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明細書 :動作伝達機構及びロボットの脚機構

発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 特許公報(B2)
特許番号 特許第5885235号 (P5885235)
公開番号 特開2013-006233 (P2013-006233A)
登録日 平成28年2月19日(2016.2.19)
発行日 平成28年3月15日(2016.3.15)
公開日 平成25年1月10日(2013.1.10)
発明の名称または考案の名称 動作伝達機構及びロボットの脚機構
国際特許分類 B25J   5/00        (2006.01)
FI B25J 5/00 F
請求項の数または発明の数 5
全頁数 15
出願番号 特願2011-139929 (P2011-139929)
出願日 平成23年6月23日(2011.6.23)
審査請求日 平成26年6月12日(2014.6.12)
特許権者または実用新案権者 【識別番号】899000057
【氏名又は名称】学校法人日本大学
発明者または考案者 【氏名】入江 寿弘
個別代理人の代理人 【識別番号】100110629、【弁理士】、【氏名又は名称】須藤 雄一
【識別番号】100166615、【弁理士】、【氏名又は名称】須藤 大輔
審査官 【審査官】木原 裕二
参考文献・文献 特開平07-266265(JP,A)
特開平09-085674(JP,A)
特開平10-296680(JP,A)
特開2009-291933(JP,A)
特開2005-246565(JP,A)
特開昭60-131175(JP,A)
特開2003-071759(JP,A)
特開平07-214482(JP,A)
調査した分野 B25J 1/00 - 21/02
特許請求の範囲 【請求項1】
第1、第2構成リンクの一側がベースに同芯で回転自在に結合されこの第1、第2構成リンクの各他側に各一側が回転自在に結合され他側が相対回転自在に結合された第3、第4構成リンクを有する第1平行リンク機構と、
前記第4構成リンクを共有し、この共有された第4構成リンクの一側と前記第2構成リンクの他側とに一側が相対回転自在に結合された第5構成リンクを有し、前記第4構成リンクの他側に形成した延長部に一側が相対回転自在に結合された第6構成リンクの他側と前記第5構成リンクに一側が相対回転自在に結合された第7構成リンクの他側とが相対回転自在に結合され、前記第1平行リンク機構に交差するように結合された第2平行リンク機構と、
前記第2平行リンク機構の第5構成リンクの一側に一体的に突設されこの第5構成リンクを一側中心に回転連動させるためのリンク・アームと、
前記第1、第2構成リンクと同芯で前記ベースに一側が回転自在に結合された第8構成リンク及びこの第8構成リンクの他側と前記リンク・アームの先端側とに相対回転自在に結合された第9構成リンクを有し、前記第2構成リンクを共有して前記第1平行リンク機構に併設された第3平行リンク機構と、
を備え、
前記第1構成リンクは、一対相互間隔を有して備えられ他側が第1結合ピンで結合され、
前記第2構成リンクは、単一で前記第1構成リンクの相互間に配置され、
前記第3、第4、第5、第6構成リンクは、それぞれ一対相互間隔を有して備えられ、
前記第7構成リンクは、単一で前記第5構成リンクの相互間に配置され、
前記第8構成リンクは、前記第1及び第3構成リンクの各一対の相互間で前記第2構成リンクの両側に配置され、
前記第9構成リンクは、単一で前記前記第3構成リンクに併設されて前記第8構成リンクの相互間に配置され、
たことを特徴とする動作伝達機構。
【請求項2】
請求項1記載の動作伝達機構であって、
前記ベースに支持され前記第1、第2構成リンクと前記第8構成リンクとを各別に駆動するための第1~第3のアクチュエータを備えた、
ことを特徴とする動作伝達機構。
【請求項3】
請求項2記載の動作伝達機構であって、
前記第1、第2構成リンク及び前記第8構成リンクと前記ベースとの間に、前記第1、第2構成リンク及び前記第8構成リンクの動作位置を元位置に復帰させる付勢部材を備えた、
ことを特徴とする動作伝達機構。
【請求項4】
請求項2又は3記載の動作伝達機構であって、
前記第1、第2構成リンク及び前記第8構成リンクは、それぞれ連動アームを備え、
