(57)【要約】【課題】  ジャイロや変位計、加速度計等の高価なセンサや高度な制御技術を用いないで、簡易に２足歩行具を実現すること。【解決手段】  腰部５５と、この腰部に取り付けられ、平行四辺形枠で構成される左右の脚部５６ａ、５６ｂと、この脚部に各々取り付けられた足部５７ａ、５７ｂと、この脚部またはこの足部の動きを制御する制御部で構成される２足歩行具において、左右の脚部の前後左右の動きを脚部制御棒５８ａ、５８ｂを介し、また左右のつま先の動きをつま先制御棒５９ａ、５９ｂを介して自動的に制御することにより、重心を常に足部の底面内または左右足部の接地面幅以内に維持して自らバランスを取りながら２足歩行を行う。【選択図】  図６
2004268254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腰部と、該腰部に取り付けられた左右の脚部と、該脚部に各々取り付けられた足部と、該脚部または該足部の動きを制御する制御部で構成される２足歩行具において、該脚部の長さを長短に変化させる手段と、該左右の脚部を交互に該腰部を概略軸として前後に振れさせる手段と、足部底面が歩行地面に接したことを検知する手段と、左（または右）の該足部底面が歩行地面に接してから右（または左）の足部底面が歩行地面に接するまでの時間を計測する手段と、該計測した時間が略一定となるように歩幅、または該脚部の左右を前後に振れさせる早さ、または該脚部の長さを長短に変化させる早さ、を調節する手段とを有することを特徴とする２足歩行具。
【請求項２】
請求項１に記載の２足歩行具は、前記左右の脚部を交互に前記腰部を概略軸として前後に振れさせると共に左右の該脚部を左右に振れさせる手段を有するものであって、該手段は、前記足部底面略中心からの垂線の歩行地面上の軌跡が千鳥足上に移動し、該足部底面と歩行地面が接地する位置が略直線上を移動するよう制御されるものであると共に、該腰部を中空に直立に置いた状態のとき、歩行地面と接することとなる該足部底面の横方向を歩行地面に対して略平行に保つよう制御され、この場合該脚部はその一部を腰部または足部の構造物を利用することを含む請求項１に記載する２足歩行具。
【請求項３】
腰部と、該腰部に取り付けられた左右の脚部と、該脚部に各々取り付けられた足部と、該脚部または該足部の動きを制御する制御部で構成される２足歩行具において、該脚部の長さを長短に変化させる手段と、該左右の脚部を交互に該腰部を概略軸として前後に振れさせると共に左右の該脚部を左右に振れさせる手段と、歩行地面上を歩行する手段を有するものであって、左右の脚部を前後、左右に振れさせる手段は、前記足部底面略中心からの垂線の歩行地面上の軌跡が千鳥足上に移動し、該足部底面と歩行地面が接地する位置が略直線上を移動するよう制御されるものであると共に、該腰部を中空に直立に置いた状態のとき、歩行地面と接することとなる該足部底面を歩行地面に対して略平行に保つよう制御されるものであり、歩行地面上を歩行する手段は、該足部底面に電磁石を設け該歩行地面は磁性体を用いることを含むと共にこの場合２足歩行具上体が前後に回転することを含む２足歩行具。
【請求項４】
腰部と、該腰部に取り付けられた左右の脚部と、該脚部に各々取り付けられた足部と、該脚部または該足部の動きを制御する制御部で構成される２足歩行具において、該脚部の長さを長短に変化させる手段と、該腰部を中空に直立に置いた状態のとき、該足部底面を歩行地面に対して略平行に保ちながら該左右の脚部を交互に腰部を概略軸として前後に振れさせる手段と、該足部底面を歩行地面に対して略平行に保ちながら該左右の脚部を左右に振れさせる手段とを有し、該前後に振れさせる手段及び該左右に振れさせる手段には、該脚部に変形可能な平行四辺形枠を組み合わせた３角柱状または４角柱状の骨格を用いることを特徴とする２足歩行具。
【請求項５】
請求項１〜請求項４に記載の足部は、該足部の足部底面と請求項１〜請求項４に記載の脚部の略中心軸との成す角度の変化に抵抗する摩擦力発生手段を有することを含む請求項１〜請求項４に記載する２足歩行具。
【請求項６】
請求項１及び請求項３及び請求項４に記載の脚部の長さを長短に変化させる手段は、つま先立ち、またはひざの屈伸、または腰部のローリング動作、または脚部の腰部への出し入れを含み、該腰部への出し入れは足運びのストロークの逆転による後ろ足の蹴り上げ動作を含む請求項１〜請求項５に記載する２足歩行具。
【請求項７】
請求項４に記載の変形可能な平行四辺形枠を組み合わせた３角柱状または４角柱状の骨格は、その骨格の形状を変形させること含み、またはその一部に腰部または足部の構成物を利用して構成するものを含み、請求項１〜請求項４に記載の足部は、請求項１〜請求項４に記載の脚部の一部に代用させることを含む請求項１〜請求項４に記載する２足歩行具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２足歩行具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ジャイロを用いた変位計や加速度計など高価なセンサーや、高度な制御機構を使用した２足歩行ロボットが既に実用化され、各種イベント用に貸し出されており、またペットに代わる癒やし系の高級玩具として家庭内にも浸透しつつあるものの、まだ非常に高価であり、一般家庭の需要に答えられるほど普及するに至っていない。
【０００３】
そこでこれを安価に提供する様々な技術が公開されてきた。例えば「特許公開２００２−３３１４７４」では脚部の前後の歩行動作は行うが、横方向は転倒を防ぐための支持棒を足裏面に取り付けている。
【０００４】
また、「特許公開２００２−０９６２８１」では足部底面に外向きの傾斜を付けて横方向の安定性を向上させている。
【特許文献１】特開２００２−３３１４７４
【特許文献２】特開２００２−０９６２８１
【特許文献３】特開２００２−２５３８７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２足歩行具は、人間さながらに自らバランスを取りながら歩行することに最大の興味が持たれるものである。前者のような支持棒付きの足ではこれが失われ、それを行おうとする後者の技術は複雑な制御を必要とする。本発明の主な目的は、簡易な構造で自ら前後、左右のバランスを取りながら歩行する興味ある２足歩行具を安価に提供できるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、
