JP2003071776A - 脚式歩行ロボットの床反力検出器 - Google Patents
脚式歩行ロボットの床反力検出器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出精度を向上させて制御性を悪化させるこ
とがないと共に、起立時の姿勢を安定に保持しつつ、着
地時の衝撃の影響を低減するようにした脚式歩行ロボッ
トの床反力検出器を提供する。 【解決手段】 少なくとも上体と、前記上体に第１の関
節を介して連結される複数本の脚部を備えると共に、前
記脚部の端部に第２の関節（１８，２０Ｒ（Ｌ））を介
して連結される足部２２Ｒ（Ｌ）を設けた脚式歩行ロボ
ットにおいて、床反力検出器３４を、前記第２の関節と
前記足部の接地端（ソール４０など）の間に配置する。
より具体的には、前記第２の関節付近に前記床反力検出
器の上部を接続すると共に、前記足部の接地端に、前記
第２の関節付近を構成する部材（例えばマグネシウム合
金やチタン）よりも剛性において低いバネ機構体３８を
設け、前記床反力検出器の下部を前記バネ機構体を介し
て前記足部の接地端に接続する。
とがないと共に、起立時の姿勢を安定に保持しつつ、着
地時の衝撃の影響を低減するようにした脚式歩行ロボッ
トの床反力検出器を提供する。 【解決手段】 少なくとも上体と、前記上体に第１の関
節を介して連結される複数本の脚部を備えると共に、前
記脚部の端部に第２の関節（１８，２０Ｒ（Ｌ））を介
して連結される足部２２Ｒ（Ｌ）を設けた脚式歩行ロボ
ットにおいて、床反力検出器３４を、前記第２の関節と
前記足部の接地端（ソール４０など）の間に配置する。
より具体的には、前記第２の関節付近に前記床反力検出
器の上部を接続すると共に、前記足部の接地端に、前記
第２の関節付近を構成する部材（例えばマグネシウム合
金やチタン）よりも剛性において低いバネ機構体３８を
設け、前記床反力検出器の下部を前記バネ機構体を介し
て前記足部の接地端に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は脚式歩行ロボットの
床反力検出器に関する。
床反力検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】脚式歩行ロボット、特に２足歩行ロボッ
トにおいては、床反力検出器床面から作用する床反力を
例えば６軸力センサなどの床反力検出器を用いて検出
し、検出した床反力などに基づいて安定した歩行を実現
するように適宜な制御が行われる。この床反力を検出す
る床反力検出器は、検出精度を向上させるために足部の
接地端に近い場所に配置することが望ましく、このた
め、例えば特開２０００−２５４８８８号公報で提案さ
れている技術にあっては、床反力検出器を足底下面に取
り付け、床反力検出器自体が床面に接するようにしてい
る。
トにおいては、床反力検出器床面から作用する床反力を
例えば６軸力センサなどの床反力検出器を用いて検出
し、検出した床反力などに基づいて安定した歩行を実現
するように適宜な制御が行われる。この床反力を検出す
る床反力検出器は、検出精度を向上させるために足部の
接地端に近い場所に配置することが望ましく、このた
め、例えば特開２０００−２５４８８８号公報で提案さ
れている技術にあっては、床反力検出器を足底下面に取
り付け、床反力検出器自体が床面に接するようにしてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した従
来技術の場合、床反力検出器自体が床面に接するため、
床反力検出器の剛性を向上させなければならないといっ
た不都合があった。また、脚式歩行ロボット、特に２足
歩行ロボットの足部は、一方では起立時の姿勢を安定に
保持できるように適宜な剛性を備えると共に、他方では
遊脚の着地時の衝撃を吸収して緩和できるように適宜な
弾性を備えることが望ましい。
来技術の場合、床反力検出器自体が床面に接するため、
床反力検出器の剛性を向上させなければならないといっ
た不都合があった。また、脚式歩行ロボット、特に２足
歩行ロボットの足部は、一方では起立時の姿勢を安定に
保持できるように適宜な剛性を備えると共に、他方では
遊脚の着地時の衝撃を吸収して緩和できるように適宜な
弾性を備えることが望ましい。
【０００４】このような理由から足部に適宜な弾性を備
える場合、前記した従来技術にあっては、構成上、床反
力検出器よりも上部（より上体に近い部位）に弾性が与
えられることになる。しかしながら、床反力検出器より
も上部に弾性が与えられると、床反力検出器により検出
された床反力がその部位により吸収されることから、検
出した床反力と実際にロボットに作用する力が相違して
しまい、制御性を悪化させるといった問題があった。
える場合、前記した従来技術にあっては、構成上、床反
力検出器よりも上部（より上体に近い部位）に弾性が与
えられることになる。しかしながら、床反力検出器より
も上部に弾性が与えられると、床反力検出器により検出
された床反力がその部位により吸収されることから、検
出した床反力と実際にロボットに作用する力が相違して
しまい、制御性を悪化させるといった問題があった。
【０００５】従って、この発明の目的は従来技術の上記
した課題を解決し、検出精度を向上させて制御性を悪化
させることがないと共に、起立時の姿勢を安定に保持し
つつ、着地時の衝撃の影響を低減するようにした脚式歩
行ロボットの床反力検出器を提供することにある。
した課題を解決し、検出精度を向上させて制御性を悪化
させることがないと共に、起立時の姿勢を安定に保持し
つつ、着地時の衝撃の影響を低減するようにした脚式歩
行ロボットの床反力検出器を提供することにある。
【０００６】また、脚式歩行ロボット、特に２足歩行ロ
ボットにあっては、遊脚の足部は通常踵から着地するた
め、踵周辺に衝撃が集中し易い。このため、足部の踵周
辺が劣化し易く、着地時の衝撃低減効果が経時的に劣化
して安定性を低下させるおそれがあると共に、床反力の
検出精度を低下させるといった問題があった。
ボットにあっては、遊脚の足部は通常踵から着地するた
め、踵周辺に衝撃が集中し易い。このため、足部の踵周
辺が劣化し易く、着地時の衝撃低減効果が経時的に劣化
して安定性を低下させるおそれがあると共に、床反力の
検出精度を低下させるといった問題があった。
【０００７】また、特に２足歩行ロボットにあっては、
足部内方が他脚に干渉するのを防止し、かつ安定性を向
上させるために、脚部の中心線に対してロボット外方に
位置する足部の面積を、内方に位置する足部の面積に比
して大きくすることが望ましい。しかし、このように構
成すると、脚部中心線に対して外方に位置する足部によ
り多くの荷重や遊脚によるスピンモーメントなどが加わ
ることになる。このため、その部位が劣化し易く、同様
に安定性を低下させるおそれがあると共に、床反力の検
出精度を低下させるといった問題があった。
足部内方が他脚に干渉するのを防止し、かつ安定性を向
上させるために、脚部の中心線に対してロボット外方に
位置する足部の面積を、内方に位置する足部の面積に比
して大きくすることが望ましい。しかし、このように構
成すると、脚部中心線に対して外方に位置する足部によ
り多くの荷重や遊脚によるスピンモーメントなどが加わ
ることになる。このため、その部位が劣化し易く、同様
に安定性を低下させるおそれがあると共に、床反力の検
出精度を低下させるといった問題があった。
【０００８】従って、この発明の第２の目的は、踵周
辺、および脚部中心線に対して外方の足部の耐久性を向
上させ、着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防止する
ことにより、安定性および床反力検出精度の低下を防止
するようにした脚式歩行ロボットの床反力検出器を提供
することにある。
辺、および脚部中心線に対して外方の足部の耐久性を向
上させ、着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防止する
ことにより、安定性および床反力検出精度の低下を防止
するようにした脚式歩行ロボットの床反力検出器を提供
することにある。
【０００９】また、脚式歩行ロボットの小型化（ダウン
サイジング）を考えると、足部の内部も種々の制御機器
などを収容するための重要なスペースとなる。しかしな
がら、床反力検出器が配置される足部の内部に制御機器
などを収容した場合、収容した制御機器を流れる電流が
フレームなどを通じて床反力検出器にノイズとして影響
を及ぼす恐れがあった。また、足首関節付近には、足首
関節駆動用のモータが配置されるため、そのモータを流
れる電流によっても同様な影響を及ぼす恐れがあった。
サイジング）を考えると、足部の内部も種々の制御機器
などを収容するための重要なスペースとなる。しかしな
がら、床反力検出器が配置される足部の内部に制御機器
などを収容した場合、収容した制御機器を流れる電流が
フレームなどを通じて床反力検出器にノイズとして影響
を及ぼす恐れがあった。また、足首関節付近には、足首
