(57)【要約】【課題】二足歩行ロボットにおいて、その歩行時に股関節のロール関節で消費される電力量を抑制する。【解決手段】複数のリンク部材と該リンク部材の各々を連結する関節部とで構成される脚００２を二本有し、該脚００２の駆動により歩行を行う二足歩行ロボット００１であって、脚の関節のうち二足歩行ロボットの体をロール軸回りに揺らすロール関節００８において、該二足歩行ロボットの歩行時に生じる所定重量による該ロール軸まわりの回転モーメントの回転方向と反対側の所定回転方向に、該ロール軸におけるロール角に応じて安定回転モーメントを機械的に発生させる機械的付勢手段０３６を、該ロール関節００８に並列に備える。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリンク部材と該リンク部材の各々を連結する関節部とで構成される脚を二本有し、該脚の駆動により歩行を行う二足歩行ロボットであって、
前記脚の関節のうち前記二足歩行ロボットの体をロール軸回りに揺らす股関節のロール関節において、該二足歩行ロボットの歩行時に生じる所定重量による該ロール軸まわりの回転モーメントの回転方向と反対側の所定回転方向に、該ロール軸におけるロール角に応じて安定回転モーメントを機械的に発生させる機械的付勢手段を、該ロール関節に並列に備えることを特徴とする二足歩行ロボット。
【請求項２】
前記ロール関節は、前記二足歩行ロボットの歩行時において歩行路面と接地している脚のロール関節であって、
前記所定重量は、少なくとも、前記二足歩行ロボットの歩行時において歩行路面と接地していない脚および該二足歩行ロボットの上体の重量であ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】
前記機械的付勢手段は、前記所定回転方向に前記ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させ、且つ該所定回転方向と反対向きの方向には該ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させない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】
前記機械的付勢手段は、前記所定回転方向に前記ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させ、且つ該所定回転方向と反対向きの方向には該所定回転方向の場合の安定回転モーメントより小さい安定回転モーメントを発生させ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】
前記機械的付勢手段は、ばね部材であって、
前記ばね部材の両端は前記ロール軸を挟んだ上下の部位でそれぞれ前記脚に接続され、且つ該ばね部材の少なくとも一端が所定の範囲の遊び部位を有する状態で該脚に接続されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の二足歩行ロボット。
【請求項６】
前記機械的付勢手段は、回転ばね部材であって、
前記回転ばね部材は、その一端が前記脚と接続され且つその他端が前記ロール軸と接続されるとともに、該一端または該他端のうち少なくともいずれかが所定の範囲の遊び部位を有する状態で該脚に接続されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の二足歩行ロボット。
【請求項７】
前記回転ばね部材の中心軸は、前記ロール軸と同心であることを特徴とする請求項６に記載の二足歩行ロボット。
【請求項８】
前記機械的付勢手段は、前記ロール角が大きくなるに従い前記安定回転モーメントを増大させ、且つ、該ロール角が大きくなるに従い該安定回転モーメントの増大率が小さくなることを特徴とする請求項１から請求項７の何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、二本の脚を有し、該脚により歩行運動が可能な二足歩行ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
脚式のロボットは階段又は段差や不整地に適応する能力が高く、人間の生活空間に良く適応できるが、車輪式の移動機構を持つロボットに比べて消費するエネルギーが格段に多くなる傾向がある。それは車輪式ロボットが自分の姿勢を維持するのに格別なエネルギーを消費しないのに対して、脚式ロボットはサーボ制御によるエネルギー消費を強いられているからである。本出願人は先に脚式ロボットの省エネ対策技術として、脚を構成する関節部に機械的なブレーキ装置を設け、そのときの姿勢を保つときにこのブレーキを作動させるとともに、当該関節の駆動モータへの電力供給量を遮断する技術、及び重力などの外力による関節の動き方向と関節が駆動される方向とが一致しているときは、当該関節に弱いブレーキ力をかけて、駆動モータの消費電力を節約する技術を提案している
（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
この技術は、重力などの外力が当該関節に作用して回転させる方向と、制御によって関節が駆動される方向とが異なる場合には適用できない。また、弱いブレーキをかける使い方では、ブレーキによって運動のエネルギーを摩擦の熱エネルギーに変えてしまうために、場合によっては必ずしも省エネ効果が充分ではないことが起きる。
【０００４】
また、ロボットの負荷を軽減させることを目的として、ロボットにバランサースプリングが用いられる。例えば、産業用ロボットの分野で、関節部に作用するワークの重量モーメントの一部を相殺する目的で、バランサースプリングが設けられている例がある。特に自動車の製造工程で自動車そのものを持ち上げたりするロボットは、取り付けベースに近い関節部には大きな負荷モーメントが加わるので、従来よりバランサースプリングを備えた関節が使われてきた。この例では、上下方向では必要なモータのトルクが少なくて済む利点（即ち、より小さな容量の小型モータで済むという省力化の利点）を期待し、水平方向にワークを移動するときにはより少ない消費エネルギーで移動する利点を期待したものと解釈できる。
【０００５】
更に、歩行ロボットの分野でも、このバランサースプリングを使った技術が提案されている（例えば、特許文献２、３を参照。）。この技術は金属バネに代えて空気圧バネを利用し、膝関節に装着した技術であり、より小さいモータでロボットを設計するための省力化の概念が示されている。また、膝関節特有の課題として、遊脚期（脚が歩行路面に接地していない状態にある時期をいう。尚、以下において、歩行路面に接地していない脚の状態を「遊脚状態」という。）に膝が大きく折れ曲がる事実があり、その事実に対応するために、遊脚期には当該バランサースプリングを無効にするための複雑な機構が追加されている。
