(57)【要約】【課題】立脚時において、ペイロード等の重量によって脚部に加わる負荷を軽減でき、２足歩行ロボットのペイロードを増加させることができ高可搬重量性に優れる自重支持装置の提供。【解決手段】２足歩行ロボットのベース部と左右の足部との間にそれぞれ配設され、左右各々の足部の立脚時に長手方向に弾性伸縮してベース部を支持する立脚用伸縮部と、立脚用伸縮部に直列方向に配設され左右各々の足部の遊脚時に長手方向に伸縮する遊脚用伸縮部と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２足歩行ロボットのベース部と左右の足部との間にそれぞれ配設され、前記左右各々の足部の立脚時に長手方向に弾性伸縮して前記ベース部を支持する立脚用伸縮部と、前記立脚用伸縮部に直列方向に配設され前記左右各々の足部の遊脚時に長手方向に伸縮する遊脚用伸縮部と、を備えたことを特徴とする自重支持装置。
【請求項２】
前記立脚用伸縮部が、前記２足歩行ロボットの脚部の長手方向に沿って配設される管状部と、前記管状部に摺動自在に挿入された摺動部と、前記管状部の内部に装入され前記摺動部を伸縮方向に付勢するばね部材と、前記立脚用伸縮部に配設され前記足部の遊脚時に前記立脚用伸縮部を固定するロック機構部と、を備え、前記遊脚用伸縮部が、前記２足歩行ロボットの脚部の長手方向に沿って配設される管状部と、前記管状部に摺動自在に挿入された摺動部と、前記遊脚用伸縮部に配設され前記足部の立脚時に前記遊脚用伸縮部を固定するロック機構部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自重支持装置。
【請求項３】
前記遊脚用伸縮部が、前記遊脚用伸縮部の前記管状部の内部に装入され前記立脚用伸縮部の前記ばね部材により発生する反力より小さな反力を発生し前記遊脚用伸縮部の前記摺動部を伸縮方向に付勢するばね部材を備えたことを特徴とする請求項請求項１又は２に記載の自重支持装置。
【請求項４】
前記立脚用伸縮部及び前記遊脚用伸縮部の前記管状部が平行配置され各々の前記摺動部が上下に対向し軸芯のずれた直列方向に配設されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の自重支持装置。
【請求項５】
前記立脚用伸縮部及び前記遊脚用伸縮部の前記ばね部材が気体を作動流体とする流体ばねであり、各々の前記ロック機構部が、一端が前記摺動部の先端に突出して配設され他端で前記摺動部に穿設され前記作動流体を移動させるオリフィスを開閉するスイッチピンであることを特徴とする請求項３又は４に記載の自重支持装置。
【請求項６】
各々の前記摺動部の先端部に配設されたリンク固定部と、前記リンク固定部に一端が回動自在に軸支され長手方向の一側部で前記スイッチピンの上端に近接したヒンジリンクと、前記ヒンジリンクの他端に連結され前記ヒンジリンクを回動させるスイッチ用アクチュエータと、を有したスイッチ機構を備えたことを特徴とする請求項５に記載の自重支持装置。
【請求項７】
ベース部と、左右の足部と、前記ベース部と前記左右の足部をそれぞれ連結する脚部のパラレルリンク機構部と、前記ベース部と前記左右の足部との間にそれぞれ配設された請求項１乃至請求項６の内いずれか１項の自重支持装置と、を備えたことを特徴とする２足歩行ロボット。
【請求項８】
ベース部と、左右の足部と、前記ベース部と前記左右の足部をそれぞれ連結する脚部と、前記ベース部と前記左右の足部との間にそれぞれ配設された請求項１乃至請求項６の内いずれか１項の自重支持装置と、を備え、前記左右の脚部を伸縮させて歩行する２足歩行ロボットの制御構造であって、歩行時に立脚側の前記足部の前記遊脚用伸縮部を固定し前記立脚用伸縮部の固定を解除すると共に、遊脚側の前記足部の前記立脚用伸縮部を固定し前記遊脚用伸縮部の固定を解除し、立脚側の前記足部に重心を移動させ立脚側の前記自重支持装置で前記２足歩行ロボットの自重を補助的に支持することを特徴とする２足歩行ロボットの制御構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２足歩行ロボットの自重支持装置及びそれを備えた２足歩行ロボット並びにその制御構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、人間の生活環境で活動する人間形ロボット、いわゆるヒューマノイドロボット の研究、開発がさかんに行われている。ヒューマノイドロボット は、工業生産用設備としてだけでなく、家事、高齢者介護等、人間の生活を快適にする目的で使用される場合が多く、人間のために作られた環境において不特定の使用者と密着して作業するため、それに適した形態と機能を持つ必要がある。また、特別な使用訓練を必要とせず安全で柔軟なインターフェースを備えることも要求され、極めて多くの研究課題がある。特に、移動手段として人間と同様に２足を有し、２足歩行を行う２足歩行ロボットは、多くの研究機関や企業で鋭意研究され開発されている。
本出願人が出願した（特許文献１）には「ベース部と、右足部及び左足部と、ベース部と右足部及び左足部の各々に配設された複数の受動ジョイントと、ベース部に配設された受動ジョイントと右足部に配設された受動ジョイントとの間、及び、ベース部に配設された受動ジョイントと左足部に配設された受動ジョイントとの間に各々配設されたパラレルリンク機構部と、を備えた２足歩行ロボットの下半身モジュール」が開示されている。
同じく（特許文献２）には「アクチュエータを備え、アクチュエータの駆動により長手方向に伸縮自在な直動リンク装置であって、アクチュエータの可動部を保持固定する保持ブレーキを備えた直動リンク装置。」が開示されている。
更に（特許文献３）には「足部において目標ゼロモーメントポイントを設定し、設定した目標ゼロモーメントポイントに応じて腰部のモーメント補償軌道を算出する２足歩行ロボット装置の歩行パターンを作成する歩行パターン作成装置」が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２９１０８０号公報
【特許文献２】特開２００３−２９１０８６号公報
【特許文献３】特開２００４−８２２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術では、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）に記載された２足歩行ロボットの下半身モジュールは、（特許文献３）に記載された歩行動作を行うためのＺＭＰ（ゼロモーメントポイント）制御が可能であり、歩行動作時の安定性に優れるものであったが、ベース部およびベース部に載荷されるペイロード、つまり搬送対象の人間の体重やヒューマノイドロボットの上半身モジュールの重量が脚部のパラレルリンク機構部に負荷されるので、パラレルリンク機構部を駆動するアクチュエータの負荷が大きく、ペイロードを増加させることが困難であるという課題があった。
（２）特に、駆動用のバッテリーを搭載した電動の２足歩行ロボットにおいては、ペイロードを増加させると、パラレルリンク機構部を駆動するアクチュエータの消費電力が増加するので、運転時間を長くできないという課題を有していた。
（３）また、２足歩行ロボットの脚部には立脚（足部が接地している状態）および遊脚（足部が接地していない状態）の２種の状態があり、立脚時と遊脚時ではパラレルリンク機構部に加わる負荷の大きさと方向が異なるので、立脚時と遊脚時の各々の負荷に対応しなければならないという課題を有していた。
（４）（特許文献２）に記載された直動リンク装置は、２足歩行ロボットが静止している時に、アクチュエータの可動部を保持固定する保持ブレーキを作動させてアクチュエータに負荷が掛かるのを防止すると共に、電力消費を抑えることができるものであるが、歩行動作中の負荷を軽減することができないという課題を有していた。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、立脚時において、ペイロード等の重量によって脚部に加わる負荷を軽減でき、２足歩行ロボットのペイロードを増加させることができ高可搬重量性に優れる自重支持装置の提供、及び脚部を駆動するアクチュエータの消費電力を節減でき、２足歩行ロボットの運転時間を延長することができる省エネルギー性に優れた自重支持装置を備えた２足歩行ロボットの提供、並びにその制御構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の自重支持装置及びそれを備えた２足歩行ロボット並びにその制御構造は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の自重支持装置は、２足歩行ロボットのベース部と左右の足部との間にそれぞれ配設され、左右各々の脚部の立脚時に長手方向に弾性伸縮して前記ベース部を支持する立脚用伸縮部と、前記立脚用伸縮部に直列方向に配設され前記左右各々の足部の遊脚時に長手方向に伸縮する遊脚用伸縮部と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）２足歩行ロボットのベース部と足部との間にそれぞれ配設される自重支持装置が、左右各々の脚部の立脚時に長手方向に弾性伸縮してベース部を支持する立脚用伸縮部を有するので、ベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を補助的に支持することができ、脚部の負荷を軽減することができる。
（２）自重支持装置の立脚用伸縮部によりベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を補助的に支持できるので、脚部に変更を加えることなく、ベース部に搭載されるペイロードを大きくすることができる。