関節駆動用のモータが配置されるため、そのモータを流
れる電流によっても同様な影響を及ぼす恐れがあった。
【００１０】従って、この発明の第３の目的は、周辺に
配置された制御機器やモータなどの影響を防止するよう
にした脚式歩行ロボットの床反力検出器を提供すること
にある。
配置された制御機器やモータなどの影響を防止するよう
にした脚式歩行ロボットの床反力検出器を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１項においては、少なくとも上体と、前記
上体に第１の関節を介して連結される複数本の脚部を備
え、前記脚部の端部に第２の関節を介して連結される足
部の接地端を介して床面から作用する床反力を検出する
床反力検出器を備えた脚式歩行ロボットの床反力検出器
において、前記床反力検出器を、前記第２の関節と前記
足部の接地端の間に配置するように構成した。
めに、請求項１項においては、少なくとも上体と、前記
上体に第１の関節を介して連結される複数本の脚部を備
え、前記脚部の端部に第２の関節を介して連結される足
部の接地端を介して床面から作用する床反力を検出する
床反力検出器を備えた脚式歩行ロボットの床反力検出器
において、前記床反力検出器を、前記第２の関節と前記
足部の接地端の間に配置するように構成した。
【００１２】床反力検出器を、第２の関節、具体的には
足首関節と足部の接地端の間に配置するように構成した
ので、より接地面に近い位置に配置されることとなって
床反力の検出精度を向上させることができると共に、床
反力検出器と床面との間に足部の接地端が介挿されるこ
ととなって着地時の衝撃の影響を低減することができ、
床反力検出器の剛性を向上させる必要がない。
足首関節と足部の接地端の間に配置するように構成した
ので、より接地面に近い位置に配置されることとなって
床反力の検出精度を向上させることができると共に、床
反力検出器と床面との間に足部の接地端が介挿されるこ
ととなって着地時の衝撃の影響を低減することができ、
床反力検出器の剛性を向上させる必要がない。
【００１３】また、請求項２項においては、前記第２の
関節付近に前記床反力検出器の一端を接続すると共に、
前記足部の接地端付近を前記第２の関節付近を構成する
部材よりも剛性において低い部材で構成し、前記剛性に
おいて低い部材に前記床反力検出器の他端を接続するよ
うに構成した。
関節付近に前記床反力検出器の一端を接続すると共に、
前記足部の接地端付近を前記第２の関節付近を構成する
部材よりも剛性において低い部材で構成し、前記剛性に
おいて低い部材に前記床反力検出器の他端を接続するよ
うに構成した。
【００１４】前記第２の関節付近に前記床反力検出器の
一端を接続すると共に、前記足部の接地端付近を前記第
２の関節付近を構成する部材よりも剛性において低い部
材で構成し、前記剛性において低い部材に前記床反力検
出器の他端を接続するように構成したので、足部に適宜
な弾性が与えられ、より一層着地時の衝撃の影響を低減
することができる。また、床反力検出器よりも下部に弾
性が与えられると共に、その上部（より上体に近い部
位）は高い剛性とされることから、床反力の検出精度を
より一層向上させることができると共に、検出した床反
力と実際にロボットに作用する力が一致し、制御性を悪
化させることがない。
一端を接続すると共に、前記足部の接地端付近を前記第
２の関節付近を構成する部材よりも剛性において低い部
材で構成し、前記剛性において低い部材に前記床反力検
出器の他端を接続するように構成したので、足部に適宜
な弾性が与えられ、より一層着地時の衝撃の影響を低減
することができる。また、床反力検出器よりも下部に弾
性が与えられると共に、その上部（より上体に近い部
位）は高い剛性とされることから、床反力の検出精度を
より一層向上させることができると共に、検出した床反
力と実際にロボットに作用する力が一致し、制御性を悪
化させることがない。
【００１５】また、請求項３項においては、前記剛性に
おいて低い部材がバネ機構体からなると共に、前記床反
力検出器を前記バネ機構体を介して前記足部の接地端に
接続するように構成した。
おいて低い部材がバネ機構体からなると共に、前記床反
力検出器を前記バネ機構体を介して前記足部の接地端に
接続するように構成した。
【００１６】前記剛性において低い部材がバネ機構体か
らなると共に、前記床反力検出器を前記バネ機構体を介
して前記足部の接地端に接続するように構成したので、
前記したのと同様な効果を得ることができる。また、バ
ネ機構体を後述の如く構成したので、起立時（静止時）
の安定性を維持しつつ、着地時に働く斜め方向の衝撃を
緩和することができる。
らなると共に、前記床反力検出器を前記バネ機構体を介
して前記足部の接地端に接続するように構成したので、
前記したのと同様な効果を得ることができる。また、バ
ネ機構体を後述の如く構成したので、起立時（静止時）
の安定性を維持しつつ、着地時に働く斜め方向の衝撃を
緩和することができる。
【００１７】また、請求項４項においては、前記バネ機
構体は少なくとも２個の弾性材を備えると共に、前記床
反力検出器を前記少なくとも２個の弾性材の間に配置す
るように構成した。
構体は少なくとも２個の弾性材を備えると共に、前記床
反力検出器を前記少なくとも２個の弾性材の間に配置す
るように構成した。
【００１８】前記バネ機構体は少なくとも２個の弾性材
を備えると共に、前記床反力検出器を前記少なくとも２
個の弾性材の間に配置するように構成したので、床反力
の検出精度をより一層向上させることができる。
を備えると共に、前記床反力検出器を前記少なくとも２
個の弾性材の間に配置するように構成したので、床反力
の検出精度をより一層向上させることができる。
【００１９】また、請求項５項においては、前記少なく
とも２個の弾性材を前記脚式歩行ロボットの進行方向に
おいて相互に所定の位置関係となるように配列すると共
に、前記床反力検出器を前記所定の位置関係となるよう
に配列された弾性材の間に配置するように構成した。
とも２個の弾性材を前記脚式歩行ロボットの進行方向に
おいて相互に所定の位置関係となるように配列すると共
に、前記床反力検出器を前記所定の位置関係となるよう
に配列された弾性材の間に配置するように構成した。
【００２０】前記少なくとも２個の弾性材を前記脚式歩
行ロボットの進行方向において相互に所定の位置関係と
なるように配列すると共に、前記床反力検出器を前記所
定の位置関係となるように配列された弾性材の間に配置
するように構成したので、起立時の進行方向（前後方
向）の安定性を向上させることができると共に、床反力
の検出精度をより一層向上させることができる。
行ロボットの進行方向において相互に所定の位置関係と
なるように配列すると共に、前記床反力検出器を前記所
定の位置関係となるように配列された弾性材の間に配置
するように構成したので、起立時の進行方向（前後方
向）の安定性を向上させることができると共に、床反力
の検出精度をより一層向上させることができる。
【００２１】また、請求項６項においては、前記弾性材
を前記脚式歩行ロボットの進行方向と直交し、かつ重力
方向と直交する方向において相互に所定の位置関係とな
るように配列すると共に、前記床反力検出器を前記所定
の位置関係となるように配列された弾性材の間に配置す
るように構成した。
を前記脚式歩行ロボットの進行方向と直交し、かつ重力
方向と直交する方向において相互に所定の位置関係とな
るように配列すると共に、前記床反力検出器を前記所定
の位置関係となるように配列された弾性材の間に配置す
るように構成した。
【００２２】前記弾性材を前記脚式歩行ロボットの進行
方向と直交し、かつ重力方向と直交する方向において相
互に所定の位置関係となるように配列すると共に、前記
床反力検出器を前記所定の位置関係となるように配列さ
れた弾性材の間に配置するように構成したので、起立時
の進行方向と直交し、かつ重力方向と直交する方向、即
ち左右方向の安定性を向上させることができると共に、
床反力の検出精度をより一層向上させることができる。
方向と直交し、かつ重力方向と直交する方向において相
互に所定の位置関係となるように配列すると共に、前記
床反力検出器を前記所定の位置関係となるように配列さ
れた弾性材の間に配置するように構成したので、起立時
の進行方向と直交し、かつ重力方向と直交する方向、即
ち左右方向の安定性を向上させることができると共に、
床反力の検出精度をより一層向上させることができる。
【００２３】また、請求項７項においては、前記バネ機
構体はｎ（ｎ≧３）個の弾性材を備えると共に、前記床
反力検出器を、前記足部の底面視において前記ｎ個の弾
性材を頂点とするｎ角形の重心付近に配置するように構
成した。
構体はｎ（ｎ≧３）個の弾性材を備えると共に、前記床
反力検出器を、前記足部の底面視において前記ｎ個の弾
性材を頂点とするｎ角形の重心付近に配置するように構
成した。
【００２４】前記バネ機構体はｎ（ｎ≧３）個の弾性材
を備えると共に、前記床反力検出器を、前記足部の底面
