(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右対称に動作可能な左側腕部及び右側腕部を有するロボット装置であって、
上記左側腕部は、
上記ロボット装置本体の肘から手首までの間を構成し、左側の肩から肘までの間を構成する左側上腕部に対し肘関節部を介して回転可能に取り付けられた前腕部と、
上記前腕部の一部でなり当該前腕部の長手方向を回転軸として所定回転範囲内で回転可能な手首部と、
上記回転軸に関して上記前腕部に対し第１の取付角度をなすよう上記手首部に取り付けられた手の甲部と
を有し、
上記右側腕部は、
上記左側腕部の上記前腕部及び上記手の甲部とそれぞれ共通の構成でなる前腕部及び手の甲部を有し、上記ロボット装置本体の右側の肩から肘までの間を構成する右側上腕部に対し肘関節部を介して上記左側腕部の上記前腕部と左右対称をなすよう当該前腕部を取り付け、さらに上記回転軸に関して上記前腕部に対し上記第１の取付角度から半回転された第２の取付角度をなすよう上記手首部に当該手の甲部を取り付けた
ロボット装置。
【請求項２】
上記手の甲部は、
上記前腕部の長手方向と直交する手首回転軸を中心として当該前腕部に対して当該手の甲部を回転させると共に、上記手首部に対して上記第１の取付角度又は上記第２の取付角度のいずれにも取り付けられるよう回転対称形状に構成された回転駆動部を有し、
上記手首部は、
上記回転駆動部を保持すると共に、上記前腕部の長手方向を対称軸とした回転対称形状に構成された保持部を有する
請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
上記回転駆動部は、
出力軸が上記手の甲部に取り付けられた円柱形状のアクチュエータでなり、
上記保持部は、
半円筒形状でなることにより上記アクチュエータにおける周側部分の形状に対応すると共に上記手の甲部との干渉を回避する
請求項２に記載のロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボット装置に関し、例えば左右対称の２本の腕を持つロボットに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、種々の研究機関や企業等において人型を模して２本の腕を持つロボットの研究が盛んに行われている。かかる構成のロボット装置では、腕の各関節を可動式に構成することにより、人を模した動作を行い得るようになされている。
【０００３】
またかかるロボットは、人型を模しているため、全体としてほぼ左右対称に構成され、各関節の可動範囲も左右対称となるようになされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８６２０５公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、かかる構成のロボットにおいては、部品を共通化することにより設計の簡素化やメンテナンスの容易化等によるコストダウンを図ることができるため、極力部品を共通化したいといった要望があった。
【０００５】
ここで、ロボットの左右の腕部（肩よりも指先側、いわゆる上肢に相当）において、例えば肘と手首との間を構成する前腕部分を左右で共通化することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、かかる構成のロボットでは、肘の曲がる方向と手首の回転可能範囲との関係のように、複数の関節における可動範囲の関係は左右対称であり左右同一とはならないため、関節部分を含めた部品を左右共通化できないという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、共通部品により構成され左右対称に可動し得るロボット装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明のロボット装置においては、左右対称に動作可能な左側腕部及び右側腕部を有するロボット装置であって、左側腕部は、ロボット装置本体の肘から手首までの間を構成し、左側の肩から肘までの間を構成する左側上腕部に対し肘関節部を介して回転可能に取り付けられた前腕部と、前腕部の一部でなり当該前腕部の長手方向を回転軸として所定回転範囲内で回転可能な手首部と、回転軸に対し第１の取付角度をなすよう手首部に取り付けられた手の甲部とを設け、右側腕部には、左側腕部の前腕部及び手の甲部とそれぞれ共通の構成でなる前腕部及び手の甲部を有し、ロボット装置本体の右側の肩から肘までの間を構成する右側上腕部に対し肘関節部を介して左側腕部の前腕部と左右対称をなすよう当該前腕部を取り付け、さらに回転軸に関して前腕部に対し第１の取付角度から半回転された第２の取付角度をなすよう手首部に当該手の甲部を取り付けるようにした。