（３）左右各々の脚部の遊脚時に長手方向に伸縮する遊脚用伸縮部が、立脚用伸縮部に直列方向に配設されているので、遊脚時に脚部を駆動するアクチュエータに発生する負荷の増加を必要最低限に抑えて脚部の伸縮を行うことができる。
（４）立脚時に長手方向に弾性伸縮してベース部を支持する立脚用伸縮部と、遊脚時に長手方向に伸縮する遊脚用伸縮部とが、ベース部と足部との間に直列に配設されているので、立脚時には立脚用伸縮部を伸縮させ、遊脚時には遊脚用伸縮部を伸縮させて、脚部の伸縮時に一定のストロークを確保することができる。
【０００６】
ここで、２足歩行ロボットはベース部と左右の足部との間にそれぞれ配設された左右各々の脚部を伸縮させて歩行を行なう。立脚時又は遊脚時の左右各々の脚部の伸縮に合わせて自重支持装置の立脚用伸縮部又は遊脚用伸縮部を伸縮させる。２足歩行ロボットの脚部を伸縮させる機構としてはパラレルリンク機構が好適に用いられる。
立脚用伸縮部としてはコイルばねや竹の子ばねなどの固体ばねや、空気や窒素ガス等の気体を作動流体とする流体ばねなどにより、摺動部を伸縮方向に付勢するものを使用することができる。
遊脚用伸縮部としては、管状部と、管状部に摺動自在に挿通された摺動部とを有するものが好適に用いられる。遊脚用伸縮部が立脚用伸縮部のように弾性を利用せず、大きな負荷を受けずに摺動できる構造とすることにより、遊脚時に脚部を駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることなく脚部の伸縮を行うことができる。特にアクチュエータがモータである場合、その発生トルクの増加を最小限に抑えることができる。
【０００７】
自重支持装置の上端部には２足歩行ロボットのベース部の下面に連結される上端支持受動ジョイントを配設し、自重支持装置の下端部には２足歩行ロボットの足部の上面に連結される下端支持受動ジョイントを配設することが好ましい。これにより、自重支持装置の上下両端をそれぞれ上端支持受動ジョイントと下端支持受動ジョイントを介して、ベース部及び足部に連結することができるので、容易に組立てや分解を行うことができ、生産性、メンテナンス性に優れる。
自重支持装置をベース部に連結する上端支持受動ジョイント及び左右の足部に連結する下端支持受動ジョイントは、それぞれ２足歩行ロボットの脚部をベース部及び左右の足部に連結する受動ジョイントと同様の自由度とする。これにより、自重支持装置が脚部の動作を妨げることがない。
【０００８】
脚部がパラレルリンク機構により伸縮する場合、自重支持装置の上端支持受動ジョイントは回転２自由度を有する受動ジョイントとし、下端支持受動ジョイントは回転３自由度を有する受動ジョイントとするのが好適である。左右の自重支持装置がそれぞれパラレルリンク機構部の受動ジョイントと同様の６自由度を有することにより、左右の足部が多様な動作に倣うことができ、パラレルリンク機構部の動作を妨げることがなく、ＺＭＰ制御による歩行時の安定性を維持することができる。
上端支持受動ジョイント及び下端支持受動ジョイントが回動自在である場合、自重支持装置には軸力だけが加わり、曲げモーメントやねじりモーメントが加わらないので、自重支持装置の立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の磨耗や破損を減少させることができ、信頼性に優れると共に、自重支持装置の曲げ強度およびねじり強度を小さくできるので、自重支持装置を軽量化できる。
回転２自由度を有する受動ジョイントとしては、ユニバーサルジョイントが好適に用いられ、回転３自由度を有する受動ジョイントとしては、ユニバーサルジョイントと回転ジョイントを直列に結合したものが好適に用いられる。また、ユニバーサルジョイントと回転ジョイントの組合せに替えて、ボールジョイントを３自由度を有する受動ジョイントとして用いてもよい。
【０００９】
自重支持装置は、遊脚時に立脚用伸縮部を固定し、立脚時に遊脚用伸縮部を固定するロック機構部を有する。
ロック機構部としては、摺動部又は摺動部が挿通された管状部に穿設されたロック孔やロック溝と、ロック孔やロック溝に挿入される挿入ピンとを備え、挿入ピンをロック孔やロック溝に挿し込むことにより固定できるものが用いられる。
挿入ピンをロック孔やロック溝に挿入することにより摺動部が管状部内を摺動することを止めることができ、挿入ピンをロック孔やロック溝から抜くことにより摺動部の固定を解除することができる。
挿入ピンを駆動する駆動手段としてはソレノイドが好適に用いられる。また、空気圧、油圧等で駆動される機械式ブレーキ、あるいは電磁ブレーキのような電気式ブレーキなどを使用することもできる。
左右の足部の足底にそれぞれ接触式のセンサを配設した場合、直接的に足部が床や路面等に接地したことを検知することができ、確実に遊脚用ロック機構部と立脚用ロック機構部のそれぞれの固定と固定解除のタイミングを合わせることができ、立脚用伸縮部と遊脚用伸縮部の切替えを精度良く行うことができ、スムーズな動作で自重支持装置の効果を高めることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自重支持装置であって、前記立脚用伸縮部が、前記２足歩行ロボットの脚部の長手方向に沿って配設される管状部と、前記管状部に摺動自在に挿入された摺動部と、前記管状部の内部に装入され前記摺動部を伸縮方向に付勢するばね部材と、前記立脚用伸縮部に配設され前記足部の遊脚時に前記立脚用伸縮部を固定するロック機構部と、を備え、前記遊脚用伸縮部が、前記２足歩行ロボットの脚部の長手方向に沿って配設される管状部と、前記管状部に摺動自在に挿入された摺動部と、前記遊脚用伸縮部に配設され前記足部の立脚時に前記遊脚用伸縮部を固定するロック機構部と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）立脚用伸縮部が、２足歩行ロボットの脚部の長手方向に沿って配設される管状部と、管状部に摺動自在に挿入された摺動部と、管状部の内部に装入され摺動部を伸縮方向に付勢するばね部材を有することにより、立脚時に床や路面等の反力によりばね部材が伸縮し、摺動部が摺動して立脚用伸縮部を伸縮させることができ、ばね部材の弾性によりベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持することができる。
（２）足部の遊脚時に、ロック機構部により立脚用伸縮部を固定し、遊脚用伸縮部の固定を解除することができるので、遊脚時に脚部を伸縮させる際に立脚用伸縮部のばね部材の弾性が作用せず、脚部を駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることなく、脚部の伸縮を行うことができ、アクチュエータの消費電力の増加を最小限に抑えることができる。
（３）遊脚用伸縮部が、２足歩行ロボットの脚部の長手方向に沿って配設される管状部と、管状部に摺動自在に挿入された摺動部と、を有することにより、遊脚時に大きな負荷を受けずに摺動部を摺動させることができ、遊脚用伸縮部を伸縮させることができ、脚部を駆動するアクチュエータの負荷が増加するのを最小限に抑えることができる。
（４）足部の立脚時に、ロック機構部により遊脚用伸縮部を固定し、立脚用伸縮部の固定を解除することができるので、立脚時に脚部を伸縮させる際に確実に立脚用伸縮部のばね部材の弾性を作用させることができ、ベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持することができる。
【００１１】
ここで、立脚用伸縮部のばね部材としては、前述のコイルばねや竹の子ばねなどの固体ばねの他、空気や窒素ガス等の気体を作動流体とする流体ばねを用いることができる。このとき、ロック機構部としては、摺動部を摩擦力やピン嵌合等により、直接固定する方法以外に、ばね部材が流体ばねである場合は、ピン嵌合や電磁バルブ等により作動流体が流れるオリフィスの開閉を行う方法を用いることができる。
ばね部材として流体ばねを使用した場合、立脚用伸縮部を軽量小型に構成することができ、自重支持装置とパラレルリンク機構等の脚部の伸縮機構との干渉を低減することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の自重支持装置であって、前記遊脚用伸縮部が、前記遊脚用伸縮部の前記管状部の内部に装入され前記立脚用伸縮部の前記ばね部材により発生する反力より小さな反力を発生し前記遊脚用伸縮部の前記摺動部を伸縮方向に付勢するばね部材を備えた構成を有している。
この構成により、請求項２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）遊脚用伸縮部が、遊脚用伸縮部の管状部の内部に装入され立脚用伸縮部のばね部材により発生する反力より小さな反力を発生し遊脚用伸縮部の摺動部を伸縮方向に付勢するばね部材を備えているので、遊脚時に脚部を駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることなく、脚部の伸縮を行うことができ、アクチュエータの消費電力の増加を必要最低限に抑えることができる。
【００１３】
ここで、遊脚用伸縮部に立脚用伸縮部のばね部材により発生する反力より小さな反力を発生するばね部材を用いることで、遊脚時に脚部を駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることなく、脚部を伸縮させ、アクチュエータの消費電力の増加を必要最低限に抑えているが、あくまで遊脚用伸縮部は弾性を利用せず、抵抗の無い伸縮部であることが最善の形態であり、ばね部材を用いなくても遊脚用伸縮部を実現することは可能である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の自重支持装置であって、前記立脚用伸縮部及び前記遊脚用伸縮部の前記管状部が平行配置され各々の前記摺動部が上下に対向し軸芯のずれた直列方向に配設された構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の管状部が平行配置され各々の摺動部が上下に対向し軸芯のずれた直列方向に配設されているので、自重支持装置をコンパクト化でき、省スペース性に優れる。
