(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の要件を備えたことを特徴とする歩行装置。
（イ）駆動装置が設けられた装置本体を有すること。
（ロ）装置本体の両側には、駆動装置によって交互に前方に移動して、歩行動作をする左脚と右脚が設けられていること。
（ハ）装置本体には、移動路が左右方向に向かって設けられており、移動路には、移動体が移動自在に設けられていること。
（ニ）装置本体は、右脚を前方に移動する時、装置本体を傾けて移動体を左側に移動させ、左脚を前方に移動する時、装置本体を傾けて移動体を右側に移動させて、重心の位置を変えることができるようになっていること。
【請求項２】
下記の要件を備えたことを特徴とする請求項１記載の歩行装置。
（イ）左脚は、左接地板に揺動可能に取り付けられており、左接地板又は左脚に設けられた動力装置により傾斜させられ、装置本体を左側に傾けて移動体を左側に移動させ、重心の位置を左側に変えるようになっていること。
（ロ）右脚は、右接地板に揺動可能に取り付けられており、右接地板又は右脚に設けられた動力装置により傾斜させられ、装置本体を右側に傾けて移動体を右側に移動させ、重心の位置を右側に変えるようになっていること。
【請求項３】
下記の要件を備えたことを特徴とする請求項１記載の歩行装置。
（イ）左脚は、内側が外側より先に接地するように傾斜した左接地板に固定して取り付けられ、左接地板が接地すると装置本体を左側に傾けて移動体を左側に移動させ、重心の位置を左側に変えるようになっていること。
（ロ）右脚は、内側が外側より先に接地するように傾斜した右接地板に固定して取り付けられ、右接地板が接地すると装置本体を右側に傾けて移動体を右側に移動させ、重心の位置を右側に変えるようになっていること。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、二足歩行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からある二足歩行装置は、特許第２９５７８８１号公報に記載されているように、胴体の両側に脚部を取り付け、内部に設けられた駆動モータによって両側の脚部を交互に持ち上げて、歩行させていた。また、片足歩行ができないため、持ち上げた方の脚部の下端から車輪を接地させることにより、倒れないようにバランスをとるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の二足歩行装置は、二足歩行の際、持ち上げた方の脚部の下端から車輪を接地させることにより、倒れないようにバランスをとるようにしていたため、見掛け上、両側の脚部を交互に持ち上げて歩行するように見せても、現実には両脚が常に接地しており、交互に脚を持ち上げて歩行することはできなかった。
【０００４】
本願発明は、上記問題点に鑑み案出したものであって、球体等の移動体によって重心の位置をスムーズに変え、片脚立ちをすることができ、左右の脚を交互に持ち上げて、完全な二足歩行をすることができる、従来にない新規な構造の歩行装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る歩行装置は、上記目的を達成するため、下記の手段を有する。
（イ）駆動装置が設けられた装置本体を有すること。
（ロ）装置本体の両側には、駆動装置によって交互に前方に移動して、歩行動作をする左脚と右脚が設けられていること。
（ハ）装置本体には、移動路が左右方向に向かって設けられており、移動路には、移動体が移動自在に設けられていること。
（ニ）装置本体は、右脚を前方に移動する時、装置本体を傾けて移動体を左側に移動させ、左脚を前方に移動する時、装置本体を傾けて移動体を右側に移動させて、重心の位置を変えることができるようになっていること。
【０００６】
請求項２に係る歩行装置は、上記目的を達成するため、上記手段に加え、下記の手段を有する。
（イ）左脚は、左接地板に揺動可能に取り付けられており、左接地板又は左脚に設けられた動力装置により傾斜させられ、装置本体を左側に傾けて移動体を左側に移動させ、重心の位置を左側に変えるようになっていること。
