JPH05285864A - Two-feet moving walking device - Google Patents

Two-feet moving walking device

Info

Publication number
JPH05285864A
JPH05285864A JP4087175A JP8717592A JPH05285864A JP H05285864 A JPH05285864 A JP H05285864A JP 4087175 A JP4087175 A JP 4087175A JP 8717592 A JP8717592 A JP 8717592A JP H05285864 A JPH05285864 A JP H05285864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
knee
legs
joints
joint
feet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4087175A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Ito
藤 隆 夫 伊
Hideaki Maruki
木 英 明 丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Engineering Corp, Toshiba Corp filed Critical Toshiba Engineering Corp
Priority to JP4087175A priority Critical patent/JPH05285864A/en
Publication of JPH05285864A publication Critical patent/JPH05285864A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To improve running stability through lowering of the center of gravity position by a method wherein driven rolling bodies capable of touching a ground when a knee is bent is arranged to at least one of the knee joints of two legs and are caused to touch the ground together with drive rolling bodies for the two legs. CONSTITUTION:A two-feet moving walking device suitable for an inspection maintenance work in an atomic power plant has a robot body 31 having an upper body mounted on a lower limb 59 through a waist joint 47. Legs 60R and 60L provided at a lower end with feet 61R and 61L are arranged to the lower limb 59. The legs 60R and 60L are provided with crotch joints 48R and 48L, knee joint 49R and 49L, elevation leg joints 50aR and 50aL, and right and left ankle joints 50bR and 50bL, respectively. Driven rolling bodies 62R and 62L capable of touching the ground when a knee is bent are arranged to the knee joints 49R and 49L. Drive rolling bodies 63R and 63L are arranged to the toe parts of the feet 61R and 61L. This constitution performs three-point support movement in a state that a waist bows and realizes stable high-speed running movement.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば原子力発電所や
化学プラントにおける巡視点検、保守作業等を行なう点
検監視用機器を備えた、二足移動歩行装置に係り、特に
重量物を高速で運搬することができる二足移動歩行装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bipedal walking device equipped with inspection and monitoring equipment for performing inspection inspections and maintenance work at, for example, a nuclear power plant or a chemical plant, and particularly for transporting heavy objects at high speed. A bipedal walking device capable of

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば人の立入りが困難で遠隔自
動化が望まれる原子力発電所や化学プラントにおいて
は、巡視点検、保守作業を行う点検監視用機器をロボッ
トにより移動させる方法が採られているが、その移動方
式としては、モノレール式、クローラ式および歩行脚式
等が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a nuclear power plant or a chemical plant where it is difficult for people to enter and remote automation is desired, a method of moving inspection and inspection equipment for performing inspection inspection and maintenance work by a robot is adopted. However, a monorail type, a crawler type, a walking leg type, etc. have been proposed as the moving method.

【0003】ところで、モノレール式は、軌道上を走行
するため、ロボットが暴走する危険性は少ないが、軌道
上しか走行できないため、自由な場所の点検・保守がで
きないばかりでなく、長距離の点検ルートの場合、軌道
敷設コストが嵩むという問題がある。
By the way, since the monorail type travels on the track, there is little risk of the robot going out of control, but since it can only travel on the track, it is not possible to inspect and maintain a free place, and also to check a long distance. In the case of the route, there is a problem that the track laying cost increases.

【0004】また、クローラ式は、障害物を乗り越える
機能は優れているが、配管や堰等を跨げないばかりでな
く、移動速度が遅く重量体であるため、走行時に床面を
損傷し易いとともに、容積が大型化して大きな占有走行
断面積を必要とし、プラント適用範囲が制限されるとい
う問題がある。
Further, the crawler type is excellent in the ability to get over obstacles, but not only does not straddle pipes and weirs, but also has a slow moving speed and is a heavy body, so that the floor surface is easily damaged during traveling. At the same time, there is a problem that the volume is increased and a large occupying traveling cross-sectional area is required, which limits the plant application range.

【0005】これに対して、歩行脚式は、障害物を乗り
越えたり、配管や堰等を跨ぐ機能に優れており、また占
有スペースが狭くて済むため、前記点検監視用機器の移
動手段として有望である。
On the other hand, the walking leg type is excellent in the function of overcoming obstacles and straddling pipes, weirs, etc., and it occupies a small occupying space. Therefore, it is a promising means for moving the inspection and monitoring equipment. Is.

【0006】図9は、従来の二足移動歩行装置のロボッ
ト本体の構成を人の脚と比較して示したもので、このロ
ボット本体1は、人11の上体12に相当する上体2、
腰関節13に相当する腰関節3、および下肢14に相当
する下肢4を備えており、この下肢4には、人11の股
関節15に相当する股関節5、膝関節16に相当する膝
関節6、足関節17に相当する俯仰足関節7aおよび左
右足関節7bを有する2本の脚8が設けられ、各脚8の
先端には、人11の足19に相当する足9が設けられて
いる。そして、両脚8を交互に振出すことにより、床面
10上を二足走行できるようになっている。
FIG. 9 shows the structure of a robot main body of a conventional bipedal walking device in comparison with a human leg. The robot main body 1 has a body 2 corresponding to a body 12 of a person 11. ,
The hip joint 3 corresponding to the lumbar joint 13 and the lower limb 4 corresponding to the lower limb 14 are provided, and the lower limb 4 includes a hip joint 5 corresponding to the hip joint 15 of the person 11, a knee joint 6 corresponding to the knee joint 16, Two legs 8 each having a supine and ankle joint 7a corresponding to the ankle joint 17 and left and right ankle joints 7b are provided, and a foot 9 corresponding to a foot 19 of a person 11 is provided at the tip of each leg 8. Then, by alternately swinging out both legs 8, two legs can run on the floor surface 10.