（２）立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の摺動部が、軸芯がずれた状態で上下に直列に配置されているので、それぞれ立脚時及び遊脚時に単独で伸縮することができ、立脚時にはベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持することができると共に、遊脚時には脚部を駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることがなく、脚部の伸縮を行うことができ、アクチュエータの消費電力の増加を必要最低限に抑えることができる。
【００１５】
ここで、立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部には、各々の摺動部と平行配置され摺動時に摺動部を補助的に案内する直動ガイドを配設することが好ましい。これにより、各摺動部に加わる曲げモーメントを軽減することができ、立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の破損を防ぐことができる。
直動ガイドとしては、ねじれに強く、耐ラジアル荷重が大きなボールスプラインが信頼性に優れ好適に用いられる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の自重支持装置であって、前記立脚用伸縮部及び前記遊脚用伸縮部の前記ばね部材が気体を作動流体とする流体ばねであり、各々の前記ロック機構部が、一端が前記摺動部の先端に突出して配設され他端で前記摺動部に穿設され前記作動流体を移動させるオリフィスを開閉するスイッチピンである構成を有している。
この構成により、請求項４又は５の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部のばね部材が、気体を作動流体とする流体ばねであることにより、立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部を小型軽量化することができる上、ストロークを長くとることができる。
（２）ロック機構部が、一端が摺動部の先端に突出して配設され他端で摺動部に穿設され作動流体を移動させるオリフィスを開閉するスイッチピンであることにより、スイッチピンを押したり引いたりするだけで容易にオリフィスの開閉を行うことができ、立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の固定と固定解除を摺動部のストロークの任意の位置で簡単かつ確実に切替えることができる。
【００１７】
ここで、スイッチピンは摺動部に対して摺動自在に配設される。スイッチピンの他端で直接、オリフィスを開閉してもよいし、スイッチピンの他端でオリフィスに配設された開閉弁を押圧してオリフィスを開閉してもよい。
立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部のばね部材に発生させる反力は管状部及び摺動部の径を変更するか、管状部の内部に充填する作動流体の体積を変化させる等して圧力を変更することにより、最適な値に設定することができる。特に、作動流体の圧力は容易に変更することができ生産性、設計自在性に優れる。作動流体としては空気や窒素ガス等が好適に用いられる。
自重支持装置が機械的或いは電気的に駆動され、立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部のスイッチピンを動作させるスイッチ機構を有する場合、簡単かつ確実に立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の固定と固定解除を切替えることができ、容易に自動化を行うことができ、立脚時及び遊脚時の脚部の伸縮動作を安定させることができるので、ＺＭＰ制御による安定した歩行動作を行うことができる。
スイッチ機構としては、機械的或いは電気的に駆動されるスイッチ用アクチュエータを摺動又は回動させることにより、スイッチ用アクチュエータに配設された押圧部材をスイッチピンに当接させ、スイッチピンを押し下げるものが好適に用いられる。スイッチピンを押し上げる方向に付勢するばねを有する場合、スイッチ機構の押圧部材によるスイッチピンの押し下げをやめるだけで、自動的にばねの復元力によりスイッチピンが押し上げられるので、スイッチ機構の構造を簡素化でき生産性に優れる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の自重支持装置であって、各々の前記摺動部の先端部に配設されたリンク固定部と、前記リンク固定部に一端が回動自在に軸支され長手方向の一側部で前記スイッチピンの上端に近接したヒンジリンクと、前記ヒンジリンクの他端に連結され前記ヒンジリンクを回動させるスイッチ用アクチュエータと、を有したスイッチ機構を備えた構成を有している。
この構成により、請求項５の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）自重支持装置がスイッチ機構を備えているので、スイッチ機構により簡便にロック機構部のスイッチピンの押圧と開放を行うことができ、立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の固定と固定解除を即座に切替えることができ、容易に自動化を行うことができる。
（２）スイッチ機構が、摺動部の先端部に配設されたリンク固定部と、リンク固定部に一端が回動自在に軸支され長手方向の一側部でスイッチピンの上端に近接したヒンジリンクと、ヒンジリンクの他端に連結されヒンジリンクを回動させるスイッチ用アクチュエータを有することにより、てこの原理を利用して小さな力でスイッチピンを押下することができるので、スイッチ機構を小型化、軽量化することができ、省エネルギー性に優れる。
【００１９】
ここで、スイッチ機構のスイッチ用アクチュエータとしては、応答性に優れるソレノイドが好適に用いられる。特に、自己保持型ソレノイドは、吸引時、開放時以外は無通電状態でその位置を保持することができ、電力を消費しないので、電力を節約することができ、２足歩行ロボットの運転時間を長くすることができる。
スイッチ用アクチュエータとヒンジリンクの他端とは、直接、連結してもよいし、間に金属製や合成樹脂製等の棒状やワイヤ状等の連結部材を介して連結してもよい。
尚、ヒンジリンクの長さは、スイッチ用アクチュエータのストロークと引張力（ソレノイドの場合は吸引力）に応じて、支点となるリンク固定部から作用点となるスイッチピンまでの距離、及び支点となるリンク固定部から力点となるスイッチ用アクチュエータとの連結位置までの距離をそれぞれ最適化し決定する。支点から作用点までの距離に対し、支点から力点までの距離が長くなるにつれ、スイッチ用アクチュエータに大きなストロークが必要になり、支点から作用点までの距離に対し、支点から力点までの距離が短くなるにつれ、スイッチ用アクチュエータに大きな引張力が必要になるからである。これらを最適化することにより、スイッチ機構の大型化、スイッチ用アクチュエータの消費電力の増加を防ぐことができる。
【００２０】
また、ヒンジリンクの略中央部（スイッチピン位置）には凹型のナックルジョイントを回動自在に軸支し、ナックルジョイントの上面を下方に付勢する圧縮ばねを組み込むことが好ましい。これにより、ヒンジリンクでスイッチピンを下方に押下する際に、圧縮ばねの復元力でスイッチピンの摺動に必要な力の一部を負担することができ、ソレノイド等のスイッチ用アクチュエータの出力を軽減できるので、省エネルギー性を向上させることができ、スイッチ機構を小型化できる。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の２足歩行ロボットは、ベース部と、左右の足部と、前記ベース部と前記左右の足部をそれぞれ連結する脚部のパラレルリンク機構部と、前記ベース部と前記左右の足部との間にそれぞれ配設された請求項１乃至請求項６の内いずれか１項の自重支持装置と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）ベース部と左右の足部との間にそれぞれ自重支持装置が配設されていることにより、左右の脚部の立脚時及び遊脚時に、それぞれの自重支持装置の立脚用伸縮部又は遊脚用伸縮部を選択してパラレルリンク機構部と共に伸縮させることができるので、立脚時には立脚用伸縮部を伸縮させベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持することができ、脚部の負荷を軽減できると共に、遊脚時には遊脚用伸縮部を伸縮させ脚部を駆動するアクチュエータに発生する負荷の増加を必要最低限に抑えて脚部の伸縮を行うことができる。
【００２２】
ここで、２足歩行ロボットの脚部を伸縮させるパラレルリンク機構部は２本のリンクを１組としてＶ字形状に配設し、それを３組配設したスチュワートプラットフォームで構成することにより、安定性及び剛性に優れると共に、動作制御を簡便化することができる。
リンクとしては、モータを用いた送り螺子機構を有するものや、油圧、水圧、空気圧シリンダや直動型アクチュエータ等を用いた直動リンク等が用いられる。
左右の脚部に用いられる各々のパラレルリンク機構部をベース部の中央の両側に対称に配設し、また、パラレルリンク機構部に用いられるリンクも、左右の脚部で同様に対称に配設した場合、歩行動作制御を行うためのＺＭＰ制御が可能であり、歩行動作時の安定性に優れる。
【００２３】
