(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体幹と、
体幹に対して揺動可能に接続されている複数の脚リンクと、
各脚リンクの先端に設けられている足部と、
少なくとも一つの足部と路面との距離を測定する路面センサを備え、
前記路面センサは、少なくとも一つの足部に配置されているコイルと、前記コイルのインダクタンスを測定する測定器とを備え、
前記少なくとも一つの足部は、足部本体と、足部本体から路面に向けて突出しているとともに足部本体に対して進退可能に接続されている可動部とを備え、
足部本体と可動部の一方には、前記コイルが配置されているとともに、そのコイルの軸は、前記少なくとも一つの足部の接地面に対して平行に伸びており、
足部本体と可動部の他方には、導電性を有するワイヤの一端が固定されているとともに、そのワイヤの他端は、前記足部本体に対して前記可動部が進退したときに、前記コイルに対して進退することを特徴とする脚式ロボット。
【請求項２】
前記ワイヤの他端は、前記コイルの内孔内に位置していることを特徴とする請求項１の脚式ロボット。
【請求項３】
前記コイルは、前記可動部に配置されていることを特徴とする請求項１又は２の脚式ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脚式ロボットに関する。特に、脚リンクの足部と路面との距離を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
脚式ロボットが開発されている。脚式ロボットは、体幹と、体幹に揺動可能に連結されている複数の脚リンクを備えている。脚式ロボットは、体幹と脚リンク群の相対姿勢を経時的に変化させることによって歩行する。
脚式ロボットが歩行する際に、路面に予期しない傾斜や段差が存在していると、脚リンクの先端（足部）が予期せぬタイミングで接地したり、予期したタイミングで接地しなかったりして、脚式ロボットが転倒してしまう恐れがある。脚式ロボットが安定して歩行するためには、路面に存在する傾斜や段差を把握し、歩行時の姿勢を適宜修正していく必要がある。
特許文献１には、足部と路面との距離を測定することによって、路面の傾斜や段差を把握する技術が記載されている。この技術では、足部と路面との距離を測定するために、接地部材と、接地部材の位置を測定する直動型ポテンショメータを、脚式ロボットの足部に設けている。接地部材は、足部から路面に向けて突出しているとともに、足部に対して進退可能に取り付けられており、足部が接地するのに先立って接地するとともに、足部と路面との距離に応じてその位置が変化するようになっている。そして、接地部材の位置を、直動型ポテンショメータを用いて測定することによって、足部と路面との距離を測定する。足部と路面との距離を、足部の複数箇所において測定することにより、路面の傾斜や段差を把握することができる。
【特許文献１】特開２００１−３５３６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
直動型ポテンショメータは、測定対象（ここでは接地部材）に接続される可動子と、可動子の移動方向に沿って形成されている電気抵抗器（例えば電気抵抗被膜）を備えている。可動子には電気抵抗器に接触している接触端子が設けられており、接触端子が電気抵抗器に接触する位置が、可動子の位置に応じて変化するようになっている。そして、電気抵抗器の一端と可動子の接触端子との間の抵抗値を測定することによって、可動子の位置、即ち、測定対象の位置を測定することができるようになっている。
直動型ポテンショメータでは、可動子に設けられている接触端子が、電気抵抗器に接触しながら摺動する。そのことから、接触端子の摺動に伴う摩耗等によって、測定精度が低下することが避けられない。特に、脚式ロボットでは、歩行する際に足部が路面への接地を多数回に亘って繰り返す。特許文献１に記載の技術のように、足部と路面との距離の測定に直動型ポテンショメータを採用すると、測定精度の低下が急速に進行してしまい、路面の傾斜や段差を安定して把握することができなくなってしまう。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明は、足部と路面との距離を安定して測定するための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の技術によって具現化される脚式ロボットは、体幹と、体幹に対して揺動可能に接続されている複数の脚リンクと、各脚リンクの先端に設けられている足部と、少なくとも一つの足部と路面との距離を測定する路面センサを備えている。そして、前記路面センサは、少なくとも一つの足部に配置されているコイルと、前記コイルのインダクタンスを測定する測定器とを備えることを特徴とする。
