(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの回転自由度を持つジョイント（１３）によって連結された２つの要素（１１、１２；１３１、１３２；１４１、１４２）を備える人型ロボットであって、前記ジョイントが、それぞれ別個の第１の軸（１７）、第２の軸（１９）および第３の軸（１５）に対応する前記３つの自由度のいずれかでそれぞれ作動する３つのアクチュエータ（１４、１６、１８）によって動かされる人型ロボットにおいて、
前記３つのアクチュエータ（１４、１６、１８）は、前記２つの要素（１１、１２；１３１、１３２；１４１、１４２）のうち一方の要素（１２、１３１、１４１）内に配置され、
前記３つのアクチュエータ（１４、１６、１８）のうち、第１及び第２のアクチュエータ（１６、１８）は、ハウジング（６１）内に並列に配置され、
前記３つのアクチュエータ（１４、１６、１８）のうち、第３のアクチュエータ（１４）は、前記一方の要素（１２、１３１、１４１）内において、前記ハウジング（６１）に対して直列に配置され、
前記第１のアクチュエータ（１６）は、前記第１の軸（１７）を中心に回転させるために構成され、
前記第２のアクチュエータ（１８）は、前記第２の軸（１９）を中心に回転させるために構成され、
前記第３のアクチュエータ（１４）は、前記第３の軸（１５）を中心に回転させるために構成されている
ことを特徴とする人型ロボット。
【請求項２】
前記人型ロボットが胴体（１４１）を備えると共に、前記第３のアクチュエータ（１４）が前記胴体（１４１）を基準にして前記第１及び前記第２のアクチュエータ（１６、１８）の上流に配置されることを特徴とする請求項１に記載の人型ロボット。
【請求項３】
前記ジョイントが足首（１０）であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載の人型ロボット。
【請求項４】
前記ジョイントが手首（１３０）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の人型ロボット。
【請求項５】
前記ジョイントが首（１４０）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の人型ロボット。
【請求項６】
前記アクチュエータ（１４、１６、１８）が油圧動力を使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の人型ロボット。
【請求項７】
前記人型ロボットが胴体（１４１）を備えると共に、前記３つのアクチュエータ（１４、１６、１８）が、前記２つの要素（１１、１２；１３１、１３２；１４１、１４２）のうち前記胴体（１４１）である前記一方の要素または前記胴体（１４１）に近い方の前記一方の要素（１２；１３１）内に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の人型ロボット。
【請求項８】
前記第１及び前記第２のアクチュエータ（１６、１８）はリニア形であり、前記リニア形の前記第１及び前記第２のアクチュエータ（１６、１８）はそれぞれ、２つの単動シリンダ（３７、３８）を備え、並列な軸上を移動する２つのピストン（３９、４０）を含み、前記リニア形の前記第１及び前記第２のアクチュエータ（１６、１８）は、それぞれ２つのタイロッド（３３、３４）を引っ張るアクチュエータであり、前記第１及び前記第２のアクチュエータ（１６、１８）の一方のピストン（３９）は、一方のタイロッド（３３）の一端に固定され、前記第１及び前記第２のアクチュエータ（１６、１８）の他方のピストン（４０）は、他方のタイロッド（３４）の一端に固定され、前記一方および他方のタイロッド（３３、３４）の他端は、前記２つの要素（１１、１２；１３１、１３２；１４１、１４２）のうち前記一方の要素（１２、１３１、１４１）とは異なる他方の要素（１１；１３２；１４２）に固定されていることを特徴とする請求項７に記載の人型ロボット。
【請求項９】
