(57)【要約】【課題】本発明は平坦面でも法面等の傾斜面でも、確実に接地点に着地させて、安全に歩行させることができる４足歩行型ロボットを得るにある。【解決手段】車体の前後左右部位にブームとアームを備える前後左右の足を設けた４足歩行型ロボットにおいて、前後左右の足のアームの先端部に固定された下端部が球状の足首部材と、この足首部材の球状部に回転可能に取付けられた接地面に着地する脚座と、この脚座が自重によって自動的に回転するのを阻止するように、足首部材の球状部と該脚座との間に介装された抵抗付与部材とからなる脚先部材とで４足歩行型ロボットを構成している。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前後左右部位にブームとアームを備える前後左右の足を設けた４足歩行型ロボットにおいて、前記前後左右の足のアームの先端部に固定された下端部が球状の足首部材と、この足首部材の球状部に回転可能に取付けられた接地面に着地する脚座と、この脚座が自重によって自動的に回転するのを阻止するように、前記足首部材の球状部と該脚座との間に介装された抵抗付与部材とからなる脚先部材を設けたことを特徴とする４足歩行型ロボット。
【請求項２】
車体の前後左右部位にブームとアームを備える前後左右の足を設けた４足歩行型ロボットにおいて、前記前後左右の足のアームの先端部にユニバーサルジョイントを介して取付けられたリング状の脚座と、この脚座が自重によって自動的に回転するのを阻止するように前記ユニバーサルジョイントのロール、ピッチ回転に抵抗を付与するように取付けられたロール、ピッチ抵抗付与部材とからなる脚先部材を設けたことを特徴とする４足歩行型ロボット。
【請求項３】
脚先部材は該脚先部材に荷重が加わらない状態では常時基準姿勢に戻すことができる脚先部材基準姿勢維持機構が設けられていることを特徴とする請求項１、２いずれかに記載の４足歩行型ロボット。
【請求項４】
４足歩行型ロボットは車体と、この車体の前後左右部位に水平方向に回動可能に取付けられた前後左右のブーム支持台、これらの前後左右のブーム支持台を水平方向に回動させる前後左右のブーム支持台回動用油圧シリンダー、先端部が垂直方向に回動するように後端部が前記前後左右のブーム支持台に枢支された前後左右のブーム、この前後左右のブームを垂直方向に回動させる前後左右のブーム回動用油圧シリンダー、先端部が垂直方向に回動するように後端部が前記前後左右のブームの先端部に枢支された前後左右のアーム、この前後左右のアームを垂直方向に回動させる前後左右のアーム回動用油圧シリンダーとからなる前後左右の足と、この前後左右の足を駆動させる駆動装置とで構成されていることを特徴とする請求項１、２、３いずれかに記載の４足歩行型ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は法面等の傾斜面でも確実に地面に脚先部材を接地させて歩行することができる４足歩行型ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の４足歩行型ロボットの足の脚先部材はユニバーサルジョイントを介して取付けられたり、足先に固定された半球状のものが使用されている。
【０００３】
このため、着地地点が動かない平坦地ではユニバーサルジョイントを介して取付けられた脚先部材は確実に着地させることができるが、半球状の脚先部材は動き、接地点が変化してしまうという欠点があった。
また、法面等の傾斜面の歩行では半球状の脚先部材は傾斜面に確実に接地するが、ユニバーサルジョイントを介した脚先部材は自重により回転して、傾斜面に確実に接地させることができないという欠点があった。
【特許文献１】特になし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、平坦面でも法面等の傾斜面でも、確実に接地点に着地させて、安全に歩行させることができる４足歩行型ロボットを提供することを目的としている。                    
【０００５】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は車体の前後左右部位にブームとアームを備える前後左右の足を設けた４足歩行型ロボットにおいて、前記前後左右の足のアームの先端部に固定された下端部が球状の足首部材と、この足首部材の球状部に回転可能に取付けられた接地面に着地する脚座と、この脚座が自重によって自動的に回転するのを阻止するように、前記足首部材の球状部と該脚座との間に介装された抵抗付与部材とからなる脚先部材とで４足歩行型ロボットを構成している。
【０００７】