前記第1~第3のアクチュエータとしてそれぞれ駆動アームを備えた第1~第3モータを備え、
前記各駆動アームと前記各連動アームとを連動可能にロッドで結合した、
ことを特徴とする動作伝達機構。
【請求項5】
請求項1~4の何れかに記載の動作伝達機構を用いたロボットの脚機構であって、
前記ベースを腰部とし、
前記第1平行リンク機構を上腿部とし、
前記第2平行リンク機構を下腿部とし、
前記第6構成リンクに足部を形成し、
前記第3平行リンク機構を前記足部の動作用筋とし、
前記動作用筋としての第3平行リンク機構は、前記第8構成リンクの前記ベースに対する回転により前記第9構成リンクを動作させて前記リンク・アーム及び第5構成リンクを回転させ前記第7構成リンクを動作させて3前記足部をそのままの位置で上向き又は下向きに動作させる、
ことを特徴とするロボットの脚機構。
発明の詳細な説明 【技術分野】
【0001】
本発明は、平行リンク機構を用いた動作伝達機構及びロボットの脚機構に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のこの種の動作伝達機構及びロボットの脚機構として、特許文献1に記載のロボット装置及び関節軸駆動装置がある。
【0003】
この装置は、各関節にアクチュエータを配置し、関節角度の制御により歩行を行わせる。
【0004】
しかし、各関節にアクチュエータを配置するので慣性負荷が大きくなり、大きな駆動トルクを必要とする。
【0005】
これに対し、特許文献2には、平行リンク機構による伸縮アームとサーボ・モータとを用いた装置が記載されている。
【0006】
この装置では、サーボ・モータの制御により伸縮アームを伸縮させることができる。
【0007】
しかし、この装置では、伸縮動作はできるが、歩行動作のように複雑な動作に適用するには無理がある。
【先行技術文献】
【0008】

【特許文献1】特開2003-266358号公報
【特許文献2】特開平9-201735号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
解決しようとする問題点は、各関節にアクチュエータを配置するので慣性負荷が大きくなり、大きな駆動トルクを必要とし、平行リンク機構を用いたものでは複雑な動作への適用に限界がある点である。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、駆動トルクの減少及び複雑な動作への適用を可能とするために、第1、第2構成リンクの一側がベースに同芯で回転自在に結合されこの第1、第2構成リンクの各他側に各一側が回転自在に結合され他側が相対回転自在に結合された第3、第4構成リンクを有する第1平行リンク機構と、前記第4構成リンクを共有し、この共有された第4構成リンクの一側と前記第2構成リンクの他側とに一側が相対回転自在に結合された第5構成リンクを有し、前記第4構成リンクの他側に形成した延長部に一側が相対回転自在に結合された第6構成リンクの他側と前記第5構成リンクに一側が相対回転自在に結合された第7構成リンクの他側とが相対回転自在に結合され、前記第1平行リンク機構に交差するように結合された第2平行リンク機構と、 前記第2平行リンク機構の第5構成リンクの一側に一体的に突設されこの第5構成リンクを一側中心に回転連動させるためのリンク・アームと、 前記第1、第2構成リンクと同芯で前記ベースに一側が回転自在に結合された第8構成リンク及びこの第8構成リンクの他側と前記リンク・アームの先端側とに相対回転自在に結合された第9構成リンクを有し、前記第2構成リンクを共有して前記第1平行リンク機構に併設された第3平行リンク機構とを備え、前記第1構成リンクは、一対相互間隔を有して備えられ他側が第1結合ピンで結合され、 前記第2構成リンクは、単一で前記第1構成リンクの相互間に配置され、前記第3、第4、第5、第6構成リンクは、それぞれ一対相互間隔を有して備えられ、前記第7構成リンクは、単一で前記第5構成リンクの相互間に配置され、前記第8構成リンクは、前記第1及び第3構成リンクの各一対の相互間で前記第2構成リンクの両側に配置され、 前記第9構成リンクは、単一で前記前記第3構成リンクに併設されて前記第8構成リンクの相互間に配置されたことを動作伝達機構の特徴とする。
【0011】