〔１〕腰部と、この腰部に取り付けられた左右の脚部と、この脚部に各々取り付けられた足部と、この脚部または足部の動きを制御する制御部で構成される２足歩行具において、この脚部の長さを長短に変化させる手段と、左右の脚部を交互に腰部を概略軸として前後に振れさせる手段と、足部底面が歩行地面に接したことを検知する手段と、左（または右）の足部底面が歩行地面に接してから右（または左）の足部底面が歩行地面に接するまでの時間を計測する手段と、その計測した時間がほぼ一定となるように歩幅、または左右の脚部を前後に振れさせる早さ、またはこの脚部の長さを長短に変化させる早さ、を調節する手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕に記載の２足歩行具は、左右の脚部を交互に腰部を概略軸として前後に振れさせると共に左右のこの脚部を左右に振れさせる手段を有するものであって、この手段は、足部底面のほぼ中心からの垂線の歩行地面上の軌跡が千鳥足上に移動し、この足部底面と歩行地面が接地する位置がほぼ直線上を移動するよう制御されるものであると共に、この腰部を中空に直立に置いた状態のとき、歩行地面と接することとなる足部底面の横方向を歩行地面に対してほぼ平行に保つよう制御され、この場合この脚部はその一部を腰部または足部の構造物を利用することを含む。
【０００８】
〔３〕腰部と、この腰部に取り付けられた左右の脚部と、この脚部に各々取り付けられた足部と、この脚部またはこの足部の動きを制御する制御部で構成される２足歩行具において、この脚部の長さを長短に変化させる手段と、左右の脚部を交互にこの腰部を概略軸として前後に振れさせると共に左右のこの脚部を左右に振れさせる手段と、歩行地面上を歩行する手段を有するものであって、左右の脚部を前後、左右に振れさせる手段は、この足部底面のほぼ中心からの垂線の歩行地面上の軌跡が千鳥足上に移動し、この足部底面と歩行地面が接地する位置がほぼ直線上を移動するよう制御されるものであると共に、この腰部を中空に直立に置いた状態のとき、歩行地面と接することとなるこの足部底面を歩行地面に対してほぼ平行に保つよう制御されるものであり、歩行地面上を歩行する手段は、この足部底面に電磁石を設け歩行地面は磁性体を用いることを含むと共にこの場合２足歩行具上体が前後に回転することを含む。
【０００９】
〔４〕腰部と、この腰部に取り付けられた左右の脚部と、この脚部に各々取り付けられた足部と、この脚部またはこの足部の動きを制御する制御部で構成される２足歩行具において、この脚部の長さを長短に変化させる手段と、この腰部を中空に直立に置いた状態のとき、この足部底面を歩行地面に対してほぼ平行に保ちながら左右の脚部を交互に腰部を概略軸として前後に振れさせる手段と、この足部底面を歩行地面に対してほぼ平行に保ちながら左右の脚部を左右に振れさせる手段とを有し、この前後に振れさせる手段及び左右に振れさせる手段には、この脚部に変形可能な平行四辺形枠を組み合わせた３角柱状または４角柱状の骨格を用いることを特徴とする。
【００１０】
〔５〕上記〔１〕〜〔４〕に記載の足部は、この足部の足部底面と上記〔１〕〜〔４〕に記載の脚部のほぼ中心軸との成す角度の変化に抵抗する摩擦力発生手段を有することを含む。
【００１１】
〔６〕上記〔１〕及び上記〔３〕及び上記〔４〕に記載の脚部の長さを長短に変化させる手段は、つま先立ち、またはひざの屈伸、または腰部のローリング動作、または脚部の腰部への出し入れを含み、該腰部への出し入れは足運びのストロークの逆転による後ろ足の蹴り上げ動作を含む上記〔１〕〜〔５〕に記載の手段。
【００１２】
〔７〕上記〔４〕に記載の変形可能な平行四辺形枠を組み合わせた３角柱状または４角柱状の骨格は、その骨格の形状を変形させること含み、またはその一部に腰部または足部の構成物を利用して構成するものを含み、上記〔１〕〜〔４〕に記載の足部は、上記〔１〕〜〔４〕に記載の脚部の一部に代用させることを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、高価、高級なセンサー類や制御機構を用いないで、人類の長年の夢とも言うべき、自分自身でバランスを取りながら歩行を行う「２足歩行具」を安価に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】
【００１４】
本来は非常に高度な計測技術と複雑な制御を必要とする２足歩行具を、簡単な方式と構造により実現する。以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【第１実施形態】
【００１５】
第１の実施形態は、足運びのタイミングを調整することにより、一定の進行方向速度を保ち、或いは変化させることを可能とした２足歩行具のうち、横方向の転倒を防ぐための支持棒を設けた特別の場合である。図１及び図２を用いて実施形態について説明するが、主としてその構成を図１により説明し、主としてその動作を図２により説明する。
本実施形態は図１において、腰部１と、これに取り付けられた左脚部２ａ、右脚部２ｂと、左足部３ａ、右足部３ｂと制御部４ａと制御部の一部を成すモーターと歯車装置４ｂとで主に構成される。モーターと歯車装置４ｂに取り付けられた左右の駆動ピン６ａ、６ｂは、各々１８０度遅れ位相で左右水平方向を軸として回転するため、これに支持された左右の脚部２ａ、２ｂは、駆動ピン６ａ、６ｂの動きに合わせて持ち上げられることになる。しかし、この場合、左右の脚部２ａ、２ｂは、腰部１に固定された左右の固定ピン７ａ、７ｂとガイド８により上下運動にのみ動きが制限されているので、左右の駆動ピン６ａ、６ｂの回転運動によりこの左右の脚部２ａ、２ｂに各々取り付けられた左右の足部３ａ、３ｂは、側面から見た場合、各々１８０度遅れ位相の概略楕円運動を行い、あたかも人間の歩行動作を繰り返すこととなる。このように、左右の脚部２ａ、２ｂを交互に腰部１、歯車装置４ｂを概略軸として前後に振れさせる手段とこの脚部の長さを長短に変化させる手段は、駆動ピン６ａ、６ｂと固定ピン７ａ、７ｂとを巡る動きで実現されている。
【００１６】
この場合、左右足部３ａ、３ｂの単純楕円運動では２足歩行具の重心を前に移動させることはできない。そこで、人手による適度な初速度を与えるか、予め「両足を前後に踏ん張った状態」を初期状とし、駆動ピン６ａ、６ｂの一時的な逆回転による後ろ足の蹴り上げ動作（第６実施形態で説明する。以下同じ）を行わせることで初速度を与えるかのいずれかを行う。図１の足部バネ９には、足部底面全体で体重を支えるようにすると共に、足首の動きに摩擦による抵抗力を別に加えたとき、歩行状態を安定させる働きがある。同図にはにコイルバネを用いているがこれは説明を容易にするためであり、Ｕ字型のピンバネまたは板バネを用いるのが普通である。
【００１７】
