(57)【要約】【課題】  爪先の導入により、移動速度、歩幅、対地適応性、床反力に対する衝撃吸収などの機能を向上させる。【解決手段】  足平に取り付けられた爪先が跳ね上がり方向に自由度を持つ爪先を用いることで階段移動能力が向上する。また、爪先を曲げることで足首の位置が高くなり、実質上の脚長が延長され、脚軌道の選択範囲が広がり、各軸の角速度を抑えることが可能になる。各爪先が足平の着床面とは異なる対地角度を持つことから、ＺＭＰを安定度判別規範とする場合において、適切な支持モーメントを発生することができる。【選択図】  図５
2005153038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の可動脚を備えた脚式移動ロボットであって、
前記可動脚の最下端に配設され着床面を持つ足平部と、
前記足平部の略前端縁にて前記脚式移動ロボットの機体のピッチ軸方向とは異なる取り付け方向の関節軸により回動可能に取り付けられた複数の爪先部と、
を具備することを特徴とする脚式移動ロボット。
【請求項２】
前記の各爪先は、前記足平部の着床面に対して跳ね上がり方向及び床面へ下がる方向へ変位する自由度を持つ、
ことを特徴とする請求項１に記載の脚式移動ロボット。
【請求項３】
前記爪先を前記足平に取り付ける関節軸は前記脚式移動ロボットの機体のロール方向に対し調整されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の脚式移動ロボット。
【請求項４】
前記爪先を前記足平に取り付ける関節軸は前記脚式移動ロボットの機体のヨー方向に対し調整されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の脚式移動ロボット。
【請求項５】
前記爪先を前記足平に取り付ける関節軸は前記足平の着床面付近に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の脚式移動ロボット。
【請求項６】
前記爪先を前記足平に取り付ける前記関節軸の駆動用アクチュエータと、前記アクチュエータの出力を前記関節に伝達する伝達手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の脚式移動ロボット。
【請求項７】
前記爪先を前記足平に取り付ける前記関節軸の駆動部は、能動的な制御要素と受動的な制御要素の組み合わせからなる複合的な制御系と、前記複合的制御系における各制御要素からの制御量の混合比を決定する混合比制御手段とを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の脚式移動ロボット。
【請求項８】
前記能動的な制御要素は、サーボ制御系により構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の脚式移動ロボット。
【請求項９】
前記能動的な制御要素は、ばね及びダンパ、若しくはその他の機構要素により構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の脚式移動ロボット。
【請求項１０】
前記受動的な制御要素は前記能動的な制御要素と前記可動部の出力系の間に直列的に配設されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の脚式移動ロボット。
【請求項１１】
前記混合比制御手段は、前記受動的な制御要素の作動をオン／オフする切り替え器で構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の脚式移動ロボット。
【請求項１２】
１以上の可動脚を備えた脚式移動ロボットのための足部構造であって、
前記足平部の略前端縁にて前記脚式移動ロボットの機体のピッチ軸方向とは異なる取り付け方向の関節軸により回動可能に取り付けられた複数の爪先部を備える、
することを特徴とする脚式移動ロボットのための足部構造。
【請求項１３】
前記の各爪先は、前記足平部の着床面に対して跳ね上がり方向及び床面へ下がる方向へ変位する自由度を持つ、
ことを特徴とする請求項１２に記載の脚式移動ロボットのための足部構造。
【請求項１４】
前記爪先を前記足平に取り付ける関節軸は前記脚式移動ロボットの機体のロール方向に対し調整されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の脚式移動ロボットのための足部構造。
【請求項１５】
前記爪先を前記足平に取り付ける関節軸は前記脚式移動ロボットの機体のヨー方向に対し調整されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の脚式移動ロボットのための足部構造。
【請求項１６】
前記爪先を前記足平に取り付ける関節軸は前記足平の着床面付近に設けられている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の脚式移動ロボットのための足部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の可動部を備えたロボット装置に係り、特に、１以上の可動脚を備えて歩行などの移動作業を行なう脚式移動ロボット、並びに脚式移動ロボットのための足部構造に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、足平に爪先を備え移動性能を向上させた脚式移動ロボット、並びに脚式移動ロボットのための足部構造に係り、特に、爪先の導入により、移動速度、歩幅、対地適応性、床反力に対する衝撃吸収などの機能を向上させた脚式移動ロボット、並びに脚式移動ロボットのための足部構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気的若しくは磁気的な作用を用いて人間の動作に似せた運動を行う機械装置のことを「ロボット」という。ロボットの語源は、スラブ語の“ＲＯＢＯＴＡ（奴隷機械）”に由来すると言われている。わが国では、ロボットが普及し始めたのは１９６０年代末からであるが、その多くは、工場における生産作業の自動化・無人化などを目的としたマニピュレータや搬送ロボットなどの産業用ロボット（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｒｏｂｏｔ）であった。最近では、脚式移動ロボットに関する研究開発が進展し、実用化への期待も高まってきている。ヒトの動作をモデルにした脚式移動ロボットのことを、特に、「人間形」、若しくは「人間型」のロボット（ｈｕｍａｎｏｉｄ ｒｏｂｏｔ）と呼ぶ。
