(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの体を支持する付加的支持構造において、
前記ロボットの腕の先端部もしくは中間部の関節または脚の中間部の関節に配設されて、そのロボットを支持する面に当接する当接部材と、
前記腕または脚の、前記当接部材が配設された関節から胴寄りの基端部までの部分と、を具え、
前記当接部材は、前記腕または脚の、その当接部材を配設した関節より先端寄りの部分を、その関節で折り曲げると出現するものであることを特徴とする、ロボット用付加的支持構造。
【請求項２】
前記当接部材は、前記腕の先端部の関節に配設されていることを特徴とする、請求項１記載のロボット用付加的支持構造。
【請求項３】
前記当接部材は、滑り止め部材を具えていることを特徴とする、請求項１または２記載のロボット用付加的支持構造。
【請求項４】
前記支持構造は、緩衝手段を具えていることを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載のロボット用付加的支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロボットの体を支持する脚と足や車輪等の支持構造の他に付加的に設けられてロボットの転倒時や起き上がり時等にそのロボットの体を支持する付加的支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人型ロボット等のロボットでは一般に、腕の先端部に、物を掴むグリッパや加工を行うツール等である手を設けられており、ロボットの転倒時や起き上がり時には、従来はその手が、そのロボットを支持する床面や地面等の面に当接して腕と共働でそのロボットの体を支持する。従って、従来のロボットでは手と腕とが付加的支持構造として機能している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の付加的支持構造では、物を掴んだり加工を行ったりする手の機能を損なわないようにするために、手にその機能上必要となる以上の強度を与えたり、手が具えるセンサのための保護部材を設けたりする必要があって、手が重量増になって手や腕の駆動系に余分な負担がかかるとともに、手の形状や機能設計の自由度が損なわれるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決した支持構造を提供することを目的とするものであり、この発明のロボット用付加的支持構造は、ロボットの体を支持する付加的支持構造において、前記ロボットの腕の先端部もしくは中間部の関節または脚の中間部の関節に配設されて、そのロボットを支持する面に当接する当接部材と、前記腕または脚の、前記当接部材が配設された関節から胴寄りの基端部までの部分と、を具え、前記当接部材は、前記腕または脚の、その当接部材を配設した関節より先端寄りの部分を、その関節で折り曲げると出現するものであることを特徴とするものである。
【０００５】
かかるこの発明のロボット用付加的支持構造にあっては、ロボットの転倒時には、そのロボットが、転倒方向に腕または脚を突き出すとともに、当接部材が配設された関節を作動させて、その関節よりも先に位置する、手や、先端部寄りの腕部分または脚部分を、そのロボットを支持する床面や地面等の面から離れる方向に折り曲げて退避させることで、当接部材が床面や地面等の面に当接して、手首や肘や膝を突いたような状態となり、その当接部材と、その当接部材が配設された関節から胴寄りの基端部までの腕部分または脚部分とが共働してロボットの体を支持する。そしてその後の起き上がり時には、その支持構造による支持状態でロボットが、脚と足あるいは他の手段を作動させることにより体を起こす。
【０００６】
またロボットが、自立し得る角度以上に体を傾けて作業する場合にも、体を傾ける方向に腕または脚を突き出すとともに、当接部材が配設された関節を作動させて、その関節よりも先に位置する、手や、先端部寄りの腕部分または脚部分を、そのロボットを支持する壁面や台の側面等の面から離れる方向に折り曲げて退避させることで、当接部材が壁面や台の側面等の面に当接して、手首や肘や膝を突いたような状態となり、その当接部材と、その当接部材が配設された関節から胴寄りの基端部までの腕部分とが共働してロボットの体を支持する。そしてその後の起き上がり時には、その支持構造による支持状態でロボットが、脚と足あるいは他の手段を作動させることにより体を起こす。
【０００７】
