DE112015004252B4

DE112015004252B4 - Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters

Info

Publication number: DE112015004252B4
Application number: DE112015004252.0T
Authority: DE
Inventors: Masaki Nagatsuka
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2035-09-19
Also published as: TWI613055B; CN106715056B; US10118290B2; US20170282356A1; DE112015004252T5; WO2016043304A1; CN106715056A; TW201622913A; JP6104867B2; JP2016060022A

Abstract

Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters (10), die umfasst:einen säulenförmigen Rückgrat-Teil (14), der sich von einem Hüftknochen-Teil (15) des Roboters (10) nach oben erstreckt;einen Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte, der mit dem Rückgrat-Teil (14) verbunden ist und sich von dem Rückgrat-Teil zu einer Seite des Roboters (10) erstreckt; undeine Antriebs-Einheit (20), an der eine Arm-Einheit (50) des Roboters (10) drehbar angebracht ist und die wenigstens mit einem vorgegebenen Antriebsglied (24) zum drehenden Antreiben der Arm-Einheit (50) von der Außenseite der Arm-Einheit (50) versehen ist;wobei die Antriebs-Einheit (20) mit dem Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte und mit dem Hüftknochen-Teil (15) an einem ersten Verbindungs-Punkt an dem Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte, der um einen vorgegebenen Abstand von einem Verbindungs-Punkt des Trage-Teils der oberen Körperhälfte und des Rückgrat-Teils (14) zu einer Seite desselben entfernt ist, bzw. an einem zweiten Verbindungs-Punkt an dem Hüftknochen-Teil (15) verbunden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In den letzten Jahren sind Forschung und Entwicklung nicht nur bei Industrierobotern, sondern auch bei Konsumentenrobotern aktiv betrieben worden, die im Alltagsleben von Menschen verschiedene Funktionen übernehmen. Es ist zu erwarten, dass von derartigen Robotern menschenähnliche Roboter (humanoide Roboter), die in der Lage sind, in aufrechter Haltung zu gehen, menschliche Tätigkeiten übernehmen können. Derartige humanoide Roboter weisen zahlreiche Gelenk-Teile auf, mit denen Tätigkeiten oder Bewegungen eines Menschen nachgeahmt werden, und es sind zahlreiche Bewegungen der Gelenk-Teile mit unterschiedlichen Freiheitsgraden erforderlich. Daher sind viele Antriebsglieder zum Antreiben von Gelenk-Teilen in einer oberen Körperhälfte eines humanoiden Roboters installiert, und deren Gewichte sind so groß, dass die von einer Tragestruktur für die obere Körperhälfte aufzunehmende Last nicht gering ist.
Dabei steht beispielsweise bei einer Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters, die in Patentdokument 1 dargestellt ist, ein Rückgrat-Teil vertikal aufrecht auf einem Hüftknochen-Teil, der von zwei Füßen getragen wird. Dabei erstreckt sich in Bezug auf den Rückgrat-Teil ein horizontales Trageelement zur rechten und zur linken Seite der oberen Körperhälfte an der Position von Schulter-Teilen und sind Arm-Einheiten des Roboters drehbar jeweils an vorderen Enden des horizontalen Trageelementes angebracht (siehe insbesondere 2A des Patentdokumentes 1). Dementsprechend werden die Arm-Einheiten des Roboters in einem Zustand getragen, in dem sie an dem horizontalen Trageelement aufgehängt sind.
Aus der JP 5 877 686 B2 und JP 2012 - 148 366 A sind Tragstrukturen für obere Körperhälften von Robotern bekannt.
LISTE DER ANFÜHRUNGEN
PATENTDOKUMENTE
PATENTDOKUMENT 1 Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2012-148366
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Bei herkömmlicher Technologie liegen, wie in dem oben erwähnten Patentdokument gezeigt, viele Fälle vor, in denen Arm-Einheiten drehbar an einem horizontalen Trageelement angebracht sind, das sich von einem Rückgrat-Teil eines Roboters zu seinen Seiten erstreckt. In einer oberen Körperhälfte eines derartigen Roboters werden die Arm-Einheiten mit relativ großem Gewicht an einer Position getragen, die um einen vorgegebenen Abstand von dem Rückgrat-Teil entfernt ist. Dadurch ist es, um die Momente der Arm-Einheiten in ausreichendem Maß aufzunehmen, erforderlich, dem horizontalen Trageelement und dem Rückgrat-Teil relativ hohe Steifigkeit zu verleihen, so dass eine Tendenz zu größerem Gewicht der gesamten oberen Körperhälfte des Roboters vorliegt. Des Weiteren nimmt, da die Arm-Einheiten direkt mit einem Skelettstruktur-Element (d. h. dem horizontalen Trageelement) verbunden sind, das die obere Körperhälfte des Roboters bildet, das Skelettstruktur-Element die Lasten direkt von den Arm-Einheiten auf. Auch aus diesem Grund kann eine Zunahme des Gewichtes der oberen Körperhälfte nicht vermieden werden, wenn die Beständigkeit gegenüber den Lasten gewährleistet werden soll.
Des Weiteren bedeutet die Zunahme des Gewichtes der oberen Körperhälfte des Roboters, dass die von einer Struktur der unteren Körperhälfte, wie beispielsweise Beinen, aufzunehmende Last zunimmt, und daher ist dies unter dem Aspekt der Festigkeit der unteren Körperhälfte, des Energieverbrauchs zum Antreiben des Roboters usw. nicht von Vorteil.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben aufgeführten Probleme gemacht worden, und ihre Aufgabe besteht darin, eine Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters zu schaffen, mit der das Gewicht der oberen Körperhälfte des Roboters verringert werden kann.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Bei der vorliegenden Erfindung wird, um das oben aufgeführte Problem zu lösen, eine Konstruktion eingesetzt, bei der eine Arm-Einheit und ein Antriebsglied zum Antreiben der Arm-Einheit an einer Antriebs-Einheit installiert sind, die eine relativ hohe Steifigkeit gewährleisten kann, und die Antriebs-Einheit an einer oberen Körperhälfte so installiert ist, dass sie als ein Element dient, das die obere Körperhälfte des Roboters trägt. Dadurch wird die obere Körperhälfte von der Antriebs-Einheit selbst getragen, wodurch auf effiziente Weise eine größere Festigkeit der oberen Körperhälfte erzielt werden kann.
Das heißt, die vorliegende Erfindung besteht aus einer Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters, die mit einem säulenförmigen Rückgrat-Teil, der sich von einem Hüftknochen-Teil des Roboters aus nach oben erstreckt, einem Trage-Teil der oberen Körperhälfte, der mit dem Rückgrat-Teil verbunden ist und sich von dem Rückgrat-Teil zu einer Seite des Roboters erstreckt, und einer Antriebs-Einheit versehen ist, an der eine Arm-Einheit des Roboters drehbar angebracht ist und die mit wenigstens einem vorgegebenen Antriebsglied zum drehenden Antreiben der Arm-Einheit von der Außenseite der Arm-Einheit versehen ist. Dabei ist die Antriebs-Einheit mit dem Trage-Teil der oberen Körperhälfte und dem Hüftknochen-Teil an einem ersten Verbindungs-Punkt an dem Trage-Teil der oberen Körperhälfte, der um einen vorgegebenen Abstand von einem Verbindungs-Punkt des Trage-Teils der oberen Körperhälfte und des Rückgrat-Teils zu einer Seite entfernt ist, bzw. an einem zweiten Verbindungs-Punkt an dem Hüftknochen-Teil verbunden.
Die Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters gemäß der vorliegenden Erfindung schließt eine Struktur ein, mit der wenigstens die Arm-Einheit in der oberen Körperhälfte des Roboters getragen wird, die den Rückgrat-Teil und den Hüftknochen-Teil einschließt. Dabei ist der Hüftknochen-Teil ein Skelettstruktur-Teil, der die Last der oberen Körperhälfte des Roboters aufnimmt, und im Allgemeinen ist die obere Körperhälfte des Roboters auf dem Hüftknochen-Teil angeordnet. Dementsprechend ist an dem Hüftknochen-Teil der Rückgrat-Teil, der die Mitte der oberen Körperhälfte ist, so angeordnet, dass er sich nach oben erstreckt. Dabei ist anzumerken, dass „nach oben“ und „nach unten“ Begriffe sind, die jeweils für eine Richtung stehen, in der eine Schwerkraft-Last wirkt, so beispielsweise für eine vertikale Richtung. Wenn der Roboter beispielsweise auf einer Aufstellfläche steht, ist eine Richtung von dem Hüftknochen-Teil zur Kopf-Seite des Roboters die mit „nach oben“ bezeichnete Richtung, und ist die dazu entgegengesetzte Richtung die mit „nach unten“ bezeichnete Richtung.
Des Weiteren ist in der oberen Körperhälfte des Roboters der Trage-Teil der oberen Körperhälfte mit dem Rückgrat-Teil so verbunden, dass er sich zu einer Seite des Roboters erstreckt. Dieser Trage-Teil der oberen Körperhälfte kann sich von dem Rückgrat-Teil zu den gegenüberliegenden Seiten des Roboters erstrecken oder kann sich davon zu einer Seite des Roboters erstrecken.