（ロ）右脚は、右接地板に揺動可能に取り付けられており、右接地板又は右脚に設けられた動力装置により傾斜させられ、装置本体を右側に傾けて移動体を右側に移動させ、重心の位置を右側に変えるようになっていること。
【０００７】
請求項３に係る歩行装置は、上記目的を達成するため、上記手段に加え、下記の手段を有する。
（イ）左脚は、内側が外側より先に接地するように傾斜した左接地板に固定して取り付けられ、左接地板が接地すると装置本体を左側に傾けて移動体を左側に移動させ、重心の位置を左側に変えるようになっていること。
（ロ）右脚は、内側が外側より先に接地するように傾斜した右接地板に固定して取り付けられ、右接地板が接地すると装置本体を右側に傾けて移動体を右側に移動させ、重心の位置を右側に変えるようになっていること。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。図１は、本願発明に係る歩行装置の一つの実施の形態を示す全体斜視図である。図２は、図１の要部透視斜視図である。図３は、図１の要部断面側面図である。図４は、本願発明に係る歩行装置の使用形態を示す正面図である。図５は、本願発明に係る歩行装置の使用形態を示す正面図である。
【０００９】
歩行装置１の全体構成について説明する。歩行装置１は、駆動装置３，５が設けられた装置本体２を有する。装置本体２の両側には、駆動装置３，５によって交互に前方に移動して、歩行動作をする左脚３１と右脚６１が設けられている。
【００１０】
装置本体２には、移動路２１が左右方向に向かって設けられており、移動路２１には、移動体２９が移動自在に設けられている。装置本体２は、右脚６１を前方に移動する時、装置本体２を傾けて移動体２９を左側に移動させ、左脚３１を前方に移動する時、装置本体２を傾けて移動体２９を右側に移動させて、重心の位置を変えることができるようになっている。
【００１１】
また、左脚３１は、左接地板３５に揺動可能に取り付けられており、左接地板３５又は左脚３１に設けられた動力装置５０により傾斜させられ、装置本体２を左側に傾けて移動体２９を左側に移動させ、重心の位置を左側に変えるようになっている。
【００１２】
右脚６１は、右接地板６５に揺動可能に取り付けられており、右接地板６５又は右脚６１に設けられた動力装置８０により傾斜させられ、装置本体２を右側に傾けて移動体２９を右側に移動させ、重心の位置を右側に変えるようになっている。
【００１３】
さらに、歩行装置１について詳細に説明する。即ち、装置本体２は、左壁２ａと右壁２ｂを備えた箱形に形成され、内部後方に第１の駆動装置３と第２の駆動装置５が設けられている。第１の駆動装置３は、第１のサーボモータを有し、この第１のサーボモータによって駆動する略垂直の出力軸に第１のリンク部材６の略中央部がネジ等により固定して取り付けられている。
【００１４】
第２の駆動装置５は、第１の駆動装置３上に取り付けられ、第２のサーボモータを有し、この第２のサーボモータによって駆動する水平の出力軸に第２のリンク部材７の略中央部がネジ等により固定して取り付けられている。
【００１５】
装置本体２の前部には、支軸９が設けられている。支軸９には、外側に左上脚アーム部材１０と右上脚アーム部材１１が回動自在に取り付けられ、さらに内側に左下脚アーム部材１２と右下脚アーム部材１３が回動自在に取り付けられている。左上脚アーム部材１０と右上脚アーム部材１１には、装置本体２の左壁２ａと右壁２ｂから突出する回転軸１０ａ、１１ａが一体形成され、左壁２ａから突出する回転軸１０ａに左脚３１が固定して取り付けられ、右壁２ｂから突出する回転軸１１ａに右脚６１が固定して取り付けられている。
【００１６】
前記第１のリンク部材６の左部と左上脚アーム部材１０が左上脚連結杆１５によって連結され、第１のリンク部材６の右部と右上脚アーム部材１１が右上脚連結杆１６によって連結されている。前記第２のリンク部材７の左部と左下脚アーム部材１２が左下脚連結杆１７によって連結され、第２のリンク部材７の右部と右下脚アーム部材１３が右下脚連結杆１９によって連結されている。
【００１７】