【０００４】
２足直立による脚式移動は、クローラ式や、４足又は６足式などに比し不安定で姿勢制御や歩行制御が難しくなるが、不整地や障害物など作業経路上に凹凸のある歩行面や、階段や梯子の昇降など不連続な歩行面に対応することができるなど、柔軟な移動作業を実現できるという点で優れている。
【０００５】
２足の脚式移動ロボットに関する姿勢制御や安定歩行に関する技術は既に数多提案されている。ここで言う安定な「歩行」とは、「転倒することなく、脚を使って移動すること」と定義される。機体の転倒は、ロボットが実行中の作業を中断することを意味し、且つ、転倒状態から起き上がって作業を再開するために相当の労力や時間が払われる。また、転倒によって、ロボット本体自体、あるいは転倒するロボットと衝突する相手側の物体にも、致命的な損傷を与えてしまう危険がある。このため、転倒を回避するための姿勢安定制御は、脚式移動ロボットの開発上、最も重要な課題の１つに位置付けられている。
【０００６】
直立歩行を行なうロボットは基本姿勢としての通常の直立姿勢がそもそも不安定である。多くの場合、脚式移動ロボットの姿勢安定制御には、ＺＭＰ（Ｚｅｒｏ Ｍｏｍｅｎｔ Ｐｏｉｎｔ）が歩行の安定度判別の規範として用いられている。ＺＭＰによる安定度判別規範は、歩行系から路面には重力と慣性力、並びにこれらのモーメントが路面から歩行系への反作用としての床反力並びに床反力モーメントとバランスするという「ダランベールの原理」に基づく。力学的推論の帰結として、足底接地点と路面の形成する支持多角形（すなわちＺＭＰ安定領域）の辺上あるいはその内側にピッチ軸及びロール軸モーメントがゼロとなる点、すなわちＺＭＰが存在する（例えば、非特許文献１を参照のこと）。
【０００７】
２足歩行型のロボットの場合、一般に、以下に示す各動作期間に分割される歩行周期を繰り返すことによって行なわれる。すなわち、
【０００８】
（１）右脚を持ち上げた、左脚による単脚支持期
（２）右足が接地した両脚支持期
（３）左脚を持ち上げた、右脚による単脚支持期
（４）左足が接地した両脚支持期
【０００９】
ここで、足平に爪先を取り付けることによって、歩行やその他の移動性能が向上する、ということが当業界において知られている。
【００１０】
例えば、足先に跳ね上がる自由度を持った爪先が装備されているものがある（例えば、非特許文献２を参照のこと）。この爪先の効果は、以下の通りである。
【００１１】
（１）爪先の分だけ実質的な脚長が伸びるので、高速に歩くことが可能となる。 
（２）つま先の分だけ高く足を持ち上げられるので、より段の高い階段を歩ける。
（３）歩く姿勢が綺麗になるので、膝の曲がりが少なくなる。
【００１２】
また、脚式歩行ロボットの足平に可動足平片を設けることにより、平坦な歩行面を歩行する場合と、階段を上昇若しくは下降する場合のいずれにおいても、歩行の安定性を増すことができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。この場合、足平本体に、歩行面に対する有効接地面の面積を変化させる方向へ移動可能な可動足平片を設け、作動機構によって各可動足平片を所定の方向へ移動させる。
【００１３】
足平に爪先や足平片などの可動部を設けることによって、大きなメリットをもたらす一方で、機構が複雑になり、重量が増す、部分的には可動角が小さくなる、といった問題を招来する。また、通常歩行には足裏位置と姿勢を決定すれば十分であることから、爪先は余剰自由度であるという観点も依然として存在する。
【００１４】
このような理由により、爪先を導入することによる効果や可能性が認知されつつも、導入は研究レベルにとどまり、実用には至っていないのが実情であると思料される。勿論、爪先を考慮した制御アルゴリズムは、一段と高レベルなものとなることも確かである。
【００１５】
【特許文献１】特開平５−３１８３３５号公報
【非特許文献１】ヴコブラトビッチ（Ｍｉｏｍｉｒ Ｖｕｋｏｂｒａｔｏｖｉｃ）著「脚式移動ロボット（ＬＥＧＧＥＤ ＬＯＣＯＭＯＴＩＯＮ ＲＯＢＯＴＳ）」（加藤一郎外著『歩行ロボットと人工の足』（日刊工業新聞社））
【非特許文献２】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｓｋ．ｔ．ｕ−ｔｏｋｙｏ．ａｃ．ｊｐ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｈ６／Ｈ６＿Ｈ７．ｈｔｍｌ（平成１５年９月１１日現在）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、１以上の可動脚を備えて歩行などの移動作業を好適に行なうことができる、優れた脚式移動ロボット、並びに脚式移動ロボットのための足部構造を提供することにある。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、足平に爪先を備え移動性能を向上させた、優れた脚式移動ロボット、並びに脚式移動ロボットのための足部構造を提供することにある。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、爪先の導入により、移動速度、歩幅、対地適応性、床反力に対する衝撃吸収などの機能を向上させた、優れた脚式移動ロボット、並びに脚式移動ロボットのための足部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、１以上の可動脚を備えた脚式移動ロボットであって、
前記可動脚の最下端に配設され着床面を持つ足平部と、
前記足平部の略前端縁にて前記脚式移動ロボットの機体のピッチ軸方向とは異なる取り付け方向の関節軸により回動可能に取り付けられた複数の爪先部と、
を具備することを特徴とする脚式移動ロボット。である。
【００２０】
本発明に係る脚式移動ロボットは、足平に爪先を取り付けることによって、移動速度、歩幅、対地適応性、床反力に対する衝撃吸収などの機能向上を図っている。跳ね上がり方向に自由度を持つ爪先を用いることで、階段移動能力が向上する。また、爪先を曲げることで足首の位置が高くなり、実質上の脚長が延長され、爪先動作によってそれが自在に変化していることを確認できる。しかも、脚軌道の選択範囲が広がり、各軸の角速度を抑えることが可能になるという効果もある。