【特許文献１】特開２００３−１１０７９号公報
【特許文献２】特開２００３−１０３４８０号公報
【特許文献３】特開２００３−１４５４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
二本の脚を有する二足歩行ロボットにおいて、その歩行中の動作を観察すると、各脚は立脚期（脚が歩行路面に接地している状態にある時期をいう。尚、以下において、歩行路面に接地している脚の状態を「立脚状態」という。）と遊脚期とを交互に繰り返し、ロボ
ットの姿勢を安定に維持するために、立脚期ではロボットの体重中心（重心）から下ろした鉛直線が立脚側の足底を貫くように、体重移動を行っている。もちろん運動に伴う慣性力も働いているから、より正確に表現すれば、重心に作用する重力と慣性力との合力が立脚側の足底接地面を貫通するように、体重の移動を行っている、と言うべきである。尚、上記慣性力は小さなものであるから、以後、説明の簡略化のために、該慣性力を省略する。
【０００７】
片足が立脚期にあって、他の足が遊脚期にある場合、股関節のロールを担う関節部には、その関節から上に配置される全ての部材の重力がモーメントとして作用することは無論のこと、遊脚に作用する重力もモーメントとして作用している。従って前記のロールを担う関節（以後、「ロール関節」と言う）には絶えずこれらのモーメントの和（以下、「歩行時負荷モーメント」と言う。）が作用しつつ、歩行のための位置制御が実行されている。そこで、ロール関節のモータにはこれらの負荷に相当する仕事の為の電気エネルギーが供給されなければ、ロボットのバランスが崩れ歩行を継続できなくなる。
【０００８】
一方で、歩行ロボットの歩行中に、ロール関節の制御モータに絶えず歩行時負荷モーメントに抗する電気エネルギーを供給し続けると、歩行のための電気エネルギー消費量が顕著となる虞がある。
【０００９】
本発明では、上記した問題に鑑み、二足歩行ロボットにおいて、その歩行時に股関節のロール関節で消費される電力量を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては、上記した課題を解決するために、電気エネルギーを消費せずに付勢力を発揮する機械的付勢手段を、ロール関節に対して並列に設置することとした。二足歩行ロボットの歩行時において、ロール関節は必ず脚を立脚状態と遊脚状態とに交互に制御しなければならないため、歩行時のバランスを維持するためにロール関節に周期的な重力負荷が掛かる。そこで、この機械的付勢手段によってロール関節での二足歩行ロボットの動作を支持することで、二足歩行ロボットの歩行時にロール関節で消費される電気エネルギーを抑制することが可能となる。
【００１１】
より詳細には、本発明は、複数のリンク部材と該リンク部材の各々を連結する関節部とで構成される脚を二本有し、該脚の駆動により歩行を行う二足歩行ロボットであって、前記脚の関節のうち前記二足歩行ロボットの体をロール軸回りに揺らす股関節のロール関節において、該二足歩行ロボットの歩行時に生じる所定重量による該ロール軸まわりの回転モーメントの回転方向と反対側の所定回転方向に、該ロール軸におけるロール角に応じて安定回転モーメントを機械的に発生させる機械的付勢手段を、該ロール関節に並列に備える二足歩行ロボットである。
【００１２】
ここで、ロール関節とは、上述したように二足歩行ロボットの脚の関節であって、股関節のロールを担う関節をいう。そして、ロール関節に備えられるロール軸回りに二足歩行ロボットの体を揺らすことで、二足歩行ロボットの体が左右に揺らされることになる。二足歩行ロボットが歩行を行うとき、一の脚が歩行路面と接地し且つ他の脚が歩行路面と接地していない状態と、一の脚が歩行路面と接地せず且つ他の脚が歩行路面と接地している状態とが、繰り返される。即ち、一の脚において、立脚状態と遊脚状態とが交互に繰り返される。その結果、ロール関節には、周期的に重力負荷による回転モーメントが掛かる。
【００１３】
即ち、この重力負荷による回転モーメントが、上記の所定重量によるロール軸回りの回転モーメントである。所定重量とは、二足歩行ロボットの歩行時に、該二足歩行ロボットの歩行動作によってロール関節に掛かる二足歩行ロボットの部分的な重量である。従って
、所定重量によるロール軸回りの回転モーメントは、歩行時の二足歩行ロボットの位置や姿勢等によって変化する。
【００１４】
そして、二足歩行ロボットの歩行時には、ロボット全体のバランスを保つために、所定重量によるロール軸回りの回転モーメントに抗する回転モーメントを、外部からロール軸に掛ける必要がある。そのため二足歩行ロボットの歩行時には、外部に仕事をしない、ただ二足歩行ロボットの歩行時のバランスを保つためだけにロール軸で電気エネルギーが消費されることになり、消費電力量が増加する。
【００１５】
そこで、本発明に係る二足歩行ロボットでは、この所定重量によるロール軸回りの回転モーメントの少なくとも一部を、機械的付勢手段による付勢力である安定回転モーメントで相殺する。機械的付勢手段による付勢力である安定回転モーメントは、機械的に発生され、その回転方向は所定重量による回転モーメントと反対の所定回転方向である。ここで、機械的とは、「電気エネルギーを消費せずに」という意味であり、機械的付勢手段は、ロール軸の本来の位置制御を行うモータとは異なり、電気エネルギーを消費することなく付勢力を発生させる。この機械的付勢手段によって、安定回転モーメントと所定重量によるロール軸回りの回転モーメントの一部が相殺され、その結果、歩行時のバランスを保つためにロール関節のモータで消費される電力量を抑制することが可能となる。尚、この安定回転モーメントは、所定重量によって生じる回転モーメントをより効率的に低減させるために、該回転モーメントの大きさに関連するロール角に応じてその大きさが決まる。ここで、ロール角とは、ロール軸に対する脚の回転角を言う。
【００１６】
ここで、上記の二足歩行ロボットにおいて、前記ロール関節が、前記二足歩行ロボットの歩行時において歩行路面と接地している脚のロール関節である場合、前記所定重量は、少なくとも、前記二足歩行ロボットの歩行時において歩行路面と接地していない脚および該二足歩行ロボットの上体の重量としてもよい。即ち、片脚のみが立脚状態となっている場合、二足歩行ロボットの体は、その片脚で支えられている。そのとき立脚状態となっている脚のロール関節には、二足歩行ロボットの上体（脚より頭部側の二足歩行ロボットの体の部分）と遊脚状態となっている片脚の重量による回転モーメントがロール軸回りに発生する。
