(57)【要約】【課題】容易、円滑かつ確実に、高速歩行（走行）を行うことができる脚式二足歩行ロボットの足および脚式二足歩行ロボットを提供する。【解決手段】本発明の脚式二足歩行ロボットの足１５は、少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、当該足１５の足裏面（下面）４７の略全体が、側面視において、下側に向って凸となる曲面（凸曲面）で形成されていることを特徴とする。また、足１５の足裏面４７は、正面視において、平面で形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
当該足の足裏面の略全体が、側面視において、曲面で形成されていることを特徴とする脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項２】
前記曲面は、略円弧状または略楕円弧状である請求項１に記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項３】
前記曲面の曲率半径は、爪先側から踵側にかけて変化している請求項１に記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項４】
前記曲面は、曲率半径が比較的小さい小曲率半径部と、曲率半径が比較的大きい大曲率半径部とをそれぞれ少なくとも１つずつ有する請求項１に記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項５】
前記曲面の爪先側および踵側が、それぞれ、前記小曲率半径部であり、前記曲面の爪先と踵との間の部分に、前記大曲率半径部を有する請求項４に記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項６】
少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
当該足の足裏面の少なくとも１箇所は、側面視において、上側に向って所定角度屈曲していることを特徴とする脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項７】
少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
当該足の足裏面の略全体が、側面視において、平面で形成され、かつ、該足裏面の少なくとも１箇所は、側面視において、上側に向って所定角度屈曲していることを特徴とする脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項８】
前記足裏面の爪先側が、側面視において、上側に向って所定角度屈曲している請求項６または７に記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項９】
前記足裏面の踵側が、側面視において、上側に向って所定角度屈曲している請求項６ないし８のいずれかに記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項１０】
さらに、前記足裏面の爪先と踵との間の部分の少なくとも１箇所が、側面視において、上側に向って所定角度屈曲している請求項８または９に記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項１１】
少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
側面視において、互いに変位可能に連結された複数の単位足部を有する足本体と、該各単位足部を所定位置に復帰させる復帰手段とを備えることを特徴とする脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項１２】
少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
側面視において、互いに回動可能に連結された複数の単位足部を有する足本体と、該各単位足部を所定位置に復帰させる復帰手段とを備えることを特徴とする脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項１３】
側面視において、前記各単位足部の足裏面は、それぞれ、平面で形成され、かつ、前記足本体の足裏面は、前記各単位足部がそれぞれ前記所定位置に復帰した状態において平面をなすよう構成されている請求項１１または１２に記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項１４】
前記複数の単位足部のうちの１つは、前記足本体の爪先側の部分を構成する請求項１１ないし１３のいずれかに記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項１５】
前記複数の単位足部のうちの１つは、前記足本体の踵側の部分を構成する請求項１１ないし１４のいずれかに記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項１６】
