(57)【要約】【課題】従来のトルクセンサが有する歪みゲージは、熱に傷つきやすいので、構成要素が、過負荷トルクを経験すると、容易にオフセットされる。こうした現行の制限の１つまたは複数に対処する。【解決手段】第２の環状撓みハブが、第１の環状撓みハブに結合され、第１の環状撓みハブとは異なる剛性を有する。第１及び第２の環状撓みハブは、それぞれ、対応する第１及び第２の固定ヘッドと、対応する第１及び第２の回転可能ヘッドと、を備える。固定ハウジングが、第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドと、第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドとに結合される。回転可能ハウジングが、第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドと、第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドとに結合される。【選択図】図４Ｃ
2019023661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の固定ヘッドと、第２の固定ヘッドと、第１の回転可能ヘッドと、第２の回転可能ヘッドとを含む環状撓みハブであって、前記ヘッドのそれぞれが、前記撓みハブの環状扇形部を備え、前記第１および第２の固定ヘッドが、前記第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置される、環状撓みハブと、
前記撓みハブの前記第１の固定ヘッドおよび前記第２の固定ヘッドに結合された固定ハウジングと、
前記撓みハブの前記第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサと、
前記撓みハブの前記第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサと、
前記撓みハブの前記第１の回転可能ヘッドおよび前記第２の回転可能ヘッドに結合された回転可能ハウジングと、を備える、装置。
【請求項２】
前記撓みハブの外周における前記第１の固定ヘッドと前記第１の回転可能ヘッドとの間の第１の間隙と、
前記撓みハブの前記外周における前記第１の回転可能ヘッドと前記第２の固定ヘッドとの間の第２の間隙と、
前記撓みハブの前記外周における前記第２の固定ヘッドと前記第２の回転可能ヘッドとの間の第３の間隙と、
前記撓みハブの前記外周における前記第２の回転可能ヘッドと前記第１の固定ヘッドとの間の第４の間隙と、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の間隙、前記第２の間隙、前記第３の間隙、および前記第４の間隙のそれぞれの幅が、前記回転可能ハウジングと前記固定ハウジングとの間の最大回転を画定する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサが、前記撓みハブの外周に隣接して置かれる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のセンサからの第１の読取りおよび前記第２のセンサからの第２の読取りを組み合わせて前記装置上のトルクを決定するように構成されたプロセッサをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置上の前記決定されたトルクに基づいて前記回転可能ハウジングへの回転入力を制御するように構成された制御システムをさらに備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の固定ヘッド、前記第２の固定ヘッド、前記第１の回転可能ヘッド、および前記第２の回転可能ヘッドのそれぞれが、それぞれの複数のスポークを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の固定ヘッドの第１の切欠きと、
前記第２の固定ヘッドの第２の切欠きと、
前記固定ハウジングが前記第１の固定ヘッドに結合されるように、前記第１の切欠きの中に嵌まるように構成された前記固定ハウジング上の第１の突起と、
前記固定ハウジングが前記第２の固定ヘッドに結合されるように、前記第２の切欠きに嵌まるように構成された前記固定ハウジング上の第２の突起と、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記回転可能ハウジングに結合されたアクチュエータをさらに備え、前記アクチュエータが、前記回転可能ハウジングへの回転入力を提供する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサが、線形変位センサを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサが、角変位センサを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記環状撓みハブの中の第３の固定ヘッド、第４の固定ヘッド、第３の回転可能ヘッド、および第４の回転可能ヘッドであって、前記ヘッドのそれぞれが、前記撓みハブの環状扇形部を備え、前記固定ハウジングが、前記撓みハブの前記第３の固定ヘッドおよび前記第４の固定ヘッドに結合され、前記第１、第２、第３、および第４の固定ヘッドが、前記第１、第２、第３、および第４の回転可能ヘッドの間に交互配置されるように、前記回転可能ハウジングが、前記撓みハブの前記第３の回転可能ヘッドおよび前記第４の回転可能ヘッドに結合される、前記環状撓みハブの中の第３の固定ヘッド、第４の固定ヘッド、第３の回転可能ヘッド、および第４の回転可能ヘッドと、
前記撓みハブの前記第３の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第３のセンサと、
前記撓みハブの前記第４の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第４のセンサと、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１および第２の固定ヘッドが、単一の固定構成要素の半島状突起物である、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
ロボット関節であって、
第１の肢と、
第２の肢と、
トルクセンサと、を備え、
前記トルクセンサは、
第１の固定ヘッド、第２の固定ヘッド、第１の回転可能ヘッド、および第２の回転可能ヘッドを含む環状撓みハブであって、前記ヘッドのそれぞれが、前記撓みハブの環状扇形部を備え、前記第１および第２の固定ヘッドが、前記第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置される、環状撓みハブと、
前記撓みハブの前記第１の固定ヘッドおよび前記第２の固定ヘッドに結合された固定ハウジングであって、前記固定ハウジングが、前記第１の肢にさらに結合される、固定ハウジングと、
前記撓みハブの前記第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサと、
前記撓みハブの前記第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサと、
前記撓みハブの前記第１の回転可能ヘッドおよび前記第２の回転可能ヘッドに結合された回転可能ハウジングであって、前記回転可能ハウジングが、前記第２の肢にさらに結合される、回転可能ハウジングと、を含む、ロボット関節。
【請求項１５】
前記撓みハブの外周における前記第１の固定ヘッドと前記第１の回転可能ヘッドとの間の第１の間隙と、
前記撓みハブの前記外周における前記第１の回転可能ヘッドと前記第２の固定ヘッドとの間の第２の間隙と、
前記撓みハブの前記外周における前記第２の固定ヘッドと前記第２の回転可能ヘッドとの間の第３の間隙と、
前記撓みハブの前記外周における前記第２の回転可能ヘッドと前記第１の固定ヘッドとの間の第４の間隙と、をさらに備える、請求項１４に記載のロボット関節。
【請求項１６】
前記第１の間隙、前記第２の間隙、前記第３の間隙、および前記第４の間隙のそれぞれの幅が、前記回転可能ハウジングと前記固定ハウジングとの間の最大回転を画定する、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項１７】
ロボット装置であって、
本体と、
前記本体に結合された１つまたは複数の関節であって、前記１つまたは複数の関節の少なくとも１つが、
第１の肢と、
第２の肢と、
トルクセンサであって、前記トルクセンサが、（ｉ）第１の固定ヘッドと、第２の固定ヘッドと、第１の回転可能ヘッドと、第２の回転可能ヘッドとを含む環状撓みハブであって、前記ヘッドのそれぞれが、前記撓みハブの環状扇形部を備え、前記第１および第２の固定ヘッドが、前記第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置される、環状撓みハブと、（ｉｉ）前記撓みハブの前記第１の固定ヘッドおよび前記第２の固定ヘッドに結合された固定ハウジングであって、前記固定ハウジングが、前記第１の肢にさらに結合される、固定ハウジングと、（ｉｉｉ）前記撓みハブの前記第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサと、（ｉｖ）前記撓みハブの前記第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサと、（ｖ）前記撓みハブの前記第１の回転可能ヘッドおよび前記第２の回転可能ヘッドに結合された回転可能ハウジングであって、前記回転可能ハウジングが、前記第２の肢にさらに結合される、回転可能ハウジングとを含む、トルクセンサとを含む、１つまたは複数の関節と、
（ｉ）前記第１のセンサからの第１の読取りおよび前記第２のセンサからの第２の読取りを組み合わせて、所与の関節上のトルクを決定し、（ｉｉ）前記決定されたトルクに基づいて前記所与の関節の前記回転可能ハウジングへの回転入力を制御するようにプログラム化され得る制御装置と、を備える、ロボット装置。
【請求項１８】
前記トルクセンサが、
前記第１の固定ヘッドの第１の切欠きと、
前記第２の固定ヘッドの第２の切欠きと、
前記固定ハウジングが前記第１の固定ヘッドに結合されるように、前記第１の切欠きの中に嵌まるように構成された前記固定ハウジング上の第１の突起と、
前記固定ハウジングが前記第２の固定ヘッドに結合されるように、前記第２の切欠きの中に嵌まるように構成された前記固定ハウジング上の第２の突起と、をさらに含む、請求項１７に記載のロボット装置。
【請求項１９】
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサが、線形変位センサを備える、請求項１７に記載のロボット装置。
【請求項２０】
前記第１の肢および前記第２の肢の少なくとも１つに結合されたアクチュエータをさらに備え、前記制御装置が、前記アクチュエータに、前記所与の関節の前記回転可能ハウジングへの前記回転入力を提供させるようにプログラム化され得る、請求項１７に記載のロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［0001］  ロボット装置は、機械的機能体、通常、コンピュータプログラムまたは電子回路によって導かれる電気機械式機械を含む場合がある。ロボットは、自律的または半自律的であることができ、その範囲は、人型ロボット設計から、関節式腕および特殊なタスクを行うエンドエフェクタを備えた大型の工業設計に及ぶ。
【０００２】
［0002］  そのようなロボット装置は、ロボット装置がさまざまな機能および運動を行うことを可能にするように構成された、いくつかの関節を含む場合がある。例えば、人型ロボット装置は、膝関節、肘関節、および指関節を含むことができる。いくつかの動作例において、ロボット装置のそのような関節は、所与の回転関節上のトルクを検出するトルクセンサを含むことができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