【００１７】
ここで、二足歩行ロボットの片脚に注目した場合、歩行時にはその脚が立脚状態と遊脚状態とを交互に迎える。このとき、該片脚のロール関節にかかる所定重量による回転モーメントの向きは、歩行時の二足歩行ロボットのバランスを踏まえると、立脚時期と遊脚時期とでは向きが反対となる場合がある。さらに、上述したように、所定重量が、立脚時期と遊脚時期とでは大きく異なる。つまり、遊脚時期における所定重量は、基本的に遊脚状態となっている脚の重量となるため、立脚時期における所定重量より遙かに小さくなる。
【００１８】
従って、ロール関節は、立脚期と遊脚期とで方向が逆で大きさが異なる回転モーメントに遭遇することになる。そして、前記機械的付勢手段による安定回転モーメントの向きが一定であれば、場合によっては所定重量による回転モーメントの一部を相殺することができず、却って所定重量による回転モーメントを増大させて、歩行時のバランスを維持するために要する電力量が増大する。
【００１９】
即ち、安定回転モーメントと所定重量による回転モーメントの向きが反対である場合には、所定重量による回転モーメントの一部が安定回転モーメントによって相殺されるため、歩行時のバランス維持のための消費電力量を抑制できるが、安定回転モーメントと所定重量による回転モーメントの向きが同一である場合には、定重量による回転モーメントに安定回転モーメントが加算されるため、歩行時のバランス維持のための消費電力量が増大する。
【００２０】
そこで、上記の二足歩行ロボットでおいて、前記ロール関節が、前記二足歩行ロボットの歩行時において歩行路面と接地している脚のロール関節であって、前記所定重量が、少なくとも、前記二足歩行ロボットの歩行時において歩行路面と接地していない脚および該二足歩行ロボットの上体の重量となる場合に、前記機械的付勢手段は、前記所定回転方向に前記ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させ、且つ該所定回転方向と反対向きの方向には該ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させないようにしてもよい。
【００２１】
ここでいう所定回転方向とは、立脚状態にある脚のロール関節において、少なくとも二足歩行ロボットの上体および遊脚状態にある脚からなる所定重量によって発生するロール軸回りの回転モーメントの方向とは反対の方向である。従って、機械的付勢手段による安定回転モーメントは、所定重量が比較的大きくなる際の回転モーメントのみを相殺すべく設定される。これにより、歩行時における所定重量による回転モーメントが比較的大きくなるときに安定回転モーメントによってその一部を相殺することができ、且つ所定重量による回転モーメントが比較的小さいときに安定回転モーメントによって該回転モーメントが増加されることはなくなるので、歩行時にロール関節で消費される電力量を抑制し得る。
【００２２】
また、上記の二足歩行ロボットでおいて、前記ロール関節が、前記二足歩行ロボットの歩行時において歩行路面と接地している脚のロール関節であって、前記所定重量が、少なくとも、前記二足歩行ロボットの歩行時において歩行路面と接地していない脚および該二足歩行ロボットの上体の重量となる場合に、前記機械的付勢手段は、前記所定回転方向に前記ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させ、且つ該所定回転方向と反対向きの方向には該所定回転方向の場合の安定回転モーメントより小さい安定回転モーメントを発生させるようにしてもよい。
【００２３】
ここでいう所定回転方向も、上述の所定回転方向と同義である。この場合、機械的付勢手段による安定回転モーメントは、所定重量による回転モーメントが比較的大きくなる回転方向では比較的大きくなり、逆に該回転モーメントが比較的小さくなる回転方向では比較的小さくなる。即ち、機械的付勢手段によって、所定重量によって発生するそれぞれの回転方向の回転モーメントの大きさに応じた安定回転モーメントが発生させられることで、それぞれの回転モーメントの一部を相殺することができ、歩行時にロール関節で消費される電力量を抑制し得る。
【００２４】
ここで、上記までの二足歩行ロボットにおいて、前記機械的付勢手段は、ばね部材であって、前記ばね部材の両端は前記ロール軸を挟んだ上下の部位でそれぞれ前記脚に接続され、且つ該ばね部材の少なくとも一端が所定の範囲の遊び部位を有する状態で該脚に接続されているようにしてもよい。
【００２５】
ロール関節のロール軸を挟んでばね部材がその上下の脚の部位に接続されることで、歩行時にロール軸を中心とした脚の位置制御が行われると、ばね部材が伸縮されて付勢力が発生し、その付勢力がロール軸回りの安定回転モーメントとなる。ここで、ばね部材の少なくとも一端においては遊び部が設けられている。この遊び部位は、歩行時のロール軸を中心とした脚の位置制御が行われているときに、脚の動きによってばね部材が伸縮されないニュートラルな状態を作るためのものである。即ち、遊び部位によって、歩行時の脚の動き次第ではばね部材による付勢力を発生させないことで、前記所定回転方向に前記ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させ、且つ該所定回転方向と反対向きの方向には該ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させないようにしたり、前記所定回転方向に前記ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させ、且つ該所定回転方向と反対向きの方向には該所定回転方向の場合の安定回転モーメントより小さい安定回転モーメントを発生さ
せたりすることが可能となる。
【００２６】
また、上記までの二足歩行ロボットにおいて、前記機械的付勢手段は、回転ばね部材であって、前記回転ばね部材は、その一端が前記脚と接続され且つその他端が前記ロール軸と接続されるとともに、該一端または該他端のうち少なくともいずれかが所定の範囲の遊び部位を有する状態で該脚に接続されているようにしてもよい。
【００２７】