前記ジョイントが、脚（１２）に対する足（１１）の移動を可能にする足首（１０）であると共に、前記ロボットの前額軸（１９）と矢状軸（１７）を中心にした前記足（１１）の回転を可能にする前記アクチュエータ（１６）の１つが、ケーブル（５１、５５）によって、及び前記足（１１）に配置された角度伝達装置（８０）によって機能することを特徴とする請求項８に記載の人型ロボット。
【請求項１０】
前記第１及び前記第２のアクチュエータ（１６、１８）はそれぞれ、２つの単動シリンダ（３７、３８）を備え、前記２つの単動シリンダ（３７、３８）はそれぞれ、前記要素（１１）の１つを引っ張るものであることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の人型ロボット。
【請求項１１】
前記第１及び前記第２のアクチュエータ（１６、１８）のそれぞれが、前記シリンダ（３７、３８）の１つにそれぞれ属する２つのチャンバー（４３、４４）の間で油圧差を作り出す油圧ポンプを備えることを特徴とする請求項１０に記載の人型ロボット。
【請求項１２】
前記第３のアクチュエータ（１４）が回転油圧シリンダを備え、前記回転油圧シリンダが前記第３のアクチュエータ（１４）の前記回転軸（１５）に直交する平面において、ステータ（３０）と、ロータ（３２）と、前記ロータ（３２）及び前記ステータ（３０）の間に配置される油圧フィルムと、を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の人型ロボット。
【請求項１３】
前記ジョイント（１３）は、前記ハウジング（６１）に回転可能に支持されたクロスピース（６０）を備え、
前記第１及び第２のアクチュエータ（１６、１８）は、前記ハウジング（６１）に対して前記クロスピース（６０）を回転作動させるものであり、
前記第３のアクチュエータ（１４）は、前記ハウジング（６１）を回転作動させるものである
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の人型ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球面ジョイントを使用する人型ロボットに関する。本発明は、特に、可能な限り人体構造に近づいた人型ロボットの製造において使用される。
【背景技術】
【０００２】
この人体構造をモデル化する数学モデルは、１９６０年に米国のオハイオ州デイトンにあるAerospace Medical Research Laboratoriesによって開発された。これは、Hanavanモデルとして周知であり、所与の人間のサイズ及び重量、並びに人体のあらゆる部分の寸法に関してパラメトリック法で記述する。特に、足首は３つの回転自由度を持つジョイントとして記述される。膝から足首にわたって延びる部位である脚の寸法についても記述される。例えば、身長が１．６ｍで体重が５０ｋｇの１４歳の若者の場合、高さ３９２ｍｍ、小半径２９ｍｍ、大半径４７ｍｍの円錐台によって脚を表現することが可能である。足は、全長が２４３ｍｍ、幅が８０ｍｍ、かかとの高さが６２ｍｍ、足の裏と足首への連結部との距離が７２ｍｍといった、矩形状の平行六面体のセットによってモデル化される。脚の高さは、足首ジョイントと膝のジョイントとの間の距離として定義される。
【０００３】
現在のところ、多くの人型ロボットが開発されているが、特に、脚の空間要件について、Hanavanモデルに適合したものは一つとしてない。例えば、足首をユニバーサルジョイントタイプに縮小したロボットが確認されているが、この場合は、矢状面での回転と前額面での回転の２つの自由度しか備えていない。更に、この２つの自由度をモータ化するために使用される作動機構は、Hanavanモデルで指定された寸法を逸脱している。
【０００４】