視において前記ｎ個の弾性材を頂点とするｎ角形の重心
付近に配置するように構成したので、いかなる方向から
の荷重（床反力）に対しても同様な（均一な）衝撃吸収
が可能となるため、安定性が向上すると共に、床反力の
検出精度をより一層向上させることができる。
を備えると共に、前記床反力検出器を、前記足部の底面
視において前記ｎ個の弾性材を頂点とするｎ角形の重心
付近に配置するように構成したので、いかなる方向から
の荷重（床反力）に対しても同様な（均一な）衝撃吸収
が可能となるため、安定性が向上すると共に、床反力の
検出精度をより一層向上させることができる。
【００２５】また、請求項８項においては、前記弾性材
のうち、前記脚式歩行ロボットの進行方向において前記
床反力検出器よりも後方に配置した弾性材の剛性を、前
記床反力検出器よりも前方に配置した弾性材の剛性より
も大きく設定するように構成した。
のうち、前記脚式歩行ロボットの進行方向において前記
床反力検出器よりも後方に配置した弾性材の剛性を、前
記床反力検出器よりも前方に配置した弾性材の剛性より
も大きく設定するように構成した。
【００２６】前記弾性材のうち、前記脚式歩行ロボット
の進行方向において前記床反力検出器よりも後方に配置
した弾性材の剛性を、前記床反力検出器よりも前方に配
置した弾性材の剛性よりも大きく設定するように構成し
たので、踵周辺の剛性が高まって耐久性が向上し、よっ
て着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防止することが
でき、安定性および床反力検出精度を低下させることが
ない。
の進行方向において前記床反力検出器よりも後方に配置
した弾性材の剛性を、前記床反力検出器よりも前方に配
置した弾性材の剛性よりも大きく設定するように構成し
たので、踵周辺の剛性が高まって耐久性が向上し、よっ
て着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防止することが
でき、安定性および床反力検出精度を低下させることが
ない。
【００２７】また、請求項９項においては、前記弾性材
のうち、前記脚式歩行ロボットの進行方向と直交し、か
つ重力方向と直交する方向において、前記床反力検出器
よりも前記脚部歩行ロボットの外方に配置した弾性材の
剛性を、前記床反力検出器よりも前記脚部歩行ロボット
の内方に配置した弾性材の剛性よりも大きく設定するよ
うに構成した。
のうち、前記脚式歩行ロボットの進行方向と直交し、か
つ重力方向と直交する方向において、前記床反力検出器
よりも前記脚部歩行ロボットの外方に配置した弾性材の
剛性を、前記床反力検出器よりも前記脚部歩行ロボット
の内方に配置した弾性材の剛性よりも大きく設定するよ
うに構成した。
【００２８】前記弾性材のうち、前記脚式歩行ロボット
の進行方向と直交し、かつ重力方向と直交する方向にお
いて、前記床反力検出器よりも前記脚部歩行ロボットの
外方に配置した弾性材の剛性を、前記床反力検出器より
も前記脚部歩行ロボットの内方に配置した弾性材の剛性
よりも大きく設定するように構成したので、脚部中心線
に対して外方に位置する足部の剛性が高まって耐久性が
向上し、よって着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防
止することができ、安定性および床反力検出精度を低下
させることがない。
の進行方向と直交し、かつ重力方向と直交する方向にお
いて、前記床反力検出器よりも前記脚部歩行ロボットの
外方に配置した弾性材の剛性を、前記床反力検出器より
も前記脚部歩行ロボットの内方に配置した弾性材の剛性
よりも大きく設定するように構成したので、脚部中心線
に対して外方に位置する足部の剛性が高まって耐久性が
向上し、よって着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防
止することができ、安定性および床反力検出精度を低下
させることがない。
【００２９】また、請求項１０項においては、前記床反
力検出器の付近に絶縁体を配置するように構成した。
力検出器の付近に絶縁体を配置するように構成した。
【００３０】前記床反力検出器の付近に絶縁体を配置す
るように構成したので、床反力検出器周辺の付近に配置
された制御機器やモータなどに流れる電流の影響を防止
することができる。
るように構成したので、床反力検出器周辺の付近に配置
された制御機器やモータなどに流れる電流の影響を防止
することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の一つの実施の形態に係る脚式歩行ロボットの床反力
検出器を説明する。
明の一つの実施の形態に係る脚式歩行ロボットの床反力
検出器を説明する。
【００３２】図１はこの実施の形態に係る床反力検出器
が前提とする脚式歩行ロボット、より詳しくは２足歩行
ロボットを全体的に示す概略図である。
が前提とする脚式歩行ロボット、より詳しくは２足歩行
ロボットを全体的に示す概略図である。
【００３３】図示の如く、２足歩行ロボット（以下「ロ
ボット」という）１は、左右それぞれの脚部（脚部リン
ク）２に６個の関節を備える。６個の関節は上から順
に、股（腰部）の脚部回転用（Ｚ軸まわり）の関節１０
Ｒ，１０Ｌ（右側をＲ、左側をＬとする。以下同じ）、
股（腰部）のロール方向（Ｘ軸まわり）の関節１２Ｒ，
１２Ｌ、股（腰部）のピッチ方向（Ｙ軸まわり）の関節
１４Ｒ，１４Ｌ、膝部のピッチ方向の関節１６Ｒ，１６
Ｌ、足首のピッチ方向の関節１８Ｒ，１８Ｌ、および同
ロール方向の関節２０Ｒ，２０Ｌから構成される。
ボット」という）１は、左右それぞれの脚部（脚部リン
ク）２に６個の関節を備える。６個の関節は上から順
に、股（腰部）の脚部回転用（Ｚ軸まわり）の関節１０
Ｒ，１０Ｌ（右側をＲ、左側をＬとする。以下同じ）、
股（腰部）のロール方向（Ｘ軸まわり）の関節１２Ｒ，
１２Ｌ、股（腰部）のピッチ方向（Ｙ軸まわり）の関節
１４Ｒ，１４Ｌ、膝部のピッチ方向の関節１６Ｒ，１６
Ｌ、足首のピッチ方向の関節１８Ｒ，１８Ｌ、および同
ロール方向の関節２０Ｒ，２０Ｌから構成される。
【００３４】関節１８Ｒ（Ｌ），２０Ｒ（Ｌ）の下部に
は足部（足平）２２Ｒ，Ｌが取り付けられると共に、最
上位には上体（基体）２４が設けられ、その内部にマイ
クロコンピュータからなる制御ユニット２６などが格納
される。上記において、股関節（あるいは腰関節。前記
した第１の関節）は関節１０Ｒ（Ｌ），１２Ｒ（Ｌ），
１４Ｒ（Ｌ）から、足関節（足首関節。前記した第２の
関節）は関節１８Ｒ（Ｌ），２０Ｒ（Ｌ）から構成され
る。また、股関節と膝関節（１６Ｒ（Ｌ））とは大腿リ
ンク２８Ｒ，Ｌ、膝関節と足関節とは下腿リンク３０
Ｒ，Ｌで連結される。
は足部（足平）２２Ｒ，Ｌが取り付けられると共に、最
上位には上体（基体）２４が設けられ、その内部にマイ
クロコンピュータからなる制御ユニット２６などが格納
される。上記において、股関節（あるいは腰関節。前記
した第１の関節）は関節１０Ｒ（Ｌ），１２Ｒ（Ｌ），
１４Ｒ（Ｌ）から、足関節（足首関節。前記した第２の
関節）は関節１８Ｒ（Ｌ），２０Ｒ（Ｌ）から構成され
る。また、股関節と膝関節（１６Ｒ（Ｌ））とは大腿リ
ンク２８Ｒ，Ｌ、膝関節と足関節とは下腿リンク３０
Ｒ，Ｌで連結される。
【００３５】上記の構成により、脚部２は左右の足それ
ぞれについて６つの自由度を与えられ、歩行中にこれら
６×２＝１２個の関節を適宜な角度で駆動することで、
足全体に所望の動きを与えることができ、任意に３次元
空間を歩行させることができる。
ぞれについて６つの自由度を与えられ、歩行中にこれら
６×２＝１２個の関節を適宜な角度で駆動することで、
足全体に所望の動きを与えることができ、任意に３次元
空間を歩行させることができる。
【００３６】また、同図に示す如く、足関節１８，２０
Ｒ（Ｌ）と足平２２Ｒ（Ｌ）の接地端の間には、公知の
６軸力センサ（床反力検出器）３４が取り付けられ、力
の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとモーメントの３方向成
分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚとを測定し、足部の着地（接地）の
有無および床面（図示せず）から作用する床反力（接地
荷重）などを検出する。また、上体２４には傾斜センサ
３６が設置され、Ｚ軸（鉛直方向（重力方向））に対す
る傾きとその角速度を検出する。また、各関節を駆動す
る電動モータには、その回転量を検出するロータリエン
コーダ（図示せず）が設けられる。
Ｒ（Ｌ）と足平２２Ｒ（Ｌ）の接地端の間には、公知の
６軸力センサ（床反力検出器）３４が取り付けられ、力
の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとモーメントの３方向成
分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚとを測定し、足部の着地（接地）の