ロール軸と脚が回転ばね部材で接続されることで、歩行時にロール軸を中心とした脚の位置制御が行われると、回転ばね部材が捩られて弾性エネルギーが蓄積されて、ロール軸に直接安定回転モーメントが発生する。ここで、回転ばね部材の一端または他端のうち少なくともいずれかにおいては遊び部位が設けられている。この遊び部位は、歩行時のロール軸を中心とした脚の位置制御が行われているときに、脚の動きによって回転ばね部材が捩られないニュートラルな状態を作るためのものである。即ち、遊び部位によって、歩行時の脚の動き次第では回転ばね部材による安定回転モーメントを発生させないことで、前記所定回転方向のみに前記ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させ、且つ該所定回転方向と反対向きの方向には該ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させないようにしたり、前記所定回転方向に前記ロール軸回りの安定回転モーメントを発生させ、且つ該所定回転方向と反対向きの方向には該所定回転方向の場合の安定回転モーメントより小さい安定回転モーメントを発生させたりすることが可能となる。
【００２８】
ここで、上記の二足歩行ロボットにおいて、前記回転ばね部材の中心軸が前記ロール軸と同心となるようにしてもよい。これにより、機械的付勢手段である回転ばね部材の装着をより省スペース的に行うことが可能となり、回転ばね部材が二足歩行ロボットのその他の構成部品と接触、巻き込み等をする可能性を低くすることが可能となる。
【００２９】
ここで、上述までの二足歩行ロボットにおいては、前記機械的付勢手段は、前記ロール角が大きくなるに従い前記安定回転モーメントを増大させ、且つ、該ロール角が大きくなるに従い該安定回転モーメントの増大率が小さくなるようにしてもよい。
【００３０】
二足歩行ロボットが平地を歩く場合と階段の昇降をする場合の２つを考慮すると、階段での立脚期では膝関節は大きく折れ曲がり、結果的に股関節と足関節との距離は縮まっている。しかし歩行の安定条件から、ロボットの重心から下ろした鉛直線は、脚の接地面を貫通していなければならない。この事実は膝が大きく折れ曲がったときに、ロール関節のロール角が階段歩行では平地歩行に比べて大きくなることを意味している。しかし一方では、階段歩行時にロール関節に加わる負荷モーメントは、平地歩行時に比べてそれほどは増えない。そこで、仮に、機械的付勢手段による安定回転モーメントの特性が、ロール角に比例して増加するように設定されていれば、階段歩行時には所定重量による回転モーメント以上の安定回転モーメントが発生することになり、却って消費電力量が多くなる。また、平地歩行時に対応した安定回転モーメントの最適化をした場合には、階段歩行時の消費電力量の削減が円滑に行われなくなる。
【００３１】
そこで、機械的付勢手段による安定回転モーメントの特性をロール関節のロール角に応じて可変に設定して、ロール角が大きい範囲では、ロール角が増大しても安定回転モーメントの増加が鈍くなるようにすることで、所定重量によるロール軸回りの回転モーメントを効率的に相殺することが可能となり、以て歩行時にロール関節で消費される電力量を抑制し得る。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によって、二足歩行ロボットにおいて、その歩行時に股関節のロール関節で消費される電力量を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
ここで、本発明に係る二足歩行ロボットの実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１に本発明の適用に適した二足歩行ロボット（以下、単に「ロボット」と言う。）の骨格図を示す。基本的に骨格図は左右対称であり、説明の簡略化のために右脚についてのみ説明する。また、本実施例における左右は、図面に示すロボット００１側から見た左右である。従って、右脚という場合は、紙面に向かって左側の脚を指す。
【００３５】
図１で脚全体００２は方向転換用の関節００４で骨盤００６に固定されており、その下にはロール関節００８とピッチ関節０１０が図のように配置されている。この配置により、方向転換用の関節００４が回動すると脚全体がヨー軸００５回りに旋回し、ロール関節００８が回動すると脚全体がロール軸００９回りに揺動し、更にピッチ関節０１０が回動すると脚全体がピッチ軸０１１回りに揺動する。これら３関節はその出力軸が互いに直交するように配置され、股関節を形成している。
【００３６】
股関節の下には大腿リンク０１２に結合された膝関節０１４があり、更にその下にはスネリンク０１６に結合された足関節が配置される。足関節はピッチ関節０１８と、これに直交するロール関節０２０からなる。足関節の下には地面と接触する足部０２２が結合されている。また骨盤００６に結合されて上体部０２４があるが、上体部は胴体と腕、頭部などを含み、本発明と密接に関係する重量はかなりの量を占めている。しかしその構造自体は本発明の主要な構成要因とならないために２点鎖線で大まかに示すに留める。尚、上記の各関節の位置は、電気エネルギーによって駆動される駆動モータ（以下、単に「モータ」とも言う。）によって制御される。
【００３７】
図２は図１に示すロボット００１が平らな床上を歩行しているとき、右脚を立脚状態にしているときの様子を前方から見た正面図である。この姿勢の時のロボット００１全体の重心位置を点ＰＲとする。ロボット００１の質量をＭとすれば、点ＰＲには鉛直下向きにＭｇ（ｇは重力加速度で凡そ９．８ｍ／ｓ２）の力が作用している。この力のベクトルが地面と交わる点をＰＲ'とすれば、点ＰＲ'には路面反力として鉛直上向きにＭｇと同じ大きさの力が作用する筈である。
【００３８】
このとき、股関節のロール関節００８に作用する重力の負荷モーメントを求めてみる。ロール関節００８に作用する重力モーメントは、ロール関節００８から下の部分の重量を除くロボット００１の重量（具体的には上体部０２４と遊脚である左脚の重量の和）が作用する筈であり、その重心を点ＱＲとする。図２のような姿勢の場合には、点ＱＲは、点ＰＲよりやや左上に位置し、図示の位置にあるものとする。点ＱＲには鉛直下向きにｍｇの力が作用する。ここで、ｍはロボット００１全体の質量Ｍから右脚のロール関節００８より下部の質量を引いたものである。このときロール関節００８から点ＱＲまでの水平距離をＸRとすれば、ロール関節００８に加わる重力負荷モーメントＴＲは、次式で表される。
ＴＲ＝ｍｇ×ＸＲ
【００３９】
図２では時計方向の回転矢印で、重力負荷モーメントＴＲの大きさと方向とを表す。この姿勢を継続して保とうとすれば、ロール関節００８の駆動モータは上記ＴＲとは大きさが等しく反時計方向の安定回転モーメントＴＭを出力する必要がある。実際の歩行中のロボット００１は図示の姿勢で静止せず、連続して動いているため、安定回転モーメントＴＭの算出には、慣性力の分を考慮する必要がある。しかし、実際には、慣性力による回転