前記復帰手段は、バネを有する請求項１１ないし１５のいずれかに記載の脚式二足歩行ロボットの足。
【請求項１７】
少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットであって、
請求項１ないし１６のいずれかに記載の足を備えたことを特徴とする脚式二足歩行ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脚式二足歩行ロボットの足および脚式二足歩行ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、旧来の塗装ロボットや機械組立ロボット等の産業用ロボットに加え、汎用性等に優れた脚式二足歩行ロボットが出現している。脚式二足歩行ロボットは、胴体の下端に取り付けられた二本の脚により自律歩行するもので、階段の昇降や障害物の乗り越えを円滑に行える等の特長を有している。
【０００３】
脚式二足歩行ロボットの脚は、胴体に股関節を介して連結された大腿部と、大腿部に膝関節を介して連結された下腿部と、下腿部に足首関節を介して連結された足とをリンク要素としており、各種センサからの入力信号（検出信号）に基づき、これらリンク要素をサーボモータ等により適宜駆動することで歩行を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上述した脚式二足歩行ロボットでは、脚の下端に平板状の足（足裏面が平面をなしている足）が取り付けられているため、歩行速度が上昇した場合、すなわち、高速歩行（走行）時に、下記のように、衝撃に起因して円滑な高速歩行（走行）が行い難くなる問題があった。
通常、脚式二足歩行ロボットでは、高速歩行時においては、図１８に示すように、脚５０の下腿部１３０に取り付けられた足１５０の踵４５０の後端から着地し、図１９に示すように、足裏面４７０全体（全面）が接地した後、図２０に示すように、爪先４１０の先端から離床する形態をとる。
【０００５】
この場合、図１８〜図２０中に矢印で示すように、荷重作用点（荷重作用面）は、踵４５０の後端から足裏面４７０に急激に移動し、次に足裏面４７０から爪先４１０の先端に急激に移動する。この結果、この荷重作用点の急激な移動に伴う衝撃による大きな反力が、足１５０および脚５０等に、ごく短時間で数度にわたって異なる部位に作用し、これにより、脚式二足歩行ロボットの姿勢制御に悪影響がおよんで、円滑な高速歩行（走行）が困難となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２９６４８４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、容易、円滑かつ確実に、高速歩行（走行）を行うことができる脚式二足歩行ロボットの足および脚式二足歩行ロボットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の脚式二足歩行ロボットの足は、少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
当該足の足裏面の略全体が、側面視において、曲面で形成されていることを特徴とする。
これにより、簡易な構成で、高速歩行（走行）時において、足（足裏面）における荷重移動を踵から爪先まで円滑に行うことができ、この結果、脚式二足歩行ロボットの姿勢制御を容易かつ確実に行うことができ、高速歩行（走行）を円滑かつ確実に行うことができる。
【０００９】
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、前記曲面は、略円弧状または略楕円弧状であるのが好ましい。
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、前記曲面の曲率半径は、爪先側から踵側にかけて変化しているのが好ましい。
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、前記曲面は、曲率半径が比較的小さい小曲率半径部と、曲率半径が比較的大きい大曲率半径部とをそれぞれ少なくとも１つずつ有するのが好ましい。
【００１０】
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、前記曲面の爪先側および踵側が、それぞれ、前記小曲率半径部であり、前記曲面の爪先と踵との間の部分に、前記大曲率半径部を有するのが好ましい。
本発明の脚式二足歩行ロボットの足は、少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
当該足の足裏面の少なくとも１箇所は、側面視において、上側に向って所定角度屈曲していることを特徴とする。