【０００９】
これにより、共通の前腕部及び手の甲部を用いながら、手首部に対する手の甲部の取付方向を変更するだけで、前腕部に対する手の甲部の回転可能な範囲を左右対称にすることができ、左側腕部及び右側腕部のいずれにも対応することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、共通の前腕部及び手の甲部を用いながら、手首部に対する手の甲部の取付方向を変更するだけで、前腕部に対する手の甲部の回転可能な範囲を左右対称にすることができ、左側腕部及び右側腕部のいずれにも対応することができ、かくして共通部品により構成され左右対称に可動し得るロボット装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１５】
（１）本実施の形態によるロボットの構成
図１及び図２において、１は全体として本実施の形態によるロボットを示し、胴体部ユニット２の上部に首部３を介して頭部ユニット４が連結されると共に、当該胴体部ユニット２の上部左右両側面にそれぞれ腕部ユニット５Ｌ、５Ｒが連結され、かつ当該胴体部ユニット２の下部に一対の脚部ユニット６Ｌ、６Ｒが連結されることにより構成されている。
【００１６】
この場合、首部３は、図３に示すように、首関節ピッチ軸１０回り、首関節ヨー軸１１回り及び首関節ピッチ軸１２回りの自由度を有する首関節機構部１３により保持されている。また頭部ユニット４は、この首部３の先端部に図３のように首部ロール軸１４回りの自由度をもって取り付けられている。これによりこのロボット１においては、頭部ユニット４を前後、左右及び斜めの所望方向に向かせることができるようになされている。
【００１７】
また各腕部ユニット５Ｌ及び５Ｒは、図１及び図２において明らかなように、それぞれ上腕部ブロック１５、前腕部ブロック１６及び手先部ブロック１７の３つのブロックから構成され、上腕部ブロック１５の上端部が図３のように肩ピッチ軸１８回り及び肩ロール軸１９回りの自由度を有する肩関節機構部２０を介して胴体部ユニット２に連結されている。
【００１８】
前腕部ブロック１６は、図３のように上腕部ブロック１５に上腕ヨー軸２１回りの自由度をもって連結されている。また手先部ブロック１７は、図３のように前腕部ブロック１６に手首ヨー軸２２回り及び手首ロール軸２３回りの自由度をもって連結されている。さらに前腕部ブロック１６には、肘ピッチ軸２４回りの自由度を有する肘関節機構部２５が設けられている。
【００１９】
これによりロボット１においては、これら腕部ユニット５Ｌ、５Ｒを全体としてほぼ人間の腕部と同様の自由度をもって動かすことができ、かくして片手を上げた挨拶や腕部ユニット５Ｌ、５Ｒを振り回すダンスなどの当該腕部ユニット５Ｌ、５Ｒを用いた各種行動を行い得るようになされている。
【００２０】
さらに手先部ブロック１７の先端部には、５本の指部２６がそれぞれ屈曲及び伸長自在に取り付けられており、これによりこれら指部を使って物を摘んだり、把持することができるようになされている。
【００２１】
他方、各脚部ユニット６Ｌ、６Ｒは、図１及び図２において明らかなように、大腿部ブロック３０、脛部ブロック３１及び足平部ブロック３２の３つのブロックから構成され、大腿部ブロック３０の上端部が図３のように股関節ヨー軸３３回り、股関節ロール軸３４回り及び股関節ピッチ軸３５回りの自由度を有する股関節機構部３６を介して胴体部ユニット２に連結されている。
【００２２】
大腿部ブロック３０及び脛部ブロック３１は、図３のように脛ピッチ軸３７回りの自由度を有する膝関節機構部３８を介して連結されると共に、脛ブロック３１及び足平ブロック３２は、図３のように足首ピッチ軸３９回り及び足首ロール軸４０回りの自由度を有する足首関節機構部４１を介して連結されている。
【００２３】
これによりロボット１においては、これら脚部ユニット６Ｌ、６Ｒを人間の脚部とほぼ同様の自由度をもって動かすことができ、かくして歩行やボールを蹴るなどの脚部ユニット６Ｌ、６Ｒを用いた各種動作を発現し得るようになされている。
【００２４】
なおこのロボット１の場合、各股関節機構部３６は、図３のように体幹ロール軸４２回り及び体幹ピッチ軸４３回りの自由度を有する腰関節機構部４４により支持されており、これにより胴体部ユニット２を前後、左右方向に自在に傾かせることもできるようになされている。
【００２５】
ちなみにロボット１では、図１及び図２に示したような正立した体勢を、特に動作を行っていない基本な体勢としており、以下では、このように正立した体勢を基本体勢と呼ぶ。
【００２６】