Dabei ist die Antriebs-Einheit mit dem vorgegebenen Antriebsglied versehen, das die Arm-Einheit von der Außenseite der Arm-Einheit des Roboters aus antreibt. Es wird davon ausgegangen, dass durch die Anordnung des vorgegebenen Antriebsgliedes zum Antreiben der Arm-Einheit an einer Position außerhalb der Arm-Einheit das Moment zum drehenden Antreiben der Arm-Einheit verringert werden kann, womit zur Verringerung des Gewichtes der oberen Körperhälfte des Roboters beigetragen wird. Dabei ist anzumerken, dass die Antriebs-Einheit aufgrund der Integration des vorgegebenen Antriebsgliedes relativ hohe strukturelle Steifigkeit aufweisen muss. Dementsprechend wird aufgrund der hohen Steifigkeit dieser gesamten Antriebs-Einheit die Antriebs-Einheit in der vorliegenden Erfindung als ein struktureller Körper zum Tragen der oberen Körperhälfte genutzt.
Das heißt, die Antriebs-Einheit ist, wie oben erwähnt, mit dem Trage-Teil der oberen Körperhälfte und dem Hüftknochen-Teil an dem ersten Verbindungs-Punkt an dem Trage-Teil der oberen Körperhälfte und an dem zweiten Verbindungs-Punkt an dem Hüftknochen-Teil verbunden. Dadurch wird es, da die Antriebs-Einheit so verbunden ist, möglich, die Steifigkeit, die die Antriebs-Einheit aufweist, zum Tragen des Trage-Teils der oberen Körperhälfte über den Hüftknochen-Teil zu nutzen. Dabei befindet sich der erste Verbindungs-Punkt an einer Position, die um den vorgegebenen Abstand von dem Rückgrat-Teil an einer Seite des Roboters entfernt ist, und liegt des Weiteren der zweite Verbindungs-Punkt an dem Hüftknochen-Teil unter dem Rückgrat-Teil, so dass der Abstand zwischen dem Rückgrat-Teil und dem zweiten Verbindungs-Punkt kürzer wird als der vorgegebene Abstand. Daher wird in der oberen Körperhälfte des Roboters ein Tragerahmen einer im Wesentlichen dreieckigen Form durch den Rückgrat-Teil, den Trage-Teil der oberen Körperhälfte und die Antriebs-Einheit gebildet, so dass die Festigkeit der oberen Körperhälfte des Roboters stabilisiert werden kann. Des Weiteren wird bei dem Tragerahmen die Struktur der Antriebs-Einheit selbst als ein Teil des Tragerahmens genutzt, so dass es möglich wird, eine Zunahme der Festigkeit der oberen Körperhälfte des Roboters zu erreichen, ohne dass das Gewicht derselben unnötigerweise zunimmt.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Es kann eine Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters geschaffen werden, die es ermöglicht, das Gewicht der oberen Körperhälfte des Roboters zu verringern.
Figurenliste

1 ist eine Vorderansicht eines Roboters, bei dem eine Tragestruktur der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
2 ist eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Roboters.
3 ist eine Hinteransicht des in 1 gezeigten Roboters.
4 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Arm-Einheit und eine Antriebs-Einheit bei dem in 1 gezeigten Roboter entfernt sind.
5 ist eine Ansicht, die die in 4 entfernte Antriebs-Einheit zeigt.
6 ist eine Ansicht, die der Innenseite der Antriebs-Einheit in dem in 1 gezeigten Roboter zeigt.
7 ist eine Ansicht, die einen Teil einer Rückseite des in 1 gezeigten Roboters zeigt.
8 ist eine erste Ansicht, einen Funktionszustand eines Verbindungs-Mechanismus im Inneren der Antriebs-Einheit in dem in 1 gezeigten Roboter zeigt.
9 ist eine zweite Ansicht, die einen Funktionszustand des Verbindungs-Mechanismus im Inneren der Antriebs-Einheit in dem in 1 gezeigten Roboter zeigt.
10 ist eine erste Ansicht, die der Erläuterung der Funktion des Verbindungs-Mechanismus im Inneren der Antriebs-Einheit in dem in 1 gezeigten Roboter dient.
11 ist eine zweite Ansicht, die der Erläuterung der Funktion des Verbindungs-Mechanismus im Inneren der Antriebs-Einheit in dem in 1 gezeigten Roboter dient.

AUSFÜHRUNGSWEISEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden spezielle Formen bzw. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf Basis der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Jedoch sollen die Abmessungen, Materialien, Formen, relativen Anordnungen von Einzelteilen usw., wie sie in den Ausführungsformen beschrieben werden, den technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht lediglich speziell auf diese beschränken, sofern dies nicht ausdrücklich angemerkt wird.
Ausführungsform 1
Aufbau von Roboter 10
Im Folgenden wird der Gesamtaufbau eines Roboters 10, an eine Tragestruktur gemäß der vorliegenden Erfindung installiert ist, anhand von 1 bis 3 beschrieben. 1 ist eine Vorderansicht des Roboters 10, 2 ist eine Seitenansicht des Roboters 10 von links, und 3 ist eine Hinteransicht des Roboters 10. Es ist dabei anzumerken, dass, um einfaches und deutliches Verständnis zu ermöglichen, in jeder dieser Figuren der Innenaufbau des Roboters 10 in einem Zustand dargestellt ist, in dem eine Abdeckung des Hauptkörpers bis auf eine linke Hand weggelassen ist. Es ist des Weiteren anzumerken, dass in der vorliegenden Ausführungsform davon ausgegangen wird, dass die Richtung der Vorwärtsbewegung des Roboters 10 als eine positive bzw. +-Richtung einer x-Achse festgelegt ist, eine Richtung von dem Roboter 10 aus nach links als eine positive bzw. +-Richtung einer y-Achse festgelegt ist und eine der Schwerkraft entgegengesetzte Richtung des Roboters 10 als eine positive bzw. +-Richtung einer z-Achse festgelegt ist, die x-Achse eine Roll-Achse ist, die y-Achse eine Nick-Achse ist und die z-Achse eine Gier-Achse ist. Dementsprechend ist eine Drehung um die x-Achse herum eine Roll-Bewegung, eine Drehung um die y-Achse herum eine Nick-Bewegung und eine Drehung um die z-Achse herum eine Gier-Bewegung. Des Weiteren ist eine nach oben verlaufende Richtung in der vorliegenden Ausführungsform die positive bzw. +-Richtung auf der z-Achse, d. h. die der Schwerkraft entgegengesetzte Richtung, und ist andererseits eine nach unten verlaufende Richtung die negative bzw. --Richtung der z-Achse, d. h. die Richtung der Schwerkraft. Eine nach links und nach rechts verlaufende Richtung ist eine von dem Roboter 10 aus gesehen nach links und rechts verlaufende Richtung, wobei die positive bzw. +-Richtung auf der y-Achse eine nach links verlaufende Richtung ist und eine negative bzw. --Richtung auf der y-Achse eine nach rechts verlaufende Richtung ist.
Der Roboter 10 ist ein humanoider Roboter und hat einen Körper, der eine Skelettstruktur eines Menschen nachahmt. Schematisch besteht die Skelettstruktur der oberen Hälfte des Körpers des Roboters (im Folgenden der Einfachheit halber als eine „Skelettstruktur der oberen Körperhälfte“ bezeichnet) aus einem Rückgrat-Teil 14, der sich in 1 in der Richtung der z-Achse erstreckt und verschiedene Typen weiter unten erläuterter Knochen-Teile 14a-14d enthält, die aus Blech bestehen, einem Hüftknochen-Teil 15, der mit dem Rückgrat-Teil 14 so verbunden ist, dass er ihn trägt, sowie einem Becken-Teil 16, der den Hüftknochen-Teil 15 trägt und mit dem ein nicht dargestelltes Paar Beine des Roboters 10 verbunden ist. Weiterhin ist der Hals 13 des Roboters 10 mit dem Rückgrat-Teil 14 verbunden, und des Weiteren ist ein Kopf 11 an dem Hals 13 angeordnet. Dabei ist anzumerken, dass eine Kamera 12 zum Fotografieren der Außenumgebung an dem Kopf 11 installiert ist. Durch die Verbindung des Kopfes 11 mit dem Rückgrat-Teil 14 über diesen Hals 13 wird es dem Kopf 11 ermöglicht, eine Roll-Bewegung und eine Gier-Bewegung in Bezug auf den Rückgrat-Teil 14 durchzuführen, jedoch bildet der Innenaufbau des Roboters für diese Bewegungen nicht den Kern der vorliegenden Erfindung, so dass auf eine ausführliche Erläuterung desselben in der vorliegenden Beschreibung verzichtet wird.