本発明の請求項８に記載の２足歩行ロボットの制御構造は、ベース部と、左右の足部と、前記ベース部と前記左右の足部をそれぞれ連結する脚部と、前記ベース部と前記左右の足部との間にそれぞれ配設された請求項１乃至請求項６の内いずれか１項の自重支持装置と、を備え、前記左右の脚部を伸縮させて歩行する２足歩行ロボットの制御構造であって、歩行時に立脚側の前記足部の前記遊脚用伸縮部を固定し前記立脚用伸縮部の固定を解除すると共に、遊脚側の前記足部の前記立脚用伸縮部を固定し前記遊脚用伸縮部の固定を解除し、立脚側の前記足部に重心を移動させ立脚側の前記自重支持装置で前記２足歩行ロボットの自重を補助的に支持する構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）歩行時に立脚側の足部の遊脚用伸縮部を固定し立脚用伸縮部の固定を解除すると共に、遊脚側の足部の立脚用伸縮部を固定し遊脚用伸縮部の固定を解除することにより、遊脚側の足部に負荷をかけることなく遊脚用伸縮部を伸縮させることができ、立脚側の足部に重心を移動させることができ、立脚用伸縮部の弾性伸縮により反力を発生させ、立脚側の自重支持装置で２足歩行ロボットの自重を補助的に支持することができるので、立脚側の脚部を駆動するアクチュエータの負荷を低減させることができ、消費電力を低減させることができ、２足歩行ロボットの運転時間を延長することができる。
（２）自重支持装置により２足歩行ロボットの自重を補助的に支持することができるので、脚部を駆動するアクチュエータの負荷を低減させることができ、ベース部に搭載されるペイロードを大きくすることができ、可搬重量を増加させることができ効率性に優れる。
ここで、２足歩行ロボットとしては、左右の脚部を交互に伸縮させながら歩行するものであればよく、脚部を伸縮させる機構としては特に前述のパラレルリンク機構部が好適に用いられる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明の自重支持装置及びそれを備えた２足歩行ロボット並びにその制御構造によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）２足歩行ロボットのベース部と足部との間にそれぞれ配設された自重支持装置が、左右各々の脚部の立脚時に長手方向に弾性伸縮してベース部を支持する立脚用伸縮部を有するので、ベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持することができ、脚部の負荷を軽減することができる効率性に優れた自重支持装置を提供することができる。
（２）立脚用伸縮部によりベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持するので、脚部に変更を加えることなく、ベース部に搭載されるペイロードを大きくすることができ２足歩行ロボットの可搬重量性を向上させることができる自重支持装置を提供することができる。
（３）左右各々の脚部の遊脚時に長手方向に伸縮する遊脚用伸縮部が、立脚用伸縮部に直列方向に配設されているので、遊脚時に脚部を駆動するアクチュエータに発生する負荷の増加を必要最低限に抑えて脚部の伸縮を行うことができる実用性に優れた自重支持装置を提供することができる。
（４）立脚時に長手方向に弾性伸縮してベース部を支持する立脚用伸縮部と、遊脚時に長手方向に伸縮する遊脚用伸縮部とが、ベース部と足部との間に直列に配設されているので、立脚時には立脚用伸縮部を伸縮させ、遊脚時には遊脚用伸縮部を伸縮させて、脚部の伸縮時に一定のストロークを確保することができる信頼性、動作安定性に優れた自重支持装置を提供することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）立脚用伸縮部が、２足歩行ロボットの脚部の長手方向に沿って配設される管状部と、管状部に摺動自在に挿入された摺動部と、管状部の内部に装入され摺動部を伸縮方向に付勢するばね部材を有することにより、立脚時に床や路面等の反力によりばね部材が伸縮し、摺動部が摺動して立脚用伸縮部を伸縮させることができ、ばね部材の弾性によりベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持することができる信頼性、動作安定性に優れた自重支持装置を提供することができる。
（２）足部の遊脚時に、ロック機構部により立脚用伸縮部を固定し、遊脚用伸縮部の固定を解除することができるので、遊脚時に脚部を伸縮させる際に立脚用伸縮部のばね部材の弾性が作用せず、脚部を駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることなく、脚部の伸縮を行うことができ、アクチュエータの消費電力の増加を最小限に抑えることができる効率性に優れた自重支持装置を提供することができる。
（３）遊脚用伸縮部が、２足歩行ロボットの脚部の長手方向に沿って配設される管状部と、管状部に摺動自在に挿入された摺動部と、を有することにより、遊脚時に大きな負荷を受けずに自由に摺動部を摺動させることができ、遊脚用伸縮部を伸縮させることができ、脚部を駆動するアクチュエータの負荷が増加するのを最小限に抑えることができる実用性に優れた自重支持装置を提供することができる。
（４）足部の立脚時に、ロック機構部により遊脚用伸縮部を固定し、立脚用伸縮部の固定を解除することができるので、立脚時に脚部を伸縮させる際に確実に立脚用伸縮部のばね部材の弾性を作用させることができ、ベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持することができる効率性に優れた自重支持装置を提供することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）遊脚用伸縮部が、遊脚用伸縮部の管状部の内部に装入され立脚用伸縮部のばね部材により発生する反力より小さな反力を発生し遊脚用伸縮部の摺動部を伸縮方向に付勢するばね部材を備えているので、遊脚時に脚部を駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることなく、脚部の伸縮を行うことができ、アクチュエータの消費電力の増加を必要最低限に抑えることができる動作安定性に優れた自重支持装置を提供することができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の管状部が平行配置され各々の摺動部が上下に対向し軸芯のずれた直列方向に配設されたコンパクトで省スペース性に優れた自重支持装置を提供することができる。
（２）立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の摺動部が、軸芯がずれた状態で上下に直列に配置されているので、それぞれ立脚時及び遊脚時に単独で伸縮することができ、立脚時にはベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持することができると共に、遊脚時には脚部を駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることがなく、脚部の伸縮を行うことができ、アクチュエータの消費電力の増加を必要最低限に抑えることができる信頼性、動作安定性に優れた自重支持装置を提供することができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部のばね部材が、気体を作動流体とする流体ばねであることにより、立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部を小型軽量化することができる上、ストロークを長くとることができる省スペース性に優れた自重支持装置を提供することができる。
（２）ロック機構部が、一端が摺動部の先端に突出して配設され他端で摺動部に穿設され作動流体を移動させるオリフィスを開閉するスイッチピンであるので、スイッチピンを押したり引いたりするだけで容易にオリフィスの開閉を行うことができ、立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の固定と固定解除を摺動部のストロークの任意の位置で簡単かつ確実に切替えることができる信頼性、汎用性に優れた自重支持装置を提供することができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）スイッチ機構により簡便にロック機構部のスイッチピンの押圧と開放を行うことができ、立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部の固定と固定解除を即座に切替えることができ、容易に自動化を行うことができる機能性に優れた自重支持装置を提供することができる。
