JP2001516288A - モジュール化された関節ロボット構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 種々の構成を形成するために互いに着脱可能に接続された一連の独立したモジュール（１０、１００、３００）により構成された、モジュール化された関節ロボット構造体（図４）。モジュール（１０、１００、３００）は、回動型（１０）、直線型（１００）、またはホイール付き型（３００）からなる。回動型モジュール（１０）は、一般にモジュール（１０）に及ぼされる作業負荷を支持するように適合された一対の駆動軸または枢動ピン（２６）によって互いに枢動可能に取り付けられた実質的にＵ字状の第１および第２の構造部材（１２、１４）により形成される。第１の構造部材（１２）に対して第２の構造部材（１４）を枢動させるために、モジュール（１０）の内部にモータ（４８）が取り付けられている。モータ（４８）は、モジュール（１０）に対して及ぼされる外部負荷を受容しないように、第２の構造部材（１４）に接続されている。典型的には、第１および第２の構造部材（１２、１４）は、その特定の位置においてモジュール（１０）の全体的な構造的剛性を増加させるために、共働当接表面（１７、１９、７４、７６、７８、８０）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 モジュール化された関節ロボット構造体 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、ロボット工学の分野に関し、さらに詳しくは、モジュール化された 関節ロボット構造体に関する。２．従来技術の説明 従来技術においては、モジュール化し、再構成可能とし、かつ拡張性を持たせ ることにより、可撓性および多様性が改良されたロボットシステムが知られてい る。例えば、１９９６年６月４日に発効されたゴールデンバーグら（Goldenberg et al.）による米国特許第５，５２３，６６２号には、長尺な接続部材によっ て互いに着脱可能に接続された多数の独立した回動ジョイントにより形成された マニピュレータアームが開示されている。このマニピュレータアームは、異なる アームの構成を得る目的で、分解および再構成することができる。さらに詳しく は、各ジョイントは、一般にＬ字状部材と、Ｌ字状部材に対して枢動移動可能な 倒立Ｕ字状部材とを備える。Ｌ字状部材に対して倒立Ｕ字状部材を枢動させるた めに、駆動軸を有するモータがＬ字状部材に取り付けられている。倒立Ｕ字状部 材は、Ｌ字状部材の上方に延在する部分とモータの駆動軸とにそれぞれ枢動可能 に接続される、一対の下方に延在する対向する接続プレートを備える。したがっ て、Ｕ字状部材は、Ｌ字状部材およびモータの駆動軸の両者によって支持され、 これにより駆動軸が作業負荷および静止負荷を受容することとなる。このため、 マニピュレータアームの全体的な構造的剛性が低下するおそれがある。 したがって、回転負荷以外のあらゆる負荷を支持することなく枢動力を伝達す るように構成されて配置されたモータを有する回動ジョイントを提供することが 有益であろう。 さらに、前記したＬ字状部材および倒立Ｕ字状部材は、その特定の相対位置に おいては互いに支え合うことがなくなるため、このような位置において、上記し た可撓性のマニピュレータアームの剛性が増加することになる。このような剛性 の増加が、特定の作業を遂行するために必要となる。 各モジュールが、隣接するモジュールの迅速な接続および分離を可能とするピ ンコネクタのような互いに接合可能な電気コネクタを備えた、モジュール化され たロボット構造体を得ることが極めて望ましい。 発明の要旨 したがって、本発明の目的は、関節ロボット構造体の一部を形成すると共に、 モータ自身によって誘導される回転負荷以外の負荷を実質的に受容しないモータ を有する小型の回動モジュールを提供することにある。 また、本発明の目的は、可撓性の構成を有するロボットシステムを提供するこ とにある。 また、本発明の目的は、障害物を回避するように適合され、増加した操作性を 与える変位可能なロボットシステムを提供することにある。 さらに本発明の目的は、モジュール化され、拡張可能で、再構成可能なロボッ トシステムを提供することにある。 さらに本発明の目的は、組立および分解が容易になるように設計されたモジュ ール化されたロボット構造体を提供することにある。 さらに本発明の目的は、特定の作業を行うのに十分な構造的剛性を有するよう に構成するべく適合された可撓性のロボット構造体を提供することにある。 さらに本発明の目的は、比較的軽量な構造体を有するロボットシステムを提供 することにある。 さらに本発明の目的は、比較的単純で経済的に製造されるロボットシステムを 提供することにある。 したがって、本発明によれば、関節ロボット構造体の構成部分を形成するため のモジュールであって、第１および第２の構造部材と、前記第２の構造部材を前 記第１の構造部材に枢動可能に取り付けるためのアイドル駆動軸手段と、前記第 １の構造部材に取り付けられ、前記第１の構造部材に対して前記駆動軸手段の回 りに前記第２の構造部材を枢動させるために適合されたモータ手段とを備えるこ とを特徴とするモジュールが提供される。 また、本発明によれば、関節構造体の構成部分を形成するためのモジュールで あって、互いに枢動可能に取り付けられた第１および第２の構造部材と、前記第 ２の構造部材に対して、前記第１の構造部材に対する回転動作を付与するための モータ手段とを備え、前記第１および第２の構造部材は、その限界位置へと回転 した際に前記第２の構造部材を実質的に均一に支持するための共働当接手段を有 することを特徴とするモジュールが提供される。 さらに本発明によれば、それぞれが互いに枢動可能に取り付けられた第１およ び第２の構造部材を備える少なくとも２つの直列に接続されたモジュールと、前 記第２の構造部材に対して、前記第１の構造部材に対する回転動作を付与するた めのモータ手段とを備える関節構造体であって、各モジュールの前記第１の構造 部材は当接手段を画成し、これに対して、２つの隣接するモジュールの前記第１ の構造部材を接続する前記第２の構造部材がその限界位置へと回転した際に、隣 接するモジュールの前記第１の構造部材が支持され得ることを特徴とする関節構 造体が提供される。 さらに本発明によれば、関節ロボット構造体の構成部分を形成するための拡張 可能で縮小可能なモジュールにおいて、互いに直線的に移動可能な第１および第 ２の構造部材であって、前記構造部材の少なくとも１つが他のモジュールに対し て物理的および電気的に連結されるように適合された構造部材と、前記第１およ び第２の構造部材に対して相対的な直線運動を付与するためのモータ手段とを備 えることを特徴とするモジュールが提供される。 さらに本発明によれば、ロボット構造体の構成部分を形成するためのモジュー ルにおいて、一対の側板によってその対向する端部部分で接合された一対の離間 した接続プレートであって、前記接続プレートの少なくとも１つが、前記モジュ ールを他のモジュールに着脱可能に取り付けるための取付手段を備え、他のモジ ュールのコネクタと接合するための電気コネクタをさらに備え、前記コネクタが 、前記モジュールを介して制御コマンドの供給を可能とするための導体手段に接 続された接続プレートと、前記モジュールを支持表面上で支持して移動させるた めのホイール手段と、前記モジュールに送られた制御コマンドに応答して前記ホ イール手段を駆動するためのモータ手段とを備えることを特徴とするモジュール が提供される。 