移動路２１は、底壁２２と、前壁２３と、後壁２４と、左壁２６と、右壁２７からなる、上壁が開放された直方体箱状に形成され、装置本体２の支軸９の上部に、長手方向が左右方向に向かうようにして、固定して設けられている。この移動路２１の底壁２２には、球体状の移動体２９が転動自在に設けられている。なお、移動体２９は、球体状に限定されるものではなく、紡錘状、円筒状等であっても良く、移動路２１に移動自在であればどのような形状であっても構わない。
【００１８】
左脚３１は、左上脚３２と、左上脚３２の下部に上部が回動自在に連結される左下脚３３と、左下脚３３の下部に揺動自在に連結される左接地板３５を備えている。左上脚３２の上部は、装置本体２の左壁２ａから突出する左上脚アーム部材１０の回転軸１０ａに固定して取り付けられている。なお、この回転軸１０ａに矩形突起１０ｂを形成し、左上脚３２の上部に矩形穴を形成し、この矩形穴を矩形突起１０ｂに嵌合して回転軸１０ａと左上脚３２の位置決めをするようにしても構わない。
【００１９】
左上脚３２の下部と左下脚３３の上部は、連結軸３６によって回動自在に連結されている。左下脚３３の上端には、アーム３４が一体に形成されている。このアーム３４と前記左下脚アーム部材１２は、左連結杆３８によって回動自在に連結されている。又連結軸３６には、支持板３７の一方が取り付けられている。支持板３７の他方と装置本体２の左壁２ａに突設された突軸３９が上部連結杆４０によって回動自在に連結されている。
【００２０】
左下脚３３の下部には、連結軸４１を介して保持板４２の前部が回動自在に取り付けられている。また保持板４２の後部と支持板３７の他方が下部連結杆４３によって回動自在に連結されている。保持板４２には、一対の長ネジ４５，４５によって挟持板４６が調節自在に設けられている。保持板４２と挟持板４６の間に動力装置５０が設けられ、一対の長ネジ４５，４５を締め付けることにより、保持板４２と挟持板４６間に動力装置５０が挟持固定されている。
【００２１】
また動力装置５０は、サーボモータを有し、このサーボモータによって駆動する略水平で前後方向に伸びる出力軸にリンク部材５１の略中央部が固定して取り付けられている。このリンク部材５１は、左接地板３５の前部に形成された軸受け壁５２に、ネジ５３によって固定されている。また、動力装置５０は、左接地板３５の後部に形成された軸受け壁５５に、支軸５６を介して回動自在に取り付けられている。
【００２２】
右脚６１は、右上脚６２と、右上脚６２の下部に上部が回動自在に連結される右下脚６３と、右下脚６３の下部に揺動自在に連結される右接地板６５を備えている。右上脚６２の上部は、装置本体２の右壁２ｂから突出する右上脚アーム部材１１の回転軸１１ａに固定して取り付けられている。なお、この回転軸１１ａに矩形突起１１ｂを形成し、右上脚６２の上部に矩形穴を形成し、この矩形穴を矩形突起１１ｂに嵌合して回転軸１１ａと右上脚６２の位置決めをするようにしても構わない。
【００２３】
右上脚６２の下部と右下脚６３の上部は、連結軸６６によって回動自在に連結されている。右下脚６３の上端には、アーム６４が一体に形成されている。このアーム６４と前記右下脚アーム部材１３は、右連結杆６８によって回動自在に連結されている。又連結軸６６には、支持板６７の一方が取り付けられている。支持板６７の他方と装置本体２の右壁２ｂに突設された突軸６９が上部連結杆７０によって回動自在に連結されている。
【００２４】
右下脚６３の下部には、連結軸７１を介して保持板７２の前部が回動自在に取り付けられている。また保持板７２の後部と支持板６７の他方が下部連結杆７３によって回動自在に連結されている。保持板７２には、一対の長ネジ７５，７５によって挟持板７６が調節自在に設けられている。保持板７２と挟持板７６の間に動力装置８０が設けられ、一対の長ネジ７５，７５を締め付けることにより、保持板７２と挟持板７６間に動力装置８０が挟持固定されている。
【００２５】
また動力装置８０は、サーボモータを有し、このサーボモータによって駆動する略水平で前後方向に伸びる出力軸にリンク部材８１の略中央部が固定して取り付けられている。このリンク部材８１は、右接地板６５の前部に形成された軸受け壁８２に、ネジ８３によって固定されている。また、動力装置８０は、右接地板６５の後部に形成された軸受け壁８５に、支軸８６を介して回動自在に取り付けられている。
