する十文字状の本体部２４ａを有する。本体部２４ａのロール軸２４ａ１が足首関節本体２０の一対のジョイント連結部２０ｂに軸受を介して回転可能に連結される。本体部２４ａのピッチ軸２４ａ２が下腿部１２ｂに軸受を介して回転可能に連結される。
【００２９】
足首関節ジョイント２４の本体部２４ａにはアーム２４ｂが結合される。アーム２４ｂには、下腿部補助リンク３２の下端部がピッチ軸の回りを回転可能に連結される。下腿部補助リンク３２の上端部は下腿部１２ｂのブラケット１２ｂ１にピッチ軸の回りを回転可能に連結される。
【００３０】
下腿部補助リンク３２には、下腿部補助リンク３２の上端部と下端部との間の長さを伸縮させる足首関節アクチュエータ３が設けられる。足首関節アクチュエータ３は、筒状の本体部３ａと、本体部３ａに対して軸線方向に直線運動する軸部３ｂと、を備える。軸部３ｂの外周面には螺旋状のねじ溝が形成される。本体部３ａには、軸部３ｂのねじ溝に螺合するボールねじナット（図示せず）と、ボールねじナットを回転駆動させるモータ（図示せず）が収納される。モータがボールねじナットを回転駆動させると、軸部３ｂが軸線方向に直線運動する。足首関節アクチュエータ３を伸縮させると、足首関節本体２０がピッチ軸の回りに回転する。
【００３１】
下腿部１２ｂと足首関節本体２０との間には、左右一対の足首関節アクチュエータ６が架け渡される。足首関節アクチュエータ６は下腿部１２ｂの前方に配置されており、下腿部１２ｂを跨ぐように足首関節アクチュエータ６及び足首関節アクチュエータ３が配置される。足首関節アクチュエータ６は、筒状の本体部６ａと、本体部６ａに対して軸線方向に直線運動する軸部６ｂと、を備える。軸部６ｂの外周面には螺旋状のねじ溝が形成される。本体部には、軸部６ｂのねじ溝に螺合するボールねじナット（図示せず）と、ボールねじナットを回転駆動させるモータ（図示せず）が収納される。モータがボールねじナットを回転駆動させると、軸部６ｂが軸線方向に直線運動する。
【００３２】
足首関節アクチュエータ６の軸部６ｂは足首関節本体２０に球面軸受を介して回転可能に連結される。足首関節アクチュエータ６の本体部６ａは下腿部１２ｂに球面軸受を介して回転可能に連結される。二つの足首関節アクチュエータ６を同時に伸ばしたり、縮めたりすると、足首関節本体２０が下腿部１２ｂに対してピッチ軸２４ａ２の回りを回転するようになる。一方、二つの足首関節アクチュエータ６の一方を伸ばし、他方を縮めると、足首関節本体２０が下腿部１２ｂに対してロール軸２４ａ１の回りを回転するようになる。二つの足首関節アクチュエータ６の回転角度を制御することで、足首関節本体２０を下腿部１２ｂに対してロール軸２４ａ１及びピッチ軸２４ａ２の回りを回転させることが可能になる。
【００３３】
股関節アクチュエータ７、膝関節アクチュエータ４、足首関節アクチュエータ３，６のモータはドライバによって制御される。ドライバは、モータに電力を供給するPWM(pulse width modulation)インバータ等の電力変換器、モータの出力軸の速度及び位置を検出するセンサ、操作マニピュレータからの指令及びセンサからの情報によって電力変換器を制御する制御器を備える。ドライバは相互に通信し合い、別に制御ボックスが無くても同期した動きが可能となっている。
【００３４】
次に、大腿部１２ａに組み込まれる平行リンク４１、平行リンク４１を構成する大腿部補助リンク３１の伸縮動作を説明する。図３（ｂ）に示すように、平行リンク４１は平行四辺形を形成する４つのリンクａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１から構成される。対向するリンクの長さは等しく、ａ１＝ｃ１，ｂ１＝ｄ１の関係がある。リンクａ１は股関節ジョイント２２のアーム２２ｂ、リンクｃ１は膝関節本体１９（膝関節本体１９及び下腿部１２ｂ）、リンクｂ１は大腿部１２ａ、リンクｄ１は大腿部補助リンク３１によって構成される。
【００３５】
図４（ａ）は、股関節アクチュエータ７によって大腿部１２ａをピッチ軸２２ａ２の回りに回転させて、大腿部１２ａを前方に差し出した状態を示す。大腿部１２ａをピッチ軸の回りに回転させるとき、平行リンク４１の作用により、股関節本体１８に対する膝関節本体１９（膝関節本体１９及び下腿部１２ｂ）の姿勢が一定に保たれる。すなわち、図４（ａ）に示すように大腿部１２ａを回転させても、膝関節本体１９（膝関節本体１９及び下腿部１２ｂ）の姿勢は図３（ｂ）と同様に鉛直方向を向いている。そして、図４（ｂ）に示すように、膝関節アクチュエータ４が大腿部補助リンク３１を縮めることで、膝関節が屈曲するように、鉛直方向を向く膝関節本体１９（膝関節本体１９及び下腿部１２ｂ）の姿勢を変化させることができる。人間の大腿部にも後方に大腿部補助リンク３１に相当する筋肉があり、筋肉を収縮させることで膝関節本体の姿勢を変化させることができるようになっている。大腿部１２ａの後方に大腿部補助リンク３１を設け、大腿部補助リンク３１を伸縮させることで、人間と同様に少ないエネルギで膝関節本体１９の姿勢を変化させることができる。 
