(57)【要約】　　　（修正有）【課題】腰を曲げる際にかかる慣性力を減少させることができるロボット骨組み機構を提供する。【解決方法】大腿部連結桿１２の一方の端部から大腿部回転機構１４までの大腿部５０と、寛骨部回転機構１８から寛骨部回転機構２０までの寛骨部５２、腰部連結板４４部分の腰連結部５４、背部回転機構２４から肩部回転機構３４までの背部５６、さらに肩部回転機構３４から第二連結桿４０の末端までの肩部５８で構成されている。【選択図】図２
0003099206.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
主に２組の連動関節機構と、２組の腰部連結桿と、固定板により構成されるロボット骨組み機構において、
左右対称に位置する２組の連動関節機構のうち、各組の連動関節機構は、
その一端に大腿部回転機構が設けられている大腿部連結桿と
その両端部に寛骨部回転機構がそれぞれ設けられ、該寛骨部連結桿の一端の該寛骨部回転機構が該大腿部回転機構に連結している寛骨部連結桿と、
その一端に背部回転機構が設けられ、該背部回転機構が該寛骨部連結桿の他端の該寛骨部回転機構に連結して連結装置を形成し、該連結装置に円周に沿って環状凹溝が設けられている背部第一連結桿と、
その一端が該背部第一連結桿の他端に連結し、その連結部分に背部ジョイントが設けられている背部第二連結桿と、
その一端が該背部第二連結桿の他端に連結し、該背部第二連結桿と該肩部第一連結桿の間で回転させることができる肩部第一連結桿と、
その一端が該肩部第一連結桿の他端に連結し、その連結部分に肩部ジョイントが設けられている肩部第二連結桿と、
を具有し、
２組の腰部連結板は、
それぞれに長手方向にスライド溝が設けられ、かつ該スライド溝４２の長手方向の対向する両内側面が環状凹溝２８の内壁に当接するように設けられることによって、該連動関節機構を該スライド溝４２内に摺動することができ、
固定板は該２組の連動関節機構の該腰部連結板上に固定設置することを特徴とするロボット骨組み機構。
【請求項２】
寛骨部連結桿と背部第一連結桿が弧状連結桿であることを特徴とする請求項１記載のロボット骨組み機構。
【請求項３】
背部第二連結桿と肩部第一連結桿の連結部分に肩部回転機構が設けられている請求項１記載のロボット骨組み機構。
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案はロボットの骨組み機構に関し、特に２つの連動する関節機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロボットの大部分は、その設計時においてロボット胴体部の中央部にその胴体部のパーツが固定、設置されている。このような中央固定型のロボットは、静止状態で直立しているときには平衡バランスが保たれているが、たとえば船や車のような交通手段を利用しているときや、地上を走行しているときなどバランス移動が必要な場合、該設計の骨組み機構では、ロボット全体のバランスを保つことは難しい。また、ロボットが腰を曲げる場合は、その慣性モーメントが小さいほどロボットの平衡バランスが保たれ、ロボットが起き上がるときのエネルギーも少ない。
【０００３】
一般に使用されているロボットは、背中がまっすぐの状態で腰を曲げるため、臀部を支点にした頭部までの直線距離が慣性モーメントとなることから、その慣性モーメントが長すぎると平衡バランスを維持することが難しくなるという問題点があった。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】
本考案は、上記従来技術の問題点を解決し、２組の連動間接機構を使用してロボットの平衡の安定性を増すことができるロボット骨組み機構を提供することを課題とする。
【０００５】
本考案は、ロボットが腰を曲げるとき腰部連結板を支点軸にすることによりその慣性モーメントを短くしたロボット骨組み機構を提供することを課題とする。
【０００６】
本考案は、弧状の背部連結桿と寛骨部連結桿を利用するとともに腰部連結板を支点軸にすることによって、腰を曲げる際にかかる慣性力を減少させることができるロボット骨組み機構を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載するロボット骨組み機構は、主に２組の連動関節機構と、２組の腰部連結桿と、固定板により構成されるロボット骨組み機構において、左右対称に位置する２組の連動関節機構のうち、各組の連動関節機構は、その一端に大腿部回転機構が設けられている大腿部連結桿とその両端部に寛骨部回転機構がそれぞれ設けられ、該寛骨部連結桿の一端の該寛骨部回転機構が該大腿部回転機構に連結している寛骨部連結桿と、その一端に背部回転機構が設けられ、該背部回転機構が該寛骨部連結桿の他端の該寛骨部回転機構に連結して連結装置を形成し、該連結装置に円周に沿って環状凹溝が設けられている背部第一連結桿と、その一端が該背部第一連結桿の他端に連結し、その連結部分に背部ジョイントが設けられている背部第二連結桿と、その一端が該背部第二連結桿の他端に連結し、該背部第二連結桿と該肩部第一連結桿の間で回転させることができる肩部第一連結桿と、その一端が該肩部第一連結桿の他端に連結し、その連結部分に肩部ジョイントが設けられている肩部第二連結桿と、を具有し、２組の腰部連結板は、それぞれに長手方向にスライド溝が設けられ、かつ該スライド溝４２の長手方向の対向する両内側面が環状凹溝２８の内壁に当接するように設けられることによって、該連動関節機構を該スライド溝４２内に摺動することができ、固定板は該２組の連動関節機構の該腰部連結板上に固定設置する。
【０００８】
請求項２に記載するロボット骨組み機構は、寛骨部連結桿と背部第一連結桿が弧状連結桿である。
【０００９】