【００２１】
特に本発明によれば、２本以上の爪先を取り付けた機構系を用意しているが、これらの爪先が足平の着床面とは異なる対地角度を持つことから、ＺＭＰを安定度判別規範とする場合において、適切な支持モーメントを発生することができる。
【００２２】
前記の各爪先は、前記足平部の着床面に対して跳ね上がり方向及び床面へ下がる方向へ変位する自由度を備えていてもよい。
【００２３】
爪先の跳ね上げ方向への動作は、歩行や走行などで、支持脚から遊脚に切り替わる際に床面を蹴り付けて推進力を得るのに有効である。また、爪先の床面方向の動作は、接地圧の調整や地面倣い、小障害物を踏まないようにすることができる。
【００２４】
また、前記爪先を前記足平に取り付ける関節軸は前記脚式移動ロボットの機体のロール方向に対し調整されていてもよい。こうすることで、足の内外側の接地圧を高く確保することができるため、適切な路面摩擦の確保、適切な支持モーメントを発生することができる。
【００２５】
あるいは、前記爪先を前記足平に取り付ける関節軸は前記脚式移動ロボットの機体のヨー方向に対し調整されていてもよい。こうすることで、足の指を下げたときに足の内外側の接地圧を高く確保することができるため、適切な路面摩擦の確保、適切な支持モーメントを発生することができる。
【００２６】
このような足平及び爪先の構成によれば、足裏に印加される負荷荷重レベルに応じて、爪先の足本体に対する角度が変わるようにすることができる。また、足裏面の中央が凸になると適切な支持モーメントを確保することが困難になるため、支持点はできる限り外側に設定する方がよい。この目的を達成するには、軸方向を変更し、外周部が低くなるようにすることが望ましい。ちょうど土踏まずのような効果を発揮する。
【００２７】
また、前記爪先を前記足平に取り付ける関節軸は前記足平の着床面付近に設けることにより、爪先の作動により足の裏が開いて異物を挟み込んでしまう危険を回避するとともに、移動面すなわち下方向への爪先の十分な可動角を確保することができる。
【００２８】
また、前記爪先を前記足平に取り付ける前記関節軸の駆動用アクチュエータと、前記アクチュエータの出力を前記関節に伝達する伝達手段をさらに備えていてもよい。
【００２９】
足平に爪先機構を搭載した場合、さらにアクチュエータを配置すると、スペースの余裕は少なくなることから、爪先や足本体ではないところにアクチュエータを配置した場合、リンクやワイヤ、ベルト、歯車などの伝達手段を用意するようにしてもよい。機体の大きさや動作条件などに応じて、アクチュエータの配置構成を変化させることが好ましい。
【００３０】
また、前記爪先を前記足平に取り付ける前記関節軸の駆動部は、能動的な制御要素と受動的な制御要素の組み合わせからなる複合的な制御系と、前記複合的制御系における各制御要素からの制御量の混合比を決定する混合比制御手段とを備えていてもよい。
【００３１】
ここで、前記能動的な制御要素は、サーボ制御系により構成される。また、前記能動的な制御要素は、ばね及びダンパ、若しくはその他の機構要素により構成される。前記能動的な制御要素は前記可動部の通常の動作状態において動作し、前記受動的な制御要素は過大な入力が発生した緊急的な動作状態において動作する。あるいは、前記能動的な制御要素は比較的低い周波数帯域において動作し、前記受動的な制御要素は比較的高い周波数帯域において動作する。あるいは、前記能動的な制御要素は比較的低い負荷荷重レベルにおいて動作し、前記受動的な制御要素は比較的高い負荷荷重レベルにおいて動作する。
【００３２】
また、前記混合比制御手段は、比較的高い周波数帯域での応答が求められる局面において前記受動的な制御要素の混合比を高め、比較的低い周波数帯域での応答で十分となる局面に移行するにつれ前記能動的な制御要素の混合比を高めていく。あるいは、前記混合比制御手段は、比較的高い負荷荷重レベルがかけられている局面において前記受動的な制御要素の混合比を高め、負荷荷重レベルが低下するにつれ前記能動的な制御要素の混合比を高めていく。そして、前記混合比制御手段は、比較的高い周波数帯域での応答が求められ、若しくは比較的高い負荷荷重レベルがかけられている緊急的な局面において前記受動的な制御要素の混合比を高め、所定の整定期間内に前記能動的な制御要素の混合比が高い状態に回復させるようにする。
【００３３】
また。前記受動的な制御要素は、例えば、前記能動的な制御要素と前記可動部の出力系の間に直列的に配設されて構成される。このような場合、前記混合比制御手段は、前記受動的な制御要素の作動をオン／オフする切り替え器で構成することができる。
【００３４】
このような爪先の関節軸の駆動制御系構成によれば、過大な外乱や急峻な外乱といった能動的なサーボ制御系が不得意としている状況下では、受動的な制御を行なう機構系が作動するようになっているので、従来は対応することができなかった場面でも、動作を追従させることが可能となる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、１以上の可動脚を備えて歩行などの移動作業を好適に行なうことができる、優れた脚式移動ロボット、並びに脚式移動ロボットのための足部構造を提供することができる。
【００３６】
また、本発明によれば、足平に爪先を備え移動性能を向上させた、優れた脚式移動ロボット、並びに脚式移動ロボットのための足部構造を提供することができる。
【００３７】
また、本発明によれば、爪先の導入により、移動速度、歩幅、対地適応性、床反力に対する衝撃吸収などの機能を向上させた、優れた脚式移動ロボット、並びに脚式移動ロボットのための足部構造を提供することができる。
【００３８】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００４０】
図１には、本発明の実施に供される２脚２腕を有する人間型ロボットの自由度構成を示している。但し、図面の簡素化のため、足平の自由度に関しては省略している。
【００４１】
本実施形態に係るロボットは、基底（又は基体）Ｂから放射状に回転ジョイントを介して開リンク鎖が連なる構造をなし、７自由度を持つ腕部と、６自由度を持つ足部と、３自由度を持つ腰部と、２自由度を持つ頭部とで構成される。
【００４２】