さらに本発明によれば、可撓性のロボット構造体であって、多数の直列に接続 された回動モジュールを備え、そのそれぞれが隣接する回動モジュールの端部部 分と接合するように適合された第１および第２の端部部分と、前記第１および第 ２の端部部分を互いに枢動可能に接続するための接続手段と、前記回動モジュー ルを駆動するためのモータ手段と、前記回動モジュールの動作を制御するための 制御手段とを備え、これにより前記モータ手段は、前記可撓性のロボット構造体 の第１の端部に配置されたモジュールの前記第１の端部部分が、第２の端部部分 に配置された他のモジュールの第２の端部部分と接合するに至ってループ構造を 形成するように作動され得ることを特徴とする可撓性のロボット構造体が提供さ れる。 さらに本発明によれば、可動型のモジュール化されたロボットであって、支持 表面上で前記可動型のモジュール化されたロボットを支持して変位させるように 適合された少なくとも１つのホイール付きまたはトラック付きのモジュールと、 前記ホイール付きまたはトラック付きのモジュールの対向する前部および後部端 部で支持モジュールを枢動可能に接続するための取付手段と、前記ホイール付き またはトラック付きのモジュールを駆動すると共に、前記ホイール付きまたはト ラック付きのモジュールに対して前記支持モジュールを枢動させるためのモータ 手段と、前記ホイール付きまたはトラック付きのモジュールおよび前記支持モジ ュールの動作を制御するための制御手段とを備え、これにより前記可動型のモジ ュール化されたロボットが、前記ホイール付きまたはトラック付きのモジュール により走行することができ、あるいは、前記支持モジュールが、前記ホイール付 きまたはトラック付きのモジュールを前記支持表面の上方の上昇位置で支持する ように枢動可能であると共に、実質的に脚による移動動作を行うように作動され 得ることを特徴とするロボットが提供される。 図面の簡単な説明 本発明の特徴を上記のように一般的に記載したが、ここで、その好適な実施の 形態について、添付図面を参照しながら以下に例示する。図面は次の通りである 。 図１は、本発明による関節ロボット構造体の回動モジュールの一対の構造部材 の単純化された斜視図である。 図２ａ〜２ｃは、異なる位置において示した図１の回動モジュールの単純化さ れた側部立面図であり、図２ｃは、仮想線により、図２ａおよび２ｃの回動モジ ュールに取り付けられた付加的な回動モジュールを示している。 図３は、図１の回動モジュールの左側部分の分解図であり、モジュールの構造 部材が如何にして互いに枢動可能に取り付けられるかを示している。 図４は、連続的に互いに組み付けられた多数の類似する回動モジュールの平面 図であり、これらの間に存在する当接相互作用を示している。 図５は、本発明の第２の実施の形態による第２の類似する回動モジュール（そ の一部のみを示す）に接続された回動モジュールの単純化された立面図である。 図６ａおよび図６ｂは、本発明の第３の実施の形態による隣接する類似する直 線変位可能なモジュール（その一部のみを示す）に接続された直線変位可能なモ ジュールの中立的な位置を示す側部立面図である。 図７は、本発明の第４の実施の形態による関節ロボット構造体のホイール付き モジュールの単純化された概略頂部平面図である。 図８ａ〜図８ｇは、回動モジュール、直線変位可能なモジュール、および／ま たはホイール付きモジュールと組み合わせて使用することのできる種々のアダプ タを示している。 図９は、本発明による多数の独立したモジュールおよびアダプタにより構成さ れる関節ロボットアームの概略側部立面図である。 図１０は、一対のモジュール化されたロボットアームの概略立面図である。 図１１ａおよび図１１ｂは、異なる位置において示す変形可能なモジュール化 されたロボット構造体の概略側部立面図である。 好適な実施の形態の説明 ここで図面を参照し、本発明によるモジュール化され、再構成可能で、かつ拡 張性を有する関節ロボットシステムについて説明する。 以下により詳細に説明するように、モジュール化された関節ロボットシステム は、特定の作業を行うべく構成することのできる一連の類似する、または異なる 独立したモジュールにより形成される。 本発明に従って、図１〜図３は、関節ロボット構造体の回動モジュール１０を 示す。基本的には、回動モジュール１０は、一対の枢動可能に接続された構造部 材１２および１４と、構造部材１４に対して、構造部材１２に対する回転動作を 付与するように配置され構成されたモータおよび伝達集成体１６とを備える。 さらに詳しくは、構造部材１２は、実質的にＵ字状またはＣ字状の形状を有し 、ベースプレート１８と、該ベースプレート１８の対向端部から直角に延在する 一対の平行な側板２０とを備える。本発明の好適な実施の形態によれば、ベース プレート１８および側板２０は、一体化されており、スチールにより作製される 。 同様に、構造部材１４は、実質的にＵ字状またはＣ字状の形状を有し、ベース プレート２２と、ベースプレート２２の対向端部から直角に延在する一対の平行 な側板２４とを備える。好ましくは、ベースプレート２２および側板２４は、同 様に一体化されており、スチールにより作製される。 図１に示すように、構造部材１４の平行な側板２４は、構造部材１２の平行な 側板２０の間に画成された空間内に嵌合するような寸法に構成されている。構造 部材１２および１４の隣接する側板２０および２４は、共通の軸線上に配置され た接続用枢動集成体２６によって互いに枢動可能に取り付けられている。 さらに詳しくは、図３に示すように、それぞれの接続用枢動集成体２６は、主 として構造部材１２の側板２０の外側表面に固着されたディスク３２に画成され た中心穴部３０に圧着嵌合された枢動ピン２８を備える。ディスク３２は、多数 の円周方向に離間した孔部３４を画成し、これを介してディスク３２を側板２０ に固着するための締結具３６が挿入される。枢動ピン２８は、構造部材１２の側 板２０に画成された孔部４２に取り付けられた一対のワッシャ４０の間に配置さ れた横方向ベアリング３８を介して、および構造部材１４の側板２４に画成され た孔部４６に圧着嵌合されたベアリング４４を介して延在する。 図３に示すように、モータおよび伝達集成体１６は、構造部材１２のベースプ レート１８にしっかりと固着されたモータ４８を備える。モータ４８は、従来の ＤＣ電動サーボモータのように適切な種類のものであれば、どのようなものでも よい。モータ４８は、構造部材１４の側板２４の１つの内側表面に固着されたカ ップリング５２に対し、モータ４８によって発生した回転力を伝達するように適 合された従来のギヤボックス５０に連結された駆動軸を有し、これにより構造部 材１２に対する後者の部材の枢動が生起される。 カップリング５２は、複数の円周方向に離間した開口５４を画成する円形のフ ランジ部５３を備え、該フランジ部５３を介して締結具５６が、アダプタ５２を 側板２４に固着するために挿入される。アダプタ５２の中空かつ長尺状の円筒部 分６２に画成された半径方向孔部６０を介して、ギヤボックス５０に連結された 出力軸６６に画成された孔部６４に、ロックピン５８等を挿入し、アダプタ５２ を出力軸６６にロックする。 ギヤボックス５０は、構造部材１２のベースプレート１８に固定的に固着され た支持部材７０に画成された凹部６８に配置される。