［0003］  第１の実装例は、（ｉ）第１の固定ヘッドと、第２の固定ヘッドと、第１の回転可能ヘッドと、第２の回転可能ヘッドとを含む環状撓みハブであって、ヘッドのそれぞれが、撓みハブの環状扇形部を備え、第１および第２の固定ヘッドが、第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置される、環状撓みハブと、（ｉｉ）撓みハブの第１の固定ヘッドおよび第２の固定ヘッドに結合された固定ハウジングと、（ｉｉｉ）撓みハブの第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサと、（ｉｖ）撓みハブの第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサと、（ｖ）撓みハブの第１の回転可能ヘッドおよび第２の回転可能ヘッドに結合された回転可能ハウジングとを有する装置を含む。
【０００４】
［0004］  第２の実装例は、（ｉ）第１の肢と、（ｉｉ）第２の肢と、（ｉｉｉ）トルクセンサとを備えるロボット関節を含み、トルクセンサが、（ａ）第１の固定ヘッドと、第２の固定ヘッドと、第１の回転可能ヘッドと、第２の回転可能ヘッドとを含む環状撓みハブであって、ヘッドのそれぞれが、撓みハブの感情扇形部を備え、第１および第２の固定ヘッドが、第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置される、環状撓みハブと、（ｂ）撓みハブの第１の固定ヘッドおよび第２の固定ヘッドに結合された固定ハウジングと、（ｃ）撓みハブの第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサと、（ｄ）撓みハブの第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサと、（ｅ）撓みハブの第１の回転可能ヘッドおよび第２の回転可能ヘッドに結合された回転可能ハウジングとを含む。
【０００５】
［0005］  第３の実装例は、（ｉ）本体と、（ｉｉ）本体に結合された１つまたは複数の関節とを有するロボット装置を含み、１つまたは複数の関節の少なくとも１つが、（ａ）第１の肢と、（ｂ）第２の肢と、（ｃ）トルクセンサと、（ｄ）制御装置とを含む。トルクセンサは、（ｉ）第１の固定ヘッドと、第２の固定ヘッドと、第１の回転可能ヘッドと、第２の回転可能ヘッドとを含む環状撓みハブであって、ヘッドのそれぞれが、撓みハブの感情扇形部を備え、第１および第２の固定ヘッドが、第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置される、環状撓みハブと、（ｉｉ）撓みハブの第１の固定ヘッドおよび第２の固定ヘッドに結合された固定ハウジングであって、固定ハウジングが、さらに第１の肢に結合される、固定ハウジングと、（ｉｉｉ）撓みハブの第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサと、（ｉｖ）撓みハブの第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサと、（ｖ）撓みハブの第１の回転可能ヘッドおよび第２の回転可能ヘッドに結合された回転可能ハウジングであって、回転可能ハウジングが、さらに第２の肢に結合される、回転可能ハウジングとを含む。制御装置は、（ｉ）第１のセンサからの第１の読取りおよび第２のセンサからの第２の読取りを組み合わせて、所与の関節上のトルクを決定し、（ｉｉ）決定されたトルクに基づいて所与の関節の回転可能ハウジングへの回転入力を制御するようにプログラム化され得る。
【０００６】
［0006］  第４の実装例では、システムは、第１、第２、および／または第３の実装例のいずれかの動作のそれぞれを遂行するためのさまざまな手段を含むことができる。
【０００７】
［0007］  さらに他の例では、方法と、方法の機能を行うために、装置によって、または装置の１つまたは複数のプロセッサまたは他の構成要素によって実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品とが、提供される。方法は、例えば、ロボット装置を操作するために実行可能であり得る。
【０００８】
［0008］  本明細書に提供されるこの概要および他の説明、ならびに図は、ほんの一例として実装を説明することを目的とするものであり、多数の変型例も、可能である。例えば、構造要素およびプロセスステップを、請求される実装の範囲に含まれている状態を維持しながら、再配置、結合、分配、削除、または他のやり方で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】［0009］実装例に係るロボットシステムの構成を示す図である。
【図２】［0010］実装例に係る四足ロボット装置を示す図である。
【図３】［0011］実装例に係る二足ロボット装置を示す図である。
【図４Ａ】［0012］実装例に係るトルクセンサを示す図である。
【図４Ｂ】［0013］実装例に係る図４Ａのトルクセンサの環状撓みハブを示す図である。
【図４Ｃ】［0014］実装例に係る図４Ｂの環状撓みハブに結合された固定ハウジングを示す図である。
【図４Ｄ】［0015］実装例に係る図４Ａのトルクセンサの回転可能ハウジングを示す図である。
【図５Ａ】［0016］実装例に係る別のトルクセンサを示す図である。
【図５Ｂ】［0017］実装例に係る図５Ａのトルクセンサの環状撓みハブを示す図である。
【図５Ｃ】［0018］実装例に係る図５Ｂの環状撓みハブに結合された固定ハウジングを示す図である。
【図５Ｄ】［0019］実装例に係る図５Ａのトルクセンサの回転可能ハウジングを示す図である。
【図６】［0020］実装例に係るトルクセンサ例の別の撓みハブ例を示す図である。
【図７】［0021］実装例に係る別のトルクセンサ例を示す図である。
【図８】［0022］実装例によって構成されたコンピュータ可読媒体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［0023］  機器、システム、および技術の例が、本明細書に記載される。「例、例示的（ｅｘａｍｐｌｅ）」、「例示的な（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」、および「例証的な（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｖｅ）」の用語は、「例、事例、または説明としての役割をしている」を意味するために本明細書では使用されている。１つの「例」である、「例示的である」、または「例証的である」と本明細書に記載されるいかなる実装または特徴も、他の実装または特徴よりも好適であるまたは好都合であると、必ずしも解釈されるべきではない。本明細書に記載される実装例は、制限的であるように意図されていない。したがって、本明細書において概略的に記載されるおよび図中に示される、本開示の態様は、多種多様なさまざまな構成で配置、置換、結合、分離、および設計することができ、それらは全て本明細書において想定されている。さらに、特記しない限り、図は、一定の比率で描画されておらず、説明の便宜上使用されているにすぎない。さらに、図は、表象的なものにすぎず、全ての構成要素が、示されているわけではない。例えば付加的構造または制約的構成要素は、示されないかもしれない。
【００１１】
［0024］  加えて、本明細書または請求項における要素、ブロック、またはステップのいかなる列挙も、明澄性を目的としたものである。したがって、そのような列挙は、これらの要素、ブロック、またはステップが、特定の配置に固執することを、または特定の順番で遂行されることを求めている、または含蓄していると解釈されるべきではない。
【００１２】
Ｉ．概要
［0025］  ロボット装置は、ロボット装置がさまざまな機能および運動を行うことを可能にするように構成された、いくつかの関節を含むことができる。例えば、ロボット装置は、２自由度（ＤＯＦ：Ｄｅｇｒｅｅｓ−ｏｆ−Ｆｒｅｅｄｏｍ）を可能にする股関節、足関節、および／または手首関節を含むことができる。いくつかの動作例において、ロボット装置の各種構成要素の間のトルクを測定するために、トルクセンサは、そのような関節上に置くことができる。従来のトルクセンサは、複数の歪みゲージを含む。歪みゲージは、熱に傷つきやすいので、構成要素が、過負荷トルクを経験すると、容易にオフセットされる。既存のトルクセンサのこうした現行の制限の１つまたは複数に対処するために、撓みベースのトルクセンサ例が、本明細書に記載される。当該撓みベースのトルクセンサは、ロボット装置に組み込まれ得る。しかしながら、本明細書に記載される撓みベースのトルクセンサのさまざまな実装は、対応するロボット装置が無くても機能する独立型構成要素であり得る。
【００１３】
［0026］  装置例は、第１の固定ヘッドと、第２の固定ヘッドと、第１の回転可能ヘッドと、第２の回転可能ヘッドとを含む環状撓みハブを含む。ヘッドのそれぞれは、撓みハブの環状扇形部を備える。さらに、第１および第２の固定ヘッドは、第１および第２の回転可能ヘッドの間に１つずつ交互に配置される。装置は、撓みハブの第１の固定ヘッドおよび第２の固定ヘッドに結合された固定ハウジングをさらに含む。このように、固定ハウジングは、第１および第２の固定ヘッドが回転するのを防止する。装置は、撓みハブの第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサおよび撓みハブの第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサをさらに含む。装置は、撓みハブの第１の回転可能ヘッドおよび第２の回転可能ヘッドに結合された、回転可能ハウジングをさらに含む。
【００１４】
［0027］  動作中、回転可能ハウジングは、固定ハウジングに対して回転するように構成される。回転可能ハウジングが回転するとき、第１の回転可能ヘッドおよび第２の回転可能ヘッドは、それらの構成要素が回転可能ハウジングに結合されているので、回転可能ハウジングと一緒に回転する。回転可能ハウジングが回転するとき、固定ハウジングと、第１の固定ヘッドと、第２の固定ヘッドとは、固定状態を維持する。第１の回転可能ヘッドが動くとき、第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサは、第１の回転可能ヘッドの回転運動を検出する。同様に、第２の回転可能ヘッドが動くとき、第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサは、第２の回転可能ヘッドの回転運動を検出する。次いで、撓みベースのトルクセンサは、両方のセンサからの読取りを組み合わせて、ロボット装置の関節などの所与の構成要素上のトルクを決定することができる。
【００１５】
［0028］  上記の例は、例証目的で提供されており、制限的と解釈されるべきではないことを理解されたい。このように、本明細書の実装は、本発明の範囲から逸脱することなく、追加的にまたは代替的に他の特徴を含むことができる、またはより少ない特徴を含むことができる。
【００１６】
ＩＩ．ロボットシステム例
［0029］  図１は、本明細書に記載される実装に関連して使用することができるロボットシステムの構成例を示す。ロボットシステム１００は、自律的に、半自律的に、および／またはユーザによって提示された指示を使用して動作するように構成され得る。ロボットシステム１００は、二足ロボット、四足ロボット、または何らかの他の設備などのさまざまな形態で実装され得る。さらに、ロボットシステム１００は、いくつかある呼称の中で、ロボット、ロボット装置、または移動ロボットと呼ばれる場合もある。
【００１７】
［0030］  図１に示すように、ロボットシステム１００は、共に制御システム１１８の一部でもあり得る、プロセッサ１０２と、データ記憶部１０４と、制御装置１０８とを含むことができる。ロボットシステム１００は、センサ１１２と、動力源１１４と、機械構成要素１１０と、電気構成要素１１６とを含むことができる。とはいえ、ロボットシステム１００は、例証目的で示されおり、より多いまたはより少ない構成要素を含む場合もある。ロボットシステム１００のさまざまな構成要素は、有線接続または無線接続を含む何らかの方法で接続され得る。さらに、いくつかの例では、ロボットシステム１００の構成要素は、単一の物理エンティティではなく複数の物理エンティティに分配されることもできる。ロボットシステム１００の他の図解例も、同様に存在し得る。
