CN114080303A - 模块机器人 - Google Patents

Abstract

模块机器人(100)是通过将多个模块(101)连结而被构成的，所述模块(101)具有：第一连杆(1)；第二连杆(2)，其以相对移动自如的方式而与第一连杆(1)连结；液压缸(3)，其使第一连杆(1)和第二连杆(2)相对移动。

Description

模块机器人

技术领域

本发明涉及一种模块机器人。

背景技术

近年来，开发出了工业用机器人、输送用机器人、支援用机器人等各种机器人。在日本专利特开JP2018-192607A中，公开了一种实施电缆的更换作业的工业用机器人。在日本专利特开JP2017-40594A中，公开了一种搬运货物的输送用机器人。在日本专利特开JP2018-153542A中，公开了一种支援用户的步行的步行支援用机器人。

发明内容

一般而言，机器人如上述专利文献所记载的机器人那样是为了某一用途而被制造的，无法转用于其他用途。

另外，专用于某一用途的机器人存在结构复杂、组装困难的情况，另外，机器人可能体积庞大而难以输送。

本发明的目的在于，提供一种能够对应于各种用途、且容易组装以及输送的模块机器人。

根据本发明的某一实施方式，模块机器人是通过将多个模块连结而被构成的，模块具有：第一部件；第二部件，其以相对移动自如的方式而与第一部件连结；液压缸，其使第一部件和第二部件相对移动。

附图说明

图1为本发明的第一实施方式所涉及的模块机器人的模块的立体图。

图2为模块机器人的系统结构图。

图3为表示模块的连结例的图。

图4为表示模块的连结例的图。

图5为表示模块的连结例的图。

图6为连结模块而构成脚部的模块机器人的侧视图。

图7为表示本发明的第一实施方式的变形例的剖视图。

图8为本发明的第二实施方式所涉及的模块的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

＜第一实施方式＞

首先，参照图1～图6，对本发明的第一实施方式所涉及的模块机器人100进行说明。

模块机器人100(参照图6)是将图1所示的模块101连结而被构成的。

首先，参照图1对模块101进行说明。图1为模块101的立体图。

模块101具有：作为第一部件的第一连杆1；作为第二部件的第二连杆2，其以相对移动自如的方式而与第一连杆1连结；作为液体压力缸的液压缸3，其使第一连杆1和第二连杆2相对移动。

第一连杆1和第二连杆2经由旋转轴4而以旋转自如的方式被连结。模块101还具有将第一连杆1和第二连杆2连结成旋转自如的作为第三连杆的V字连杆5。V字连杆5由经由旋转轴6而以旋转自如的方式被连结的第一柄5a和第二柄5b构成。第一柄5a经由旋转轴7而以旋转自如的方式与第一连杆1连结，第二柄5b经由旋转轴8而以旋转自如的方式与第二连杆2连结。

液压缸3为通过从作为工作液供给源的泵10(参照图2)被供给的工作油(工作液)而进行伸缩工作的致动器。液压缸3具有筒状的缸筒3a、和以滑动自如的方式而被插入至缸筒3a的活塞杆3b。缸筒3a的端部经由旋转轴9而以旋转自如的方式与第一连杆1连结，活塞杆3b的端部以旋转自如的方式而与V字连杆5的旋转轴6连结。另外，也可以将缸筒3a的端部以旋转自如的方式而与V字连杆5的旋转轴6连结，并将活塞杆3b的端部经由旋转轴9以旋转自如的方式而与第一连杆1连结。这样，液压缸3的一端部以旋转自如的方式而与第一连杆1连结。

在活塞杆3b上连结有以滑动自如的方式而被插入至缸筒3a中的活塞。缸筒3a的内部通过活塞而被划分为杆侧室和杆相反侧室。在缸筒3a上，设置有与杆侧室连通的第一供排端口3c、和与杆相反侧室连通的第二供排端口3d。