図１に示す実施形態では、足部３ａ、３ｂの底面が歩行地面１１に接地したときこれを検出する接地検知器５が左右の脚部２ａ、２ｂに取り付けられている。これは、同脚部が長さ方向にわずかにスライドできるよう構造になっており、足部３ｂ（または３ａ）の底面が歩行地面１１に接地したとき、腰部１の自重により押され接地検知器５のスイッチがＯＮとなり、足部３ｂ（または３ａ）の底面が非接地のときは脚部の２ｂ（または２ａ）の自重により伸ばされ接地検知器５のスイッチがＯＦＦとなるものである。バネを用いて腰部１と脚部２ａ、２ｂが反発し合うように作成してもかまわないが、この場合、反発力は上体を含む腰部の自重に屈するものでなくてはならない。この接地検知器５から制御部４ａに至るリード線１０ａ、１０ｂと、また制御部４ａから腰部の一部を成すモーターと歯車装置４ｂに至る制御線１０ｃが接続されている。左右の足部３ａ、３ｂは、左右に転倒をすることを防ぐ支持棒付きの足部としている。これは第１発明の実施形態であると同時に、第１の発明を最も解り易く説明できるものでもある。
【００１８】
なお、人間の上体に相当する部分や脚部のカバー、足部などの形状及び寸法、また各部大きさの比率は任意に制作できるものであり、ここでは特に言及しない。このことは以降のすべての実施形態について当てはまるものである。
【００１９】
図２は第１の実施形態の歩行動作を説明するものである。ここでは図１を腰部１と脚部２ａ、２ｂのみに簡略化した図を示す。また脚部２ａ、２ｂの質量はほとんどゼロであり、全体の重心は腰部１のほぼ中心にあると仮定する。この仮定であっても、歩行動作の原理は十分に説明でき、かつこれが簡明に行える。
【００２０】
初期状態２１の状態において、左脚部２ａの蹴り上げ動作または人手による初速度により、重心２５が前進方向へ移動し通常は第１歩踏み込んだ状態２２の重心２７に達する。この間、状態２１と状態２２の中間の重心２６で位置エネルギーが最も大きくなる。蹴り上げ動作または初速度による運動エネルギーから摩擦力等他の消費エネルギーを差し引いたものが、重心２６の位置エネルギーより小さい場合はこの点を超えることができず歩行具は後ろに倒れることになる。差し引きエネルギーが大きければ、重心２６の最大位置エネルギーを超えて状態２２に移行しようとするが、この場合重心２７の点に歩行具重心が移動したとき、まだ左脚部２ａが接地面２４に達していない状態では歩行具重心は重心２８への軌跡を辿ることなく前につんのめって倒れてしまう。つまり本発明の２足歩行具は、歩行具重心が重心２５から重心２７へ移動する間に、左足（または右足）が接地面２３から接地面２４に第１歩を移動することが最も重要なこととなる。
【００２１】
しかし、それだけでは継続的な歩行状態は維持できない。図２において歩行具重心が、重心２５−重心２６−重心２７−重心２８と移動する速度は、脚部の蹴り上げの強弱や摩擦抵抗力の変化、歩行地面のわずかな傾斜などにより微妙に変化する。一定速度で左右脚部２ａ、２ｂの足送りを行っている場合、重心の進行方向移動量と足送りの移動量は時間と共にずれが大きくなり、やがてはタイミングが合わなくなり特別な制御を行わない限り前後いずれかに転倒する。そこで図１における左足部３ａ（または右足部３ｂ）の底面が歩行地面１１に接地したときから、右足部３ｂ（または左足部３ａ）の底面が歩行地面１１に接地するまでの時間を計測し、その時間が徐々に大きくなりつつあるときは足送りを遅くし、その時間が小さくなりつつあるときは足送りを早くして、歩行速度に合わせて足送り速度を調節することにより安定して一定速度で歩行できる２足歩行具を提供できる。本実施形態では示していないが、歩幅を変えることでも歩行速度を調節することもできる。これらの「調節」は、足運びと歩行速度の「同期を取る」という言い方で表現することもできる。
【００２２】
実際には脚部の質量が影響して、重心位置の移動軌跡は少し複雑な形となるが、左右両足が着地するタイミングさえ検知できれば本実施形態の実現に問題はない。当然のことながら、重心の移動サイクルと足運びのサイクルは一致していなければ本実施形態は成立しないが、その位相差をわずかにコントロールすることで２足歩行具の歩行速度もコントロールすることは可能である。またこの第１の実施形態は足部３ａ、３ｂは何らのコントロールを必要としないことも大きな特徴である（第５実施形態で説明する摩擦力の付加はあった方が望ましい）。
【００２３】
図１における制御部は、近年非常に安価となっているマイクロコンピュータを使用し、制御用アクチュエータには精密な速度制御が可能なパルスモーターを用いるのが一般的であるが、マイクロコンピュータの代わりにカウンターで時間を計測し、発振器でパルスモーターを制御することでも実施することは可能である。なお、マイクロコンピュータを使用した場合、「両足を踏ん張った」静止状態から、後ろ足の蹴り上げ動作を行って自動的に歩行動作を開始させれば、人手により初速度を与る必要はなくなる。
【第２実施形態】
【００２４】
第２の実施形態について図３と図４を用いて説明する。図４は、第２の実施形態の構成のうち、煩雑さを避けるため、説明に必要な最小限の構成を示したものであり、他の部分は第１の実施形態を応用するか、或いは従来の技術により如何ようにも実施できるので省略してある。第１の実施形態と大きく違うのは足部に横方向への転倒を防ぐ支持棒がないこと、脚部が横方向に平行に移動する構造になっていることの２点である。
【００２５】
図４において、回転クランク４２が回転クランク軸５３を中心に、図示していない制御部により制御され矢印５０方向に回転すると、左右脚部４１ａ、４１ｂの上部が、上、後、下、前に回転運動を行う。また、前記左右の脚部４１ａ、４１ｂはパイプ状に構成されこの中を回転クランク４２が貫いているので、左右の脚部を前後に投影した形は常に平行に保たれている。この場合、中間に水平に固定されて置かれた左右方向運動ガイド板４３により、左右脚部４１ａ、４１ｂは、左右方向にはスリット４８内で自由に移動するものの前後方向の運動が制限されるので、左右足部４６ａ、４６ｂは前後方向に概略楕円運動を行い人間の歩行運動状態に近くなる。このことは第１の実施形態を参考にすれば容易に理解できる。
【００２６】
脚部の前後方向運動ガイド板４４は水平に固定されており、左右脚部４１ａ、４１ｂはこの前後方向ガイド板４４に開けられた切り抜き空間４９の中に差し込まれている。このとき、押し付けバネ４５により、左右の脚部４１ａ、４１ｂ間に突っ張り力を加えると、左右の脚部は前記前後方向運動ガイド板４４の切り抜き空間４９の縁に押しつけられて、足部は一定の拘束された軌跡上を周期的に移動することとなる。
【００２７】
つまりこの場合、回転クランク４２の回転に従って、横から見たとき足部４６ａ、４６ｂは互いに１８０度遅れた位相を保って概略楕円運動を行い、前後から見たとき左右の足部４６ａ、４６ｂは両者の間隔を開けたり閉じたり、交互に前後に移動して、お互いに見え隠れしながら１８０度の位相遅れを保って歩行動作を行う。
【００２８】
図３は、この場合の足部底部の動きを上から見た状態を示している。左足部底面が歩行地面接地位置３１ａにあるときは、図４における左足脚部４６ａは同図の切り抜き空間４９が先細りとなっている後端の細い空間に収まっている。このとき歩行具重心はほぼ接地位置３１ａ上にあるようにし、右足底面は、左足底面とある間隔を開けて空中にある。右足部底面が歩行地面接地位置３１ｂに接近すると、図４における右足脚部４６ｂは同図の切り抜き空間４９が先細りとなっている先端の細い空間に収まるため、左右の足部底面が直線上になる、歩行地面接地位置３１ｂに接地することとなる。