ここでロボット１においては、上述のように頭部ユニット４、各腕部ユニット５Ｌ、５Ｒ、各脚部ユニット６Ｌ、６Ｒ及び胴体部ユニット２を動かすための動力源として、図４に示すように、首関節機構部１３及び肩関節機構部２０等の各関節機構部を含む各自由度を有する部位に、それぞれその自由度数分のアクチュエータＡ１〜Ａ１８が配設されている。このアクチュエータＡ１〜Ａ１８は、ケース内部にＩＣチップ化された演算回路や駆動電流値を検出する電流検出器等が設けられたものであり、外部機器との通信機能等をも有するものである（例えば特願２０００−３８０９７号参照）。
【００２７】
また胴体部ユニット２には、当該ロボット１全体の動作制御を司るメイン制御部５０と、電源回路及び通信回路などの周辺回路５１と、バッテリ５２（図５）となどが収納されると共に、各構成ユニット（胴体部ユニット２、頭部ユニット４、各腕部ユニット５Ａ、５Ｂ及び各脚部ユニット６Ａ、６Ｂ）内には、それぞれメイン制御部５０と電気的に接続されたサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄが収納されている。
【００２８】
さらに頭部ユニット４には、図５に示すように、このロボット１の「目」として機能する一対のＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ６０Ａ、６０Ｂ及び「耳」として機能するマイクロホン６１などの各種外部センサと、「口」として機能するスピーカ６２となどがそれぞれ所定位置に配設されている。また各脚部ユニット６Ｌ、６Ｒにおける足平部ブロック３２の裏面等の各所定部位には外部センサとしてのタッチセンサ６３が配設されている。
【００２９】
さらに胴体部ユニット２内には、バッテリセンサ６４及び加速度センサ６５などの各種内部センサが配設されると共に、各構成ユニット内には、それぞれ各アクチュエータＡ１〜Ａ１８にそれぞれ対応させて、対応するアクチュエータＡ１〜Ａ１８の出力軸の回転角度を検出する内部センサとしてのポテンショメータＰ１〜Ｐ１８が設けられている。
【００３０】
そして各ＣＣＤカメラ６０Ａ、６０Ｂは、周囲の状況を撮像し、得られた画像信号Ｓ１Ａをサブ制御部５３Ｂ（図５において図示せず）を介してメイン制御部５０に送出する一方、マイクロホン６１は、各種外部音を集音し、かくして得られた音声信号Ｓ１Ｂをサブ制御部５３Ｂを介してメイン制御部５０に送出する。
【００３１】
また各タッチセンサ６３は、それぞれユーザからの物理的な働きかけや、外部との物理的な接触を検出し、検出結果を圧力検出信号Ｓ１Ｃとして対応するサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄ（図５において図示せず）を介してメイン制御部５０に送出する。
【００３２】
さらにバッテリセンサ６４は、バッテリ５２のエネルギ残量を所定周期で検出し、検出結果をバッテリ残量信号Ｓ２Ａとしてメイン制御部５０に送出する一方、加速度センサ６５は、３軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）の加速度を所定周期で検出し、検出結果を加速度検出信号Ｓ２Ｂとしてメイン制御部５０に送出する。
【００３３】
さらに各ポテンショメータＰ１〜Ｐ１８は、対応するアクチュエータＡ１〜Ａ１８の出力軸の回転角度を検出し、検出結果を所定周期で角度検出信号Ｓ２Ｃ１〜Ｓ２Ｃ１８として対応するサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄを介してメイン制御部５０に送出する。また各アクチュエータＡ１〜Ａ１８は、その内部に設けられた上述の電流検出器により検出された駆動電流値に基づいて自己の出力トルクを算出し、算出結果を出力トルク検出信号Ｓ２Ｄ１〜Ｓ２Ｄ１８として対応するサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄを介してメイン制御部５０に送出する。
【００３４】
メイン制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んでなるマイクロコンピュータ構成でなり、ＣＣＤカメラ６０Ａ、６０Ｂ、マイクロホン６１及び各タッチセンサ６３等の各種外部センサからそれぞれ供給される画像信号Ｓ１Ａ、音声信号Ｓ１Ｂ及び圧力検出信号Ｓ１Ｃ等の外部センサ信号Ｓ１と、バッテリセンサ６４、加速度センサ６５及び各ポテンショメータＰ１〜Ｐ１８等の各種内部センサからそれぞれ供給されるエネルギ残量信号Ｓ２Ａ、加速度検出信号Ｓ２Ｂ及び各角度検出信号Ｓ２Ｃ１〜Ｓ２Ｃ１８や、各アクチュエータＡ１〜Ａ１８からそれぞれ供給される出力トルク検出信号Ｓ２Ｄ１〜Ｓ２Ｄ１８などの内部センサ信号Ｓ２とに基づいて、ロボット１の外部及び内部の状態や、ユーザの物理的な働きかけの有無等を判断する。