これにより、簡易な構成で、高速歩行（走行）時において、足（足裏面）における荷重移動を円滑に行うことができ、この結果、脚式二足歩行ロボットの姿勢制御を容易かつ確実に行うことができ、高速歩行（走行）を円滑かつ確実に行うことができる。
【００１１】
本発明の脚式二足歩行ロボットの足は、少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
当該足の足裏面の略全体が、側面視において、平面で形成され、かつ、該足裏面の少なくとも１箇所は、側面視において、上側に向って所定角度屈曲していることを特徴とする。
これにより、高速歩行（走行）時において、足（足裏面）における荷重移動を円滑に行うことができ、この結果、脚式二足歩行ロボットの姿勢制御を容易かつ確実に行うことができ、高速歩行（走行）を円滑かつ確実に行うことができる。
【００１２】
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、前記足裏面の爪先側が、側面視において、上側に向って所定角度屈曲しているのが好ましい。
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、前記足裏面の踵側が、側面視において、上側に向って所定角度屈曲しているのが好ましい。
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、さらに、前記足裏面の爪先と踵との間の部分の少なくとも１箇所が、側面視において、上側に向って所定角度屈曲しているのが好ましい。
【００１３】
本発明の脚式二足歩行ロボットの足は、少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
側面視において、互いに変位可能に連結された複数の単位足部を有する足本体と、該各単位足部を所定位置に復帰させる復帰手段とを備えることを特徴とする。
これにより、高速歩行（走行）時において、足（足裏面）における荷重移動を踵から爪先まで円滑に行うことができ、この結果、脚式二足歩行ロボットの姿勢制御を容易かつ確実に行うことができ、高速歩行（走行）を円滑かつ確実に行うことができる。
【００１４】
本発明の脚式二足歩行ロボットの足は、少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットの足であって、
側面視において、互いに回動可能に連結された複数の単位足部を有する足本体と、該各単位足部を所定位置に復帰させる復帰手段とを備えることを特徴とする。
これにより、高速歩行（走行）時において、足（足裏面）における荷重移動を踵から爪先まで円滑に行うことができ、この結果、脚式二足歩行ロボットの姿勢制御を容易かつ確実に行うことができ、高速歩行（走行）を円滑かつ確実に行うことができる。
【００１５】
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、側面視において、前記各単位足部の足裏面は、それぞれ、平面で形成され、かつ、前記足本体の足裏面は、前記各単位足部がそれぞれ前記所定位置に復帰した状態において平面をなすよう構成されているのが好ましい。
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、前記複数の単位足部のうちの１つは、前記足本体の爪先側の部分を構成するのが好ましい。
【００１６】
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、前記複数の単位足部のうちの１つは、前記足本体の踵側の部分を構成するのが好ましい。
本発明の脚式二足歩行ロボットの足では、前記復帰手段は、バネを有するのが好ましい。
本発明の脚式二足歩行ロボットは、少なくとも１つの関節を有する２本の脚で歩行する脚式二足歩行ロボットであって、
本発明の脚式二足歩行ロボットの足を備えたことを特徴とする。
これにより、高速歩行（走行）時において、足（足裏面）における荷重移動を円滑に行うことができ、高速歩行（走行）を円滑かつ確実に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の脚式二足歩行ロボットの足および脚式二足歩行ロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る脚式二足歩行ロボットの実施形態を示す要部概略構成図である。図１中の矢印Ａ方向が、脚式二足歩行ロボットの前方であり、図１中の左側が、脚式二足歩行ロボットの右側であり、図１中の右側が、脚式二足歩行ロボットの左側である。
【００１８】
図１に示す脚式二足歩行ロボット１は、胴体３の下部にそれぞれ図示しない股関節を介して取り付けられた右脚５および左脚７を有している。右脚５は大腿部１１と下腿部１３と足１５とをリンク要素とするリンク機構であり、左脚７は大腿部２１と下腿部２３と足２５とをリンク要素とするリンク機構であり、各リンク要素がそれぞれ図示しない関節で連結されている。なお、胴体３の上部には頭部や腕等が取り付けられているが、本実施形態ではその図示を省略する。