【0007】図10は、従来のロボット本体1の詳細を
示すもので、前記各足9の先端には、膝を折曲げた際の
安定を図るため、爪先9aが設けられている。
FIG. 10 shows the details of the conventional robot body 1. The tip of each foot 9 is provided with a toe 9a for stabilizing the knee when it is bent.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の二足移動歩
行装置において、例えば図11に示すように、腕20に
より作業台20上の搬送物22を把持し、これを作業台
23に移載する動作を考えた場合、腰をかがめて搬送物
22を把持した状態を作業起点とすると、立ち上げ、
方向転換、移動、腰を落とすという4つのステッ
プが必要となる。このため、ロボット本体1の制御が容
易でないという問題がある。
In the conventional bipedal walking device described above, for example, as shown in FIG. 11, an arm 20 holds a conveyed object 22 on a workbench 20 and transfers it to a workbench 23. In the case of considering the motion to perform, when the work starting point is a state in which the user bends down and holds the conveyed object 22,
It requires four steps: turning, moving, and sitting down. Therefore, there is a problem that the control of the robot body 1 is not easy.

【0009】また、搬送物22の移動は、ロボット本体
1が立ったままで行なわれるため、重心位置が高く不安
定となり、可搬重量がわずかで移動速度も遅く、しかも
移動制御が複雑となるという問題があり、定められた定
期検査作業時間内で、充分に作業を達成できないおそれ
がある。
Further, since the robot 22 is moved while the robot 22 is standing, the position of the center of gravity is high and unstable, the payload is small, the moving speed is slow, and the moving control is complicated. There is a problem, and there is a risk that the work cannot be fully accomplished within the defined regular inspection work time.

【0010】本発明は、このような点を考慮してなされ
たもので、小さな占有スペースで、大きな可搬重量を高
速移動させることができる二足移動歩行装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a bipedal walking device capable of moving a large portable weight at high speed in a small occupied space.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、股関節、膝関節、足関節および足を
有する2本の脚を備え、両脚を交互に振出して二足歩行
する二足移動歩行装置において、少なくともいずれか一
方の膝関節に、膝を折曲げた際に接地可能な従動転動体
を設けるとともに、前記両足に、少なくとも膝を折曲げ
た際に接地する駆動転動体をそれぞれ設け、これら両駆
動転動体および前記従動転動体を接地させて高速移動を
可能としたことを特徴とする。
As a means for achieving the above-mentioned object, the present invention comprises two legs having a hip joint, a knee joint, an ankle joint and a leg, and the two legs are alternately shaken to allow bipedal walking. In a foot-moving walking device, at least one of the knee joints is provided with a driven rolling element that can be grounded when the knee is bent, and at the same time, a drive rolling element that is grounded at least when the knee is bent is provided on both feet. It is characterized in that each of them is provided and both of these driving rolling elements and the driven rolling elements are grounded to enable high speed movement.

【0012】[0012]

【作用】本発明に係る二足移動歩行装置においては、膝
関節に設けられた従動転動体と、両足に設けられた駆動
転動体とを接地させ、両駆動転動体を駆動するととも
に、足関節により操舵することにより、高速走行が可能
となる。しかもこの際には、膝を折曲げた状態となるの
で、重心位置が低くなって走行安定性が向上するととも
に、重量物の運搬も可能となる。
In the bipedal walking device according to the present invention, the driven rolling element provided on the knee joint and the driving rolling element provided on both feet are grounded to drive both driving rolling elements and to move the ankle joint. By steering with, high speed running becomes possible. Moreover, at this time, since the knee is bent, the position of the center of gravity is lowered, the traveling stability is improved, and the heavy object can be transported.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の第1実施例を図面を参照して
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図3は、本発明に係る二足移動歩行装置の
一例を示すもので、この二足移動歩行装置は、ロボット
本体31と、このロボット本体31を制御する制御盤3
2とを備えている。制御盤32は、ロボットを操作する
ための操作部33、ロボットを制御する制御部34、ロ
ボットの制御状態・点検情報・プラントの各種情報等を
表示する表示部35およびロボット本体31との間で信
号の送受信を行なう信号伝送部36から構成されてい
る。
FIG. 3 shows an example of a bipedal walking device according to the present invention. This bipedal walking device comprises a robot body 31 and a control panel 3 for controlling the robot body 31.
2 and. The control panel 32 is provided between the operation unit 33 for operating the robot, the control unit 34 for controlling the robot, the display unit 35 for displaying the control state / inspection information of the robot / various kinds of plant information, and the robot body 31. It is composed of a signal transmission unit 36 that transmits and receives signals.

【0015】また、ロボット本体31は、制御盤32と
の間で信号の送受信を行なう信号伝送部37と制御装置
38とを備えている。そして制御装置38は、全体統一
制御部39、走行駆動制御部40、歩行制御部41、マ
ニピュレータ制御部42、および雲台制御部43を有
し、各制御部40,41,42,43が、全体統一制御
部39で統一制御されるようになっている。
The robot main body 31 is also provided with a signal transmission section 37 for transmitting and receiving signals to and from the control panel 32 and a control device 38. Then, the control device 38 has an overall unified control unit 39, a traveling drive control unit 40, a walking control unit 41, a manipulator control unit 42, and a pan head control unit 43, and each control unit 40, 41, 42, 43, Unified control is performed by the overall control unit 39.

【0016】走行駆動制御部40は、走行駆動部44、
接地センサ45および車輪制御ユニット46を制御する
ようになっており、また歩行制御部41は、腰関節4
7、両側の股関節48R,48L、両側の膝関節49
R,49L、両側の俯仰足関節50aR,50aL、お
よび両側の左右足関節50bR,50bLをそれぞれ制
御するようになっている。そして、両側の左右足関節5
0bR,50bLは、走行時に走行駆動制御部40によ
っても制御されるようになっている。
The traveling drive control unit 40 includes a traveling drive unit 44,
The ground sensor 45 and the wheel control unit 46 are controlled, and the walking control unit 41 controls the hip joint 4
7, hip joints 48R, 48L on both sides, knee joints 49 on both sides
R, 49L, both the ankle and ankle joints 50aR, 50aL, and the left and right ankle joints 50bR, 50bL are respectively controlled. And the left and right ankle joints 5
0bR and 50bL are also controlled by the traveling drive control unit 40 during traveling.