液压缸3是通过从泵10经由第一供排端口3c向杆侧室供给工作油、并且杆相反侧室的工作油经由第二供排端口3d向流体箱15(参照图2)被排出，从而进行收缩工作。另一方面，液压缸3是通过从泵10经由第二供排端口3d向杆相反侧室供给工作油、并且杆侧室的工作油经由第一供排端口3c向流体箱15被排出，从而进行伸长工作。通过液压缸3进行伸缩工作从而使V字连杆5的角度(第一柄5a和第二柄5b所成的角度)变化，第一连杆1和第二连杆2以旋转轴4为中心进行相对旋转。这样，通过驱动液压缸3，从而能够使第一连杆1和第二连杆2相对旋转。模块101具有以旋转轴4作为中心的一个自由度的旋转自由度，第一连杆1、第二连杆2、以及液压缸3以形成单一的自由度的方式而被连结。

通过对V字连杆5的长度(第一柄5a以及第二柄5b的长度)、以及V字连杆5相对于第一连杆1和第二连杆2的安装位置(旋转轴7、8的位置)进行调节，从而第一连杆1和第二连杆2相对于液压缸3的行程长度以及行程速度的相对旋转角度以及相对旋转速度得到调节。

由于液压缸3为单筒类型，因此，第一供排端口3c和第二供排端口3d如图1所示分别被设置于缸筒3a的两端。作为替代，液压缸3也可以为多筒类型。在该情况下，由于能够将第一供排端口3c和第二供排端口3d集约于缸3a的一端，因此，容易进行分别与第一供排端口3c和第二供排端口3d连接的配管(未图示)的处理。另外，即便液压缸3为单筒类型，通过将分别与杆侧室以及杆相反侧室连通的一对液体通路形成于活塞杆3b内，从而也能够将第一供排端口3c和第二供排端口3d集约于活塞杆3b的顶端侧。另外，即便液压缸3为单筒类型，通过将与杆侧室连通的液体通路在长度方向上形成于缸筒3a的主体部内，从而也能够将第一供排端口3c和第二供排端口3d集约于活塞杆3a的端部侧。在该形态的情况下，若将3D打印用于缸筒3a的成形，则能够在缸筒3a的主体部内容易地形成与杆侧室连通的液体通路。

接着，参照图2，对模块机器人100的系统结构进行说明。图2为模块机器人的系统结构图。

模块机器人100除了具备模块101之外，还具备：泵10，其向液压缸3供给工作油；作为控制阀的伺服阀11，其对泵10与液压缸3之间的工作油的供排进行控制；作为状态量检测器的传感器12，其对模块101的状态量进行检测；控制器13，其根据传感器12的检测结果而对伺服阀11的动作进行控制从而对模块101的运动进行控制。

伺服阀11是针对各模块101的每个液压缸3而被设置的。即，各模块101的液压缸3通过被对应地设置的伺服阀11而被独立地控制。也可以通过将伺服阀11设置成与第一连杆1结合，从而与第一连杆1、第二连杆2、以及液压缸3一起模块化。即，也可以将伺服阀11构成为模块101的一个零件。通过这样进行构成，从而能够缩短对液压缸3的第一供排端口3c以及第二供排端口3d和伺服阀11进行连接的配管的长度。

在本实施方式中，作为传感器12，具有作为模块101的状态量而对第一连杆1和第二连杆2的相对旋转角度进行检测的编码器12a、和作为模块101的状态量而对液压缸3的压力进行检测的压力传感器12b。编码器12a以及压力传感器12b被构成为模块101的一个零件。

编码器12a被设置于旋转轴4，并对第一连杆1和第二连杆2的相对旋转进行检测。编码器12a的检测结果被用于模块101的位置控制。也可以除了设置编码器12a之外，还在液压缸3上设置对行程量进行检测的行程传感器，并根据液压缸3的行程量而对第一连杆1和第二连杆2的相对旋转角度进行运算。

压力传感器12b被设置于缸筒3a的第一供排端口3c以及第二供排端口3d，并对缸筒3a内的杆侧室以及杆相反侧室的压力进行检测。压力传感器12b的检测结果被用于模块101的负载控制。也可以除了设置压力传感器12b之外，还将作为模块101的状态量而对作用于液压缸3的负载进行检测的负载传感器设置于液压缸3。

作为由传感器12检测出的模块101的状态量，除了上述第一连杆1与第二连杆2的相对旋转角度、液压缸3的压力、液压缸3的负载之外，还可以为液压缸3的行程速度、向液压缸3被供给的工作油的流量等。既可以在对液压缸3的行程速度进行检测的情况下，只要在液压缸3上设置行程传感器以作为传感器12即可，也可以在对向液压缸3被供给的工作油的流量进行检测的情况下，只要在第一供排端口3c以及第二供排端口3d上设置流量传感器即可。只要根据模块101的运动控制恰当地选择由传感器12检测出的模块101的状态量即可。