【００３５】
そしてメイン制御部５０は、この判断結果と、予め内部メモリ５０Ａに格納されている制御プログラムと、そのとき装填されている外部メモリ６６に格納されている各種制御パラメータとなどに基づいて続くロボット１の行動を決定し、当該決定結果に基づく制御コマンドを対応するサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄ（図４）に送出する。
【００３６】
この結果、この制御コマンドに基づき、そのサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄの制御のもとに、対応するアクチュエータＡ１〜Ａ１８が駆動され、かくして頭部ユニット４を上下左右に揺動させたり、腕部ユニット５Ｌ、５Ｒを上に上げたり、歩行するなどの各種行動や動作がロボット１により発現される。
【００３７】
このようにしてこのロボット１においては、外部及び内部の状況等に基づいて自律的に行動することができるようになされている。
【００３８】
（２）腕部ユニットの内部構成
ところで右側腕部ユニット５Ｒにおける前腕部ブロック１６及び手先部ブロック１７は、図６及び図７に示すような内部構成を有しており、肘から手首に渡る前腕部分を構成する前腕モジュール７１と、手首から手の甲まで部分を構成する手の甲モジュール７２と、手の平から５本の指部２６までの部分を構成する手の平モジュール７３とに大きく分けられる。
【００３９】
（２−１）前腕モジュールの構成
前腕モジュール７１は、図８（Ａ）に示すように、全体的な形状が左右方向に（すなわちｘｚ平面に関して）面対称となるようになされており、各種アクチュエータや各種基板等が取り付けられる筐体部８１を中心に構成されている。
【００４０】
筐体部８１は、ｚ方向端部に設けられた肘関節取付部８１Ａ及び８１Ｂを介して、上腕部ブロック１５（図１）に取付固定された肘関節用アクチュエータＡ８（図４）の出力軸に取り付けられるようになされており、当該肘関節用アクチュエータＡ８が駆動されることにより、前腕モジュール７１全体が当該肘関節取付部８１Ａ及び８１Ｂを中心に肘ピッチ軸２４（図３）回りに回転駆動されるようになされている。
【００４１】
また筐体部８１は、略筒状に形成された筒状部８１Ｃを有しており、当該筒状部８１Ｃの内部には略円柱形状の手首ヨー軸アクチュエータＡ９（図４）が取付固定されている。当該手首ヨー軸アクチュエータＡ９の出力軸には、略円筒状でなる円筒部８３Ｃを介して手首部８３が取り付けられている。
【００４２】
手首部８３には、手の甲モジュール７２（図７）を取り付けるための取付部８３Ｕが設けられている。取付部８３Ｕは、図８（Ａ）に示したように、円筒を中心軸に沿って２分した半円筒形状でなると共に、先端８３Ａ及び８３Ｂ側（すなわち−ｚ側）を開放した状態で円筒部８３Ｃと一体に構成されている。
【００４３】
前腕モジュール７１は、筐体部８１に取付固定された手首ヨー軸アクチュエータＡ９が回転駆動されることにより、当該筐体部８１に対して手首部８３の円筒部８３Ｃ及び取付部８３Ｕを一体に回転駆動させるようになされている。
【００４４】
これにより前腕モジュール７１は、図６に示したように取付部８３Ｕに手の甲モジュール７２が取り付けられている場合、メイン制御部５０（図５）からの指示に基づいて手首ヨー軸アクチュエータＡ９を回転駆動することにより、「手首をひねる」動作を行うことができる。
【００４５】
実際上、手首ヨー軸アクチュエータＡ９は、−９１．５°〜＋９１．５°の範囲で回転するようになされている。
【００４６】
このためロボット１は、例えば図１に示したように基本体勢である場合、右側腕部ユニット５Ｒの手首ヨー軸アクチュエータＡ９を回転駆動させることにより手先部ブロック１７を手首ヨー軸２２（図３）回りに回転させ、「手の平を後ろ側に向けた状態」〜「手の平を内側（体の中心側）に向けた状態（図１）」〜「手の平を前側に向けた状態」の間で「手首をひねる」ことができる。
【００４７】
かかる構成に加えて前腕モジュール７１の手首部８３は、手首ヨー軸アクチュエータＡ９の回転中心軸を中心に約１８０°回転させてもほぼ同形状となる、いわゆる回転対称形状となるように構成されている。
【００４８】
このため前腕モジュール７１は、ｚ軸を回転軸として図８（Ａ）の前腕モジュール７１全体を１８０°回転させた図８（Ｂ）において、筐体部８１が図８（Ａ）と比較して１８０°回転された状態となり、取付部８３Ｕにおける先端８３Ａ及び８３Ｂの位置が入れ替わるものの、当該手首部８３の形状は図８（Ａ）と比較してほぼ同一となる。
【００４９】
また手首部８３は、左右方向に（すなわちｘｚ平面を対称面として）面対称となるようにも構成されている。
【００５０】