【００２９】
この状態からさらに図４の左足脚部４６ａが前方に移動すると、前記脚部は図４の切り抜き空間４９の中央部の広がった部分の縁に沿って移動するため、左足部４６ａの底面は、右足底面とある間隔を開けて図３の移動軌跡３３に沿って移動する。やがて図４の左足脚部４６ａが同図切り抜き空間４９の先端に収まると、左足部底面は歩行地面接地位置３２ａに達する。この第２実施形態の特徴は、このようにして図４の左右の足部４６ａ、４６ｂが、図３に示すように直線上を歩行しつつ、これらが交差するときはある間隔を開けて両足が接触しないよう、いわゆる「千鳥足」状に足運びが制御されるところにある。ただし、図３に示す足部の移動軌跡は説明用のものであり、正確な軌跡を示すものではない。
【００３０】
この第２の実施形態は、左右方向の重心移動量を最小限にするため、図４において腰部５４を中空に直立においたとき、足部底面横方向を、水平な歩行地面に対して平行に保つ構造としている。図４では脚部４１ａ、４１ｂの上部を中空パイプで水平に固定し、足部４６ａ、４６ｂはリンク接続で横方向回転を不可能にしている（詳細は図１の３ａ、３ｂ参照）。つまりこの方式は水平固定式とも言えるものである。しかし、片方の脚部を２本の脚柱を用いて平行四辺形枠としても歩行地面に対して足部底面を平行に保つことは可能である。特にこの場合は、図４の回転クランク４２の中間に継手を設け、わずかな勾配を付けるなどして、片足を上げたとき、接地している足部底面をわずかに外側に持ち上げて上体を外側に傾け、横方向重心移動を補正する動きをさせることも可能となる。なおこの場合も、「略平行状態」を保つており本実施形態の範疇に入るものである。
【００３１】
しかしながら、横方向の安定性を増すためには、横方向には足部底面より重心をはみ出させないようにすることが望ましい。このため、歩行地面接地位置を必ずしも直線状とせず、若干内側にずらせて実施するのも一つの方法である。左右の足部４６ａ、４６ｂの底面が両方接地しているときは横方向の重心移動はなく、足を上げたときその重さが原因となって重心が横方向に移動する。できるだけ腰部以上の上体の重さに比べ、脚部を軽くするのが望ましい。
【００３２】
また、左右方向の重心移動が足部底面をいくらかはみ出したとしても、転倒限界に達する前に逆サイクルの運動を行わせるようにすれば、バランスを保ちながら歩行させることは可能である。
【００３３】
前後の歩行運動に関しては図２により説明できる。これは既に行っているので省略する。本実施形態も人手による適度な初速度を与えるのが簡明であるが、最近非常に安価になっているマイクロコンピュータを使った制御により、静止状態から「蹴り上げ動作」を行って自動的に歩行開始することも可能である。なお、図４における押し付けバネ４５は、必ずしも図示する位置でなくてもよく、またコイルバネに限らず板バネ、Ｕ字ピンバネ、ゴム等が使用できる。
【第３実施形態】
【００３４】
第３の実施形態について図５を用いて説明する。これは、第２の実施形態において、歩行速度と足運びの「同期を取らない」方式である。同期を取らないでバランス歩行を行わせるには、後に第４の実施形態で述べるようにかなりの工夫が必要となる。つまり本実施形態はバランス歩行を行うものではなく、図５の構成（既に述べたように実際に必要な構成物の一部は省略してある）に示すように、左右の足部３０２ａ、３０２ｂの底面に、電磁石３１２ａ、３１２ｂを取り付け（制御用配線は図示していない）、磁性体歩行地面３１３上を歩行するものである。
【００３５】
しかしながら本実施形態には、前記のような単純な仕組みを使用しながらも、あたかも人が自然に歩行するかのように見せるためのいくつかの工夫がある。その一つは、歩行中２足歩行具の上体が前後に揺り動かないように、左右脚部３０２ａ、３０２ｂを平行四辺形枠で構成している。これは、第１の実施形態における図１に示すような脚部２ｂを４本使用して片側の脚部を構成していると考えて良い（但し接地検知器５や足部３ｂは使用していない）。図５では脚部が折れ曲がっていて平行四辺形とは言い難い面もあるが、後の第７の実施例で述べるように、これも本発明における平行四辺形である。脚部３０２ａ、３０２ｂが平行四辺形であることによって、上体が前後左右に動かず垂直に保たれる。
【００３６】
回転クランク３０３の回転と、固定ピン３０４により脚部底面は、横方から見た状態で略楕円運動を行う。このとき、左右脚部３０２ａ、３０２ｂに取り付けられた横方向制御棒３０５ａ、３０５ｂを、これに接続されたスライド棒３０６により、横方向に長く伸びている回転クランク３０３及び固定ピン３０４上をスライドさせて脚部３０２ａ、３０２ｂの底面を左右にも動かす。これによって左右足部底面に取り付けられた電磁石３１２ａ、３１２ｂの歩行軌跡は図３に示すような「千鳥足」状となり、これで人の歩行状態にもっと近くなる。
【００３７】
腰部３０１内には、駆動部３０９で回転クランク回転歯車３１０を回転させると共に遊び車３１１を介してスライド棒３０６を、スライド棒ガイド板３０８に沿って左右方向にスライドさせる働きをする、脚部横方向制御ローター３０７を回転させる制御部が組み込まれている。図５では脚部は折れ曲がっているが、実際に実施する場合には動作に影響を与えない範囲で曲線としてよく、また、脚部底面だけ広げることで、脚部の横幅は小さくでき、それだけ横方向スライド量を少なくすることができる。また、歩行具上体の向きを前後に変えることで、狭い範囲を往復させ玩具としての性能を向上させることもできる。
【第４実施形態】
【００３８】
第４の実施形態を図６〜図２９を用いて説明する。図６に腰部５５、左脚部５６ａ、右脚部５６ｂ、左足部５７ａ、右足部５７ｂの構成を示す。煩雑さを避けるため、図６には本来第４の実施形態に必要な構造物の一部が省略されており、また、説明を容易にするため、腰部５５は中空の四角い立方体であって、底面のみ不透明、他の部分は透明なプラスチックケース状のものとして描かれている。この腰部５５の底面に、２本の４角柱状の骨材８本５８１ａ〜５８４ａ及び５８１ｂ〜５８４ｂと底面骨材枠６０ａ、６０ｂで構成される、左右脚部５６ａ、５６ｂは、本来取り付けられるべき脚部のカバーは図示されていないため骨材が直に確認できる状態となっている。ただし左右足部５７ａ、５７ｂは肉厚の板状のもので示されている。また、左右足部のつま先立ちを制御する、左足つま先制御棒５９ａ、右足つま先制御棒５９ｂが取り付けられ、図６では左足のつま先が少し立っている状態を示している。
【００３９】