控制器13对从输出装置14被输出的指令信号和来自传感器12的反馈信号的偏差进行运算，并以该偏差为零的方式而控制伺服阀11。这样，控制器13根据传感器12的检测结果而实施反馈控制。输出装置14和控制器13以有线或者无线的方式被连接，控制器13和伺服阀11也以有线或者无线的方式被连接。

控制器13既可以针对每个伺服阀11而设置，也可以通过一个控制器13对多个伺服阀11进行控制。另外，也可以设置一个主控制器，并且，针对每个伺服阀11而设置接收到来自主控制器的指令信号而控制各伺服阀11的副控制器。在针对每个伺服阀11而设置控制器13的情况下，也可以通过将控制器13设置成与伺服阀11或第一连杆1连结，从而与第一连杆1、第二连杆2、以及液压缸3一起模块化。即，也可以将控制器13构成为模块101的一个零件。

从输出装置14被输出的指令信号为对模块101的运动进行规定的信息。从输出装置14被输出的指令信号为被直接输入至输出装置14的信息、经由通信线而被发送至输出装置14的信息、从存储介质中被读出的信息等。

接着，参照图1、3～5，关于第一连杆1以及第二连杆2的结构、以及模块10彼此的连结进行详细说明。

第一连杆1呈长方体的六个面中的两个面开放而被形成的形状，并具有底板1a、一对侧板1b、1c、和背板1d这四个面，其中，所述底板1a沿着液压缸3的长度方向而延伸；所述一对侧板1b、1c以相对于底板1a垂直的方式而彼此对置，并以夹着液压缸3的方式而被形成；所述背板1d以相对于底板1a以及侧面1b、1c垂直的方式而与液压缸3的底部对置。

在第一连杆1的一对侧板1b、1c上以遍及两者的方式设置有旋转轴4、7、9。在底板1a以及一对侧板1b、1c上形成有多个用于轻量化的大径的孔20。

第一连杆1具有由底板1a、一对侧板1b、1c、以及背板1d包围的内部空间。由于液压缸3的一部分被收容于第一连杆1的内部空间内，因此，第一连杆1也作为液压缸3的壳体而起作用。也可以在第一连杆1的内部空间内收容控制器13。

第一连杆1的内部空间的与底板1a对置的面开放，液压缸3伴随着伸缩工作而以经由该开放面相对于第一连杆1进出的方式移动。具体而言，液压缸3在进行伸缩工作时，以旋转轴9作为中心而在被收容于第一连杆1内的方向或者从第一连杆1露出的方向上实施摆动运动。

将液压缸3的第一供排端口3c以及第二供排端口3d和伺服阀11连接的配管的一部分被收容于第一连杆1的内部空间内。液压缸3以第一供排端口3c以及第二供排端口3d与底板1a对置的朝向而被安装于第一连杆1。因此，容易将与第一供排端口3c以及第二供排端口3d连接的配管收容于第一连杆1的内部空间内。该配管经由孔20而从第一连杆1的内部空间向外部被处理。这样，被形成于第一连杆1的用于轻量化的孔20也通过具有与配管相比较大的直径而被用于配管的处理。

第二连杆2具有底板2a和一对侧板2b、2c，这一对侧板2b、2c以相对于底板2a垂直的方式而被形成为彼此对置。在一对侧板2b、2c上，以遍及两者的方式设置有旋转轴4、8。

虽然第一连杆1以及第二连杆2为金属制的，但是在作为模块101的用途而未要求刚性的情况下，也可以为树脂制的。

第二连杆2的一对侧板2b、2c的端部被插入至第一连杆1的一对侧板1b、1c的端部之间，一对侧板2b、2c和一对侧板1b、1c经由旋转轴4以彼此滑动接触的方式而进行相对旋转。另外，也可以为第一连杆1的一对侧板1b、1c的端部被插入至第二连杆2的一对侧板2b、2c的端部之间的形态。