【００３６】
図５は、大腿部補助リンク３１を伸縮させることによって、膝関節アクチュエータ４のエネルギを低減できる理由を説明する図である。まず、比較例として、股関節及び膝関節にアクチュエータを設けた場合について説明する。比較例において、脚部全体が直立した状態から大腿部１２ａを角度θ１だけ揺動させ、同時に下腿部１２ｂを大腿部１２ａの軸線に対してθ２だけ曲げることを想定する。ただし、本実施形態との比較を容易にするために、θ２＝２θ１とし、大腿部１２ａをθ１揺動させるためのエネルギをＥ１とし、下腿部をθ２（＝２θ１）曲げるに要するエネルギをＥ２とし、さらにθ２＝２θ１の関係があることからＥ２＝２Ｅ１と仮定する。このように仮定すると、脚部を直立した状態から図５に示す屈曲状態（図４（ｂ）と同一の屈曲状態）に至らしめるための総エネルギはＥ１＋Ｅ２＝３Ｅ１となる。
【００３７】
これに対して、本実施形態においても同様な動作をさせると、脚部の長さや質量が比較例と同じであれば、股関節アクチュエータ７により大腿部１２ａをθ１遊動させるに要するエネルギはＥ１である。この大腿部１２ａの揺動時、平行リンクの作用により、図４（ａ）に示すように、下腿部が角度θ１だけ大腿部１２ａの軸線に対して曲がる。平行リンクの作用により下腿部１２ｂが角度θ１曲がっているので、図４（ｂ）に示すように、さらに下腿部１２ｂを大腿部１２ａの軸線に対して２θ１とするために、膝関節アクチュエータ４により下腿部１２ｂを曲げる角度はθ１となり、それに要するエネルギはＥ１で済む。すなわち、脚部の屈曲完了までに要する総エネルギは２Ｅ１で済む。つまり、比較例における膝関節に設けられているアクチュエータが２Ｅ１の出力を要するが故に大形であるのに対し、本実施形態ではＥ１の出力に止まる膝関節アクチュエータ４を設ければよいので、下肢構造の小型化が達成され、消費エネルギも少なくなる。
【００３８】
また、図４に示すように、下腿部１２ｂの後方に下腿部補助リンク３２を配置し、下腿部補助リンク３２を足首関節アクチュエータ３によって伸縮させることで、下腿部１２ｂに対する足首関節本体２０の姿勢を変化させることができる。人間の下腿部の後方にも下腿部補助リンク３２に相当する筋肉があり、筋肉を収縮させることで足首関節本体２０の姿勢を変化させることができるようになっている。下腿部１２ｂの後方に下腿部補助リンク３２を配置し、下腿部補助リンク３２を伸縮させることで、人間と同様に少ないエネルギで足首関節本体２０の姿勢を変化させることができる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施形態に変更可能である。
【００４０】
上記実施形態では、股関節本体と大腿部とをロール軸及びピッチ軸の回りに回転可能に連結しているが、股関節本体と大腿部とをピッチ軸の回りにのみ回転可能に連結することもできる。この場合、平行リンクを構成する大腿部補助リンクは、一端部が股関節本体にピッチ軸の回りを回転可能に連結され、他端部が膝関節本体にピッチ軸の回りを回転可能に連結される。
【００４１】
上記実施形態では、股関節本体と大腿部との間に架け渡されるアクチュエータとして、直動型のアクチュエータモータを使用しているが、回転型のアクチュエータを使用することもできる。この場合、回転型のアクチュエータは、大腿部に結合されるモータ、モータの出力に結合されるサーボホーン、一端部がサーボホーンに球面軸受を介して回転可能に連結され、他端部が股関節本体に球面軸受を介して回転可能に連結されるリンクとから構成することができる。
【００４２】
上記実施形態では、膝関節本体と下腿部とを結合しているが、膝関節本体と下腿部とをピッチ軸の回りに回転可能に連結することもできる。
【００４３】
上記実施形態では、股関節本体を胴部に結合しているが、股関節本体と胴部とを一体のフレームから構成することもできる。上記実施形態では、足首関節本体を足平部に結合しているが、足首関節本体と足平部とを一体のフレームから構成することもできる。
【００４４】
上記実施形態では、脚部を揺動させる駆動源としてモータを使用しているが、駆動源としてはこの他に、空圧又は油圧シリンダー、リニアモータ、人工筋アクチュエータ等種々のものを利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
３…足首関節アクチュエータ，４…膝関節アクチュエータ，７…股関節アクチュエータ，１０…脚式ロボット，１２…脚部，１２ａ…大腿部，１２ｂ…下腿部，１８…股関節本体，１９…膝関節本体，２０…足首関節本体，２２…股関節ジョイント，２４…足首関節ジョイント，３１…大腿部補助リンク，３２…下腿部補助リンク，４１…平行リンク
【図１】
0005976401.tif 000002
【図２】
0005976401.tif 000003
【図３】
0005976401.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005976401.tif 000006