さらに支持部材７０は、凹 部６８に連通すると共に内部での回転動作のためにアダプタ５２の円筒部分６２ を自由に収納するように適合された円筒形の穴部７２を画成する。 前記した構成によれば、回動モジュール１０に及ぼされる外部負荷を支持する のは、接続用枢動集成体２６であることから、モータ４８の駆動軸は、構造部材 １２および１４の間の相対的な回転動作を実質的に付与するためにのみ使用する ことができる。構造部材１２に関しては、構造部材１４およびこれにより支持さ れる他の負荷のいずれもが、枢動集成体２６により構造部材１２によって支持さ れることとなり、モータ４８の出力軸６６によって支持されることはない。した がって、出力軸６６は、構造部材１２に対して構造部材１４を回転させるための 力がかかるのみであり、何らの負荷も支持しないように取り付けられていると言 うことができる。この結果、回動モジュール１０の全体的な構造的剛性が増加す る。 図１および図２に示すように、構造部材１４は、モータ４８による付勢に際し て、構造部材１２に対して実質的に１８０度の範囲に渡って枢動することができ る。構造部材１２の側板２０は内側肩部７４を備え、これに対して、構造部材１ ２に対して後者の部材が９０度回転した際に、構造部材１４の側板２４の前部ま たは後部縁部７６が当接し得る。図２ａに示すように、距離ｄ４は、構造部材１ ４のベースプレート２２が、構造部材１２のベースプレート１８に対して垂直で ある場合に（図２ｃ参照）、ベースプレート２２の下側部分７８が、構造部材１ ４が時計回りに回転したか、または反時計回りに回転したかによって、側板２０ の前部または後部の側部縁部８０に当接するようになっている。さらに前記した 当接表面は、その構造部材１２および１４の特定の相対的な位置において、回動 モジュール１０の全体的な剛性の増加に寄与する。 図２ｃに示すように、第２の回動モジュール１０’のベースプレート１８’お よび第１の回動モジュール１０のベースプレート２２に画成された対応する開口 を介して、ボルトのような従来の締結具（図示せず）を挿入することにより、点 線で示す第２の同一の回動モジュール１０’を第１の回動モジュール１０に物理 的に取り付けることができる。ベースプレート２２に対してベースプレート１８ ’を中央に配置し、図２ａに示す距離ｄｌおよびｄ２を等しくすることにより、 第１の回動モジュール１０の構造部材１２および１４が図２ｃに示すように互い に直角となる場合に、ベースプレート１８’の前部縁部１７’が、ベースプレー ト１８の上部表面１９に当接すると共に、これに垂直な面内に延在するようにな る。これにより、集成体に対して付加的な構造的剛性が与えられる。 図４は、上記のように互いに取り付けられた一連の６つの同一の回動モジュー ル１０ａ〜１０ｆにより形成される関節ロボット構造体を示す。最初の４つの回 動モジュール１０ａ〜１０ｄの構造部材２４ａ〜２４ｄが、そのそれぞれの限界 位置まで同一の方向に回転した場合、これらのベースプレート１８ａ〜１８ｄは 全て当接関係にあり、これによりこれら４つの回動モジュール１０ａ〜１０ｄは 、特定の作業を行うために使用し得る残余の回動モジュール１０ｅおよび１０ｆ を支持するための剛性の構造ベースとして働き得ることが理解されよう。図２に 示すように、距離ｄ１＝ｄ２＝ｄ３およびｄ４＝ｄ３−εとすることにより、前 記したように連接された４つの回動モジュール１０ａ〜１０ｄによるループを形 成するために必要な容積を最小にすることができる。 図４には６つの回動モジュール１０ａ〜１０ｆが示されているが、組み付けら れるモジュール１０の数は、意図する用途に応じて変動させ得ることが理解され る。 各回動モジュール１０は、さらにモジュール１０のモータ軸の位置を検知する ための位置センサと、障害物を検出するための第２のセンサ（図示せず）とを備 える。本発明の好適な実施の形態によれば、位置センサは、増分型の光学的エン コーダとする。ギヤボックス５０のそれぞれの側の支持部材７０の対向側部に２ つのリミットスイッチ（図示せず）を取り付け、初期化の目的のためにこれがそ の限界位置へと時計回りまたは反時計回りに回転した際に、ベースプレート２２ の下側表面によって係合されるようにする。充電可能とすることのできるバッテ リのような従来の電源（図示せず）を、そのモータ４８へと動力を供給するため に各モジュールに取り付けることができる。 本発明の好適な実施の形態によれば、各モジュール１０は、ＤＳＰ（デジタル シグナルプロセッサ）のような電子制御装置をさらに備え、これは、例えば構造 部材１２に取り付けられ、そのそれぞれの出力情報を処理するために、モジュー ル１０のリミットスイッチおよびセンサに接続されている。これにより、結果的 に得られる信号をフィルタ処理する際に位置センサの出力を微分することにより 、速度フィードバックを得ることができる。 図１に示すように、各モジュール１０のベースプレート１８および２２は、電 気的導体によってモジュールの電子制御装置に接続される一対のコネクタ８２を 備える。コネクタ８２は、そのコネクタ８２を接合することによって１つのモジ ュール１０のベースプレート１８を隣接するモジュール１０のベースプレート２ ２に接続し、これにより制御コマンドがモジュールロボット構造体の種々のモジ ュール１０を介して供給されるようになっている。これにより、多数の直列に接 続されたモジュール１０の電子制御装置は、組み付けられたモジュールの全体的 な動作を適切に制御するために、例えば、ＲＳ−２３２通信プロトコルを介して 互いに通信を行うことができる。コネクタ８２は、モジュール１０の迅速な接続 および分離を可能とするために、ピンコネクタにより構成する。この構成によっ て、電気的導体をモジュール１０の間で配線する必要がなくなる。実際のところ 、与えられたモジュール１０の電子制御装置にコネクタ８２を接続するためには 、電気的導体は各モジュール１０内でのみ使用すればよい。モジュール相互の電 気的接続は、ケーブルレスコネクタ８２によって確保される。 前記した制御システム（図示せず）は、組み付けられたモジュールの数を自動 的に検出すると共に、関節モジュール化ロボット構造体の自由度における機能に おいて適切な制御アルゴリズムを発生させるように適合されている。また、制御 システムは、そのモジュール１０に対するモータ軸の相対的な位置および組み付 けられたモジュール１０の相対的な位置、各モジュール１０の絶対的な位置を計 算処理するように適合されている。また、制御システムは、モジュール化された ロボット構造体の所望の運動を発生させるために、各モータ軸をどの位置へと回 転させるべきかを計算することもできる。さらに制御システムは、モジュール１ ０のセンサによって検出された障害物を回避すべく、所望の軌道を確立するよう に適合されている。 本発明の更なる利点は、動作に際して、モジュール化されたロボット構造体を 制御システムによって再構成することができるという点にある。例えば、２つの 対向する端部、すなわちベースプレート１８ａおよび２２ｆを有する図４のモジ ュール化されたロボット構造体は、閉鎖ループを形成するために再構成すること ができる。これを行うためには、ベースプレート１８ａのコネクタ８２とベース プレート２２ｆのコネクタ８２との接合を可能とするべく、制御システムは、各 回動モジュール１０ａ〜１０ｆに対し適切な動作を指令する。