在第一连杆1的底板1a、侧板1b、1c、以及背板1d上，彼此等间隔地形成有供用于连结模块101彼此的紧固件插入的多个紧固孔21。同样地，在第二连杆2的底板2a上，也彼此等间隔地形成有供用于连结模块101彼此的紧固件插入的多个紧固孔21。紧固件例如为螺栓。也可以将紧固孔21和用于轻量化的孔20设为相同直径而设为共通的孔。另外，多个紧固孔21也可以彼此不等间隔。

当将两个模块101彼此连结时，如图3～5所示，将一方的模块101A的第一连杆1的底板1a、侧板1b、1c、背板1d、以及第二连杆2的底板2a中的任意一个设为连结板31A，并且，将另一方的模块101B的第一连杆1的底板1a、侧板1b、1c、背板1d、以及第二连杆2的底板2a中的任意一个设为连结板31B，在使连结板31A和连结板31B彼此面接触的状态下，以遍及连结板31A的紧固孔21和连结板31B的紧固孔21的方式而插入紧固件，从而对连结板31A和连结板31B进行结合。此处，由于被形成于第一连杆1以及第二连杆2的多个紧固孔21被彼此等间隔地形成，因此，能够容易地结合连结板31A和连结板31B。这样，两个模块101A、101B是通过将模块101A的第一连杆1或者第二连杆2和模块101B的第一连杆1或者第二连杆2结合而被连结。

在图3～图5中，对构成模块机器人100的两个模块101A、101B的连结例进行说明。图3～图5关于将彼此相同的模块101A和模块101B连结的情况进行说明。此处，在本说明书中，相同的模块是指，构成模块的零件彼此相同，且上述零件的形状以及尺寸彼此相同的意思。即，相同的模块也能够称为相同规格件。

图3为模块101A的连结板31A和模块101B的连结板31B均为第一连杆1的底板1a、且将模块101A和模块101B的背面彼此连结的背面连结的示例。另外，由于被形成于模块101A以及模块101B的底板1a的紧固孔21等间隔地形成有多个，因此，也能够将模块101A和模块101B的相对位置以从图3的状态偏移的方式进行连结。

图4为模块101A的连结板31A为第二连杆2的底板2a，模块101B的连结板31B为第一连杆1的底板1a，且将模块101A和模块101B串联地连结的串联连结的示例。作为串联连结的其他示例，也可以将模块101A的连结板31A设为第二连杆2的底板2a，将模块101B的连结板31B设为第一连杆1的底板1d，且将模块101A和模块101B连结。另外，也可以将模块101A的连结板31A以及模块101B的连结板31B设为第一连杆1的背板1d，且将模块101A和模块101B连结。

图5为模块101A的连结板31A和模块101B的连结板31B均为第二连杆2的底板2a、且将模块101A和模块101B以偏移90度的方式连结的扭转连结的示例。

在图3以及图4所示的示例中，由于模块101A和模块101B的运动在相同平面内，因此，模块机器人100在整体上进行二维的运动。另一方面，如图5所示，通过将模块101A和模块101B扭转连结，从而使模块机器人100在整体上进行三维的运动。

图3～图5为模块101A、101B的连结例，模块101A和模块101B根据模块机器人100的期望的运动而被自由地连结。例如，虽然图3～图5为将模块101A和模块101B串联地连结的示例，但是通过将模块101A的第一连杆1的侧板1b和模块101B的第一连杆1的侧板1c结合，从而也能够将模块101A和模块101B并联地连结。通过在将多个模块101并联连结之后，对各液压缸3进行同步控制，从而能够放大模块机器人的输出。在并联连结的情况下，既可以将旋转轴4、6、7、8、9共通化，另外，也可以将伺服阀11共通化，并利用一个伺服阀11对多个液压缸3进行控制。

另外，当将模块101A的第一连杆1或者第二连杆2和模块101B的第一连杆1或者第二连杆2连结时，通过利用编织结构而连结两连杆，从而能够减少紧固用的螺栓的根数。另外，也可以不使用螺栓，而是利用电磁铁、液压夹具而结合两连杆。另外，也可以在模块101A的连结板31A以及模块101B的连结板31B中的一方上设置销，并在另一方上设置供销插入的孔。由于在利用螺栓将模块101A和模块101B连结之前，能够经由销而对模块101A和模块101B的相对位置进行调节，因此，容易进行模块101A和模块101B的连结作业。