図６においては、左脚部骨材５８１ａ〜５８４ａ、右脚部骨材５８１ｂ〜５８４ｂと、腰部５５の底面との接続部、すなわち左脚部接続部５５１ａ〜５５４ａ、右脚部接続部５５１ｂ〜５５４ｂは、２次元の自由度を有するリンク接続となっており、前後、左右に自由に動く構造となっている。左脚部骨材５８４ａは、これと直結する左脚部制御棒５８ａを有し、右脚部骨材５８２ｂは、これと直結する右脚部制御棒５８ｂを有している。また、左右脚部５６ａ、５６ｂの骨材８本５８１ａ〜５８４ａ及び５８１ｂ〜５８４ｂは、同じように、脚部底面骨材枠６０ａ、６０ｂとも、左脚部接続部５６１ａ〜５６４ａ、右脚部接続部５６１ｂ〜５６４ｂは、２次元の自由度を有するリンク接続となっており、前後、左右に自由に動く構造となっている。従って、左右の脚部制御棒５８ａ、５８ｂを前後、左右に揺り動かすことにより、それぞれの脚部を独立に前後左右に揺り動かすことができる。この場合、左右脚部５６ａ、５６ｂを構成する骨材は平行四辺形構造となっているので、脚部底面骨材枠６０ａ、６０ｂに接したときの足部底面は常に歩行地面に対し平行状態が保たれる。
【００４０】
図７に、図６における左脚部骨材５８３ａ及び同５８４ａの、腰部５５の底部とのリンク接続状態を示す。つまり、図７は脚部骨材５８３ａ、５８４ａと腰部５５との接続部５５３ａ、５５４ａの拡大図とも言える。同図において、いずれも球状の玉６１、６２の中に骨材を差し込み、この球状の玉６１、６２を腰部底面６３に「可動状態」に固定している。可動状態とするには、腰部底面６３に球状の玉６１、６２と同径の穴を開け、さらに、玉が飛び出さない大きさのテーパの付いた穴を開けた上部覆い板６４及び下部覆い板６５で上下に挟み込み、締め付けネジ６６で締め付ける。なお、上に突き出ていない骨材５８３ａの接続部は上部覆い板６４は円錐状に彫り込んだ蓋でもよい。骨材５８４ａの接続部から上に突き出ているのは左脚部制御棒５８ａである。当然のことながら２次元の自由度を有するリンク接続は本実施形態の限りでなく、様々な方法が考えられる。なお、左脚部骨材５８１ａ〜５８４ａ、右脚部骨材５８１ｂ〜５８４ｂと、脚部底面骨材枠６０ａ、６０ｂとの接続は、内径と断面外径が等しいドーナツ状のリングをお互いに噛み合わせることで自在継ぎ手が構成できるが、ここでは図示していない。
【００４１】
図８は図６の腰部５５の平面図で、腰部底面を上から眺めた様子を示している。同図には左右脚部制御棒５８ａ、５８ｂと左右のつま先制御棒５９ａ、５９ｂが見えている。図９と図１０は本実施形態の制御部の構成を上から見たものである。図９は、図８の腰部底面から一定の間隔を空けた上部に、水平にスライド板８１をおいたもので、点線で図８との位置関係を示している。スライド板８１のスリット８２に左脚部制御棒５８ａが入り込み、スライド板８１のスリット８３に右脚部制御棒５８ｂが入り込む。このスライド板は矢印８５方向にのみ移動する構造としており、これはスライド板８１に直接取り付けられた上向きのスライド棒８４によって矢印８５方向に制御される。従って、スライド棒８４を矢印８５方向に動かせば、左右脚部制御棒が左右に動き、左右脚部は左右に揺れ動くことになる。この場合、１枚のスライド板８１で左右脚部制御棒５８ａ、５８ｂを同じように制御しているので、左右脚部は、左右方向には常に平行に動く。また、スリット８２、８３はスライド方向と直角方向に長くなっているので、スライド板８１は脚部の前後方向の動きには関与しない。
【００４２】
図１０の脚部前後動作用ローター９０１は、図９のスライド板８１の上に若干の間隙を空けて設置される。脚部前後動作用ローター９０１と脚部左右動作用ローター９０２は傘歯車９０３、９０４で直結され同じ速度で回転する。脚部前後動作用ローター９０１には、回転円筒周囲を一周する２本のガイド溝が掘ってある。ガイド溝９０５には左脚部制御棒５８ａが挿入され、ガイド溝９０６には右脚部制御棒５８ｂが挿入される。それぞれのガイド溝は左右の脚部の前後動作が制御できるように、回転軸方向に変化する形になっているので、脚部前後動作用ローター９０１の回転に伴って脚部は予め決められた前後の足運びを行うよう制御される。
【００４３】
図１０の脚部左右動作用ローター９０２も、脚部前後動作用ローター９０１と同期して回転する。これにも、回転円周上を一周するガイド溝９０７が掘ってあり、ここに前記のスライド棒８４が挿入される。ガイド溝９０７は前後動作用ローター９０１と同様に、回転軸方向に変化する形になっているので、脚部左右動作用ローター９０２の回転に伴って脚部は予め決められた左右の足運びを行うよう制御される。
【００４４】
図１０の脚部前後動作用ローター９０１の一端には、一部が凸状態になったローターと回転軸を同じくする円盤９０８が取り付けられている。先端にローラーが付いたピンセット状の治具が、円盤９０８を挟み込んでおり、円盤が回転して先端のローラー９０９、９１０の間隔が開くと、ワイヤ９１２が引っ張られ、これがクランク９１４を回転させ、つま先制御棒（左足）５９ａを押して左足のつま先を立てる動作をする。右足に関しては、左足の動きと１８０度遅れになるので円盤の両サイドに同一構造のものを付ければよい。
以上により、第４の実施形態においては、左右脚部の前後、左右の歩行の動き、及びつま先立ちの動作までも自動的に行えることが説明できた。
【００４５】
図１１〜図１８により第４実施形態の歩行具の動作を説明する。理解を容易にするため、自立静止様態からの動きを説明する。図１１は静止直立している２足歩行具を、腰部５５、左右脚部５６ａ、５６ｂ、左右足部５７ａ、５７ｂの各部で代表して表している。同図の左部分は後ろから見た図、同図右の部分は左側面から見た図である。重心１０１は左右足部５７ａ、５７ｂからはみ出していないためこれは安定状態にある。
【００４６】
図１２は腰部を中空に直立においたとき左右脚部５６ａ、５６ｂを左に傾けた場合である。足部５７ａ、５７ｂの底面が歩行地面に接地しているときは、足部底面を基準とするので、この場合腰部５５すなわち上体は右に移動する。図１２は重心１０１が右足に移動した状態を示している。
【００４７】
図１３はこの状態から、さらに脚部５６ａ、５６ｂを後ろに引いて腰部を前に傾けている。重心１０１はちょうど左足部５７ａ（左足だけが見えているが重心は右足にある）の先端にあり、不安定状態にあるが前傾姿勢を取ったときの初速度のため、前側に倒れようとする。
【００４８】
図１４はちょうどこのタイミングで、右足部５７ｂのつま先をわずかに伸ばしている。これは左足部５７ａと歩行地面との間に間隙を作り、同足部を前方に踏み出すためである。なお、図１４以下では、左右足部の交差部分が実線で描かれているが、これは、脚部が単なる骨材で組まれたもので、中に何も充填されてないからである。
【００４９】
図１５は右足部５７ｂのつま先を元に戻し、左足部５７ａを前に出し右足部５７ｂを後ろに引いて左右脚部を大きく開こうとしており、同時に右足部５７ｂを右に戻して重心を左側に移動させている。言うまでもなく図１３から図１５までは不安定状態で、重心はこの間前に倒れ続けている。
【００５０】
図１６で両足に均等に重心が移り、歩行地面に接地し安定状態となる。従って、図１３から図１６の間では、重心が移動する時間と、脚部が開く時間をほぼ一致させる必要がある。