【００２６】
歩行装置１は、上記構成を有し、外部コントローラ又は内部制御手段によって、第１の駆動装置３と、第２の駆動装置５と、動力装置５０，８０を駆動制御することによって歩行動作することができる。第１の駆動装置３を駆動すると、第１のリンク部材６が揺動し、左上脚連結杆１５と右上脚連結杆１６が前後方向に往復動作する。第２の駆動装置５を駆動すると、第２のリンク部材７が揺動し、左下脚連結杆１７と右下脚連結杆１９が上下方向に往復動作する
【００２７】
左上脚連結杆１５がリンク部材６によって引っ張られると、右上脚連結杆１６がリンク部材６によって押し出される。左下脚連結杆１７がリンク部材７によって引っ張られると、右下脚連結杆１９がリンク部材７によって押し出される。第１の駆動装置３と第２の駆動装置５は、左上脚連結杆１５を引っ張ると左下脚連結杆１７を押し出す（右上脚連結杆１６を引っ張ると右下脚連結杆１９を押し出す）ように、駆動制御されている。
【００２８】
左上脚連結杆１５がリンク部材６によって引っ張られると、左上脚アーム部材１０、回転軸１０ａを介して、左上脚３２が下方（図３のＸ１方向）に回転する。左下脚連結杆１７がリンク部材７によって押し出されると、左下脚アーム部材１２、左連結杆３８、アーム３４を介して、左下脚３３が前方（図３のＹ２方向）に回転する。そのため、左脚３１は、連結軸３６を中心として屈曲状態から伸長状態となり、これの左接地板３５が歩行面を踏みしめながら後方に移動する。左接地板３５は、上部連結杆４０、支持板３７、下部連結杆４３によって、略水平状態で移動する。
【００２９】
右上脚連結杆１６がリンク部材６によって押し出されると、右上脚アーム部材１１、回転軸１１ａを介して、右上脚６２が上方（図３のＸ２方向）に回転する。右下脚連結杆１９がリンク部材７によって引っ張られると、右下脚アーム部材１３、右連結杆６８、アーム６４を介して、右下脚６３が後方（図３のＹ１方向）に回転する。そのため、右脚６１は、連結軸６６を中心として伸長状態から屈曲状態となり、これの右接地板６５が歩行面から離れ、前方に移動する。右接地板６５は、上部連結杆７０、支持板６７、下部連結杆７３によって、略水平状態で移動する。
【００３０】
左脚３１の接地と同時に左脚３１の動力装置５０を駆動すると、図４に示すように、リンク部材５１が傾き、左脚３１が外側に傾斜して、装置本体２を左側に傾けて移動体２９を左側に移動させ、重心の位置を左側に変える。そのため、左脚３１のみで立つことができる。
【００３１】
右上脚連結杆１６がリンク部材６によって引っ張られると、右上脚アーム部材１１、回転軸１１ａを介して、右上脚６２が下方（図３のＸ１方向）に回転する。右下脚連結杆１９がリンク部材７によって押し出されると、右下脚アーム部材１３、右連結杆６８、アーム６４を介して、右下脚６３が前方（図３のＹ２方向）に回転する。そのため、右脚６１は、連結軸６６を中心として屈曲状態から伸長状態となり、これの右接地板６５が歩行面を踏みしめながら後方に移動する。
【００３２】
左上脚連結杆１５がリンク部材６によって押し出されると、左上脚アーム部材１０、回転軸１０ａを介して、左上脚３２が上方（図３のＸ２方向）に回転する。左下脚連結杆１７がリンク部材７によって引っ張られると、左下脚アーム部材１２、左連結杆３８、アーム３４を介して、左下脚３３が後方（図３のＹ１方向）に回転する。そのため、左脚３１は、連結軸３６を中心として伸長状態から屈曲状態となり、これの左接地板３５が歩行面から離れ、前方に移動する。
【００３３】
右脚６１の接地と同時に右脚６１の動力装置８０を駆動すると、図５に示すように、リンク部材８１が傾き、右脚６１が外側に傾斜して、装置本体２を右側に傾けて移動体２９を右側に移動させ、重心の位置を右側に変える。そのため、右脚６１のみで立つことができる。
【００３４】