【０００５】
この脚式ロボットでは、足部に配置されたコイルに、導電性を有する物体が接近したり離反したりすると、測定されるコイルのインダクタンスが変化する。導電性を有する路面を歩行する際に、測定したコイルのインダクタンスに基づいて、足部と路面との距離を把握することができる。
この脚式ロボットでは、足部と路面との距離を測定する際に、電磁誘導の原理を利用する。ポテンショメータのように、測定精度に影響するような摺動等は生じない。そのことから、足部が路面への接地を多数回に亘って繰り返した場合でも、測定精度が急速に低下することがない。足部と路面との距離を安定して測定することができる。
【０００６】
上記の脚式ロボットでは、少なくとも一つの足部が、足部本体と、足部本体から路面に向けて突出しているとともに足部本体に対して進退可能に接続されている可動部とを備えていることが好ましい。この場合、足部本体と可動部の一方には、前記コイルが配置されているとともに、足部本体と可動部の他方には、導電性を有する導電部材が接続されていることが好ましい。そして、導電部材は、足部本体に対して可動部が進退したときに、前記コイルに対して進退することが好ましい。
この脚式ロボットでは、足部本体が路面に接地するのに先立って可動部が路面に接地するとともに、足部本体と路面との距離に応じて、可動部が足部本体に対して進退する。足部本体に対して可動部が進退すると、導電部材がコイルに対して進退することから、測定されるコイルのインダクタンスが変化する。測定したコイルのインダクタンスに基づいて、足部と路面との距離を把握することができる。この脚式ロボットでは、歩行する路面が導電性を有することを必要としない。
【０００７】
上記した脚式ロボットでは、導電部材が、導電性を有するワイヤであることが好ましい。この場合、そのワイヤの一端は、足部本体と可動部の一方に固定されているとともに、そのワイヤの他端は、足部本体に対して可動部が進退したときに、コイルに対して進退することが好ましい。
導電部材に可撓性を有するワイヤを利用することによって、導電部材やコイルの配置位置に自由度が増し、足部の構造が無用に限定されることがない。
【０００８】
上記したロボットでは、コイルの軸が、足部の接地面に対して平行に伸びていることが好ましい。
脚式ロボットの足部は、通常、その接地面に沿う形状を有している。コイルの軸を足部の接地面に対して平行に配置することで、例えば長いコイルを利用する場合でも、足部に無理なく配置することができる。
【０００９】
上記した脚式ロボットでは、ワイヤの他端が、コイルの内孔内に位置していることが好ましい。
ワイヤの他端がコイルの内孔内に位置していると、コイルに対してワイヤが進退したときに、コイルの内孔内に存在するワイヤの長さが変化する。コイルの内孔内ではコイルが形成する磁場の密度が大きいことから、コイルの内孔内に存在するワイヤの長さが変化したときに、コイルのインダクタンスは大きく変化する。ワイヤの他端がコイルの内孔内に位置していると、コイルに対するワイヤの進退量に対して、コイルのインダクタンスの変化量が大きくなり、足部と路面との距離を測定する際の分解能を高めることができる。
【００１０】
上記したロボットでは、コイルが可動部に配置されていることが好ましい。
例えばコイルを交換する必要が生じたときに、交換したコイルの位置がずれていると、測定される距離に誤差が生じてしまう。そのことから、コイルの交換時には、コイルの位置を正しく調整する必要があり、細かな作業を必要とすることがある。