有無および床面（図示せず）から作用する床反力（接地
荷重）などを検出する。また、上体２４には傾斜センサ
３６が設置され、Ｚ軸（鉛直方向（重力方向））に対す
る傾きとその角速度を検出する。また、各関節を駆動す
る電動モータには、その回転量を検出するロータリエン
コーダ（図示せず）が設けられる。
【００３７】これら６軸力センサ３４などの出力は制御
ユニット２６に入力され、制御ユニット２６はメモリ
（図示せず）に格納されているデータおよび入力された
検出値に基づいて関節駆動制御値を算出し、前記した関
節を駆動する。
ユニット２６に入力され、制御ユニット２６はメモリ
（図示せず）に格納されているデータおよび入力された
検出値に基づいて関節駆動制御値を算出し、前記した関
節を駆動する。
【００３８】足部２２Ｒ（Ｌ）の接地端と６軸力センサ
３４の間には、バネ機構体３８（後に詳説）が装備され
ると共に、足底にはソール４０が貼られてコンプライア
ンス機構４２を構成する。足部２２Ｒ（Ｌ）が床反力を
受けると、コンプライアンス機構４２においてバネ機構
体３８およびソール４０がたわみ、足部２２Ｒ（Ｌ）を
変位させて着地時の衝撃を緩和する。
３４の間には、バネ機構体３８（後に詳説）が装備され
ると共に、足底にはソール４０が貼られてコンプライア
ンス機構４２を構成する。足部２２Ｒ（Ｌ）が床反力を
受けると、コンプライアンス機構４２においてバネ機構
体３８およびソール４０がたわみ、足部２２Ｒ（Ｌ）を
変位させて着地時の衝撃を緩和する。
【００３９】続いて、図２以降を参照して図１に示した
ロボット１の足部２２Ｒ（Ｌ）の構成、具体的には６軸
力センサ３４、およびその周辺部材の構成を詳細に説明
する。
ロボット１の足部２２Ｒ（Ｌ）の構成、具体的には６軸
力センサ３４、およびその周辺部材の構成を詳細に説明
する。
【００４０】図２は前記した足部２２Ｒ，Ｌのうち、左
脚の足部２２Ｌの側面断面図、図３は図２を底面から見
た底面図である。また、足部２２Ｒ，Ｌは左右対照であ
るため、右脚の足部２２Ｒの説明は省略すると共に、以
下特に必要な場合を除きＲ，Ｌを付すのを省略する。
脚の足部２２Ｌの側面断面図、図３は図２を底面から見
た底面図である。また、足部２２Ｒ，Ｌは左右対照であ
るため、右脚の足部２２Ｒの説明は省略すると共に、以
下特に必要な場合を除きＲ，Ｌを付すのを省略する。
【００４１】図２に示す如く、６軸力センサ３４は足関
節１８，２０と足部２２の接地端、より具体的には足部
２２下部のバネ機構体３８、足底フレーム５０、足底プ
レート５２およびソール４０からなる接地端の間に取り
付けられる。これにより、６軸力センサ３４がより接地
面に近い位置に配置されることとなって検出精度を向上
させることができると共に、６軸力センサ３４と床面と
の間に足部２２の接地端が介在されることとなって着地
時の衝撃の影響を低減することができ、６軸力センサ３
４の剛性を向上させる必要がない。
節１８，２０と足部２２の接地端、より具体的には足部
２２下部のバネ機構体３８、足底フレーム５０、足底プ
レート５２およびソール４０からなる接地端の間に取り
付けられる。これにより、６軸力センサ３４がより接地
面に近い位置に配置されることとなって検出精度を向上
させることができると共に、６軸力センサ３４と床面と
の間に足部２２の接地端が介在されることとなって着地
時の衝撃の影響を低減することができ、６軸力センサ３
４の剛性を向上させる必要がない。
【００４２】より具体的に説明すると、６軸力センサ３
４の上部は、足関節１８，２０付近の下腿リンク３０に
位置決めピン５４によって位置決めされつつ複数個の上
部固定用ボルト５６によって締結固定される。下腿リン
ク３０はチタンやマグネシウム合金などの高剛性の金属
（合金）により形成される。また、６軸力センサ３４の
下部は、前記したバネ機構体３８を介し、金属製の足底
フレーム５０に接続される。
４の上部は、足関節１８，２０付近の下腿リンク３０に
位置決めピン５４によって位置決めされつつ複数個の上
部固定用ボルト５６によって締結固定される。下腿リン
ク３０はチタンやマグネシウム合金などの高剛性の金属
（合金）により形成される。また、６軸力センサ３４の
下部は、前記したバネ機構体３８を介し、金属製の足底
フレーム５０に接続される。
【００４３】バネ機構体３８は、逆Ω状フレーム３８１
と、ゴムブッシュ３８２（前記し弾性材）と、バネ機構
体用ボルト３８３から構成される。逆Ω状フレーム３８
１は、アルミ（あるいはその合金）からなり、中央に６
軸力センサ３４下部と略同形の凹部を備える。この凹部
に６軸力センサ３４を挿入しつつ、６軸力センサ３４と
逆Ω状フレーム３８１を複数個（具体的には図１に示す
ように８個）の下部固定用ボルト５８によって締結固定
する。これにより、６軸力センサ３４をより一層足部２
２の接地端に近付けることができ、検出精度をより一層
向上させることができる。尚、６軸力センサ３４の出力
は、ハーネス３４ａを介して前記した制御ユニット２６
に入力される。
と、ゴムブッシュ３８２（前記し弾性材）と、バネ機構
体用ボルト３８３から構成される。逆Ω状フレーム３８
１は、アルミ（あるいはその合金）からなり、中央に６
軸力センサ３４下部と略同形の凹部を備える。この凹部
に６軸力センサ３４を挿入しつつ、６軸力センサ３４と
逆Ω状フレーム３８１を複数個（具体的には図１に示す
ように８個）の下部固定用ボルト５８によって締結固定
する。これにより、６軸力センサ３４をより一層足部２
２の接地端に近付けることができ、検出精度をより一層
向上させることができる。尚、６軸力センサ３４の出力
は、ハーネス３４ａを介して前記した制御ユニット２６
に入力される。
【００４４】断面Ｈ状を呈するゴムブッシュ３８２は６
軸力センサ３４のまわりに複数個（具体的には図３に示
すように４個）配置される。また、逆Ω状フレーム３８
１と足底フレーム５０は、上下２個のバネ機構体用ボル
ト３８３でこのゴムブッシュ３８２のＨ状中央の凹部を
挟持しつつ接続される。尚、ゴムブッシュ３８２は合成
ゴムにより形成され、適宜な弾性が与えられる。
軸力センサ３４のまわりに複数個（具体的には図３に示
すように４個）配置される。また、逆Ω状フレーム３８
１と足底フレーム５０は、上下２個のバネ機構体用ボル
ト３８３でこのゴムブッシュ３８２のＨ状中央の凹部を
挟持しつつ接続される。尚、ゴムブッシュ３８２は合成
ゴムにより形成され、適宜な弾性が与えられる。
【００４５】このように構成することで、着地時に６軸
力センサ３４に加わる衝撃、特に斜め方向に働く衝撃を
ゴムブッシュ３８２が変形することによって低減するこ
とができる。また、６軸力センサ３４の上部が接続され
る下腿リンク３０は、バネ機構体３８の全体的な剛性に
比して剛性の高い高剛性部材によって形成されるため、
より一層検出精度を向上させることができると共に、検
出した床反力と実際にロボットに作用する力が一致し、
制御性を悪化させることがない。さらに、荷重が重力方
向へと加わる起立時（静止時）の安定性を向上させるこ
とができる。
力センサ３４に加わる衝撃、特に斜め方向に働く衝撃を
ゴムブッシュ３８２が変形することによって低減するこ
とができる。また、６軸力センサ３４の上部が接続され
る下腿リンク３０は、バネ機構体３８の全体的な剛性に
比して剛性の高い高剛性部材によって形成されるため、
より一層検出精度を向上させることができると共に、検
出した床反力と実際にロボットに作用する力が一致し、
制御性を悪化させることがない。さらに、荷重が重力方
向へと加わる起立時（静止時）の安定性を向上させるこ
とができる。
【００４６】尚、逆Ω状フレーム３８１と足底フレーム
５０の間隙にはリング状部材６０が介在し、逆Ω状フレ
ーム３８１が足底フレーム５０内を上下に摺動する際に
ピトンリングのような働きをする。これにより、逆Ω状
フレーム３８１は、ブレのない滑らかな上下摺動が可能
となる。このリング状部材６０はフッ素樹脂、例えばポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの潤滑性の
高い素材により形成される。
５０の間隙にはリング状部材６０が介在し、逆Ω状フレ
ーム３８１が足底フレーム５０内を上下に摺動する際に
ピトンリングのような働きをする。これにより、逆Ω状
フレーム３８１は、ブレのない滑らかな上下摺動が可能
となる。このリング状部材６０はフッ素樹脂、例えばポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの潤滑性の
高い素材により形成される。
【００４７】次いで図３を参照して説明すると、足部２
２の底面（足底面）は大略矩形状を呈し、その中心位置
よりも前後方向（Ｘ軸方向）においてやや後方に６軸力
センサ３４が配置される。同図でＸｃとは、６軸力セン
サ３４のＸ軸方向における感度中心線を示し、Ｙｃと
は、Ｙ軸方向における感度中心線を示す。また、これら
Ｘ軸方向感度中心線ＸｃおよびＹ軸方向感度中心線Ｙｃ
は、図２に良く示す脚部中心線（Ｚ軸方向）ｆｔｃと直
交する。即ち、６軸力センサ３４のＺ軸方向感度中心線