この接続が一旦達 成されたならば、制御システムは、モジュールロボット構造体の新しいループ構 造を自動的に認識した後、適切な制御アルゴリズムを発生することとなる。図４ から分かるように、ベースプレート１８ａの下側表面は、ベースプレート１８ａ と２２ｆとの間の接続を物理的に強固にするために、ベースプレート２２ｆの頂 部表面に画成された対応する孔部（図示せず）に挿入されるように適合されたペ グ８４を備える。 より具体的には、ここで図５を参照すると、共通の軸線の回りに回転を行うた めに構造部材１１２のそれぞれの対向する側板に枢動可能に接続された２つの実 質的にＬ字状の部材１１４によって構造部材１４が置き換えられた点で、第１の 種類の回動モジュール１０と異なる第２の種類の回動モジュール１００が示され ている。図５から分かるように、それぞれのＬ字状部材１１４は、構造部材１１ ２の側板１２０の内側表面に隣接する側板１２４を枢動可能に支持するために、 接続用枢動集成体１２６を受容するように構成された開口を画成する側板１２４ を備える。さらに、それぞれのＬ字状部材１１４は、Ｌ字状部材１１４が構造部 材１１２の側壁１２０に一旦適切に枢動可能に取り付けられた際に、ベースプレ ート１１８に平行に内方に延在するベースプレート１２２を備える。ベースプレ ート１２２は、第２の回動モジュール１００’の構造部材１１２’のベースプレ ート１１８’を固定的に固着することのできる支持表面を与える。回動モジュー ル１００の残余の構造的および制御上の特徴は、前記詳細に説明した回動モジュ ール１０と同様である。 ここで図６ａおよび図６ｂを参照すると、本発明による直線的に変位可能なモ ジュール２００が示されている。直線的に変位可能なモジュール２００は、一対 の構造部材２１２および２１４を備え、構造部材２１４に対して、構造部材２１ ２に対する往復運動を付与するように適合されたリニアモータ（図示せず）を備 えている。構造部材２１４の側板２２４は、構造部材２１４が、それぞれ図６ａ および図６ｂに示すように、引込位置と伸長位置との間で構造部材２１２に対し て変位することができるように、構造部材２１２の側板２２０に画成されたガイ ドスロット２２８内を移動可能なように拘束され外方に延在するピン２２６を備 える。この種のモジュールは、拡張可能なモジュールロボット構造体を形成する ために使用することができる。直線的に変位可能なモジュール２００の他の構造 的および機能的特徴は、前記した回動モジュール１０と同様である。 図７は、本発明の他の実施の形態を示し、この場合、一対の横方向ホイール３ ０２が、独立したホイール付きモジュール３００の一対の側板３０４の外方に取 り付けられている。一対のモータおよび伝達集成体３０６は、それぞれの横方向 ホイール３０２を駆動するために、モジュール３００の内方に取り付けられてい る。モータおよび伝達集成体３０６のそれぞれの駆動軸３０８に位置センサ（図 示せず）が連結されており、位置センサによって測定された情報を処理するため に、電子制御装置（図示せず）が設けられている。モジュール３００のベースプ レート３１０は、回動モジュール１０または直線変位可能なモジュール２００の ような他の種類のモジュールにモジュール３００を接続できるように、ピンコネ クタのような電気コネクタ（図示せず）を備えている。この種の集成体の例は、 後述する図１１ａおよび図１１ｂに示されている。さらに、ベースプレート３１ ０は、モジュール３００を他のモジュールに固定的に固着するための締結具を受 容する多数の開口（図示せず）を画成する。 図８ａ〜図８ｇは、前記したモジュールのベースまたは接続プレートに取り付 け得る異なる種類のアダプタを示す。アダプタ４００ａ〜４００ｇの全ては、ア ダプタを介して、さらにこれに接続される独立したモジュールを介して制御コマ ンドの供給を可能とするためのコネクタ４０２を備えていることが諒解されよう 。コネクタ４０２は、与えられたモジュールのベースまたは接続プレートにアダ プタを固定的に取り付けるための接続具を内部に受容するように構成された多数 の開口を画成する接続プレートに取り付けられる。 さらに具体的には、アダプタ４００ａおよび４００ｂのそれぞれは、一対の平 行な対向する接続プレート４０４を備えることにより、長さを増加させるために 、モジュールロボット構造体の２つのモジュールの間に接続することができる。 一対の垂直な接続プレート４０４を備えるアダプタ４００ｃおよび４００ｅは 、障害物を回避するために使用することができる。 アダプタ４００ｄは、その接続プレート４０４に取り付けられたモジュール化 されたロボット構造体を上昇または下降させるために、天井構造等に取り付ける ことができる。 アダプタ４０４ｆは、モジュール化されたロボット構造体の自由端部に取り付 けられるように適合された接続プレート４０４と、互いに垂直な回転軸線を有す るモータを支持するために偏向しながら接続プレート４０４に平行な面内に延在 するモータ支持プレート４０６とを備える。 最後にアダプタ４００ｇは、モジュール化されたロボット構造体の自由端部に 取り付けられ得る接続プレート４０４と、接続プレート４０４に平行な面内での 運動を与えるように配置された並進的に変位可能な部材４１０を有するリニアモ ータ集成体４０８とを備える。 前記した点を勘案すると、組み付けられたモジュール化されたロボット構造体 において、異なるモジュール１０、２００、および３００、並びにアダプタ４０ ０の組み合わせを使用することにより、多様なロボット構成を得ることができる ことが容易に理解される。 例えば、図９は、鉛直ポスト５０２に取り付けられたモジュール化されたロボ ットアーム５００を示す。モジュール化されたロボットアーム５００は、ポスト ５０２に取り付けられた第１の回動モジュール１０と、第１の回動モジュール１ ０のベースプレート２２に近位に取り付けられた第１のアダプタ４００ｂと、第 １のアダプタ４００ｂの対向する端部に遠位に取り付けられた第２の回動モジュ ール１０と、第２の回動モジュール１０のベースプレート２２に近位に取り付け られた第２のアダプタ４００ｂと、垂直軸線に沿って特定の工具（図示せず）を 移動させるために第２のアダプタ４００ｂの遠位端部に取り付けられたアダプタ ４００ｇとを備える。第１および第２の回動モジュール１０により、ポスト５０ ２の回りの水平な包絡面内におけるロボットアーム５００の変位が可能となる。 制御システムは、互いに組み付けられたモジュールおよびアダプタの数および種 類を自動的に検出した後に、モジュール化されたロボットアーム５００の運動を 制御するために適切なアルゴリズムを発生させることとなる。 図１０は、前記したモジュール化された構成により実現され得る他のロボット 構造体を示す。さらに詳しくは、図１０は、鉛直方向に変位可能なアダプタ６０ ４に取り付けられた一対のアーム６０２を備えるロボットシステム６００を示す 。各アーム６０２は、一連の独立した回動および／または直線変位可能なモジュ ール６０６により構成される。一方のアーム６０２は、前記したアダプタ４００ ｆに類似するアダプタ６０８をその遠位端部に設けることができる。 図１１は、適切な数の中間回動モジュール１０ａにより接合された２つのホイ ール付きモジュール３００と、モジュール化されたロボット構造体７００の対向 端部に取り付けられた前部および後部回動モジュール１０ｂおよび１０ｃとによ り構成されるモジュール化されたロボット構造体７００を示す。図１１ａに示す ように、支持走行体モジュール３００のホイール３０２は、ロボット構造体７０ ０を支持して移動させるために使用することができる。