前記動作伝達機構を用いたロボットの脚機構であって、 前記ベースを腰部とし、 前記第1平行リンク機構を上腿部とし、 前記第2平行リンク機構を下腿部とし、 前記第6構成リンクに足部を形成し、 前記第3平行リンク機構を前記足部の動作用筋とし、前記動作用筋としての第3平行リンク機構は、前記第8構成リンクの前記ベースに対する回転により前記第9構成リンクを動作させて前記リンク・アーム及び第5構成リンクを回転させ前記第7構成リンクを動作させて3前記足部をそのままの位置で上向き又は下向きに動作させる ことをロボットの脚機構の特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明の動作伝達機構は、上記構成であるから、第1構成リンクを回転操作すると第3構成リンクを介して第4構成リンクを第2構成リンクに対して回転させ、第1,第2平行リンクを伸縮動作させることができる。この伸縮動作により第6構成リンクをベースに対し接近離反させるように移動させることができる。
【0013】
第2構成リンクを回転操作すると第1平行リンク機構に対し第2平行リンク機構をベースに対し斜め方向へ動作させることができる。この動作により第6構成リンクがベースに対し斜め方向へ移動することができる。
【0014】
第8構成リンクを回転操作する第9構成リンク及びリンク・アームを介して第5構成リンクを第2構成リンクに対して回転させることができる。この第5構成リンクの回転は、第7構成リンクを介して第6構成リンクに伝達され、第6構成リンクを第4構成リンクに対して回転させることができる。
【0015】
このため、第I,第2,第8構成リンクの回転操作をベース側で集中させることができ、第1、第2、第3平行リンク機構動作の慣性負荷を小さくして、駆動トルクの減少を図り、しかも第1、第2平行リンク機構の伸縮動作のみならず、第6構成リンクの斜め方向動作及び回転動作も行わせることができる。
【0016】
本発明の前記動作伝達機構を用いたロボットの脚機構は、上記構成であるから、腰部に対して上腿部及び下腿部を屈伸させ、足部の斜め方向動作及び回転動作を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】ロボットの脚機構の一部省略側面図である。(実施例1)
【図2】ロボットの脚機構の一部省略正面図である。(実施例1)
【図3】第I、第3、第4構成リンクとベースとの関係を示す側面図である。(実施例1)
【図4】第I、第3、第4構成リンクとベースとの関係を示す正面図である。(実施例1)
【図5】第5、第6、第7、第8構成リンクとベースとの関係を示す側面図である。(実施例1)
【図6】第5、第6、第7、第8構成リンクとベースとの関係を示す正面図である。(実施例1)
【図7】第2、第9構成リンクとベースとの関係を示す側面図である。(実施例1)
【図8】第2、第9構成リンクとベースとの関係を示す正面図である。(実施例1)
【図9】ロボットの脚機構の伸長動作を示す一部省略側面図である。(実施例1)
【図10】ロボットの脚機構の伸長動作を示す一部省略正面図である。(実施例1)
【図11】ロボットの脚機構の屈折動作を示す一部省略側面図である。(実施例1)
【図12】ロボットの脚機構の屈折動作を示す一部省略正面図である。(実施例1)
【図13】ロボットの脚機構の足部の回転を示す一部省略側面図である。(実施例1)
【図14】ロボットの脚機構の足部の回転を示す一部省略正面図である。(実施例1)
【発明を実施するための形態】
【0018】
駆動トルクの減少及び複雑な動作への適用を可能にするという目的を、伸縮動作等を行う第1、第2平行リンク機構と第1平行リンク機構に併設され第1平行リンク機構とは独立して第2平行リンク機構を動作させる第3平行リンク機構を備えることで実現した。
【実施例1】
【0019】
[動作伝達機構、ロボットの脚機構]
図1は、本発明の実施例1に係る動作伝達機構を用いたロボットの脚機構の一部省略側面図、図2は、ロボットの脚機構の一部省略正面図、図3は、第I、第3、第4構成リンクとベースとの関係を示す側面図、図4は、第I、第3、第4構成リンクとベースとの関係を示す正面図、図5は、第5、第6、第7、第8構成リンクとベースとの関係を示す側面図、図6は、第5、第6、第7、第8構成リンクとベースとの関係を示す正面図、図7は、第2、第9構成リンクとベースとの関係を示す側面図、図8は、第2、第9構成リンクとベースとの関係を示す正面図である。
【実施例1】
【0020】