【００１８】
［0031］  １つまたは複数のプロセッサ１０２は、１つまたは複数の汎用ハードウェアプロセッサまたは特別目的ハードウェアプロセッサ（例えばデジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路等）として動作することができる。プロセッサ１０２は、両方ともデータ記憶部１０４に記憶されている、コンピュータ可読プログラム命令１０６を実行して、データ１０７を操作するように構成され得る。プロセッサ１０２は、さらに、センサ１１２、動力源１１４、機械構成要素１１０、および／または電気構成要素１１６などのロボットシステム１００の他の構成要素と直接的または間接的に相互作用することもできる。
【００１９】
［0032］  データ記憶部１０４は、１つまたは複数の種類のハードウェアメモリでもよい。例えば、データ記憶部１０４は、プロセッサ１０２によって読まれ得る、またはアクセスされ得る１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体を含むことができ、またはそのような形をとることができる。１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体は、プロセッサ１０２と全体的にあるいは部分的に一体化され得る、光学式、磁気式、有機式、または別の種類のメモリまたは記憶装置などの、揮発性および／または不揮発性記憶構成要素を含むことができる。いくつかの実装では、データ記憶部１０４は、単一の物理的装置であり得る。他の実装では、データ記憶部１０４は、有線通信または無線通信を介して互いに通信することができる２つ以上の物理的装置を使用して実装され得る。前述のように、データ記憶部１０４は、コンピュータ可読プログラム命令１０６およびデータ１０７を含むことができる。データ１０７は、いくつかある可能性中、構成データ、センサデータ、および／または診断データなど、どのような種類のデータでもよい。
【００２０】
［0033］  制御装置１０８は、（おそらくいくつかのタスクの中で、）機械構成要素１１０、センサ１１２、動力源１１４、電気構成要素１１６、制御システム１１８、および／またはロボットシステム１００のユーザのいかなる組み合わせの間も接続するように構成される１つまたは複数の電気回路、デジタル論理の装置、コンピュータチップ、および／またはマイクロプロセッサを含むことができる。いくつかの実装では、制御装置１０８は、ロボット装置１００の１つまたは複数のサブシステムを用いて特定の動作を行うための特設埋め込み装置であってもよい。
【００２１】
［0034］  制御システム１１８は、ロボットシステム１００の動作状態を監視して、物理的に変更することができる。そうする中で、制御システム１１８は、機械構成要素１１０および／または電気構成要素１１６の間など、ロボットシステム１００の部分間のリンクの役割を果たすことができる。いくつかの例では、制御システム１１８は、ロボットシステム１００と別の計算装置との間でインターフェイスの役割を果たすことができる。さらに、制御システム１１８は、ロボットシステム１００とユーザとの間でインターフェイスの役割を果たすことができる。例えば、制御システム１１８は、ジョイスティック、ボタン、および／またはポートなどの、ロボットシステム１００と通信するためのさまざまな構成要素を含むことができる。インターフェイスおよび通信例は、有線接続もしくは無線接続、または両方を介して実装することができる。制御システム１１８は、同様に、ロボットシステム１００に関する他の動作を行うこともできる。
【００２２】
［0035］  動作の間、制御システム１１８は、有線接続または無線接続を介してロボットシステム１００の他のシステムと接続され得、ロボットの１人または複数のユーザと通信するようにさらに構成され得る。１つの可能な具体例として、制御システム１１８は、特定方向に特定の速度で特定の歩行運動を行うための命令を示す入力を（例えばユーザから、または別のロボットから）受信することができる。歩行運動は、動物、ロボット、または他の機械的構造物の肢の運動のパターンである。
【００２３】
［0036］  この入力に基づいて、制御システム１１８は、装置１００を求められた歩行運動にしたがって動かすための動作を行うことができる。別の具体例として、制御システムは、特定の地理的位置に移動するための命令を示す入力を受信することができる。応答して、制御システム１１８は（おそらく他の構成要素またはシステムの支援で支援）、ロボットシステム１００が、地理的位置へ動いていく途中に通る環境に基づいて方向、速度、および／または歩行運動を決定することができる。
【００２４】
［0037］  制御システム１１８の動作は、プロセッサ１０２によって遂行され得る。あるいは、これらの動作は、制御装置１０８、またはプロセッサ１０２および制御装置１０８の組み合わせによって遂行され得る。いくつかの実装では、制御システム１１８は、ロボットシステム１００以外の装置上に部分的または全体的に存在することができ、したがって、少なくとも部分的に、ロボットシステム１００を遠隔で制御することができる。
【００２５】
［0038］  機械構成要素１１０は、ロボットシステム１００が物理的動作を行うことを可能にし得る、ロボットシステム１００のハードウェアを表す。いくつかの例として、ロボットシステム１００は、脚、腕、および／または１つまたは複数の車輪などの物理的部材を含むことができる。ロボットシステム１００の物理的部材または他の部分は、物理的部材を互いに関連させて動かすように配置されたアクチュエータをさらに含むことができる。ロボットシステム１００は、制御システム１１８および／または他の構成要素を収容するための１つまたは複数の構造体を含むこともでき、他の種類の機械構成要素をさらに含むこともできる。所与のロボットで使用される特定の機械構成要素１１０は、ロボットの設計に基づくさまざまなものであってもよく、ロボットが行うように構成され得る動作および／またはタスクに基づいたものであってもよい。
【００２６】
［0039］  いくつかの例では、機械構成要素１１０は、１つまたは複数の取外し可能な構成要素を含むことができる。ロボットシステム１００は、ユーザおよび／または別のロボットからの支援を必要とする場合もある、そのような取外し可能な構成要素を加える、および／または取り出すように構成され得る。例えば、ロボットシステム１００は、必要または所望に応じて付属物を置き換えるまたは変更することができるように、取外し可能な腕、手、足、および／または脚を備えて構成され得る。いくつかの実装では、ロボットシステム１００は、１つまたは複数の取外し可能なおよび／または交換可能なバッテリ装置またはセンサを含むことができる。他の種類の取外し可能な構成要素も、いくつかの実装内に含むことができる。
【００２７】
［0040］  ロボットシステム１００は、ロボットシステム１００の態様を感知するように配置されたセンサ１１２を含むことができる。センサ１１２は、いくつかある可能性中、１つまたは複数の力センサ、トルクセンサ、速度センサ、加速度センサ、位置センサ、近接センサ、運動センサ、位置決めセンサ、荷重センサ、温度センサ、接触覚センサ、深さセンサ、超音波領域センサ、赤外線センサ、オブジェクトセンサ、および／またはカメラを含むことができる。いくつかの例内では、ロボットシステム１００は、ロボットから物理的に分離されているセンサ（例えば他のロボット上に置かれた、またはロボットが動作している環境の中に位置付けられたセンサ）からセンサデータを受信するように構成することができる。
【００２８】
［0041］  センサ１１２は、ロボットシステム１００が環境と交互作用することができるように、ロボットシステム１００の動作を監視しながら、プロセッサ１０２にセンサデータを提供する（おそらくデータ１０７を経由して）ことができる。センサデータは、機械構成要素１１０および電気構成要素１１６の起動、運動、および停止に関するさまざまな要因を制御システム１１８で評価されるのに使用され得る。例えば、センサ１１２は、環境認識およびナビゲーションを支援することができ、環境の地形または近くの目標物の位置に対応するデータを捕獲することができる。構成例では、センサ１１２は、無線方向探知ならびに測距機（ＲＡＤＡＲ：Ｒａｄｉｏ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）（例えば長距離目標物検知、距離決定、および／または速度決定用）、レーザ強度方向探知ならびに測距機（ＬＩＤＡＲ：Ｌａｓｅｒ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）（例えば短距離目標物検出、距離決定、および／または速度決定用）、水中音波探知機（ＳＯＮＡＲ：Ｓｏｕｎｄ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）（例えば水中目標物検出、距離決定、および／または速度決定用）、ＶＩＣＯＮ（登録商標）（例えばモーションキャプチャ用）、１つまたは複数のカメラ（例えば３Ｄビジョン用立体カメラ）、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）トランシーバ、および／またはロボットシステム１００が動作している環境の情報を捕獲するための他のセンサを含むことができる。センサ１１２は、実時間に環境を監視し、障害物、地形の要素、気象状況、温度、および／または環境の他の態様を検出することができる。
【００２９】
［0042］  さらに、ロボットシステム１００は、ロボットシステム１００の状態を示す情報を受信するように構成されたセンサ１１２を含むことができ、ロボットシステム１００のさまざまな構成要素の状態を監視することができるセンサ１１２を含む。センサ１１２は、ロボットシステム１００のシステムの活動を測定して、ロボットシステム１００のさまざまな特徴の動作、例えばロボットシステム１００の伸長可能な脚、腕、または他の機械的および／または電気的特徴の動作に基づく情報を受信することができる。センサ１１２によって提供されたデータは、制御システム１１８が動作のエラーを決定したり、ロボットシステム１００の構成要素の全動作を監視することを可能にすることができる。
【００３０】
［0043］  一例として、ロボットシステム１００は、力センサを使用して、ロボットシステム１００のさまざまな構成要素上の負荷を測定することができる。いくつかの実装では、ロボットシステム１００は、腕または脚上に１つまたは複数の力センサを含んでいて、腕または脚の１つまたは複数の部材を動かすアクチュエータ上の負荷を測定することができる。別の例として、ロボットシステム１００は、１つまたは複数の位置センサを使用して、ロボットシステムのアクチュエータの位置を感知することができる。例えば、そのような位置センサは、腕または脚上のアクチュエータの伸長、収縮、または回転の状態を感知することができる。
【００３１】
［0044］  別の例として、センサ１１２は、１つまたは複数の速度センサおよび／または加速度センサを含むことができる。例えば、センサ１１２は、慣性測定装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）を含むことができる。ＩＭＵは、重力ベクトルに関して、世界フレームで速度および加速を感知することができる。次いで、ＩＭＵによって感知された速度および加速は、ロボットシステム１００内でのＩＭＵの位置およびロボットシステム１００の運動学に基づいて、ロボットシステム１００の速度および加速に変換され得る。
【００３２】
［0045］  ロボットシステム１００は、本明細書に詳説されていない他の種類のセンサを含むこともできる。追加的にまたは代わりに、ロボットシステムは、本明細書に列挙されていない目的で特定のセンサを使用することもできる。