足首の設計は、人型ロボットの設計において最も難しい課題の１つである。足首は、一方では、移動装置において最大のトルクを必要とするジョイントであるが、他方では、サイズ及び重量に制約があるということが、その原因となっている。例えば、動的計算によれば、１．６ｍ及び５０ｋｇのロボットにおいて、１．２ｍ／ｓの速度での歩行を達成するには、４．５ｒａｄ／ｓの速度及び−１０〜＋３０度のジョイント運動範囲で矢状平面を回転するために、ほぼ８０Ｎ．ｍのトルクを生成する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、例えばHanavanモデルでモデル化された人体構造を、ロボットが正確に再現する程度を高めることにある。本発明は足首の製造に限定されるものではない。本発明は人型ロボットで使用される任意の球面ジョイントに適用される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明の主題は、３つの回転自由度を持つ球面ジョイントによって連結された２つの要素を備える人型ロボットであって、当該ジョイントが、３つの自由度のいずれかでそれぞれ作動する３つのアクチュエータによって動かされる人型ロボットにおいて、第１及び第２のアクチュエータは並列に作動し、第３のアクチュエータは第１及び第２のアクチュエータと直列に作動することを特徴とする人型ロボットである。このタイプのジョイントは、並列機構と直列機構を組み合わせたという意味で、ハイブリッド式と称される。この有用性は、従来の２つのファミリ（一方は、直列機構のファミリ、他方は、並列機構のファミリ）の利点を統合することにある。
【０００７】
本発明は人型ロボットの足首であって、ロボットの脚と足とを連結し、脚と足の間にジョイントを備える人型ロボットの足首において、足首が脚に配置された３つのアクチュエータを備え、このアクチュエータが、それぞれ１つの軸を中心にした足首の回転においてジョイントを動かすことができると共に、３つの回転の軸はそれぞれ異なり交差していることを特徴とする人型ロボットの足首に適用される。
【０００８】
足首の場合、本発明に係る足首を使用する人型ロボットの歩行は前額面、矢状面、水平面の３つの自由度のおかげで、２つの自由度しか持たないロボットの歩行よりもさらに擬人化している。
【０００９】
例として提供する実施形態の詳細説明を、添付の図面を参照しながら読めば、本発明をよく理解でき、他の利点も明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る足首の斜視図である。
【図２】矢状面内にある足首の断面を示す。
【図３】前額面内にある足首の断面を示す。
【図４】縦軸を中心にした足首の回転を可能にするアクチュエータの詳細を示す。
【図５】縦軸を中心にした足首の回転を可能にするアクチュエータの詳細を示す。
【図６】縦軸を中心にした足首の回転を可能にするアクチュエータの詳細を示す。
【図７】本発明に係る手首を示す。
【図８】本発明に係る手首を示す。
【図９】本発明に係る首を示す。
【図１０】本発明に係る首を示す。
【００１１】
理解し易いように、同じ要素には各種の図で同じ参照番号を使用する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る人型ロボットは、本発明に係る１つ又は複数の球面ジョイントを備えることができる。ジョイント（関節）は２つの要素を連結する。足首の場合、２つの要素は脚と足となる。首の場合、２つの要素はロボットの胴体と頭である。手首の場合、２つの要素はロボットの前腕と手である。
【００１３】
図１は本発明に係る足首１０を示す。慣例により、足首は、足１１と、脚１２と、脚１２及び足１１の間のジョイント１３とを備えるアセンブリであるとして規定される。
【００１４】
足首１０は脚１２内に配置された３つのアクチュエータを備えている。アクチュエータには、油圧動力又は電力を使用できる。第１のアクチュエータ１４により、足首は縦軸１５を中心にして回転することができる。第２のアクチュエータ１６により足首は矢状軸１７を中心に回転することができ、第３のアクチュエータ１８により足首は前額軸１９を中心に回転することができる。３つの軸１５、１７、及び１９は、別個のものであり、互いに交差している。図示した例では、３つの軸１５、１７、及び１９は互いに直交している。慣例により、矢状軸は、歩行運動が主に発生する矢状面と直交する軸として規定される。同様に前額軸はロボットの前額面と直交する軸として規定される。前額面は矢状面と直交している。