（２）スイッチ機構が、摺動部の先端部に配設されたリンク固定部と、リンク固定部に一端が回動自在に軸支され長手方向の一側部でスイッチピンの上端に当接したヒンジリンクと、ヒンジリンクの他端に連結されヒンジリンクを回動させるスイッチ用アクチュエータを有することにより、てこの原理を利用して小さな力でスイッチピンを押下することができるので、スイッチ機構を小型化、軽量化することができ、省エネルギー性に優れた自重支持装置を提供することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）ベース部と左右の足部との間にそれぞれ自重支持装置が配設されていることにより、左右の脚部の立脚時及び遊脚時に、それぞれの自重支持装置の立脚用伸縮部又は遊脚用伸縮部を選択してパラレルリンク機構部と共に伸縮させることができるので、立脚時には立脚用伸縮部を伸縮させベース部の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を支持することができ、脚部の負荷を軽減できると共に、遊脚時には遊脚用伸縮部を伸縮させ脚部を駆動するアクチュエータに発生する負荷の増加を必要最低限に抑えて脚部の伸縮を行うことができる省エネルギー性、効率性に優れた自重支持装置を備えた２足歩行ロボットを提供することができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）歩行時に立脚側の足部の遊脚用伸縮部を固定し立脚用伸縮部の固定を解除すると共に、遊脚側の足部の立脚用伸縮部を固定し遊脚用伸縮部の固定を解除することにより、遊脚側の足部に負荷をかけることなく遊脚用伸縮部を伸縮させることができ、立脚側の足部に重心を移動させることができ、立脚用伸縮部の弾性伸縮により反力を発生させ、立脚側の自重支持装置で２足歩行ロボットの自重を補助的に支持することができるので、立脚側の脚部を駆動するアクチュエータの負荷を低減させることができ、消費電力を低減させることができ、２足歩行ロボットの運転時間を延長することができる省エネルギー性に優れた２足歩行ロボットの制御構造を提供することができる。
（２）自重支持装置により２足歩行ロボットの自重を補助的に支持することができるので、脚部を駆動するアクチュエータの負荷を低減させることができ、ベース部に搭載されるペイロードを大きくすることができ、可搬重量を増加させることができる効率性に優れた２足歩行ロボットの制御構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における自重支持装置を備えた２足歩行ロボットについて、以下図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態１における自重支持装置を備えた２足歩行ロボットを示す模式斜視図であり、図２は本発明の実施の形態１における自重支持装置を備えた２足歩行ロボットの模式平面透視図である。尚、図１においては、説明の便宜のために、パラレルリンク機構部の一部を省略して図示している。
図１及び図２中、１は本発明の実施の形態１における自重支持装置１０を備えた２足歩行ロボット、１ａ、１ｂはそれぞれ右脚及び左脚のパラレルリンク機構部、２は２足歩行ロボット１のベース部、３、４はそれぞれ２足歩行ロボット１の右及び左の足部、３ａ、４ａは右及び左の足部３、４の上面に配設された固定板、５、５′、５ａ、５ａ′、５ｂ、５ｂ′、５ｃ、５ｃ′は直動リンク、６、６′、６ａ、６ａ′、６ｂ、６ｂ′、６ｃ、６ｃ′はベース部側受動ジョイント、７、７ａ、７ｂ、７ｃは足部側受動ジョイント、８、８ａ、８ｂ、８ｃは足部側回動受動ジョイント、１０はベース部２と足部３、４の間にそれぞれ配設された実施の形態１における自重支持装置、１１は自重支持装置１０の下端に配設された下端支持受動ジョイント、１２は自重支持装置１０の上端に配設され自重支持装置１０とベース部２を連結する上端支持受動ジョイントである。
なお、左脚のパラレルリンク機構部１ｂの各部は右脚のパラレルリンク機構部１ａと対称で同一構成なので説明を省略する。
【００３３】
ここで、ベース部側受動ジョイント６ａ、６ａ′はベース部２の下面の右後部側に配設されている。足部側受動ジョイント７ａは右の足部３の右後部側に配設され、その下部には足部側回動受動ジョイント８ａが配設されている。直動リンク５ａは上端部がベース部側受動ジョイント６ａに連結され、下端部が足部側受動ジョイント７ａに連結されている。直動リンク５ａ′は上端部がベース部側受動ジョイント６ａ′に連結され、下端部が足部側受動ジョイント７ａに連結されている。
ベース部側受動ジョイント６ｂ、６ｂ′はベース部２の下面の右前部側に配設されている。足部側受動ジョイント７ｂは右の足部３の右前部側に配設され、その下部には足部側回動受動ジョイント８ｂが配設されている。直動リンク５ｂは上端部がベース部側受動ジョイント６ｂに連結され、下端部が足部側受動ジョイント７ｂに連結されている。直動リンク５ｂ′は上端部がベース部側受動ジョイント６ｂ′に連結され、下端部が足部側受動ジョイント７ｂに連結されている。
ベース部側受動ジョイント６ｃ、６ｃ′はベース部２の下面の右中央部に配設されている。足部側受動ジョイント７ｃは右の足部３の右中央部に配設され、その下部には足部側回動受動ジョイント８ｃが配設されている。直動リンク５ｃは上端部がベース部側受動ジョイント６ｃに連結され、下端部が足部側受動ジョイント７ｃに連結されている。直動リンク５ｃ′は上端部がベース部側受動ジョイント６ｃ′に連結され、下端部が足部側受動ジョイント７ｃに連結されている。
右脚のパラレルリンク機構部１ａと左脚のパラレルリンク機構部１ｂはベース部２の中央に対してその両側に対称に配設されている。これにより、歩行動作制御を行うためのＺＭＰ制御が可能であり、歩行動作時の安定性に優れる。
【００３４】
直動リンク５、５′、５ａ、５ａ′、５ｂ、５ｂ′、５ｃ、５ｃ′（以下、直動リンク５〜５ｃ′とする）は、モータを用いた送り螺子機構や、油圧、水圧、空気圧等を用いたシリンダあるいはリニアモータ等の直動型アクチュエータを用いて伸縮自在に形成され、その長手方向に伸縮する１自由度に形成されている。
ベース部側受動ジョイント６、６′、６ａ、６ａ′、６ｂ、６ｂ′、６ｃ、６ｃ′（以下、ベース部側受動ジョイント６〜６ｃ′とする）は、直動リンク５〜５ｃ′の長手方向に直交し、且つ各々直交する２軸の軸周方向に回動する２自由度に形成されている。
足部側受動ジョイント７、７ａ、７ｂ、７ｃ（以下、足部側受動ジョイント７〜７ｃとする）は、直動リンク５〜５ｃ′の長手方向に直交し、且つ各々直交する２軸の軸周方向に回動する２自由度に形成されている。
足部側回動受動ジョイント８、８ａ、８ｂ、８ｃ（以下、足部側回動受動ジョイント８〜８ｃとする）は、直動リンク５〜５ｃ′の軸周方向に回動する１自由度に形成されている。
【００３５】
次に、ベース部側受動ジョイントの構造について図を用いて詳細に説明する。図３はベース部側受動ジョイントの要部斜視図である。尚、ベース部側受動ジョイント６〜６ｃ′は同一の構造なので、ベース部側受動ジョイント６を用いて説明する。
図３中、１３はベース部２の下部に固定されたコ字形状のベース部側上部継手、１３ａはベース部側上部継手１３の立設された対向辺に架設された上部継手軸、１４は直動リンク５の上端部に固定されたコ字形状のベース部側下部継手、１４ａはベース部側下部継手１４の立設された対向辺に架設されベース部側下部継手１４を回動自在に軸支する下部継手軸、１５は上部継手軸１３ａと下部継手軸１４ａを直交させて連結する連結回動部である。
図３に示すように、ベース部側下部継手１４は、ベース部側上部継手１３に対して、上部継手軸１３ａと下部継手軸１４ａの軸周方向に回動する。これにより、ベース部側受動ジョイント６は、直動リンク５の長手方向に直交する上部継手軸１３ａと下部継手軸１４ａの軸周方向に２自由度を有するので、直動リンク５の伸縮に追従してこれを妨げることなく円滑に従動する。
【００３６】
次に、足部側受動ジョイント及び回動受動ジョイントの構造について図を用いて詳細に説明する。図４は足部側受動ジョイント及び回動受動ジョイントの要部斜視図である。尚、足部側受動ジョイント７〜７ｃ及び回動受動ジョイント８〜８ｃはそれぞれ同一の構造なので、足部側受動ジョイント７及び回動受動ジョイント８を用いて説明する。
図４中、１６はそれぞれ直動リンク５の下端部に連結されたコ字形状の第１の足側上部継手、１６′は直動リンク５′の下端部に連結されたコ字形状の第２の足側上部継手、１６ａは第１の足側上部継手１６と第２の足側上部継手１６′の立設された対向辺に架設され第１の足側上部継手１６と第２の足側上部継手１６′を連結し各々回動自在に軸支する上部継手軸、１７は足側基部１８を介して固定板４ａに連結されたコ字形状の足側下部継手、１７ａは足側下部継手１７の立設された対向辺に架設された下部継手軸、１８ａは足側基部１８に対して足側下部継手１７を回動自在に軸支する基部軸、１９は上部継手軸１６ａと下部継手軸１７ａを直交させて連結する連結回動部である。
図４に示すように、第１の足側上部継手１６及び第２の足側下部継手１６′は、足側下部継手１７に対して、上部継手軸１６ａと下部継手軸１７ａの軸周方向に回動する。また、足側下部継手１７は、足側基部１８に対して、基部軸１８ａの軸周方向に回動する。これにより、足部側受動ジョイント７は、直動リンク５、５′の長手方向に直交する上部継手軸１６ａと下部継手軸１７ａの軸周方向に２自由度を有すると共に、直動リンク５、５′の軸方向の基部軸１８ａの軸周方向に１自由度を有するので、直動リンク５、５′の伸縮に追従してこれを妨げることなく円滑に従動する。
【００３７】
自重支持装置１０は、後述する立脚用伸縮部及び遊脚用伸縮部を用いて伸縮自在に形成され、その長手方向に伸縮する１自由度に形成されている。
自重支持装置１０の下端に配設された下端支持受動ジョイント１１は、自重支持装置１０の長手方向に直交し、且つ各々直交する２軸の軸周方向に回動する２自由度のユニバーサルジョイントの下端に自重支持装置１０の軸周方向に回動する回転ジョイントが直列に結合され右及び左の足部３、４に連結された直交３軸回りの回転自由度を有する。
自重支持装置１０の上端に配設された上端支持受動ジョイント１２は、自重支持装置１０の長手方向に直交し、且つ各々直交する２軸の軸周方向に回動する２自由度のユニバーサルジョイント等で形成され直交２軸回りの回転自由度を有する。
これにより、自重支持装置１０はパラレルリンク機構部１ａ、１ｂと同様の６自由度を有する。
尚、下端支持受動ジョイント１１はユニバーサルジョイントと回転ジョイントの組み合わせに替えてボールジョイントを使用してもよい。
【００３８】
このように、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂ及び自重支持装置１０が各々６自由度に形成されているため、右及び左の足部３、４は、前後、左右、上下、及び前後方向、左右方向、上下方向を軸とした軸周方向の動作が可能であり、多様な動作を行うことができ、歩行動作を円滑に行うことができる。