すなわち前腕モジュール７１は、図８（Ａ）の向き又は図８（Ｂ）の向きのいずれであっても、図７に示した向きの手の甲モジュール７２を取付部８３Ｕに正常に取り付け得るようになされている。
【００５１】
実際上ロボット１は、図７に示したように、右側腕部ユニット５Ｒにおいて、取付部８３Ｕの右側（すなわち−ｙ側）の先端８３Ａが手の甲側となるように（以下、このことを右腕状態と呼ぶ）、すなわち図８（Ａ）に示した向きで前腕モジュール７１に手の甲モジュール７２が取り付けられる。
【００５２】
一方ロボット１は、図９に示すように、左側腕部ユニット５Ｌにおいて、右腕状態と反対に取付部８３Ｕの左側（すなわちｙ側）の先端８３Ｂが手の甲側となるように（以下、このことを左腕状態と呼ぶ）、すなわち図８（Ｂ）に示した向きで前腕モジュール７１に手の甲モジュール７２が取り付けられる。
【００５３】
ちなみに左側腕部ユニット５Ｌにおける手の平モジュール７３（図示せず）は、左右の指を対称に配置するべく、右側腕部ユニット５Ｒにおける手の平モジュール７３（図７）と左右対称に構成されるようになされている。
【００５４】
また前腕構成部７１は、筐体部８１の筒状部８１Ｃの側面に基板８４及び８５が取り付けられており、当該基板８４及び８５により手首ヨー軸アクチュエータＡ９等の各種アクチュエータと制御部５０（図５）との通信を仲介するようになされている。
【００５５】
このように前腕モジュール７１は、手首部８３が手首ヨー軸アクチュエータＡ９の回転中心軸を中心とした回転対称形状に構成されていることにより、当該手首部８３の取付部８３Ｕに手の甲モジュール７２を取り付ける際、当該手の甲モジュール７２における手の甲側がロボット１本体の外側を向くように、当該手の甲モジュール７２に対する向きを変更して右腕状態又は左腕状態とすることにより、右側腕部ユニット５Ｒ又は左側腕部ユニット５Ｌのいずれにも対応し得るようになされている。
【００５６】
（２−２）手の甲モジュールの構成
図１０に示すように、手の甲モジュール７２は、全体的な形状が前後方向に（ｙｚ平面に関して）ほぼ面対称となるように構成されており、前腕モジュール７１における手首部８３の取付部８３Ｕに取り付けられる手首取付部９１と、ロボット１（図１）における手の甲を構成する手の甲部９２とに大きく分けられる。
【００５７】
手首取付部９１は、湾曲された板状部材でなる取付板９３に略円柱形状の手首ロール軸アクチュエータＡ１０が取り付けられている。手首ロール軸アクチュエータＡ１０は、円柱の一端面側に出力軸９４Ａが設けられ、また当該円柱の他端面側でなる底面部９４Ｂ（すなわち出力軸９４Ａの反対側）にベアリング９５のインナーレースが取付固定されている。
【００５８】
手の甲部９２は、矩形平板状に形成された手の甲取付板９６を中心に構成されている。当該手の甲取付板９６には、略平板状でなる手の甲板９７が略円筒形状のセンサ部９８を介して当該手の甲取付板９６と略垂直をなすように取付固定されており、このとき当該センサ部９８が当該手の甲板９７における「手の甲」側に位置するようになされている。
【００５９】
手の甲板９７は、略半楕円板形状でなる基板９９が手の甲側に取り付けられると共に、「手の平」側に手の平モジュール７３（図７）が取り付けられるようになされており、当該基板９９上のコネクタＣＮ２に接続された配線材（図示せず）を介して手の平モジュール７３における５本の指部２６に対する制御指示を取得し、またセンサ部９８における検出結果をメイン制御部５０（図５）へ供給するようになされている。
【００６０】
また手の甲部９２は、手の甲取付板９６の一端（図１０における−ｘ側）にアクチュエータ出力軸取付板９６Ａが垂設され、また当該手の甲取付板９６の他端（図１０におけるｘ側）にアクチュエータ支持板９６Ｂが垂設されており、当該アクチュエータ出力軸取付板９６Ａと当該アクチュエータ支持板９６Ｂとによって手首取付部９１を挟み込むようになされている。
【００６１】
実際上手の甲部９２は、アクチュエータ出力軸取付板９６Ａに手首ロール軸アクチュエータＡ１０の出力軸９４Ａが取付固定され、またアクチュエータ支持板９６Ｂにベアリング９５のアウターレースが取り付けられることにより、手の甲取付板９６、アクチュエータ出力軸取付板９６Ａ及びアクチュエータ支持板９６Ｂによるいわゆる門型の構造によって手首ロール軸アクチュエータＡ１０を囲むようになされている。
【００６２】
このため手の甲モジュール７２は、手首取付部９１が前腕モジュール７１の取付部８３Ｕに取り付けられた場合、メイン制御部５０（図５）からの指示に基づいて手首ロール軸アクチュエータＡ１０が回転駆動されることにより、ｘ軸を中心に手の甲部９２を回転させて「手首を内側に曲げる」又は「手首を外側に曲げる」といった動作を行うことができる。
【００６３】