【００３３】
［0046］  ロボットシステム１００は、ロボットシステム１００のさまざまな構成要素に動力を供給するように構成された１つまたは複数の動力源１１４をさらに含むことができる。他の可能な動力システムの中で、ロボットシステム１００は、油圧システム、電気システム、バッテリ、および／または他の種類の動力システムを含むことができる。説明例として、ロボットシステム１００は、ロボットシステム１００の構成要素を充電するよう構成された１つまたは複数のバッテリを含むことができる。機械構成要素１１０および／または電気構成要素１１６のいくつかはそれぞれ、異なる動力源に接続されることができ、同じ動力源によって動力を供給されることができる、または複数の動力源によって動力を供給されることもできる。
【００３４】
［0047］  電気出力またはガソリンエンジンなどの、どのような種類の動力源でも、ロボットシステム１００に動力を供給するのに使用することができる。追加的にまたは代わりに、ロボットシステム１００は、流体動力を使用して機械構成要素１１０に動力を提供するように構成された油圧システムを含むことができる。ロボットシステム１００の構成要素は、例えば油圧システムを通ってさまざまな油圧モータおよび油圧シリンダに送られている作動油に基づいて動作することができる。油圧システムは、管、可撓性ホース、またはロボットシステム１００の構成要素間の他のリンクを通る加圧作動油を経由して油圧動力を伝送することができる。動力源１１４は、外部電源への有線接続、無線充電、燃焼、または他の例などのさまざまな種類の充電を用いて充電することができる。
【００３５】
［0048］  電気構成要素１１６は、電荷または電気信号を処理、伝送、および／または提供することができるさまざまな機構を含むことができる。可能な例の中で、電気構成要素１１６は、ロボットシステム１００の動作を可能にするために、電線、回路構成、および／または無線通信送信器および受信器を含むことができる。電気構成要素１１６は、機械構成要素１１０と相互に作用して、ロボットシステム１００がさまざまな動作を行うことを可能にすることができる。電気構成要素１１６は、例えば動力源１１４からさまざまな機械構成要素１１０へ動力を提供するように構成され得る。さらに、ロボットシステム１００は、電気モータを含むことができる。電気構成要素１１６の他の例も、同様に存在することができる。
【００３６】
［0049］  図１には示していないが、ロボットシステム１００は、ロボットシステムの付属物および構成要素につながる、または収容することができる本体を含むことができる。したがって、本体の構造は、例の範囲内でさまざまなものであってもよく、さらに、所与のロボットが行うように設計されていることができる特定の動作によって決まることもできる。例えば、重荷重を運搬するために開発されたロボットは、負荷を置くことを可能にする広い本体を有することができる。同様に、高速に達するように設計されたロボットは、多大な重量を有していない、狭くて小型の本体を有することができる。さらに、本体および／または他の構成要素は、金属またはプラスチックなどの、さまざまな種類の材料を用いて開発されることができる。他の例の中では、ロボットは、異なる構造を備えた、またはさまざまな種類の材料でできた本体を有することができる。
【００３７】
［0050］  本体および／または他の構成要素は、センサ１１２を含む、または装備することができる。これらのセンサは、他の例の中では、本体上および／または付属物の１つまたは複数の上などの、ロボット装置１００上のさまざまな位置に置くことができる。
【００３８】
［0051］  本体上で、ロボット装置１００は、運搬されるべき一種の貨物などの、積載物を運搬することができる。積載物は、ロボット装置１００が利用することができる外部バッテリまたは他の種類の動力源（例えば太陽電池パネル）を意味している場合もある。積載物を運搬することは、ロボット装置１００が構成され得る１つの使用例を表しているが、ロボット装置１００は、他の動作を同様に行うようにも構成され得る。
【００３９】
［0052］  上記したように、ロボットシステム１００は、さまざまな種類の脚、腕、車輪、およびその他を含むことができる。一般に、ロボットシステム１００は、ゼロまたはより多くの脚を備えて構成され得る。脚を備えていないロボットシステムの実装は、車輪、踏板、または移動手段の何らかの他の形態を含むことができる。２脚を備えたロボットシステムの実装は、二足ロボットシステムと呼ぶことができ、４脚を備えた実装は、四足ロボットシステムと呼ぶことができる。６脚または８脚を備えた実装も、可能である。説明のために、ロボットシステム１００の二足実装および四足実装について以下に述べる。
【００４０】
［0053］  図２は、実装例による、四足ロボット２００を図示する。他の可能な特徴の中で、ロボット２００は、本明細書に記載される動作のいくつかを行うように構成され得る。ロボット２００は、制御システムと、本体２０８に連結された脚２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、２０４Ｄとを含む。各脚は、表面（例えば地表面）に接触することができるそれぞれの足２０６Ａ、２０６Ｂ、２０６Ｃ、２０６Ｄを含むことができる。さらに、ロボット２００は、センサ２１０を備えて図示されており、本体２０８上で積載物を運搬することができる。他の例の中で、ロボット２００は、より多いまたはより少ない構成要素を含むことができ、したがって、図２に示していない構成要素を含むこともできる。
【００４１】
［0054］  ロボット２００は、図１に示すロボットシステム１００を具現化したものでもよく、または他の構成に基づいていてもよい。したがって、ロボット２００は、他の可能な構成要素またはシステムの中で、１つまたは複数の機械構成要素１１０、センサ１１２、動力源１１４、電気構成要素１１６、および／または制御システム１１８を含むことができる。
【００４２】
［0055］  脚２０４Ａ〜２０４Ｄの構成、位置、および／または構造は、実装例の中でさまざまなものであってもよい。脚２０４Ａ〜２０４Ｄは、ロボット２００がその環境に相対して移動することを可能にし、移動の異なる技術を可能にするために、複数の自由度で動作するように構成され得る。特に、脚２０４Ａ〜２０４Ｄは、ロボット２００が、異なる歩行運動の中で定められた機構によってさまざまな速度で移動することを可能にすることができる。ロボット２００は、環境の中で移動するのに、１つまたは複数の歩行運動を用いることができ、これには、速度、地形、操作する必要性、および／またはエネルギー効率に基づいて歩行運動を選択する必要がある場合もある。
【００４３】
［0056］  さらに、異なる種類のロボットは、設計変動により、異なる歩行運動を用いる場合もある。いくつかの歩行運動は、特定名（例えば歩行、小走り、走行、跳躍、駆け足など）を有する場合もあるが、歩行運動間の特徴は、一部重なる場合がある。歩行運動は、足２０６Ａ〜２０６Ｄを置くための表面上での足踏みパターン、位置に基づいて分類され得る。同様に、歩行運動は、歩行機構に基づいて分類されることもできる。
【００４４】
［0057］  ロボット２００の本体２０８は、脚２０４Ａ〜２０４Ｄと連結され、ロボット２００のさまざまな構成要素を収容することができる。例えば、本体２０８は、センサ２１０を含む、または装備することができる。これらのセンサは、センサ１１２の文脈で記載したカメラ、ＬＩＤＡＲ、または赤外線センサなどのセンサのいずれかでもよい。さらに、センサ２１０の位置は、図２に図示した位置に限定されるわけではない。したがって、センサ２１０は、他の例の中で、本体２０８の上および／または脚２０４Ａ〜２０４Ｄの１つまたは複数の上など、ロボット２００上のさまざまな位置に置くことができる。
【００４５】
［0058］  図３は、別の実装例による二足ロボット３００を図示する。ロボット２００と同様に、ロボット３００は、図１に示すロボットシステム１００に対応することができ、本明細書に記載される実装のいくつかを行うように構成され得る。したがって、ロボット２００のように、ロボット３００は、１つまたは複数の機械構成要素１１０、センサ１１２、動力源１１４、電気構成要素１１６、および／または制御システム１１８を含むことができる。
【００４６】
［0059］  例えば、ロボット３００は、本体３０８に連結された脚３０４および３０６を含むことができる。各脚は、関節で連結され、互いに対してさまざまな自由度で動作するように構成された１つまたは複数の部材で構成することができる。各脚は、表面（例えば地表面）に接触することができるそれぞれの足３１０および３１２をさらに含むことができる。ロボット２００のように、脚３０４および３０６は、ロボット３００が、歩行運動の中で定められた記載された機構によってさまざまな速度で移動することを可能にすることができる。しかしながら、ロボット３００は、少なくとも部分的に、二足性能と四足性能との間の違いが原因で、ロボット２００の歩行運動と異なる歩行運動を利用することができる。
【００４７】
［0060］  ロボット３００は、腕３１８および３２０をさらに含むことができる。これらの腕は、目標物操作、積載物運搬、および／またはロボット３００のための平衡を容易にすることができる。脚３０４および３０６のように、各腕は、関節で連結され、互いに対してさまざまな自由度で動作するように構成された１つまたは複数の部材で構成されることができる。各腕は、それぞれの手３２２および３２４をさらに含むことができる。ロボット３００は、目標物を握る、回転する、引っ張る、および／または押すために手３２２および３２４を使用することができる。手３２２および３２４は、指、掴み具、溶接工具、切断工具、およびその他などの、さまざまな種類の付属物またはアタッチメントを含むことができる。
【００４８】
［0061］  ロボット３００は、センサ１１２に対応しており、制御システムにセンサデータを提供するように構成された、センサ３１４を含むこともできる。場合によっては、これらのセンサの位置は、人間の形をした構造物のロボット３００を提案するために、選択することができる。したがって、図３に示すように、ロボット３００は、頭部３１６の内にビジョンセンサ（例えばカメラ、赤外線センサ、目標物センサ、距離センサ等）を含むことができる。
【００４９】
ＩＩＩ．撓みベースのトルクセンサ例
［0062］  上記の通り、ロボット装置例は、ロボット装置がさまざまな機能および運動を行うことを可能にするように構成された、いくつかの関節を含むことができる。例えば、ロボット装置は、膝関節、肘関節、および指関節を含むことができる。１つまたは複数のこれらの関節は、関節のさまざまな構成要素間のトルクを検出するトルクセンサを含むことができる。
【００５０】
［0063］  図４Ａは、実装例による、トルクセンサ４００を図示する。図４Ａに示すように、トルクセンサ４００は、固定ハウジング４０４と回転可能ハウジング４０６との間に置かれた環状撓みハブ４０２を含むことができる。トルクセンサ４００は、回転可能ハウジング４０６が固定ハウジング４０４に対して動くとき、トルクを測定するように構成される。
【００５１】