または、代替的に、前部 および後部回動モジュール１０ｂおよび１０ｃは、脚による移動動作を与えるた めに使用することができる（図１１ｂ参照）。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年５月４日（１９９９．５．４） 【補正内容】 請求の範囲 １．関節ロボット構造体の構成部分を形成するためのモジュールであって、 第１および第２の構造部材と、前記第２の構造部材を前記第１の構造部材に枢動 可能に取り付けるためのアイドル駆動軸手段と、前記モジュールの内部において 前記第１の構造部材に取り付けられ、前記第１の構造部材に対して前記第２の構 造部材を枢動させるために、前記アイドル駆動軸手段の回りで前記第２の構造部 材に対してトルクを適用するように適合されたモータ手段とを備えることを特徴 とするモジュール。 ２．請求項１記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部材は 、それぞれベースプレートと、前記ベースプレートから延在し、実質的にＵ字状 の形状を共に画成する一対の離間した側板とを備え、前記第２の構造部材の前記 側板は、一対の整列した開口を画成し、前記アイドル駆動軸手段は、前記第２の 構造部材の回転軸線に沿って前記第１の構造部材の前記離間した側板からそれぞ れ内方に延在する第１および第２のピンを備え、前記第２の構造部材の前記側板 の前記開口は、それぞれ前記第１および第２のピンを受容するように配置されて 寸法が決定されていることを特徴とするモジュール。 ３．請求項２記載のモジュールにおいて、前記第１の構造部材の前記側板は 、それぞれ前記第１および第２のピンを受容するための一対の整列した開口を画 成し、前記第１および第２のピンは、前記第１の構造部材の前記側板のそれぞれ の外側側部に固着されたそれぞれのフランジ部分を備えることを特徴とするモジ ュール。 ４．請求項２記載のモジュールにおいて、前記モータ手段は、前記側板の間 で前記第１の構造部材の前記ベースプレートに取り付けられており、前記第２の 構造部材の前記側板は、前記第１の構造部材の前記側板の内方に延在することを 特徴とするモジュール。 ５．請求項４記載のモジュールにおいて、前記モータ手段は、前記第２の構 造部材の前記側板の１つの内側表面に固定的に取り付けられたカップリングに連 結され、前記カップリングは、前記回転軸線に対して中央に配置されていること を特徴とするモジュール。 ６．請求項１記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の位置を検知 するための検知手段を設け、前記第２の構造部材の動作を制御するために、制御 手段が前記検知手段に接続されていることを特徴とするモジュール。 ７．請求項６記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部材の 前記ベースプレートは、それぞれ前記モジュールを他のモジュールに対してそれ ぞれ着脱可能に取り付けるための取付手段を備え、前記ベースプレートは、隣接 するモジュールの他の電気コネクタと接合するための電気コネクタをさらに備え 、前記電気コネクタは、与えられた数の組み付けられたモジュールを介して制御 コマンドを供給することを可能とするために、前記制御手段に接続されているこ とを特徴とするモジュール。 ８．請求項２記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部材の 前記側板は、それぞれ前部および後部縁部を備え、前記第１の構造部材の前記側 板は、内側に、支持表面となるためのそれぞれの肩部手段を備え、該肩部手段に 対して、前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記第２の構造部材 の前記側板の前記前部または後部縁部が当接し得ることを特徴とするモジュール 。 ９．請求項８記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の前記ベース プレートは、前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記第１の構造 部材の前記側板の前記前部または後部縁部に実質的に均一に当接するために、前 記第２の構造部材の前記側板の外方に延在する対向する横方向部分を備えること を特徴とするモジュール。 １０．ロボット構造体の構成部分を形成するためのホイール付きモジュール において、一対の側板によってその対向する端部部分で接合された一対の離間し た接続プレートであって、前記接続プレートの少なくとも１つが、前記ホイール 付きモジュールを他のモジュールに着脱可能に取り付けるための取付手段を備え 、さらに他のモジュールのコネクタと接合するための電気コネクタを備え、前記 コネクタが、前記ホイール付きモジュールを介して制御コマンドを供給すること を可能とするための導体手段に接続された接続プレートと、前記ホイール付きモ ジュールを支持表面上で支持して移動させるためのホイール手段と、前記ホイー ル付きモジュールに送られた制御コマンドに応答して前記ホイール手段を駆動さ せるためのモータ手段とを備えることを特徴とするホイール付きモジュール。 １１．請求項１０記載のホイール付きモジュールにおいて、前記ホイール手 段は一対の横方向ホイールを備え、前記モータ手段は、前記横方向ホイールのそ れぞれにモータおよび伝達集成体を備えることを特徴とするホイール付きモジュ ール。 １２．請求項１１記載のモジュールにおいて、前記モータおよび伝達集成体 のそれぞれは、前記ホイール付きモジュールの内部に取り付けられていることを 特徴とするモジュール。 １３．請求項１０記載のモジュールにおいて、前記ホイール手段の回転動作 を検知するための検知手段が設けられていることを特徴とするモジュール。 １４．請求項１０記載のホイール付きモジュールにおいて、可動型のモジュ ール化されたロボットを形成するための支持モジュールとの組み合わせからなり 、支持表面上で前記可動型のモジュール化されたロボットを支持して変位させる ように適合された少なくとも１つの前記ホイール付きモジュールを備え、前記支 持モジュールは、前記取付手段を介して前記ホイール付きモジュールのそれぞれ の接続プレートに取り付けられ、前記支持モジュールのそれぞれは、互いに枢動 可能に取り付けられた第１および第２の構造部材を有する少なくとも１つの回動 モジュールと、前記ホイール付きモジュールに対して前記支持モジュールを枢動 させるように前記回動モジュールを駆動するための第２のモータ手段と、前記ホ イール付きモジュールおよび前記支持モジュールの動作を制御するための制御手 段とを備えることにより、前記可動型のモジュール化されたロボットは、前記ホ イール付きモジュールにより走行するか、あるいは、前記支持モジュールは、前 記第２のモータ手段によって枢動し、前記支持モジュールが、支持表面の上方の 上昇位置において前記ホイール付きモジュールを支持し、これにより前記回動モ ジュールの後続する作動によって脚による移動動作が与えられることを特徴とす るホイール付きモジュール。 １５．