【0017】また、マニピュレータ制御部42は、両側
の腕51R,51Lの各関節および手先52R,52L
を制御するとともに、手先52R,52Lの触感・圧感
および滑り感覚を持つ複合センサ53R,53Lからの
情報に基づき、手先52R,52Lの状態を把握するよ
うになっている。
Further, the manipulator control unit 42 includes the joints of the arms 51R and 51L on both sides and the hands 52R and 52L.
In addition to controlling the above, the state of the hands 52R and 52L is grasped based on the information from the composite sensors 53R and 53L having the tactile / pressure feeling and the slipping feeling of the hands 52R and 52L.

【0018】さらに、雲台制御部43は、雲台54の俯
仰・旋回軸55、レンズ制御駆動部56、および外界セ
ンサ57をそれぞれ制御するようになっており、外界セ
ンサ57からの信号は、信号伝送部37に入力されるよ
うになっている。
Further, the platform controller 43 controls the elevation / rotation shaft 55 of the platform 54, the lens control drive unit 56, and the external sensor 57, and the signal from the external sensor 57 is The signal is transmitted to the signal transmission unit 37.

【0019】図1および図2は、前記ロボット本体31
の構成を示すもので、図2において、符号58は上体で
あり、この上体58は、図1および図2に示すように、
腰関節47を介し下肢59上に搭載されている。そし
て、この下肢59には、下端に足61R,61Lを有す
る脚60R,60Lがそれぞれ設けられている。
1 and 2 show the robot body 31.
2, the reference numeral 58 in FIG. 2 is an upper body, and this upper body 58 is, as shown in FIGS. 1 and 2,
It is mounted on the lower limb 59 via the waist joint 47. The lower limb 59 is provided with legs 60R and 60L having legs 61R and 61L at the lower ends, respectively.

【0020】これら各脚60R,60Lは、股関節48
R,48L、膝関節49R,49L、俯仰足関節50a
R,50aL、および左右足関節50bR,50bLを
それぞれ備えており、これら両脚60R,60Lを交互
に振出すことにより、二足走行できるようになってい
る。
Each of the legs 60R and 60L has a hip joint 48.
R, 48L, knee joint 49R, 49L, depression and ankle joint 50a
R, 50aL and left and right ankle joints 50bR, 50bL are provided respectively, and two legs 60R, 60L are alternately shaken so that two legs can run.

【0021】各膝関節49R,49Lには、膝を折曲げ
た際に接地可能な従動転動体62R,62Lがそれぞれ
設けられており、また各足61R,61Lの爪先部分に
は、駆動転動体63R,63Lがそれぞれ設けられてい
る。これら両駆動転動体63R,63Lは、ブレーキ機
能を有し、偏心した位置で各足61R,61Lに取付け
られ、二足歩行時には妨げとならないよう収納できるよ
うになっている。
Each of the knee joints 49R, 49L is provided with a driven rolling element 62R, 62L which can be grounded when the knee is bent, and a driving rolling element is provided at the toe portion of each foot 61R, 61L. 63R and 63L are provided, respectively. Both of the drive rolling elements 63R and 63L have a braking function, are attached to the feet 61R and 61L at eccentric positions, and can be stored so as not to hinder the bipedal walking.

【0022】各従動転動体62R,62Lは、コ字状を
なすボール車輪取付フレーム64と、このボール車輪取
付フレーム64に接地センサ45を介し回転自在に取付
けられたボール車輪65とを備えている。そしてボール
車輪取付フレーム64は、膝を折曲げた際にボール車輪
65が接地するよう、取付ボルト66を介し膝関節49
R,49Lにそれぞれ取付けられている。
Each of the driven rolling elements 62R and 62L is provided with a U-shaped ball wheel mounting frame 64 and a ball wheel 65 rotatably mounted on the ball wheel mounting frame 64 via a ground sensor 45. .. Then, the ball wheel mounting frame 64 has a knee joint 49 via a mounting bolt 66 so that the ball wheel 65 is grounded when the knee is bent.
It is attached to each of R and 49L.

【0023】また、各駆動転動体63R,63Lは、走
行駆動部44と、この走行駆動部44により正逆回転駆
動される車輪67とを備えており、車輪67は、左右足
関節50bR,50bLを制御することにより、操舵さ
れるようになっている。
Further, each of the drive rolling elements 63R, 63L is provided with a traveling drive unit 44 and wheels 67 which are rotationally driven in forward and reverse directions by the traveling drive unit 44, and the wheel 67 has left and right ankle joints 50bR, 50bL. It is designed to be steered by controlling.

【0024】図4は、前記ロボット本体31との協調作
業を行なう搬送台車を示すもので、この搬送台車70
は、先端に視覚装置72とホイスト73とを有する電動
吊具71、アンテナ74、走行認識部75、工具ラック
76、連結器77、操舵車輪78、駆動輪79、障害物
センサ80、および固定具81を備えている。
FIG. 4 shows a carrier truck which cooperates with the robot body 31.
Is an electric suspension 71 having a visual device 72 and a hoist 73 at the tip, an antenna 74, a traveling recognition unit 75, a tool rack 76, a coupler 77, a steering wheel 78, a drive wheel 79, an obstacle sensor 80, and a fixture. 81.