接着，参照图6，对模块机器人100的一个示例进行说明。图6所示的模块机器人100示出了三个相同的模块101A、101B、101C以分别对应于踝关节、膝关节、髋关节的方式被连结而构成脚部机器人的示例。具体而言，模块101A、101B、101C各自的旋转轴4对应于踝关节、膝关节、髋关节。这样，一个模块101构成单关节模块，模块机器人100具有三个自由度。

模块101A和模块101B被图4所示的串联连结，模块101B和模块101C被图3所示的背面连结。在模块101a的第二连杆2上安装有相当于足部的足部件31，以作为附件。

模块101A、101B、101C的各控制器13根据被设置于旋转轴4的各编码器12a的检测结果而使各液压缸3进行伸缩工作，并以第一连杆1和第二连杆2的相对旋转角度成为期望的角度的方式而控制模块101A、101B、101C的运动。由于各模块101A、101B、101C的运动被独立地控制，从而对模块机器人100的姿势进行控制。

另外，模块101A、101B、101C的各控制器13根据被设置于液压缸3的压力传感器12b的检测结果而对各关节的转矩进行控制。例如，实施以取消模块机器人100的自重的方式而控制各液压缸3的重力补偿控制。

模块机器人100被用作自主步行机器人、安装于人并对人的步行和姿势进行支援的机器人。

模块机器人100并未被限定于图6所示的脚部机器人。例如，通过在模块101A的第二连杆2上安装支架、杆以作为附件，以代替足部件31，从而能够设为具有其他用途、功能的模块机器人100。另外，除了构成图6所示的脚部机器人之外，还通过将更多的模块101连结，从而构成人形机器人。这样，仅通过连结多个模块101，就能够简单地构成与用途、功能相应的各种机器人。

根据以上的第一实施方式，起到了以下所示的作用效果。

通过将具有第一连杆1、第二连杆2、以及液压缸3的多个模块101连结，从而能够简单地构成与各种用途对应的模块机器人100。另外，由于仅通过连结多个模块101，就能够构成模块机器人100，因此，组装容易，由于只要在输送时分割为各模块101即可，因此，容易组装以及输送。由此，能够构成可以对应于各种用途、且容易组装以及输送的模块机器人100。

另外，由于模块101的驱动源为液压，因此，与驱动源为电动马达的情况相比较，模块重量比的输出较大。由此，即便是要求高输出的用途的模块机器人100，也能够防止大型化。另外，由于液压缸3的伸缩工作由伺服阀11控制，因此，能够高精度地控制模块101的运动。

以下，对上述实施方式的变形例进行说明。以下的变形例也在本发明的范围内，也能够将以下的变形例和上述实施方式的结构组合或者将以下的变形例彼此组合。

(1)在上述实施方式中，对模块101具有一个自由度(单关节)的形态进行了说明。作为替代，模块也可以为具有多个自由度的形态。在设为多个自由度的情况下，只要增加连杆的数量、或者将液压缸变更为两杆类型即可。

(2)在上述实施方式中，对模块101具有旋转自由度的形态进行了说明。作为替代，模块也可以为具有多个平移自由度的形态。在该情况下，在彼此以滑动自如的方式被连结的第一部件和第二部件之间设置有液压缸3。

(3)在上述实施方式中，对将彼此相同的模块101连结的形态进行了说明。作为替代，所连结的模块也可以不是相同的模块(相同规格)。例如，也可以将具有形状和尺寸彼此不同的第一连杆以及第二连杆的模块连结，或者，将具有行程长度彼此不同的液压缸的模块连结。即，只要分别准备规定不同的多个模块，并根据模块机器人的期望的运动和模块机器人的用途、功能而自由地连结模块。但是，能够通过连结相同规格的多个模块而构成模块机器人而低成本地制造出模块机器人。