Ｚｃが脚部中心線ｆｔｃと同一となるように６軸力セン
サ３４を配置しているので、ロボット１に作用する床反
力を精度良く検出することができる。
２の底面（足底面）は大略矩形状を呈し、その中心位置
よりも前後方向（Ｘ軸方向）においてやや後方に６軸力
センサ３４が配置される。同図でＸｃとは、６軸力セン
サ３４のＸ軸方向における感度中心線を示し、Ｙｃと
は、Ｙ軸方向における感度中心線を示す。また、これら
Ｘ軸方向感度中心線ＸｃおよびＹ軸方向感度中心線Ｙｃ
は、図２に良く示す脚部中心線（Ｚ軸方向）ｆｔｃと直
交する。即ち、６軸力センサ３４のＺ軸方向感度中心線
Ｚｃが脚部中心線ｆｔｃと同一となるように６軸力セン
サ３４を配置しているので、ロボット１に作用する床反
力を精度良く検出することができる。
【００４８】尚、上記で前後方向とはＸ軸方向を意味
し、前記した図１から明らかなように、ロボット１の進
行方向を意味する。また、左右（横）方向とはＹ軸方向
を意味し、Ｘ軸方向（進行方向）およびＺ軸方向（重力
方向）に直交する方向を意味する。以下同様とする。
し、前記した図１から明らかなように、ロボット１の進
行方向を意味する。また、左右（横）方向とはＹ軸方向
を意味し、Ｘ軸方向（進行方向）およびＺ軸方向（重力
方向）に直交する方向を意味する。以下同様とする。
【００４９】６軸力センサ３４は、互いに所定の位置関
係になるように同一直線上に配置された２個のゴムブッ
シュ３８２（３８２ＦとＲ、あるいは３８２ａとｂ。い
ずれもその下方に位置するバネ機構体用ボルト３８３で
示す）の中心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置する
ように配置される。具体的には、進行方向（Ｘ軸方
向）、より具体的にはＸ軸方向感度中心線上に位置する
２個のゴムブッシュ３８２ＦとＲの中心付近にＺ軸方向
感度中心線Ｚｃが位置するように配置されると共に、左
右方向（Ｙ軸方向）、より具体的にはＹ軸方向感度中心
線上に位置する２個のゴムブッシュ３８２ａとｂの中心
付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置するように配置さ
れる。さらには、４個のゴムブッシュ３８２（３８２
Ｆ，Ｒ，ａ，ｂ）によって形成される四角形、具体的に
は各頂点が直角の長方形（より具体的には四辺同長の正
方形）の重心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置する
ように配置される。
係になるように同一直線上に配置された２個のゴムブッ
シュ３８２（３８２ＦとＲ、あるいは３８２ａとｂ。い
ずれもその下方に位置するバネ機構体用ボルト３８３で
示す）の中心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置する
ように配置される。具体的には、進行方向（Ｘ軸方
向）、より具体的にはＸ軸方向感度中心線上に位置する
２個のゴムブッシュ３８２ＦとＲの中心付近にＺ軸方向
感度中心線Ｚｃが位置するように配置されると共に、左
右方向（Ｙ軸方向）、より具体的にはＹ軸方向感度中心
線上に位置する２個のゴムブッシュ３８２ａとｂの中心
付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置するように配置さ
れる。さらには、４個のゴムブッシュ３８２（３８２
Ｆ，Ｒ，ａ，ｂ）によって形成される四角形、具体的に
は各頂点が直角の長方形（より具体的には四辺同長の正
方形）の重心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置する
ように配置される。
【００５０】これにより、いかなる方向からの荷重（床
反力）に対しても同様な（均一な）衝撃吸収が可能とな
るため、安定性、特に起立時の進行方向（Ｘ軸方向）お
よび左右方向（Ｙ軸方向）の安定性が向上すると共に、
床反力の検出精度をより一層向上させることができる。
反力）に対しても同様な（均一な）衝撃吸収が可能とな
るため、安定性、特に起立時の進行方向（Ｘ軸方向）お
よび左右方向（Ｙ軸方向）の安定性が向上すると共に、
床反力の検出精度をより一層向上させることができる。
【００５１】ところで、脚式歩行ロボット、特に２足歩
行ロボットにおいては、通常歩行において遊脚は踵から
着地するため、踵周辺の劣化が生じ易いのは前述した通
りである。
行ロボットにおいては、通常歩行において遊脚は踵から
着地するため、踵周辺の劣化が生じ易いのは前述した通
りである。
【００５２】このため、この実施の形態にあっては、進
行方向（Ｘ軸方向）において６軸力センサ３４よりも後
方のゴムブッシュ３８２Ｒの剛性を、６軸力センサ３４
よりも前方のそれよりも高くするように構成した。６軸
力センサ３４のＺ軸方向感度中心線は前記したように脚
部中心線ｆｔｃと同一であるため、６軸力センサ３４よ
りも後方のゴムブッシュ３８２Ｒとは、即ち踵に近い位
置に配置されたものを示す。このように、踵に近い位置
に配置されたゴムブッシュ３８２Ｒの剛性を高くするこ
とで、踵周辺の剛性が高まって耐久性が向上し、よって
着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防止することがで
き、安定性および床反力検出精度を低下させることがな
い。
行方向（Ｘ軸方向）において６軸力センサ３４よりも後
方のゴムブッシュ３８２Ｒの剛性を、６軸力センサ３４
よりも前方のそれよりも高くするように構成した。６軸
力センサ３４のＺ軸方向感度中心線は前記したように脚
部中心線ｆｔｃと同一であるため、６軸力センサ３４よ
りも後方のゴムブッシュ３８２Ｒとは、即ち踵に近い位
置に配置されたものを示す。このように、踵に近い位置
に配置されたゴムブッシュ３８２Ｒの剛性を高くするこ
とで、踵周辺の剛性が高まって耐久性が向上し、よって
着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防止することがで
き、安定性および床反力検出精度を低下させることがな
い。
【００５３】説明を続けると、６軸力センサ３４のＸ軸
方向感度中心線Ｘｃに対してロボット１における外方の
足部２２ａ（同図は左脚の足部２２Ｌであることから、
起立時においては同図右側の足部２２ａが外方となると
共に、左側の足部２２ｂが内方となる）は、先端の爪先
６４から前後方向（Ｘ軸方向）後方に向けて左右（横）
方向（Ｙ軸方向）の幅（足幅）が徐々に広くなり、さら
に、Ｙ軸方向感度中心線Ｙｃ付近で最大値をとった後、
踵６６に向けて前記した爪先６４と同じ幅となるように
狭くなる形状を呈する。
方向感度中心線Ｘｃに対してロボット１における外方の
足部２２ａ（同図は左脚の足部２２Ｌであることから、
起立時においては同図右側の足部２２ａが外方となると
共に、左側の足部２２ｂが内方となる）は、先端の爪先
６４から前後方向（Ｘ軸方向）後方に向けて左右（横）
方向（Ｙ軸方向）の幅（足幅）が徐々に広くなり、さら
に、Ｙ軸方向感度中心線Ｙｃ付近で最大値をとった後、
踵６６に向けて前記した爪先６４と同じ幅となるように
狭くなる形状を呈する。
【００５４】前記したように、６軸力センサ３４のＸ軸
方向感度中心線Ｘｃ（およびＹ軸方向感度中心線Ｙｃ）
は、図３に良く示す脚部中心線（Ｚ軸方向）ｆｔｃと直
交する。即ち、Ｘ軸方向感度中心線Ｘｃに対してロボッ
ト１における外方の足部２２ａとは、脚部中心線ｆｔｃ
に対してロボット１における外方と換言することができ
る。内方の足部２２ｂについても同様である。
方向感度中心線Ｘｃ（およびＹ軸方向感度中心線Ｙｃ）
は、図３に良く示す脚部中心線（Ｚ軸方向）ｆｔｃと直
交する。即ち、Ｘ軸方向感度中心線Ｘｃに対してロボッ
ト１における外方の足部２２ａとは、脚部中心線ｆｔｃ
に対してロボット１における外方と換言することができ
る。内方の足部２２ｂについても同様である。
【００５５】このように、脚部中心線ｆｔｃに対して外
方の足部２２ａの底面は、内方の足部２２ｂの底面に比
して面積が大きく形成される。これにより、足部内方
（２２ｂ）の他脚への干渉を防止すると共に、ロボット
１の安定性を維持することができる。
方の足部２２ａの底面は、内方の足部２２ｂの底面に比
して面積が大きく形成される。これにより、足部内方
（２２ｂ）の他脚への干渉を防止すると共に、ロボット
１の安定性を維持することができる。
【００５６】ここで、面積の大きい外方の足部２２ａに
はより多くの荷重や遊脚によるスピンモーメントなどが
加わり、よってその部位が劣化し易いといった問題があ
るのは前述した通りである。従って、この実施の形態に
あっては、脚部中心線ｆｔｃに対して外方の足部２２ａ
に配置されるゴムブッシュ３８２ａの剛性を、内方の足
部２２ｂに配置されるゴムブッシュ３８２ｂよりも高く
するように構成した。このように、面積の大きい外方の
足部２２ａに配置されたゴムブッシュ３８２ａの剛性を
高くすることで、外方の足部２２ａの剛性が高まって耐
久性が向上し、よって着地時の衝撃低減効果の経時的劣