請求項３に記載するロボット骨組み機構は、背部第二連結桿と肩部第一連結桿の結合部分に肩部回転機構が設けられている。
【００１０】
【考案の実施の形態】
図１に示すように、本考案のロボット骨組み機構は、主に左右対称の２組の連動関節機構１０を一体に結合して構成する。この２組の連動関節機構１０はそれぞれ大腿部連結桿１２を含み、その一端には大腿部回転機構１４が設けられ、該大腿部回転機構１４は寛骨部連結桿１６の一端部に設けらる寛骨部回転機構１８と連結し、寛骨部連結桿１６の他端には寛骨部回転機構２０に連結する。該寛骨部回転機構２０は背部第一連結桿２２の一端に設けられる背部回転機構２４と連結して連結装置２６を形成する。該連結装置２６には円周に沿って環状凹溝２８を形成する。また、背部第一連結桿２２の他端は背部ジョイント３０を介して背部第二連結桿３２に連結し、背部第二連結桿３２は肩部回転機構３４を介して肩部第一連結桿３６に連結する。該肩部第一連結桿３６は肩部ジョイント３８を介して肩部第二連結桿４０に連結する。また、２組の連動関節機構１０は、長手方向にスライド溝４２を形成した腰部連結板４４を設け、かつ該スライド溝４２の長手方向の対向する両内側面が環状凹溝２８の内壁に当接するように設けることによって、該スライド溝４２内を摺動自在に設けられる。該２組の連動関節機構１０は固定板４６を介して腰部連結板４４上に固定されて一体となり、ロボット骨組み機構を形成する。
【００１１】
上述の構造は、大腿部連結桿１２と、寛骨部連結桿１６と、背部第一連結桿２２と、肩部第一連結桿３６とによる軸回転運動と、及び背部第二連結桿３２と、肩部第二連結桿４０との左右揺振運動によって、２組の連動関節機構１０を腰部連結板４４のスライド溝４２内において、水平方向に摺動させる。
【００１２】
図２に示すように、この考案は、大腿部連結桿１２の一方の端部から大腿部回転機構１４までの大腿部５０と、寛骨部回転機構１８から寛骨部回転機構２０までの寛骨部５２、腰部連結板４４部分の腰連結部５４、背部回転機構２４から肩部回転機構３４までの背部５６、さらに肩部回転機構３４から第二連結桿４０の末端までの肩部５８で構成されている。
【００１３】
図３に開示するように、この考案の上半身を左右に回転させる場合は、両側の背部第一連結桿２２と腰部連結板４４を介して回転運動が行われる。また、腰部連結板４４が上半身の上下運動を調整することによって、その平衡の安定性が増す。
【００１４】
図４に開示するように、この考案の上半身を左右に擺動させる場合は、腰部連結板４４を介して上下運動が行われ、背部第二連結桿３２を利用して左右に擺動運動することによって、本考案の上半身を左右に擺動させることができる。
【００１５】
図５に開示するように、この考案の上半身を前に曲げる場合は、腰部連結板４４を支点軸にして曲げると、寛骨部連結桿１６および背部第一連結桿２２が回転し、同時に本考案の構造の上半身が曲がる。この考案は腰部連結板４４を支点軸にして腰を曲げる構造を具え、従来の臀部を支点軸にしたものと比べると、腰を曲げるときの慣性モーメントが従来のそれより短かいため、腰を曲げるときの平衡をより安定させ、かつこれを保持することができる。また、この考案の寛骨部連結桿１６と背部第一連結桿２２は弧状連結桿の内側回転により腰が曲がる。この仕組みによって、上半身を前に曲げるときに下に働く慣性力の一部を転化させるることができる。
【００１６】
図６に開示するように、この考案の走行時において、図中の右足６０が不動の状態で左足６２を前に踏み出すとき、その左側の大腿部連結桿１２が回転し、さらに左側の腰部連結板４４を介して上部へ移動し、左側の肩部第一連結桿３６が回転して、ロボット骨組み機構の重心が右足６０側に移動することによって、重心の平衡バランスを保つことができる。また、左足６２を前に踏み出したとき、右側の背部第一連結桿２２が回転することによって、左足６２が地面から離れたときの平衡バランスが増す。この原理は、立ったまま静止した状態のコマのようにわずかな歪みで傾くが、このコマが回転している状態においては、ある程度の歪みが生じても傾かないというものであり、左足６２が不動の状態で右足６０を前に踏み出したときは、右足６０が不動の状態で左足６２を前に踏み出すときと対称の動作となり、これによって連続走行が可能となる。
【００１７】
【考案の効果】
本考案によると、左右対称に位置する２組の連動関節機構と２組の腰部連結板を設けることにより、ロボット自体の動きに応じた平衡バランスを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の斜視図である。
【図２】本考案の人型の各部位に対応した斜視図である。
【図３】本考案の上半身の回転移動を示す斜視図である。
【図４】本考案の上半身の左右擺動を示す斜視図である。
【図５】本考案の腰を曲げた状態を示す斜視図である。
【図６】本考案の走行動作を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０　　連動関節機構
１２　　大腿部連結桿
１４　　大腿部回転機構
１６　　寛骨部連結桿
１８　　寛骨部回転機構
２０　　寛骨部回転機構
２２　　背部第一連結桿
２４　　背部回転機構
２６　　連結装置
２８　　環状凹溝
３０　　背部ジョイント
３２　　背部第二連結桿
３４　　肩部回転機構
３６　　肩部第一連結桿
３８　　肩部ジョイント
４０　　肩部第二連結桿
４２　　スライド溝
４４　　腰部連結板
４６　　固定板
４８　　人体
５０　　大腿部
５２　　寛骨部
５４　　腰連結部
５６　　背部
５８　　肩部
６０　　右足
６２　　左足
【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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