基底Ｂは、左右の股関節位置を結ぶ線と体幹ヨー軸との交点で定義される。脚部は、基底Ｂに接続され、股関節３自由度（ヨー・ロール・ピッチ）、膝関節１自由度（ピッチ）、足首関節２自由度（ピッチ・ロール）で構成される。腰部は、３自由度（ピッチ・ロール・ヨー）で構成され、基底Ｂと胸部Ｃを接続する．腕部は、胸部Ｃに接続され、肩関節３自由度（ピッチ・ロール・ヨー）、肘関節２自由度（ピッチ・ヨー）、手首関節２自由度（ロール・ピッチ）で構成される。頭部は、胸部Ｃに接続され、首関節２自由度（パン・チルト）で構成される。
【００４３】
図示のロボットは、腰部位置に重心が設定されており、姿勢安定制御の重要な制御対象点であるとともに、装置の「基体」を構成する。
【００４４】
基体には、加速度センサＡ１及びジャイロＧ１が取り付けられている。また、左右の足底の四隅には足底面垂直方向の床反力を検出する１軸ロードセル（Ｆ１〜Ｆ８）と、床面までの距離を測定する赤外線測距センサ（Ｄ１〜Ｄ８）がそれぞれ４つ取り付けられている。また、左右の足底中央部には、それぞれ加速度センサ（Ａ２、Ａ３）及びジャイロ（Ｇ２、Ｇ３）が取り付けられている。
【００４５】
このように構成された脚式移動ロボットは、全身協調的な動作制御により、２足歩行を実現することができる。かかる２足歩行は、一般に、以下に示す各動作期間に分割される歩行周期を繰り返すことによって行なわれる。すなわち、
【００４６】
（１）右脚を持ち上げた、左脚による単脚支持期
（２）右足が接地した両脚支持期
（３）左脚を持ち上げた、右脚による単脚支持期
（４）左足が接地した両脚支持期
【００４７】
脚式移動ロボットにおける歩行制御は、あらかじめ下肢の目標軌道を計画し、上記の各期間において計画軌道の修正を行なうことによって実現される。すなわち、両脚支持期では、下肢軌道の修正を停止して、計画軌道に対する総修正量を用いて腰の高さを一定値で修正する。また、単脚支持期では、修正を受けた脚の足首と腰との相対位置関係を計画軌道に復帰させるように修正軌道を生成する。
【００４８】
歩行動作の軌道修正を始めとして、機体の姿勢安定制御には、一般に、ＺＭＰに対する偏差を小さくするための位置、速度、及び加速度が連続となるように、５次多項式を用いた補間計算により行なう。ＺＭＰによる安定度判別規範は、歩行系から路面には重力と慣性力、並びにこれらのモーメントが路面から歩行系への反作用としての床反力並びに床反力モーメントとバランスするという「ダランベールの原理」に基づく。力学的推論の帰結として、足底接地点と路面の形成する支持多角形（すなわちＺＭＰ安定領域）の辺上あるいはその内側にピッチ軸及びロール軸モーメントがゼロとなる点、すなわちＺＭＰが存在する。
【００４９】
通常の脚式移動ロボットの脚・足機構には、以下のような問題がある。
【００５０】
（１）特異姿勢を避けるため、脚姿勢が曲がる、特に膝を曲げた感が強い。このため足首の可動角も制限される。
（２）選択できる脚姿勢が限られているため、対地適応性能に限界がある。
（３）先端部（足）速度に限界があるため、自ずと移動速度が限られる。
【００５１】
これに対し、本実施形態に係る脚式移動ロボットは、足平に爪先を取り付けることによって、移動速度、歩幅、対地適応性、床反力に対する衝撃吸収などの機能向上を図っている。図２には、爪先の効果について概念的に図解している。跳ね上がり方向に自由度を持つ爪先を用いることで、階段移動能力が向上する。
【００５２】
爪先を曲げることで足首の位置が高くなり、実質上の脚長が延長され、爪先動作によってそれが自在に変化していることを確認できる。しかも、脚軌道の選択範囲が広がり、各軸の角速度を抑えることが可能になるという効果もある。
【００５３】
２自由度以上の爪先部の配置と可動範囲
脚式のロボットが対地活動をする上で、接地状態を適切に制御することは、移動性能に大きく影響する。ところが、ロボットの移動面のほとんどは凹凸がある。仮に、足裏に柔軟物を装備したとしても、接地荷重（圧力分布）を適切に設定することは困難である。
【００５４】
脚式移動ロボットの寸法が小さくなるほど、移動面の寸法効果は大きくなり、充分に検討・解決すべき課題となる。
【００５５】
また、ＺＭＰを安定度判別規範とする場合、支持モーメントを適切に発生させるために、支持多角形を適切に選択することも重要である。すなわち、支持多角形の面積を大きくとり、さらに、その形状がどのようなものであるかも歩行性能を左右する。接地面積ではないことが重要である。
【００５６】
このような場合、片脚当たりに１自由度の爪先を装備しただけでは不充分であり、２本以上の指を取り付けた機構系を用意することが好ましい。
【００５７】
図３には、２本の指を爪先に備えた足平の構成例を示している。同図に示す例では、足首に連結した足平の前端縁に、２本の指が、ピッチ軸方向（進行方向と垂直な方向）を回転軸として回動可能に支持されている。
【００５８】
本実施形態に係る足平は２本以上の指が備えられているとともに、これらの指の可動範囲にも特徴がある。すなわち、図４に示すように、２本の指は、足平本体に対して、爪先が跳ね上がる（図４上を参照のこと）だけでなく、爪先が床面へ下がる側へも動作することができる（図４下を参照のこと）。このときの可動範囲について以下に例示する。
【００５９】
跳ね上げ方向（上）    ６０°程度
移動面方向（下）      １５°程度
【００６０】
例えば足の長さ１００ｍｍ、幅７０ｍｍ程度、身長６００ｍｍ程度のロボットの場合、跳ね上がる方向に３５°、下がる方向に１５°位を目安にしている。ロボットの規模や脚制御法によりこの範囲は変わってくるが、おおよそ示した程度の可動角は必要である。
【００６１】
指の跳ね上げ方向への動作は、歩行や走行などで、支持脚から遊脚に切り替わる際に床面を蹴り付けて推進力を得るのに有効である。また、指の移動面方向の動作は、接地圧の調整や地面倣い、小障害物を踏まないようにすることができる。
【００６２】
指の関節軸の方向
図３に示した例では、指の関節軸の取り付け方向をピッチ軸方向に一致させているが、ピッチ軸方向と一致させないことにより、傾斜時において指と足平とで対地角度を異ならせるようにすることができる。図５並びに図６には、指の関節軸の取り付け方向をピッチ軸方向と異ならせた場合の構成例を示している。各図に示すように、関節軸を適宜傾斜させることで、足裏面を適切に変化させることが可能である。
【００６３】