Des Weiteren sind bei dem Roboter 10 Antriebs-Einheiten 20, mit denen der Antrieb der oberen Körperhälfte gesteuert wird, an einer rechten oberen Körperhälfte bzw. einer linken oberen Körperhälfte angeordnet. Dabei sind, wie in 4 gezeigt, ein vorderer Schlüsselbein-Teil 14a an der vorderen Seite des Roboters und ein hinterer Schlüsselbein-Teil 14d an der hinteren Seite des Roboters mit dem Rückgrat-Teil 14 an Positionen, die in Schulter-Teilen des Roboters 10 liegen, so verbunden, dass sie sich auf die Seiten des Roboters 10 zu erstrecken. Des Weiteren sind ein vorderer Brustbein-Teil 14c an der vorderen Seite des Roboters und ein hinterer Brustbein-Teil 14d an der hinteren Seite des Roboters mit dem Rückgrat-Teil 14 an Positionen, die in einem Brustkorb-Teil (ein Abschnitt, der tiefer liegt als die Schulter-Teile) des Roboters liegen, desgleichen so verbunden, dass sie sich auf die Seiten des Roboters 10 zu erstrecken. Vorgegebene Räume werden durch diese Knochen-Teile 14a-14d und den Rückgrat-Teil 14 an der rechten bzw. der linken Seite des Rückgrat-Teils 14 in der oberen Körperhälfte des Roboters 10 gebildet. Die Antriebs-Einheiten 20 sind so angeordnet, dass sie in den vorgegebenen Räumen an der rechten bzw. linken Seite aufgenommen sind, und die Antriebs-Einheiten 20 sind mit den einzelnen Knochen-Teilen 14a-14d verbunden. Dadurch sind die zwei Antriebs-Einheiten 20 im Inneren des Roboters 10 installiert. Die Knochen-Teile 14a-14d sind aus flachem plattenförmigem Blech, das dünner ist als die Dicke des Rückgrat-Teils, so ausgebildet, dass die Anbringung der Antriebs-Einheiten 20 in Bezug auf den Rückgrat-Teil 14 relativ flexibel ausgeführt wird. Diese Knochen-Teile 14a-14d entsprechen einem Trage-Teil der oberen Körperhälfte der vorliegenden Erfindung, und insbesondere entsprechen die Knochen-Teile 14a, 14c einem vorderen Trage-Teil der oberen Körperhälfte der vorliegenden Erfindung und entsprechen die Knochen-Teile 14b, 14d einem hinteren Trage-Teil der oberen Körperhälfte der vorliegenden Erfindung. Dabei ist anzumerken, dass die Details der Anbringung der Antriebs-Einheiten 20 weiter unten beschrieben werden.
Aufbau der Antriebs-Einheiten 20
In 4 ist ein Zustand gezeigt, in dem eine Arm-Einheit 50 an der linken Seite des Roboters 10 und die entsprechende Antriebs-Einheit 20 für die linke obere Körperhälfte zusammen von der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte des Roboters 10 entfernt sind. Die Antriebs-Einheiten 20 sind also jeweils so aufgebaut, dass sie zusammen mit der entsprechenden Arm-Einheit 50 von der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte des Roboters 10 entfernt werden können, so dass Effizienz bei der Montage und Wartung des Roboters 10 in geeigneter Weise gewährleistet sind. In jeder der Antriebs-Einheiten 20 ist ein Drehantriebs-Mechanismus installiert, der einen Verbindungs-Mechanismus umfasst, und ein Ausgang von einem Antriebsglied wird durch diesen Drehantriebs-Mechanismus zu der entsprechenden Arm-Einheit 50 übertragen, so dass Drehantrieb der Arm-Einheit 50 ausgeführt wird.. Im Folgenden werden anhand von 5 und 6 die Details des Drehantriebs-Mechanismus erläutert. Dabei ist anzumerken, dass die Antriebs-Einheit 20 für die linke obere Körperhälfte des Roboters 10 in 5 offenbart bzw. dargestellt ist und andererseits in 6 eine detaillierte Struktur der Antriebs-Einheit 20 für die rechte obere Körperhälfte des Roboters 10 offenbart ist. Des Weiteren ist anzumerken, dass in 6, um das Innere der Antriebs-Einheit 20 zu zeigen, ein Teil der Konstruktion derselben (die Konstruktion einer äußeren Trägerplatte 21 usw., die weiter unten beschrieben wird) weggelassen ist. Des Weiteren haben die Antriebs-Einheit 20 für die linke obere Körperhälfte und die Antriebs-Einheit 20 für die rechte obere Körperhälfte in der vorliegenden Beschreibung den gleichen Aufbau, und daher gilt eine Erläuterung anhand von Fig. 5 und 6 für die Antriebs-Einheiten 20 und die Drehantriebs-Mechanismen in ihrem Inneren an den einander gegenüberliegenden Seiten.
Jede Antriebs-Einheit 20 weist einen Aufnahmeraum auf, der durch eine äußere Trägerplatte 21 und eine innere Trägerplatte 22, die mit der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte des Roboters 10 verbunden sind, sowie durch einen Abstandshalter 23 gebildet wird, der zwischen beiden Trägerplatten angeordnet ist. In einem Zustand, in dem eine Arm-Einheit 50 mit der entsprechenden Antriebs-Einheit 20 verbunden ist, ist die äußere Trägerplatte 21 eine Trägerplatte, die an der äußeren Seite des Roboters 10, d. h. an einer Seite angeordnet ist, die nahe an der Arm-Einheit 50 liegt, und einem ersten Trägerelement gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht. Des Weiteren ist die innere Trägerplatte 22 eine Trägerplatte, die im Inneren des Roboters 10 angeordnet ist, und entspricht einem zweiten Trägerelement der vorliegenden Erfindung. Dabei ist anzumerken, dass ein Lagerungs-Element 28, mit dem die Arm-Einheit 50 so gelagert wird, dass sie sich in Bezug auf die Nick-Achse frei drehen kann, an der äußeren Trägerplatte 21 so angebracht ist, dass die Arm-Einheit 50 über das Lagerungs-Element 28 mit der Seite der Antriebs-Einheit 20 verbunden ist. Als dieses Lagerungs-Element 28 wird unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Arm-Einheit 50 des Roboters 10, die ein relativ starkes Moment aufweist, innerhalb eines begrenzten räumlichen Volumens aufgenommen ist, vorzugsweise ein Lagerungs-Element eingesetzt, das Lasten in allen Richtungen, wie beispielsweise eine radiale Last, eine axiale Last usw., mittels eines Lagers aufnehmen kann. Beispielsweise ist es möglich, einen Kreuzrollenring einzusetzen, wie er von THK CO., LTD hergestellt wird.
Dabei ist der Abstandshalter 23 ein stabförmiges Element, das eine Länge hat, die den Zwischenraum zwischen den beiden Trägerplatten bestimmt. Die durch die äußere Trägerplatte 21, die innere Trägerplatte 22 und den Abstandshalter 23 gebildete Konstruktion bildet sozusagen das Gehäuse der Antriebs-Einheit 20, wobei dieses Gehäuse an der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte des Roboters 10 befestigt ist und drei Antriebsglieder 24, 25, 26 sowie ein Verbindungs-Mechanismus 30, der mit dem Antriebsglied 24 verbunden ist, darin angeordnet sind. Dabei ist anzumerken, dass die Antriebsglieder 24, 25 vorgegebenen Antriebsglieder an der vorliegenden Erfindung entsprechen. Das ist, dass Antriebsglied 24 entspricht einem Nick-Antriebsglied der-Einheit der vorliegenden Erfindung, und das Antriebsglied 25 entspricht einem Antriebsglied zum Antreiben des Hüftknochen-Teils der vorliegenden Erfindung.
Zunächst wird das Antriebsglied 24 erläutert. Das Antriebsglied 24 ist ein Linearbewegungs-Antriebsglied, das einen Servomotor, einen Hauptkörper 24a sowie eine Ausgangswelle 24b aufweist, die lineare Bewegung in der axialen Richtung des Antriebsgliedes durchführt, und ist an der äußeren Trägerplatte 21 sowie der inneren Trägerplatte 22 befestigt. An der Außenumfangsfläche der Ausgangswelle 24b ist eine Spiralgewindenut ausgebildet, und eine Kugelgewindemutter (nicht dargestellt), die in Gewindeeingriff mit der Gewindenut der Ausgangswelle 24b ist, ist in dem Hauptkörper 24a so aufgenommen, dass Drehung derselben nur um eine Achsenlinie des Hauptkörpers zugelassen wird. Der Servomotor ist dabei mit dem Hauptkörper 24a so verbunden, dass die Kugelgewindemutter gedreht wird, und die Bewegung der Kugelgewindemutter in der axialen Richtung ist innerhalb des Hauptkörpers 24a so eingeschränkt, dass die Ausgangswelle 24b mittels des Antriebs des Servomotors dadurch geradlinige Bewegung, d. h. lineare Bewegung, in der axialen Richtung durchführt.