【0025】電動吊具71は、昇降駆動されるホイスト
73を、水平方向および垂直方向に移動させることがで
きるようになっており、この動作により、ロボット本体
31のマニピュレータに搬送物の荷重が加わることがな
いようになっている。
The electric hoist 71 is capable of moving the hoist 73, which is driven up and down, in the horizontal direction and the vertical direction. By this operation, the load of the transported object is applied to the manipulator of the robot body 31. There is no such thing.

【0026】また、アンテナ74は、ロボット本体31
および制御盤32の各信号伝送部36,37との間で信
号伝送を行なうものであり、ロボット本体31との協調
作業時に操作部33からの指令により動作するようにな
っている。このアンテナ74への電力は、搬送台車70
に搭載したバッテリ(図示せず)から供給される。
Further, the antenna 74 is provided in the robot body 31.
The signal is transmitted to and from each of the signal transmission units 36 and 37 of the control panel 32, and is operated by a command from the operation unit 33 at the time of cooperative work with the robot body 31. The electric power to the antenna 74 is supplied to the carrier truck 70.
It is supplied from a battery (not shown) mounted on the.

【0027】走行方向のアクセス通路上の障害物や走行
マークを、ITVカメラや超音波画像装置(いずれも図
示せず)を用いて自動的に検知する走行確認部75を備
え、その検知された信号は搬送台車70に入力され、障
害物の回避走行が行なわれる。
A traveling confirmation unit 75 for automatically detecting an obstacle or a traveling mark on the access passage in the traveling direction using an ITV camera or an ultrasonic image device (neither is shown) is provided. The signal is input to the carrier vehicle 70 and the obstacle avoidance traveling is performed.

【0028】また、工具ラック76は、搬送台車70上
に設けられており、この工具ラック76には、ロボット
本体31のマニピュレータの作業工具が収納され、一部
の工具は、手先52R,52Lから着脱可能となってい
る。
The tool rack 76 is provided on the carriage 70. The tool rack 76 accommodates the working tools of the manipulator of the robot main body 31, and some of the tools from the hands 52R, 52L. It is removable.

【0029】連結器77は、搬送台車70とロボット本
体31とを機械的・電気的に結合するために、搬送台車
70の前端部に設けられており、この連結器77で搬送
台車70とロボット本体31とを結合することにより、
搬送物の搬送作業時に、複雑な制御を要することなく、
同期して移動させることができる。この連結器77の連
結・開放動作は、鉄道車輌等の自動連結器と同様、搬送
台車70あるいはロボット本体31のいずれか一方を停
止させておき、他方を微速で走行させて行なわれる。
The connector 77 is provided at the front end of the carrier 70 in order to mechanically and electrically connect the carrier 70 and the robot main body 31. The connector 77 is used to connect the carrier 70 and the robot. By connecting with the main body 31,
No complicated control is required during the transfer work
It can be moved in synchronization. The coupling / uncoupling operation of the coupler 77 is performed by stopping one of the carrier 70 and the robot body 31 and running the other at a very low speed, as in the automatic coupler of a railway vehicle or the like.

【0030】また、操舵車輪78は、走行方向を制御す
るための操舵機構を備えており、この操舵機構は、走行
認識部75による認識結果および制御盤32の制御部3
4からの指令に基づき、操舵車輪78を操舵するように
なっている。そして、駆動輪79を駆動するとともに、
操舵車輪78を操舵することにより、搬送台車70が所
定方向に移動するようになっており、搬送台車70周囲
の作業空間および移動空間内の障害物は、障害物センサ
80で検知され、搬送台車70の安全走行が確保される
ようになっている。
Further, the steered wheels 78 are provided with a steering mechanism for controlling the traveling direction. The steering mechanism has a recognition result by the traveling recognition section 75 and the control section 3 of the control panel 32.
The steered wheels 78 are steered on the basis of a command from the vehicle. Then, while driving the drive wheels 79,
By steering the steered wheels 78, the carrier vehicle 70 is moved in a predetermined direction. Obstacles in the work space and the moving space around the carrier vehicle 70 are detected by the obstacle sensor 80, and the carrier vehicle 70 is detected. 70 safe driving is ensured.

【0031】さらに、固定具81は、弁等の搬送物82
が搬送台車70の移動中に転倒落下して損傷しないよ
う、スプリングまたはアクチュエータにより三方向から
内側に搬送物82を押付ける構造になっている。そして
この固定具81には、保持時に押付け力を制限するため
の抑え具(図示せず)が設けられている。
Further, the fixture 81 is a conveyer 82 such as a valve.
Is structured so as to press the conveyed object 82 inward from three directions by springs or actuators so as not to fall and be damaged during the movement of the conveying cart 70. The fixture 81 is provided with a retainer (not shown) for limiting the pressing force during holding.

【0032】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0033】制御盤32によりロボット本体31を制御
する場合には、まず操作部33により制御部34を操作
し、制御部34からの動作信号を、信号伝送部36を介
し出力する。この動作信号は、信号伝送部37を介し制
御装置38で受信され、全体統一制御部39の制御下に
おいて、各制御部40,41,42,43が制御され
る。そして、これにより、各機構部が動作する。
When the robot main body 31 is controlled by the control panel 32, first, the control section 34 is operated by the operation section 33, and an operation signal from the control section 34 is output via the signal transmission section 36. This operation signal is received by the control device 38 via the signal transmission unit 37, and under the control of the overall control unit 39, the control units 40, 41, 42, 43 are controlled. And each mechanism part operates by this.

【0034】一方、指令とは逆に、各機構部の動作状態
は、各制御部40,41,42,43を介して全体統一
制御部39に集められ、その後信号伝送部37に送られ
る。外界センサ57等のセンサからの情報は、直接信号
伝送部37に送られる。そして、これらのデータは、信
号伝送部37から発信されるとともに、信号伝送部36
で受信され、制御部34および表示部35に送られる。
On the other hand, contrary to the command, the operating states of the respective mechanical parts are collected in the overall unified control part 39 via the respective control parts 40, 41, 42 and 43, and then sent to the signal transmission part 37. Information from sensors such as the external sensor 57 is directly sent to the signal transmission unit 37. Then, these data are transmitted from the signal transmission unit 37 and the signal transmission unit 36.
And is sent to the control unit 34 and the display unit 35.