本発明は車体の前後左右部位にブームとアームを備える前後左右の足を設けた４足歩行型ロボットにおいて、前記前後左右の足のアームの先端部にユニバーサルジョイントを介して取付けられたリング状の脚座と、この脚座が自重によって自動的に回転するのを阻止するように前記ユニバーサルジョイントのロール、ピッチ回転に抵抗を付与するように取付けられたロール、ピッチ抵抗付与部材とからなる脚先部材とで４足歩行型ロボットを構成している。
【発明の効果】
【０００８】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
【０００９】
（１）車体の前後左右部位にブームとアームを備える前後左右の足を設けた４足歩行型ロボットにおいて、前記前後左右の足のアームの先端部に固定された下端部が球状の足首部材と、この足首部材の球状部に回転可能に取付けられた接地面に着地する脚座と、この脚座が自重によって自動的に回転するのを阻止するように、前記足首部材の球状部と該脚座との間に介装された抵抗付与部材とからなる脚先部材とで構成されているので、前後左右の足の脚先部材を平坦面でも法面等の傾斜面でも、確実に接地点に着地させることができる。
したがって、従来のように平坦面と傾斜面のいずれかで着地地点が動く不具合を確実に防止でき、安全に歩行させることができる。
【００１０】
（２）前記（１）によって、抵抗付与部材によって脚座が接地面に押し付けられるだけで接地面に面接触するように回動するため、特別な制御が不要で、楽に使用することができる。
【００１１】
（３）前記（１）によって、抵抗付与部材を用いるだけでよいので、構造が簡単で、安価に製造することができる。
【００１２】
（４）請求項２も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られる。
【００１３】
（５）請求項３も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られるとともに、脚先部材が外力により予想しない姿勢になったとしても、着地地点より浮かせた場合に脚先部材基準姿勢維持機構によって、自動的に基準姿勢に戻り、次の着地地点に確実に着地させることができる。
【００１４】
（６）請求項４も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に示す本発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。
【００１６】
図１ないし図１０に示す本発明を実施するための最良の第１の形態において、１は平坦面や法面等の傾斜面を歩行して荷物の運搬や法枠等の枠が形成された法面での穴明け作業等を行なうことができる本発明の４足歩行型ロボットで、この４足歩行型ロボット１は油圧駆動装置（図示せず）で駆動される左右の無限軌道２、２が取付けられた車体３と、この車体３の前後左右部位に取付けられた前後左右の足４、４、４、４と、前記車体３に必要に応じて取付けられる穴明け装置５とで構成されている。
【００１７】
前記前後左右の足４、４、４、４は前記車体３の前後左右部位に枢支ピン６、６、６、６で水平方向に回動可能に取付けられた前後左右のブーム支持台７、７、７、７と、この前後左右のブーム支持台７、７、７、７を水平方向に回動させる一端部が、該前後左右のブーム支持台７、７、７、７に枢支金具８、８、８、８で枢支され、他端部が前記車体３の前後左右部位に枢支金具９、９、９、９で枢支された前後左右のブーム支持台回動用油圧シリンダー１０、１０、１０、１０と、先端部が垂直方向に回動するように、後端部が前記前後左右のブーム支持台７、７、７、７に枢支ピン１１、１１、１１、１１で枢支された前後左右のブーム１２、１２、１２、１２と、この前後左右のブーム１２、１２、１２、１２を垂直方向に回動させる一端部が、前記前後左右のブーム支持台７、７、７、７に枢支ピン１３、１３、１３、１３で枢支され、他端部が該前後左右のブーム１２、１２、１２、１２の曲げ部１２ａ、１２ａ、１２ａ、１２ａ寄りの部位に取付けられた枢支金具Ｘの枢支ピン１４、１４、１４、１４で枢支された前後左右のブーム回動用油圧シリンダー１５、１５、１５、１５と、先端部が垂直方向に回動するように後端部が前記前後左右のブーム１２、１２、１２、１２の先端部に枢支ピン１６、１６、１６、１６で枢支された前後左右のアーム１７、１７、１７、１７と、この前後左右のアーム１７、１７、１７、１７を垂直方向に回動させる一端部が、前記前後左右のブーム１２、１２、１２、１２の曲げ部１２ａ、１２ａ、１２ａ、１２ａ寄りの部位に取付けられた枢支金具Ｘの枢支ピン１８、１８、１８、１８で枢支され、他端部が該前後左右のアーム１７、１７、１７、１７の後端部寄りの部位に枢支金具１９、１９、１９、１９で枢支された前後左右のアーム回動用油圧シリンダー２０、２０、２０、２０と、前記前後左右のアーム１７、１７、１７、１７の先端部にそれぞれ取付けられた前後左右の脚先部材２１、２１、２１、２１とからなり、この前後左右の脚先部材２１、２１、２