Die Ausgangswelle 24b Des Antriebsgliedes 24 ist mit einer ersten Verbindungsglied-Einheit 31 von der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 und einer zweiten Verbindungsglied-Einheit 32 verbunden, die zusammen den Verbindungs-Mechanismus 30 bilden. Dabei ist anzumerken, dass dieser Verbindungs-Mechanismus 30 dem oben erwähnten Drehantriebs-Mechanismus entspricht. Dabei weist die erste Verbindungsglied-Einheit 31 zwei Wandabschnitte 31a auf, die sich, wie in 8 und 9 gezeigt, die weiter unten beschrieben werden, in der gleichen Richtung von den einander gegenüberliegenden Enden eines Trägerabschnitts 31c aus erstrecken, und eine Brücke 31b, die die beiden Wandabschnitte 31a miteinander verbindet, ist so angeordnet, dass sie parallel zu dem Trägerabschnitt 31c ist. Dieser Trägerabschnitt 31c ist über ein Lager so gelagert, dass er sich in Bezug auf die äußere Trägerplatte 21 und die innere Trägerplatte 22 frei drehen kann, so dass ein erster Lagerungs-Punkt 33 gebildet wird. Des Weiteren ist die Ausgangswelle 24b des Antriebsgliedes 24 so mit der Brücke 31b verbunden, dass ihre Richtung in Bezug auf die erste Verbindungsglied-Einheit 31 variabel ist, wobei ein Verbindungs-Punkt zwischen der Ausgangswelle des Antriebsgliedes und der Brücke mit 31e gekennzeichnet ist. Darüber hinaus ist ein hinterer Endabschnitt 31d, der sich von dem Trägerabschnitt 31c aus erstreckt, an der der Brücke 31b über den Trägerabschnitt 31c gegenüberliegenden Seite angeordnet. Die Richtung, in der sich der hintere Endabschnitt 31d erstreckt, entspricht nicht einer geraden Linie, die Verbindung zwischen dem Verbindungs-Punkt 31e an der Brücke 31b und dem ersten Lagerungs-Punkt 33 herstellt, sondern ist eine Richtung, in der das Antriebsglied 24 nicht in Bezug auf die gerade Linie angeordnet ist, d. h. eine Richtung, in der ein weiter unten beschriebener dritter Lagerungs-Punkt 35 positioniert ist. Diese zweite Verbindungsglied-Einheit 32 ist über ein Lager an einem Ende des hinteren Endabschnitts 31d (d. h. einem Ende an der gegenüberliegenden Seite eines Verbindungsabschnitts derselben mit dem Trägerabschnitt 31c) so gelagert, dass sie sich frei drehen kann, so dass ein zweiter Lagerungs-Punkt 34 gebildet wird.
So ist die erste Verbindungsglied-Einheit 31 als ein Verbindungsglied-Körper ausgebildet, der die Wandabschnitte 31a, die Brücke 31b, den Trägerabschnitt 31c und den hinteren Endabschnitt 31d umfasst. Dabei ist die erste Verbindungsglied-Einheit 31 so ausgebildet, dass, wenn der erste Lagerungs-Punkt 33, an dem der Verbindungsglied-Körper der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 frei drehbar gelagert ist, als ein Bezugspunkt gewählt wird, die Brücke 31b, mit der die Ausgangswelle 24b des Antriebsgliedes 24 verbunden ist, an einer Seite des ersten Lagerungs-Punktes 33 positioniert ist und der hintere Endabschnitt 31d, mit dem die zweite Verbindungsglied-Einheit 32 verbunden ist, an der äußeren Seite des ersten Lagerungs-Punktes 33 positioniert ist. Daher haben ein Punkt, an dem der Ausgang des Antriebsgliedes 24 wirkt, d. h. der Verbindungs-Punkt 31e, an dem der Ausgang des Antriebsgliedes 24 in die erste Verbindungsglied-Einheit 31 eingeleitet wird, und ein Punkt, an dem eine Kraft über die erste Verbindungsglied-Einheit 31 zu der Seite der zweiten Verbindungsglied-Einheit 32 übertragen wird, d. h. der zweite Lagerungs-Punkt 34, an dem der Ausgang von dem Antriebsglied 24 zu der Seite der zweiten Verbindungsglied-Einheit 32 abgeleitet wird, eine Korrelation, in der sie sich an dem ersten Lagerungs-Punkt 33 wie ein Schwenkarm hin-und her bewegen, und ist darüber hinaus die erste Verbindungsglied-Einheit 31 als ein Schwenk-Verbindungsglied ausgebildet. Das heißt, die erste Verbindungsglied-Einheit 31 ist so ausgebildet, dass, wenn sich der Verbindungs-Punkt 31e nach oben bewegt, sich der zweite Lagerungs-Punkt 34 nach unten bewegt und umgedreht, wenn sich der Verbindungs-Punkt 31e nach unten bewegt, sich der zweite Lagerungs-Punkt 34 nach oben bewegt. Damit ist es, da die erste Verbindungsglied-Einheit 31 als das Schwenk-Verbindungsglied ausgebildet ist, möglich, die Größe des zum Übertragen des Ausgangs des Antriebsgliedes 24 erforderlichen Mechanismus, insbesondere die Längenabmessung desselben, zu verringern. Des Weiteren wird es, durch Ausnutzung der Schwenkarm-Form der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 möglich, Verstärkung des Ausgangs des Antriebsgliedes 24 zu erzielen, und dies trägt ebenfalls zur Verringerung der Größe des Antriebsgliedes 24 bei.
Weiterhin ist die zweite Verbindungsglied-Einheit 32, wie oben erwähnt, an ihrem einen Ende drehbar mit dem hinteren Endabschnitt 31d der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 an dem zweiten Lagerungs-Punkt 34 verbunden und ist des Weiteren an ihrem anderen Ende über ein Lager so gelagert, dass sie sich frei in Bezug auf eine Platte 51 drehen kann, die mit einem Ende der Arm-Einheit 50 des Roboters 10 verbunden ist, wie dies in 9 dargestellt ist, die weiter unten beschrieben wird, so dass ein dritter Lagerungs-Punkt 35 gebildet wird. So ist die zweite Verbindungsglied-Einheit 32 so ausgebildet, dass sie einen plattenförmigen Hauptkörper hat, der den zweiten Lagerungs-Punkt 34 und den dritten Lagerungs-Punkt 35 einschließt, und dient die zweite Verbindungsglied-Einheit 32 dazu, eine Kraft, die von der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 ausgeübt wird, auf die Platte 51 zu übertragen. Diese Platte 51 ist eine Platte, die mit dem Ende der Arm-Einheit 50 verbunden ist, die über das Lagerungs-Element 28 drehbar installiert ist, und sich zusammen mit der Arm-Einheit 50 entsprechend der Drehung der Arm-Einheit 50 in der Nick-Richtung dreht. Dabei befindet sich der Lagerungs-Punkt 35 an einer Position, die um eine vorgegebene Strecke gegenüber dem Drehmittelpunkt dieser Arm-Einheit 50 in der Nick-Richtung verschoben ist, und wird die über die erste Verbindungsglied-Einheit 31 und die zweite Verbindungsglied-Einheit 32 auf die Platte 51 übertragene Kraft eine Antriebskraft, die bewirkt, dass sich die Arm-Einheit 50 in der Nick-Richtung dreht.
So wird die Antriebskraft des Antriebsgliedes 24 mittels des Verbindungs-Mechanismus 30, der aus der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 und der zweiten Verbindungsglied-Einheit 32 besteht, auf die Arm-Einheit 50 übertragen, wodurch die Drehbewegung der Arm-Einheit 50 in der Nick-Richtung bewirkt wird. Dabei ist die Arm-Einheit 50 über das Lagerungs-Element 28 an der äußeren Trägerplatte 21 gelagert und ist die erste Verbindungsglied-Einheit 31 drehbar an der äußeren Trägerplatte 21 sowie der inneren Trägerplatte 22 gelagert, so dass die Drehrichtungen der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 und der zweiten Verbindungsglied-Einheit 32 die gleiche Richtung sind wie die der Drehung der Arm-Einheit 50 in der Nick-Richtung.
Im Folgenden wird das Antriebsglied 25 erläutert. Das Antriebsglied 25 ist wie das Antriebsglied 24 ein Linearbewegungs-Antriebsglied, und ist an der äußeren Trägerplatte 21 und der inneren Trägerplatte 22 befestigt. Die Ausgangswelle des Antriebsgliedes 25 ist mit der Seite eines Endes des Schwenk-Verbindungsglied-Teils 18 verbunden, das über den Lagerungs-Punkt 18a drehbar an der äußeren Trägerplatte 21 und der inneren Trägerplatte 22 installiert ist. Dabei ist mit der Seite des anderen Endes des Schwenk-Verbindungsglied-Teils 18 über einen Lagerungs-Punkt 18b ein Übertragungs-Verbindungsglied-Teil 17 drehbar verbunden, und ist das Übertragungs-Verbindungsglied-Teil 17 des Weiteren mit dem Hüftknochen-Teil 15 verbunden. Dieser Schwenk-Verbindungsglied-Teil 18 hat wie bei der oben dargestellten ersten Verbindungsglied-Einheit 31 die Form eines Schwenkarms, und daher kann die Größe des zum Übertragen des Ausgangs des Antriebsgliedes 25 erforderlichen Mechanismus, insbesondere die Längenabmessung desselben, verringert werden, und des Weiteren ist es möglich, Verstärkung des Ausgangs des Antriebsgliedes 25 zu erzielen, wobei dies auch zur Verringerung der Größe des Antriebsgliedes 25 beiträgt.
In der rechten und der linken oberen Körperhälfte des Roboters 10 wird der Ausgang des Antriebsgliedes 25 auf den Hüftknochen-Teil 15 übertragen, so dass die obere Körperhälfte des Roboters 10 so angetrieben wird, dass sie sich aufgrund der nicht im Einzelnen dargestellten Konstruktion des Hüftknochen-Teils 15 in der Roll-Richtung sowie in der Gier-Richtung in Bezug auf den Becken-Teil 16 dreht. Dabei ist anzumerken, dass eine Konstruktion für den Drehantrieb der oberen Körperhälfte in Bezug auf diesen Becken-Teil 16 nicht den Kern der vorliegenden Erfindung bildet, so dass auf eine ausführliche Erläuterung desselben verzichtet wird.