なお、左脚３１に、内側３５ａが外側３５ｂより先に接地するように傾斜した左接地板３５を固定して取り付け、左接地板３５が接地すると装置本体２を左側に傾けて移動体２９を左側に移動させ、重心の位置を左側に変えるようにしても良い。同様に、右脚６１に、内側６５ａが外側６５ｂより先に接地するように傾斜した右接地板６５を固定して取り付け、右接地板６５が接地すると装置本体２を右側に傾けて移動体２９を右側に移動させ、重心の位置を右側に変えるようにする。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本願請求項１記載の歩行装置は、装置本体に、移動体が移動自在に設けられた移動路が左右方向に向かって設けられており、右脚を前方に移動する時、装置本体を傾けて移動体を胴体の左側に移動させ、左脚を前方に移動する時、装置本体を傾けて移動体を胴体の右側に移動させて、重心の位置を変えることができるので、片脚立ちをすることができ、右脚と左脚を交互に持ち上げて、歩行させることができるという効果がある。
【００３６】
本願請求項２記載の歩行装置は、上記効果に加え、左接地板が左脚に揺動可能に取り付けられており、左接地板を歩行面に接地させた状態で、左接地板又は左脚に設けられた動力装置を駆動すると、左脚が傾斜して、装置本体を左側に傾け、移動体を胴体の左側に移動させ、重心の位置を左側に変えることができ、同様に右接地板が右脚に揺動可能に取り付けられており、右接地板を歩行面に接地させた状態で、右接地板又は右脚に設けられた動力装置を駆動すると、右脚が傾斜して、装置本体を右側に傾け、移動体を胴体の右側に移動させ、重心の位置を右側に変えることができるので、移動体による重心移動をスムーズに行わせることができるという効果がある。
【００３７】
本願請求項３記載の歩行装置は、上記効果に加え、左接地板が左脚に傾斜するようにして固定して取り付けられ、右接地板が右脚に傾斜するようにして固定して取り付けられているので、左接地板が歩行面に接地すると装置本体が左側に傾いて移動体を胴体の左側に移動させ、右接地板が歩行面に接地すると装置本体が右側に傾いて移動体を胴体の右側に移動させることになり、移動体による重心移動を複雑な装置を必要としないで簡単に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る歩行装置の一つの実施の形態を示す全体斜視図である。
【図２】図１の要部透視斜視図である。
【図３】図１の要部断面側面図である。
【図４】本願発明に係る歩行装置の使用形態を示す正面図である。
【図５】本願発明に係る歩行装置の使用形態を示す正面図である。
【符号の説明】
１  歩行装置
２  装置本体
２ａ  左壁
２ｂ  右壁
３  第１の駆動装置
５  第２の駆動装置
６  第１のリンク部材
７  第２のリンク部材
９  支軸
９ａ  矩形突起
１０  左上脚アーム部材
１０ａ  回転軸
１１  右上脚アーム部材
１１ａ  回転軸
１２  左下脚アーム部材
１３  右下脚アーム部材
１５  左上脚連結杆
１６  右上脚連結杆
１７  左下脚連結杆
１９  右下脚連結杆
２１  移動路
２２  底壁
２３  前壁
２４  後壁
２６  左壁
２７  右壁
２９  移動体
３１  左脚
３２  左上脚
３３  左下脚
３４  アーム
３５  左接地板
３６  連結軸
３７  支持板
３８  左連結杆
３９  突軸
４０  上部連結杆
４１  連結軸
４２  保持板
４３  下部連結杆
４５  長ネジ
４６  挟持板
５０  動力装置
５１  リンク部材
５２  軸受け壁
５３  ネジ
５５  軸受け壁
５６  支軸
６１  右脚
６２  右上脚
６３  右下脚
６４  アーム
６５  右接地板
６６  連結軸
６７  支持板
６８  右連結杆
６９  突軸
７０  上部連結杆
７１  連結軸
７２  保持板
７３  下部連結杆
７５  長ネジ
７６  挟持板
８０  動力装置
８１  リンク部材
８２  軸受け壁
８３  ネジ
８５  軸受け壁
８６  支軸
【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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