１、２１は図４ないし図７に示すように、前記前後左右のアーム１７、１７、１７、１７の先端部に脚中心を通る直線上に中心がくるように固定された球状部２２を有する足首部材２３と、この足首部材２３の球状部２２に回転可能に取付けられた接地面に着地する中央部に透孔２４が形成された円盤状の着地板２５、この着地板２５の上面に固定された、前記足首部材２３の球状部２２の外周部を覆うカバー筒２６、このカバー筒２６の上部に着脱可能に取付けられた、前記足首部材２３の回動が可能で、球状部２２の抜け脱を防止するカバー２７とからなる脚座２８と、この脚座２８が自重によって自動的に回動するのを阻止するように、前記足首部材２３の球状部２２と該脚座２８のカバー筒２６との間に介装された弾性を有する合成樹脂材等の弾性部材やゴム等の抵抗付与部材２９とで構成されている。
【００１８】
上記構成の４足歩行型ロボット１は道路等では前後左右の足４、４、４、４の前後左右の脚先部材２１、２１、２１、２１を路面上より浮かせて、左右の無限軌道２、２を油圧駆動装置（図示せず）で駆動させて走行させる。
作業現場では前後左右の足４、４、４、４を駆動させて走行させるが、平坦面では図８に示すように前後左右の足４、４、４、４の脚先部材２１、２１、２１、２１の脚座２８、２８、２８、２８の着地板２５、２５、２５、２５が着地地点と面接地するとともに、法面等の傾斜面では図９および図１０に示すように着地地点までの地面より浮き上がらせた移動時には、脚先部材２１、２１、２１、２１は前の着地地点に面接地した状態のままで移動し、着地地点に着地させる移動時に脚先部材２１、２１、２１、２１の脚座２８、２８、２８、２８の最初に着地する部分に加わる荷重によって、抵抗付与部材２９、２９、２９、２９の抵抗に抗して回動して、着地地点に着地板２５、２５、２５、２５が面接地される。
このため、平坦面はもちろん、法面等の傾斜面でも脚先部材２１、２１、２１、２１の着地板２５、２５、２５、２５を着地地点に面接地させて着地地点が移動するのを防止して、安全に走行させることができる。
[発明を実施するための異なる形態]
【００１９】
次に、図１１ないし図２０に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２０】
図１１ないし図１４に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は着地板２５と、この着地板２５の透孔２４の外周部より上方へ突出させた４本の支柱３０、３０、３０、３０と、この４本の支柱３０、３０、３０、３０に螺合するボルト３１、３１、３１、３１によって固定されたカバー２７Ａとからなる脚座２８Ａと、この脚座２８Ａの着地板２５と足首部材２３の球状部２２との間に介装された抵抗付与部材２９Ａとからなる前後左右の脚先部材２１Ａ、２１Ａ、２１Ａ、２１Ａを用いた点で、このような前後左右の脚先部材２１Ａ、２１Ａ、２１Ａ、２１Ａを用いて構成した４足歩行型ロボット１Ａにしても、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００２１】
図１５ないし図２０に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、前後左右のアーム１７、１７、１７、１７の先端部に脚中心を通る直線上に中心が位置する前後左右のユニバーサルジョイント３２、３２、３２、３２と、この前後左右のユニバーサルジョイント３２、３２、３２、３２の他方の軸３３、３３、３３、３３に回転可能に取付けられたリング状の前後左右の脚座２８Ｂ、２８Ｂ、２８Ｂ、２８Ｂと、前記前後左右のユニバーサルジョイント３２、３２、３２、３２のロール、ピッチ回転する一方の軸３４と他方の軸３３部位にそれぞれ抵抗付与部材２９Ｂ、２９Ｂを介装し、前後左右の脚先部材２１Ｂ、２１Ｂ、１２Ｂ、２１Ｂを用いた点で、このような前後左右の脚先部材２１Ｂ、２１Ｂ、２１Ｂ、２１Ｂを用いて構成した４足歩行型ロボット１Ｂにしても、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００２２】
図２１ないし図２４に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、前後左右の脚先部材２１、２１、２１、２１に荷重が加わらない状態では常時基準姿勢に戻すことができる脚先部材基準姿勢維持機構３４、３４、３４、３４を設けた点で、このような脚先部材基準姿勢維持機構３４、３４、３４、３４を設けて構成した４足歩行型ロボット１Cにしても、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られるとともに、前後左右の脚先部材２１、２１、２１、２１に荷重が加わらない状態では常時基準姿勢に戻り、外力により予想しない姿勢になったとしても、着地地点より浮かせた場合に自動的に基準姿勢に戻り、次の