【0035】ここで、制御装置38の全体統一制御部3
9は、他の制御部40,41,42,43を統括制御す
るとともに、制御情報の交換を行なう。
Here, the overall unified control unit 3 of the control device 38
The reference numeral 9 centrally controls the other control units 40, 41, 42, 43 and exchanges control information.

【0036】また、走行駆動制御部40は、車輪67を
駆動する走行駆動部44、接地センサ45および車輪制
御ユニット46からの信号を受け、走行駆動制御を行な
うとともに、左右足関節50bR,50bLの左右の自
由度を利用し、歩行制御部41を介して車輪67の操舵
を行なう。
The traveling drive control unit 40 receives signals from the traveling drive unit 44 that drives the wheels 67, the ground sensor 45, and the wheel control unit 46 to control the traveling drive and to control the left and right ankle joints 50bR and 50bL. Steering of the wheels 67 is performed via the walking control unit 41 by utilizing the left and right degrees of freedom.

【0037】また、歩行制御部41は、歩行や姿勢変更
に必要な各関節48R,48L、49R,49L、50
aR,50aL、50bR,50bLを制御するととも
に、人の歩行時と同様、腕51R,51Lでバランスを
とりながら移動するために、マニピュレータ制御部42
との協調制御を行なう。
Further, the walking control unit 41 has the joints 48R, 48L, 49R, 49L, 50 required for walking and posture change.
In order to control the aR, 50aL, 50bR, and 50bL, and to move while keeping balance with the arms 51R and 51L, the manipulator control unit 42 as in the case of walking of a person.
And coordinate control with.

【0038】このマニピュレータ制御部42は、腕51
R,51Lの各関節および手先52R,52Lを制御す
るとともに、複合センサ53R,53Lからの情報に基
づき、手先52R,52Lの状態を把握する。また、重
量物を把持した場合には、腕51R,51Lの各関節の
可搬重量とマニピュレータのアームモーメントの作業姿
勢とを計算し、腕51R,51Lの動作を制限制御す
る。
The manipulator control unit 42 includes an arm 51.
The joints of R and 51L and the hands 52R and 52L are controlled, and the states of the hands 52R and 52L are grasped based on the information from the composite sensors 53R and 53L. When a heavy object is gripped, the payload of each joint of the arms 51R and 51L and the working posture of the arm moment of the manipulator are calculated, and the movements of the arms 51R and 51L are limited and controlled.

【0039】さらに、雲台制御部43は、雲台54の俯
仰・旋回軸55からの信号に基づき、外界センサ57の
方向を制御するとともに、レンズ制御駆動部56を介し
ズーム比・フォーカスを制御し、また外界センサ57の
電源のON/OFF制御を行なう。
Further, the camera platform control unit 43 controls the direction of the external sensor 57 based on the signal from the elevation / rotation axis 55 of the camera platform 54, and controls the zoom ratio / focus via the lens control drive unit 56. In addition, ON / OFF control of the power source of the external sensor 57 is performed.

【0040】なお、外界センサ57は、原子力発電所や
化学プラントにおける巡視点検・保守作業の内容に合わ
せ、ITVカメラ、赤外線カメラ、マイクロホン、温度
計、湿度計、放射線量計、ガス濃度計、煙センサ、距離
センサ等の各種機器を組合わせて構成される。
The external sensor 57 is an ITV camera, an infrared camera, a microphone, a thermometer, a hygrometer, a radiation meter, a gas densitometer, a smoke sensor, according to the contents of the inspection and maintenance work in a nuclear power plant or a chemical plant. It is configured by combining various devices such as a sensor and a distance sensor.

【0041】次に、本実施例に係るロボット本体31の
動作について説明する。
Next, the operation of the robot body 31 according to this embodiment will be described.

【0042】図5に示すように、腕51R,51Lによ
り作業台20上の搬送物22を把持し、これを作業台2
3に移載する動作を考える。この場合には、両脚60
R,60Lを制御し、両側の車輪67と一方のボール車
輪65とが床面10に接地するようにする。
As shown in FIG. 5, the conveyed object 22 on the workbench 20 is gripped by the arms 51R and 51L, and the workbench 2 is held by this.
Consider the operation of transferring to 3. In this case, both legs 60
The wheels 67 on both sides and the ball wheel 65 on one side are grounded on the floor surface 10 by controlling R and 60L.

【0043】この際、図6(a),(b)に示すよう
に、両車輪67とボール車輪65とを結ぶ線が、二等辺
三角形にできるだけ近い形状になるよう、股関節48L
および各足関節50aR,50aL,50bR,50b
Lを制御する。
At this time, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the hip joint 48L is formed so that the line connecting the two wheels 67 and the ball wheel 65 has a shape as close as possible to an isosceles triangle.
And each ankle joint 50aR, 50aL, 50bR, 50b
Control L.

【0044】この状態で、腰をかがめて搬送物22を把
持した状態を作業起点とすると、走行駆動部44による
移動と、腰関節47による方向転換という2つのス
テップで済み、ステップ数を従来の1/2にすることが
できる。このため、ロボット本体31の制御が簡単にな
るとともに、立上げ動作が不要となるため、脚51R,
51Lの駆動部を小型軽量化することができる。
In this state, if the work starting point is a state in which the user bends his / her waist and grips the conveyed object 22, two steps of movement by the traveling drive unit 44 and direction change by the waist joint 47 are required. It can be halved. Therefore, the control of the robot main body 31 is simplified, and the start-up operation is unnecessary, so that the legs 51R,
It is possible to reduce the size and weight of the drive unit of 51L.