可撓性のロボット構造体であって、それぞれが隣接する回動モジュー ルの端部部分と接合するように適合された第１および第２の端部部分を備える多 数の直列に接続された回動モジュールと、前記第１および第２の端部部分を互い に枢動可能に接続するための接続手段と、前記回動モジュールを駆動するための モータ手段と、前記回動モジュールの動作を制御するための制御手段とを備え、 前記可撓性のロボット構造体は、対向する第１および第２の端部モジュールを有 し、前記第１および第２の端部モジュールのそれぞれの前記第１および第２の端 部部分は相互接続可能であることにより、前記モータ手段は、前記第１および第 ２の端部モジュールを互いに接続させてループ構造を形成するように動作され得 ることを特徴とする可撓性のロボット構造体。 １６．請求項１５記載の可撓性のロボット構造体において、前記回動モジュ ールは実質的に同一であり、それぞれ第１および第２の構造部材を備え、そのそ れぞれがベースプレートと、前記ベースプレートから延在し、該ベースプレート と共に実質的にＵ字状の形状を画成する一対の離間した側板とを備え、前記第２ の構造部材の前記側板は、回転軸線の回りに枢動動作を行うために前記第１の構 造部材の前記側板に枢動可能に取り付けられ、前記第１の構造部材の前記ベース プレートは、内側表面と対向する前部および後部縁部とを備え、前記第２の構造 部材の前記ベースプレートは内側表面を有し、ｄ１が、前記前部または後部縁部 と、前記第１の構造部材の前記ベースプレートの前記内側表面に垂直であって前 記回転軸線に交差する基準軸線との間の距離であり、ｄ２が、前記第１の構造部 材の前記ベースプレートの前記内側表面と前記回転軸線との間の距離であり、ｄ ４が、前記第２の構造部材の前記ベースプレートの前記内側表面と前記回転軸線 との間の距離であり、ｄ３が、第１のモジュールの前記回転軸線と、前記第１の モジュールの前記第２の構造部材の前記ベースプレートに取り付けられた隣接す るモジュールの前記第１の構造部材の前記ベースプレートの前記内側表面との間 の距離であり、εが、前記第１のモジュールの前記第２の構造部材の前記ベース プレートの前記内側表面と前記隣接するモジュールの前記第１の構造部材の前記 内側表面との間の距離である場合、ｄ１＝ｄ２＝ｄ３、かつｄ４＝ｄ３−εであ ることを特徴とする可撓性のロボット構造体。 １７．それぞれが互いに枢動可能に取り付けられた第１および第２の構造部 材を備える少なくとも２つの直列に接続されたモジュールと、前記第２の構造部 材に対して、前記第１の構造部材に対する回転動作を付与するためのモータ手段 とを備える関節構造体であって、それぞれのモジュールの前記第１の構造部材は 当接手段を画成し、２つの隣接するモジュールの前記第１の構造部材を接続する 前記第２の構造部材が限界位置まで回転した際に、隣接するモジュールの前記第 １の構造部材が支持され得ることを特徴とする関節構造体。 １８．請求項１７記載の関節構造体において、各モジュールの前記第１およ び第２の構造部材は、それぞれベースプレートと、前記ベースプレートから延在 して該ベースプレートと共に実質的にＵ字状の形状を画成する一対の離間した側 板とを備え、前記第２の構造部材の前記側板は、前記第１の構造部材の前記側板 に枢動可能に取り付けられ、第１のモジュールの前記第２の構造部材の前記ベー スプレートを、第２のモジュールの前記第１の構造部材の前記ベースプレートに 取り付けるための取付手段が設けられていることを特徴とする関節構造体。 １９．請求項１８記載の関節構造体において、前記第１の構造部材の前記ベ ースプレートは、頂部表面並びに前部および後部表面を有し、前記第２のモジュ ールの前記第１の構造部材の前記ベースプレートの前記前部または後部表面は、 前記第１のモジュールの前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記 第１のモジュールの前記第１の構造部材の前記ベースプレートの前記頂部表面に 均一に当接するように適合していることを特徴とする関節構造体。 ２０．関節構造体の構成部分を形成するためのモジュールであって、互いに 枢動可能に取り付けられた第１および第２の構造部材と、前記第２の構造部材に 対して、前記第１の構造部材に対する回転動作を付与するためのモータ手段とを 備え、前記第１および第２の構造部材は、限界位置へと回転した際に、前記第２ の構造部材を実質的に均一に支持するための共働当接手段を有することを特徴と するモジュール。 ２１．請求項２０記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部 材は、それぞれベースプレートと、前記ベースプレートから延在して該ベースプ レートと共に実質的にＵ字状の形状を画成する一対の離間した側板とを備え、前 記第２の構造部材の前記側板は、前記第１の構造部材の前記側板に枢動可能に取 り付けられていることを特徴とするモジュール。 ２２．請求項２１記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の前記側 板は、前部および後部縁部を備え、前記当接手段は、前記第１の構造部材の前記 側板から突出して当接表面となる一対の肩部を備え、該肩部に対して、前記第２ の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記第２の構造部材の前記前部または 後部縁部が当接し得ることを特徴とするモジュール。 ２３．請求項２２記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の前記側 板は、前記第１の構造部材に対する前記第２の構造部材の回転動作を可能とする ためにクリアランスを与えるように、前記第２の構造部材の回転軸線に隣接する 概ね傾斜した端部を備えることを特徴とするモジュール。 ２４．請求項２１記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の前記側 板は、前記第１の構造部材の前記側板の間に収納され、前記第２の構造部材の前 記ベースプレートは、前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記第 １の構造部材の前記側板の前部または後部縁部に実質的に均一に当接するように 、前記第２の構造部材の前記側板の外方に延在する横方向部分を備えることを特 徴とするモジュール。 ２５．請求項２０記載のモジュールにおいて、前記モジュールに直列に接続 された第２のモジュールとの組み合わせからなり、それぞれのモジュールの前記 第１の構造部材は、２つの隣接するモジュールの前記第１の構造部材に接続する 前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、隣接するモジュールの前記第 １の構造部材が支持され得る第２の当接手段を画成することを特徴とするモジュ ール。 ２６．関節ロボット構造体の構成部分を形成するための拡張可能で縮小可能 なモジュールにおいて、互いに直線的に移動可能な第１および第２の構造部材で あって、前記構造部材の少なくとも１つが、他のモジュールに対して物理的およ び電気的に連結されるように適合された第１および第２の構造部材と、前記第１ および第２の構造部材に対して相対的な直線運動を付与するためのモータ手段と を備えることを特徴とするモジュール。 ２７．