(57)【要約】【課題】２足歩行ロボットで、下肢の開脚と胴体の旋回ができる旋回装置を得る。【解決手段】２足歩行ロボット上肢の回転軸である体幹ヨー軸３を中心とした位置に大歯車２及び胴体１を固定し、この体幹ヨー軸３に、この軸を中心に回転できる左股関節ヨー軸駆動装置９及び右股関節ヨー軸駆動装置８を取り付け、左股関節ヨー軸駆動装置９より駆動する左股関節ヨー軸駆動歯車１１が大歯車２に噛み合い、右股関節ヨー軸駆動装置８より駆動する右股関節ヨー軸駆動歯車１０もまた大歯車２に噛み合う状態で設置し、左右の股関節ヨー軸駆動装置によって左右それぞれの下肢を開脚する作用と、左右の股関節ヨー軸駆動装置が同時に同方向に作動することにより胴体１が旋回動作を行う２つの動作を兼用する２足歩行ロボットの上肢旋回装置を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２足歩行ロボットの下肢に対する上肢の旋回を行う機構であって、上肢の回転軸である体幹ヨー軸３を中心とした位置に大歯車２及び胴体１を固定し、この体幹ヨー軸３に、この軸を中心に回転できる左股関節ヨー軸駆動装置９及び右股関節ヨー軸駆動装置８を取り付け、左股関節ヨー軸駆動装置９より駆動する左股関節ヨー軸駆動歯車１１が大歯車２に噛み合い、右股関節ヨー軸駆動装置８より駆動する右股関節ヨー軸駆動歯車１０もまた大歯車２に噛み合う状態で設置することを特徴とし、左右の股関節ヨー軸駆動歯車をそれぞれ回転させることにより、左右それぞれの下肢が左右に開き歩行時の進路変更を行うことができ、且つこの左股関節ヨー軸駆動歯車１１と右股関節ヨー軸駆動歯車１０を同時に同じ速度で右回転或いは左回転させることにより左右の下肢はそのままの状態を維持しつつ大歯車２のみが左右股関節ヨー軸駆動歯車の回転に伴って左回転或いは右回転し、この大歯車２に付随した胴体１がその方向に回転することを特徴とし、これら左右の股関節ヨー軸駆動装置によって左右それぞれの下肢を開脚する作用と、左右の股関節ヨー軸駆動装置が同時に同方向に作動することにより胴体１が旋回動作を行う作用の２つの動作を兼用することを特徴とする２足歩行ロボット胴体旋回装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は２足歩行ロボットに係り、特に２足歩行ロボットの下肢及び胴体旋回構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、２足歩行ロボットの下肢部構造に関する技術が知られている。（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の２足歩行ロボットの下肢部は胴体より直接直動アクチュエータを取り付け下肢を動作させていた。【０００３】  また、この特許文献１の改良として特許文献２の場合も同じく直動アクチュエータの配置を傾斜した配置で胴体に取り付けられ作用するものが知られている。【０００４】  また、特許文献３の様に図３より体幹ロール軸１１０を持つものや特許文献４の様に複雑な股関節を持つもの知られている。【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０２６７６号公報
【特許文献２】特許第４９１１５２５号公報
【特許文献３】特開２００６−９５６６１号公報
【特許文献４】特許第３７６９６０８号公報
【０００６】
【発明の開示】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかしながら、特許文献１や特許文献２などこれまでの２足歩行ロボットのように胴体に直接下肢を取り付けた構造では横向きの作業は困難が生じていた。
【０００９】また、特許文献３などでは胴体カバー等の構造上胴体を旋回させて左右真横を向いたり後ろを向いたりすることは困難であった。
【００１０】  また、体幹ロール軸、体幹ピッチ軸、股間接ヨー軸、股関節ロール軸、股関節ピッチ軸など多くの軸を作動させての腰の動きを得ているため、アクチュエータの制御が煩雑になり且つ構造の複雑さとモータの数が増えることによる消費電力の増大が課題である。
【００１１】  また、特許文献４でも胴体より左右の股関節がそれぞれ固定されているため胴体の旋回動作は困難である。しかもこの構造では関節としての自由さはあるがこの関節を軸として動かす駆動装置を設置するための考慮や、全体の重量を支える各部位の強度等の考慮は含まれていない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
【００１３】  本発明である２足歩行ロボット胴体旋回装置では、腰の旋回を担う体幹ヨー軸を中心に大歯車及び胴体を固定し、この体幹ヨー軸を中心として左右の股関節ヨー軸を取り付け、この左右の股関節ヨー軸の駆動歯車を大歯車に噛み合わせそれぞれ回転させることにより、左右それぞれの下肢が左右に開き歩行時の進路変更を行う。