この脚式ロボットでは、例えばコイルを交換する際には、足部本体から可動部を取外した上で、コイルを交換することができる。あるいは、可動部とともにコイルを交換することもできる。それにより、コイルの交換作業を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、足部と路面との距離を、測定精度を低下させることなく、安定して測定することができる。それにより、路面に存在する予期しない傾斜や段差を正確に把握することが可能となり、脚式ロボットは転倒することなく安定して歩行し続けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（特徴１）ロボットは、体幹と、体幹に関節を介して接続されている２本の脚リンクを備えている。
（特徴２）ロボットは、歩行動作時における目標姿勢を経時的に記述している姿勢データを記憶する手段を備えている。
（特徴３）ロボットは、検出した足部と路面との距離に基づいて、歩行動作時の目標姿勢を修正する手段を備えている。
（特徴４）ロボットは、足部に配置されているセンサヘッドと、センサヘッドに接続されているセンサアンプを備えている。センサヘッドは、コイルを備えている。センサアンプは、センサアンプは、センサヘッドのコイルに経時的に変動する電圧を印加する回路と、コイルに通電している電流を測定する回路を備えている。センサアンプは、経時的に変動する電圧をコイルに印加するとともに、そのときに通電する電流を測定することによって、コイルのインダクタンスを測定する。
【実施例】
【００１３】
（実施例１）
本発明を実施した実施例１について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、ロボット１０は、体幹１５と、体幹１５に対して揺動可能に接続されている左脚リンク１２と、体幹１５に対して揺動可能に接続されている右脚リンク１４を備えている。左脚リンク１２と右脚リンク１４のそれぞれは、関節を介して接続されている複数のリンク部材を備えている。左脚リンク１２の先端には、左足首関節１２ａを介して左足部２０が設けられている。右脚リンク１４の先端には、右足首関節１４ａを介して右足部４０が設けられている。左足首関節１２ａと右足首関節１４ａは、二軸（ロール軸、ピッチ軸）の自由度を持つ関節である。また、ロボット１０は、体幹１５に対して揺動可能に連結されている頭部１５と、左腕リンク１６と、右腕リンク１８とを備えている。ロボット１０は、人を模して作られた脚式ロボットであり、体幹１５と各脚リンク１２、１４との相対姿勢や、体幹１５と各腕リンク１６、１８との相対姿勢を変化させることによって、二足歩行を実施することができる。
【００１４】
図２は、左足部２０の構成を模式的に示す図である。なお、右足部４０の構成は、左足部２０の構成と鏡面対称であるが、その他の点については実質的に同一である。ここでは左足部２０の構成を詳細に説明するとともに、右足部４０の構成についての説明は省略し、重複した説明は避けることとする。
図２に示すように、左足部２０は、足部本体２２と、足平部（可動部）２６と、足部本体２２と足平部２６とを接続している複数の弾性部材２４を備えている。足平部２６は、足部本体２２から路面２に向けて突出しているとともに、足部本体２２に対して進退可能に接続されている。それにより、左足部２０が路面２に接地する際には、先ず足平部２６の接地面２６ａが路面２に接地し、足部本体２２と路面２との距離（例えば図中のＨａ、Ｈｂ）に応じて、足平部２６が足部本体２２に対して進退するようになっている。また、路面２に傾斜や段差が存在する場合には、足平部２６が路面２の傾斜や段差に従動して、足部本体２２に対する姿勢（向き）が変化することから、足部本体２２と路面２との距離（例えば図中のＨａ、Ｈｂ）が、足部本体２２における位置（例えば図中のＡ点とＢ点）によって変化するようになっている。
【００１５】