化を防止することができ、安定性および床反力の検出精
度を低下させることがない。
はより多くの荷重や遊脚によるスピンモーメントなどが
加わり、よってその部位が劣化し易いといった問題があ
るのは前述した通りである。従って、この実施の形態に
あっては、脚部中心線ｆｔｃに対して外方の足部２２ａ
に配置されるゴムブッシュ３８２ａの剛性を、内方の足
部２２ｂに配置されるゴムブッシュ３８２ｂよりも高く
するように構成した。このように、面積の大きい外方の
足部２２ａに配置されたゴムブッシュ３８２ａの剛性を
高くすることで、外方の足部２２ａの剛性が高まって耐
久性が向上し、よって着地時の衝撃低減効果の経時的劣
化を防止することができ、安定性および床反力の検出精
度を低下させることがない。
【００５７】また、足部２２の底面には、Ｘ軸方向感度
中心線Ｘｃ付近を除く全面に２分割されたゴム製のソー
ル４０が複数個（具体的には９個）のソール固定用ボル
ト６８によって締結固定される。これにより、着地時に
ロボット１に作用する衝撃をより一層低減することがで
きると共に、足裏の摩擦力を向上させてスリップなどを
防止することができる。
中心線Ｘｃ付近を除く全面に２分割されたゴム製のソー
ル４０が複数個（具体的には９個）のソール固定用ボル
ト６８によって締結固定される。これにより、着地時に
ロボット１に作用する衝撃をより一層低減することがで
きると共に、足裏の摩擦力を向上させてスリップなどを
防止することができる。
【００５８】ところで、足関節１８，２０は前記したよ
うに、ピッチ方向の関節１８、およびロール方向の関節
２０から構成される。具体的には、図２に示すように、
足関節１８，２０のうち関節１８は、モータの回転によ
って生じた駆動力が減速ギヤ（共に図示せず）を介して
伝達されることによって駆動され、足部２２にロール方
向（Ｘ軸まわり。具体的には１８Ｘｃで示す足関節ロー
ル方向中心線まわり）において所望の動きを与える。ま
た、関節２０は、足部２２の上方に設置されたモータ
（図示せず）の回転によって生じた駆動力が減速ギヤ
（図示せず）、ベルト７０およびプーリ７２を介して伝
達されることにより駆動され、足部２２にピッチ方向
（Ｙ軸まわり。具体的には足関節ロール方向中心線１８
Ｘｃと脚部中心線ｆｔｃに直交する方向まわり）におい
て所望の動きを与える。
うに、ピッチ方向の関節１８、およびロール方向の関節
２０から構成される。具体的には、図２に示すように、
足関節１８，２０のうち関節１８は、モータの回転によ
って生じた駆動力が減速ギヤ（共に図示せず）を介して
伝達されることによって駆動され、足部２２にロール方
向（Ｘ軸まわり。具体的には１８Ｘｃで示す足関節ロー
ル方向中心線まわり）において所望の動きを与える。ま
た、関節２０は、足部２２の上方に設置されたモータ
（図示せず）の回転によって生じた駆動力が減速ギヤ
（図示せず）、ベルト７０およびプーリ７２を介して伝
達されることにより駆動され、足部２２にピッチ方向
（Ｙ軸まわり。具体的には足関節ロール方向中心線１８
Ｘｃと脚部中心線ｆｔｃに直交する方向まわり）におい
て所望の動きを与える。
【００５９】これらモータを駆動するためのドライバ７
４を、スペースの有効活用のため、この実施の形態にお
いては６軸力センサ３４の配置位置に近い爪先付近に設
置した。しかしながら、前述したように、床反力検出器
が配置される足部２２の内部に制御機器などを収容した
場合、収容した制御機器を流れる電流がフレーム（足底
フレーム５０）など導電性の部材を通じて６軸力センサ
３４にノイズとして影響を及ぼす恐れがあった。また、
下腿リンク３０付近にはモータ自体が設置されると共
に、ドライバ７４を足部２２の爪先付近に設置すると、
ドライバ７４から各モータへとつながる電線７６が例え
ば図示のように配線されることにより、下腿リンク３０
を通じた電流によっても同様に６軸力センサ３４にノイ
ズの影響を及ぼす恐れがあった。
４を、スペースの有効活用のため、この実施の形態にお
いては６軸力センサ３４の配置位置に近い爪先付近に設
置した。しかしながら、前述したように、床反力検出器
が配置される足部２２の内部に制御機器などを収容した
場合、収容した制御機器を流れる電流がフレーム（足底
フレーム５０）など導電性の部材を通じて６軸力センサ
３４にノイズとして影響を及ぼす恐れがあった。また、
下腿リンク３０付近にはモータ自体が設置されると共
に、ドライバ７４を足部２２の爪先付近に設置すると、
ドライバ７４から各モータへとつながる電線７６が例え
ば図示のように配線されることにより、下腿リンク３０
を通じた電流によっても同様に６軸力センサ３４にノイ
ズの影響を及ぼす恐れがあった。
【００６０】そこで、この実施の形態にあっては、６軸
力センサ３４付近に絶縁体が配置されるように構成し
た。具体的には、６軸力センサ３４の上部と下腿リンク
３０の間に第１の絶縁体７８が介在されると共に、６軸
力センサ３４の下部と逆Ω状フレーム３８１の間に第２
の絶縁体８０が介在される。
力センサ３４付近に絶縁体が配置されるように構成し
た。具体的には、６軸力センサ３４の上部と下腿リンク
３０の間に第１の絶縁体７８が介在されると共に、６軸
力センサ３４の下部と逆Ω状フレーム３８１の間に第２
の絶縁体８０が介在される。
【００６１】これら第１および第２の絶縁体７８，８０
は、絶縁性が高く、かつ機械的強度の高い部材から形成
される。また、前記した位置決めピン５４も同様な性質
を持つ部材から形成される。
は、絶縁性が高く、かつ機械的強度の高い部材から形成
される。また、前記した位置決めピン５４も同様な性質
を持つ部材から形成される。
【００６２】さらに、図４に良く示すように、（６軸力
センサ）上部固定用ボルト５６の頭部５６ａと６軸力セ
ンサ３４の間には、第１の絶縁ワッシャ８２が介在され
る。また、第１の絶縁体７８および６軸力センサ３４の
上部固定用ボルト５６が挿通する部分には第１の絶縁ス
リーブ８４が設けられる。これにより、６軸力センサ３
４が下腿リンク３０および上部固定用ボルト５６から完
全に絶縁される。
センサ）上部固定用ボルト５６の頭部５６ａと６軸力セ
ンサ３４の間には、第１の絶縁ワッシャ８２が介在され
る。また、第１の絶縁体７８および６軸力センサ３４の
上部固定用ボルト５６が挿通する部分には第１の絶縁ス
リーブ８４が設けられる。これにより、６軸力センサ３
４が下腿リンク３０および上部固定用ボルト５６から完
全に絶縁される。
【００６３】また、図５に良く示すように、（６軸力セ
ンサ）上部固定用ボルト５８の頭部５８ａと逆Ω状フレ
ーム３８１の間には、第２の絶縁ワッシャ８６が介在さ
れる。また、第２の絶縁体８０および逆Ω状フレーム３
８１の下部固定用ボルト５８が挿通する部分には第２の
絶縁スリーブ８８が設けられる。これにより、６軸力セ
ンサ３４が逆Ω状フレーム３８１および下部固定用ボル
ト５８から完全に絶縁される。尚、第１および第２の絶
縁ワッシャ８２，８６、ならびに、第１および第２の絶
縁スリーブ８４，８８も同様に絶縁性が高く、かつ機械
的強度の高い部材から形成される。
ンサ）上部固定用ボルト５８の頭部５８ａと逆Ω状フレ
ーム３８１の間には、第２の絶縁ワッシャ８６が介在さ
れる。また、第２の絶縁体８０および逆Ω状フレーム３
８１の下部固定用ボルト５８が挿通する部分には第２の
絶縁スリーブ８８が設けられる。これにより、６軸力セ
ンサ３４が逆Ω状フレーム３８１および下部固定用ボル
ト５８から完全に絶縁される。尚、第１および第２の絶
縁ワッシャ８２，８６、ならびに、第１および第２の絶
縁スリーブ８４，８８も同様に絶縁性が高く、かつ機械
的強度の高い部材から形成される。
【００６４】このように、６軸力センサ３４付近に絶縁
体を配置するように構成したので、周辺に配置された制
御機器やモータなどに流れる電流の影響を防止すること
ができる。
体を配置するように構成したので、周辺に配置された制
御機器やモータなどに流れる電流の影響を防止すること
ができる。
【００６５】図６は、従来技術とこの実施の形態に係る
６軸力センサ３４における電流によるノイズの影響を対
比して示すグラフである。同図から明らかなように、こ
の実施の形態においてはモータ駆動時のノイズを略完全
に解消している。
６軸力センサ３４における電流によるノイズの影響を対
比して示すグラフである。同図から明らかなように、こ
の実施の形態においてはモータ駆動時のノイズを略完全
に解消している。
【００６６】尚、逆Ω状フレーム３８１と足底フレーム
５０は、前記したようにゴムブッシュ３８２を挟持しつ
つ接続されていることから、ゴムブッシュ３８２の絶縁
性を向上させることで逆Ω状フレーム３８１を介した電
流の影響を防止することができる。しかしながら、絶縁
性を考慮に入れると弾性の設計自由度（材質の選別自由
度）が低下してしまうため、所望の衝撃吸収性能を得る
ことが困難となるが、上記のように絶縁体を介挿する構
成とすることで、係る不具合も解消することができる。
５０は、前記したようにゴムブッシュ３８２を挟持しつ
つ接続されていることから、ゴムブッシュ３８２の絶縁