【００１９】
右脚５の大腿部１１は、右足ヨー角コントロールモータＲ１と右足ピッチ角コントロールモータＲ２と右足ロール角コントロールモータＲ３とにより、胴体３に対して駆動される。また、右脚５の下腿部１３は、右足膝ピッチ角コントロールモータＲ４により、大腿部１１に対して駆動される。更に、右脚５の足１５は、右足平ピッチ角コントロールモータＲ５と右足平ロール角コントロールモータＲ６とにより、下腿部１３に対して駆動される。
【００２０】
一方、左脚７の大腿部２１は、左足ヨー角コントロールモータＬ１と左足ピッチ角コントロールモータＬ２と左足ロール角コントロールモータＬ３とにより、胴体３に対して駆動される。また、左脚７の下腿部２３は、左足膝ピッチ角コントロールモータＬ４により、大腿部２１に対して駆動される。更に、左脚７の足２５は、左足平ピッチ角コントロールモータＬ５と左足平ロール角コントロールモータＬ６とにより、下腿部２３に対して駆動される。
【００２１】
図２は、図１に示す脚式二足歩行ロボット１の右脚５および左脚７の駆動制御系を示すブロック図である。
同図に示すように、駆動制御系は、制御部（制御手段）３１を有する。この制御部３１は、脚式二足歩行ロボット１の各部の作動を制御するものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、脚式二足歩行ロボット１の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データを記憶（格納）する記憶部とを有している。
【００２２】
制御部３１は、目標値および各関節やその近傍に設けられたロータリエンコーダ等のセンサＳ１〜Ｓ１２からの入力信号（検出信号）等に基づいて、ドライバＤ１〜Ｄ１２を介して各コントロールモータＲ１〜Ｒ６、Ｌ１〜Ｌ６に駆動電流（駆動電圧）を出力し、各コントロールモータＲ１〜Ｒ６、Ｌ１〜Ｌ６の駆動を制御する。
【００２３】
次に、脚式二足歩行ロボット１の各脚の動作（作用）について、代表的に、右脚５の動作を説明する。
この脚式二足歩行ロボット１では、制御部３１からドライバＤ１を介して右足ヨー角コントロールモータＲ１に駆動電流が出力されると、右足ヨー角コントロールモータＲ１の回転力が図示しない減速機構を介して右脚５に伝達され、右脚５が胴体３に対して左右方向に旋回する。
【００２４】
また、制御部３１からドライバＤ２を介して右足ピッチ角コントロールモータＲ２に駆動電流が出力されると、右足ピッチ角コントロールモータＲ２の回転力が図示しない減速機構を介して大腿部１１に伝達され、大腿部１１が前後に揺動する。
また、制御部３１からドライバＤ３を介して右足ロール角コントロールモータＲ３に駆動電流が出力されると、右足ロール角コントロールモータＲ３の回転力が図示しない減速機構を介して大腿部１１に伝達され、大腿部１１が左右に揺動する。
【００２５】
また、制御部３１からドライバＤ４を介して右足膝ピッチ角コントロールモータＲ４に駆動電流が出力されると、右足膝ピッチ角コントロールモータＲ４の回転力が図示しない減速機構を介して下腿部１３に伝達され、下腿部１３が前後に揺動する。
また、制御部３１からドライバＤ５を介して右足平ピッチ角コントロールモータＲ５に駆動電流が出力されると、右足平ピッチ角コントロールモータＲ５の回転力が図示しない減速機構を介して足１５に伝達され、足１５が前後に揺動する。
【００２６】
また、制御部３１からドライバＤ６を介して右足平ロール角コントロールモータＲ６に駆動電流が出力されると、右足平ロール角コントロールモータＲ６の回転力が図示しない減速機構を介して足１５に伝達され、足１５が左右に揺動する。
なお、左脚７の動作（作用）については、前記右脚５と同様であるので、その説明を省略する。
【００２７】
次に、本発明の脚式二足歩行ロボットの足の各実施形態について説明するが、各実施形態における右脚５の足１５および左脚７の足２５は、対称（左右対称）であるので、以下の説明は、代表的に、右脚５の足１５について行うこととする。
図３は、第１実施形態に係る右脚５の足１５を示す側面図であり、図４は、第１実施形態に係る右脚５の足１５を示す斜視図である。
【００２８】
足１５は、前述した脚式二足歩行ロボット１の右脚５の下腿部１３に対して図示しない関節を介して連結されている。この足１５は、これらの図に示すように、その足裏面（下面）４７の略全体が、側面視において（図３において）、下側に向って凸となる曲面（凸曲面）で形成されている。すなわち、足１５の足裏面４７は、爪先４１から踵４５に渡って、側面視において、下側に向って凸となる曲面で形成されている。
【００２９】
この曲面の曲率半径等の寸法や形状は、特に限定されないが、本実施形態では、前記曲面は、半径Ｒの円弧状をなしている。
また、本実施形態では、図４に示すように、足１５の足裏面（下面）４７は、正面視（左右方向）において、平面で形成されている。なお、足１５の足裏面（下面）４７の正面視での形状は、平面に限定されないことは言うまでもない。
【００３０】