右脚のパラレルリンク機構部１ａと左脚のパラレルリンク機構部１ｂとがベース部２の中央に対してその両側に対称に配設され、且つ、各々のパラレルリンク機構部１ａ、１ｂが６自由度を有することにより、右及び左の足部３、４の位置をＺＭＰ制御することができ、歩行動作時に２足歩行ロボット１の腰軸、すなわちベース部２の中央を通りベース部２に直交する軸の軸周方向にモーメントがかからないよう歩行制御を行うことができる。これにより、歩行時にベース部２が腰軸の軸周方向の回動することなく、転倒することなく安定した歩行が可能である。
また、自重支持装置１０の下端を右及び左の足部３、４の略中央部に配設し、自重支持装置１０の上端をベース部２上に載荷される搬送対象の重心直下位置に配設することにより、鉛直方向の自重を補助的に支持することができ、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂを駆動するアクチュエータの負荷を効果的に低減できる。
【００３９】
次に、自重支持装置について、詳細を説明する。
図５は本発明の実施の形態１における自重支持装置を示す斜視図である。
図５中、１０ａは自重支持装置１０の上端に上端支持受動ジョイント１２を取付けるための上部ジョイント取付け部、１０ｂは自重支持装置１０の下端に下端支持受動ジョイント１１を取付けるための下部ジョイント取付け部、２１は自重支持装置１０の立脚用伸縮部、２１ａは立脚用伸縮部２１の管状部、２１ｂは管状部２１ａに摺動自在に挿入され管状部２１ａの内部にばね部材として装入された空気や窒素ガスなどの作動流体（図示せず）に付勢された立脚用伸縮部２１の摺動部、２２は自重支持装置１０の遊脚用伸縮部、２２ａは遊脚用伸縮部２２の管状部、２２ｂは管状部２２ａに摺動自在に挿入され管状部２２ａの内部にばね部材として装入された空気や窒素ガスなどの作動流体（図示せず）に付勢された遊脚用伸縮部２２の摺動部、２３は立脚用伸縮部２１の摺動部２１ｂに並設され摺動部２１ｂの摺動時に摺動部２１ｂを補助的に案内する直動ガイド、２４は遊脚用伸縮部２２の摺動部２２ｂに並設され摺動部２２ｂの摺動時に摺動部２２ｂを補助的に案内する直動ガイド、２５は立脚用伸縮部２１の固定と固定解除を切替えるスイッチ機構、２６は遊脚用伸縮部２２の固定と固定解除を切替えるスイッチ機構、３２はスイッチ機構２５、２６の駆動部としてのスイッチ用アクチュエータである。
【００４０】
自重支持装置１０は、立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２の摺動部２１ｂ、２２ｂが上下に対向するように管状部２１ａ、２２ａを平行にして互い違いに並べて固定した。これにより、自重支持装置１０の全長を短縮してコンパクト化することができ、全長に対する動作ストロークの比の大きな自重支持装置１０を実現できると共に、摺動部２１ｂ、２２ｂは軸芯がずれた状態で上下に直列に配置されているので、それぞれ立脚時及び遊脚時に単独で伸縮することができる。
直動ガイド２３、２４にはボールスプラインを用いた。これにより、ねじれに強く、耐ラジアル荷重が大きいので、信頼性、動作安定性を向上させることができる。
立脚時及び遊脚時のパラレルリンク機構部１ａ、１ｂの動作によって生じるベース部２と右及び左の足部３、４との距離の変化は、自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１又は遊脚用伸縮部２２のばね部材の弾性変形により摺動部２１ｂ、２２ｂを摺動させて吸収する。
つまり、立脚時及び遊脚時の左右の脚部におけるパラレルリンク機構部１ａ、１ｂの直動リンク５〜５ｃ′の伸縮に伴って、左右それぞれの自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１又は遊脚用伸縮部２２が選択的に伸縮する。
【００４１】
遊脚用伸縮部２２には立脚用伸縮部２１のばね部材により発生する反力より小さな反力を発生するばね部材を用いた。これにより、立脚側の足部３（又は４）では、立脚用伸縮部２１のばね部材の大きな反力でベース部２等の重量を支持し、パラレルリンク機構部１ａ（又は１ｂ）の負荷を軽減できると共に、遊脚側の足部４（又は３）では、伸縮時に遊脚用伸縮部２２のばね部材により発生する反力を小さくし、パラレルリンク機構部１ｂ（又は１ａ）の負荷の増加を最低限に抑えることができる。
尚、立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２のばね部材に発生させる反力は管状部２１ａ、２２ａ及び摺動部２１ｂ、２２ｂの径や管状部２１ａ、２２ａの内部に充填する作動流体の圧力を変更することにより、最適な値に設定することができる。特に、作動流体の圧力は容易に変更することができ生産性、設計自在性に優れる。
【００４２】
本実施の形態では、遊脚用伸縮部２２の構成を立脚用伸縮部２１と同様にし、遊脚用伸縮部２２に立脚用伸縮部２１のばね部材により発生する反力より小さな反力を発生するばね部材を用いることで、遊脚時にパラレルリンク機構部１ａ、１ｂを駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることなく、脚部を伸縮させ、アクチュエータの消費電力の増加を必要最低限に抑えているが、遊脚用伸縮部２２としては遊脚時にパラレルリンク機構部１ａ、１ｂを駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけないものであればどのような構成でもよい。遊脚用伸縮部２２は弾性を利用せず、抵抗の無い伸縮部であることが最善の形態であり、ばね部材を用いなくても遊脚用伸縮部２２を実現することは可能である。
【００４３】
次に自重支持装置のスイッチ機構の詳細について説明する。
図６（ａ）は自重支持装置のスイッチ機構を示す模式拡大斜視図であり、図６（ｂ）は自重支持装置のスイッチ機構による立脚用伸縮部の固定解除状態を示す模式拡大斜視図である。
図６中、２８は摺動部２１ｂの先端に配設されたスイッチ機構固定板、２９はスイッチ機構固定板２８に垂設されたアクチュエータ固定部、３０は摺動部２１ｂの先端に配設され一端がスイッチ機構固定板２８から突出し摺動部２１ｂに対して摺動自在に配設されたロック機構部としてのスイッチピン、３１はスイッチ機構固定板２８に配設されたリンク固定部３１ａに一端が回動自在に軸支されたスイッチ機構２５のヒンジリンク、３１ｂは長手方向の一側部でスイッチピン３０の上端に近接したヒンジリンク３１の当接部、３２はアクチュエータ固定部２９に配設されたスイッチ機構２５の駆動部である自己保持型ソレノイド等のスイッチ用アクチュエータ、３２ａはスイッチ用アクチュエータ３２の駆動により上下に摺動するスイッチ用アクチュエータ３２の可動部、３２ｂは可動部３２ａに連設され先端でヒンジリンク３１の他端に配設された連結用枢軸部３２ｃで連結されスイッチ用アクチュエータ３２の駆動によりヒンジリンク３１を回動させる金属製や合成樹脂製等で棒状やワイヤ状等に形成された連結部材、３３はヒンジリンク３１の略中央部でスイッチピン３０に対向する位置に軸支部３３ａで回動自在に軸支された凹型のナックルジョイント、３４はナックルジョイント３３の上面に当接しナックルジョイント３３を介してヒンジリンク３１を下方に付勢する圧縮ばね、３５はスイッチ機構固定板２８に連設され圧縮ばね３４の上端に接続された圧縮ばね固定部である。
【００４４】
管状部２１ａに内挿された摺動部２１ｂの他端には、ばね部材である作動流体を移動させるオリフィス（図示せず）が形成され、オリフィスを開閉する開閉弁（図示せず）が配設されている。スイッチピン３０を操作することにより開閉弁でオリフィスを開閉するので、伸縮時の任意の位置で摺動部２１ｂの摺動を拘束、開放することができる。
ヒンジリンク３１の長さは、支点となるリンク固定部３１ａから作用点となるスイッチピン３０までの距離と、支点となるリンク固定部３１ａから力点となるスイッチ用アクチュエータ３２との連結位置までの距離の比が１：２となるように決定した。これにより、スイッチ用アクチュエータ３２のストロークと引張力（ソレノイドの場合は吸引力）との関係を最適化し、スイッチ機構２５、２６の大型化、スイッチ用アクチュエータ３２の消費電力の増加を防いでいる。
ナックルジョイント３３の上面に圧縮ばね固定部３５で圧縮固定されヒンジリンク３１を下方に付勢する圧縮ばね３４を配設したことにより、スイッチピン３０を下方に摺動させるのに必要な力の一部を負担することができ、スイッチ用アクチュエータ３２の出力を軽減し、スイッチ機構を小型化でき、省エネルギー性を向上させている。
【００４５】
以上のように構成されたスイッチ機構の動作について説明する。
図６（ａ）の立脚用伸縮部２１の固定状態からスイッチ機構２５のスイッチ用アクチュエータ３２を駆動させると、可動部３２ａが下方に移動する。可動部３２ａに連設された連結部材３２ｂによりヒンジリンク３１の力点である連結用枢軸部３２ｃが下方に引張られ、支点であるリンク固定部３１ａ回りに左回りに回動し、作用点である当接部３１ｂでスイッチピン３０を下方に押圧する。このとき、圧縮ばね３４によりナックルジョイント３３を介して補助的にスイッチピン３０を下方に付勢する。スイッチピン３０が押下されると、オリフィスの開閉弁が開いて摺動部２１ｂの摺動が開放され、図６（ｂ）の立脚用伸縮部２１の固定解除状態となる。これにより、立脚時に立脚用伸縮部２１のばね部材の反力で２足歩行ロボット１の自重を補助的に支持できる。
摺動部２１ｂの内部には、スイッチピン３０を上方に付勢するばね（図示せず）が内蔵されているので、スイッチ用アクチュエータ３２を逆に動作させて、可動部３２ａを上方に摺動させ、ヒンジリンク３１を右回り（上側）に回動させるだけで、スイッチピン３０が開放されて上方に移動し、初期位置（図６（ａ））に復帰する。これにより、オリフィスの開閉弁が閉じて摺動部２１ｂの摺動が拘束され、立脚用伸縮部２１が固定される。