着地地点に確実に着地させることができる。
前記脚先部材基準姿勢維持機構３４、３４、３４、３４は本発明の実施の形態ではアーム１７、１７、１７、１７の先端部寄りの部位と脚先部材２１、２１、２１、２１の着地板２５、２５、２５、２５との間に介装された各４本のスプリング３５、３５、３５、３５と、これらのスプリング３５、３５、３５、３５を覆う蛇腹状のカバー３６とで構成されている。
なお、この前記脚先部材基準姿勢維持機構３４、３４、３４、３４は前述の構成以外にシリンダー筒内にスプリングを内装した常時外方に突出する作動体を用いたものや、ダンパー機構を用いたもの等であっても良い。
【００２３】
前記本発明を実施するための各形態では車体３に左右の無限軌道２、２を設置したものについて説明したが、本発明はこれに限らず、無限軌道を用いないものであってもよい。
また、車体にウインチ等を設置して法面等で牽引できるようにしたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は４足歩行型ロボットを製造する産業で利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を実施するための最良の第１の形態の側面図。
【図２】本発明を実施するための最良の第１の形態の平面図。
【図３】本発明を実施するための最良の第１の形態の足の説明図。
【図４】本発明を実施するための最良の第１の形態の脚先部材の側面図。
【図５】本発明を実施するための最良の第１の形態の脚先部材の平面図。
【図６】本発明を実施するための最良の第１の形態の脚先部材の正面図。
【図７】図４の７−７線に沿う断面図。
【図８】本発明を実施するための最良の第１の形態の平坦面の走行状態の説明図。
【図９】本発明を実施するための最良の第１の形態の傾斜面の走行状態の説明図。
【図１０】本発明を実施するための最良の第１の形態の傾斜面での脚先部材の動作説明図。
【図１１】本発明を実施するための第２の形態の平面図。
【図１２】本発明を実施するための第２の形態の脚先部材の側面図。
【図１３】本発明を実施するための第２の形態の脚先部材の平面図。
【図１４】図１２の１４−１４線に沿う断面図。
【図１５】本発明を実施するための第３の形態の側面図。
【図１６】本発明を実施するための第３の形態の平面図。
【図１７】本発明を実施するための第３の形態の脚先部材の側面図。
【図１８】本発明を実施するための第３の形態の脚先部材の平面図。
【図１９】本発明を実施するための第３の形態の脚先部材の正面図。
【図２０】図１８の２０−２０線に沿う断面図。
【図２１】本発明を実施するための第４の形態の側面図。
【図２２】本発明を実施するための第４の形態の平面図。
【図２３】本発明を実施するための第４の形態の脚先部の側面図。
【図２４】本発明を実施するための第４の形態の脚先部の断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１、１Ａ、１Ｂ、１C：４足歩行型ロボット、
２：無限軌道、                  ３：車体、
４：足、                        ５：穴明け装置、
６：枢支ピン、                  ７：ブーム支持台、        
８：枢支金具、                  ９：枢支金具、
１０：ブーム支持台回動用油圧シリンダー、
１１：枢支ピン、                １２：ブーム、
１３：枢支ピン、                １４：枢支金具、
１５：ブーム回動用油圧シリンダー、
１６：枢支ピン、                １７：アーム、
１８：枢支金具、                １９：枢支金具、
２０：アーム回動用油圧シリンダー、
２１、２１Ａ、
２１Ｂ：脚先部材、
２２：球状部、                  ２３：足首部材、
２４：透孔、                    ２５：着地板、
２６：カバー筒、                ２７、２７Ａ：カバー、
２８、２８Ａ、２８Ｂ：脚座、    
２９、２９Ａ、２９Ｂ：抵抗付与部材、
３０：支柱、                    ３１：ボルト、
３２：ユニバーサルジョイント、  ３３：他方の軸、
３４：脚先部材基準姿勢維持機構、
３５：スプリング、              ３６：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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【図２４】
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