Des Weiteren ist nur das Antriebsglied 25 in der Antriebs-Einheit 20 enthalten, und der Schwenk-Verbindungsglied-Teil 18 sowie der Übertragungs-Verbindungsglied-Teil 17, die mit dem Antriebsglied 25 zusammenhängende Verbindungsglied-Teile sind, sind nicht in der Antriebs-Einheit 20 enthalten (zu sehen in einem Zustand, in dem die Antriebs-Einheit entfernt worden ist, wie er in 4 dargestellt ist). Dies ist darauf zurückzuführen, dass, wenn die Verbindung zwischen dem Übertragungs-Verbindungsglied-Teil 17 und dem Hüftknochen-Teil 15 beim Entfernen der Antriebs-Einheit 20 aufgehoben bzw. getrennt wird, der Schwenk-Verbindungsglied-Teil 18 und der Übertragungs-Verbindungsglied-Teil 17 aus dem Gehäuse der Antriebs-Einheit 20 vorstehen und ihre Handhabung erschwert wird. Natürlich kann die Antriebs-Einheit 20 von der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte entfernt werden, so dass der Schwenk-Verbindungsglied-Teil 18 und der Übertragungs-Verbindungsglied-Teil 17 in der Antriebs-Einheit 20 eingeschlossen sind.
Im Folgenden wird der Aufbau des hinteren Teils des Roboters 10 anhand von 7 erläutert. 7 ist eine Ansicht, die den Aufbau des hinteren Teils der Antriebs-Einheit 20 zeigt. Es ist, wie in 7 gezeigt, ein Feder-Anbringungsabschnitt 52 vorhanden, der sich in einer Breitenrichtung der Schulter des Roboters 10 von der Platte 51 aus erstreckt. Zwei Federn 19, mit denen eine Drückkraft auf den hinteren Brustbein-Teil 14d ausgeübt wird, sind an diesem Feder-Anbringungsabschnitt 52 angebracht. Die Verbindungspositionen der Federn 19 in dem hinteren Brustbein-Teil 14d sind mit 19a gekennzeichnet.
Der Feder-Anbringungsabschnitt 52 befindet sich an der Platte 51, die Nick-Drehung zusammen mit der Arm-Einheit 50 durchführt, und die Verbindungsposition 19a befindet sich an der Seite des hinteren Brustbein-Teils 14d, der die Skelettstruktur der oberen Körperhälfte des Roboters 10 bildet, so dass die durch die Federn 19 ausgeübte Drückkraft ein Drehmoment erzeugt, das zu der Nick-Drehung der Arm-Einheit 50 beiträgt. Diese durch die Federn 19 ausgeübte Drückkraft wird weiter unten beschrieben.
Tragestruktur in Form von Antriebs-Einheit 20
Jede Antriebs-Einheit 20 ist, wie oben erwähnt, mit dem vorderen Schlüsselbein-Teil 14a bzw. dem hinteren Schlüsselbein-Teil 14b in einem Zustand verbunden, in dem die Antriebsglieder 24, 25 in einem Aufnahmeraum aufgenommen sind, der durch die äußere Trägerplatte 21 und die innere Trägerplatte 22 an einer oberen vorderen Position und einer oberen hinteren Position gebildet wird. Des Weiteren ist die Antriebs-Einheit 20 mit dem vorderen Brustbein-Teil 14c und dem hinteren Brustbein-Teil 14d an einer mittigen vorderen Position bzw. einer mittigen hinteren Position verbunden. Die Antriebs-Einheit 20 ist in ihrem unteren Abschnitt über die Ausgangswelle des Antriebsgliedes 25, den Schwenk-Verbindungs-glied-Teil 18 sowie den Übertragungs-Verbindungsglied-Teil 17 mit dem Hüftknochen-Teil 15 verbunden. Dabei entsprechen Verbindungs-Punkte der Knochen-Teile 14a - 14d mit der äußeren Trägerplatte 21 und der inneren Trägerplatte 22 des Antriebsgliedes 20 jeweils einem ersten Verbindungs-Punkt der vorliegenden Erfindung und entspricht ein Verbindungs-Punkt (Lagerungs-Punkt 17a) derselben mit dem Hüftknochen-Teil 15 über den Schwenk-Verbindungsglied-Teil 18 usw. einem zweiten Lagerungs-Punkt der vorliegenden Erfindung
Bei einer derartigen Verbindung der Antriebs-Einheit 20 mit der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte ist die Antriebs-Einheit 20 mit den einzelnen Knochen-Teilen 14a - 14d, die dem Trage-Teil der oberen Körperhälfte entsprechen, so verbunden, dass sie sie von unten trägt. Dabei befinden sich, wie aus den Figuren ebenfalls ersichtlich ist, die Verbindungs-Punkte zwischen der Antriebs-Einheit 20 und den einzelnen Knochen-Teilen 14a - 14d, die den ersten Verbindungs-Punkten entsprechen, an Positionen, die von dem Rückgrat-Teil 14 zu einer Seite des Roboters 10 um einen Abstand entfernt sind, der einer Schulterlänge des Roboters 10 entspricht, und sind an der Seite des Roboters 10 positioniert, die weiter von dem Lagerungs-Punkt 17a entfernt ist. Des Weiteren wird aufgrund der Tatsache, dass der Lagerungs-Punkt 17a, der dem zweiten Verbindungs-Punkt entspricht, ein Verbindungs-Punkt an dem Hüftknochen-Teil 15 ist, der mit dem Rückgrat-Teil 14 verbunden ist, ein im Wesentlichen dreieckiger Tragerahmen durch die ersten Verbindungs-Punkte, den zweiten Verbindungs-Punkt und die Verbindungs-Punkte der einzelnen Knochen-Teile 14a - 14d und des Rückgrat-Teils 14 gebildet. Das heißt, die Antriebs-Einheit 20 selbst ist an einer Seite in diesen Tragerahmen integriert.
Dabei befindet sich, wie ebenfalls aus den Figuren zu ersehen ist, bei diesem Tragerahmen die Antriebs-Einheit 20 in einem Zustand, in dem sich die äußere Trägerplatte 21 und die innere Trägerplatte 22 in ihrer Längsrichtung zwischen den ersten Verbindungs-Punkten und dem zweiten Verbindungs-Punkt erstrecken. Da die äußere Trägerplatte 21 und die innere Trägerplatte 22 auch Trägerplatten sind, an denen die Antriebsglieder 24, 25 befestigt sind, haben beide Trägerplatten eine Dicke, durch die sie sich für die Funktion als ein Gehäuse für die Antriebs-Einheit 20 eignen. Dementsprechend wird die Steifigkeit der äußeren Trägerplatte 21 und der inneren Trägerplatte 22 jeweils relativ hoch festgelegt.
Dementsprechend kann, wenn jede der Trägerplatten 21, 22 der Antriebs-Einheit 20 in eine Seite des oben dargestellten Tragerahmens integriert ist, die Steifigkeit jeder der Trägerplatten 21, 22 so genutzt werden, um die Skelettstruktur der oberen Körperhälfte des Roboters 10, insbesondere die Knochen-Teile 14a - 14d, zu tragen. Dies bedeutet, dass eine größere Festigkeit der oberen Körperhälfte des Roboters 10 auch ohne das Vorhandensein einer speziellen Tragestruktur zum Tragen der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte erreicht werden kann, das heißt, dass es möglich ist, zu verhindern, dass das Gewicht der oberen Körperhälfte durch die Vergrößerung der Festigkeit der oberen Körperhälfte des Roboters 10 zunimmt.
Darüber hinaus ist jede Arm-Einheit 50 nicht direkt mit den Knochen-Teilen 14a - 14d verbunden, sondern ist an der äußeren Trägerplatte 21 der Antriebs-Einheit 20 angebracht. Dabei dienen die Knochen-Teile 14a - 14d , da sie, wie oben erwähnt, aus dem Blech bestehen, dazu, die Antriebs-Einheit 20 elastisch zu tragen bzw. zu lagern. So kann, da die Antriebs-Einheit 20 elastisch gelagert ist, ein Teil der Last von der Arm-Einheit 50 durch die Elastizität der Knochen-Teile 14a - 14d absorbiert werden. Dadurch wird die Last, die von dem Lagerungs-Element 28 aufgenommen wird, wenn die Arm-Einheit 50 an der äußeren Trägerplatte 21 angebracht ist, verringert, so dass das Lagerungs-Element 28 mit einer relativ niedrigen zulässigen Last eingesetzt werden kann, so beispielsweise ein Kreuzrollenring, bei dem die zulässige radiale Last und die zulässige axiale Last relativ gering sind. Daher kann die Größe des Lagerungs-Elementes 28 verringert werden, und so kann die Zunahme des Gewichtes der oberen Körperhälfte des Roboters 10 verhindert werden.