図２に示すように、左足部２０では、足平部２２にセンサヘッド５４、７４が配置されており、足部本体２２にワイヤ５２、７２が接続されている。センサヘッド５４とワイヤ５２は、第１路面センサ５１の一部を構成しており、センサヘッド７４とワイヤ７２は、第２路面センサ７１の一部を構成している。第１路面センサ５１と第２路面センサ７１は、左足部２０と路面２との距離を測定するためのセンサである。詳しくは、第１路面センサ５１によって、足部本体２２の下面２２ａの爪先側２２ｂに位置するＡ点と路面２との距離Ｈａが測定される。また、第２路面センサ７１によって、足部本体２２の下面２２ａの踵側２２ｃに位置するＢ点と路面２との距離Ｈｂが測定される。なお、左足部２０には、第３の路面センサをさらに設けてもよい。足部本体２２と路面２との距離を三箇所で測定することによって、足部本体２２に対する路面２の傾斜角度等を正しく測定することができる。
【００１６】
図３を参照して、第１路面センサ５１の構成について説明する。なお、第２路面センサ７１の構成は、第１路面センサ５１と実質的に同一である。ここでは第１路面センサ５１の構成について詳細に説明するとともに、第２路面センサ７１についての説明は省略し、重複した説明は避けることとする。
図３に示すように、第１路面センサ５１は、主に、足平部２６に配置されているセンサヘッド５４と、足部本体２２に接続されているワイヤ５２と、左脚リンク１２側に配置されているセンサアンプ６０を備えている。センサヘッド５４は、コイル５６と、コイル５６の内孔５６ａに沿って形成されている検知孔５４ａを備えている。コイル５６の軸および検知孔５４ａは、足平部２６の接地面２６ａに平行に伸びている（図２参照）。
ワイヤ５２は、導電性を有する材料、詳しくは金属材料によって形成されている。また、ワイヤ５２は、透磁性に優れる材料が好ましく、例えば軟質磁性合金（パーマロイ）を好適に用いることができる。ワイヤ５２の一端５２ａは、足部本体２２の下面２２ａのＡ点に固定されている。ワイヤ５２の他端５２ｂは、センサヘッド５４の検知孔５４ａ内、即ち、コイル５６の内孔５６ａ内に位置している。なお、足平部２６には、足部本体２２から足平部２６に向けて伸びるワイヤ５２を、センサヘッド５４に向けて案内する案内部２７が形成されている。
センサアンプ６０は、交流電源回路６２と、電流測定回路６４を備えている。交流電源回路６２は、センサヘッド５４のコイル５６に所定周波数の交流電圧を印加する。電流測定回路６４は、コイル５６に通電されている電流値を測定する。センサアンプ６０は、コイル５６に交流電圧を通電するとともに、その電流値を測定することによって、コイル５６のインダクタンスを測定する装置である。なお、図３に示すセンサアンプ６０の構成は、インダクタンスの測定原理をよく示す構成の一例であり、この構成に限定されるものではない。
【００１７】
上記した構成によって、第１路面センサ５１では、足平部２６が足部本体２２に対して進退したときに、ワイヤ５２がコイル５６に対して進退する。即ち、足部本体２２に対する足平部２６のＤ１方向における相対変位が、その方向を変えて、コイル５６に対するワイヤ５２の他端５２ｂのＤ２方向における相対変位に現れるようになっている。コイル５６には、交流電源回路６２が印加する交流電圧によって交流電流が通電されており、コイル５６の近傍領域には経時的に変動する磁場が形成されている。コイル５６が形成する変動磁場によって、ワイヤ５２の内部には電磁誘導による渦電流が発生し、それに伴って磁場が形成される。ワイヤ５２がコイル５６に接近するほど、その渦電流に起因する磁場の強度は強くなり、コイル５６に通電される交流電流は増大する。即ち、コイル５６のインダクタンスは低下する。センサアンプ６０の電流測定回路６４によって測定される電流値は、コイル５６のインダクタンスに対応するとともに、足部本体２２のＡ点と路面２との距離Ｈａに対応する。ここでは、足部本体２２のＡ点と路面２との距離Ｈａが短くなるほど、電流測定回路６４によって測定される電流値は大きくなる。センサアンプ６０によって測定された電流値、即ち、足部本体２２のＡ点と路面２との距離Ｈａは、後述する動作状態計算部１２２に入力される。
このように、第１路面センサ５１は、電磁誘導の原理を利用するセンサであることから、ポテンショメータのような接触部を持たず、左足部２０が路面２への接地を多数回に亘って繰り返した場合でも、その測定精度が低下することがない。
【００１８】
路面センサ５１、７１の構成は、上記した構成のみに限定されるものではなく、様々に変形することが可能である。