【００１４】  また、この左右の股関節ヨー軸の駆動歯車を同時に同じ速度で右回転或いは左回転させると大歯車が右回転或いは左回転し、この大歯車に付随した胴体がその方向に回転することにより上記課題が達成される。
【００１５】
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。【００１７】  （実施の形態１）【００１８】  図１の（Ａ）図は、本発明の実施の形態１における２足歩行ロボットが正面を向いた状態を表し、（Ｂ）図は本発明による２足歩行ロボット胴体旋回装置により２足歩行ロボットの胴体が矢印Ｓのように正面から左に４５度振り向いた様子を示す。【００１９】  この２足歩行ロボットでは胴体１を含む上肢を体幹ヨー軸３が支え、この体幹ヨー軸３を中心として大歯車２を胴体１に固定している。【００２０】  また、上記体幹ヨー軸３を中心として回転可能な左股関節ヨー軸駆動装置９及び右股関節ヨー軸駆動装置８を備え、この左股関節ヨー軸駆動装置９には左大腿部５が左股関節ピッチ軸７で接続され、右股関節ヨー軸駆動装置８には右大腿部４が右股関節ピッチ軸６で接続される。【００２１】  図２では図１の（Ａ）図で示した２足歩行ロボットの左側面図を表す。この図の２つの矢印Ｚを結ぶ断面を上から見た平面を図３に表す。【００２２】  図３の（３−ａ）では胴体１が正面を向いた状態を表し、体幹ヨー軸３を中心に大歯車２を胴体１に固定している状態で、左股関節ヨー軸駆動装置９より駆動する左股関節ヨー軸駆動歯車１１が大歯車２に噛み合っている。またこの右股関節ヨー軸駆動装置８より駆動する右股関節ヨー軸駆動歯車１０が大歯車２に噛み合っている。【００２３】  また、左股関節ヨー軸駆動装置９より左股関節ピッチ軸７が接続され、右股関節ヨー軸駆動装置８より右股関節ピッチ軸６が接続されている。【００２４】  （３−ｂ）に於いて体幹ヨー軸３を中心に左股関節ヨー軸駆動歯車１１を矢印Ｄの方向に回転させると左股関節ヨー軸駆動装置９が矢印Ｃの方向に回転し、この作用によって左下肢が開脚する様子を表す。【００２５】  同様に左右対称である右下肢に於いても右股関節ヨー軸駆動歯車１０を（３−ｃ）の様に矢印Ｈの方向に回転させることにより右股関節ヨー軸駆動装置８が体幹ヨー軸３を中心に矢印Ｃとは反対方向に回転し右下肢を開脚させる。【００２６】  次に（３−ｃ）では、左股関節ヨー軸駆動歯車１１と右股関節ヨー軸駆動歯車１０を同時に同じ速度で矢印Ｇ及び矢印Ｈの方向に回転させると大歯車２は矢印Ｆの方向に回転し同時に胴体１も矢印Ｅの様に回転する。【００２７】  また（３−ｄ）でも（３−ｃ）の回転を続けると矢印Ｋの様に回転し続け、下肢が向く方向と反対の後方まで胴体が旋回できることを表している。【００２８】  本発明である２足歩行ロボット胴体旋回装置によれば、左股関節ヨー軸駆動装置９と右股関節ヨー軸駆動装置８の左右両方の駆動装置を同時に使用することにより体幹ヨー軸３を回転させることが可能であるため、この体幹ヨー軸用の駆動装置が省け装置全体の軸数を減らすことが可能である。【００２９】
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における２足歩行ロボット胴体旋回装置の動作例を模式的に示す概観図である。
【００３１】
【図２】本発明の実施の形態１における２足歩行ロボット胴体旋回装置の左側面から見た説明図である。
【００３２】
【図３】本発明の実施の形態１における２足歩行ロボット胴体旋回装置の図２に示す矢印Ｚ−Ｚより見た断面であり、この２足歩行ロボット胴体旋回装置の動作例を示す説明図である。
【００３３】
【符号の説明】
【００３４】１  胴体、２  大歯車、３  体幹ヨー軸、４  右大腿部、５  左大腿部、６  右股関節ピッチ軸、７  左股関節ピッチ軸、８  右股関節ヨー軸駆動装置、９  左股関節ヨー軸駆動装置、１０  右股関節ヨー軸駆動歯車、１１  左股関節ヨー軸駆動歯車【００３５】
【矢印の説明】
【００３６】矢印Ｓ・・・・２足歩行ロボットが左４５度旋回している様子を表す。
【００３７】矢印Ｚ・・・・胴体の断面を表す。
【００３８】矢印Ｃ・・・・胴体断面を平面から見て、左股関節ヨー軸が反時計回り方向に回転した状態を表す。
【００３９】矢印Ｄ・・・・矢印Ｃの動きを起こすため左股関節ヨー軸駆動歯車１１が回転する方向を表す。
【００４０】矢印Ｇ及び矢印Ｈ・・・・大歯車２を矢印Ｆの方向に回転させるためこのＧ及びＨが同方向に同じ速度と角度で回転させることを表す。
【００４１】矢印Ｆ・・・・矢印Ｇ及び矢印Ｈにより回転する方向を表す。
【００４２】矢印Ｅ・・・・矢印Ｆによって大歯車が回転しこの歯車に固定された胴体が回転する方向を表す。
【００４３】矢印Ｋ・・・・矢印Ｅの延長であり胴体１が下肢の向きに反対の後方まで旋回できることを表す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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