また、足１５の寸法は、特に限定されず、脚式二足歩行ロボット１の寸法等の諸条件に応じて適宜設定される。
また、足１５の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂、各種金属（合金を含む）、各種セラミックス等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３１】
ここで、本発明では、前記曲面は、円弧状に限らず、例えば、楕円弧状等であってもよく、また、複数の円弧や楕円弧を適宜組み合わせるようにしてもよく、また、円弧や楕円弧以外の曲面を採用するようにしてもよい。すなわち、前記曲面の曲率半径は、爪先４１側から踵４５側にかけて、一定であってもよく、また、連続的または段階的に変化していてもよい。また、前記曲面のうちの一部においてのみ、その曲率半径が、連続的または段階的に変化していてもよい。
【００３２】
次に、第１実施形態の作用を述べる。
脚式二足歩行ロボット１では、目標歩行速度（目標走行速度）等の目標値が決定されると、ドライバＤ１〜Ｄ１２を介し、コントロールモータＲ１〜Ｒ６、Ｌ１〜Ｌ６のうちの所定のコントロールモータを駆動する。この場合、センサＳ１〜Ｓ１２からの入力信号に基づいて、右脚５および左脚７の各部の駆動量や駆動速度を検出（算出）し、この検出値および目標値に基づいて、コントロールモータＲ１〜Ｒ６、Ｌ１〜Ｌ６の駆動を制御する。例えば、低速歩行では足１５を略水平に保った状態で行うことも可能であるが、高速歩行（走行）では踵４５から着地し、最後に爪先４１を離床する形態が採られる。
【００３３】
第１実施形態の脚式二足歩行ロボット１では、図５に示すように踵４５で着地した後に荷重を前方（爪先４１側）に移動させ、図６に示すように中央部４３に荷重が移ったら荷重を更に前方に移動させ、図７に示すように荷重が爪先４１に移った後に、その爪先４１が離床する。この際、足１５の足裏面４７が上述したように円弧となっているため、高速歩行時においても、荷重作用点が踵４５から中央部４３を経由して爪先４１に円滑に移動する。また、足１５が取り付けられた右脚５も、歩行に伴ってその上下方向位置が殆ど変化しない。これにより、右脚５（左脚７も同様）の駆動制御や脚式二足歩行ロボット１の姿勢制御を比較的簡易に行いながら、円滑な高速歩行を行うことができる。
【００３４】
次に、この第１実施形態の変形例を述べる。
図８は、第１実施形態に係る右脚５の足１５の変形例を示す側面図である。
同図に示すように、この足１５の足裏面４７を形成している曲面は、曲率半径が比較的小さい２つの小曲率半径部８１と、曲率半径が比較的大きい１つの大曲率半径部８２とを有している。
【００３５】
この場合、前記曲面の爪先４１側および踵４５側が、それぞれ、小曲率半径部８１であり、前記曲面の爪先４１と踵４５との間の部分が、大曲率半径部８２である。すなわち、小曲率半径部８１と大曲率半径部８２とが、爪先４１から踵４５にかけて、交互に形成されている。
この足１５によれば、前記と同様に、右脚５（左脚７も同様）の駆動制御や脚式二足歩行ロボット１の姿勢制御を比較的簡易に行いながら、円滑な高速歩行を行うことができる。
【００３６】
次に、本発明の脚式二足歩行ロボットの足の第２実施形態について説明する。
図９は、第２実施形態に係る右脚５の足１５を示す側面図である。
以下、第２実施形態の足１５について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
同図に示すように、第２実施形態の足１５は、平板状（板状）の素材（部材）で形成され（足１５の足裏面４７の略全体が、側面視において平面で形成され）、かつ、側面視において、その足裏面４７の爪先４１側および踵４５側が、それぞれ、上側に向って所定角度屈曲している。なお、その角度は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。
【００３７】
この第２実施形態においても、図１０に示すように踵４５で着地した後に荷重を前方（爪先４１側）に移動させ、図１１に示すように爪先４１と踵面４５との間の部分に荷重が移ったら荷重を更に前方に移動させ、図１２に示すように荷重が爪先４１に移った後に、その爪先４１が離床する。この際、荷重作用点は、踵４５から爪先４１と踵面４５との間の部分を経由して爪先４１に段階的に移動するが、足裏面４７の爪先４１側および踵４５側が屈曲しているため、その荷重作用点の移動は比較的滑らかに行われる。また、足１５が取り付けられた右脚５も、歩行に伴ってその上下方向位置が従来装置程には変化しない。これにより、右脚５（左脚７も同様）の駆動制御や脚式二足歩行ロボット１の姿勢制御を比較的簡易に行いながら、円滑な高速歩行を行うことができる。
【００３８】
この第２実施形態では、足裏面４７の爪先４１側と踵４５側との双方（２個所）が屈曲している（屈曲部が足裏面４７の爪先４１側と踵４５側との双方に設けられている）が、本発明では、屈曲部の数や位置は、特に限定されず、例えば、足裏面４７の爪先４１側のみが屈曲していてもよく、また、踵４５側のみが屈曲していてもよい。