図５では、２本指の軸を必ずしも、ｙ軸方向（足の幅方向）に一致させる必要はなく、ロール方向に調整することが可能である。こうすることで、足の内外側の接地圧を高く確保することができるため、適切な路面摩擦の確保、適切な支持モーメントを発生することができる。
【００６４】
また、図６では、２本指の軸を必ずしもｙ軸方向（足の幅方向）に一致させる必要はなく、ヨー方向に調整することが可能である。こうすることで、足の指を下げたときに足の内外側の接地圧を高く確保することができるため、適切な路面摩擦の確保、適切な支持モーメントを発生することができる。
【００６５】
このような足平及び指の構成によれば、足裏に印加される負荷荷重レベルに応じて、爪先の足本体に対する角度が変わるようにすることができる。
【００６６】
また、足裏面の中央が凸になると適切な支持モーメントを確保することが困難になるため、支持点はできる限り外側に設定する方がよい。この目的を達成するには、軸方向を変更し、外周部が低くなるようにすることが望ましい。ちょうど土踏まずのような効果を発揮する。
【００６７】
指のピッチ軸方向に対する取り付け角度を、例えば、後退方向に０〜４５°程度、下方に−５〜１５°程度の範囲に設定する。足裏を下方に動かした際、接地圧を高める方向が望ましいので、基本的には爪先部の対地角度がきつくなるような取り付け角度を選択する。
【００６８】
図２７には、図６に示した足機構付近の各部の名称や構成を図解している。
【００６９】
また、図６で示した機構を平板で実現しようとすると、本実施形態で求めている接地状態を実現することは不可能である。そこで、図２８に示すような爪先立ちであっても確実に接地・支持できる爪先構造を採用する。図２９には、足部分の形状を示している。図示の例では、以下に示す特徴を備えている。
【００７０】
（１）足の指、本体とも、中央が凹になった形状。
（２）指は足外周部で接触するよう凸になった形状
（３）指付け根にも凸部を設け、爪先立ちを可能とする形状
（４）足本体も外周部で接触するよう、隅ほど凸な形状
（５）最外周部にはＲを設け、接地時の対地角度による引っかかりを防止する
【００７１】
また、図２８には爪先接地状態を示しているが、図３０には通常の立脚時の足機構姿勢を示している。この場合、爪先先端の隅と足本体踵の隅の主として４点で接地し、適切な支持モーメントを発生することができる。
【００７２】
指の関節軸の高さ方向の位置
指の関節軸の方向（ピッチ軸に対する傾き）に加えて、関節軸の高さ方向の位置も重要である。関節軸を足底から高く設定した場合、図７に示すように、移動面すなわち下方向への爪先の十分な可動角を確保することができなくなる。また、爪先の作動により足の裏が開くようになるため、異物を挟み込んでしまうおそれがある。
【００７３】
このような事態を回避するために、図８に示すように、指の関節軸を足底から極力低い位置に設定するようにする。
【００７４】
また、図９には、関節軸接合部付近の形状についての例を示している。関節軸を移動面上まで下げることは困難なので、できる限り回転軸を下げる。そして、図９に示すように、指と足平本体の前端縁が噛合する形状にするなどの工夫をすれば、ほぼ目的の効果を得ることができる。
【００７５】
駆動用アクチュエータの配置
脚式移動ロボットは、胴体に重量物を集中し、速度の上がる先端部の重量は抑える設計をすべきであるという理論的見解がある。しかしながら、現実的には、一脚あたり最低６個のアクチュエータを配置しなければならず（図１を参照のこと）、各部に分散させるような設計もあり、その範囲で適切な重量配置を考えているのが実状である。足平に爪先機構を搭載した場合、さらにアクチュエータを配置すると、スペースの余裕は少なくなる。ロボットの動作する性質に合わせ、すなわち爪先駆動アクチュエータに要求される性能に応じて、配置できるところに取り付け場所を考慮する。
【００７６】
なお、爪先や足本体ではないところにアクチュエータを配置した場合、リンクやワイヤ、ベルト、歯車などの伝達手段を別途必要とする。
【００７７】
移動速度や動作速度、機体規模、機能に応じて、指の駆動機構を以下に挙げるような制御方法を選択して適用することができる。
【００７８】
（１）ロボットの動作が比較的遅く、主に移動面への倣い制御が中心の場合：
アクチュエータは爪先若しくは足本体に配置する。アクチュエータが小さくて済み、簡潔な設計が適しているからである。
（２）ロボットが比較的高速に動き、特に速い周期で脚を動かす場合：
慣性力を少なくするためにもできる限り先端部を軽くする必要がある。このような場合、脚や胴体にアクチュエータを置くことになるが、その際は伝達機構を必要とする。
（３）ロボットが跳躍・走行を可能とした場合：
アクチュエータの構成法が変わるものと考えられる。全体に大きな出力（瞬発力）を必要とする場合、かえってスペースのある先端部に配置した方がよいことも考えられる。
【００７９】
上述したように、機体の大きさや動作条件などに応じて、アクチュエータの配置構成を変化させることが好ましい。
【００８０】
図１０には、可動脚におけるアクチュエータの配置例を示している。脚式移動ロボットは、一般に、慣性力などの影響を避けるため、足先機構をできる限り軽く設計することが重要である。足機構に強い出力を発生させるには、アクチュエータが重くなりがちであるが、足機構上にアクチュエータを配置する必要はなく、同図に示すように脛や腿の各部、あるいは体幹などに配置し、ワイヤやギア、リンクなどを組み合わせた伝達機構を介して動力を伝達するようにすればよい。
【００８１】
また、特定の関節アクチュエータにおいて強力な出力を実現するには、干渉駆動の原理を用い、足指自由度分のアクチュエータを配置し、いずれかの関節軸用アクチュエータを組み合わせて駆動することも考えられる。例えば、足首２軸のモータの他に２モータを追加し、干渉させることで足首２自由度と足指２自由度を動作させることが可能になると言える。
【００８２】
受動型機械要素を装備する場合
サーボ・アクチュエータを用いた能動的な制御を行なえば、動的な機械システムは高性能を得ることができると言える。豊富なセンサ群を利用した予見的制御を行なうことで、さらに性能を向上することが可能である。しかしながら、周波数が上がるにつれ、次第に適応できなくなっていくという欠点がある。そこで、受動的な機構制御系を取り入れて、外乱入力など高い周波数帯域での応答特性を補う、すなわち、能動的制御要素と受動的制御要素の組み合わせからなる複合的制御系という設計論を本発明者らは提案する。