【００１５】
第１のアクチュエータ１４は、実質的に脚１２の同じレベルに配置される他の２つのアクチュエータ１６及び１８の上方に配置される。より正確には、脚１２は３つの区域を備える。アクチュエータ１４は上側区域２０に配置され、アクチュエータ１６及び１８は下側区域２２に配置される。アクチュエータ１６及び１８は、有利には足１１上で並列に作動する。最もよく知られたロボットの場合と同様に、この並列動作は、アクチュエータの一方が他方を支持するのを防止する。アクチュエータ１４は、２つのアクチュエータ１６及び１８によって形成されるアセンブリと直列に作動する。
【００１６】
より一般には、アクチュエータ１８は、ロボットの胴体を基準としてアクチュエータ１４及び１６の上流に配置され、有利には、３つのアクチュエータ１４、１６、及び１８は、胴体を基準として最遠の上流にある要素内に配置される。
【００１７】
区域２０と区域２２の間に位置する中央区域２１にはアクチュエータは含まれず、ここには、例えば、アクチュエータ１４、１６、及び１８に動力を供給可能な１つ又は複数の油圧ポンプが収容され得る。図２では、中央区域２１の剛性を維持するために、３つのロッド２３〜２５が使用されている。
【００１８】
中央区域２１は、軸１５に直交する平面内で、上側区域２０及び下側区域２２の同様の寸法と比べてより広い特性寸法を持っている。このような３つの寸法は、Hanavanモデルの一部を形成しており、中央区域２１は脚１２のふくらはぎを形成する。
【００１９】
図２は軸１５を含む垂直面内にある足首１０の断面を示す。この平面は矢状面である。上側区域２０に位置するアクチュエータ１４は、有利には、ステータを備える回転油圧モータを含む。このステータ３０は、膝の下部３１に固定されると共に、ステータ３０に対して軸１５を中心に回転移動できるロータ３２に固定されている。ロッド２３〜２５は、ロータ３２に固定されている。
【００２０】
図２の下側区域２２では、足１１が矢状軸１７を中心に移動するのを可能にするアクチュエータ１６のみを示す。有利には、アクチュエータ１６はリニア形であり、一方がアクチュエータ１６に、そして他方が足１１に取り付けられるタイロッド３３及び３４によって作動する。同様に、アクチュエータ１８もリニア形であり、タイロッド３５及び３６によって作動する。アクチュエータ１８は図２の平面内になく、タイロッド３６しか見えない。アクチュエータと足１１の間で作動するタイロッドを使用することは、アクチュエータが直列ではなく並列に作動可能であることを意味する。
【００２１】
有利には、アクチュエータ１６及び１８はそれぞれ、２つの単動シリンダを備える。この２つの単動シリンダはそれぞれ、足１１上でタイロッドとして作動する。アクチュエータ１６の場合、シリンダ３７及び３８は、各ライナー４１及び４２内を移動するピストン３９及び４０をそれぞれ備える。シリンダ３７及び３８は、油圧油を動力源とするチャンバー４３及び４４をそれぞれ備えている。この流体は、例えば、中央区域２１に配置された油圧ポンプによって供給される。ポンプが単動アクチュエータ（この場合はアクチュエータ１６）と関連付けられている場合、ポンプはチャンバー４３又は４４の１つに流体を流し込み、軸１７を中心とした足１１の角運動の方向に応じて他方のチャンバーに流体を放出する。
【００２２】
有利には、リニア形アクチュエータ１６及び１８のピストンは、軸１５と並列に延びる縦軸上を移動する。より一般的には、これらのピストンの軸は互いに並列になっている。ピストンをこのように配置することにより、Hanavanモデルの寸法内に足首をより望ましく含むことができる。この配置ではまた、足首の種々の回転中に及び膝の回転中に、足首１０の慣性を制限することも可能である。
【００２３】