(4)在上述实施方式中，对以下形态进行了说明，即，模块101的第一连杆1以及第二连杆2具有多个板，如图3～图5所示，将模块101A的连结板31A和模块101B的连结板31B以彼此面接触的方式结合的形态。作为替代，如图7所示，模块101的第一连杆1以及第二连杆2也可以为一部分被开放的圆筒形状。图7示出了将模块101A和模块101B以使第一连杆1的背面彼此对置的方式而连结的示例。在该形态中，为了连结模块101A和模块101B，使间隔件40夹装于模块101A的第一连杆1与模块101B的第一连杆1之间，并且在模块101A以及模块101B的第一连杆1的内部分别设置间隔件41、42。间隔件40具有与模块101A的第一连杆1的外周面和模块101B的第一连杆1的外周面分别接触的曲面部40a、40b。间隔件41具有与模块101A的第一连杆1的内周面接触的曲面部41a，间隔件42具有与模块101B的第一连杆1的内周面接触的曲面部41b。通过以遍及间隔件41、模块101A的第一连杆1、以及间隔件40的方式而紧固螺栓43，并且以遍及间隔件42、模块101B的第一连杆1、以及间隔件40的方式而紧固螺栓44，从而对模块101A和模块101B进行连结。这样，第一连杆1以及第二连杆2的形状也可以为圆筒形状。另外，第一连杆1以及第二连杆2的形状可以为球面形状，也可以为将圆筒形状和球面形状组合后获得的形状。

(5)在上述实施方式中，对将模块101A的连结板31A和模块101B的连结板31B以彼此面接触的方式结合的形态进行了说明。作为替代，也可以使间隔件夹装于模块101A的连结板31A与模块101B的连结板31B之间，并通过该间隔件而连结模块101A和模块101B。通过夹装间隔件，从而能够在模块101A与模块101B之间设置间隙。

(6)在上述实施方式中，对模块101A和模块101B以不能够相对移动的方式连结的形态进行了说明。作为替代，也可以将模块101A和模块101B连结成能够相对移动。例如，也可以经由销而连结模块101A和模块101B，并且以将销作为中心而彼此能够旋转或者摆动、或者能够旋转且能够摆动的方式进行构成。在该形态的情况下，也可以设置用于将模块101A和模块101B彼此旋转或者摆动的动力源。

(7)在上述实施方式中，对具有将第一连杆1和第二连杆2连结成旋转自如的V字连杆5的形态进行了说明。V字连杆5并非本发明的必须的结构，也可以以遍及第一连杆和第二连杆2的方式直接连结液压缸3。但是，在第一连杆1和第二连杆2由V字连杆5连结的上述实施方式中，采用了第一连杆1和第二连杆2的旋转轴4位于V字连杆5的旋转轴7、8之间、且V字连杆5的角度伴随着第一连杆1和第二连杆2的相对旋转而变化的结构，因此，能够缩短液压缸3的行程长度，从而将液压缸3设为紧凑。

(8)在上述实施方式中，关于对泵10与液压缸3之间的工作油的供排进行控制的控制阀为伺服阀11的形态进行了说明。控制阀并未被限定于伺服阀11，也可以为电磁先导式的控制阀等。另外，也可以不设置控制阀(伺服阀11)，而是通过泵10对工作油相对于液压泵3的供排进行控制。在该情况下，只要对泵的转速和泵容量进行控制即可。

(9)在上述实施方式中，如图1所示，与液压缸3的杆侧室连通的第一供排端口3c被设置于缸筒3a的外周。作为替代，也可以将第一供排端口3c设置于缸筒3a的底部之后，以与在旋转轴9内所形成的液体通路连通的方式而构成。通过这样构成，从而只要用配管将在旋转轴9的端面所形成的液体通路的开口部和伺服阀11连接即可，因此，容易进行配管的处理。在该形态的情况下，若将3D打印用于缸筒3a的成形，则能够在缸筒3a的底部容易地形成第一供排端口3c。

(10)虽然在上述实施方式中，作为液体压力缸，对工作液是工作油的液压缸3的形态进行了说明，但作为工作液，也可以使用工作水等其他的流体，以替代工作油。

＜第二实施方式＞

接着，参照图8，对本发明的第二实施方式进行说明。图8为本发明的第二实施方式所涉及的模块102的示意图。以下，关于与上述第一实施方式不同的点进行说明，对于具有与上述第一实施方式相同的功能的结构，在图中标注相同符号并省略说明。

在上述第一实施方式所涉及的模块101中，液压缸3的一端部以旋转自如的方式与第一连杆1连结。与此相对，在第二实施方式所涉及的模块102中，液压缸3被内置于第一连杆1内，并以不能够旋转的方式与第一连杆1连结。以下，进行详细说明。