Des Weiteren lässt sich zum Verhindern der Zunahme des Gewichtes der oberen Körperhälfte des Roboters 10 auch sagen, dass eine Anordnung nützlich ist, bei der das Antriebsglied 24 zum Antreiben der Arm-Einheit 50 in einem Zustand mit der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte verbunden ist, in der es fest in dem oben erwähnten Aufnahmeraum aufgenommen ist, der in der Antriebs-Einheit 20 ausgebildet ist. Da das Antriebsglied 24 an der Außenseite der Arm-Einheit 50 angeordnet ist, kann das Gewicht der Arm-Einheit 50 gegenüber dem Fall verringert werden, in dem das Antriebsglied 24 an der Innenseite der Arm-Einheit 50 angeordnet ist. Da die Arm-Einheit 50 ein Element ist, das drehend angetrieben wird, bewirkt die Verringerung des Gewichtes derselben eine Verringerung des Momentes der Arm-Einheit 50 sowie eine Verringerung der Last beim drehenden Antreiben derselben. Dadurch ist es nicht notwendig, das Lastaufnahmevermögen der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte in großem Maß zu erhöhen, und so wird davon ausgegangen, dass dies dazu beiträgt, eine Zunahme des Gewichtes der oberen Körperhälfte zu verhindern. Dabei ist anzumerken, dass, um die Arm-Einheit 50 in dem Zustand drehend anzutreiben, in dem das Antriebsglied 24 an der Außenseite der Arm-Einheit 50 angeordnet ist, eine Anordnung außerordentlich nützlich ist, bei der ein Ausgang von der Linearbewegungs-Ausgangswelle des Antriebsgliedes 24 durch die Funktion des Verbindungs-Mechanismus 30, der weiter unten beschrieben wird, auf die Arm-Einheit 50 übertragen wird.
Funktion des Verbindungs-Mechanismus 30
Der Verbindungs-Mechanismus 30 besteht, wie oben erwähnt, aus der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 und der zweiten Verbindungsglied-Einheit 32, und dient dazu, die Antriebskraft des Antriebsgliedes 24 auf die Platte 51 zu übertragen, die mit der Arm-Einheit 50 verbunden ist, so dass die Arm-Einheit 50 angetrieben wird und sich in der Nick-Richtung dreht. im Folgenden werden die Details der Funktion dieses Verbindungs-Mechanismus 30 anhand von 8, 9 und 10 erläutert.
8 zeigt den Innenraum der Antriebs-Einheit 20 um den Verbindungs-Mechanismus 30 herum in einem Zustand, in dem sich die Arm-Einheit 50 an der am weitesten unten liegenden bzw. tiefsten Position befindet, in der sie sich in einem Zustand, in dem sich die Arm-Einheit 50 vertikal nach unten erstreckt, d. h. in einem Zustand, in dem die Arm-Einheit 50 über das Lagerungs-Element 28 drehbar gelagert ist, entlang der Schwerkraft-Komponente am weitesten nach unten erstreckt. 9 hingegen zeigt den Innenraum der Antriebs-Einheit 20 um den Verbindungs-Mechanismus 30 herum in einem Zustand, in dem sich die Arm-Einheit 50 in einer horizontalen angehobenen Position befindet, in der sie in einem Zustand, in dem sich die Arm-Einheit 50 in der horizontalen Richtung erstreckt, d. h. in einem Zustand, in dem die Arm-Einheit 50 über das Lagerungs-Element 28 drehbar gelagert ist, veranlasst wird, sich gegen die Schwerkraft-Komponente von der am weitesten unten liegenden bzw. tiefsten Position nach oben zu bewegen. Das heißt, 8 stellt einen Zustand dar, in dem die Schwerkraft-Last an dem Antriebsglied 24 durch das Eigengewicht der Arm-Einheit 50 ein Minimum erreicht, und 9 stellt einen Zustand dar, in dem die Schwerkraft-Last ein Maximum erreicht.
Des Weiteren zeigt 10 die einzelnen Verbindungsglied-Einheiten, die den Verbindungs-Mechanismus 30 bilden, jeweils in einem Zustand, in dem sie auf einer z-y-Ebene vorstehen, so dass der Zustand jeder Verbindungsglied-Einheit leicht verständlich wird. Daher wird die erste Verbindungsglied-Einheit 31 in Form eines liegenden V bzw. einer geknickten Form dargestellt, bei der eine gerade Linie, die Verbindung zwischen dem Verbindungs-Punkt 31e und dem ersten Lagerungs-Punkt 33 herstellt, und eine gerade Linie, die Verbindung zwischen dem ersten Lagerungs-Punkt 33 und dem zweiten Lagerungs-Punkt 34 herstellt, zueinander gekrümmt sind. Dabei ist anzumerken, dass im Einzelnen die linke Figur (a) von 10 den Zustand des Verbindungs-Mechanismus 30 für den Fall darstellt, dass sich die Arm-Einheit 50, wie in 8 gezeigt, an der tiefsten Position befindet, und die rechte Figur (b) von 10 den Zustand des Verbindungs-Mechanismus 30 für den Fall darstellt, dass sich die Arm-Einheit 50, wie in 9 gezeigt, in der horizontalen angehobenen Position befindet.
Im Folgenden wird die Funktion des Verbindungs-Mechanismus 30 bei dem Roboter 10 für den Fall erläutert, dass die Arm-Einheit 50 angetrieben wird und sich von der tiefsten Position an die horizontale angehobene Position dreht. Wenn die Arm-Einheit 50 bei dem Roboter 10 die tiefste Position einnimmt, befindet sich die Ausgangswelle 24b des Antriebsgliedes 24 in einem Zustand, in dem sie die höchste bzw. oberste Position im Inneren der Antriebs-Einheit 20 einnimmt, wie dies in 8 dargestellt ist. So befindet sich der zweite Lagerungs-Punkt 34, wie in (a) von 10 gezeigt, in einem Zustand, in dem er die unterste bzw. tiefste Position einnimmt, die der zweite Lagerungs-Punkt 34 einnehmen kann. Daher tritt durch den Einfluss der Position dieses zweiten Lagerungs-Punktes 34 ein Zustand ein, in dem die zweite Verbindungsglied-Einheit 32 die Platte 51 nach unten eingezogen hat, so dass die tiefste Position der Arm-Einheit 50 über den in (a) von 10 gezeigten Zustand eingestellt wird.
So dreht sich, wenn die Ausgangswelle 24b von dem in (a) von 8 gezeigten Zustand durch den Antrieb des Antriebsgliedes 24 in den Hauptkörper 24a eingezogen wird (d. h., wenn sich die Ausgangswelle 24 in dem Roboter 10 linear nach unten bewegt), die erste Verbindungsglied-Einheit 31 in (a) von 10 entgegen dem Uhrzeigersinn um den ersten Lagerungs-Punkt 33 herum. Das heißt, aufgrund der nach unten gerichteten linearen Bewegung der Ausgangswelle 24b bewegt sich der Verbindungs-Punkt 31e nach unten, und gleichzeitig bewegt sich der zweite Lagerungs-Punkt 34 nach oben. Dadurch drückt die zweite Verbindungsglied-Einheit 32 die Platte 51 im Uhrzeigersinn nach außen, und so dreht sich in 10 die Arm-Einheit 50 und bewegt sich entsprechend der Drehung der Platte 51 im Uhrzeigersinn nach oben, so dass sie die horizontale angehobene Position erreicht, wie sie in (b) von 10 dargestellt ist.
Dabei wird bei dem Vorgang der Aufwärtsbewegung aufgrund von Drehung dieser Arm-Einheit 50 einem Winkel θ (im Folgenden als ein „Verbindungswinkel“ bezeichnet) besondere Aufmerksamkeit geschenkt, der durch eine gerade Linie, die Verbindung zwischen dem ersten Lagerungs-Punkt 33 und dem zweiten Lagerungs-Punkt 34 herstellt (im Folgenden als eine „erste gerade Linie“ bezeichnet), und eine gerade Linie gebildet wird, die Verbindung zwischen dem zweiten Lagerungs-Punkt 34 und dem dritten Lagerungs-Punkt 35 herstellt (im Folgenden als eine „zweite gerade Linie“ bezeichnet). Da der erste Lagerungs-Punkt 33 zwischen der äußeren Trägerplatte 21 und der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 sowie zwischen der inneren Trägerplatte 22 und der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 ausgebildet ist, bleibt die Position des ersten Lagerungs-Punktes 33 in Bezug auf die äußere Trägerplatte 21 oder dergleichen unabhängig vom Zustand der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 unverändert. Dann bewegt sich, wenn sich die erste Verbindungsglied-Einheit 31 entgegen dem Uhrzeigersinn von dem in (a) von 10 gezeigten Zustand aus dreht, der zweite Lagerungs-Punkt 34 um diesen ersten Lagerungs-Punkt 33 herum nach oben, und der Verbindungswinkel θ, der zunächst ein spitzer Winkel ist, überschreitet 90° und wird zu einem stumpfen Winkel und wird im in (b) von 10 gezeigten abschließenden Zustand ein Winkel, der nahezu 180° beträgt. Das heißt, aufgrund der Drehung der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 entgegen dem Uhrzeigersinn öffnet sich der Verbindungswinkel θ allmählich, so dass er sich 180° nähert, und bewegt sich der dritte Lagerungs-Punkt 35 nach oben, so dass er sich weiter von dem ersten Lagerungs-Punkt 33 entfernt.