スイッチ用アクチュエータ３２に自己保持型ソレノイドを使用した場合、可動部３２ａの動作中にのみ通電し、可動部３２ａを保持している間は電力を消費しないので、省電力性に優れる。
なお、遊脚用伸縮部２２のスイッチ機構２６及びスイッチピン３０は立脚用伸縮部２１のスイッチ機構２５及びスイッチピン３０と同様の構成を有するので、説明を省略する。
【００４６】
以上のように構成された本発明の実施の形態１における自重支持装置を備えた２足歩行ロボットの制御構造について説明する。
自重支持装置１０は、２足歩行ロボット１の制御部（図示せず）によって制御される。
（表１）に歩行動作に対応する右側及び左側の足部３、４のそれぞれの自重支持装置１０における立脚用伸縮部２１のスイッチ機構２５及び遊脚用伸縮部２２のスイッチ機構２６の動作を示す。
【表１】
2006055973.tif 000003
【００４７】
制御部では歩行パターンに基づいて立脚と遊脚の切替わる瞬間を制御ソフト上で認識させ、立脚と遊脚の切替りと同時に立脚用伸縮部２１のスイッチ機構２５及び遊脚用伸縮部２２のスイッチ機構２６の固定と固定解除の切替えの信号を出力するというシーケンス制御を行う。
スタートの両足立脚時には、左右の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１が固定解除、遊脚用伸縮部２２が固定の状態にある。このとき、左右の立脚用伸縮部２１が受動的に伸縮し、ばね部材の反力により２足歩行ロボット１の自重を補助的に支持している。
両足立脚から右足立脚、左足遊脚に切替わる瞬間に左の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１が固定、遊脚用伸縮部２２が固定解除の状態に移行する。これにより、左脚のパラレルリンク機構部１ｂの伸縮（遊脚）に伴って固定解除された左の自重支持装置１０の遊脚用伸縮部２２が伸縮する。遊脚用伸縮部２２は立脚用伸縮部２１に比べ小さな反力しか発生しないので、左脚のパラレルリンク機構部１ｂへの負荷の増大を最低限に抑えることができる。このとき、右の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１は固定解除されたままであり、２足歩行ロボット１の自重を補助的に支持できる。
【００４８】
さらに右足立脚、左足遊脚の状態から両足立脚に切替わる瞬間に左の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１が固定解除、遊脚用伸縮部２２が固定の状態に移行する。これにより、左右の立脚用伸縮部２１が伸縮可能となり、両足の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１のばね部材が発生する反力により、２足歩行ロボット１の自重を補助的に支持できる。
続いて両足立脚時から右足遊脚、左足立脚時に切替わる瞬間に右の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１が固定、遊脚用伸縮部２２が固定解除の状態に移行する。これにより、右脚のパラレルリンク機構部１ａの伸縮（遊脚）に伴って固定解除された右の自重支持装置１０の遊脚用伸縮部２２が伸縮する。遊脚用伸縮部２２は立脚用伸縮部２１に比べ小さな反力しか発生しないので、右脚のパラレルリンク機構部１ａへの負荷の増大を最低限に抑えることができる。このとき、左の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１は固定解除されたままであり、２足歩行ロボット１の自重を補助的に支持できる。
次に、右足遊脚、左足立脚の状態から最初の両足立脚に切替わる瞬間に再度、右の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１が固定解除、遊脚用伸縮部２２が固定の状態に移行する。これにより、右脚のパラレルリンク機構部１ａの伸縮（立脚）に伴って固定解除された右の立脚用伸縮部２１が伸縮する。このとき、左の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１は固定解除されたままであり、両足の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１のばね部材が発生する反力により、２足歩行ロボット１の自重を補助的に支持できる。
右側及び左側の足部３、４の各々でこの動作を繰り返す。
【００４９】
次に、一方の足部が立脚し、他方の足部が遊脚した時の動作を右足立脚、左足遊脚の場合について、詳細に説明する。
立脚側の足部３では制御部からの信号に基づいて立脚用伸縮部２１がスイッチ機構２５により固定解除され、遊脚用伸縮部２２がスイッチ機構２６により固定されている。また、遊脚側の足部４では制御部からの信号に基づいて立脚用伸縮部２１がスイッチ機構２５により固定され、遊脚用伸縮部２２がスイッチ機構２６により固定解除されている。
制御部は立脚側の足部３に重心を移動させ、立脚側の自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１に発生する反力で２足歩行ロボット１の自重を補助的に支持し、パラレルリンク機構部１ａの負荷を低減することができる。
遊脚側の足部４の遊脚用伸縮部２２は、立脚用伸縮部２１に比べ小さなばね反力しか有していないので、遊脚側の足部４を伸縮させる際に、パラレルリンク機構部１ｂを駆動するアクチュエータの負荷の増大を最低限に抑えることができる。
これらの動作を右側の足部３と左側の足部４で交互に繰返し、ＺＭＰ制御による安定した歩行動作を行うことができる。
【００５０】
以上のように実施の形態１における自重支持装置及びそれを備えた２足歩行ロボットによれば、以下の作用を有する。
（１）２足歩行ロボット１のベース部２と足部３、４との間に配設された自重支持装置１０が、各々の足部３、４の立脚時に長手方向に弾性伸縮してベース部２を支持する立脚用伸縮部１０を有するので、ベース部２の重量およびベース部２に搭載されるペイロードの重量を支持することができ、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂの負荷を軽減することができる。
（２）自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１によりベース部２の重量およびベース部に搭載されるペイロードの重量を補助的に支持できるので、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂに変更を加えることなく、ベース部２に搭載されるペイロードを大きくすることができる。
（３）自重支持装置１０の上下両端をそれぞれ下端支持受動ジョイント１１と上端支持受動ジョイント１２により、ベース部２０及び足部３、４に連結することができるので、容易に組立てや分解を行うことができ、生産性、メンテナンス性に優れる。
（４）自重支持装置１０の上下両端に連結された下端支持受動ジョイント１１及び上端支持受動ジョイント１２が回動自在である場合、自重支持装置１０には軸力だけが加わり、曲げモーメントやねじりモーメントが加わらないので、自重支持装置１０の立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２の磨耗や破損を減少させることができ、信頼性に優れると共に、自重支持装置１０の曲げ強度およびねじり強度を小さくできるので、自重支持装置１０を軽量化できる。
（５）立脚時に長手方向に弾性伸縮してベース部２を支持する立脚用伸縮部２１と、遊脚時に長手方向に伸縮する遊脚用伸縮部２２とが、ベース部２と足部３、４との間に直列に配設されているので、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂの直動リンク５〜５ｃ′の伸縮に応じて、立脚時には立脚用伸縮部２１を伸縮させ、遊脚時には遊脚用伸縮部２２を伸縮させて、伸縮時の一定のストロークを確保することができる。
（６）左右の自重支持装置１０が各々６自由度を有することにより、足部３、４が多様な動作を行うことができ、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂの動作を妨げることがなく、ＺＭＰ制御による歩行時の安定性を維持することができる。
（７）立脚用伸縮部２１が、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂの長手方向に沿って配設された管状部２１ａと、管状部２１ａに摺動自在に挿入された摺動部２１ｂと、管状部２１ａの内部に装入され摺動部２１ｂを伸縮方向に付勢するばね部材を有することにより、立脚時に床や路面等の反力によりばね部材が伸縮し、摺動部２１ｂが摺動して立脚用伸縮部２１を伸縮させることができ、ばね部材の弾性によりベース部２の重量およびベース部２に搭載されるペイロードの重量を支持することができる。
（８）足部３、４の遊脚時に、ロック機構部により立脚用伸縮部２１を固定し、遊脚用伸縮部２２の固定を解除することができるので、遊脚時に脚部を伸縮させる際に立脚用伸縮部２１のばね部材の弾性が作用せず、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂを駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることなく、脚部のパラレルリンク機構部１ａ、１ｂの直動リンク５〜５ｃ′を伸縮することができ、アクチュエータの消費電力の増加を最小限に抑えることができる。