図３は矢状面内にある足首１０の部分的な断面を示す。タイロッド３５及び３６はそれぞれ、両端がスリーブに圧着されたケーブルを備えてよい。タイロッド３５は、アクチュエータ１８のピストンの１つに固定された第１のスリーブ５０と、ケーブル５１と、足１１に属する足底５３に固定された第２のスリーブ５２と、を備える。同様に、タイロッド３６は、アクチュエータ１８のピストンの１つに固定された第１のスリーブ５４と、ケーブル５５と、足底５３に固定された第２のスリーブ５６と、を備える。アクチュエータ１８のシリンダがタイロッド３５又は３６の一方を引っ張り、他方のタイロッドの力が緩むと、足底５３は、図３に直交する軸１９を中心に回転する。同様に、アクチュエータ１６に連結されたタイロッド３３及び３４は、それぞれケーブルを備えてもよい。ケーブルを使用すると、変形により、関係するタイロッドは足の回転運動に追従することができる。ケーブルを使用するとまた、タイロッドの長さ方向に特定の柔軟性が得られるので、足首１０は、各ステップで足１１を地上に置いたときに発生の可能性がある垂直方向の衝撃を緩和することができる。ケーブルの長さを調整できる引き締め金具を設けることもできる。
【００２４】
２つの回転軸１７及び１９を中心にした足１１の回転を可能にするジョイント１３は、脚１２に対して軸１７を中心に回転し、足１１に対して軸１９を中心に回転することができるクロスピース６０を備えている。より正確に言うと、クロスピース６０は、シリンダ（特にシリンダ３７及び３８）のチャンバーを中に有するアクチュエータ１６及び１８のハウジング６１に対して軸１７を中心に回転する。ハウジング６１は、ロッド２３、２４、２５に固定されている。クロスピース６０の２つの端部とハウジング６１との間に配置された２つのベアリング６２及び６３は、軸１７を中心としたクロスピース６０の回転を案内する。
【００２５】
更に、クロスピース６０は、足１１の２つのアップライト６４及び６５に対して軸１９を中心に回転する。アップライト６４及び６５は足底５３に固定される。アップライト６４はトウキックと呼ばれる足の前方上側部分に位置し、アップライト６５はかかとに位置する。ベアリング６６は、アップライト６４に対する軸１９を中心にしたクロスピース６０の回転を案内し、ベアリング６７は、アップライト６５に対する軸１９を中心にしたクロスピース６０の回転を案内する。
【００２６】
足首１０は、脚１２に対する２つの回転軸１７及び１９を中心にした足の運動角度範囲を測定する手段を備えることが有利である。したがって、例えば、クロスピース６０の運動角度範囲を測定する２つのポテンションメータ６８及び６９をベアリング（それぞれ６２及び６７）で使用する。
【００２７】
クロスピース６０は２つのブランチ７０及び７１を含み、ブランチ７０はベアリング６２と６３の間を軸１７に沿って延在し、ブランチ７１はベアリング６６と６７の間を軸１９に沿って延在する。タイロッド３５及び３６はブランチ７０でクロスピース６０を通過し、タイロッド３３及び３４はブランチ７１でクロスピース６０を通過する。クロスピース６０の通過を可能にするために、各ブランチ７０及び７１はそれぞれ２つのブッシュ（ブランチ７０の場合はブッシュ７２及び７３、ブランチ７１の場合はブッシュ７４及び７５）を備える。各タイロッドは、シリンダが駆動されたときブッシュ内で滑動可能である。クロスピース６０がその２つの軸１７及び１９を中心に回転できるようにするために、各種ブッシュの壁面は、対応するブッシュを通過するタイロッドと実質的に接線の関係にあるトーラス部分の形状を持つことが有利である。トーラスの一部分のような形状にすることで、足１１が回転するとき、タイロッド３５及び３６のケーブル５１及び５５は、対応するブッシュの壁面に静止することもできる。
【００２８】
有利には、前額軸及び矢状軸を中心にした足の回転を可能にするアクチュエータの１つは、ケーブル及び角度伝達装置によって駆動される。この角度伝達装置は主に矢状軸１７を中心とした回転に有用であり、この軸を中心としたジョイント１３の可能な運動角度範囲を最大限に拡張し、対応するタイロッドにより伝達されるトルクを高める。
【００２９】
したがって、足は円板部８０を備え、軸８１は軸１７と並列に延び、軸１７の下に位置する。円板８０は足１１に固定される。タイロッド３３及び３４は円板８０の周囲を滑る。各タイロッド３３及び３４に属する、足１１に取り付けられたスリーブは、軸１９と並列に延びて、アップライト（６５及び６４）のそれぞれに取り付けられる。図３では、円板８０に形成された２つの溝８２及び８３を示す。溝８２及び溝８３のそれぞれは、タイロッド（３３及び３４）の１つを案内することが可能である。