【0045】また、腰をかがめた状態での三点支持の移
動となるため、ロボット本体31の重心位置が低くなる
とともに、安定した姿勢となり、搬送物22が重量物で
ある場合でも、安定した高速走行移動が可能となる。
Further, since the movement of the three-point support is performed with the waist bent down, the position of the center of gravity of the robot body 31 is lowered and the robot body 31 is in a stable posture, which is stable even when the conveyed object 22 is a heavy object. High-speed traveling movement is possible.

【0046】図7および図8は、本発明の第2実施例を
示すもので、前記第1実施例における従動転動体62
R,62Lおよび駆動転動体63R,63Lに代え、従
動転動体162R,162Lおよび駆動転動体163
R,163Lを用いるようにしたものである。
7 and 8 show a second embodiment of the present invention, in which the driven rolling element 62 in the first embodiment is used.
Instead of R, 62L and driving rolling elements 63R, 63L, driven rolling elements 162R, 162L and driving rolling element 163.
R and 163L are used.

【0047】すなわち、各従動転動体162R,162
Lは、各膝関節49R,49Lの幅方向中央部に溶着固
定されたボール車輪取付部材164と、このボール車輪
取付部材164に図示しない接地センサを介し取付けら
れたボール車輪165とを備えており、膝を折曲げた際
に、ボール車輪165が接地するようになっている。
That is, each driven rolling element 162R, 162R
L includes a ball wheel mounting member 164 welded and fixed to the widthwise central portions of the knee joints 49R and 49L, and a ball wheel 165 mounted to the ball wheel mounting member 164 via a ground sensor (not shown). When the knee is bent, the ball wheel 165 comes into contact with the ground.

【0048】また、各駆動転動体163R,163L
は、脚60R,60Lに取付けられた空気ユニット16
6と、足61R,61Lの部分に取付けられた車輪16
7、スタビライザ168、およびガイド169付きのフ
レーム170とを備えている。車輪167は、空気ユニ
ット166からの空気の供給により車輪形状に展空開さ
れるとともに、空気ユニット166で空気を抜くことに
より縮小してガイド169の内側に収納されるようにな
っている。そして、この収納状態では、図8に示すよう
に、スタビライザ168を床面10に接地させて二足移
動歩行できるようになっている。
Further, each drive rolling element 163R, 163L
Is an air unit 16 attached to the legs 60R and 60L.
6 and wheels 16 attached to the portions of feet 61R and 61L
7, a stabilizer 168, and a frame 170 with a guide 169. The wheel 167 is expanded and opened into a wheel shape by the supply of air from the air unit 166, and the wheel 167 is reduced by bleeding air from the air unit 166 to be stored inside the guide 169. Then, in this stored state, as shown in FIG. 8, the stabilizer 168 is grounded on the floor surface 10 so that bipedal walking is possible.

【0049】なお、その他の点については、前記第1実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。
In other respects, the structure is the same as that of the first embodiment and the operation is the same.

【0050】このように、本実施例によっても、前記第
1実施例と同様の効果が期待できる。
As described above, according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be expected.

【0051】なお、前記両実施例においては、膝関節4
9R,49Lに従動転動体62R,62L,162R,
162Lを設ける場合について説明したが、ロボット本
体31の尻の部分に例えばスタビライザ兼走行車輪を設
け、この転動体と足61R,61Lの車輪67,167
とを組合わせて走行できるようにしてもよい。また腕5
1R,51Lの肘部に転動体を設け、この転動体とボー
ル車輪65,165あるいは車輪67,167とを組合
わせて走行できるようにしてもよい。また、転動体は、
ボール車輪や車輪に限らず、クローラやキャスタ等を用
いることもできる。また、走行時の支持点数は、三点支
持に限らず4点以上で支持するようにしてもよい。
In both of the above embodiments, the knee joint 4
9R, 49L driven rolling elements 62R, 62L, 162R,
Although the case where 162L is provided has been described, for example, a stabilizer / running wheel is provided at the bottom of the robot body 31, and the rolling elements and the wheels 67 and 167 of the feet 61R and 61L are provided.
You may make it possible to travel by combining and. Again arm 5
A rolling element may be provided on the elbows of the 1R and 51L, and the rolling element and the ball wheels 65 and 165 or the wheels 67 and 167 may be combined to allow traveling. In addition, the rolling element
The present invention is not limited to ball wheels and wheels, and crawlers, casters, and the like can also be used. Further, the number of support points during traveling is not limited to three-point support, and four or more points may be supported.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、搬送物を
移動させる際に、膝関節に設けられた従動転動体と、両
足に設けられた駆動転動体とを接地させ、膝を折曲げた
状態で行なうようにしているので、重心位置が低くなっ
て充分な走行安定性が得られ、小さな占有スペースで大
きな可搬重量を高速移動させることができる。
As described above, according to the present invention, when moving a conveyed object, the driven rolling element provided on the knee joint and the driving rolling element provided on both feet are grounded to bend the knee. Since the center of gravity is lowered, sufficient traveling stability can be obtained, and a large payload can be moved at high speed in a small occupied space.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る二足移動歩行装置の
ロボット本体の要部を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of a robot main body of a bipedal walking device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のロボット本体の全体構成を示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the robot body of FIG.

【図3】二足移動歩行装置の全体構成を示すブロック
図。
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of a bipedal walking device.

【図4】ロボット本体とともに用いられる搬送台車の構
成を示す斜視図。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a carrier truck used together with the robot body.

【図5】搬送物を移動させる際のロボット本体の動作を
示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory view showing the operation of the robot main body when moving a conveyed object.

【図6】(a)は従動転動体と駆動転動体とによる三点
支持の状態を示す説明図、(b)は(a)を上方から見
た構成図。
6A is an explanatory view showing a state of three-point support by a driven rolling element and a driving rolling element, and FIG. 6B is a configuration diagram of FIG. 6A viewed from above.