【００３９】
また、足裏面４７の爪先４１と踵４５との間の部分の１箇所または複数箇所が、屈曲していてもよい。
この場合、特に、足裏面４７の爪先４１側または踵４５側を屈曲させるとともに、足裏面４７の爪先４１と踵４５との間の部分の１箇所または複数箇所を屈曲させるのが好ましく、足裏面４７の爪先４１側と踵４５側との双方（２個所）を屈曲させるとともに、足裏面４７の爪先４１と踵４５との間の部分の１箇所または複数箇所を屈曲させるのがより好ましい。
【００４０】
これにより、高速歩行時において、荷重作用点が踵４５から爪先４１により円滑に移動し、より円滑かつ確実に高速歩行を行うことができる。
また、屈曲部の数は、特に限定されないが、２以上が好ましい。
これにより、高速歩行時において、荷重作用点が踵４５から爪先４１により円滑に移動し、より円滑かつ確実に高速歩行を行うことができる。
なお、第２実施形態では平板状の素材で足１５を形成するようにしたが、本発明では、これに限らず、例えば、図１３に示すように、足１５をブロック状としてもよい。
また、逆に、前記第１実施形態の足１５を板状としてもよい。
【００４１】
次に、本発明の脚式二足歩行ロボットの足の第３実施形態について説明する。
図１４は、第３実施形態に係る右脚５の足１５を示す側面図である。
以下、第３実施形態の足１５について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
同図に示すように、第３実施形態の足１５は、右脚５の下腿部１３に対して図示しない関節を介して連結された中間部材（単位足部）６１と、中間部６１の先端部にピン６３を介して回動（変位）可能、すなわち揺動可能に連結された爪先部（単位足部）６５と、中間部６１の基端部（後端部）にピン６７を介して回動（変位）可能、すなわち揺動可能に連結された踵部（単位足部）６９とを有する足本体６０を備えている。これら中間部６１、爪先部６５および踵部６９のうち、爪先部６５および踵部６９が可動部である。なお、可動部の数は、単位足部の数より、１つ少ない。
【００４２】
中間部６１は、平板状（板状）の素材（部材）で形成されている。すなわち、中間部６１の足裏面（下面）６２の略全体が、側面視において平面で形成されている。
また、爪先部６５は、その足裏面（下面）６４の略全体が、側面視において平面で形成され、同様に、踵部６９は、その足裏面（下面）６６の略全体が、側面視において平面で形成されている。
【００４３】
この爪先部６５は、図１４に示す初期位置において、その足裏面６４が、中間部６１の足裏面６２に対して面一となるように、図１４中反時計回りの回転が規制（阻止）されている。同様に、踵部６９は、図１４に示す初期位置において、その足裏面６６が、中間部６１の足裏面６２に対して面一となるように、図１４中時計回りの回転が規制されている。
これにより、爪先部６５および踵部６９が、それぞれ初期位置に位置しているときは、足１５（足本体６０）の足裏面４７の略全体が、側面視において平面をなす。
【００４４】
また、爪先部６５および踵部６９は、それぞれ、図示しないストッパにより、中間部６１に対して、所定の回動角度範囲内で回動可能となっている。
また、爪先部６５は、その爪先部６５と中間部６１との間に圧縮状態で介装された圧縮コイルバネ（復帰手段）７１により、中間部６１に対して初期位置に復帰する方向（図１４中反時計回りの方向）に付勢されている。なお、圧縮コイルバネ７１の一端側は、中間部６１に設けられた取付部６１１に固定され、他端側は、爪先部６５に固定されている。
【００４５】
同様に、踵部６９は、その踵部６９と中間部６１との間に圧縮状態で介装された圧縮コイルバネ（復帰手段）７３により、中間部６１に対して初期位置に復帰する方向（図１４中時計回りの方向）に付勢されている。なお、圧縮コイルバネ７３の一端側は、中間部６１に設けられた取付部６１３に固定され、他端側は、踵部６９に固定されている。
【００４６】
この第３実施形態においても、図１５に示すように踵部６９で着地した後に荷重を前方（爪先部６５側）に移動させ、図１６に示すように中間部６１に荷重が移ったら荷重を更に前方に移動させ、図１７に示すように荷重が爪先部６５に移った後に、その爪先部６５が離床する。
この際、着地時において、踵部６９は、圧縮コイルバネ７３の付勢力に抗して（打ち勝って）中間部６１に対して図１５中反時計回りに所定角度まで回動（回転）し、その足裏面６６が接地面に接地する。
そして、荷重の移動に伴って、踵部６９は、圧縮コイルバネ７３の付勢力により、中間部６１に対し、図１５中時計回りに回動し、図１６に示すように、初期位置に復帰し、足１５の足裏面４７の略全体が、側面視において平面を形成し、足裏面４７の略全体に荷重がかかる。
【００４７】
次いで、荷重が中間部６１から爪先部６５に移動し始めると、爪先部６５は、圧縮コイルバネ７１の付勢力に抗して（打ち勝って）中間部６１に対して図１６中時計回りに所定角度まで回動し始める。