【００３０】
アクチュエータ１４により足１１が縦軸１５を中心にして回転できることは、図４、５、及び６を見れば明らかである。アクチュエータ１４は、ステータ３０とロータ３２とを備える回転油圧シリンダで形成されている。ステータ３２は、２つの閉鎖部９１及び９２の間に配置されるライナー９０を備える。ライナー９０と、閉鎖部９１及び９２と、膝の下部３１は、例えば、ねじ９３によって結合される。
【００３１】
ロータ３２は、互いに固定されたバタフライ要素９４と出力シャフト９５を備える。出力シャフト９５は、例えば、バタフライ要素９４の穴９７に配置されたねじ山９６によってバタフライ要素９４に取り付けられる。穴９７は軸１５に沿って延びている。ロッド２３、２４、２５は、出力シャフト９５に固定されている。シール１００、１０１、１０２、及び１０３（例えば、Ｏリング）は、ロータ３２とステータ３０との間を密封する。
【００３２】
図５は軸１５と直交する平面１０５を通る断面を示す。バタフライ要素９４とライナー９０との間に４つのチャンバー１０６、１０７、１０８、及び１０９が配置されている。チャンバー１０６及び１０７は、図５の平面内を延びる半径方向のチャネル１１０によって連通され、バタフライ要素９４を通って出力シャフト９５の外側に彫られている環状の溝１１１に入る。同様に、チャンバー１０８及び１０９も半径方向に延びるチャネルによって連通され（図示せず）、溝１１２に入る。この第２の半径方向のチャネルと溝１１２は、平面１０５に並行な面に形成される。Ｏリング１１３、１１４、及び１１５は、溝１１１と１１２を密封する。２つのチャンバーペア（１０６及び１０７のペアと１０８及び１０９のペア）の間の油圧油の圧力差は、回転油圧シリンダを回転させることができる。
【００３３】
図５では、バタフライ要素９４は中央位置内に示されており、この位置に対し軸１５を中心にして約＋／−２０°の運動範囲が可能になる。当然ながら、運動範囲を更に大きくするためにチャンバー１０６、１０７、１０８、１０９の角度寸法を大きくすることができる。例えば、４つのチャンバーを備える構成では、軸１５を中心にして＋／−４０°の移動範囲を獲得することが可能である。他方、より狭い移動範囲でも十分である場合は、回転シリンダのトルクを増すためにチャンバー数を増やすこと、又は同じトルクを維持しながら半径方向の寸法を縮小することが可能である。
【００３４】
バタフライ要素９４は、閉鎖部分９１及び９２の２つの表面１１６と１１７の間に静止することができる。これらの表面は軸１５と直交する。有利には、回転シリンダは、回転縦軸１５と直交する平面内において、ロータ３２とステータ３０との間に配置された油圧フィルムを備える。もっと正確に言えば、油圧フィルムは、平面１１６と１１７の間に形成され、これらの表面はバタフライ要素９４と対向する。油圧フィルムは、バタフライ要素９４に形成された環状溝１１８及び１１９によって供給され、平面１１６及び１１７の表面に広がる。環状溝１１８及び１１９の深さは、例えば、０．５ｍｍ程度である。油圧フィルムは、一方ではシール１０２及び１０３によって制限され、他方ではシール１００及び１０１によって制限される。油圧フィルムは、ロータ３２とステータ３０の間の摩擦を抑えることができる。これにより、ロボットが歩行動作を行ったときに足１１に発生する可能性がある縦方向の衝撃を緩和することができる。
【００３５】
回転シリンダはまた、閉鎖部分９２と出力シャフト９５の間に、この２つの部分の摩擦を抑えるために、軸１５を基準に配置される平らなシム状のリング１２０を備えてもよい。リング１２０は、閉鎖部分９２及び出力シャフト９５に対して摩擦係数が低い材料で製造される。
【００３６】
図６は、図４の垂直面と直交する垂直面内にある回転シリンダの断面を示す。回転シリンダはカップリング１２２及び１２３を備えており、これらのカップリングにより、チャンバー１０７及び１０９並びに油圧フィルムに油圧油が供給される。カップリングの出口１２４及び１２５は、脚１２の半径方向の空間要件を限定するために、軸１５と並行な向きにするのが有利である。