【図7】本発明の第2実施例を示す図1相当図。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.

【図8】図7の要部詳細図。FIG. 8 is a detailed view of a main part of FIG.

【図9】(a)は人間の下肢構造を示す説明図、(b)
は従来の二足移動歩行装置の構成を示す説明図。
FIG. 9 (a) is an explanatory view showing a lower limb structure of a human, (b).
Is an explanatory view showing a configuration of a conventional bipedal walking device.

【図10】従来の二足移動歩行装置の要部を示す図1相
当図。
FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 1 showing a main part of a conventional bipedal walking device.

【図11】従来の二足移動歩行装置により搬送物を移動
させる際の動作を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an operation when moving an article by a conventional bipedal walking device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 ロボット本体 47 腰関節 48R,48L 股関節 49R,49L 膝関節 50aR,50aL 俯仰足関節 50bR,50bL 左右足関節 58 上体 59 下肢 60R,60L 脚 61R,61L 足 62R,62L,162R,162L 従動転動体 63R,63L,163R,163L 駆動転動体 65,165 ボール車輪 67,167 車輪 168 スタビライザ 31 robot body 47 waist joint 48R, 48L hip joint 49R, 49L knee joint 50aR, 50aL supine ankle joint 50bR, 50bL left and right ankle joint 58 upper body 59 lower limb 60R, 60L leg 61R, 61L foot 62R, 62L, 162R, 162L driven body 63R, 63L, 163R, 163L Drive rolling element 65,165 Ball wheel 67,167 Wheel 168 Stabilizer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B25J 13/00 Z B62D 57/032 57/02 57/028 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location B25J 13/00 Z B62D 57/032 57/02 57/028

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】股関節、膝関節、足関節および足を有する
2本の脚を備え、両脚を交互に振出して二足歩行する二
足移動歩行装置において、少なくともいずれか一方の膝
関節に、膝を折曲げた際に接地可能な従動転動体を設け
るとともに、前記両足に、少なくとも膝を折曲げた際に
接地する駆動転動体をそれぞれ設け、これら両駆動転動
体および前記従動転動体を接地させて高速移動を可能と
したことを特徴とする二足移動歩行装置。
1. A bipedal walking apparatus comprising two legs having a hip joint, a knee joint, an ankle joint, and a foot, and alternately swinging out the two legs to walk bipedally. At least one knee joint has a knee. A driven rolling element capable of grounding when bent is provided, and at the same time, a drive rolling element that is grounded when at least the knee is bent is provided on each of the both feet, and these both driven rolling elements and the driven rolling element are grounded. A bipedal locomotion device that enables high-speed movement.
JP4087175A 1992-04-08 1992-04-08 Two-feet moving walking device Pending JPH05285864A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4087175A JPH05285864A (en) 1992-04-08 1992-04-08 Two-feet moving walking device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4087175A JPH05285864A (en) 1992-04-08 1992-04-08 Two-feet moving walking device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05285864A true JPH05285864A (en) 1993-11-02

Family

ID=13907655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4087175A Pending JPH05285864A (en) 1992-04-08 1992-04-08 Two-feet moving walking device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05285864A (en)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1081026A2 (en) * 1999-08-30 2001-03-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Legged walking robot with landing / shock absorbing means to protect its knees
WO2002028601A1 (en) 2000-09-29 2002-04-11 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Bipedal robot
EP1342540A1 (en) * 2000-11-17 2003-09-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Biped robot
WO2003095156A1 (en) * 2002-05-10 2003-11-20 Kawada Industries, Inc. Additional support structure for robot
JP2007130725A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Leg-wheel type mobile robot and operating method therefor
JP2007290054A (en) * 2006-04-24 2007-11-08 Hitachi Ltd Bipedal type moving mechanism
CN100450856C (en) * 2006-11-23 2009-01-14 北京航空航天大学 Gecko-emulated robot
JP2009220257A (en) * 2008-03-19 2009-10-01 Hitachi Ltd Leg-wheel mobile robot
JP2010046742A (en) * 2008-08-21 2010-03-04 Burubon Denshi Kk Robot dog
CN102390451A (en) * 2011-10-14 2012-03-28 北京航空航天大学 Camel foot simulated mechanical foot device
CN102616296A (en) * 2012-03-31 2012-08-01 浙江工业大学 Six-wheel-leg type serial-parallel hybrid robot
KR200472407Y1 (en) * 2013-11-05 2014-04-24 주식회사 세인비앤티 Two-legged walking robot
CN105620578A (en) * 2016-02-19 2016-06-01 常州大学 Shock-resistant four-degree-of-freedom parallel humanoid mechanical foot
JP2016155216A (en) * 2015-02-23 2016-09-01 Mk電産株式会社 Crawler device for bipedal walking robot
WO2017175532A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社日立製作所 Humanoid robot
CN107757748A (en) * 2017-10-11 2018-03-06 深圳市普渡科技有限公司 A kind of robot steering wheel device
CN108216412A (en) * 2017-12-26 2018-06-29 杭州欢乐飞机器人科技股份有限公司 A kind of leg-wheel robot
CN112407096A (en) * 2020-12-15 2021-02-26 上海微电机研究所(中国电子科技集团公司第二十一研究所) Robot leg and quadruped robot based on differential mechanism
JP2021534013A (en) * 2020-03-27 2021-12-09 之江実験室 Reconfigurable last-shaped robot with 2-leg / 4-wheel / 4-leg motion mode
JP2022509716A (en) * 2020-04-02 2022-01-21 之江実験室 Reconfigurable biped robot with multiple motion modes
WO2022102403A1 (en) * 2020-11-10 2022-05-19 ソニーグループ株式会社 Information processing device, information processing method, and program