［0064］  図４Ｂは、実装例による、トルクセンサ４００の環状撓みハブ４０２を図示する。図４Ｂに示すように、撓みハブ４０２は、第１の固定ヘッド４０８Ａと、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂと、第２の固定ヘッド４０８Ｃと、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄとを含むことができる。ヘッドのそれぞれは、環状撓みハブ４０２の環状扇形部を備え、第１の固定ヘッド４０８Ａおよび第２の固定ヘッド４０８Ｃは、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂと第２の回転可能ヘッド４０８Ｄとの間に１つずつ交互に配置される。撓みハブ４０２は、第１の固定ヘッド４０８Ａと第１の回転可能ヘッド４０８Ｂとの間の第１の間隙４１０Ａと、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂと第２の固定ヘッド４０８Ｃとの間の第２の間隙４１０Ｂと、第２の固定ヘッド４０８Ｃと第２の回転可能ヘッド４０８Ｄとの間の第３の間隙４１０Ｃと、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄと第１の固定ヘッド４０８Ａとの間の第４の間隙４１０Ｄとをさらに含むことができる。第１の間隙４１０Ａ、第２の間隙４１０Ｂ、第３の間隙４１０Ｃ、および第４の間隙４１０Ｄのそれぞれの幅は、回転可能ハウジング４０６と固定ハウジング４０２との間の最大回転を画定する。そのような構成は、システム上の過剰な歪みを防止することができる過負荷防止ハードストップを提供する。本明細書で使用される場合、「固定の」という用語は、所与の構成要素の相対的運動を画定している。例えば、固定ハウジング４０４は、回転可能ハウジング４０６に対して固定されている。したがって、固定ハウジング４０４は、トルクセンサ４００への入力であり、回転可能ハウジング４０６は、出力である。同様に、固定ヘッド４０８Ａ、４０８Ｃのそれぞれは、回転可能ヘッド４０８Ｂ、４０８Ｄのそれぞれに対して固定されている。例示的ロボットシステムのアクチュエータは、トルクセンサ４００全体を動かすことができ、それによって、固定構成要素をロボットシステムの他の構成要素に対して動かすことができる。しかしながら、そのような動きの間であっても、トルクセンサ４００の固定構成要素は、トルクセンサ４００の回転可能構成要素に対する固定状態を維持する。
【００５２】
［0065］  図４Ｂに示す例などの、１つの実装では、第１の固定ヘッド４０８Ａ、第２の固定ヘッド４０８Ｃ、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂ、および第２の回転可能ヘッド４０８Ｄのそれぞれは、それぞれの複数のスポークを含む。しかしながら、別の実装では、第１の固定ヘッド４０８Ａ、第２の固定ヘッド４０８Ｃ、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂ、および第２の回転可能ヘッド４０８Ｄのそれぞれは、固体材料であり、スポークを含まない。
【００５３】
［0066］  環状撓みハブ４０２は、ヘッドのそれぞれに、複数の切欠きおよび貫通穴をさらに含むことができる。以下さらに詳しく説明するように、切欠きおよび貫通穴は、環状撓みハブ４０２を固定ハウジング４０４および回転可能ハウジング４０６と結合するのに使用することができる。１つの特定例では、図４Ｂに示すように、第１の固定ヘッド４０８Ａは、第１の切欠き４１２Ａと、第１の貫通穴４１４Ａと、第２の切欠き４１２Ｂと、第２の貫通穴４１４Ｂとを含むことができる。第１の回転可能ヘッド４０８Ｂは、第３の切欠き４１２Ｃと、第３の貫通穴４１４Ｃと、第４の切欠き４１２Ｄと、第４の貫通穴４１４Ｄとを含むことができる。第２の固定ヘッド４０８Ｃは、第５の切欠き４１２Ｅと、第５の貫通穴４１４Ｅと、第６の切欠き４１４Ｆと、第６の貫通穴４１４Ｆとを含むことができる。同様に、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄは、第７の切欠き４１２Ｇと、第７の貫通穴４１４Ｇと、第８の切欠き４１４Ｈと、第８の貫通穴４１４Ｈとを含むことができる。１つの例では、貫通穴４１４Ａ〜４１４Ｈのそれぞれは、相補型ねじボルトを受容するためにねじ切りとすることができる。
【００５４】
［0067］  図４Ｃは、実装例による、環状撓みハブ４０２に結合された固定ハウジング４０４を図示する。図４Ｃに示すように、固定ハウジング４０４は、環状撓みハブ４０２の第１の固定ヘッド４０８Ａおよび第２の固定ヘッド４０８Ｃに結合される。固定ハウジング４０４は、第１の固定ヘッド４０８Ａおよび第２の固定ヘッド４０８Ｃにさまざまな方法で結合され得る。１つの例では、第１の固定ヘッド４０８Ａの第１の貫通穴４１４Ａおよび第２の貫通穴４１４Ｂはそれぞれ、第１の固定ヘッド４０８Ａを固定ハウジング４０４に結合するボルトを受容することができる。同様に、第２の固定ヘッド４０８Ｃの第５の貫通穴４１４Ｅおよび第６の貫通穴４１４Ｆはそれぞれ、第２の固定ヘッド４０８Ｃを固定ハウジング４０４に結合するボルトを受容することができる。
【００５５】
［0068］  別の例では、固定ハウジング４０４は、第１の切欠き４１２Ａ（図４Ｂに示す）の中に嵌まるように構成された第１の突起４１６Ａと、第２の切欠き４１２Ｂ（図４Ｂに示す）に嵌まるように構成された第２の突起４１６Ｂとを含むことができる。同様に、固定ハウジング４０４は、第５の切欠き４１２Ｅ（図４Ｂに示す）に嵌まるように構成された第３の突起４１６Ｃと、第６の切欠き４１２Ｆ（図４Ｂに示す）に嵌まるように構成された第４の突起４１６Ｄとを含むことができる。図４Ｂおよび４Ｃに関して示す実装は、撓みハブのヘッドごとに２つの切欠きおよび２つの相補的な突起を含むが、単一の切欠きおよび単一の突起も、同様に可能である。別の例では、撓みハブのヘッドごとに、２つより多い切欠きおよび２つより多い相補的な突起も、同様に可能である。加えて、図４Ｂおよび図４Ｃに示す切欠きおよび突起は、台形の形状になっているが、他の形状も、同様に可能である。さらに、固定ハウジング４０４を第１の固定ヘッド４０８Ａおよび第２の固定ヘッド４０８Ｃに結合する他の結合機構を使用することもできる。
【００５６】
［0069］  さらに、トルクセンサ４００は、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂに隣接して置かれた第１のセンサ４１８Ａと、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄに隣接して置かれた第２のセンサ４１８Ｂとを含む。図４Ｃに示すように、センサ４１８Ａ、４１８Ｂは、撓みハブ４０２の外部表面に隣接して置かれることができる。そのような構成により、トルクセンサ４００のセンサ４１８Ａ、４１８Ｂは、回転の単位角度ごとに最も大きな変位を検出することができるようになる。１つの例では、第１のセンサ４１８Ａおよび第２のセンサ４１８Ｂは、線形変位センサである。別の例では、第１のセンサ４１８Ａおよび第２のセンサ４１８Ｂは、角変位センサである。特定の例として、第１のセンサ４１８Ａおよび第２のセンサ４１８Ｂは、磁気抵抗（ＭＲ：Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）センサ、フラックスゲート磁力計、またはホール効果センサでもよい。他の例も、同様に可能である。
【００５７】
［0070］  第１のセンサ４１８Ａおよび第２のセンサ４１８Ｂはそれぞれ、センサ対象（磁石などの）およびセンサ構成要素を含む。そのような例では、センサ対象は、回転可能ヘッド４０８Ｂ、４０８Ｄ上に置くことができ、センサ構成要素は、回転可能ヘッド４０８Ｂ、４０８Ｄに隣接した固定ハウジング４０４上に置くことができる。別の例では、センサ対象は、固定ハウジング４０４上に置くことができ、センサ構成要素は、回転可能ヘッド４０８Ｂ、４０８Ｄ上に置くことができる。さらに別の例では、センサ対象は、固定ハウジング４０４上に置くことができ、センサ構成要素が、撓みハブ４０２上に置かれないように、センサ構成要素は、回転可能構成要素４０６上に置くことができる。さらに別の例では、単一センサは、回転可能ヘッド４０８Ｂ、４０８Ｄの１つに隣接して置かれる。他の構成も、同様に可能である。
【００５８】
［0071］  図４Ｄは、実装例による、トルクセンサ４００の回転可能ハウジング４０６を図示する。回転可能ハウジング４０６は、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂおよび第２の回転可能ヘッド４０８Ｄに結合される。回転可能ハウジング４０６は、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂおよび第２の回転可能ヘッド４０８Ｄにさまざまな方法で結合され得る。１つの例では、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂの第３の貫通穴４１４Ｃおよび第４の貫通穴４１４Ｄはそれぞれ、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂを回転可能ハウジング４０６に結合するボルト４２０Ａ、４２０Ｂを受容することができる。同様に、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄの第７の貫通穴４１４Ｇおよび第８の貫通穴４１４Ｈはそれぞれ、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄを回転可能ハウジング４０６に結合するボルト４２０Ｃ、４２０Ｄを受容することができる。
【００５９】
［0072］  別の例では、回転可能ハウジング４０６は、第３の切欠き４１２Ｃの中に嵌まるように構成された第１の突起４２２Ａと、第４の切欠き４１２Ｄに嵌まるように構成された第２の突起４２２Ｂとを含むことができる。同様に、回転可能ハウジング４０６は、第７の切欠き４１２Ｇの中に嵌まるように構成された第３の突起４２２Ｃと、第８の切欠き４１２Ｈに嵌まるように構成された第４の突起４２２Ｄとを含むことができる。回転可能ハウジング４０６を第１の回転可能ヘッド４０８Ｂおよび第２の回転可能ヘッド４０８Ｄに結合する他のカップリング機構も、同様に可能である。例えば、切欠きは、回転可能ハウジング上にあることができ、一方で、突起は、環状撓みハブ上にあることができる。他の例も、同様に可能である。
【００６０】
［0073］  動作中、回転可能ハウジング４０６は、固定ハウジング４０４に対して回転するように構成される。回転可能ハウジング４０６が回転するとき、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂおよび第２の回転可能ヘッド４０８Ｄは、それらの構成要素が回転可能ハウジング４０６に結合されているので、回転可能ハウジング４０６と一緒に回転する。回転可能ハウジング４０６が回転するとき、固定ハウジング４０４、第１の固定ヘッド４０８Ａ、および第２の固定ヘッド４０８Ｃは、固定状態を維持する。回転可能ハウジング４０６が、時計回り方向に回転する場合、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂは、第２の固定ヘッド４０８Ｃの方へ動く。したがって、第１の間隙４１０Ａは、大きくなり、一方で、第２の間隙４１０Ｂは、小さくなる。同時に、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄは、第１の固定ヘッド４０８Ａの方へ動く。したがって、第３の間隙４１０Ｃは、大きくなり、一方で、第２の間隙４１０Ｄは、小さくなる。上述したように、固定ヘッド４０８Ａ、４０８Ｃと回転可能ヘッド４０８Ｂ、４０８Ｄとの間の間隙は、撓みベースのトルクセンサ４００の回転量を制限するハードストップを提供する。
【００６１】
［0074］  回転可能ハウジング４０６が、反時計回りに回転する場合、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂは、第１の固定ヘッド４０８Ａの方へ動く。したがって、第１の間隙４１０Ａは、小さくなり、一方で、第２の間隙４１０Ｂは、大きくなる。同時に、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄは、第２の固定ヘッド４０８Ｂの方へ動く。したがって、第３の間隙４１０Ｃは小さくなり、一方で、第２の間隙４１０Ｄは、大きくなる。
【００６２】