請求項２６記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部 材は、それぞれベースプレートと、前記ベースプレートから延在して該ベースプ レートと共に実質的にＵ字状の形状を画成する一対の離間した側板とを備え、前 記第１の構造部材の前記側板は、それぞれガイドスロットを画成し、前記第２の 構造部材の前記側板は、それぞれのガイドスロットに沿って移動するように拘岸 された外方に突出するピン部材をそれぞれ備えることを特徴とするモジュール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】 ７８、８０）を備える。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．関節ロボット構造体の構成部分を形成するためのモジュールであって、 第１および第２の構造部材と、前記第２の構造部材を前記第１の構造部材に枢動 可能に取り付けるためのアイドル駆動軸手段と、前記第１の構造部材に取り付け られ、前記第１の構造部材に対して前記駆動軸手段の回りに前記第２の構造部材 を枢動させるために適合されたモータ手段とを備えることを特徴とするモジュー ル。 ２．請求項１記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部材は 、それぞれベースプレートと、前記ベースプレートから延在し、実質的にＵ字状 の形状を共に画成する一対の離間した側板とを備え、前記第２の構造部材の前記 側板は、一対の整列した開口を画成し、前記駆動軸手段は、前記第２の構造部材 の回転軸線に沿って前記第１の構造部材の前記離間した側板からそれぞれ内方に 延在する第１および第２のピンを備え、前記第２の構造部材の前記側板の前記開 口は、それぞれ前記第１および第２のピンを受容するように配置されて寸法が決 定されていることを特徴とするモジュール。 ３．請求項２記載のモジュールにおいて、前記第１の構造部材の前記側板は 、それぞれ前記第１および第２のピンを受容するための一対の整列した開口を画 成し、前記第１および第２のピンは、前記第１の構造部材の前記側板のそれぞれ の外側側部に固着されたそれぞれのフランジ部分を備えることを特徴とするモジ ュール。 ４．請求項２記載のモジュールにおいて、前記モータ手段は、前記側板の間 で前記第１の構造部材の前記ベースプレートに取り付けられていることを特徴と するモジュール。 ５．請求項４記載のモジュールにおいて、前記モータ手段は、前記第２の構 造部材の前記側板の１つの内側表面に固定的に取り付けられたカップリングに連 結され、前記アダプタは、前記回転軸線に対して中央に配置されていることを特 徴とするモジュール。 ６．請求項１記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の位置を検知 するための検知手段を設け、前記第２の構造部材の動作を制御するために、制御 手段が前記検知手段に接続されていることを特徴とするモジュール。 ７．請求項６記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部材の 前記ベースプレートは、それぞれ前記モジュールを他のモジュールに対して着脱 可能に取り付けるための取付手段を備え、前記ベースプレートは、隣接するモジ ュールの他の電気コネクタと接合するための電気コネクタをさらに備え、前記電 気コネクタは、与えられた数の組み付けられたモジュールを介して制御コマンド を供給することを可能とするために、前記制御手段に接続されていることを特徴 とするモジュール。 ８．請求項２記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部材の 前記側板は、それぞれ前部および後部縁部を備え、前記第１の構造部材のそれぞ れの側板は、内側に、支持表面となるための肩部手段を備え、該肩部手段に対し て、前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記第２の構造部材の前 記側板の前記前部または後部縁部が当接し得ることを特徴とするモジュール。 ９．請求項８記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の前記ベース プレートは、前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記第１の構造 部材の前記側板の前記前部または後部縁部に実質的に均一に当接するために、前 記第２の構造部材の前記側板の外方に延在する対向する横方向部分を備えること を特徴とするモジュール。 １０．ロボット構造体の構成部分を形成するためのホイール付きモジュール において、一対の側板によってその対向する端部部分で接合された一対の離間し た接続プレートであって、前記接続プレートの少なくとも１つが、前記ホイール 付きモジュールを他のモジュールに着脱可能に取り付けるための取付手段、さら に、他のモジュールのコネクタと接合するための電気コネクタを備え、前記コネ クタが、前記ホイール付きモジュールを介して制御コマンドを供給することが可 能なように導体手段に接続された接続プレートと、前記ホイール付きモジュール を支持表面上で支持して移動させるためのホイール手段と、前記ホイール付きモ ジュールに送られた制御コマンドに応答して前記ホイール手段を駆動させるため のモータ手段とを備えることを特徴とするホイール付きモジュール。 １１．請求項１０記載のホイール付きモジュールにおいて、前記ホイール手 段は一対の横方向ホイールを備え、前記モータ手段は、前記横方向ホイールのそ れぞれにモータおよび伝達集成体を備えることを特徴とするホイール付きモジュ ール。 １２．請求項１１記載のモジュールにおいて、前記モータおよび伝達集成体 のそれぞれは、前記ホイール付きモジュールの内部に取り付けられていることを 特徴とするモジュール。 １３．請求項１０記載のモジュールにおいて、前記ホイール手段の回転動作 を検知するための検知手段が設けられていることを特徴とするモジュール。 １４．請求項１０記載のホイール付きモジュールにおいて、可動型のモジュ ール化されたロボットを形成するための支持モジュールとの組み合わせからなり 、支持表面上で前記可動型のモジュール化されたロボットを支持して変位させる ように適合された少なくとも１つの前記ホイール付きモジュールを備え、前記支 持モジュールは、前記取付手段を介して前記ホイール付きモジュールのそれぞれ の接続プレートに取り付けられ、前記支持モジュールのそれぞれは、互いに枢動 可能に取り付けられた第１および第２の構造部材を有する少なくとも１つの回動 モジュールと、前記ホイール付きモジュールに対して前記支持モジュールを枢動 させるように前記回動モジュールを駆動するための第２のモータ手段と、前記ホ イール付きモジュールおよび前記支持モジュールの動作を制御するための制御手 段とを備えることにより、前記可動型のモジュール化されたロボットは、前記ホ イール付きモジュールにより走行するか、あるいは、前記支持モジュールは、前 記第２のモータ手段によって枢動し、前記支持モジュールが、支持表面の上方の 上昇位置において前記ホイール付きモジュールを支持し、前記回動モジュールの 後続する作動によって脚による移動動作が与えられることを特徴とするホイール 付きモジュール。 １５．