モーメントは重力負荷モーメントに比べて小さいため、慣性力による回転モーメントの存在は無視し得る。そこで、説明の都合上、安定回転モーメントＴＭは、重力負荷モーメントＴＲと大きさが同じで、その方向が反対であるとする。
【００４０】
この安定回転モーメントＴＭを出すために、駆動モータには安定回転モーメントＴＭに比例した電流Ｉを流しておく必要があり、電流Ｉと電源電圧Ｖとの積で決まる電力が消費される。また、この重力負荷モーメントＴＲは主として脚のロール角θＲに比例している。このロール関節００８におけるロール角θＲは比較的小さいが、外部に対して何ら物理的な仕事をしていないから、この電力は無駄なエネルギー消費となる。
【００４１】
図３は図１に示すロボット００１が同じく平らな床上を歩行中に左脚を立脚状態にしているときの様子を前方から見た図である。ロボット００１全体の重心位置は右に動いてＰＬとなり、その鉛直下向きの重力ベクトルＭｇは今度は左脚の足部の接地面を貫く。この状態のときに右脚股関節のロール関節００８に加わる負荷モーメントＴＬを求める。このときのロール関節００８には、これより下部にある右脚の重量が作用する筈であり、右脚の重心位置をＱＬとし、また重心ＱＬまでのロール関節００８からの水平距離をＸＬとし、右脚のロール関節００８以下の質量をｍ’とすれば、ロール関節００８に加わる負荷重力モーメントＴＬは、次式で表される。
ＴＬ＝ｍ’ｇ×ＸＬ
【００４２】
ここで、ｍ’には上体部０２４の重量が加わらないため、ｍ’はｍに比べて充分に小さく、また距離ＸＬもＸＲに比べて充分に小さい。このことから重力負荷モーメントＴＬは重力負荷モーメントＴＲに対して充分に小さい重力負荷モーメントである。この重力負荷モーメントＴＬも大腿リンク０１２のロール角θＬにほぼ比例して増大する量である。この負荷モーメントＴＬを図示すると、図のように反時計方向の回転矢印となる。ロール関節００８の駆動モータにはこの負荷モーメントと同じ大きさで時計方向の安定回転モーメントＴＭを出力する必要があり、そのモーメントに比例する電流Ｉを供給する必要がある。この電流で計算される電力も、上記の理由で無駄なエネルギーである。
【００４３】
ここで注目すべきは、図２と図３とでロール関節００８に加わる重力負荷モーメントＴＲとＴＬの方向は逆向きになり、従ってそれらに対応する安定回転モーメントＴＭもまた両者で逆向きとなることである。このことを考慮して、本発明における機械的付勢手段に相当するバランサースプリングの設計を行う。
【００４４】
図４には以上の安定回転モーメントＴＭとロール角θＲとの関係をグラフ表示した。ここでロール角θＲはロボット００１の直立起立姿勢からの大腿リンク０１２の揺動角度であり、また安定回転モーメントＴＭとロールθＲの回転角の方向は、反時計回りを＋、時計回りを−で表示している。即ち右脚が立脚期のとき（θＲ＞０のとき）にはロール角θＲの増加に対して大きな割合で安定回転モーメントＴＭも増え、左脚が立脚のとき（θＲ＜０のときであって、図３に示すθＬに対応する場合）にはロール角θＲの増加に対して小さな割合で安定回転モーメントＴＭが増える（但し、安定回転モーメントＴＭの方向は、立脚の時と反対となる）ことが分かる。安定回転モーメントＴＭの増加の割合が小さくなる理由は、前述したようにＸＬとｍ’が充分に小さいからである。
【００４５】
次に、図５に本発明を適用する場合の基本的な考え方を示す。図において、安定回転モーメントＴＭが正の部分についての、バランサースプリングの設計概念を述べる。バランサースプリングは、弾性部材であって、それ自身が伸縮されることで外部に付勢力を与える。いまロール角θＲに対するモーメント特性がＴＳで示されるバランサースプリングによって、重力負荷モーメントの一部が点線のように支えられたとする。その場合には、安定回転モーメントＴＭは重力負荷モーメントからバランサースプリングの支持モーメント
を差し引いた残りを負担すれば良いことになる。例えば、ロール角がθOのときを考えれば、ロール関節００８の駆動モータの負担すべきモーメントは僅かにＴＭ０’で済む。図中ＴＭ’の線は、バランサースプリングによって支持されるときの、駆動モータの負担すべきモーメントを示している。
【００４６】
図６および図７に具体的なバランサースプリング０３６の設計例の一つを示す。尚、図７は、図６に示す右脚のバランサースプリング０３６周辺の拡大図であって、図７（ａ）は、ロボット００１が直立起立時の姿勢を取っているとき（図６に示す状態）の図であって、図７（ｂ）は、ロボット００１が図２に示すように右脚が立脚状態（例えば、図２に示す状態）の図であって、図７（ｃ）は、ロボット００１が図３に示すように右脚が遊脚状態（例えば、図３に示す状態）の図である。
【００４７】
ここで、図６に基づいて、バランサースプリング０３６周辺の構造について説明する。ロール関節００８の上方リンクから水平に補助リンク０３０を延ばし、またロール関節００８の下方リンク（即ち、大腿リンク０１２)から水平に補助リンク０３２を延ばす。補助リンク０３０にはバランサースプリング０３６の上端が固定される。更に、補助リンク０３２には小穴０３４が開いていて、バランサースプリング０３６の下端がこの小穴０３４を通されたあと、ストッパー０３８によってバランサースプリング０３６が抜け出すことが防止されている状態で、バランサースプリング０３６がロール関節００８に並列に装着される。尚、図６では理解のために直立起立姿勢でのストッパー０３８の寸法は、補助リンク０３２と隙間があるように描かれているが、望ましくは図示の直立起立姿勢時において補助リンク０３２に軽く当接しているように設計されているものとする。
【００４８】
この状態から図７（ｂ）に示す姿勢にロール関節００８によって大腿リンク０１２が揺動されると、補助リンク０３０と補助リンク０３２との距離が長くなり、ストッパー０３８が補助リンク０３２に接した状態で、バランサースプリング０３６は伸ばされる。その結果、大腿リンク０１２に対して骨盤００６を含む左脚を、図２に示す安定回転モーメントＴＭの方向に回転させる支持モーメントを発生する。
【００４９】
逆に、図７（ｃ）に示す姿勢に大腿リンク０１２が揺動されると、補助リンク０３０と補助リンク０３２との距離が短くなるが、バランサースプリング０３６の下端は補助リンク０３２の小穴０３４があるために、ストッパー０３８は補助リンク０３２と接触しない。つまり、バランサースプリング０３６の装着において、小穴０３４とストッパー０３８によって、バランサースプリング０３６に遊び部位を設けてその付勢力を発生させないニュートラルな状態を作り上げている。
【００５０】