［0075］  第１の回転可能ヘッド４０８Ｂが動くとき、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂに隣接して置かれた第１のセンサは、第１の回転可能ヘッド４０８Ｂの回転運動を検出する。同様に、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄが動くとき、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄに隣接して置かれた第２のセンサは、第２の回転可能ヘッド４０８Ｄの回転運動を検出する。トルクセンサ４００は、プロセッサを含むことができ、またはプロセッサに結合することができる。そのようなプロセッサは、第１のセンサ４１８Ａからの第１の読取りおよび第２のセンサ４１８Ｂからの第２の読取りを組み合わせて、トルクを決定するように構成され得る。例えば、プロセッサは、第１の読取りの値と第２の読取りの値を加算して、組み合わされた読取りを決定するように構成され得る。プロセッサは、組み合わされた読取りをセンサ読取りの数で除算して正規化トルクを取得するようにさらに構成され得る。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、および図４Ｄに示す構成では、プロセッサは、組み合わされた読取りを２で除算して（センサ４１８Ａ、４１８Ｂからの２つのセンサ読取りがあるので）、正規化トルクを取得するように構成され得る。このような例では、センサデータは、トルクを測定することとは無関係な動きを削除することができる。例えば、第１の読取りの値および第２の読取りの値を加算することによって、回転運動だけが検出されるように、側方運動と上下移動は削除される。さらに、第１のセンサ４１８Ａおよび第２のセンサ４１８Ｂは、回転運動だけが、センサによって検出されるように、曲げモーメントを無視するように構成され得る。
【００６３】
［0076］  １つの例では、トルクセンサ４００は、例として、膝関節、肘関節、または指関節などの、ロボット関節上に置くことができる。関節例は、第１の肢と、第２の肢と、トルクセンサ４００とを含むことができる。そのような構成では、固定ハウジング４０４は、第１の肢に結合され、回転可能ハウジング４０６は、第２の肢に結合される。第１の肢が、第２の肢に対して回転するとき、トルクセンサ４００は、２つの肢の間のトルクを決定する。そのようなロボット関節は、装置上の決定されたトルクに基づいて回転可能ハウジング４０６への回転入力を制御するように構成された制御システムと通信することができる。１つの例では、ロボット関節は、第２の肢に結合されたアクチュエータを含むことができ、アクチュエータが、回転可能ハウジング４０６への回転入力を提供する。
【００６４】
［0077］  図５Ａは、実装例による、別のトルクセンサ５００を図示する。図５Ａに示すように、トルクセンサ５００は、固定ハウジング５０４と回転可能ハウジング５０６との間に置かれた環状撓みハブ５０２を含むことができる。トルクセンサ５００は、回転可能ハウジング５０６が、固定ハウジング５０４に対して動くとき、トルクを測定するように構成される。
【００６５】
［0078］  図５Ｂは、実装例による、トルクセンサ５００の環状撓みハブ５０２を図示する。図５Ｂに示すように、撓みハブ５０２は、第１の固定ヘッド５０８Ａと、第１の回転可能ヘッド５０８Ｂと、第２の固定ヘッド５０８Ｃと、第２の回転可能ヘッド５０８Ｄと、第３の固定ヘッド５０８Ｅと、第３の回転可能ヘッド５０８Ｆと、第４の固定ヘッド５０８Ｇと、第４の回転可能ヘッド５０８Ｈとを含むことができる。ヘッドのそれぞれは、環状撓みハブ５０２の環状扇形部を備え、固定ヘッド５０８Ａ、５０８Ｃ、５０８Ｅ、および５０８Ｇは、回転可能ヘッド５０８Ｂ、５０８Ｄ、５０８Ｆ、および５０８Ｈの間に交互に配置される。撓みハブ５０２は、第１の固定ヘッド５０８Ａと第１の回転可能ヘッド５０８Ｂとの間の第１の間隙５１０Ａと、第１の回転可能ヘッド５０８Ｂと第２の固定ヘッド５０８Ｃとの間の第２の間隙５１０Ｂと、第２の固定ヘッド５０８Ｃと第２の回転可能ヘッド５０８Ｄとの間の第３の間隙５１０Ｃと、第２の回転可能ヘッド５０８Ｄと第３の固定ヘッド５１０Ｅとの間の第４の間隙５１０Ｄと、第３の固定ヘッド５０８Ｅと第３の回転可能ヘッド５０８Ｆとの間の第５の間隙５１０Ｅと、第３の回転可能ヘッド５０８Ｆと第４の固定ヘッド５０８Ｇとの間の第６の間隙５１０Ｆと、第４の固定ヘッド５０８Ｇと第４の回転可能ヘッド５０８Ｈとの間の第７の間隙５１０Ｇと、第４の回転可能ヘッド５０８Ｈと第１の固定ヘッド５０８Ａとの間の第８の間隙５１０Ｈとをさらに含むことができる。１つの実装例では図４Ｂに示す例など、ヘッド５０８Ａ〜５０８Ｈのそれぞれは、それぞれの複数のスポークを含む。しかしながら、別の実装では、ヘッド５０８Ａ〜５０８Ｈのそれぞれは、固体材料であり、スポークを含まない。
【００６６】
［0079］  環状撓みハブ５０２は、図５Ｂに示すように、ヘッドのそれぞれに複数の切欠きおよび貫通穴をさらに含むことができる。これらの構成は、上述したように、撓みハブ５０２のさまざまな構成要素を固定ハウジング５０４および回転可能ハウジング５０６に結合するのに使用することができる。
【００６７】
［0080］  図５Ｃは、実装例による、環状撓みハブ５０２に結合された固定ハウジング５０４を図示する。図５Ｃに示すように、固定ハウジング５０４は、第１の固定ヘッド５０８Ａ、第２の固定ヘッド５０８Ｃ、第３の固定ヘッド５０８Ｅ、および第４の固定ヘッド５０８Ｇに結合される。固定ハウジング５０４は、図４Ｃに関して上述したように、固定ヘッド５０８Ａ、５０８Ｃ、５０８Ｅ、５０８Ｇに、さまざまな方法で結合され得る。
【００６８】
［0081］  トルクセンサ５００は、第１の回転可能ヘッド５０８Ｂに隣接して置かれた第１のセンサ５１２Ａと、第２の回転可能ヘッド５０８Ｄに隣接して置かれた第２のセンサ５１２Ｂと、第３の回転可能ヘッド５０８Ｆに隣接して置かれた第３のセンサ５１２Ｃと、第４の回転可能ヘッド５０８Ｈに隣接して置かれた第４のセンサ５１２Ｄとを含む。図５Ｃに示すように、上述したように、センサ５１２Ａ、５１２Ｂ、５１２Ｃ、および５１２Ｄは、撓みハブ５０２の外部表面に隣接して置くことができる。センサ５１２Ａ、５１２Ｂ、５１２Ｃ、および５１２Ｄは、例として、線形変位センサ、角変位センサ、ＭＲセンサ、フラックスゲート磁力計、またはホール効果センサでもよい。他の例も、同様に可能である。さらに、センサ５１２Ａ、５１２Ｂ、５１２Ｃ、および５１２Ｄは、上述したように、トルクセンサ５００のさまざまな構成要素上にさまざまな方法で置くことができる。
【００６９】
［0082］  図５Ｄは、実装例による、トルクセンサ５００の回転可能ハウジング５０６を図示する。回転可能ハウジング５０６は、第１の回転可能ヘッド５０８Ｂ、第２の回転可能ヘッド５０８Ｄ、第３の回転可能ヘッド５０８Ｆ、および第４の回転可能ヘッド５０８Ｈに結合される。図４Ｄに関して上述したように、回転可能ハウジング５０６は、回転可能ヘッド５０８Ｂ、５０８Ｄ、５０８Ｆ、５０８Ｇにさまざまな方法で結合され得る。１つの例では、回転可能ハウジング５０６は、第１の回転可能ヘッド５０８Ｂの対応する切欠き５１６Ｂ（図５Ｂに示す）の中に嵌まるように構成された第１の突起５１４Ａと、第２の回転可能ヘッド５０８Ｄの対応する切欠き５１６Ｄ（図５Ｂに示す）の中に嵌まるように構成された第２の突起５１４Ｂと、第３の回転可能ヘッド５０８Ｆの対応する切欠き５１６Ｆ（図５Ｂに示す）の中に嵌まるように構成された第３の突起５１４Ｃと、第４の回転可能ヘッド５０８Ｈの対応する切欠き５１６Ｈ（図５Ｂに示す）の中に嵌まるように構成された第４の突起５１４Ｄとを含むことができる。回転可能ハウジング５０６を回転可能ヘッド５０８Ｂ、５０８Ｄ、５０８Ｆ、５０８Ｇに結合するための他の仕組みも、同様に可能である。
【００７０】
［0083］  動作中、回転可能ハウジング５０６は、固定ハウジング５０４に対して回転するように構成される。回転可能ハウジング５０６が回転するとき、第１の回転可能ヘッド５０８Ｂ、第２の回転可能ヘッド５０８Ｄ、第３の回転可能ヘッド５０８Ｆ、および第４の回転可能ヘッド５０８Ｈは、それらの構成要素が、回転可能ハウジング５０６に結合されているので、回転可能ハウジング５０６と一緒に回転する。回転可能ハウジング５０６が回転するとき、固定ハウジング５０４、第１の固定ヘッド５０８Ａ、第２の固定ヘッド５０８Ｃ、第３の固定ヘッド５０８Ｅ、および第４のステーションヘッド５０８Ｇは、固定状態を維持する。
【００７１】
［0084］  回転可能ハウジング５０６が、時計回り方向に回転する場合、第１の回転可能ヘッド５０８Ｂは、第２の固定ヘッド５０８Ｃの方へ動く。したがって、第１の間隙５１０Ａは、大きくなり、一方で、第２の間隙５１０Ｂは、小さくなる。同時に、第２の回転可能ヘッド５０８Ｄは、第３の固定ヘッド５０８Ｅの方へ動く。したがって、第３の間隙５１０Ｃは、大きくなり、一方で、第４の間隙５１０Ｄは、小さくなる。さらに、第３の回転可能ヘッド５０８Ｆは、第４の固定ヘッド５０８Ｇの方へ動く。したがって、第５の間隙５１０Ｅは、大きくなり、一方で、第６の間隙５１０Ｆは、小さくなる。最終的に、第４の回転可能ヘッド５０８Ｈは、第１の固定ヘッド５０８Ａの方へ動く。したがって、第７の間隙５１０Ｇは、大きくなり、一方で、第８の間隙５１０Ｈは、小さくなる。回転可能ハウジング５０６が、反時計回りに回転する場合、逆のことが起こる。上述したように、固定ヘッド５０８Ａ、５０８Ｃ、５０８Ｅ、５０８Ｇと回転可能ヘッド５０８Ｂ、５０８Ｄ、５０８Ｆ、５０８Ｈとの間の間隙は、撓みベースのトルクセンサ５００の回転量を制限するハードストップを提供する。
【００７２】
［0085］  回転可能ヘッド５０８Ｂ、５０８Ｄ、５０８Ｆ、５０８Ｈが動くとき、センサ５１２Ａ、５１２Ｂ、５１２Ｃ、および５１２Ｄは、回転可能ヘッド５０８Ｂ、５０８Ｄ、５０８Ｆ、５０８Ｈの回転運動を検出する。上述したように、トルクセンサ５００は、第１のセンサ５１２Ａからの第１の読取りと、第２のセンサ５１２Ｂからの第２の読取りと、第３のセンサ５１２Ｃからの第３の読取りと、第４のセンサ５１２Ｄからの第４の読取り値とを組み合わせてシステム上のトルクを決定するように構成されたプロセッサを含むことができる。例えば、プロセッサは、第１の読取り値および第３の読取り値を加算し、さらに、第２の読取り値および第４の読取り値を加算するように構成することができる。そのような例では、組み合わされたセンサデータは、トルクを測定するのに無関係な運動を削除することができる。例えば、第１の読取りおよび第３の読取りと、第２の読取りおよび第４の読取りとの値を加算することによって、回転運動だけが検出されるように、側方運動および上下運動は削除される。さらに、上述したように、センサ５１２Ａ、５１２Ｂ、５１２Ｃ、５１２Ｄは、回転運動だけが、センサによって検出されるように、曲げモーメントを無視するように構成され得る。プロセッサは、加算された値を２で除算することによって第１の読取りおよび第３の読取りを正規化するようにさらに構成され得る。同様に、プロセッサは、加算された値を２で除算することによって第２の読取りおよび第４の読取りを正規化するように構成され得る。次いで、プロセッサは、２つの正規化された値を一緒に加算して、加算された正規化値を２で除算するように構成され得る。別の例では、プロセッサは、第１の読取りおよび第３の読取りと、第２の読取りおよび第４の読取りとの値を加算し、組み合わされた読取りを４で除算して（センサ５１２Ａ、５１２Ｂ、５１２Ｃ、および５１２Ｄからの４つのセンサ読取りがあるので）、正規化トルクを取得するように構成され得る。他の例も、同様に可能である。
【００７３】
［0086］  図６は、実装例による、トルクセンサ例の別の撓みハブ例６００を図示する。図６に示すように、撓みハブは、完全な円である必要はない。さらに別の例では、撓みハブは、２つのヘッドだけ、つまり単一の回転可能ヘッドおよび単一の固定ヘッドを含むことができる。そのような例では、トルクセンサは、回転可能ヘッドを円形路で動かすように構成された軸受システムを含むことができる。そのようなトルクセンサは、上述したように、回転可能ヘッドに隣接して置かれたセンサを含む。
【００７４】