例えば、センサヘッド６４を足部本体２２側に配置するとともに、ワイヤ６２を足平部２６側に接続してもよい。本実施例のように、センサヘッド６４を足平部２６側に配置しておくと、足部本体２２から足平部２６を取外した上で、例えばセンサヘッド６４を交換するなどのメンテナンス作業を行うことができる。一方、センサヘッド６４を足平部２６側に配置しておくと、脚リンク１２側に配置されたセンサアンプ６４との接続が容易となり、足平部２６まで電気配線を延伸する必要がなくなる。
また、ワイヤ５２の他端５２ｂは、コイル５６の内孔５６ａ内に必ずしも位置する必要はない。ワイヤ５２の他端５２ｂが、コイル５６に対して進退すれば足りる。ただし、本実施例のように、ワイヤ５２の他端５２ｂがコイル５６の内孔５６ａ内で変位する構成とすると、ワイヤ５２とコイル５６との相対変位に対して、コイル５６のインダクタンスがより大きく変動することとなり、距離測定における分解能を高めることができる。
また、コイル５６に印加する電圧は交流電圧に限定されない。即ち、極性が経時的に反転する電圧に限定されない。極性が一定であっても、その大きさが経時的に変動する電圧であればよい。
【００１９】
図４は、ロボット１０の電気的な構成を示している。図４に示すように、ロボット１０は、姿勢データ記憶部１０２と、関節角計算部１０４と、複数のアクチュエータ１０６と、各種センサ１１０と、動作状態計算部１２２と、姿勢データ修正部１２４を備えている。各種センサ１０は、ロボット１０の各関節の関節角を測定するためのエンコーダ１１２群と、体幹１５の位置の経時変化を測定するためのジャイロ１１４と、先に説明した路面センサ５１、７１群を備えている。
姿勢データ記憶部１０２は、外部から教示される姿勢データ１０３を記憶する。姿勢データ１０３は、ロボット１０が二足歩行を実行するときの目標姿勢を経時的に記述するデータである。姿勢データ１０３は、左足位置データ１０３ａと、右足位置データ１０３ｂと、体幹位置データ１０３ｃを含んでいる。左足位置データ１０３ａは、左足部２０の目標位置（詳しくは代表点の目標位置と代表ベクトルの目標向き）を経時的に記述している。右足位置データ１０３ｂは、右足部４０の目標位置を経時的に記述している。体幹位置データ１０３ｃは、体幹１５の目標位置を経時的に記述している。姿勢データ１０３では、左足位置データ１０３ａと、右足位置データ１０３ｂと、体幹位置データ１０３ｃによって、体幹１５と脚リンク１２、１４群の目標相対姿勢が経時的に記述されている。その他、姿勢データ記憶部１０２には、頭部１７の目標位置を経時的に記述する頭部位置データや、左腕リンク１６の掌部の目標位置を経時的に記述する左手位置データや、右腕リンク１８の掌部の目標位置を経時的に記述する右手位置データ等が記憶されている。
【００２０】
関節角計算部１０４は、姿勢データ１０３が記述するロボット１０の目標姿勢を入力し、いわゆる逆キネマティクスを解くことにより、ロボット１０の各関節の目標関節角を計算する。
アクチュエータ１０６は、各関節の関節角を調節するものであり、関節角計算部１０４が計算した目標関節角と、エンコーダ１１０が検出した実際の関節角とに基づいて、各関節の関節角を変化させる。それにより、ロボット１０の実際の姿勢が、姿勢データ１０３に記述されている目標姿勢に調節される。それにより、ロボット１０は二足歩行を実行する。
以上、ロボット１０の電気的な構成について説明したが、上記した具体的な構成は一例であって、この構成に限定されるものではない。
【００２１】
ロボット１０が歩行している間、ロボット１０の実際の動作状態は、各種センサ１１０によって監視される。例えば、エンコーダ１１２は、各関節の実際の関節角に応じた信号を出力する。ジャイロ１１４は、体幹１５の実際の位置の経時変化に応じた信号を出力する。路面センサ５１、７１は、左右の足部２０、４０と路面２との距離に応じた信号を出力する。各種センサ１１０の出力信号は、動作状態計算部１２２に入力される。
動作状態計算部１２２は、各種センサ１１０からの入力信号に基づいて、ロボット１０の実際の動作状態を計算する。例えば、エンコーダ１１２の出力信号に基づいて、ロボット１０の実際の姿勢を計算する。ジャイロ１１４の出力信号に基づいて、体幹１５の実際の位置の経時変化を計算する。路面センサ５１、７１群の出力信号に基づいて、左右の足部２０、４０と路面２との距離Ｈａ、Ｈｂを計算する。そして、ロボット１０の実際の姿勢と、左右の足部２０、４０と路面２との距離Ｈａ、Ｈｂに基づいて、路面２に存在する傾斜や段差を検知する。動作状態計算部１２２によって計算されたロボット１０の実際の動作状態（路面２の状態を含む）は、姿勢データ修正部１２４に入力される。