【００５１】
図１７では右足部５７ｂのつま先を伸ばして腰部５５を前方に押し上げている。この場合、左足部５７ａの底面が歩行地面に平行に接地した状態で、右足部５７ｂのつま先が歩行地面に接することになる。これは、左足部５７ａの先端、同後端、右足つま先の３点が同一平面内になければならないことになるが、元々足部底面と腰部接続部とは平行になるように造ってあるので、脚部の制御は、つま先の制御に合わせて少しルーズに行えば自動的に平行は保たれる。なお、同図ではつま先制御棒（図７の５９ｂ）は図示していない。
【００５２】
図１８では重心は完全に左足部５７ａに移される。右足つま先を収め、これを前方に引き戻す。
【００５３】
図１９で右足部５７ｂが左足部５７ａの横を通過する。この場合足の長さが同じなので左足部５７ａのつま先をわずかに持ち上げてスムーズに右足が通過させるようにする。
【００５４】
図１９から、歩行動作は図１４の左右脚部を入れ替えたものに戻る。つまり、図１４〜図１９までが歩行動作の半サイクルであり、これを交互に繰り返すことで２足歩行運動が完全となる。
【００５５】
図１１〜図１３は説明のために付けたものであるが、図９の横方向運動スライド板８１や前後方向制御用ローター９０１、左右方向制御用ローター９０２の代わりに特別なアクチュエータを使用すればこのような動作をさせることは可能である。しかし、玩具用等に使用する目的のため安価に制作しようと思えば、初期状態を図１６の状態とし、これから歩行動作を開始してまた図１６の状態で停止させれば、リモコン操作等による、歩いたり、止まったりする２足歩行具が実施できる。
【００５６】
図１１〜図１９を用いて第４の実施形態の２足歩行具の動作について説明したが、理解を深めるため、図２０〜図２９により、左右足部底面と歩行地面との接触位置と、２足歩行具の重心位置との関係を説明する。図１１〜図１９の動作状態と図２０〜図２８の重心位置関係はそれぞれが対応しており、図２９は図１４の左右脚部を取り替えたものに対応している。
【００５７】
図２０は図１１の状態の重心１０１を示しており、重心１０１は左右足部５７ａ、５７ｂの中間にあり安定している。同図以下では足部のハッチング部が歩行地面に接地していることを示している。
【００５８】
図２１は図１２の状態の重心１０１を示しており、腰部５５が右に移動して重心１０１は右足部５７ｂの中央にあり安定状態にある。
【００５９】
図２２は図１３の状態の重心１０１を示しており、腰部５５が前に移動して重心１０１は右足部５７ｂの先端にあり安定状態から不安定状態に移行する境界状態にある。
【００６０】
図２３は図１４の状態の重心１０１を示している。腰部５５は図２２と同じ状態にあるが、左足部５７ａを空中に持ち上げて前方に移動させており、右足つま先を立てているので前後に不安定状態にある（左右は安定状態）。重心１０１を左足部着地目標位置２０１に向けて、矢印２０２方向に倒れるように腰部を移動させるよう制御する。つまり脚部を右に少しずつ倒しながらは左足部５７ａを前方に移動させている。
【００６１】
図２４は図１５の状態の重心１０１を示している。一旦上げた右足部５７ｂのつま先を落とし、右足底面全体で地面に接地させ、左足部着地目標位置２０１に向けて左右安定領域が広がるようにしている。矢印２０２方向に倒れるように腰部を移動させ、左足部５７ａをさらに前方に移動させる。
【００６２】
図２５は図１６の状態の重心１０１を示している。この状態は左足部５７ａが接地目標位置に着地し、両足が接地しているので重心１０１は両足の中心にあり安定状態にある。
【００６３】
図２６は図１７の状態の重心１０１を示している。これは両足を前後に開いて接地した状態から右足部５７ｂのつま先を伸ばし、重心１０１を左足部５７ａに移動させているものである。右足部５７ｂを空中に持ち上げるタイミングは、必ずしも重心１０１が左足部底面内に移動しなくても、重心移動の慣性により若干手前で右足上げをすることは可能であるが、ゆっくり着実に歩行するときは、重心が左足部底面内に移動して右足を上げる。
【００６４】
図２７は図１８の状態の重心１０１を示している。重心１０１は左足部５７ａ上に移動しており、安定状態である。右足部５７ｂを後方から引きつけながら、重心１０１を左足部５７ａの先端に移動させている。
【００６５】
図２８は図１９の状態の重心１０１を示している。左足部５７ａを軸足にしてつま先を伸ばし、右足を後方から前方へ交わそうとするところである。一時的に不安定状態になるが、一連の動きの中で行う短時間の動作であるため、この状態そのものは何らの問題はない。
【００６６】
図２９は図２８に引き続く動作状態での重心１０１の位置を示しており、図２８からはまだほとんど重心移動はない。図２９は図１４の、左右の足の動きが逆になった状態で、図２３の対称的な図となっている。
【００６７】
これまで説明した第４の実施形態では、脚部５６ａ、５６ｂの動きによる重心の変化には触れていない。しかし、脚部を腰部に比べて充分に軽量に作ることは可能であり、また、いずれの動きも、理論的な検討のみで制御機構を製造するにはかなり無理があり、細部の形状等についてはどうしても実験的な方法により求めることが必要である。従って、その方法を用いることにより、脚部質量の影響や、制御部の動作状態による重心移動等の問題は解決できる。なお、制御部の動作状態による重心移動の問題は、対称的な動きをするダミー質量を付加することでも解決可能である。
【００６８】
これまで述べた第４の実施形態では、脚部は４本の骨材を用いた４角柱状の平行四辺形枠で形作ったものについて説明してきた。しかし、これは、脚部の断面が前向きに２等辺３角形となるような３角柱状の平行４変形枠を用いるものであっても、多少歩行の安定性は劣るものの、十分に実施可能である。この場合、図６のつま先制御棒５９ａ、５９ｂは脚部骨材のじゃまにならないよう後方に少しずらせて設置すれば何事もない。また、脚部を横方向へ振らせる動作は、第３実施形態のような横方向への水平移動であっても第４の実施形態は実施できる。
【第５実施形態】
【００６９】
第５の実施形態について説明する。これは第１〜第４の実施形態に属するものであるが、第１図を用いて説明する。２足歩行具における歩行の不安定さを生じる大きな要因の一つは、様々な動きにおける「振動」である。これは「動き」を発生する部品のガタつきに起因するものが最も大きい。また、可動範囲の限界に「突き当たる」ことによる振動も無視できない。これらを防ぎ、発生した振動を速やかに押さえるには、可動部分をしっかりと締め付け、そこにある程度の摩擦力を付加することが望ましい。特に、図１において左右脚部２ａ、２ｂと左右足部３ａ、３ｂの取り付け部分、つまり「足首」があまりに軽く動きすぎると不要な振動が発生するので、その「足首」部分を一定の力で押しつけたり、摩擦弾性材を挟み込んだりして摩擦力を発生させれば安定性は向上する。