［0087］  さらに別の実装では、トルクセンサは、互いに結合した複数の個別の環状撓みヘッドを含むことができる。そのような実装は、分解能を改善して、さまざまなトルク値域を検出するのに使用することができる。例えば、図７に示すように、トルクセンサ例７００は、第２の環状撓みハブ７０４に結合された第１の環状撓みハブ７０２を含むことができる。環状撓みハブ７０２、７０４のそれぞれは、固定ハウジング７０６と回転可能ハウジング７０８との間に置くことができる。図７に示すように、第１の環状撓みハブ７０２および第２の環状撓みハブ７０４は、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄの中で上述したもののような、４ヘッドの撓みハブである。したがって、撓みハブのそれぞれが、２つの回転可能ヘッドおよび２つの固定ヘッドを含む。しかしながら、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄに関して上述した８ヘッドの撓みハブなどの、別の数のヘッドも、同様に可能である。
【００７５】
［0088］  トルクセンサ７００は、第１の環状撓みハブ７０２の第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサ７１０Ａと、第２の環状撓みハブ７０４の第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサ７１０Ｂと、第１の環状撓みハブ７０２の第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第３のセンサ７１０Ｃと、第２の撓みハブ７０４の第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第４のセンサ７１０Ｄとをさらに含むことができる。センサ７１０Ａ、７１０Ｂ、７１０Ｃ、および７１０Ｄは、例として、線形変位センサ、角変位センサ、ＭＲセンサ、フラックスゲート磁力計、またはホール効果センサでもよい。他の例も、同様に可能である。さらに、上述したように、センサ７１０Ａ、７１０Ｂ、７１０Ｃ、７１０Ｄは、トルクセンサ７００のさまざまな構成要素上にさまざまな方法で置くことができる。
【００７６】
［0089］  １つの例では、第１の環状撓みハブ７０２は、第２の環状撓みハブ７０４より低い剛性を有することができる。例えば、第１の環状撓みハブ７０２は、第２の環状撓みハブ７０４とは異なる、より低い剛性の材料で構成することができる。別の例では、第１の環状撓みハブ７０２は、第２の環状撓みハブ７０４より薄くてよい。したがって、第１のセンサ７１０Ａおよび第３のセンサ７１０Ｃは、第２のセンサ７１０Ｂおよび第４のセンサ７１０Ｄより小規模のトルクを検出することができる。動作中、回転可能ハウジング７０８が回転するとき、第１のセンサ７１０Ａおよび第３のセンサ７１０Ｃは、第１の環状撓みハブ７０２の回転可能ヘッドの回転運動を検出することができる。第１の環状撓みハブ７０２の回転可能ヘッドと固定ヘッドとの間の間隙が閉じれば、第２の環状撓みハブ７０２の回転可能ヘッドは、動き続け、第２のセンサ７１０Ｂおよび第４のセンサ７１０Ｄは、第２の環状撓みハブ７０２の回転可能ヘッドの回転運動を検出する。
【００７７】
［0090］  図８は、実装例によって構成された非一時的コンピュータ可読媒体を図示する。実装例では、トルクセンサ例は、１つまたは複数のプロセッサ、１つまたは複数の形態のメモリ、１つまたは複数の入力装置／インターフェイス、１つまたは複数の出力装置／インターフェイス、および１つまたは複数のプロセッサによって実行されるとき、ロボット装置にさまざまな機能、タスク、性能等を遂行させる機械可読命令と通信することができる。
【００７８】
［0091］  上記したように、いくつかの実装では、開示されるトルクセンサは、ロボット関節例に、機械可読フォーマットの非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に、または他の非一時的媒体または製品上に符号化されたコンピュータプログラム命令によって実装され得るアクションを行わせることができる。図８は、本明細書に提示される少なくともいくつかの実装によって配置された、計算装置上でコンピュータプロセスを実行するためのコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品例の概念的部分図を図示している概略図である。
【００７９】
［0092］  １つの実装では信号担持媒体８０２を使用するコンピュータプログラム製品例８００が、提供される。信号担持媒体８０２は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されるとき、図１〜図７に関して上述された機能性または機能性の一部を提供することができる１つまたは複数のプログラミング命令８０４を含むことができる。いくつかの例では、信号担持媒体８０２は、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ：Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｄｉｓｋ）、デジタルテープ、メモリ等の、コンピュータ可読媒体８０６とすることができる。いくつかの実装では、信号担持媒体８０２は、メモリ、読出し／書込み（Ｒ／Ｗ：Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ）ＣＤ、Ｒ／Ｗ  ＤＶＤ等の、これらに限定するわけではないが、コンピュータ記録可能媒体８０８とすることができる。いくつかの実装では、信号担持媒体８０２は、デジタルおよび／またはアナログ通信媒体（例えば光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク等）などの、これらに限定するわけではないが、通信媒体８１０とすることができる。したがって、例えば、信号担持媒体８０２は、通信媒体８１０の無線形態によって伝達され得る。
【００８０】
［0093］  １つまたは複数のプログラミング命令８０４は、例えば、コンピュータ実行可能命令および／または論理実装命令であることができる。いくつかの例では、図１のプロセッサ１０２などの計算装置は、コンピュータ可読媒体８０６、コンピュータ記録可能媒体８０８、および／または通信媒体８１０の１つまたは複数によってプロセッサ１０２に伝えられるプログラミング命令８０４に応答してさまざまな動作、機能、またはアクションを提供するように構成される。
【００８１】
［0094］  さらに、非一時的コンピュータ可読媒体８０６は、相互に遠く離れて位置付けられることもあり得る複数のデータ記憶要素の中に分散される場合もある。記憶された命令の一部または全部を実行する装置は、計算装置を含むトルクセンサである場合もある。別の例では、記憶された命令の一部または全部を実行する装置は、計算装置を含むロボット装置である場合もある。あるいは、記憶された命令の一部または全部を実行する装置は、ロボット装置例と無線通信するクラウドベースの計算装置である場合もある。
【００８２】
［0095］  本明細書におけるいくつかの例の中では、動作は、機能を行う方法として記載される場合があり、方法は、機能を行うための実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品（例えば、有形のコンピュータ可読記憶媒体または非一時的コンピュータ可読媒体）上に統合され得る。
【００８３】
ＩＶ．結論
［0096］  本明細書に記載される配置は、例示を目的としたものにすぎない。したがって、当業者であれば認識されるように、他の配置および他の要素（例えば機械、インターフェイス、動作、命令、およびグループ化された動作等）を代わりに使用することもでき、いくつかの要素は、所望の結果次第で、完全に省略することもできる。さらに、記載される要素の多くは、別々のまたは分散された構成要素として、または他の構成要素と関連して、任意の適切な組み合わせおよび位置で、または組み合わせることができる独立構造物として記載される他の構造要素の中で、実装されることができる機能エンティティである。
【００８４】
［0097］  さまざまな態様および実装を本明細書に開示してきたが、他の態様および実装が、当業者には明らかであろう。本明細書に開示されるさまざまな態様および実装は、説明のためのものであり、制限的であるようには意図されておらず、真の範囲は、後続の特許請求の範囲と、併せて、そのような特許請求の範囲に権利が与えられている等価物の全ての範囲とによって示される。さらに、本明細書で使用される用語は、特定の実装を記載するためのものにすぎず、制限的であるようには意図されていない。
【図１】
2019023661.tif 000003
【図２】
2019023661.tif 000004
【図３】
2019023661.tif 000005
【図４Ａ】
2019023661.tif 000006
【図４Ｂ】
2019023661.tif 000007
【図４Ｃ】
2019023661.tif 000008
【図４Ｄ】
2019023661.tif 000009
【図５Ａ】
2019023661.tif 000010
【図５Ｂ】
2019023661.tif 000011
【図５Ｃ】
2019023661.tif 000012
【図５Ｄ】
2019023661.tif 000013
【図６】
2019023661.tif 000014
【図７】
2019023661.tif 000015
【図８】
2019023661.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月9日(2018.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の環状撓みハブと、
前記第１の環状撓みハブに結合され、前記第１の環状撓みハブとは異なる剛性を有する第２の環状撓みハブと、
固定ハウジングと、
回転可能ハウジングと、を備え、
前記第１の環状撓みハブおよび前記第２の環状撓みハブがそれぞれ、対応する第１の固定ヘッドと、対応する第２の固定ヘッドと、対応する第１の回転可能ヘッドと、対応する第２の回転可能ヘッドとを備え、
前記固定ハウジングが、前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドと、前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドとに結合され、
前記回転可能ハウジングが、前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドと、前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドとに結合される、トルクセンサ。
【請求項２】
前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサと、
前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサと、
前記第１の環状撓みハブの前記対応する第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第３のセンサと、
前記第２の環状撓みハブの前記対応する第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第４のセンサと、をさらに備える、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項３】
前記第１のセンサおよび前記第３のセンサが、前記第２のセンサおよび前記第４のセンサより小規模のトルクを検出するように構成される、請求項２に記載のトルクセンサ。
【請求項４】
前記第１のセンサおよび前記第３のセンサが、前記第１の環状撓みハブの外周に隣接して置かれ、
前記第２のセンサおよび前記第４のセンサが、前記第２の環状撓みハブの外周に隣接して置かれる、請求項２に記載のトルクセンサ。
【請求項５】
前記第１のセンサ、前記第２のセンサ、前記第３のセンサ、および前記第４のセンサが、線形変位センサを備える、請求項２に記載のトルクセンサ。
【請求項６】
前記第１のセンサ、前記第２のセンサ、前記第３のセンサ、および前記第４のセンサが、角変位センサを備える、請求項２に記載のトルクセンサ。
【請求項７】
前記第１の環状撓みハブが、前記第２の環状撓みハブとは異なる材料で構成される、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項８】