在模块102中，缸筒3a以不能够旋转的方式与第一连杆1连结。即，缸筒3a以相对于第一连杆1不相对移动的方式而被固定于第一连杆1。

活塞杆3b的端部经由曲柄51而与作为第三连杆的V字连杆5连结。曲柄51的一端部经由旋转轴52以旋转自如的方式与活塞杆3b的端部连结，并且另一端以旋转自如的方式与V字连杆5的旋转轴6连结。在第一连杆1上沿着活塞杆3b的轴向而设置有线性导轨50，活塞杆3b沿着线性导轨50而移动。

通过液压缸3进行伸缩工作，从而使活塞杆3b和曲柄51所成的角度以及V字连杆5的角度变化，第一连杆1和第二连杆2以旋转轴4作为中心而进行相对旋转。这样，通过驱动液压缸3，从而能够使第一连杆1和第二连杆3相对旋转。

通过对曲柄51的长度进行调节，从而能够对第一连杆1和第二连杆2的旋转转矩进行调节。

在上述第一实施方式所涉及的模块101中，液压缸3以伴随着伸缩工作而相对于第一连杆1进出的方式进行移动。与此相对，在模块102中，液压缸3被内置于第一连杆1并以不能够旋转的方式被连结，因此，液压缸3未伴随着伸缩工作而相对于第一连杆1进出。由此，能够紧凑地构成模块102。

模块102具备：作为控制阀的伺服阀11，其对泵10与液压缸3之间的工作油的供排进行控制；作为状态量检测器的传感器12，其对模块101的状态量进行检测；控制器13，其根据传感器12的检测结果而对伺服阀11的动作进行控制从而对模块102的运动进行控制。伺服阀11、传感器12、以及控制器13作为模块102的一个零件而被构成。

伺服阀11被设置于各模块102，并独立地控制液压缸3。

在本实施方式中，作为传感器，具有压力传感器12b和线性编码器12c，其中，所述压力传感器12b对液压缸3的压力(缸筒3a内的杆侧室以及杆相反侧室的压力)进行检测以作为模块101的状态量，所述线性编码器12c对活塞杆3b的变位进行检测。

由于在模块102中，缸筒3a被固定于第一连杆1而不进行相对移动，因此，能够将伺服阀11、压力传感器12b、线性编码器12c、以及控制器13内置于第一连杆1内。由此，能够紧凑地构成模块102，并且能够防止上述零件的破损。

另外，曲柄51以及V字连杆5并非是本发明的必须的结构。既可以省略V字连杆5，并将曲柄51以旋转自如的方式与第二连杆5连结，也可以省略曲柄51以及V字连杆5，并将活塞杆3b的端部以旋转自如的方式与第二连杆2连结。

以下，对本发明的实施方式的结构、作用、以及效果进行总结说明。

模块机器人100是通过将多个模块101连结而被构成的，所述模块101具有：第一连杆1(第一部件)；第二连杆2(第二部件)，其以相对移动自如的方式而与第一连杆1连结；液压缸3(液体压力缸)，其使第一连杆1和第二连杆2相对移动。

在该结构中，通过将具有第一连杆1、第二连杆2、以及液压缸3的多个模块101连结，从而能够构成与各种用途对应的模块机器人100。另外，由于仅通过连结多个模块101，就能够构成模块机器人100，因此，组装容易，由于只要在输送时分割为各模块101即可，因此，容易组装以及输送。由此，能够构成可以对应于各种用途、且容易组装以及输送的模块机器人100。

另外，模块机器人100是通过将至少两个相同的模块101连结而被构成的。

在该结构中，能够低成本地制造模块机器人100。

另外，第一部件以及第二部件为以旋转自如的方式被连结的第一连杆1以及第二连杆2。

另外，液压缸3以不能够旋转的方式与第一连杆1连结。

在该结构中，能够紧凑地构成模块102。

另外，模块101、102还具有将第一连杆1和第二连杆2连结成旋转自如的V字连杆5(第三连杆)，液压缸3的一端部与第一连杆1连结，另一端部与V字连杆5连结。

在该结构中，能够缩短液压缸3的行程长度，从而使液压缸3变得紧凑。

另外，模块机器人100还具备：泵10(工作液供给源)，其向液压缸3供给工作液；伺服阀11(控制阀)，其对泵10与液压缸3之间的工作油(工作液)的供排进行控制。

另外，模块101、102还具有：传感器12(状态量检测器)，其对模块101的状态量进行检测；控制器13，其根据传感器12的检测结果而对伺服阀11的动作进行控制，从而对模块101的运动进行控制。