【００８３】
これに対し、受動的な機構制御系は、例えば、ばねやダンパなどの機械要素の組み合わせによって構成される。受動的制御要素として、可変式非線形コンプライアンス機構を導入する。単純なばねを導入したものではない、という点に十分留意されたい。ここで導入する要素として、以下のものを挙げることができる。
【００８４】
（１）ばね（非線形特性、プリロード、リミッタなどを含む）
（２）ダンパ（非線形特性、圧縮・伸展で特性を変化あるいは速度に対する負特性など）
（３）摩擦（速度依存性が小さい非線形的成分）
【００８５】
図１１には、能動的なサーボ制御系と受動的な機構制御系からなる混合制御系の概念を実現した直動機構の一例を示している。
【００８６】
同図に示す例では、サーボ・モータからなる能動制御による駆動系と出力部（関節などの効果器）の間には、受動的で広帯域で応答することができる機構系が直列的に配置されている。この受動的な機構系は、例えばばねやダンパなどのコンプライアンスの他、プリロードや摩擦その他の非線形要素により構成することができる。また、受動的な機構系と出力部の間に、さらに他のリンクや関節などを含んでいてもよい。また、機構要素は、コイルなどの電気系であってもよい。
【００８７】
ここで、受動的なコンプライアンス機構を実現するには、単純なばねでは充分な性能を出すことは困難であり、非線形の機構要素を備えていることが好ましい。この部位に関しては、その定数などをアクチュエータなどによって変更することもできる。受動的制御系は、基本的には機械要素で実現しているが、それを補助するための制御手段を組み合わせることも想定している。
【００８８】
図１１に示す例では、受動的な機構系の作動をオン／オフするためのソレノイドなどの切り替え器を配置しており、受動的な機構系のロック、解放、コントロールを行なう。すなわち、制御処理系からの切替機構制御信号によって受動的機構系における高周波応答作用を付勢又は減勢することができるようになっている。
【００８９】
勿論、上述したような受動的な機構制御系と組み合わせなくとも、本発明の所望の作用効果を達成することはできるが、さらに高性能で、緻密な制御を可能にすることができる。
【００９０】
以下では、ばねやダンパなど、受動的な機構制御系を構成する各要素について説明する。
【００９１】
ばね
図１２には通常の線形ばねの弾性特性を示している。このような単純ばねを適用するのは、安定性を確保する上では不適切である。何故ならば、必要な支持モーメントを発生しようとしても、その変位が小さい場合は充分に伝わらず、転倒につながる可能性があるからである。この場合、ばねの荷重（変位）が小さい場合、ばねが柔らか過ぎると、変位が大きくなり過ぎ、充分な支持モーメントを発生することが困難である。逆に、徒にばね定数を上げると、緩衝に適応できない特性となる。すなわち、脚式移動ロボットへ直接利用することは困難であり、いたずらにストロークが大きくなるか、振動を起こすなどの問題が考えられる。また、位置を決定するのに、ばね要素が入ることは一般に制御が難しくなる。
【００９２】
そこで、本実施形態では、低荷重領域では作動せず所定荷重を超えた時点で弾性特性が作動するプリロード機構と、変位量が所定値に到達した時点で弾性変形が停止するリミッタ機構をばねに適用している。この場合のばね特性は図１３に示す通りとなり、ばね定数を適度に抑え、且つ、低荷重域の特性を改善するためのオフセット（バイアス）が与えられている。
【００９３】
図１３に示すようなばね特性を得ることにより、例えば通常時にはほぼ剛体として作用し非常時のみ作動する、あるいは、足先接地時に荷重とともに変位するようにすることができる。
【００９４】
また、機構的な位置関係でなく、切替機構のようなものを制御して同様の特性を実現した場合には図１４のようになること含んでいる。若しくは、意図的に非線形性を与えることで、移動性能と制御特性の整合性を向上させることができる。
【００９５】
機能に、プリロード、変位ストッパ、非線形特性ばねなどを組み合わせると効果的である。また、これらの要素のつながりに極端な段の付いたものは、挙動を乱す原因になるので滑らかに変化するような特性を考慮しておく必要がある。
【００９６】
ダンパ
図１５には、基本モデルとなるダンパの特性を示している。図示のダンパは、線形粘性を持つ減衰要素である。このような単純な特性のものを適用すると、速い外乱入力に対して抵抗力が大きくなり過ぎてしまう。すなわち、高速な応答に対しての抵抗力が大きくなり、歩行機械で考えると、急激な力に対しては剛体として作用する。このため、結局のところ、転倒モーメントを発生させる原因となる。この対策として、以下の２つの方法を導入する。
【００９７】
（１）伸び、縮み方向で特性が変わる
（２）高速な入力に対して追従性を挙げた負特性とする。
【００９８】
図１６には、１番目の方法を導入し、方向による異特性を与えたダンパの特性を示している。すなわち、荷重が加わる方向に応じて減衰率を変えることが有効であり、衝撃を受けるときは減衰力を小さくして素早く吸収し、伸展するときは減衰力を大きく設定し、飛び跳ねによる転倒モーメントの発生を抑えるようにする。
【００９９】
また、図１７には、２番目の方法を導入し、系が作動する速度に応じて特性が切り替わるという速度依存型のダンパ特性を示している。衝撃力による挙動はきわめて速く、速度が上がったときに抵抗力が小さくなって、素早く変位させることで、上体の変位、衝撃を少なくすることが望ましい。図１７に示したように、ダンパに負特性を与えることでこの機能を実現することができる。
【０１００】
図１６並びに図１７に示したダンパ特性を自在に組み合わせることで、衝撃力を逃がし、且つ、支持するための力を適切に発生することができる。これをさらに拡張し、機体の持つ固有振動数の影響を小さくするなどの工夫を行ない、且つ急峻な変化を誘発しないための非線形特性を与える。図１８には、この場合のダンパ特性例を示している。これらの要素のつながりに極端な段の付いたものは挙動を乱す原因となるので、滑らかに変化するような特性を考慮しておく必要がある。
【０１０１】
また、ばねやダンパ以外に、摩擦などの要素を適宜導入することにより、特性改善を行なうことができる。
【０１０２】
切替機構
受動的機構制御系の特性を切り替えるために、プリロード、ラッチ又はソレノイド、ブレーキ機構など、あるいはこれらの組み合わせを導入することができる。
【０１０３】