従って、図７（ｃ）に示す状態では、バランサースプリング０３６の長さは自然長のままであり、バランサースプリング０３６によって付勢力は発生しない。換言すると、ロール角θＲが負であるとき、バランサースプリング０３６は、重力負荷モーメントを支持することはないが、バランサースプリング０３６が縮められてその付勢力によって重力負荷モーメントを増加させることもない。
【００５１】
尚、このロール角θＲが負となる領域では、上述したように重力負荷モーメントは、ロール角θＲが正となる領域に比べて比較的小さいため、図６、図７に示すようにバランサースプリング０３６の弾性効果を片効きとし、この負の領域ではバネを関与させないようにしてもロール関節００８の駆動モータが消費する電力量は比較的低く抑えられる。
【００５２】
また、ロボット００１は左右対称であるから、左脚にも同様なバランサースプリングを図６のように取り付けておくことで、左脚が立脚期となる図３の状態のときに左脚の股関節のロール関節を機械的に支持できる。
【００５３】
ここで、図８に、上記の考えに基づくより詳細なバランサースプリングの適用例を示す。図８はヨー軸００５とロール軸００９を含む平面でロボット００１の脚を切断した断面図であり、図９のVIII−VIII断面でもある。図８の左側がロボット００１の前方、右側が後方に当たる。また図９は図８のＺ矢視図で、ロボット００１の右脚股関節を正面から見た図である。
【００５４】
図８において、方向転換用の関節００４は、ハーモニック減速機を収納するケースと、この減速機に入力される回転力を図示されないモータからベルトで伝達される入力軸１５０と、その入力が減速機を介して増力されて出力される出力軸１５４とから成る。このような減速機の内部構造は公知であるから詳細を述べることはしないが、例えば図８に番号１６２で示すものと同じであるとする。出力軸１５４に接続されて右脚全体が図のヨー軸００５を中心に回動できるようになっている。
【００５５】
ロール関節００８にロール回転を与えるためのモータ１５６が設置され、その出力はベルトプーリー１５７、１５８を介して減速機１６２の入力軸１６０に伝えられる。減速機１６２によって回転力が増力されて、出力軸１６４が図示のロール軸００９の回りに回転させられる。この出力軸１６４には大腿リンク０１２がヨー軸００５の回りに回転自在に支持され、その他の方向には回転不可能に固定されている。即ち、モータ１５６が回転すると、結果的に大腿リンク０１２はロール軸００９の回りに、脚のロール揺動運動となる回転運動を行うように構成されている。ピッチ方向の揺動運動はピッチ軸０１１（紙面に対して垂直の方向の軸）の回りに起きるが、その運動を与えるモータとして、モータ１８０が用意されている。これらについては更に図９でも開示する。
【００５６】
さて、大腿リンク０１２の一部には肉厚部が設けられ、その肉厚部に設けたネジを利用してボルト１７０がネジ込まれている。ボルト１７０の首部は後述するバランサースプリング１３６の止め穴を迎え入れるべく、円形断面をしている。またロール回転用のモータ１５６を収納するケースの一部から図６に示した補助リンク０３０に相当するアーム１７２が水平に延びており、このアーム１７２にはボルト１７０と類似のボルト１７４が埋め込まれ、ボルト１７４の首部にはバランサースプリング１３６の上端に設けられた止め穴を迎え入れている。
【００５７】
図９にはバランサースプリング１３６の詳細がより明瞭に示されている。図９において、バランサースプリング１３６の下端は細長い楕円の穴１３８を構成するように曲げられ、その楕円穴の下端でボルト１７０の首部が接触している。そして、バランサースプリング１３６は、ボルト１７０の主部によって大腿リンク０１２に固定されておらず、その下端は穴１３８の形状に沿ってスライドする。即ち、バランサースプリング１３６は、遊び部位１３８ａを有した状態で大腿リンク０１２に接続されている。この遊び部位１３８ａは、バランサースプリング１３６の下端が有する可動範囲のうちバランサースプリング１３６が占めていない範囲である。また、バランサースプリング１３６の上端は円形の穴になるように曲げられ、ボルト１７３の首部によってアーム１７２に固定されている。
【００５８】
ここで、図８および図９に示す状態は、ロボット００１が図７（ａ）に示すような直立起立状態にあるときの図である。図８および図９に示す状態から、ロボット００１が歩行を行うときのバランサースプリング１３６の動作の概略を説明する。
【００５９】
図８、９に示す直立起立状態においては、バランサースプリング１３６は自然長の状態である。そして、ロボット００１の直立起立状態から大腿リンク０１２がロール軸００９を中心に時計方向に回転すると、即ち、図７（ｂ）や図２に示すような右脚を立脚状態にすると、ボルト１７０が穴１３８の下端に接触した状態でバランサースプリング１３６を
伸ばす。その結果、バランサースプリング１３６が直立起立姿勢の状態に戻そうとする回転モーメントをロール軸００９周りに作用させる。換言すると、右脚が立脚状態となることでロール軸００９に発生する重力負荷モーメント（図２中のＴＲで表されるモーメント）に抗する安定回転モーメントが、バランサースプリング１３６によって機械的に発生する。
【００６０】
次に、ロボット００１の直立起立状態から大腿リンク０１２がロール軸００９を中心に反時計方向に回転すると、即ち、図７（ｃ）や図３に示すような右脚を遊脚状態にすると、ボルト１７０が穴１３８の遊び部位１３８ａの中をスライドする。このとき、ボルト１７０は遊び部位１３８ａの中をスライドするだけであって、バランサースプリング１３６を押し縮めるまでには至らない。その結果、バランサースプリング１３６によってロール軸００９周りの回転モーメントは何ら発生されない。換言すると、右脚が遊脚状態となる場合は、ロール軸００９に発生する重力負荷モーメント（図３中のＴＬで表されるモーメント）に抗する回転モーメントはバランサースプリング１３６によって機械的に発生されないが、該重力負荷モーメントを助長する回転モーメントもバランサースプリング１３６によって発生されず、バランサースプリング１３６はニュートラルな状態となっている。
【００６１】
以上より、ロボット００１の歩行時において、右脚に着目すると、右脚が立脚状態にあるときは、ロール軸００９から上方の骨盤００６を、ロール軸００９を中心に反時計方向に回転させようとする安定回転モーメントがバランサースプリング１３６によって働くから、歩行時のロボット００１のバランスを維持するためにロール軸００９の駆動用モータ１５６が発揮すべき出力トルクのうち、上記回転モーメントの分だけ出力トルクが不要となる。その結果、不要となったトルクに相当する電流を流す必要がなり、以て消費電力量は抑制される。
【００６２】