また手首ロール軸アクチュエータＡ１０は、実際上−９１．５°〜＋９１．５°の範囲で回転するようになされている。
【００６４】
このためロボット１は、例えば図１に示したような基本体勢の場合、右側腕部ユニット５Ｒの手首ロール軸アクチュエータＡ１０を回転駆動させることにより手先部ブロック１７を手首ロール軸２３（図３）回りに回転させ、「指先を外側に向け手の甲を上側に向けた状態」〜「手の平を内側（体の中心側）に向けた状態（図１）」〜「指先を内側に向け手の平を上側に向けた状態」の間で自在に「手首を曲げる」ことができる。
【００６５】
ちなみに、前腕モジュール７１の手首部８３が手首ヨー軸アクチュエータＡ９の回転中心軸を中心とした回転対称形状に構成され、また手の甲モジュール７２の手首取付部９１が右腕状態又は左腕状態のいずれにも対応して手首部８３の取付部８３Ｕに取り付けられるようになされているため、当該手首取付部９１は、当該手首部８３同様、手首ヨー軸アクチュエータＡ９の回転中心軸を中心とした回転対称形状となっている。
【００６６】
このように手の甲モジュール７２は、前腕モジュール７１に取り付けられる際に、右腕状態又は左腕状態のいずれにも対応し得るようになされており、また右側腕部ユニット５Ｒ及び左側腕部ユニット５Ｌ（図１）のいずれにおいても手先部ブロック１７（すなわち手首）を手首ロール軸２３回りに回転させ得るようになされている。
【００６７】
（２−３）取付部の形状と手の甲モジュールとの関係
ところで手の甲モジュール７２は、図６及び図７に示したように、右側腕部ユニット５Ｒにおいて、取付板９３における手の甲側の端部９３Ａ及び手の平側の端部９３Ｂがそれぞれ前腕モジュール７１の手首部８３における取付部８３Ｕの先端８３Ａ及び先端８３Ｂと対応付けて取り付けられるようになされており、このとき当該取付部８３Ｕにより手首ロール軸アクチュエータＡ１０が外側から覆われることになる。
【００６８】
ここで前腕モジュール７１の取付部８３Ｕは、上述したように半円筒形状に形成されることにより、手首ロール軸アクチュエータＡ１０を外側から覆い、且つ手の甲部９２における手の甲取付板９６との干渉を回避するようになされている。
【００６９】
この結果手の甲モジュール７２は、手首ロール軸アクチュエータＡ１０が回転駆動されてロボット１（図１）の手先部ブロック１７（すなわち手首）を手首ロール軸２３（図３）回りに回転させた際に、手の甲取付板９６と取付部８３Ｕとを干渉させることなく、「手首を内側に曲げる」又は「手首を外側に曲げる」といった動作を実現することができる。
【００７０】
また手の甲モジュール７２は、図９に示したように、左側腕部ユニット５Ｌにおいて、取付板９３における手の甲側の端部９３Ａと手の平側の端部９３Ｂとをそれぞれ前腕モジュール７１の手首部８３における取付部８３Ｕの先端８３Ｂ及び先端８３Ａに合わせて取り付けられるようになされている。
【００７１】
この左側腕部ユニット５Ｌの場合にも、前腕モジュール７１の取付部８３Ｕは、半円筒形状に形成されていることにより、右側腕部ユニット５Ｒの場合と同様に、手首ロール軸アクチュエータＡ１０を外側から覆い、且つ手の甲部９２における手の甲取付板９６との干渉を回避することができる。
【００７２】
このように前腕モジュール７１の取付部８３Ｕは、右側腕部ユニット５Ｒ及び左側腕部ユニット５Ｌ（図１）のいずれにおいても、手先部ブロック１７を手首ロール軸２３回りに回転させた場合（すなわち手首を内側又は外側に曲げた場合）に手の甲取付板９６と干渉しないような形状になされている。
【００７３】
（２−４）配線材の引き回し
ところでロボット１においては、図７及び図９に示したように、右側腕部ユニット５Ｒと左側腕部ユニット５Ｌとにおいて右腕状態又は左腕状態で前腕モジュール７１に手の甲モジュール７２が取り付けられるようになされており、すなわち前腕モジュール７１に対する手の甲モジュール７２の向きが左右で異なっている。
【００７４】
実際上ロボット１では、前腕モジュール７１におけるコネクタＣＮ１（図８）と手の甲モジュール７２における基板９９上のコネクタＣＮ２（図１０）との位置関係が右側腕部ユニット５Ｒと左側腕部ユニット５Ｌとで互いに異なっており、いずれの場合にも当該コネクタＣＮ１と当該コネクタＣＮ２とを配線材Ｗによって接続する必要がある。
【００７５】
そこでロボット１では、図１１（Ａ）に示すように、右側腕部ユニット５Ｒにおいて配線材Ｗが円筒部８３Ｃの周囲を１周するように引き回されており、また図１１（Ｂ）に示すように、左側腕部ユニット５Ｌにおいて配線材Ｗが円筒部８３Ｃの周囲を半周するように引き回されている。
【００７６】