（９）遊脚用伸縮部２２が、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂの長手方向に沿って配設された管状部２２ａと、管状部２２ａに摺動自在に挿入された摺動部２２ｂと、を有することにより、遊脚時に大きな負荷を受けずに自由に摺動部２２ｂを摺動させることができ、遊脚用伸縮部２２を伸縮させることができ、パラレルリンク機構部１ａ、１ｂを駆動するアクチュエータの負荷が増加するのを最小限に抑えることができる。
（１０）足部３、４の立脚時に、ロック機構部により遊脚用伸縮部２２を固定し、立脚用伸縮部２１の固定を解除することができるので、立脚時に脚部を伸縮させる際に確実に立脚用伸縮部２１のばね部材の弾性を作用させることができ、ベース部２の重量およびベース部２に搭載されるペイロードの重量を支持することができる。
（１１）遊脚用伸縮部２２が、遊脚用伸縮部２２の管状部２２ａの内部に装入され立脚用伸縮部２１のばね部材により発生する反力より小さな反力を発生し遊脚用伸縮部２２の摺動部２２ｂを伸縮方向に付勢するばね部材を備えているので、遊脚時にパラレルリンク機構部１ａ、１ｂを駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることなく、脚部の伸縮を行うことができ、アクチュエータの消費電力の増加を必要最低限に抑えることができる。
（１２）立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２の管状部２１ａ、２１ｂが平行配置され摺動部２１ｂ、２２ｂが上下に対向し軸芯のずれた直列方向に配設されているので、ベース部２と足部３、４の間隔を短くすることができ、自重支持装置１０をコンパクト化でき、省スペース性に優れる。
（１３）立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２の摺動部２１ｂ、２２ｂが、軸芯がずれた状態で上下に直列に配置されているので、それぞれ立脚時及び遊脚時に単独で伸縮することができ、立脚時にはベース部２の重量およびベース部２に搭載されるペイロードの重量を支持することができると共に、遊脚時にはパラレルリンク機構部１ａ、１ｂを駆動するアクチュエータに大きな負荷をかけることがなく、脚部の伸縮を行うことができ、アクチュエータの消費電力の増加を必要最低限に抑えることができる。
（１４）立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２にそれぞれ摺動部２１ａ、２１ｂと平行配置され摺動時に摺動部２１ｂ、２２ｂを補助的に案内する直動ガイド２３、２４を配設することにより、各摺動部２１ｂ、２２ｂに加わる曲げモーメントを軽減することができ、立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２の破損を防ぐことができる。
（１５）立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２のばね部材が、気体を作動流体とする流体ばねであることにより、立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２を小型軽量化することができ、省スペース性に優れる。
（１６）ロック機構部が、一端が摺動部２１ｂ、２２ｂの先端に突出して配設され他端で摺動部２１ｂ、２２ｂに穿設され作動流体を移動させるオリフィスを開閉するスイッチピン３０であるので、スイッチピン３０を押したり引いたりするだけで容易にオリフィスの開閉を行うことができ、立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２の固定と固定解除を摺動部２１ｂ、２２ｂのストロークの任意の位置で簡単かつ確実に切替えることができる。
（１７）自重支持装置１０のスイッチ機構２５、２６により簡便にロック機構部のスイッチピン３０の押圧と開放を行うことができ、立脚用伸縮部２１及び遊脚用伸縮部２２の固定と固定解除を即座に切替えることができ、容易に自動化を行うことができる。
（１８）スイッチ機構２５、２６が、摺動部２１ｂ、２２ｂの先端部に配設されたリンク固定部３１ａと、リンク固定部３１ａに一端が回動自在に軸支され長手方向の一側部の当接部３１ｂでスイッチピン３０の上端に近接したヒンジリンク３１と、ヒンジリンク３１の他端に連結されヒンジリンク３１を回動させるスイッチ用アクチュエータ３２を有することにより、てこの原理を利用して小さな力でスイッチピン３０を押下することができるので、スイッチ機構２５、２６を小型化、軽量化することができ、省エネルギー性に優れる。
（１９）ヒンジリンク３１の略中央部でスイッチピン３０に対向する位置に凹型のナックルジョイント３３を回動自在に軸支し、ナックルジョイント３３の上面にヒンジリンク３１を下方に付勢する圧縮ばね３４を組み込むことにより、スイッチピン３０の摺動を補助して摺動に必要な力の一部を負担することができ、スイッチ用アクチュエータ３２の出力を軽減できるので、省エネルギー性を向上させることができ、スイッチ機構２５、２６を小型化できる。
（２０）スイッチ機構２５、２６のスイッチ用アクチュエータ３２としてソレノイドを用いた場合、応答性に優れ、特に、自己保持型ソレノイドを用いた場合、吸引時、開放時以外は無通電状態でその位置を保持することができ、電力を消費しないので、電力を節約することができ、２足歩行ロボット１の運転時間を長くすることができる。
【００５１】
実施の形態１における自重支持装置を備えた２足歩行ロボットの制御構造によれば、以下の作用を有する。
（２１）歩行時に立脚側の足部３（又は４）の遊脚用伸縮部２２を固定し立脚用伸縮部２１の固定を解除すると共に、遊脚側の足部４（又は３）の立脚用伸縮部２１を固定し遊脚用伸縮部２２の固定を解除することにより、遊脚側の足部４（又は３）に負荷をかけることなく遊脚用伸縮部２２を伸縮させることができ、立脚側の足部３（又は４）に重心を移動させることができ、立脚用伸縮部２１の弾性伸縮により反力を発生させ、立脚側の自重支持装置１０で２足歩行ロボット１の自重を補助的に支持することができるので、立脚側のパラレルリンク機構部１ａ（又は１ｂ）を駆動するアクチュエータの負荷を低減させることができ、消費電力を低減させることができ、２足歩行ロボット１の運転時間を延長することができる。
（２２）自重支持装置１０により２足歩行ロボット１の自重を補助的に支持することができるので、パラレルリンク機構部１ａ（又は１ｂ）を駆動するアクチュエータの負荷を低減させることができ、ベース部２に搭載されるペイロードを大きくすることができ、可搬重量を増加させることができ効率性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、２足歩行ロボットの自重支持装置及びそれを備えた２足歩行ロボット並びにその制御構造に関し、立脚時において、ペイロード等の重量によって脚部に加わる負荷を軽減でき、２足歩行ロボットのペイロードを増加させることができ高可搬重量性に優れる自重支持装置の提供、及び脚部を駆動するアクチュエータの消費電力を節減でき、２足歩行ロボットの運転時間を延長することができる省エネルギー性に優れた自重支持装置を備えた２足歩行ロボットの提供、並びにその制御構造の提供をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１における自重支持装置を備えた２足歩行ロボットを示す模式斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における自重支持装置を備えた２足歩行ロボットの模式平面透視図
【図３】ベース部側受動ジョイントの要部斜視図
【図４】足部側受動ジョイント及び回動受動ジョイントの要部斜視図
【図５】本発明の実施の形態１における自重支持装置を示す斜視図
【図６】（ａ）自重支持装置のスイッチ機構を示す模式拡大斜視図（ｂ）自重支持装置のスイッチ機構による立脚用伸縮部の固定解除状態を示す模式拡大斜視図
【符号の説明】
【００５４】
１  ２足歩行ロボット
１ａ、１ｂ  パラレルリンク機構部
２  ベース部
３、４  足部
３ａ、４ａ  固定板
５、５′、５ａ、５ａ′、５ｂ、５ｂ′、５ｃ、５ｃ′  直動リンク
６、６′、６ａ、６ａ′、６ｂ、６ｂ′、６ｃ、６ｃ′  ベース部側受動ジョイント
７、７ａ、７ｂ、７ｃ  足部側受動ジョイント
８、８ａ、８ｂ、８ｃ  足部側回動受動ジョイント
１０  本発明の実施の形態１における自重支持装置
１０ａ  上部ジョイント取付け部
１０ｂ  下部ジョイント取付け部
１１  下端支持受動ジョイント
１２  上端支持受動ジョイント
１３  ベース部側上部継手
１３ａ  上部継手軸
１４  ベース部側下部継手
１４ａ  下部継手軸
１５  連結回動部
１６  第１の足側上部継手
１６′  第２の足側上部継手
１６ａ  上部継手軸
１７  足側下部継手
１７ａ  下部継手軸
１８  足側基部
１８ａ  基部軸
１９  連結回動部
２１  立脚用伸縮部
２１ａ、２２ａ  管状部
２１ｂ、２２ｂ  摺動部
２２  遊脚用伸縮部
２３、２４  直動ガイド
２５、２６  スイッチ機構
２８  スイッチ機構固定板
２９  アクチュエータ固定部
３０  スイッチピン
３１  ヒンジリンク
３１ａ  リンク固定部
３１ｂ  当接部
３２  スイッチ用アクチュエータ
３２ａ  可動部
３２ｂ  連結部材
３２ｃ  連結用枢軸部
３３  ナックルジョイント
３３ａ  軸支部
３４  圧縮ばね
３５  圧縮ばね固定部
【図１】
2006055973.tif 000004
【図２】
2006055973.tif 000005
【図３】
2006055973.tif 000006
【図４】
2006055973.tif 000007
【図５】
2006055973.tif 000008
【図６】
2006055973.tif 000009