一方で、右脚が遊脚状態にあるときは、重力負荷モーメントに抗する回転モーメントがバランサースプリング１３６によって働かないため、重力負荷モーメントに相当する出力トルクを駆動用モータ１５６は発揮しなければならない。しかし、右脚が遊脚状態にあるときの重力負荷モーメントは、上述したように右脚が立脚状態にあるときの重力負荷モーメントより遙かに小さいため、駆動用モータ１５６に流す電流は小さくて済み、以て消費電力量も低い。
【００６３】
また、ロボット００１の歩行時には、右脚が立脚状態にあるときは左足は遊脚状態にあり、右脚が遊脚状態にあるときは左足は立脚状態にあるため、上記のバランサースプリング１３６を左脚側にも設置することで、右脚もしくは左脚の何れかの脚ではバランサースプリング１３６によってロール関節駆動用のモータで消費される電力量を抑制することが可能となる。
【００６４】
図１０に、歩行ロボット００１の歩行実験を行ったときの、ロール関節００８の駆動に消費される電力の推移を示す。図１０の横軸は時間（ロボット歩行時間）を、縦軸は消費される電力（ワット）を表す。図１０中線Ｌ１は、上記のバランサースプリング１３６が設けられていないロボットの歩行時の消費電力の推移を示し、線Ｌ２は上記のバランサースプリング１３６が設けられているロボットの歩行時の消費電力の推移を示す。このように、バランサースプリング１３６を設けることでロール関節００８の駆動に消費される電力量（ジュール）は、約２５％低減された。
【００６５】
尚、本施例では、大腿リンク０１２のロール角θＲが増大していくと、バランサースプリング１３６の下端を止めているボルト１７０の位置は、図９で円弧Ｃ１で示す軌跡を描きながらロール軸００９を中心に回る。その結果、２つのボルト１７０、１７４の間の距離は、ロール角θＲが小さなうちは、ロール角θＲの増加に応じて拡大するが、ロール角
θＲが大きくなるに従い、該距離の拡大の度合いは小さくなる。即ち、ロール角θＲの増加に比例して、バランサースプリング１３６によって発生する安定回転モーメントは増加するのではなく、非線形に変動する。
【００６６】
ここで、ロボット００１が階段歩行等を行うときは、立脚状態にある脚は大きくロールせざるを得ないので、その立脚状態にある脚と干渉せずに後ろから遊脚状態にある脚を前に出すには、該遊脚状態にある脚も平地歩行時よりも大きくロールさせる必要がある。その結果、図２に示す股関節から重心ＱＲまでの水平距離ＸＲも増えることになる。しかし、距離ＸＲは、ロール角θＲの増加に比例して大きくはならない。そこで、上述のようにバランサースプリング１３６によって発生する安定回転モーメントの増加を非線形とすることで、平地歩行時と階段歩行時に発生する重力負荷トルクの各々に、より適切に抗する安定回転モーメントを発生させることが可能となる。即ち、バランサースプリング１３６によって発生する安定回転モーメントが過小であったり過大であったりすることで駆動用モータ１５６の消費電力を十分に抑制することが困難となるのを、回避し得る。
【００６７】
尚、図９に明示するごとく、本実施例のバランサースプリング１３６の下端はループ状に曲げられ、ボルト１７０の首部でガイドされているから、作動中にバランサースプリング１３６の位置が設計した位置から外れて特性が出なくなる心配が未然に防止され、再現性が確保されている。
【００６８】
また、図９で膝関節０１４を駆動するためのモータ１９２が大腿リンク０１２の内部に収納され、その出力はベルトプーリー１９４を介して膝関節０１４に設けられた減速機の入力軸へと伝達されていることが示されている。しかし、この点は本発明とは直接に関係しないから、その説明は割愛する。
【実施例２】
【００６９】
図１１及び図１２に基づいて、本発明に係る二足歩行ロボットの第二の実施例を説明する。図１１および図１２には、ロボット００１の右脚のロール関節周辺の詳細な構造が示されている。図１１は、図８に相当し、ロール関節０００８周辺の、ヨー軸００５とロール軸００９とを含む平面での脚の断面図であり、図８と同様に左側がロボット００１の前方、右側が後方である。また図１２は図１１のXII−XII断面である。また図１２は、図９に相当し、図１１のＺ矢視でロボット００１を前から見た正面図でもある。
【００７０】
尚、ロボット００１の構成部品の参照番号の付け方において、第一実施例と比較・区別するために、類似の部品の番号は１００番代の数字のみを２としている。また、同一の構成部品については、同一の参照番号を付している。そこで、これらの部品については主要な変更点のみ詳述することにし、特別に説明をしていない部品については、基本的に第一実施例と同じであるものとする。
【００７１】
図１１において、股関節のロール関節００８のロール軸００９の左端には、バランサースプリング３１０が示されている。即ち、ロール軸００９が水平に左方向に延長されてスプリングガイド部３１２を構成し、その外周部に当該バランサースプリング３１０が、ロール軸００９と同心に配置されている。このバランサースプリング３１０は回転バネであり、右端は方向転換用の関節００４の出力軸側に設けられた第一のスリット３１４に差し込まれて回転ばねの回転方向に固定されている。また、バランサースプリング３１０の左端は、スプリングガイド部３１２に設けられた第二のスリット３１６に差し込まれている。組み立て後、これらスリットからバランサースプリング３１０が脱落するのを防ぐために、スプリングガイド部３１２の左端には、脱落防止用のワッシャー３１８がボルト４本で固定されている。これら２つのスリットの詳細形状は図１２を参照することで明らかとなる。
【００７２】
図１２では、脱落防止用のワッシャー３１８は説明の都合上、記載が省略されている。第一のスリット３１４は、バランサースプリング３１０の線径と基本的に同じ幅で加工されているのに対し、第二のスリット３１６は、所定の回転角度の範囲でバランサースプリング３１０が自由に回転できるよう、線径よりも幅広に加工されている。即ち、第二のスリット３１６には、遊び部位３１６ａが設けられており、バランサースプリング３１０の一端は、この遊び部位３１６ａを含む第二スリット３１６の中で回転し得る。
【００７３】
図１１および図１２に示すロボットの状態は、ロボット００１が直立起立姿勢のときの状態である。ここで、図１３に、ロボット００１が直立起立姿勢にあるとき、右脚が立脚状態にあるとき、右脚が遊脚状態にあるときのバランサースプリング３１０の動作を、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれに示す。ロボット００１が直立起立姿勢のとき、図１３（ａ）に示すように、第二スリット３１６のスリット幅の一側面３１６ｂがバランサースプリング３１０の一端と当接した位置にあり、スリット幅の他の側面３１６ｃは全く接触していない。このような位置関係にあることで、ロボット００１が直立起立姿勢から図２に示すように右脚が立脚状態となると、図１１に示された状態から大腿リンク０１２がロール軸００９を中心に反時計方向に回転し、バランサースプリング３１０は直ちに捩じられる。このときのバランサースプリング３１０と第二スリット３１６との位置関係は、図１３（ｂ）に示すように、図１３（ａ）と同じである。