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1081026A3 (en) * 1999-08-30 2001-11-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Legged walking robot with landing / shock absorbing means to protect its knees
EP1081026A2 (en) * 1999-08-30 2001-03-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Legged walking robot with landing / shock absorbing means to protect its knees
JP4549626B2 (en) * 2000-09-29 2010-09-22 本田技研工業株式会社 Biped robot
WO2002028601A1 (en) 2000-09-29 2002-04-11 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Bipedal robot
EP1344610A1 (en) * 2000-09-29 2003-09-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Bipedal robot
JPWO2002028601A1 (en) * 2000-09-29 2004-02-12 本田技研工業株式会社 Biped robot
US6945341B2 (en) 2000-09-29 2005-09-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Bipedal robot
EP1344610A4 (en) * 2000-09-29 2008-04-02 Honda Motor Co Ltd Bipedal robot
EP1342540A1 (en) * 2000-11-17 2003-09-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Biped robot
EP1342540A4 (en) * 2000-11-17 2007-06-27 Honda Motor Co Ltd Biped robot
WO2003095156A1 (en) * 2002-05-10 2003-11-20 Kawada Industries, Inc. Additional support structure for robot
US7896112B2 (en) 2002-05-10 2011-03-01 Kawada Industries, Inc. Supplementary support structure for robot
JP2007130725A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Leg-wheel type mobile robot and operating method therefor
JP4692925B2 (en) * 2005-11-10 2011-06-01 株式会社Ihi Leg wheel type mobile robot and its operation method
JP2007290054A (en) * 2006-04-24 2007-11-08 Hitachi Ltd Bipedal type moving mechanism
CN100450856C (en) * 2006-11-23 2009-01-14 北京航空航天大学 Gecko-emulated robot
JP2009220257A (en) * 2008-03-19 2009-10-01 Hitachi Ltd Leg-wheel mobile robot
JP2010046742A (en) * 2008-08-21 2010-03-04 Burubon Denshi Kk Robot dog
CN102390451A (en) * 2011-10-14 2012-03-28 北京航空航天大学 Camel foot simulated mechanical foot device
CN102616296A (en) * 2012-03-31 2012-08-01 浙江工业大学 Six-wheel-leg type serial-parallel hybrid robot
KR200472407Y1 (en) * 2013-11-05 2014-04-24 주식회사 세인비앤티 Two-legged walking robot
JP2016155216A (en) * 2015-02-23 2016-09-01 Mk電産株式会社 Crawler device for bipedal walking robot
CN105620578A (en) * 2016-02-19 2016-06-01 常州大学 Shock-resistant four-degree-of-freedom parallel humanoid mechanical foot
WO2017175532A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社日立製作所 Humanoid robot
JPWO2017175532A1 (en) * 2016-04-05 2019-01-24 株式会社日立製作所 Humanoid robot
US11180205B2 (en) 2016-04-05 2021-11-23 Hitachi, Ltd. Humanoid robot
CN107757748A (en) * 2017-10-11 2018-03-06 深圳市普渡科技有限公司 A kind of robot steering wheel device
CN107757748B (en) * 2017-10-11 2024-04-09 深圳市普渡科技有限公司 Steering wheel device of robot
CN108216412A (en) * 2017-12-26 2018-06-29 杭州欢乐飞机器人科技股份有限公司 A kind of leg-wheel robot
CN108216412B (en) * 2017-12-26 2023-11-28 国网浙江省电力有限公司台州供电公司 Wheel leg type robot
JP2021534013A (en) * 2020-03-27 2021-12-09 之江実験室 Reconfigurable last-shaped robot with 2-leg / 4-wheel / 4-leg motion mode
JP2022509716A (en) * 2020-04-02 2022-01-21 之江実験室 Reconfigurable biped robot with multiple motion modes
WO2022102403A1 (en) * 2020-11-10 2022-05-19 ソニーグループ株式会社 Information processing device, information processing method, and program
CN112407096A (en) * 2020-12-15 2021-02-26 上海微电机研究所(中国电子科技集团公司第二十一研究所) Robot leg and quadruped robot based on differential mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05285864A (en) Two-feet moving walking device
Kamegawa et al. Development of the snake-like rescue robot" kohga"
Wellman et al. Design of a wheelchair with legs for people with motor disabilities
US4977971A (en) Hybrid robotic vehicle
US6540039B1 (en) Omnidirectional vehicle with offset wheel pairs
Song et al. Design and Control of a Four‐Wheeled Omnidirectional Mobile Robot with Steerable Omnidirectional Wheels
JP3918049B2 (en) Biped robot
CN108163080B (en) Electrically driven quadruped robot capable of adapting to high load capacity of complex rugged terrain
CN108818543B (en) Intelligent transfer service robot
CN111067760B (en) Upper limb rehabilitation training robot based on omnidirectional mobile platform
US7096983B2 (en) Biped robot
Wellman et al. An adaptive mobility system for the disabled
DE68903330D1 (en) STEERING WHEEL FOR HAND CARRIAGE WITH MUTUAL SELF-BALANCING POSITION ANGLE.
TWI415755B (en) A hexapod robot and wheel drive shifting device
CN112775963A (en) Mobile robot structure with two seven-degree-of-freedom modular arms
CN111409733B (en) Multi-shaft mechanical leg
Hirose Snake, walking and group robots for super mechano-system
Taguchi Enhanced wheel system for step climbing
Ikeda et al. Autonomous step climbing strategy using a wheelchair and care robot
JP3701582B2 (en) Exo Skeleton Device, Exo Skeleton Cyborg Device, and Exo Skeleton Cyborg System
CN211731625U (en) Multi-shaft mechanical leg
Ikeda et al. Robot teleoperation support system for collision avoidance between wheelchair front wheels and a step
JPH02212906A (en) Multi-leg type moving device
Suwannasit et al. A bio-inspired hybrid leg-wheel robot
Chen et al. Design and realization of a mobile wheelchair robot for all terrains