なお、図3、図4と図5、図6と図7、図8とは、構成リンクの重なりにおいて、正面側から見て順次外側から中央側へ配置したものを分解して示し、図3、図4が外側に配置する構成リンク、図5、図6はその内側に配置する構成リンク、図7、図8は、さらにその内側で中央に配置する構成リンクである。
【実施例1】
【0021】
図1、図2のように、動作伝達機構を用いたロボットの脚機構1は、腰部を構成するベース3と、上腿部を構成する第1平行リンク機構5と、下腿部を構成する第2平行リンク機構7と、足部8の動作を担う動作用筋としての第3平行リンク機構9とを備えている。なお、図1では、第1、第3平行リンク機構5,9が重なっている。
【実施例1】
【0022】
ベース3は、例えば2枚の矩形のベース・プレート11,13が六角スペーサ15,回転支持軸17を用いて締結結合されたものである。六角スペーサ15,回転支持軸17は、両端に雌ねじ部を備えてベース・プレート11,13間に介設され、各雌ねじ部にベース・プレート11,13外面側からボルトが締結されている。この締結によりベース・プレート11,13の相互間隔を保持した結合が行われている。
【実施例1】
【0023】
第1平行リンク機構5は、一対の第1構成リンク19、単一の第2構成リンク21、各一対の第3構成リンク23、第4構成リンク25を有している。
【実施例1】
【0024】
図1~図8のように、正面方向で一対の第1構成リンク19及び単一の第2構成リンク21は、その一側がベース3の回転支持軸17に軸受け(図示せず)を介して同芯で回転自在に支持されている。なお、以下の説明において各リンクの回転結合部には、軸受けを介設しているが、逐一の説明は省略する。
【実施例1】
【0025】
第1構成リンク19は、ベース・プレート11,13側にそれぞれ配置され、相互間隔を有している。第2構成リンク21は、ベース・プレート11,13間の中央に配置されている。
【実施例1】
【0026】
第1構成リンク19は、一側に第1円形部19aを有し、この第1円形部19aに第1連動アーム19bが一体に形成されたものである。第1構成リンク19は、第1円形部19aにおいて回転支持軸17に対する前記支持が行われている。第1連動アーム19b相互間には、第1結合ピン19cが設けられている。
【実施例1】
【0027】
第2構成リンク21は、一側に第1円形部19aに対応した第2円形部21aを有し、この第2円形部21aに第2連動アーム21bが一体に形成されたものである。第2構成リンク21は、第2円形部21aにおいて回転支持軸17に対する前記支持が行われている。第2連動アーム21bには、第2結合ピン21cが設けられている。
【実施例1】
【0028】
第3構成リンク23は、一側がピン29により第1構成リンク19の他側に回転自在に結合されている。第4構成リンク25は、一側がピン31により第2構成リンク21の他側に回転自在に結合されている。
【実施例1】
【0029】
第3,第4構成リンク23,25相互は、他側がピン33により相対回転自在に結合されている。
【実施例1】
【0030】
第1構成リンク19及び第4構成リンク25、第2構成リンク21及び第3構成リンク23がそれぞれ平行に配置され、第1平行リンク機構5が構成されている。
【実施例1】
【0031】
第2平行リンク機構7は、第1平行リンク機構5の第4構成リンク25を共有し、正面視で一対の第5構成リンク35、第6構成リンク37、及び単一の第7構成リンク39を有している。
【実施例1】
【0032】
第4構成リンク25には、延長部25aが形成され、第1平行リンク機構5に対して交差方向へ延出している。
【実施例1】
【0033】
図1~図6のように、第5構成リンク35は、第4構成リンク25の一側と第2構成リンク21の他側とにピン31を介し一側が相対回転自在に結合されている。この第5構成リンク35には、リンク・アーム41が直行するように突設されている。リンク・アーム41は、第5構成リンク35を連動させるものである。
【実施例1】
【0034】
第6構成リンク37の一側は、ピン43により延長部25aに相対回転自在に結合されている。第7構成リンク39の一側は、ピン45により第5構成リンク35の他側に相体回転自在に結合されている。第6構成リンク37の他側と第7構成リンク39の他側は、ピン47により相対回転自在に結合されている。
【実施例1】
【0035】
第4構成リンク25(含む延長部25a)及び第7構成リンク39、第5構成リンク35及び第6構成リンク37がそれぞれ平行に配置され、前記第1平行リンク機構5に交差するように結合された第2平行リンク機構7が構成されている。