姿勢データ修正部１２４は、動作状態計算部１２２から入力したロボット１０の実際の動作状態に基づいて、姿勢データ１０２に記憶されている姿勢データ１０３を修正する。それにより、例えば路面２に予期しない傾斜や段差が存在する場合でも、歩行動作を安定して継続することができる。
【００２２】
以上説明したように、ロボット１０では、左右の足部２０、４０と路面２との距離Ｈａ、Ｈｂが、電磁誘導の原理を利用した路面センサ５１、７１によって測定される。左足部２０が路面２との接地を多数回に亘って繰り返した場合でも、その測定精度が低下することがない。左右の足部２０、４０と路面２との距離Ｈａ、Ｈｂを継続的に精度よく測定することができるので、路面２に存在する傾斜や段差を正確に把握しながら、安定して歩行動作を実行することができる。
【００２３】
（実施例２）
本発明を実施した実施例２について説明する。図５は、実施例２の足部１２０の構成を模式的に示している。本実施例の足部１２０は、実施例１のロボット１０の足部２０、４０と交換して利用することができる。以下の説明では、実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、重複して説明することは避けるように努める。
図５に示すように、実施例２の足部１２０では、足平部２２にセンサヘッド１５４が配置されており、足部本体２２にワイヤ１５２が接続されている。センサヘッド１５４とワイヤ１５２は、路面センサ１５１の一部を構成している。路面センサ１５１は、足部１２０と路面２との距離を測定するためのセンサである。本実施例では、一つの足部１２０に一つの路面センサ１５１が構成されている。
センサヘッド１５４は、コイル１５６を備えている。本実施例のセンサヘッド１５４では、コイル１５６の軸が足平部２６の接地面２６ａに対して略垂直に伸びている。図示省略するが、コイル１５６は、図３に示すセンサアンプ６０に接続される。ワイヤ１５２は、実施例１と同様に、導電性を有する材料、詳しくは金属材料によって形成されている。ワイヤ１５２の一端は足部本体２２に接続されており、ワイヤ１５２の他端はセンサヘッド１５４に臨んでいる。実施例２の足部１２０では、ワイヤ１５２が略直線状に伸びている。そのことから、ワイヤ１５２に代えて、導電線を有する棒材を用いることもできる。
【００２４】
上記した構成によって、路面センサ１５１では、足平部２６が足部本体２２に対して進退したときに、ワイヤ１５２がコイル１５６に対して進退する。それにより、コイル１５６のインダクタンスが、足部本体２２と路面２との距離に応じて変化する。コイル１５６のインダクタンス、即ち、足部本体２２と路面２との距離は、センサアンプ６０によって測定され、動作状態計算部１２２に入力される。本実施例の足部１２０を利用する場合でも、ロボット１０は、路面２に存在する傾斜や段差を正確に把握しながら、安定して歩行動作を実行することができる。
【００２５】
（実施例３）
本発明を実施した実施例３について説明する。図６は、実施例３の足部２２０の構成を模式的に示している。本実施例の足部２２０は、実施例１のロボット１０の足部２０、４０と交換して利用されるものである。以下の説明では、実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、重複して説明することは避けるように努める。
図６に示すように、実施例３の足部２２０は、足部本体２２を備えている。一方、実施例１の足部２０、４０と比較して、足平部２６は備えていない。足部本体２２には、センサヘッド２５４、２７４が配置されている。センサヘッド２５４、２７４は、足部２２０と路面２との距離を測定する路面センサ２５１、２７１の一部を構成している。
センサヘッド２５４、２７４は、銅線を平面内で周回させた平面式コイル２５６、２７６を備えている。図示省略するが、平面式コイル２５６、２７６のそれぞれは、図３に示すセンサアンプ６０に接続される。なお、センサアンプ６０は、平面式コイル２５６、２７６毎に用意されている。