可撓性のロボット構造体であって、それぞれが隣接する回動モジュー ルの端部部分と接合するように適合された第１および第２の端部部分を備える多 数の直列に接続された回動モジュールと、前記第１および第２の端部部分を互い に枢動可能に接続するための接続手段と、前記回動モジュールを駆動するための モータ手段と、前記回動モジュールの動作を制御するための制御手段とを備え、 これにより前記モータ手段は、前記可撓性のロボット構造体の第１の端部に配置 された前記第１の端部部分と、第２の端部部分に配置された他のモジュールの第 ２の端部部分とを接合させてループ構造を形成するように作動され得ることを特 徴とする可撓性のロボット構造体。 １６．請求項１５記載の可撓性のロボット構造体において、前記回動モジュ ールは実質的に同一であり、それぞれ第１および第２の構造部材を備え、そのそ れぞれがベースプレートと、前記ベースプレートから延在し、該ベースプレート と共に実質的にＵ字状の形状を画成する一対の離間した側板とを備え、前記第２ の構造部材の前記側板は、回転軸線の回りに枢動動作を行うために前記第１の構 造部材の前記側板に枢動可能に取り付けられ、前記第１の構造部材の前記ベース プレートは、内側表面と対向する前部および後部縁部とを備え、前記第２の構造 部材の前記ベースプレートは内側表面を有し、ｄ１が、前記前部または後部縁部 と、前記第１の構造部材の前記ベースプレートの前記内側表面に垂直であって前 記回転軸線に交差する基準軸線との間の距離であり、ｄ２が、前記第１の構造部 材の前記ベースプレートの前記内側表面と前記回転軸線との間の距離であり、ｄ ４が、前記第２の構造部材の前記ベースプレートの前記内側表面と前記回転軸線 との間の距離であり、ｄ３が、第１のモジュールの前記回転軸線と、前記第１の モジュールの前記第２の構造部材の前記ベースプレートに取り付けられた隣接す るモジュールの前記第１の構造部材の前記ベースプレートの前記内側表面との間 の距離であり、εが、前記第１のモジュールの前記第２の構造部材の前記ベース プレートの前記内側表面と前記隣接するモジュールの前記第１の構造部材の前記 内側表面との間の距離である場合、ｄ１＝ｄ２＝ｄ３、かつｄ４＝ｄ３−εであ ることを特徴とする可撓性のロボット構造体。 １７．それぞれが互いに枢動可能に取り付けられた第１および第２の構造部 材を備える少なくとも２つの直列に接続されたモジュールと、前記第２の構造部 材に対して、前記第１の構造部材に対する回転動作を付与するためのモータ手段 とを備える関節構造体であって、それぞれのモジュールの前記第１の構造部材は 当接手段を画成し、２つの隣接するモジュールの前記第１の構造部材を接続する 前記第２の構造部材が限界位置まで回転した際に、隣接するモジュールの前記第 １の構造部材が支持され得ることを特徴とする関節構造体。 １８．請求項１７記載の関節構造体において、各モジュールの前記第１およ び第２の構造部材は、それぞれベースプレートと、前記ベースプレートから延在 して該ベースプレートと共に実質的にＵ字状の形状を画成する一対の離間した側 板とを備え、前記第２の構造部材の前記側板は、前記第１の構造部材の前記側板 に枢動可能に取り付けられ、第１のモジュールの前記第２の構造部材の前記ベー スプレートを、第２のモジュールの前記第１の構造部材の前記ベースプレートに 取り付けるための取付手段が設けられていることを特徴とする関節構造体。 １９．請求項１８記載の関節構造体において、前記第１の構造部材の前記ベ ースプレートは、頂部表面並びに前部および後部表面を有し、前記第２のモジュ ールの前記第１の構造部材の前記ベースプレートの前記前部または後部表面は、 前記第１のモジュールの前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記 第１のモジュールの前記第１の構造部材の前記ベースプレートの前記頂部表面に 均一に当接するように適合していることを特徴とする関節構造体。 ２０．関節構造体の構成部分を形成するためのモジュールであって、互いに 枢動可能に取り付けられた第１および第２の構造部材と、前記第２の構造部材に 対して、前記第１の構造部材に対する回転動作を付与するためのモータ手段とを 備え、前記第１および第２の構造部材は、限界位置へと回転した際に、前記第２ の構造部材を実質的に均一に支持するための共働当接手段を有することを特徴と するモジュール。 ２１．請求項２０記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部 材は、それぞれベースプレートと、前記ベースプレートから延在し、該ベースプ レートと共に実質的にＵ字状の形状を画成する一対の離間した側板とを備え、前 記第２の構造部材の前記側板は、前記第１の構造部材の前記側板に枢動可能に取 り付けられていることを特徴とするモジュール。 ２２．請求項２１記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の前記側 板は、前部および後部縁部を備え、前記当接手段は、前記第１の構造部材の前記 側板から突出して当接表面となる一対の肩部を備え、該肩部に対して、前記第２ の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記第２の構造部材の前記前部または 後部縁部が当接し得ることを特徴とするモジュール。 ２３．請求項２２記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の前記側 板は、前記第１の構造部材に対する前記第２の構造部材の回転動作を可能とする ためにクリアランスを与えるように、前記第２の構造部材の回転軸線に隣接する 概ね傾斜した端部を備えることを特徴とするモジュール。 ２４．請求項２１記載のモジュールにおいて、前記第２の構造部材の前記側 板は、前記第１の構造部材の前記側板の間に収納され、前記第２の構造部材の前 記ベースプレートは、前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、前記第 １の構造部材の前記側板の前部または後部縁部に実質的に均一に当接するように 、前記第２の構造部材の前記側板の外方に延在する横方向部分を備えることを特 徴とするモジュール。 ２５．請求項２０記載のモジュールにおいて、前記モジュールに直列に接続 された第２のモジュールとの組み合わせからなり、それぞれのモジュールの前記 第１の構造部材は、２つの隣接するモジュールの前記第１の構造部材に接続する 前記第２の構造部材が限界位置へと回転した際に、隣接するモジュールの前記第 １の構造部材が支持され得る第２の当接手段を画成することを特徴とするモジュ ール。 ２６．関節ロボット構造体の構成部分を形成するための拡張可能で縮小可能 なモジュールにおいて、互いに直線的に移動可能な第１および第２の構造部材で あって、前記構造部材の少なくとも１つが、他のモジュールに対して物理的およ び電気的に連結されるように適合された第１および第２の構造部材と、前記第１ および第２の構造部材に対して相対的な直線運動を付与するためのモータ手段と を備えることを特徴とするモジュール。 ２７．請求項２６記載のモジュールにおいて、前記第１および第２の構造部 材は、それぞれベースプレートと、前記ベースプレートから延在し、該ベースプ レートと共に実質的にＵ宇状の形状を画成する一対の離間した側板とを備え、前 記第１の構造部材の前記側板は、それぞれガイドスロットを画成し、前記第２の 構造部材の前記側板は、それぞれのガイドスロットに沿って移動するように拘束 された外方に突出するピン部材をそれぞれ備えることを特徴とするモジュール。