【実施例1】
【0036】
足部8は、第6構成リンク37に接地板49を取り付けて構成している。
【実施例1】
【0037】
第3平行リンク機構9は、第8構成リンク51を備えている。この第8構成リンク51は、一側に第1円形部51aを有し、この第1円形部51aの両側に第8連動アーム51bが一体に形成されたものである。第8構成リンク51は、第1円形部51aにおいて回転支持軸17に回転自在に結合されている。したがって、第8構成リンク51は、第1、第2構成リンク19,21と同芯でベース3に一側が回転自在に結合された構成となっている。
【実施例1】
【0038】
この第8構成リンク51の他側及びリンク・アーム41の先端側とに、図7で示す第9構成リンク53が相対回点自在に結合されている。第8構成リンク51及びアーム・リンク41、第9構成リンク53及び第2構成リンク21平行に配置され、第1平行リンク機構5に併設された第3平行リンク機構9が構成されている。
【実施例1】
【0039】
ベース3には、第1~第3アクチュエータとして、第1~第3モータ55,57,59が固定支持されている。この第1~第3モータ55,57,59は、第1、第2構成リンク19,21と第8構成リンク51とを選択的に駆動するためのものである。選択的な駆動は、コンピュータ制御により行わせることができる。
【実施例1】
【0040】
第1~第3モータ55,57,59には、駆動アーム55a,57a,59aが設けられている。各駆動アーム55a,57a,59aは、各ロッド61,63,65により第1連動アーム19b、第2連動アーム21b、第8連動アーム51bにそれぞれ連動結合されている。
【実施例1】
【0041】
第1、第2構成リンク19,21及び第8構成リンク51とベース3との間に、第1、第2構成リンク19,21及び第8構成リンク51の動作位置を元位置に復帰させる付勢部材として、第1コイル・スプリング67、第2コイル・スプリング69、第8コイル・スプリング71が設けられている。
【実施例1】
【0042】
第1、第2構成リンク19,21の第1、第2連動アーム19b,21bには、第1、第2結合ピン19c,21Cにブラケット73,75が回転自在に支持されている。このブラケット73,75及び第8連動アーム51bとベース3側とに係合ピン77,79,81,83,85が突設されている。
【実施例1】
【0043】
第1コイル・スプリング67は、係合ピン77,83間に取り付けられ、第2コイル・スプリング69は、係合ピン79,85間に取り付けられ、第8コイル・スプリング71は、係合ピン81,85間に取り付けられている。
【実施例1】
【0044】
一対の第1コイル・スプリング67は、第1連動アーム19bに元位置である中立位置への復帰力を与え、一対の第2コイル・スプリング69は、第2連動アーム21bに元位置である中立位置への復帰力を与え、一対の第8コイル・スプリング71は、第8連動アーム51bに元位置である中立位置への復帰力を与えることができる。
【実施例1】
【0045】
[動作]
図9は、ロボットの脚機構の伸長動作を示す一部省略側面図、図10は、ロボットの脚機構の伸長動作を示す一部省略正面図、図11は、ロボットの脚機構の屈折動作を示す一部省略側面図、図12は、ロボットの脚機構の屈折動作を示す一部省略正面図、図13は、ロボットの脚機構の足部の回転を示す一部省略側面図、図14は、ロボットの脚機構の足部の回転を示す一部省略正面図である。
【実施例1】
【0046】
図9、図10のように、第1モータ55を通電制御して駆動アーム55aを回転駆動すると、ロッド61を介して第1連動アーム19bが回転連動する。この回転連動により第1構成リンク19が回転支持軸17を中心に図上反時計回りに回転する。
【実施例1】
【0047】
この第1構成リンク19の回転により第3構成リンク23が押されて平行移動し、第4構成リンク25がピン31を中心に図上反時計回りに回転し、足部8が矢印方向の下方へ移動する。
【実施例1】
【0048】
同様に、第1モータ55により第1構成リンク19を図上時計回りに回転させると、足部8が反矢印方向の上方へ移動する。
【実施例1】
【0049】
すなわち、第1モータ55の駆動により第1構成リンク19及び第4構成リンク25を介して第1平行リンク機構5及び第2平行リンク機構7を伸縮動作させ、足部8を上下動させることができる。
【実施例1】