従って、この発明のロボット用付加的支持構造によれば、手にその機能上必要となる以上の強度を与えたり、手が具えるセンサのための保護部材を設けたりしなくても手の機能を発揮させることができるので、手の重量増を回避して手や腕の駆動系の余分な負担を無くし駆動系を簡易かつ小型なものとし得るとともに、手の形状や機能設計の自由度を高めてロボットの機能を高めることができる。
【０００８】
なお、この発明のロボット用付加的支持構造においては、前記当接部材は、前記腕の先端部の関節に配設されていると好ましい。当接部材が腕の先端部の関節に配設されていれば、ロボットを支持する面に当接部材が当接するまでの体の落下高さを減らして衝撃力を減少させ、支持構造の高剛性化による重量増を少なくすることができるからである。
【０００９】
また、この発明のロボット用付加的支持構造においては、前記当接部材は、滑り止め部材を具えていると好ましい。当接部材が滑り止め部材を具えていれば、転倒した後や体を大きく傾けた後の起き上がり時に、ロボットを支持する面に対して当接部材が滑るのを防止して、脚と腕とを併せて使って起き上がる動作をより容易なものにし得るからである。
【００１０】
さらに、この発明のロボット用付加的支持構造においては、前記支持構造は、緩衝手段を具えていると好ましい。支持構造が緩衝手段を具えていれば、転倒時等の衝撃力を吸収して体の各部の損傷を防止することができるからである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明のロボット用付加的支持構造の一実施例を具えるロボットを示す斜視図、図２（ａ），（ｂ）は、そのロボットの腕の先端部の上記実施例のロボット用付加的支持構造を手首を曲げた手とともに示す正面図及び側面図、図３は、上記ロボットの腕の先端部を手首を曲げた手とともに示す斜視図、図４は、上記ロボットの腕の先端部の上記実施例のロボット用付加的支持構造を手首を伸ばした手とともに示す側面図、図５は、上記ロボットの腕の先端部を手首を伸ばした手とともに示す斜視図であり、図中、符号１は上記ロボット、２はそのロボット１の腕、３はその腕２の先端部に設けられた手、４はそのロボット１の脚、５はその脚４の先端部に設けられた足、６はそのロボットの胴、そして７は上記実施例のロボット用付加的支持構造の当接部材をそれぞれ示す。
【００１２】
このロボット１は、図１に示すように、腕２の基端部と中間部と先端部とに関節２ａ，２ｂ，２ｃをそれぞれ有するとともに、脚４の基端部と中間部と先端部とに関節４ａ，４ｂ，４ｃをそれぞれ有し、物を掴むグリッパとして機能する手３は関節２ｃを介して腕２の先端部に結合され、足５は関節４ｃを介して脚４の先端部に結合され、腕２の基端部は関節２ａを介して胴６の肩部に結合され、脚４の基端部は関節４ａを介して胴６の腰部に結合されており、上記各関節は少なくとも１自由度の回動が可能なように駆動手段を設けられて構成されている。
【００１３】
そしてこの実施例のロボット用付加的支持構造はその構成部材として上記当接部材７を、図２に示すように、両方の腕２の先端部の関節２ｃ付近の、概ね腕２の軸線上の部位に固着されて具えており、その当接部材７は、図４および図５に示すように、手首を伸ばした状態にすると、手３で隠れるようにされている。
【００１４】
ここにおける当接部材７は、細畝状に凹凸が設けられたゴム板によって形成されており、そのゴム板の摩擦係数の高さによって滑り止め部材としても機能し、またそのゴム板の弾性的性状によって緩衝手段としても機能する。
【００１５】
さらにこの実施例のロボット用付加的支持構造は、当接部材７が両方の腕２の先端部に設けられていることから、両方の腕２の全体をその支持構造の構成部材として具えている。
【００１６】
かかる実施例のロボット用付加的支持構造にあっては、ロボット１の転倒時には、そのロボット１が、図６および図７に示すように、転倒方向に両方の腕２を突き出すとともに当接部材７の付近の関節２ｃを作動させて、その関節２ｃよりも先に位置する手３を、そのロボット１を支持する床面や地面等の面８から離れる方向に折り曲げて退避させることで、図８および、その図８の当接部材７付近を拡大した図９に示すように、両方の腕２の当接部材７が床面や地面等の面８に当接して、手首を突いたような状態となり、その当接部材７と、その当接部材７の付近の関節２ｃから基端部までの腕部分である両腕２全体とが共働してそのロボット１の体を支持する。
【００１７】
そしてその後の起き上がり時には、その支持構造による支持状態で、ロボット１が、図１０に示すように、関節４ａ〜４ｃの作動により脚４および足５を屈曲させ、次いでそれらを胴６の前で伸ばして行くことにより体を起こす。
【００１８】