【００３７】
図７及び８は、本発明に係る手首１３０を示している。図７は手首１３０の斜視図であり、図８は断面図である。手首１３０は、ロボットの前腕１３１とロボットの手１３２を連結する。この手首にはアクチュエータ１４、１６、及び１８がある。これらのアクチュエータにより、手１３２は、前腕１３１に対して、それぞれの軸（１５、１７、１９）を中心に回転することができる。アクチュエータ１４は、手に対して並列に作動する２つのアクチュエータ１６及び１８によって形成されるアセンブリに対して直列に作動する。アクチュエータ１４は、前腕１３１を基準にして２つのアクチュエータ１６及び１８の上流に配置される。
【００３８】
図８は軸１５及び１９を含む手首１３０の断面を示す。この図には、アクチュエータ１４を含む区域２０と、アクチュエータ１６及び１８を含む区域２２が示されている。区域２０と区域２２の間に位置する区域２１は図示されていない。しかし、例えば、アクチュエータ１４、１６、及び１８への供給を可能にする１つ又は複数の油圧ポンプを区域２２内に配置するように、区域２２を製造することができる。
【００３９】
足首の場合と同様に、手首１３０のアクチュエータ１４は、例えば、回転油圧モータである。アクチュエータ１６及び１８は、有利にはリニア形であり、タイロッドにより手１３２に対して並列に作動する。図８には、タイロッド３３、３４、及び３６が示されている。足首用のアクチュエータ１４、１６、１８に関する説明を、手首１３０についても完全に繰り返すことができる。アクチュエータ１６及び１８と手１３２との連結は、足の連結の場合と同じになり得る。この場合は特に、円板８０によって２つのアクチュエータ１６又は１８の一方に対して角度伝達装置が形成され、回転軸の１つを中心にして手１３２の運動角度範囲の拡大が可能となることが分かる。
【００４０】
図９及び図１０は、本発明に係る首１４０を示す。図９は首１４０の斜視図であり、図１０は断面図である。首１４０は、ロボットの胴体１４１とロボットの頭１４２とを連結する。この首１４０には、アクチュエータ１４、１６、及び１８が設けられており、これらのアクチュエータは、頭１４２が胴体１４１に対して軸を中心にして回転することを可能にする。アクチュエータ１４の軸１５は胴体１４１の縦軸である。アクチュエータ１４は、頭１４２に対して並列に作動する２つのアクチュエータ１６及び１８によって形成されるアセンブリに対して直列に作動する。アクチュエータ１４は、胴体１４１を基準にして２つのアクチュエータ１６及び１８の上流に配置される。
【００４１】
図１０は軸１５を含む平面内にある手首１３０の断面を示す。この図には、アクチュエータ１４を含む区域２０と、アクチュエータ１６及び１８を含む区域２２が示されている。区域２０と区域２２の間に位置する区域２１は図示されていない。しかし、例えば、アクチュエータ１４、１６、及び１８への供給を可能にする１つ又は複数の油圧ポンプを区域２２内に配置するように、区域２２を製造することができる。首の場合は、頭が軸１５を中心にして回転する際に頭の慣性を抑えるために、区域２１を省略することが有利である。
【００４２】
足首の場合と同様に、首のアクチュエータ１４は、例えば、回転油圧モータである。アクチュエータ１６及び１８は、有利にはリニア形であり、頭１４２に対してタイロッドにより並列に作動する。図１０はタイロッド３３、３４、及び３６を示す。足首用のアクチュエータ１４、１６、１８に関する説明を、首１４０についても完全に繰り返すことができる。アクチュエータ１６及び１８と頭１４２との連結は、足の連結の場合と同じになり得る。但し、首１４０では、２つのアクチュエータ１６又は１８の１つに対する角度伝達装置は存在しない。具体的には、軸１７及び１９を中心にした運動角度範囲は、足首及び手首等の他のジョイントの場合よりも狭い。
【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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