【0050】
図11、図12のように、第2モータ57を通電制御して駆動アーム57aを回転駆動すると、ロッド63を介して第2連動アーム21bが回転連動する。この回転連動により第2構成リンク21が回転支持軸17を中心に図上反時計回りに回転する。
【実施例1】
【0051】
この第2構成リンク21の回転により第4構成リンク25が回転支持軸17を中心に図上反時計回りに斜めに引き上げられ、足部8が矢印方向へ移動する。
【実施例1】
【0052】
同様に、第2モータ57により第2構成リンク21を図上時計回りに回転させると、足部8が反矢印方向へ移動する。
【実施例1】
【0053】
すなわち、第2モータ57の駆動により第2構成リンク29を介して第1平行リンク機構5を動作させ、足部8を斜めに動作させることができる。
【実施例1】
【0054】
図13、図14のように、第3モータ59を通電制御して駆動アーム59aを回転駆動すると、ロッド65を介して第8連動アーム51bが回転連動する。この回転連動により第8構成リンク51が回転支持軸17を中心に図上反時計回りに回転する。
【実施例1】
【0055】
この第8構成リンク51の回転により第9構成リンク53が押されてリンク・アーム41及び第5構成リンク35がピン31を中心に図上反時計回りに回転し、ピン45を介して第7構成リンク39が図上ピン31回りに引き上げられる。
【実施例1】
【0056】
この第7構成リンク39の引き上げにより第2平行リンク機構7を動作させ、足部8をピン43回りの図上反時計回りに下向き動作させることができる。
【実施例1】
【0057】
同様に、第3モータ59により第8構成リンク51を図上時計回りに回転させると、足部8をピン43回りの図上時計回りに上向き動作させることができる。
【実施例1】
【0058】
すなわち、第3モータ59の駆動により第8構成リンク51及び第9構成リンク53を介して第3平行リンク機構9を独立に動作させ、さらにリンク・アーム41及び第5構成リンク35を介して第2平行リンク機構7を動作させて足部8をそのままの位置で上向き又は下向きに動作させることができる。
【実施例1】
【0059】
各動作後に図1、図2の中立位置へ戻るときは、第1、第2、第8コイル・スプリング67,69,71の付勢力が働き、動作エネルギを減少させることができる。
【実施例1】
【0060】
図1の中立位置での倒立時には、第1、第2、第3コイル・スプリング67,69,71が自重を支えるから第1、第2、第3モータ55,57,59に負荷をかけずに倒立させることができる。
【実施例1】
【0061】
図9のような非中立位置での倒立時には、各リンクを介して足部8側から第1、第2、第8連動アーム19b,21b、51bへ入力され、この入力に対して第1、第2、第3モータ55,57,59の駆動で反力を発生させ、倒立させることができる。
【実施例1】
【0062】
図9のような非中立位置での倒立時から足部8を上げるとき、第1コイル・スプリング67のエネルギを利用し、第1モータ55の負荷を低減させることができる。
【実施例1】
【0063】
着地時には、各リンクを介して入力される力を第1、第2、第3コイル・スプリング67,69,71により緩衝することができ、衝撃吸収を行わせることができる。
【実施例1】
【0064】
ロッド61,63,65をばねで構成すれば、第1、第2、第8連動アーム19b,21b,51bからの衝撃入力に対して緩衝することができ、第1、第2、第3モータ55,57,59を保護することができる。
【実施例1】
【0065】
[実施例の効果]
本発明実施例の動作伝達機構は、第1、第2構成リンク19,21の一側がベース3のベース・プレ-ト11,13の回転支持軸17に同芯で回転自在に結合されこの第1、第2構成リンク19,21の各他側に各一側が回転自在に結合され他側が相対回転自在に結合された第3、第4構成リンク23,25を有する第1平行リンク機構5と、第4構成リンク23を共有し、この共有された第4構成リンク23の一側と第2構成リンク21の他側とに一側が相対回転自在に結合された第5構成リンク35を有し、第4構成リンク23の他側に形成した延長部25aに一側が相対回転自在に結合された第6構成リンク37の他側と第5構成リンク35に一側が相対回転自在に結合された第7構成リンク39の他側とが相体回転自在に結合され、第1平行リンク機構5に交差するように結合された第2の平行リンク機構7と、第5構成リンク35の一側に一体的に突設されこの第5構成リンク35を一側中心に回転連動させるためのリンク・アーム41と、第1、第2構成リンク19,21と同芯でベース・プレ-ト11,13の回転支持軸17に一側が回転自在に結合された第8構成リンク51及びこの第8構成リンク51の他側とリンク・アーム41の先端側とに相対回点自在に結合された第9構成リンク53を有し、第2構成リンク21を共有して前記第1平行リンク機構5に併設された第3の平行リンク機構9とを備えた。