このようにロボット１は、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、右側腕部ユニット５Ｒと左側腕部ユニット５ＬとでコネクタＣＮ１とコネクタＣＮ２とを接続する配線材Ｗの引き回し経路を変更することにより、当該右側腕部ユニット５Ｒと当該左側腕部ユニット５Ｌとのいずれにおいても当該コネクタＣＮ１と当該コネクタＣＮ２とを正常に接続し得るようになされている。
【００７７】
（３）動作及び効果
以上の構成において、ロボット１では、右側腕部ユニット５Ｒ及び左側腕部ユニット５Ｌを構成する前腕構成部７１において、手首部８３が手首ヨー軸アクチュエータＡ９の回転中心軸を中心とした回転対称形状になされると共に（図８）、当該取付部８３Ｕと対応する手の甲モジュール７２の手首取付部９１も手首ヨー軸アクチュエータＡ９の回転中心軸を中心とした回転対称形状になされ（図１０）、右側腕部ユニット５Ｒ（図７）が組み立てられる際、取付部８３Ｕの先端８３Ａが手の甲側となる（右腕状態）ように前腕モジュール７１に手の甲モジュール７２が取り付けられ、一方、左側腕部ユニット５Ｌ（図９）が組み立てられる際、取付部８３Ｕの先端８３Ｂが手の甲側となる（左腕状態）ように前腕モジュール７１に手の甲モジュール７２が取り付けられる。
【００７８】
従ってロボット１（図１）では、右側腕部ユニット５Ｒ及び左側腕部ユニット５Ｌにおいて前腕モジュール７１及び手の甲モジュール７２を共通に用いながら、当該前腕モジュール７１に対して当該手の甲モジュール７２を取り付ける向きを互いに逆方向とすることにより（図７及び図９）、当該右側腕部ユニット５Ｒ及び当該左側腕部ユニット５Ｌの前腕部ブロック１６及び手先部ブロック１７をほぼ左右対称に構成することができる。
【００７９】
このときロボット１では、右側腕部ユニット５Ｒ及び左側腕部ユニット５Ｌにおいて前腕モジュール７１を共通化することができるため、左右の腕部ユニット５Ｌ及び５Ｒにおいて互いに異なる前腕構造部を用いる場合と比較して、当該ロボット１を構成する部品の種類を削減できると共に設計工数を削減することができ、製造コストの削減やメンテナンスの容易化を図ることができる。
【００８０】
そのうえロボット１では、手の甲モジュール７２（図１０）が前後方向にほぼ面対称となるように構成され、右側腕部ユニット５Ｒ及び左側腕部ユニット５Ｌにおいて共通に用いることができるため、部品の種類や設計工数を一段と削減することができ、さらなる製造コストの削減やメンテナンスの容易化を図ることができる。
【００８１】
このときロボット１では、前腕モジュール７１に対して手の甲モジュール７２を取り付ける向きを変更し、配線材Ｗの引き回し経路を変更するといった簡易な変更作業により、右側腕部ユニット５Ｒ及び左側腕部ユニット５Ｌのいずれにも対応することができる（図１１）。
【００８２】
またロボット１では、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、手首ヨー軸アクチュエータＡ９による手首部８３の回転範囲が−９１．５［°］〜＋９１．５［°］であり、すなわち基本体勢（図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示した状態）を基準としてプラス方向及びマイナス方向に対称であるため、右側腕部ユニット５Ｒ及び左側腕部ユニット５Ｌにおいて手首部８３の回転範囲が対称となり、当該ロボット１における手首ヨー軸２２（図３）回りに関する手先部ブロック１７の回転範囲が不自然になることが無い。
【００８３】
さらにロボット１では、手首部８３の取付部８３Ｕが略半円筒形状に形成されることにより、当該取付部８３Ｕにより手首ロール軸アクチュエータＡ１０を外側から覆うように前腕モジュール７１に対して手の甲モジュール７２を取付固定することができると共に、当該取付部８３Ｕと手の甲取付板９６との干渉を避けることができる。
【００８４】
以上の構成によれば、右側腕部ユニット５Ｒ及び左側腕部ユニット５Ｌを構成する前腕構成部７１における手首部８３が手首ヨー軸アクチュエータＡ９の回転中心軸を中心とした回転対称形状に構成すると共に、手の甲モジュール７２の手首取付部９１も手首ヨー軸アクチュエータＡ９の回転中心軸を中心とした回転対称形状に構成し、左右で前腕モジュール７１及び手の甲モジュール７２を共通に用いながら、当該前腕モジュール７１に対して当該手の甲モジュール７２を取り付ける向きを互いに逆方向とすることにより、当該右側腕部ユニット５Ｒ及び当該左側腕部ユニット５Ｌをほぼ左右対称に構成することができ、かくして左右の部品を共通化し得るロボット装置を実現できる。
【００８５】