在上述结构中，能够控制模块机器人100的运动。

另外，两个模块101A、101B是通过一方的模块101A的第一连杆1或者第二连杆2和另一方的模块101B的第一连杆1或者第二连杆2被结合而被连结的，第一连杆1或者第二连杆2具有彼此面接触而被结合的连结板31A、31B。

另外，在连结板31A、31B上，彼此等间隔地形成有供用于将连结板31A、31B彼此连结的紧固件插入的多个紧固孔21。

在上述结构中，能够容易地连结一方的模块101A的连结板31A和另一方的模块101B的连结板31B。

另外，液压缸3被内置于第一连杆1。

另外，模块102还具有：伺服阀11(控制阀)，其对泵10(工作液供给源)与液压缸3之间的工作液的供排进行控制；传感器12(状态量检测器)，其对模块102的状态量进行检测；控制器13，其根据传感器12的检测结果而对伺服阀11的动作进行控制，从而对模块102的运动进行控制，伺服阀11、传感器12、以及控制器13被内置于第一连杆1。

在上述结构中，能够紧凑地构成模块102。

另外，模块机器人100的三个模块101A、101B、101C以对应于踝关节、膝关节、髋关节的方式被连结而构成脚部。

在该结构中，仅通过将三个模块101A、101B、101C连结，就能够构成脚部机器人。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是，上述实施方式仅仅表示本发明的应用例的一部分，并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构的意思。

本申请要求基于在2019年6月27日向日本专利局提出的日本特愿2019-119950的优先权，并通过参照的方式在本说明书中引入了该申请的全部内容。

Claims (12)

1.一种模块机器人，其中，

所述模块机器人是通过将多个模块连结而被构成的，

所述模块具有：

第一部件；

第二部件，其以相对移动自如的方式而与所述第一部件连结；

液压缸，其使所述第一部件和所述第二部件相对移动。

2.如权利要求1所述的模块机器人，其中，

所述模块机器人是通过将至少两个相同的所述模块连结而被构成的。

3.如权利要求1或2所述的模块机器人，其中，

所述第一部件以及所述第二部件为以旋转自如的方式而被连结的第一连杆以及第二连杆。

4.如权利要求3所述的模块机器人，其中，

所述液压缸以不能够旋转的方式而与所述第一连杆连结。

5.如权利要求3或4所述的模块机器人，其中，

所述模块还具有将所述第一连杆和所述第二连杆连结成旋转自如的第三连杆，

所述液压缸的一端部与所述第一连杆连结，另一端部与所述第三连杆连结。

6.如权利要求1至5中任一项所述的模块机器人，其中，具备：

工作液供给源，其向所述液压缸供给工作液；

控制阀，其对所述工作液供给源与所述液压缸之间的工作液的供排进行控制。

7.如权利要求6所述的模块机器人，其中，

所述模块还具有：

状态量检测器，其对所述模块的状态量进行检测；

控制器，其根据所述状态量检测器的检测结果而对所述控制阀的动作进行控制，从而对所述模块的运动进行控制。

8.如权利要求1至7中任一项所述的模块机器人，其中，

两个所述模块是通过一方的所述模块的所述第一部件或者所述第二部件与另一方的所述模块的所述第一部件或者所述第二部件结合而被连结的，

所述第一部件以及所述第二部件具有彼此面接触而结合的连结板。

9.如权利要求8所述的模块机器人，其中，

在所述连结板上彼此等间隔地形成有多个紧固孔，多个所述紧固孔供用于将所述连结板彼此连结的紧固件插入。

10.如权利要求4所述的模块机器人，其中，

所述液压缸被内置于所述第一连杆。

11.如权利要求10所述的模块机器人，其中，

所述模块还具有：

控制阀，其对工作液供给源与所述液压缸之间的工作液的供排进行控制；

状态量检测器，其对所述模块的状态量进行检测；

控制器，其根据所述状态量检测器的检测结果而对所述控制阀的动作进行控制，从而对所述模块的运动进行控制，

所述控制阀、所述状态量检测器、以及所述控制器被内置于所述第一连杆。

12.如权利要求1至11中任一项所述的模块机器人，其中，

三个所述模块以对应于踝关节、膝关节、髋关节的方式被连结而构成脚部。

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