荷重や速度が大きくなると受動的に動作開始したり、制御を与えることで切り替え動作を明確にしたりする。あるいは、特性自体を作り出したりすることに利用することもできる。
【０１０４】
図１９には、上述した、ばね、ダンパ、切替機構を有機的に組み合わせた機構ユニットの構成例を示している。
【０１０５】
非線形ばね要素は、不定ピッチや多重ばねなどで構成される。リミット機構は緩衝部を有し、ストッパで急激に停止させるのではなく、緩衝材を用いておくことが好ましい。ばねには、プリロード機構が作用している。ロック機構としてプレーキやラッチなどを用いる。受動的及び能動的制御系のいずれにもロック機構を装備する。また、非線形ダンピング機構には、流体の他、固体摩擦、コイルなどの電気系を利用することができる。
【０１０６】
また、図２０には、ばね、ダンパ、切替機構を有機的に組み合わせた機構ユニットの構成例を示している。同図に示す例では、受動的な制御要素を適宜ロックする制御装置と組み合わせて用いられている。
【０１０７】
本実施形態に係る機構構成上、足機構本体に強力なアクチュエータの装着が必要であるが、重量や寸法など他の設計事項との関係から、装着が困難である。この場合、ロック（ブレーキ）できる機構が有効であり、足平先端の指機構が動くことが常時要求されるとは言えず、一度ある形状が作り出されたらしばらくその形状を保持すればよい場合、若しくは一定の抵抗力（トルク）を出しつつも外力に押し戻されるような動作をする場合、ブレーキ機構が有効である。
【０１０８】
運動性能とアプリケーション性能
本発明によれば、足裏位置・姿勢を決定する機構・制御方式に対し、爪先に相当する機構を適切に制御することで、脚式移動ロボットの運動性能とアプリケーション性能を向上することができる。
【０１０９】
高速移動
本発明に係る爪先機構を足平先端に装備することにより、脚式移動ロボットは、高速な移動が可能となる。実質上の脚が長くなることの他、選択できる可動域が拡大できるからである。図２１に示すように、爪先を付けることで見かけ上の足首高さを変化させることが可能であり、脚長や移動面と足首軸間の距離を拡大することができる。これにより、歩行速度を上げることができる。また、適宜コンプライアンスを与えることで、これまでにない脚軌道が可能となり、さらに高速な移動が可能になる。
【０１１０】
通常、歩行のためには、総駆動トルク軽減の観点から足首軸を低く設定することが重要である。しかしながら、移動面地形の凹凸が深くなると必ずしもそうは言えなくなる。脚機構と移動地形の干渉があるため、足首高さを高くしておくことで、これを防ぐことができる。
【０１１１】
階段昇降能力
階段昇降を行なう場合、単に脛が長ければよいというものではない。何故なら、寸法関係に次第では、脛を階段の角に接触するからである。このような場合、図２２最左に示すように、移動面と足首関節間の距離が大きな方が有利である。爪先機構を利用して足首位置を上げることができるので、階段昇降に大変有利となる。
【０１１２】
通常の歩行では、移動面と足首関節間の距離を小さくしておいた方がアクチュエータの負担は軽くなるので、爪先機構を利用してこれを調節する。爪先を持たない通常の足先機構の場合、足首軸高さはなるべく低くした方がよい。足首軸アクチュエータへの要求を低くすることができるからである。
【０１１３】
なお、図２２に示した例では、爪先の装備により足首高さを確保することができる。単に足が長くなるだけではなく、ある太さを持った脛を障害物にぶつけにくくする効果がある。
【０１１４】
路面の凹凸への適応能力
足指機構を用いることで、不整地であっても、接地部できる限り周縁部に確保することで高い支持モーメントを発生させることができる。爪先が下方にも動作し、且つ２自由度すなわち部位により独立して動作可能であることは大きな効果を持つ。
【０１１５】
例えば図２３に示すように、爪先を足本体より下げることで土踏まずを形成することができる。これより、幾何的に移動面の小障害物を踏まないで移動することが可能である。すなわち、足指機構を用いることで、不整地であっても接地部できる限り、周縁部に確保することで高い支持モーメントを発生させることができる。
【０１１６】
また、図２４に示すように、地面に固定されていない障害物が路面に存在する場合、障害物がコロとして作用し特に危険な状態となる。本発明によれば、可動角を足指機構に与えることで土踏まずを構成し、移動面に固定されていない小障害物を踏みつける危険性を排除することが可能である。
【０１１７】
不整地移動性
地表面は多かれ少なかれ凹凸が存在する。しかも、それらは分布的に点在するので、小さいものであっても１自由度の爪先では対応できない。
【０１１８】
仮に足機構において３点の支持点が構成できても、その支持多角形は矮小なものとなり易い。爪先１自由度を付けても、実際にはほとんど理想的な接地状態を実現するのは難しい。少々の凹凸の他、センサ誤差や制御誤差、あるいはその他の原因で爪先面接地（４点接地）はありえないからである。まして、凹凸地形においては、必要な接地平面を選択することは至難の業である。
【０１１９】
これに対し、本発明によれば、独立して動作可能な２軸の爪先機構を装備することで、対地適応性を向上することが可能である．図２５には、独立動作可能な２軸の爪先機構により凹凸の路面に対し適応している様子を示している。図示の通り、不整地に着床するような状況下において、２自由度を用いれば確実な接地を実現することが可能であり、しかも、必要な支持モーメントを発生させることが可能である。この性能は、通常の歩行でも有効で、支持モーメントを充分に発生できる支持多角形を生成することができる足裏機構である。
【０１２０】
表現力の向上
ロボットはまだ進歩を続けている段階であり、さまざまな性能を示す必要がある。人間型ロボットの場合、動作の表現力もまた性能の１つとして考慮すべきである。ロボットにコンプライアンスを持たせることで、緻密な力制御でなくても足裏の接地状態を選択することができる。例えば、ロボットに舞踏的な動作をさせる場合、設計上の理由からロボットの関節自由度は概して不足気味になる。何故ならば、通常の脚では冗長自由度がなく、姿勢によっては実質上自由度が縮退することもあるからである。
【０１２１】
これに対し、本発明に係る爪先機構を足平先端に装備することにより、冗長的な動作をすることも可能となり、表現力の幅が拡がる。勿論、関節が増えたことにより足自体の形状を自由に変更できるのは大きなメリットである。