性を向上させることで逆Ω状フレーム３８１を介した電
流の影響を防止することができる。しかしながら、絶縁
性を考慮に入れると弾性の設計自由度（材質の選別自由
度）が低下してしまうため、所望の衝撃吸収性能を得る
ことが困難となるが、上記のように絶縁体を介挿する構
成とすることで、係る不具合も解消することができる。
【００６７】次いで図７を参照してこの発明の第２の実
施の形態に係る脚式歩行ロボットの床反力検出器につい
て説明する。
施の形態に係る脚式歩行ロボットの床反力検出器につい
て説明する。
【００６８】図７は、第２の実施の形態に係る床反力検
出器を説明するための、図３と同様な足部２２Ｒ，Ｌの
うち、左脚の足部２２Ｌの底面図である。
出器を説明するための、図３と同様な足部２２Ｒ，Ｌの
うち、左脚の足部２２Ｌの底面図である。
【００６９】同図に示すように、６軸力センサ３４は、
同一直線上に配置された２個のゴムブッシュ３８２（３
８２ＦａとＲｂ、あるいは３８２ＲａとＦｂ。いずれも
その下方に位置するバネ機構体用ボルト３８３で示す）
の中心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置するように
配置される。さらには、４個のゴムブッシュ３８２（３
８２Ｆ，Ｒ，ａ，ｂ）によって形成される四角形、具体
的には各頂点が直角の長方形（より具体的には四辺同長
の正方形）の重心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置
するように配置されるため、安定性を向上させることが
できると共に、検出精度をより一層向上させることがで
きる。
同一直線上に配置された２個のゴムブッシュ３８２（３
８２ＦａとＲｂ、あるいは３８２ＲａとＦｂ。いずれも
その下方に位置するバネ機構体用ボルト３８３で示す）
の中心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置するように
配置される。さらには、４個のゴムブッシュ３８２（３
８２Ｆ，Ｒ，ａ，ｂ）によって形成される四角形、具体
的には各頂点が直角の長方形（より具体的には四辺同長
の正方形）の重心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置
するように配置されるため、安定性を向上させることが
できると共に、検出精度をより一層向上させることがで
きる。
【００７０】また、この実施の形態の場合、ゴムブッシ
ュ３８２Ｆｂよりも３８２Ｆａおよび３８２Ｒｂを、３
８２Ｆａおよび３８２Ｒｂよりも３８２Ｒａの剛性を高
くすることで、踵周辺および外方の足部２２ａの剛性が
高まって耐久性が向上し、よって着地時の衝撃低減効果
の経時的劣化を防止することができ、安定性および床反
力検出精度を低下させることがない。
ュ３８２Ｆｂよりも３８２Ｆａおよび３８２Ｒｂを、３
８２Ｆａおよび３８２Ｒｂよりも３８２Ｒａの剛性を高
くすることで、踵周辺および外方の足部２２ａの剛性が
高まって耐久性が向上し、よって着地時の衝撃低減効果
の経時的劣化を防止することができ、安定性および床反
力検出精度を低下させることがない。
【００７１】尚、他の構成については前述の実施の形態
と同一なため、説明を省略する。
と同一なため、説明を省略する。
【００７２】次いで図８を参照してこの発明の第３の実
施の形態に係る脚式歩行ロボットの床反力検出器につい
て説明する。
施の形態に係る脚式歩行ロボットの床反力検出器につい
て説明する。
【００７３】図８は、第３の実施の形態に係る床反力検
出器を説明するための、図３と同様な足部２２Ｒ，Ｌの
うち、左脚の足部２２Ｌの底面図である。
出器を説明するための、図３と同様な足部２２Ｒ，Ｌの
うち、左脚の足部２２Ｌの底面図である。
【００７４】同図に示すように、６軸力センサ３４は、
３個のゴムブッシュ３８２（３８２Ｆ，Ｒａ，Ｒｂ）に
よって形成される三角形、具体的には各頂点が同角度の
正三角形の重心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置す
るように配置されるため、安定性を向上させることがで
きると共に、検出精度をより一層向上させることができ
る。
３個のゴムブッシュ３８２（３８２Ｆ，Ｒａ，Ｒｂ）に
よって形成される三角形、具体的には各頂点が同角度の
正三角形の重心付近にＺ軸方向感度中心線Ｚｃが位置す
るように配置されるため、安定性を向上させることがで
きると共に、検出精度をより一層向上させることができ
る。
【００７５】また、この実施の形態の場合、ゴムブッシ
ュ３８２Ｆよりも３８２Ｒｂの剛性を高くすると共に、
３８２Ｒｂよりも３８２Ｒａの剛性を高くすることで、
踵周辺および外方の足部２２ａの剛性が高まって耐久性
が向上し、よって着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を
防止することができ、安定性および床反力検出精度を低
下させることがない。
ュ３８２Ｆよりも３８２Ｒｂの剛性を高くすると共に、
３８２Ｒｂよりも３８２Ｒａの剛性を高くすることで、
踵周辺および外方の足部２２ａの剛性が高まって耐久性
が向上し、よって着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を
防止することができ、安定性および床反力検出精度を低
下させることがない。
【００７６】尚、他の構成については前述の実施の形態
と同一なため、説明を省略する。
と同一なため、説明を省略する。
【００７７】このように、この実施の形態にあっては、
少なくとも上体２４と、前記上体に第１の関節（股関節
（あるいは腰関節）。関節１０，１２，１４Ｒ（Ｌ））
を介して連結される複数本の脚部（脚部リンク２）を備
え、前記脚部の端部に第２の関節（足関節（足首関節。
関節１８，２０Ｒ（Ｌ））を介して連結される足部２２
Ｒ（Ｌ）の接地端を介して床面から作用する床反力を検
出する床反力検出器（６軸力センサ３４）を備えた脚式
歩行ロボット１の床反力検出器において、前記床反力検
出器を、前記第２の関節と前記足部の接地端（バネ機構
体３８、ソール４０、足底フレーム５０および足底プレ
ート５２）の間に配置するように構成した。
少なくとも上体２４と、前記上体に第１の関節（股関節
（あるいは腰関節）。関節１０，１２，１４Ｒ（Ｌ））
を介して連結される複数本の脚部（脚部リンク２）を備
え、前記脚部の端部に第２の関節（足関節（足首関節。
関節１８，２０Ｒ（Ｌ））を介して連結される足部２２
Ｒ（Ｌ）の接地端を介して床面から作用する床反力を検
出する床反力検出器（６軸力センサ３４）を備えた脚式
歩行ロボット１の床反力検出器において、前記床反力検
出器を、前記第２の関節と前記足部の接地端（バネ機構
体３８、ソール４０、足底フレーム５０および足底プレ
ート５２）の間に配置するように構成した。
【００７８】また、前記第２の関節付近に前記床反力検
出器の一端を接続すると共に、前記足部の接地端付近を
前記第２の関節付近を構成する部材（下腿リンク３０）
よりも剛性において低い部材で構成し、前記剛性におい
て低い部材に前記床反力検出器の他端を接続するように
構成した。
出器の一端を接続すると共に、前記足部の接地端付近を
前記第２の関節付近を構成する部材（下腿リンク３０）
よりも剛性において低い部材で構成し、前記剛性におい
て低い部材に前記床反力検出器の他端を接続するように
構成した。
【００７９】具体的には、前記剛性において低い部材が
バネ機構体３８からなると共に、前記床反力検出器を前
記バネ機構体を介して前記足部の接地端に接続するよう
に構成した。
バネ機構体３８からなると共に、前記床反力検出器を前
記バネ機構体を介して前記足部の接地端に接続するよう
に構成した。
【００８０】また、前記バネ機構体は少なくとも２個の
弾性材（ゴムブッシュ３８２）を備えると共に、前記床
反力検出器を前記少なくとも２個の弾性材の間に配置す
るように構成した。
弾性材（ゴムブッシュ３８２）を備えると共に、前記床
反力検出器を前記少なくとも２個の弾性材の間に配置す
るように構成した。
【００８１】また、前記少なくとも２個の弾性材を前記
脚式歩行ロボットの進行方向（前後方向）において相互
に所定の位置関係となるように配列する（ゴムブッシュ
３８２Ｆ，Ｒ）と共に、前記床反力検出器を前記所定の
位置関係となるように配列された弾性材の間に配置する
ようにに構成した。
脚式歩行ロボットの進行方向（前後方向）において相互
に所定の位置関係となるように配列する（ゴムブッシュ
３８２Ｆ，Ｒ）と共に、前記床反力検出器を前記所定の
位置関係となるように配列された弾性材の間に配置する
ようにに構成した。
【００８２】また、前記少なくとも２個の弾性材を前記
脚式歩行ロボットの進行方向と直交し、かつ重力方向と
直交する方向（左右方向（横方向））において相互に所
定の位置関係となるように配列する（ゴムブッシュ３８
２ａ，ｂ）と共に、前記床反力検出器を前記所定の位置
関係となるように配列された弾性材の間に配置するよう
に構成した。