【実施例1】
【0066】
このため、第1、第2、第3平行リンク機構5,7,9の動作をベース3側で集中して行わせることができ、第1、第2、第3平行リンク機構5,7,9動作の慣性負荷を小さくして、駆動トルクの減少を図り、しかも第1、第2平行リンク機構の伸縮動作のみならず、第6構成リンクの斜め方向動作及び回転動作を行わせることができる。
【実施例1】
【0067】
ベース3に支持され第1、第2構成リンク19,21と第8構成リンク51とを各別に駆動するための第1~第3モータ55,57,59を備えた。
【実施例1】
【0068】
したがって、ベース3に集中させて支持した第1~第3モータ55,57,59により第1、第2、第3平行リンク機構5,7,9を動作させることができ、各関節にモータを設ける必要がなく、慣性負荷を確実に小さくして、駆動トルクの減少を図ることができる。
【実施例1】
【0069】
第1、第2構成リンク19,21及び第8構成リンク51とベース3との間に、第1、第2構成リンク19,21及び第8構成リンク51の動作位置を元位置に復帰させる第1、第2、第3コイル・スプリング67,69,71を備えた。
【実施例1】
【0070】
このため、動作エネルギを減少させることができ、第1、第2、第3モータ55,57,59に負荷をかけずに倒立させることができ、倒立時から足部8を上げるとき負荷を低減させることができる。
【実施例1】
【0071】
非中立位置での倒立時から足部8を上げるとき、第1コイル・スプリング67のエネルギを利用し、第1モータ55の負荷を低減させることができる。
【実施例1】
【0072】
着地時には、各リンクを介して入力される力を第1、第2、第3コイル・スプリング67,69,71により緩衝することができ、衝撃吸収を行わせることができる。
【実施例1】
【0073】
ベース3を腰部とし、第1平行リンク機構5を上腿部とし、第2平行リンク機構を下腿部7とし、第6構成リンク37を足部8とし、第3平行リンク機構9を足部8の動作用筋とした。
【実施例1】
【0074】
このため、ロボットの脚機構1により上記各効果を奏することができる。
【実施例1】
【0075】
すなわち、平行機構により腰部にアクチュエータを集中させることにより各関節の質量、慣性モーメントを小さくすることが可能となる。脚歩行機構の軽量化、アクチュエータの小型化、衝撃力の吸収、省エネルギ化などをはかることができる。
[その他]
上記実施例では、1脚分の機構を示すが、複数組み合わせることで2脚、3脚、4脚、6脚等のロボットへ利用することもできる。
【実施例1】
【0076】
動作伝達機構としては、ロボットの脚機構以外に物品移載装置などとして構成することも可能である。この場合、足部をつかみ部などとして構成する。
【符号の説明】
【0077】
1 ロボットの脚機構
3 ベース
5 第1平行リンク機構(上腿部)
7 第2平行リンク機構(下腿部)
8 足部
9 第3平行リンク機構(動作用筋)
19 第1構成リンク
21 第2構成リンク
23 第3構成リンク 25 第4構成リンク
35 第5構成リンク
37 第6構成リンク
39 第7構成リンク
41 リンク・アーム
49 接地板
51 第8構成リンク
53 第9構成リンク
55 第1モータ
57 第2モータ
59 第3モータ
67 第1コイル・スプリング
69 第2コイル・スプリング
71 第3コイル・スプリング
図面
【図1】
0
【図2】
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【図3】
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【図4】
3
【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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