【第６実施形態】
【００７０】
第６の実施形態について説明する。これは第１〜第４の実施形態に属するものである。歩行動作を行わせるためには、左右の足の長さを変化させなければならない。そのために、図１における駆動リンク６ａ、６ｂの回転によるもの、図４における回転クランク４２の回転のよるもの、図１７におけるつま先立ちによるものについて既に説明した。しかし、このほかにも腰部をローリング状に振らせることによるものもある。
【００７１】
第６の実施形態のうち、足運びのストロークの逆転による「蹴り上げ動作」について、図３０を用いて説明する。第１〜第３の実施形態において、人手による適度な初速度を与えないでも、後ろ足の「蹴り上げ動作」を行うことで、静止状態から自動的に歩行動作を開始できる。図３０において駆動リンクまたは回転クランクの軌跡（以下単に駆動リンクの軌跡と言う）２１１の１８０度ずれた２箇所の駆動ピン１４ａ、２０ａに軸足２１４、２１５が２本取り付けられ、これが固定ピン２１２を通り、前足１４ｂ、後ろ足２０ｂの位置にある。駆動ピン１４ａ、２０ａが駆動リンク軌跡２１１に沿って時計回りに約３０度回転すると、前足１４ｂは位置１５ｂへ、後ろ足２０ｂは位置２１ｂへ移動する。つまり、このまま何もしないで駆動ピン１４ａ、２０ａの回転運動に任せるだけでは、前足が下がり後ろ足が上がることになり、２足歩行具は後ろに倒れ、歩行できない。
【００７２】
そこで、前足１４ｂ、後ろ足２０ｂの平衡状態から、一定角度だけ急激に反時計回りに駆動ピン１４ａ、２０ａを逆回転させ、後ろ足２０ｂを蹴り上げて前方向に倒れようとする初速度を与える。或いは、前足駆動ピン１４ａをその位置から位置１２ａまで回転させると、前足は、前足１４ｂから位置１２ｂへ、後ろ足は、後ろ足２０ｂから位置１８ｂまで移動するので、重心は前足より前に行き、前方向に倒れようとする。前方向に倒れようとする初速度が十分となったところで、駆動ピン１４ａ、２０ａを時計方向に回転させる。その後の動作は、第１〜第３実施形態で図２を用いて既に説明したように、２足歩行を維持できる。
【第７実施形態】
【００７３】
第７の実施形態について説明する。これは第１〜第４の実施形態に属するものである。２足歩行具においては、その脚部を平行四辺形枠で構成すると、制御が非常に簡単になることは第４実施形態において既に説明した。
【００７４】
例えば図５では、左右脚部３０２ａ、３０２ｂは前後から見ると通常考えられる直線の辺を４本使用した平行四辺形ではないが、これも機能的には平行四辺形と見なされる。つまり本発明における平行四辺形は、同一平面にある４つの点を結ぶ仮想の直線が互いに平行でさえあれば、その４点を結ぶ実際の経路は実情に応じた如何なる形であっても、本発明は十分成立するものである。第７の実施形態において改めてこのことを宣言した。
【００７５】
また第４実施形態に示すような、脚部の骨材を腰部に直接取り付けて、腰部を脚部の一部とするようなことも第７の実施形態に含まれる。また、第１〜第４の実施形態において、例えば図１に示す足部３ａ、３ｂを省略して脚部２ａ、２ｂにその働きを持たせてもその発明の実施は可能であり、これも第７の実施形態に含まれる。
【各実施形態に共通の事項】
【００７６】
本発明で使用している言葉の意味についてここで改めて述べておく。「ＡまたはＢである」とは、ＢでなくＡだけの場合、ＡでなくＢだけの場合、ＡでありかつＢである場合の３通りを言っている。この中で「ＡでありかつＢである場合」を除く場合は、「Ａか、Ｂのいずれかである」とする。当然、「ＡまたはＢまたはＣである」は、その組み合わせは７通りになる。また、「ＡはＢまたはＣ含む」とは、Ｂだけを含む場合、Ｃだけを含む場合、Ａ、Ｂ両方を含む場合の他、ＢもＣも含まないＡの部分が存在する。ここで言う「含む」とは「内包する」の意味であり、当然Ａの中にはＢ、Ｃに含まれない部分が存在することは容易に理解できる。「Ａ及びＢである」とはＡでありかつＢである場合に限り、ＡかＢのいずれかである場合は該当しない。また、請求項１に記載の、脚部の長さを長短に変化させる「早さ」とは必ずしも動きの「速度」を意味するものでなく、瞬間的な早さや繰り返しの早さなどを含んでいる。また、請求項３及び請求項４の脚部を前後左右に「振れさせる」とは一般には振り子のように揺らすことを言うが、本発明では、単に平行移動により揺り動かすことを含めている。前者の場合は揺らせるための軸を指定しているが、これは必ずしも１点であるとは限らず、本発明では回転クランクと固定リンクの２点により揺れさせられる場合を含むので腰部を概略軸として振れさせると表現した。また、請求項５の「摩擦力発生」手段は、脚部と足部の間に限らず、脚部と腰部の取り付け部分に作用させることも、２足歩行具の歩行動作の安定化に有効であることは言える。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１実施形態の構成図である。
【図２】第１〜第２実施形態の歩行動作説明図である。
【図３】第２、第３実施形態の足運びの図である。
【図４】第２実施形態の構成図である。
【図５】第３実施形態の構成を示す図である。
【図６】第４実施形態の構成図である。
【図７】第４実施形態の脚部と腰部の取り付け図である。
【図８】第４実施形態の腰部の平面図である。
【図９】第４実施形態の制御部のスライド板取り付け図である。
【図１０】第４実施形態の制御部の構成図である。
【図１１】第４実施形態の歩行説明図のうち、静止状態の図である。
【図１２】第４実施形態の歩行説明図のうち、右に重心を移したときの図である。
【図１３】第４実施形態の歩行説明図のうち、右前に重心を移したときの図である。
【図１４】第４実施形態の歩行説明図のうち、左足を軽く踏み出したときの図である。
【図１５】第４実施形態の歩行説明図のうち、左足を大きく踏み出したときの図である。
【図１６】第４実施形態の歩行説明図のうち、両足を一杯に開いたときの図である。
【図１７】第４実施形態の歩行説明図のうち、右足のつま先を蹴って前に重心を移したときの図である。
【図１８】第４実施形態の歩行説明図のうち、左足に重心を移し右足を上げたときの図である。
【図１９】第４実施形態の歩行説明図のうち、左足をつま先立て右足を通過させるときの図である。
【図２０】第４実施形態の重心移動説明図のうち、静止状態の図である。
【図２１】第４実施形態の重心移動説明図のうち、右に重心を移したときの図である。
【図２２】第４実施形態の重心移動説明図のうち、右前に重心を移したときの図である。
【図２３】第４実施形態の重心移動説明図のうち、左足を軽く踏み出したときの図である。
【図２４】第４実施形態の重心移動説明図のうち、左足を大きく踏み出した図である。
【図２５】第４実施形態の重心移動説明図のうち、両足を一杯に開いたときの図である。
【図２６】第４実施形態の重心移動説明図のうち、右足のつま先を蹴って前に重心を移したときの図である。