Dadurch verlaufen in dem Zustand, in dem sich die Arm-Einheit 50, wie in (b) von 10 gezeigt, zur Horizontalen nach oben bewegt hat, die erste gerade Linie, die Verbindung zwischen dem ersten Lagerungs-Punkt 33 und dem zweiten Lagerungs-Punkt 34 herstellt, und die zweite gerade Linie, die Verbindung zwischen dem zweiten Lagerungs-Punkt 34 und dem dritten Lagerungs-Punkt 35 herstellt, im Wesentlichen auf einer geraden Linie und entlang der z-Achse. Dabei erreicht die Schwerkraft-Last aufgrund der Schwerkraft-Komponente der Arm-Einheit 50 das Maximum, jedoch sind die drei Lagerungs-Punkte 33, 34, 35 in dem Verbindungs-Mechanismus 30 an dem ersten Lagerungs-Punkt 33 im Wesentlichen auf einer geraden Linie fluchtend miteinander positioniert. Daher kann der Großteil der von der Arm-Einheit 50 übertragenen Schwerkraft-Last an dem ersten Lagerungs-Punkt 33 aufgenommen werden, der über die äußere Trägerplatte 21 usw. gelagert ist, so dass es möglich ist, die über den Verbindungs-Punkt 31e zur Seite des Antriebsgliedes 24 übertragene Last zu reduzieren.
Darüber hinaus werden bei dem Verbindungs-Mechanismus 30, wenn sich die Arm-Einheit 50 an einer Position in der Nähe der horizontalen angehobenen Position befindet, die Formen und Abmessungen der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 und der zweiten Verbindungsglied-Einheit 32 so festgelegt, dass das Verhältnis des Maßes der Drehung der Platte 51, die mit der Arm-Einheit 50 verbunden ist, in Bezug auf das Maß der Verschiebung der Ausgangswelle 24b des Antriebsgliedes 24 kleiner ist als in dem Fall, in dem sich die Arm-Einheit 50 an einer Position in der Nähe der tiefsten Position befindet. Dadurch ist ein Untersetzungsverhältnis, das das Verhältnis des Maßes der Verschiebung der Arm-Einheit 50 in Bezug auf das Maß der Verschiebung des an dem Antriebsglied 24 angebrachten Servomotors ist, so eingestellt, dass es größer ist, wenn sich die Arm-Einheit 50 der horizontalen angehobenen Position nähert. Daher ist, wenn sich die Arm-Einheit 50 in der Nähe der tiefsten Position befindet, das Untersetzungsverhältnis relativ klein, jedoch ist die durch die Arm-Einheit 50 ausgeübte Schwerkraft-Last ebenfalls klein, so dass der Grad des Einflusses in Bezug auf das Antriebsglied 24 gering gehalten werden kann. Hingegen kann in der Nähe der horizontalen angehobenen Position, an der die durch die Arm-Einheit 50 ausgeübte Schwerkraft-Last relativ groß ist, indem das Untersetzungsverhältnis vergrößert wird, der Grad des Einflusses der durch die Arm-Einheit 50 auf das Antriebsglied 24 ausgeübten Schwerkraft-Last so weit wie möglich verringert werden, wodurch es möglich ist, die Verringerung der Größe des Antriebsgliedes 24 zu erreichen.
Des Weiteren wird bei dem Roboter 10, wie in 7 gezeigt, eine Drückkraft mittels der Federn 19 ausgeübt. Dies wird im Folgenden anhand von 11 erläutert. 11 zeigt die Änderung der durch die Arm-Einheit 50 ausgeübten Schwerkraft-Last in Bezug auf den Drehwinkel der Arm-Einheit 50 im Verlauf der Zeit sowie die Änderung der Drückkraft der Federn 19 im Verlauf der Zeit mittels der Linien L1 bzw. L2. Dabei ist anzumerken, dass auf der Abszissenachse in 11 der Drehwinkel in dem Fall, in dem sich die Arm-Einheit 50 an der tiefsten Position befindet (d. h., in dem in (a) von 10 gezeigten Zustand), 0° beträgt und der Drehwinkel in dem Fall, in dem sich die Arm-Einheit 50 an der horizontalen angehobenen Position befindet (d. h., in dem in (b) von 10 gezeigten Zustand) 90° beträgt. Des Weiteren wird die Drückkraft der Federn 19 in einer Richtung ausgeübt, in der Drehmoment zum Anheben und Drehen der Arm-Einheit 50 in einem in 11 gezeigten Drehwinkelbereich erzeugt wird.
Dabei nimmt, wenn sich die Arm-Einheit 50 dreht und sich von der untersten Position an die horizontale angehobene Position nach oben bewegt, wie anhand der Linie L1 zu sehen ist, die Schwerkraft-Last allmählich zu. Dabei verhält sich, wie aus der Linie L2 zu ersehen ist, die Drückkraft der Federn 19 so, dass die Anbringungsposition und die Federkonstante jeder Feder so festgelegt sind, dass ihre Drückkraft in einem Bereich vor Erreichen der horizontalen angehobenen Position durch die Arm-Einheit 50 (d. h., ein Bereich oder eine Position, in dem/an der sich der Drehwinkel im Wesentlichen von 50° auf 75° ändert, und der als „Bereich vorgegebener Last“ bezeichnet wird) größer wird als die mit der Linie L1 dargestellte Schwerkraft-Last. Wenn die Federn 19 so ausgelegt sind, kann in einem Bereich, in dem die durch die Arm-Einheit 50 ausgeübte Schwerkraft-Last relativ groß wird, die Arm-Einheit 50 durch die Drückkraft der Federn 19 effektiv gelagert werden, und kann die auf das Antriebsglied 24 ausgeübte Last verringert werden. Dabei ist anzumerken, dass in einem Bereich, in dem die durch die Arm-Einheit 50 ausgeübte Schwerkraft-Last noch stärker wird als diejenige in dem Bereich vorgegebener Last (d. h., ein Bereich oder eine Position, in dem/an der sich der Drehwinkel der Arm-Einheit 50 im Wesentlichen von 75° auf 90° ändert) das Untersetzungsverhältnis aufgrund des Verbindungs-Mechanismus 30, wie oben erwähnt, relativ groß wird, so dass, selbst wenn die Drückkraft der Federn 19, wie in 11 gezeigt, geringer wird als die Last-Schwerkraft, die auf das Antriebsglied 24 ausgeübte Schwerkraft-Last verringert werden kann.
Des Weiteren ist, wie in 11 gezeigt, in einem Bereich, in dem die durch die Arm-Einheit 50 ausgeübte Schwerkraft-Last geringer wird als diejenige in dem Bereich vorgegebener Last (d. h., ein Bereich oder eine Position, in dem/an der sich der Drehwinkel der Arm-Einheit 50 im Wesentlichen von 0° auf 50° ändert) das Untersetzungsverhältnis aufgrund des Verbindungs-Mechanismus 30, wie oben erwähnt, relativ klein, jedoch ist die durch die Arm-Einheit 50 selbst ausgeübte Schwerkraft-Last relativ gering, so dass, selbst wenn die Drückkraft der Federn 19, wie in 11 gezeigt, geringer wird als die Last-Schwerkraft, die auf das Antriebsglied 24 ausgeübte Schwerkraft-Last nicht so stark ist, dass Verringerung der Größe des Antriebsgliedes 24 verhindert wird.
So kann, indem die Drückkraft der Federn 19 unter Berücksichtigung der Korrelation derselben mit dem durch den Verbindungs-Mechanismus 30 bewirkten Untersetzungsverhältnis die auf das Antriebsglied 24 ausgeübte Schwerkraft-Last in dem gesamten Drehantriebs-Bereich der Arm-Einheit 50 verringert werden, und die Verringerung der Größe des Antriebsgliedes 24 kann erzielt werden.
Im Folgenden wird unter erneuter Bezugnahme auf 10 nochmals auf den Verbindungs-Mechanismus 30 eingegangen. In Fällen, in denen sich die Arm-Einheit, wie in (b) von 10 gezeigt, in der horizontalen angehobenen Position befindet, kann die durch die Arm-Einheit 50 ausgeübte Schwerkraft-Last, wie oben erwähnt, an dem ersten Lagerungs-Punkt 33 effizient aufgenommen werden, da der zweite Lagerungs-Punkt 34 und der dritte Lagerungs-Punkt 35 aufgrund des ersten Lagerungs-Punktes 33 im Wesentlichen entlang der z-Achse fluchtend angeordnet sind. Dabei ist, wie oben erwähnt, die erste Verbindungsglied-Einheit 31 in einer Form (d. h., wie ein liegendes V oder geknickt) ausgebildet, die ungleichmäßig zur Seite des dritten Lagerungs-Punktes 35 hin gebogen ist. Daher kommen, wenn der Verbindungs-Punkt 31e der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 von dem in (a) von 10 gezeigten Zustand zu dem in (b) von 10 gezeigten Zustand verschoben wird, die erste gerade Linie, die Verbindung zwischen dem ersten Lagerungs-Punkt 33 und dem zweiten Lagerungs-Punkt 34 herstellt und die zweite gerade Linie, die Verbindung zwischen dem zweiten Lagerungs-Punkt 34 und dem dritten Lagerungs-Punkt 35 herstellt, aufgrund der gebogenen Form der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 leichter in Fluchtung miteinander. Bei dem Verbindungs-Mechanismus 30 lässt sich, wenn sich die Arm-Einheit 50 in der horizontalen angehobenen Position befindet, der Effekt aufgrund der Aufnahme der Schwerkraft-Last durch den ersten Lagerungs-Punkt 33 leicht erzielen, da die erste gerade Linie und die zweite gerade Linie einen Zustand einnehmen, in dem sie näher an Fluchtung miteinander sind. Dementsprechend muss die oben erwähnte gebogene Form der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 lediglich unter Berücksichtigung der Aufnahme der Schwerkraft-Last durch diesen ersten Lagerungs-Punkt 33 ausgeführt werden.