【００７４】
その結果、バランサースプリング３１０が、直立起立姿勢の状態に戻そうとする安定回転モーメントをロール軸００９周りに作用させる。換言すると、右脚が立脚状態となることでロール軸００９に発生する重力負荷モーメント（図２中のＴＲで表されるモーメント）に抗する安定回転モーメントが、バランサースプリング３１０によって機械的に発生することになる。
【００７５】
次に、ロボット００１の直立起立状態から大腿リンク０１２がロール軸００９を中心に時計方向に回転すると、即ち、図３に示すような右脚を遊脚状態にすると、図１３（ｃ）に示すように、バランサースプリング３１０の一端が、第二スリット３１６の遊び部位３１６ａの中を回転移動する。このとき、バランサースプリング３１０の一端は、遊び部位３１６ａの中を回転移動するだけであって、第二スリット３１６のスリット幅の上記一側面３１６ｂ、およびそれと逆の一側面３１６ｃには当接した状態にはならず、従ってバランサースプリング３１０は捩られない。
【００７６】
その結果、バランサースプリング３１０によってロール軸００９周りの回転モーメントは何ら発生されない。換言すると、右脚が遊脚状態となる場合は、ロール軸００９に発生する重力負荷モーメント（図３中のＴＬで表されるモーメント）に抗する回転モーメントはバランサースプリング３１０によって機械的に発生されないが、該重力負荷モーメントを助長する回転モーメントもバランサースプリング３１０によって発生されず、バランサースプリング３１０はニュートラルな状態となっている。
【００７７】
従って、本実施例においても、第一の実施例と同様に、バランサースプリング３１０によって重力負荷トルクを支持することが可能となり、ロボット００１の歩行時におけるロール関節００８の駆動モータ２５６の消費電力量を抑制することが可能となる。
【００７８】
また、本実施例の特徴の一つは、バランサースプリング３１０の形状をロール軸００９の回りに小さく設計できることであり、またその作動時にも形状の変化が少なく、ロボット００１の他の部品、例えば配線や配管など形状不定のものを巻き込んだり、これらと干渉したりすることがない点である。この特徴を更に際立たせるために、図１１中二点鎖線で示すように、バランサースプリング３１０全体をプラスチック製のカバーで覆ってもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例に係る二足歩行ロボットの下半身の概略的な骨格図を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る二足歩行ロボットにおいて、右脚が立脚状態となっているときの概略的な構成図である。
【図３】本発明の実施例に係る二足歩行ロボットにおいて、右脚が遊脚状態となっているときの概略的な構成図である。
【図４】本発明の実施例に係る二足歩行ロボットのロール関節において、ロール角と、歩行時のバランス維持のために重力負荷モーメントに抗して駆動モータが発揮すべき回転モーメントとの関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る二足歩行ロボットのロール関節において、ロール角と、機械的な付勢力によって重力負荷モーメントを支持する安定回転モーメントとの関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る二足歩行ロボットにおいて、バネによって重力負荷モーメントを支持する基本的な概念を示す概略図である。
【図７】図６に示す二足歩行ロボットのロール関節周辺の拡大図であって、二足歩行ロボットの主な姿勢に対応した図である。
【図８】本発明の第一の実施例に係る二足歩行ロボットにおいて、ロール関節に並列に設けられたバランサースプリング周辺の詳細な構造を示す第一の図である。
【図９】本発明の第一の実施例に係る二足歩行ロボットにおいて、ロール関節に並列に設けられたバランサースプリング周辺の詳細な構造を示す第二の図である。
【図１０】本発明の第一の実施例に係る二足歩行ロボットにおいて、ロール関節の駆動モータで消費される電力の推移を示す図である。
【図１１】本発明の第二の実施例に係る二足歩行ロボットにおいて、ロール関節に並列に設けられたバランサースプリング周辺の詳細な構造を示す第一の図である。
【図１２】本発明の第二の実施例に係る二足歩行ロボットにおいて、ロール関節に並列に設けられたバランサースプリング周辺の詳細な構造を示す第二の図である。
【図１３】本発明の第二の実施例に係る二足歩行ロボットにおいて、二足歩行ロボットの主な姿勢に対応したバランサースプリングの動作を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
００１・・・・二足歩行ロボット（ロボット）
００２・・・・脚全体
００８・・・・ロール関節
００９・・・・ロール軸
０１２・・・・大腿リンク
０３０・・・・補助リンク
０３２・・・・補助リンク
０３４・・・・小穴
０３６・・・・バランサースプリング
０３８・・・・ストッパー
１３６・・・・バランサースプリング
１３８・・・・穴
１３８ａ・・・・遊び部位
１５６・・・・駆動用モータ
２５６・・・・駆動用モータ
３１０・・・・バランサースプリング
３１２・・・・スプリングガイド
３１４・・・・第一スリット
３１６・・・・第二スリット
３１６ａ・・・・遊び部位
【図１】
2006051558.tif 000003
【図２】
2006051558.tif 000004
【図３】
2006051558.tif 000005
【図４】
2006051558.tif 000006
【図５】
2006051558.tif 000007
【図６】
2006051558.tif 000008
【図７】
2006051558.tif 000009
【図８】
2006051558.tif 000010
【図９】
2006051558.tif 000011
【図１０】
2006051558.tif 000012
【図１１】
2006051558.tif 000013
【図１２】
2006051558.tif 000014
【図１３】
2006051558.tif 000015