【０１２２】
障害物回避
関節が増えることにより脚姿勢の選択の範囲が拡大し、この結果、移動面に置かれた障害物に対応できる可能性が大きくなる。階段の段差越え能力が上がることも、この効果の現れである。
【０１２３】
緩衝
本発明に係る爪先機構を足平に装備することにより、ほとんどの脚式動作において衝撃吸収の効果を得ることができる。しかも、単純にばねを付けただけとは異なり、制御性を損なわない特性を与えることを含んでいるので、機構の保護が必要な条件時に優先的且つ選択的に動作させることも可能である。
【０１２４】
爪先の制御（コンプライアンスの設定）如何で、接触初期から荷重までの状態を制御することができ、機体へのダメージを軽減することができる。受動的又は能動的いずれかの制御系のみ、これらの制御要素の組み合わせた場合のいずれであっても、この効果を発揮することができる。
【０１２５】
地面接触センシング
爪先のコンプライアンスを調整可能に構成することで、爪先接地の瞬間から本格的に荷重をかけるまでに時間ができる。この結果、地面接触状態の判別を含んだ歩容を実現することができる。例えば、比較的大きな凹凸で且つ回避するような大きな障害物ではないような場合に有効な動作である。
【０１２６】
エネルギ効率の改善
本発明に係る、爪先を備えた足平機構系では、エネルギを散逸させる要素が含まれているが、必ずしもエネルギ消費が多くなるとは限らない。これは、重量軽減や、ピーク出力の分散などの効果があるからである。
【０１２７】
ここで、高速移動に関して考察してみる。すべての機体動作をアクチュエータがまかなう訳ではなく、コンプライアンス要素が一時的に受け止める、あるいはダンピング要素が重力方向の力を受け持つといったことが可能であり、制御動作そのものが変更できる。したがって、モータを小さく設定することができる。この結果、動力源の規模も小さくでき、相乗効果的に駆動能力に余裕が生まれる。そして、エネルギ面で効率のよい、高性能な機体を実現することができる。付言すれば、小さいアクチュエータは概して即応性に優れ、ダイナミックな動作の実現には大変有利である。図２６には、高速移動の一例として、本発明に係る爪先機構を搭載した脚式移動ロボットが走行を行なう場合のモーションを模式的に示している。
【０１２８】
本発明に係る爪先機構を用いることで、上述したような作用効果を得ることができる。移動性能とは性質が異なるが、動作姿勢が美しく自然になる。また、歩容脚ストロークが同一であっても、実質デューティ比が向上するので、より安定した移動が実現し易くなる。
【０１２９】
［追補］
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１３０】
本発明の要旨は、必ずしも「ロボット」と称される製品には限定されない。すなわち、電気的若しくは磁気的な作用を用いて人間の動作に似せた運動を行なう機械装置あるいはその他一般的な移動体装置であるならば、例えば玩具などのような他の産業分野に属する製品であっても、同様に本発明を適用することができる。
【０１３１】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】図１は、本発明の実施に供される２脚２腕を有する人間型ロボットの自由度構成を示した図である。
【図２】図２は、爪先の効果を説明するための図である。
【図３】図３は、２本の指を爪先に備えた足平の構成例を示した図である。
【図４】図４は、足平の先端に取り付けられた指の可動範囲を示した図である。
【図５】図５は、指の関節軸の取り付け方向をピッチ軸方向と異ならせた場合の構成例を示した図である。
【図６】図６は、指の関節軸の取り付け方向をピッチ軸方向と異ならせた場合の構成例を示した図である。
【図７】図７は、指の関節軸の高さを足底から高く設定した場合の動作の様子を示した図である。
【図８】図８は、指の関節軸を足底から低い位置に設定した様子を示した図である。
【図９】図９は、関節軸接合部付近の形状についての例を示した図である。
【図１０】図１０は、可動脚におけるアクチュエータの配置例を示した図である。
【図１１】図１１は、能動的なサーボ制御系と受動的な機構制御系からなる混合制御系の概念を実現した直動機構の一例を示した図である。
【図１２】図１２は、通常のばねの弾性特性を示した図である。
【図１３】図１３は、リミッタ機構とプリロード機構を適用した場合のばねの弾性特性を示した図である。
【図１４】図１４は、リミッタ機構とプリロード機構を適用した場合のばねの弾性特性を示した図である。
【図１５】図１５は、基本モデルとなるダンパの特性を示した図である。
【図１６】図１６は、方向による異特性を与えたダンパの特性を示した図である。
【図１７】図１７は、速度依存型のダンパ特性を示した図である。
【図１８】図１８は、急峻な変化を誘発しないための非線形特性が付与されたダンパ特性を示した図である。
【図１９】図１９は、ばね、ダンパ、切替機構を有機的に組み合わせた機構ユニットの構成例を示した図である。
【図２０】図２０は、ばね、ダンパ、切替機構を有機的に組み合わせた機構ユニットの構成例を示した図である。
【図２１】図２１は、爪先を付けることで見かけ上の足首高さを変化させる様子を示した図である。
【図２２】図２２は、階段昇降時に爪先機構を利用して足首位置を上げる様子を示した図である。
【図２３】図２３は、爪先を足本体より下げることで土踏まずを形成する様子を示した図である。
【図２４】図２４は、可動角を足指機構に与えることで土踏まずを構成し、移動面に固定されていない小障害物を回避する様子を示した図である。
【図２５】図２５は、独立動作可能な２軸の爪先機構により凹凸の路面に対し適応している様子を示した図である。
【図２６】図２６は、本発明に係る爪先機構を搭載した脚式移動ロボットが走行を行なう場合のモーションを模式的に示した図である。
【図２７】図２７は、図６に示した足機構付近の各部の名称や構成を示した図である。
【図２８】図２８は、確実に接地・支持できる爪先構造を示した図である。
【図２９】図２９は、図２８に示した足部構造を足裏側から眺めた図を示した図である。
【図３０】図３０は、通常の立脚時の足機構姿勢を示した図である。
【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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