前記第１の環状撓みハブが、前記第２の環状撓みハブより薄い、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項９】
前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドが、前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置され、
前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドが、前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置される、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項１０】
前記第１の環状撓みハブが、
前記第１の環状撓みハブの外周における前記対応する第１の固定ヘッドと前記対応する第１の回転可能ヘッドとの間の第１の間隙と、
前記第１の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第１の回転可能ヘッドと前記対応する第２の固定ヘッドとの間の第２の間隙と、
前記第１の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第２の固定ヘッドと前記対応する第２の回転可能ヘッドとの間の第３の間隙と、
前記第１の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第２の回転可能ヘッドと前記対応する第１の固定ヘッドとの間の第４の間隙と、をさらに備える、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項１１】
前記第２の環状撓みハブが、
前記第２の環状撓みハブの外周における前記対応する第１の固定ヘッドと前記対応する第１の回転可能ヘッドとの間の第１の間隙と、
前記第２の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第１の回転可能ヘッドと前記対応する第２の固定ヘッドとの間の第２の間隙と、
前記第２の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第２の固定ヘッドと前記対応する第２の回転可能ヘッドとの間の第３の間隙と、
前記第２の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第２の回転可能ヘッドと前記対応する第１の固定ヘッドとの間の第４の間隙と、をさらに備える、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項１２】
前記第１の環状撓みハブおよび前記第２の環状撓みハブの、前記対応する第１の固定ヘッド、前記対応する第２の固定ヘッド、前記対応する第１の回転可能ヘッド、および前記対応する第２の回転可能ヘッドのそれぞれが、それぞれの複数のスポークを含む、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項１３】
前記第１の環状撓みハブが、前記対応する第１の固定ヘッドの第１の切欠きと、前記対応する第２の固定ヘッドの第２の切欠きと、をさらに備え、
前記固定ハウジングが前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１の固定ヘッドに結合されるように、前記固定ハウジング上の第１の突起が前記第１の切欠きに嵌まるように構成され、
前記固定ハウジングが前記第１の環状撓みハブの前記対応する第２の固定ヘッドに結合されるように、前記固定ハウジング上の第２の突起が前記第２の切欠きに嵌まるように構成される、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項１４】
前記第２の環状撓みハブが、前記対応する第１の固定ヘッドの第１の切欠きと、前記対応する第２の固定ヘッドの第２の切欠きと、をさらに備え、
前記固定ハウジングが前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１の固定ヘッドに結合されるように、前記固定ハウジング上の第１の突起が前記第１の切欠きに嵌まるように構成され、
前記固定ハウジングが前記第２の環状撓みハブの前記対応する第２の固定ヘッドに結合されるように、前記固定ハウジング上の第２の突起が前記第２の切欠きに嵌まるように構成される、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項１５】
第１の肢と、
第２の肢と、
トルクセンサと、を備え、
前記トルクセンサが、
第１の環状撓みハブと、
前記第１の環状撓みハブに結合され、前記第１の環状撓みハブとは異なる剛性を有する第２の環状撓みハブと、
固定ハウジングと、
回転可能ハウジングと、を有し、
前記第１の環状撓みハブおよび前記第２の環状撓みハブがそれぞれ、対応する第１の固定ヘッドと、対応する第２の固定ヘッドと、対応する第１の回転可能ヘッドと、対応する第２の回転可能ヘッドとを備え、
前記固定ハウジングが、前記第１の肢と、前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドと、前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドとに結合され、
前記回転可能ハウジングが、前記第２の肢と、前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドと、前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドとに結合される、ロボット関節。
【請求項１６】
前記トルクセンサが、
前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第１のセンサと、
前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第２のセンサと、
前記第１の環状撓みハブの前記対応する第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第３のセンサと、
前記第２の環状撓みハブの前記対応する第２の回転可能ヘッドに隣接して置かれた第４のセンサと、をさらに備える、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項１７】
前記第１のセンサおよび前記第３のセンサが、前記第２のセンサおよび前記第４のセンサより小規模のトルクを検出するように構成される、請求項１６に記載のロボット関節。
【請求項１８】
前記第１のセンサおよび前記第３のセンサが、前記第１の環状撓みハブの外周に隣接して置かれ、
前記第２のセンサおよび前記第４のセンサが、前記第２の環状撓みハブの外周に隣接して置かれる、請求項１６に記載のロボット関節。
【請求項１９】
前記第１のセンサ、前記第２のセンサ、前記第３のセンサ、および前記第４のセンサが、線形変位センサを備える、請求項１６に記載のロボット関節。
【請求項２０】
前記第１のセンサ、前記第２のセンサ、前記第３のセンサ、および前記第４のセンサが、角変位センサを備える、請求項１６に記載のロボット関節。
【請求項２１】
前記第１の環状撓みハブが、前記第２の環状撓みハブとは異なる材料で構成される、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項２２】
前記第１の環状撓みハブが、前記第２の環状撓みハブより薄い、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項２３】
前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドが、前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置され、
前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の固定ヘッドが、前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１および第２の回転可能ヘッドの間に交互配置される、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項２４】
前記第１の環状撓みハブが、
前記第１の環状撓みハブの外周における前記対応する第１の固定ヘッドと前記対応する第１の回転可能ヘッドとの間の第１の間隙と、
前記第１の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第１の回転可能ヘッドと前記対応する第２の固定ヘッドとの間の第２の間隙と、
前記第１の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第２の固定ヘッドと前記対応する第２の回転可能ヘッドとの間の第３の間隙と、
前記第１の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第２の回転可能ヘッドと前記対応する第１の固定ヘッドとの間の第４の間隙と、をさらに備える、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項２５】
前記第２の環状撓みハブが、
前記第２の環状撓みハブの外周における前記対応する第１の固定ヘッドと前記対応する第１の回転可能ヘッドとの間の第１の間隙と、
前記第２の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第１の回転可能ヘッドと前記対応する第２の固定ヘッドとの間の第２の間隙と、
前記第２の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第２の固定ヘッドと前記対応する第２の回転可能ヘッドとの間の第３の間隙と、
前記第２の環状撓みハブの前記外周における前記対応する第２の回転可能ヘッドと前記対応する第１の固定ヘッドとの間の第４の間隙と、をさらに備える、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項２６】
前記第１の環状撓みハブおよび前記第２の環状撓みハブの、前記対応する第１の固定ヘッド、前記対応する第２の固定ヘッド、前記対応する第１の回転可能ヘッド、および前記対応する第２の回転可能ヘッドのそれぞれが、それぞれの複数のスポークを含む、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項２７】
前記第１の環状撓みハブが、前記対応する第１の固定ヘッドの第１の切欠きと、前記対応する第２の固定ヘッドの第２の切欠きと、をさらに備え、
前記固定ハウジングが前記第１の環状撓みハブの前記対応する第１の固定ヘッドに結合されるように、前記固定ハウジング上の第１の突起が前記第１の切欠きに嵌まるように構成され、
前記固定ハウジングが前記第１の環状撓みハブの前記対応する第２の固定ヘッドに結合されるように、前記固定ハウジング上の第２の突起が前記第２の切欠きに嵌まるように構成される、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項２８】
前記第２の環状撓みハブが、前記対応する第１の固定ヘッドの第１の切欠きと、前記対応する第２の固定ヘッドの第２の切欠きと、をさらに備え、
前記固定ハウジングが前記第２の環状撓みハブの前記対応する第１の固定ヘッドに結合されるように、前記固定ハウジング上の第１の突起が前記第１の切欠きに嵌まるように構成され、
前記固定ハウジングが前記第２の環状撓みハブの前記対応する第２の固定ヘッドに結合されるように、前記固定ハウジング上の第２の突起が前記第２の切欠きに嵌まるように構成される、請求項１５に記載のロボット関節。
【請求項２９】
前記トルクセンサの前記回転可能ハウジングに結合され、前記回転可能ハウジングに回転入力を提供するように構成されたアクチュエータをさらに備える、請求項１５に記載のロボット関節。
【外国語明細書】
2019023661000001.pdf