【００２６】
実施例３の足部２２０は、路面２が導電性を有する場合に、有効に利用することができる。路面２が導電性を有する場合、足部２２０と路面２との距離に応じて、コイル２５６、２７６のインダクタンスが変化する。コイル２５６、２７６のインダクタンス、即ち、足部２２０と路面２との距離は、各センサアンプ６０によって測定され、動作状態計算部１２２に入力される。本実施例の足部２２０を利用する場合でも、ロボット１０は、路面２に存在する傾斜や段差を正確に把握しながら、安定して歩行動作を実行することができる。
【００２７】
（実施例４）
本発明を実施した実施例４について説明する。図７は、実施例４の足部３２０の構成を模式的に示している。本実施例の足部３２０は、実施例１のロボット１０の足部２０、４０と交換して利用されるものであるとともに、実施例３の足部２２０を変形させたものである。以下の説明では、実施例３と同一の構成については同一の符号を付し、重複して説明することは避けるように努める。
図７に示すように、実施例４の足部３２０は、足部本体２２と、足部本体２２から路面２に向けて突出しているとともに、足部本体２２に対して進退可能に接続されている足平部２６を備えている。足平部２２には、平面式コイル２５６、２７６を備えるセンサヘッド２５４、２７４が配置されている。平面式コイル２５６、２７６のそれぞれは、図３に示すセンサアンプ６０に接続される。なお、センサアンプ６０は、平面式コイル２５６、２７６毎に用意されている。一方、足平部２６の上面２６ｂには、センサヘッド２５４、２７４に対向する導体板３３０が配置されている。導体板３３０は、導電性を有する材料、詳しくは金属材料によって形成されている。導体板３３０は、透磁性に優れる材料が好ましく、例えば軟質磁性合金（パーマロイ）を好適に用いることができる。実施例４の足部３２０は、実施例３の足部２２０に、足平部２６を追加した構成となっている。足部３２０では、一方のセンサヘッド２５４と導体板３３０によって一つの路面センサ３５１の一部が構成されており、他方のセンサヘッド２７４と導体板３３０によってもう一つの路面センサ３７１の一部が構成されている。
【００２８】
上記した構成によって、各路面センサ３５１、３７１では、足平部２６が足部本体２２に対して進退したときに、導体板３３０がコイル２５６、２７６に対して進退する。それにより、コイル２５６、２７６のインダクタンスが、足部本体２２と路面２との距離に応じて変化する。コイル２５６、２７６のインダクタンス、即ち、足部本体２２と路面２との距離は、センサアンプ６０によって測定され、動作状態計算部１２２に入力される。本実施例の足部３２０を利用する場合でも、ロボット１０は、路面２に存在する傾斜や段差を正確に把握しながら、安定して歩行動作を実行することができる。
【００２９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ロボットの外観を示す図。
【図２】実施例１の足部の構成を示す図。
【図３】路面センサの構成を示す図。
【図４】ロボットの電気的な構成を示す図。
【図５】実施例２の足部の構成を示す図。
【図６】実施例３の足部の構成を示す図。
【図７】実施例４の足部の構成を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１０：ロボット
１２：左脚リンク
１４：右脚リンク
１５：体幹
２０、４０、１２０、２４０、３４０：足部
２２：足部本体
２６：足平部
５１、７１：路面センサ
５１、７１、１５１：ワイヤ
５６、７６、１５６：コイル
６０：センサアンプ（インダクタンス測定器）
６２：交流電源回路
６４：電流測定器
１０２：姿勢データ記憶部
１０３：姿勢データ
１０４：関節角計算部
１０６：アクチュエータ
１１０：センサ群
１１２：エンコーダ
１１４：ジャイロ
１２２：動作状態計算部
１２４：姿勢データ修正部
２５６、２７６：平面式コイル
【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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