【図２７】第４実施形態の重心移動説明図のうち、左足に重心を移し右足を上げたときの図である。
【図２８】第４実施形態の重心移動説明図のうち、左足をつま先立て右足を通過させるときの図である。
【図２９】第４実施形態の重心移動説明図のうち、右足を軽く踏み出したときの図である。
【図３０】第１〜第３及び第６実施形態の回転クランクの回転に伴う足部の動きを表した図である。
【符号の説明】
【００７８】
１        腰部（第１実施形態）
２ａ      左脚部（第１実施形態）
２ｂ      右脚部（第１実施形態）
３ａ      左足部（第１実施形態）
３ｂ      右足部（第１実施形態）
４ａ      制御部（第１実施形態）
４ｂ      モーターと歯車装置
５        接地検知器
６ａ      左脚部駆動リンク
６ｂ      右脚部駆動リンク
７ａ      左脚部固定リンク
７ｂ      右脚部固定リンク
８        スリット
９        足部バネ（第１実施形態）
１０ａ    左接地検知器リード線
１０ｂ    左接地検知器リード線
１０ｃ    制御線
１１      歩行地面
１１ａ、１２ａ、１３ａ    回転クランクまたは駆動ピンの位置を示す符号
１４ａ    駆動ピン（前足制御用）
１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａ    回転クランクまたは駆動ピンの位置を示す符号
２０ａ    駆動ピン（後ろ足制御用）
２１ａ、２２ａ    回転クランクまたは駆動ピンの位置を示す符号
１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ    足部の位置を示す符号
１４ｂ    前足部
１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ、１９ｂ    足部の位置を示す符号
２０ｂ    後足部
２１ｂ、２２ｂ    足部の位置を示す符号
２１、２２      状態を示す符号
２３、２４      左足部底面接地点
２５、２６，２７，２８      腰部の重心点
２９      重心の移動軌跡
３１ａ、３２ａ      左足部接地面
３１ｂ、３２ｂ      右足部接地面
３３      左足部底面の移動軌跡
３４      右足部底面の移動軌跡
３５、３６      足部底面接地幅を示す符号
４１ａ    左脚部（第２実施形態）
４１ｂ    右脚部（第２実施形態）
４２      回転クランク（第２実施形態）
４３      左右方向運動ガイド板
４４      前後方向運動ガイド板  
４５      押しつけバネ
４６ａ    左足部（第２実施形態）
４６ｂ    右足部（第２実施形態）
４７ａ    左足部バネ（第２実施形態）
４７ｂ    右足部バネ（第２実施形態）
４８      左右方向運動ガイド板のスリット
４９      前後方向運動ガイド板のスリット
５０      回転方向
５１ａ    左足部接地検知器
５１ｂ    右足部接地検知器
５２ａ    左足部接地検知器リード線
５２ｂ    右足部接地検知器リード線
５３      回転クランク軸
５４      腰部（第２、第３実施形態）
５５      腰部（第４実施形態）
５６ａ    左脚部（第４実施形態）
５６ｂ    右脚部（第４実施形態）
５７ａ    左足部（第４実施形態）
５７ｂ    右足部（第４実施形態）
５８ａ    左脚部制御棒
５８ｂ    右脚部制御棒
５９ａ    左足部つま先制御棒
５９ｂ    右足部つま先制御棒
６０ａ    左脚部底面枠
６０ｂ    右脚部底面枠
６１      球状の玉（骨材が突き抜けない場合）
６２      球状の玉（骨材が突き抜ける場合）
６３      腰部底面板
６４      球状の玉の上部覆い板
６５      球状の玉の下部覆い板
６６      締め付けネジ
８１      脚部横方向運動スライド板
８２      左脚部制御棒を差し込むスリット
８３      右脚部制御棒を差し込むスリット
８４      脚部横方向運動スライド板制御棒
８５      スライド板の運動方向を示す符号
１０１    ２足歩行具の重心
２０１    足部の着地予定位置
２０２    歩行具の重心を移動すべき方向を示す符号
２０３、２０４    歩行具が安定するための重心範囲を示す左右幅
２１１    回転クランクまたは駆動ピンの回転軌跡
２１２    固定ピン（第６実施形態）
２１３    足部の移動軌跡
２１４    駆動ピンと足部を接続する軸足（前足用）
２１５    駆動ピンと足部を接続する軸足（後足用）
３０１    腰部（第３実施形態）
３０２ａ  左脚部（第３実施形態）
３０２ｂ  右脚部（第３実施形態）
３０３    回転クランク（第３実施形態）
３０４    固定ピン（第３実施形態）
３０５ａ  左脚部横方向制御棒
３０５ｂ  右脚部横方向制御棒
３０６    スライド棒
３０７    脚部横方向制御ローター
３０８    スライド棒ガイド板
３０９    駆動部
３１０    回転クランク回転歯車
３１１    遊び車
３１２ａ  左足電磁石
３１２ｂ  右足電磁石
３１３    磁性体歩行地面
５５１ａ、５５２ａ、５５３ａ、５５４ａ    左脚部骨材と腰部の取り付け部  
５５１ｂ、５５２ｂ、５５３ｂ、５５４ｂ    右脚部骨材と腰部の取り付け部
５６１ａ、５６２ａ、５６３ａ、５６４ａ    左脚部骨材と左脚部底面枠の取り付け部    
５６１ｂ、５６２ｂ、５６３ｂ、５６４ｂ    右脚部骨材と右脚部底面枠の取り付け部    
５７１ａ    左足部つま先制御棒と左足部の取り付け部
５７１ｂ    右足部つま先制御棒と右足部の取り付け部
５８１ａ、５８２ａ、５８３ａ、５８４ａ    左脚部骨材  
５８１ｂ、５８２ｂ、５８３ｂ、５８４ｂ    右脚部骨材
９０１    脚部前後方向制御用ローター
９０２    脚部左右方向制御用ローター
９０３    前後方向制御用ローターの傘歯車
９０４    左右方向制御用ローターの傘歯車
９０５    左脚部制御棒を差し込むガイド溝
９０６    右脚部制御棒を差し込むガイド溝
９０７    脚部横方向運動スライド板制御棒を差し込むガイド溝
９０８    足部つま先制御用回転円盤
９０９、９１０    足部つま先制御用ローラー
９１１    足部つま先制御用ピンセット状の治具
９１２    外装付きワイヤ
９１３    外装付きワイヤの外装
９１４    クランク
９１５    つま先引き上げバネ
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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