（４）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、ロボット１において手の甲モジュール７２が手首ロール軸２３回りに回転し、手首部８３の半円筒形状に形成された取付部８３Ｕにより、手の甲モジュール７２の手首ロール軸アクチュエータＡ１０を覆うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば当該ロボット１において手の甲モジュール７２が手首ロール軸２３回りに回転しない、すなわち手の甲モジュール７２が手首ロール軸アクチュエータＡ１０を有さないようにしても良い。この場合、手首部８３の取付部８３Ｕを例えば平面状や立方体状等、手首ヨー軸アクチュエータＡ９の回転中心軸を中心とした任意の回転対称形状とし、当該手の甲モジュール７２を取り付け得るようにすれば良い。
【００８６】
また上述した実施の形態においては、手の甲モジュール７２を左右共通に用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該手の甲モジュール７２を左右別構造とするようにしても良い。この場合、例えば手の甲モジュール７２と手の平モジュール７３とを一体に構成する等、設計上の各種条件や制約等に従った範囲で任意の構成としても良い。
【００８７】
さらに上述した実施の形態においては、ロボット１の左右の腕部ユニット５Ｌ及び５Ｒにおける前腕から手首にかかる部分を構成する前腕モジュール７１及び手の甲モジュール７２に本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば当該ロボット１の左右の腕部ユニット５Ｌ及び５Ｒにおける肩から上腕にかかる部分や、当該ロボット１の左右の脚部ユニット６Ｌ及び６Ｒにおける股関節から大腿部にかかる部分等、関節の可動範囲が左右対称であり左右不一致である部分に本発明を適用するようにしても良い。
【００８８】
さらに上述した実施の形態においては、前腕部としての前腕モジュール７１と、手首部としての手首部８３と、手の甲部としての手の甲モジュール７２とによってロボット装置としてのロボット１を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる前腕部と、手首部と、手の甲部とによってロボット装置を構成するようにしても良い。
【００８９】
さらに上述した実施の形態においては、第１のリンクとしての前腕モジュール７１と、関節部としての手首部８３と、第２のリンクとしての手の甲モジュール７２とによって関節装置としてのロボット１を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる第１のリンクと、関節部と、第２のリンクとによって関節装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、左右対称の２本の腕を有するロボット装置の他、ほぼ左右対称の腕又は脚を有する種々のロボット装置でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本実施の形態によるロボットの外観構成（１）を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態によるロボットの外観構成（２）を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態によるロボットの自由度を示す斜視図である。
【図４】ロボットの内部構成（１）を示すブロック図である。
【図５】ロボットの内部構成（２）を示すブロック図である。
【図６】右側腕部ユニットの内部構成（１）を示す斜視図である。
【図７】右側腕部ユニットの内部構成（２）を示す斜視図である。
【図８】前腕モジュールの構成を示す斜視図である。
【図９】左側腕部ユニットの内部構成を示す斜視図である。
【図１０】手の甲モジュールの構成を示す斜視図である。
【図１１】配線材の引き回し経路を示す略線図である。
【符号の説明】
【００９２】
１……ロボット、５Ｌ……左側腕部ユニット、５Ｒ……右側腕部ユニット、１６……前腕部ブロック、１７……手先部ブロック、２２……手首ヨー軸、２３……手首ロール軸、２４……肘ピッチ軸、２５……肘関節機構部、２６……指部、５０……メイン制御部、７１……前腕モジュール、７２……手の甲モジュール、７３……手の平モジュール、８１……筐体部、８３……手首部、８３Ｃ……円筒部、８３Ｕ……取付部、８３Ａ、８３Ｂ……先端、９１……手首取付部、９２……手の甲部、９３……取付板、９６……手の甲取付板、Ａ９……手首ヨー軸アクチュエータ、Ａ１０……手首ロール軸アクチュエータ。
【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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