そして、荷重の移動に伴って、図１７に示すように、爪先部６５は、その足裏面６４が接地面に接地した状態で、圧縮コイルバネ７１の付勢力に抗して、中間部６１に対し、図１７中時計回りに所定角度まで回動した後、離床する。この離床の際は、爪先部６５は、圧縮コイルバネ７１の付勢力により、中間部６１に対し、図１７中反時計回りに回動し、初期位置に復帰し、足１５の足裏面４７の略全体が、側面視において平面を形成する。
【００４８】
このようにして、荷重作用点の移動は、比較的滑らかに行われる。また、足１５が取り付けられた右脚５も、歩行に伴ってその上下方向位置が従来装置程には変化しない。これにより、右脚５（左脚７も同様）の駆動制御や脚式二足歩行ロボット１の姿勢制御を比較的簡易に行いながら、円滑な高速歩行を行うことができる。
【００４９】
また、この第３実施形態では、右脚５（左脚７も同様）が傾いていない状態での足１５の接地面積が前述した第１実施形態や第２実施形態より大きくなるため、直立時等における安定度が向上する。
この第３実施形態では、爪先側と踵側との双方（２個所）に可動部が設けられているが、本発明では、可動部の数や位置は、特に限定されず、例えば、爪先側のみに可動部を設けてもよく、また、踵側のみに可動部を設けてもよい。
【００５０】
また、第３実施形態では、単位足部の数は、３つであるが、本発明では、単位足部の数は、２つでもよく、また、４つ以上でもよい（複数であればよい）。
但し、単位足部の数は、３以上が好ましい。
これにより、高速歩行時において、荷重作用点が踵６９から爪先６５により円滑に移動し、より円滑かつ確実に高速歩行を行うことができる。
【００５１】
また、第３実施形態では、復帰手段として、圧縮コイルバネを用いているが、本発明では、これに限らず、例えば、引張コイルバネ等の他の形態のバネを用いてもよく、また、バネに限らず、例えば、合成ゴム等の他の形態の弾性部材（弾性体）等を用いてもよい。
また、本発明では、例えば、油圧ダンパ等のダンパを併設するようにしてもよい。
【００５２】
以上、本発明の脚式二足歩行ロボットの足および脚式二足歩行ロボットを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。なお、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脚式二足歩行ロボットの実施形態を示す概略構成図。
【図２】実施形態に係る右脚および左脚の駆動制御系を示すブロック図。
【図３】第１実施形態に係る右脚の足を示す側面図。
【図４】第１実施形態に係る右脚の足を示す斜視図。
【図５】第１実施形態に係る足の着地時を示す側面図。
【図６】第１実施形態に係る足の接地時を示す側面図。
【図７】第１実施形態に係る足の離床時を示す側面図。
【図８】第１実施形態の変形例に係る右脚の足を示す側面図。
【図９】第２実施形態に係る右脚の足を示す側面図。
【図１０】第２実施形態に係る足の着地時を示す側面図。
【図１１】第２実施形態に係る足の接地時を示す側面図。
【図１２】第２実施形態に係る足の離床時を示す側面図。
【図１３】第２実施形態の変形例に係る右脚の足を示す側面図。
【図１４】第３実施形態に係る右脚の足を示す側面図。
【図１５】第３実施形態に係る足の着地時を示す側面図。
【図１６】第３実施形態に係る足の接地時を示す側面図。
【図１７】第３実施形態に係る足の離床時を示す側面図。
【図１８】従来装置における足の着地時を示す側面図。
【図１９】従来装置における足の接地時を示す側面図。
【図２０】従来装置における足の離床時を示す側面図。
【符号の説明】
１……脚式二足歩行ロボット、３……胴体、５……右脚、７……左脚、１１……大腿部、１３、１３０……下腿部、１５、１５０……足、２１……大腿部、２３……下腿部、２５……足、３１……制御部、４１、４１０……爪先、４３……中央部、４５、４５０……踵、４７、６２、６４、６６、４７０……足裏面、５０……脚、６０……足本体、６１……中間部、６１１、６１３……取付部、６３……ピン、６５……爪先部、６７……ピン、６９……踵部、７１、７３……圧縮コイルバネ、８１……小曲率半径部、８２……大曲率半径部、Ｒ１……右足ヨー角コントロールモータ、Ｒ２……右足ピッチ角コントロールモータ、Ｒ３……右足ロール角コントロールモータ、Ｒ４……右足膝ピッチ角コントロールモータ、Ｒ５……右足平ピッチ角コントロールモータ、Ｒ６……右足平ロール角コントロールモータ、Ｌ１……左足ヨー角コントロールモータ、Ｌ２……左足ピッチ角コントロールモータ、Ｌ３……左足ロール角コントロールモータ、Ｌ４……左足膝ピッチ角コントロールモータ、Ｌ５……左足平ピッチ角コントロールモータ、Ｌ６……左足平ロール角コントロールモータ、Ｓ１〜Ｓ１２……センサ、Ｄ１〜Ｄ１２……ドライバ
【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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