また、図示しないがロボット１が、自立し得る角度以上に体を傾けて手３で作業をする等の場合にも、体を傾ける方向に腕２を突き出すとともに当接部材７の付近の関節２ｃを作動させて、その関節２ｃよりも先に位置する手３を、そのロボット１を支持する壁面や台の側面等の面から離れる方向に折り曲げて退避させることで、当接部材７が壁面や台の側面等の面に当接して、手首を突いたような状態となり、その当接部材７と、その当接部材７の付近の関節２ｃから基端部までの腕部分である両腕２全体とが共働してロボット１の体を支持する。そしてその後の起き上がり時には、その支持構造による支持状態でロボット１が、上記と同様に脚４と足５を作動させることにより体を起こす。
【００１９】
従って、この実施例のロボット用付加的支持構造によれば、手３にその機能上必要となる以上の強度を与えたり、手３が具える図示しない触覚センサ等のセンサのための保護部材を設けたりしなくても手３のグリッパとしての機能を発揮させることができるので、手３の重量増を回避して手や腕の駆動系の余分な負担を無くし駆動系を簡易かつ小型なものとし得るとともに、手３の形状や機能設計の自由度を高めてロボット１の機能を高めることができる。
【００２０】
しかも、この実施例のロボット用付加的支持構造によれば、当接部材７が、腕２の先端部の関節２ｃ付近に配設されているので、腕２を転倒方向や体を傾ける方向に突き出すことで、ロボット１を支持する面８に当接部材７が当接するまでの体の落下高さを減らして衝撃力を減少させ、支持構造の高剛性化による重量増を少なくすることができる。
【００２１】
また、この実施例のロボット用付加的支持構造によれば、当接部材７が、滑り止め部材を兼ねているので、転倒した後や体を大きく傾けた後の起き上がり時にロボット１を支持する面８に対して当接部材７が滑るのを防止して、脚４と腕２とを併せて使って起き上がる動作をより容易なものにすることができる。
【００２２】
さらに、この実施例のロボット用付加的支持構造によれば、当接部材７が、緩衝手段を兼ねているので、転倒時等の衝撃力を吸収してロボット１の体の各部の損傷を防止することができる。
【００２３】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば当接部材７は腕２の中間部の関節２ｂ付近や脚４の中間部の関節４ｂ付近の部位に設けられていても良く、それらの場合に当接部材７は、上記実施例の場合に手３を折り曲げるのと同様、腕２の関節２ｂよりも先端部寄りの部分や脚４の関節４ｂよりも先端部寄りの部分をそれらの関節で折り曲げると出現するようにする。
【００２４】
さらに、手３は加工を行うツール等の機能を持つものでも良い。また、滑り止め部材は当接部材と別個に腕や脚に例えば出入り可能に設けても良く、緩衝手段も当接部材と別個に例えば当接部材の裏側あるいは腕や脚の基端部等に設けても良い。そしてこの発明におけるロボットは、本来の支持構造として脚と足でなく車輪やクローラ等を持つものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明のロボット用付加的支持構造の一実施例を具えるロボットを示す斜視図である。
【図２】  （ａ），（ｂ）は、そのロボットの腕の先端部の上記実施例のロボット用付加的支持構造を手首を曲げた手とともに示す正面図及び側面図である。
【図３】  上記ロボットの腕の先端部を手首を曲げた手とともに示す斜視図である。
【図４】  上記ロボットの腕の先端部の上記実施例のロボット用付加的支持構造を手首を伸ばした手とともに示す側面図である。
【図５】  上記ロボットの腕の先端部を手首を伸ばした手とともに示す斜視図である。
【図６】  上記ロボットの付加的の上記実施例のロボット用付加的支持構造の準備状態を示す斜視図である。
【図７】  上記ロボットの付加的の上記実施例のロボット用付加的支持構造の状態を示す斜視図である。
【図８】  上記ロボットの付加的の上記実施例のロボット用付加的支持構造の状態を示す側面図である。
【図９】  図８の当接部材付近を拡大して示す説明図である。
【図１０】  上記ロボットの起き上がり時の状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  ロボット
２  腕
２ａ，２ｂ，２ｃ  関節
３  手
４  脚
４ａ，４ｂ，４ｃ  関節
５  足
６  胴
７  当接部材
８  床面や地面等の面
【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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