Des Weiteren wird die oben erwähnte gebogene Form der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 vorzugsweise so festgelegt, dass der Drehantrieb der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 von dem Zustand ausgehend leicht ausgeführt werden kann, in dem die erste gerade Linie und die zweite gerade Linie miteinander in Fluchtung gekommen sind. Wenn die erste gerade Linie und die zweite gerade Linie in Fluchtung miteinander gekommen sind, wird es, wenn sich die gerade Linie, die Verbindung zwischen dem Verbindungs-Punkt 31e und dem ersten Lagerungs-Punkt 33 herstellt, auf einer Verlängerung der ersten geraden Linie befindet, usw. schwer, ein Rückstell-Drehmoment auf die erste Verbindungsglied-Einheit 31 beim Zurückstellen von dem in (b) von 10 dargestellten Zustand auf den in (a) von 10 dargestellten Zustand auszuüben. Dementsprechend wird die gebogene Form der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 vorzugsweise so festgelegt, dass der Drehantrieb der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 leicht ausgeführt werden kann.
Dabei ist anzumerken, dass wie oben erwähnt, in der vorliegenden Ausführungsform ein Kreuzrollenring als das Lagerungs-Element 28 für die Drehlagerung der Arm-Einheit 50 eingesetzt werden kann. Der Kreuzrollenring ist ein Lagerungs-Element, das Lasten aus vielen Richtungen aufnehmen kann. Daher eignet sich die Funktion eines Kreuzrollenlagers zur Aufnahme von Lasten in Bezug auf die Arm-Einheit 50, und daher kann die Steifigkeit, die für das Antriebsglied 24 erforderlich ist, das dazu dient, die Nick-Drehung der Arm-Einheit 50 zu steuern, verringert werden, und auch dadurch lässt sich die Verringerung der Größe des Antriebsgliedes 24 erreichen.
Abwandlung
Bei der oben dargestellten Ausführungsform sind, um eine Drückkraft in der Drehrichtung zum Anheben (nach oben) auf die Arm-Einheit 50 auszuüben, die Federn 19 zwischen dem hinteren Brustbein-Teil 14d und der Platte 51 angeordnet, anstelle einer derartigen Anordnung können die Federn 19 jedoch zwischen der ersten Verbindungsglied-Einheit 31 oder der zweiten Verbindungsglied-Einheit 32, die zusammen den Verbindungs-Mechanismus 30 bilden, und der Skelettstruktur der oberen Körperhälfte des Roboters 10 angeordnet sein. Jedoch können, wie in 10 gezeigt, die beiden Verbindungsglied-Einheiten ihre Zustände in dem Drehantriebs-Bereich der Arm-Einheit 50 erheblich ändern, und daher ist es beim Verbinden der Federn 90 erforderlich, sie mit den Verbindungsglied-Einheiten an Positionen zu verbinden, an denen die Federn 19 keine der beiden Verbindungsglied-Einheiten behindern.
Bezugszeichenliste

10...: Roboter,
14...: Rückgrat-Teil,
14a...: vorderer Schlüsselbein-Teil,
14b...: hinterer Schlüsselbein-Teil,
14c...: vorderer Brustbein-Teil,
14d...: hinterer Brustbein-Teil,
15...: Hüftknochen-Teil,
17a...: Lagerungs-Punkt
19...: Federn,
20...: Antriebs-Einheiten,
21...: äußere Trägerplatte,
22...: innere Trägerplatte,
24, 25...: Antriebsglieder,
28...: Lagerungs-Element,
30...: Verbindungs-Mechanismus,
31...: erste Verbindungsglied-Einheit,
31a...: Wandabschnitte,
31b...: Brücke
31c...: Trägerabschnitt,
31d...: hinterer Endabschnitt,
31e...: Verbindungs-Punkt,
32...: zweite Verbindungsglied-Einheit,
33...: erster Lagerungs-Punkt,
34...: zweiter Lagerungs-Punkt,
35...: dritter Lagerungs-Punkt,
50...: Arm-Einheit,
51...: Platte

Claims

Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters (10), die umfasst: einen säulenförmigen Rückgrat-Teil (14), der sich von einem Hüftknochen-Teil (15) des Roboters (10) nach oben erstreckt; einen Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte, der mit dem Rückgrat-Teil (14) verbunden ist und sich von dem Rückgrat-Teil zu einer Seite des Roboters (10) erstreckt; und eine Antriebs-Einheit (20), an der eine Arm-Einheit (50) des Roboters (10) drehbar angebracht ist und die wenigstens mit einem vorgegebenen Antriebsglied (24) zum drehenden Antreiben der Arm-Einheit (50) von der Außenseite der Arm-Einheit (50) versehen ist; wobei die Antriebs-Einheit (20) mit dem Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte und mit dem Hüftknochen-Teil (15) an einem ersten Verbindungs-Punkt an dem Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte, der um einen vorgegebenen Abstand von einem Verbindungs-Punkt des Trage-Teils der oberen Körperhälfte und des Rückgrat-Teils (14) zu einer Seite desselben entfernt ist, bzw. an einem zweiten Verbindungs-Punkt an dem Hüftknochen-Teil (15) verbunden ist.
Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters nach Anspruch 1, wobei der Rückgrat-Teil (14) ein säulenförmiges Element ist, das eine vorgegebene Dicke hat; der Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte ein Element ist, das in einer Plattenform ausgebildet ist, die dünner ist als die vorgegebene Dicke; die Antriebs-Einheit (20) enthält: ein erstes Trägerelement (21), an dem die Arm-Einheit (50) drehbar angebracht ist; sowie ein zweites Trägerelement (22), das an einer Position angeordnet ist, die dem ersten Trägerelement (21) gegenüberliegt, und an dem ersten Element (21) so befestigt ist, dass ein Aufnahmeraum zum Aufnehmen wenigstens des vorgegebenen Antriebsgliedes (24) zwischen dem ersten Trägerelement (21) und dem zweiten Trägerelement (22) gebildet wird; das vorgegebene Antriebsglied (24) wenigstens an dem ersten Trägerelement (21) oder dem zweiten Trägerelement (22) in einem Zustand befestigt ist, in dem es in dem Aufnahmeraum aufgenommen ist; und die Antriebs-Einheit (20) mit dem Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte und dem Hüftknochen-Teil (16) so verbunden ist, dass sich das erste Trägerelement (21) und das zweite Trägerelement (22) der Antriebs-Einheit (20) zwischen dem ersten Verbindungs-Punkt und dem zweiten Verbindungs-Punkt erstrecken.
Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters (10) nach Anspruch 2, wobei der Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte einen vorderen Trage-Teil (14a, 14c) der oberen Körperhälfte, der sich an der Vorderseite des Roboters (10) befindet, und einen hinteren Trage-Teil (14b, 14d) der oberen Körperhälfte, der sich an der Rückseite des Roboters (10) befindet, über den Rückgrat-Teil aufweist; und das erste Trägerelement (21) und das zweite Trägerelement (22) an Ihren Vorderseiten mit dem vorderen Trage-Teil (14a, 14c) der oberen Körperhälfte verbunden sind und das erste Trägerelement (21) und das zweite Trägerelement (22) an ihren Rückseiten mit dem hinteren Trage-Teil (14b, 14d) der oberen Körperhälfte so verbunden sind, dass die Antriebs-Einheit (20) zwischen dem vorderen Trage-Teil (14a, 14c) der oberen Körperhälfte und dem hinteren Trage-Teil (14b, 14d) der oberen Körperhälfte eingeschlossen ist.
Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Antriebs-Einheit (20) als das vorgegebene Antriebsglied mit einem Nick-Antriebsglied der Arm-Einheit (50) versehen ist, mit dem die Arm-Einheit (50) so angetrieben wird, dass sie sich in einer Nick-Richtung dreht.
Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters (10) nach Anspruch 4, wobei die Antriebs-Einheit (20) des Weiteren als das vorgegebene Antriebsglied mit einem Antriebsglied zum Antreiben des Hüftknochen-Teils (15) versehen ist, mit dem die obere Körperhälfte des Roboters (10) so angetrieben wird, dass sie sich in Bezug auf den Hüftknochen-Teil (15) dreht.
Tragestruktur für eine obere Körperhälfte eines Roboters nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Antriebs-Einheit (20) lösbar mit dem Trage-Teil (14a, 14b, 14c, 14d) der oberen Körperhälfte und dem Hüftknochen-Teil (15) angebracht ist, sodass diese lösbar ist in einem Zustand wenn der Arm-Teil (50) an dem ersten Trägerelement (21) angebracht ist.