脚式歩行ロボットの進行方向と直交し、かつ重力方向と
直交する方向（左右方向（横方向））において相互に所
定の位置関係となるように配列する（ゴムブッシュ３８
２ａ，ｂ）と共に、前記床反力検出器を前記所定の位置
関係となるように配列された弾性材の間に配置するよう
に構成した。
【００８３】また、前記バネ機構体はｎ（ｎ≧３）個の
弾性材を備えると共に、前記床反力検出器を、前記足部
に底面視において前記ｎ個の弾性材を頂点とするｎ角形
の重心付近に配置するように構成した。
弾性材を備えると共に、前記床反力検出器を、前記足部
に底面視において前記ｎ個の弾性材を頂点とするｎ角形
の重心付近に配置するように構成した。
【００８４】また、前記弾性材のうち、前記脚式歩行ロ
ボットの進行方向において前記床反力検出器よりも後方
に配置した弾性材（ゴムブッシュ３８２Ｒ，Ｒａ，Ｒ
ｂ）の剛性を、前記床反力検出器よりも前方に配置した
弾性材（ゴムブッシュ３８２Ｆ，Ｆａ，Ｆｂ）の剛性よ
りも大きく設定するように構成した。
ボットの進行方向において前記床反力検出器よりも後方
に配置した弾性材（ゴムブッシュ３８２Ｒ，Ｒａ，Ｒ
ｂ）の剛性を、前記床反力検出器よりも前方に配置した
弾性材（ゴムブッシュ３８２Ｆ，Ｆａ，Ｆｂ）の剛性よ
りも大きく設定するように構成した。
【００８５】また、前記弾性材のうち、前記脚式歩行ロ
ボットの進行方向と直交し、かつ重力方向と直交する方
向において、前記床反力検出器よりも前記脚部歩行ロボ
ット（具体的には脚部中心線ｆｔｃ）の外方に配置した
弾性材（ゴムブッシュ３８２ａ，Ｆａ，Ｒａ）の剛性
を、前記床反力検出器よりも前記脚部歩行ロボットの内
方に配置した弾性材（ゴムブッシュ３８２ｂ，Ｆｂ，Ｒ
ｂ）の剛性よりも大きく設定するように構成した。
ボットの進行方向と直交し、かつ重力方向と直交する方
向において、前記床反力検出器よりも前記脚部歩行ロボ
ット（具体的には脚部中心線ｆｔｃ）の外方に配置した
弾性材（ゴムブッシュ３８２ａ，Ｆａ，Ｒａ）の剛性
を、前記床反力検出器よりも前記脚部歩行ロボットの内
方に配置した弾性材（ゴムブッシュ３８２ｂ，Ｆｂ，Ｒ
ｂ）の剛性よりも大きく設定するように構成した。
【００８６】また、前記床反力検出器の付近に絶縁体
（第１および第２の絶縁体７８，８０、第１および第２
の絶縁ワッシャ８２，８６、第１および第２の絶縁スリ
ーブ８４，８８）を設けるように構成した。
（第１および第２の絶縁体７８，８０、第１および第２
の絶縁ワッシャ８２，８６、第１および第２の絶縁スリ
ーブ８４，８８）を設けるように構成した。
【００８７】尚、上記において、ゴムブッシュの数を３
個あるいは４個とし、それによって形成される多角形を
三角形あるいは四角形としたがそれに限られるものでは
なく、任意のｎ個（ｎ≧３）のゴムブッシュを用いて任
意のｎ角形として良い。また、三角形および四角形も例
示した長方形（正方形）あるいは正三角形に限られるも
のではなく、任意に頂点の角度や辺の長さを設定して良
く、要はその重心付近に６軸力センサ３４を配置するよ
うにすれば良い。
個あるいは４個とし、それによって形成される多角形を
三角形あるいは四角形としたがそれに限られるものでは
なく、任意のｎ個（ｎ≧３）のゴムブッシュを用いて任
意のｎ角形として良い。また、三角形および四角形も例
示した長方形（正方形）あるいは正三角形に限られるも
のではなく、任意に頂点の角度や辺の長さを設定して良
く、要はその重心付近に６軸力センサ３４を配置するよ
うにすれば良い。
【００８８】また、上記した種々の部材の材質も記載し
たものに限られず、適宜選別しても良いことは言うまで
もない。
たものに限られず、適宜選別しても良いことは言うまで
もない。
【００８９】また、ゴムブッシュの配置位置に応じてそ
の剛性を相違させるように構成したが、これは、材質の
相違によって成しえても良いし、形状の相違によって成
しえても良い。
の剛性を相違させるように構成したが、これは、材質の
相違によって成しえても良いし、形状の相違によって成
しえても良い。
【００９０】また、２足歩行ロボットを例にとって説明
したが、この発明は３足以上の脚式歩行ロボットにおい
ても妥当するものである。
したが、この発明は３足以上の脚式歩行ロボットにおい
ても妥当するものである。
【００９１】
【発明の効果】請求項１項においては、より接地面に近
い位置に配置されることとなって床反力の検出精度を向
上させることができると共に、床反力検出器と床面との
間に足部の接地端が介挿されることとなって着地時の衝
撃の影響を低減することができる。また、床反力検出器
と接地面との間に足部の接地端が介在することとなり、
床反力検出器の強度を向上させる必要がない。
い位置に配置されることとなって床反力の検出精度を向
上させることができると共に、床反力検出器と床面との
間に足部の接地端が介挿されることとなって着地時の衝
撃の影響を低減することができる。また、床反力検出器
と接地面との間に足部の接地端が介在することとなり、
床反力検出器の強度を向上させる必要がない。
【００９２】請求項２項においては、足部に適宜な弾性
が与えられ、より一層着地時の衝撃の影響を低減するこ
とができる。また、床反力検出器よりも下部に弾性が与
えられると共に、その上部（より上体に近い部位）は高
い剛性とされることから、床反力の検出精度をより一層
向上させることができると共に、検出した床反力と実際
にロボットに作用する力が一致し、制御性を悪化させる
ことがない。
が与えられ、より一層着地時の衝撃の影響を低減するこ
とができる。また、床反力検出器よりも下部に弾性が与
えられると共に、その上部（より上体に近い部位）は高
い剛性とされることから、床反力の検出精度をより一層
向上させることができると共に、検出した床反力と実際
にロボットに作用する力が一致し、制御性を悪化させる
ことがない。
【００９３】請求項３項においては、前記したのと同様
な効果を得ることができると共に、起立時（静止時）の
安定性を維持しつつ、着地時に働く斜め方向の衝撃を緩
和することができる。
な効果を得ることができると共に、起立時（静止時）の
安定性を維持しつつ、着地時に働く斜め方向の衝撃を緩
和することができる。
【００９４】請求項４項においては、検出精度をより一
層向上させることができる。
層向上させることができる。
【００９５】請求項５項においては、起立時の進行方向
（前後方向）の安定性を向上させることができる。
（前後方向）の安定性を向上させることができる。
【００９６】請求項６項においては、起立時の進行方向
と直交し、かつ重力方向と直交する方向、即ち左右方向
の安定性を向上させることができる。
と直交し、かつ重力方向と直交する方向、即ち左右方向
の安定性を向上させることができる。
【００９７】請求項７項においては、いかなる方向から
の荷重（床反力）に対しても同様な（均一な）衝撃吸収
が可能となるため、安定性が向上すると共に、床反力の
検出精度をより一層向上させることができる。
の荷重（床反力）に対しても同様な（均一な）衝撃吸収
が可能となるため、安定性が向上すると共に、床反力の
検出精度をより一層向上させることができる。
【００９８】請求項８項においては、踵周辺の剛性が高
まって耐久性が向上し、よって着地時の衝撃低減効果の
経時的劣化を防止することができ、安定性および床反力
検出精度を低下させることがない。
まって耐久性が向上し、よって着地時の衝撃低減効果の
経時的劣化を防止することができ、安定性および床反力
検出精度を低下させることがない。
【００９９】請求項９項においては、脚部中心線に対し
て外方に位置する足部の剛性が高まって耐久性が向上
し、よって着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防止す
ることができ、安定性および床反力検出精度を低下させ
ることがない。
て外方に位置する足部の剛性が高まって耐久性が向上
し、よって着地時の衝撃低減効果の経時的劣化を防止す
ることができ、安定性および床反力検出精度を低下させ
ることがない。
【０１００】請求項１０項においては、床反力検出器周
辺の付近に配置された制御機器やモータなどに流れる電
流の影響を防止することができる。
辺の付近に配置された制御機器やモータなどに流れる電
流の影響を防止することができる。
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る脚式歩行ロ
ボットの床反力検出器が前提とする脚式歩行ロボットの
正面図である。
ボットの床反力検出器が前提とする脚式歩行ロボットの
正面図である。
【図２】図１に示す脚式歩行ロボットの足部の側面縦断
面図である。
面図である。
【図３】図２に示す足部の底面図である。
【図４】図２に示す断面図の一部を拡大した部分拡大断
面図である。
面図である。
【図５】図２に示す断面図の一部を拡大した図４と同様
な部分拡大断面図である。
な部分拡大断面図である。
【図６】この発明に係る脚式歩行ロボットの床反力検出
器と従来技術に係る床反力検出器におけるノイズの発生
を対比して示すグラフである。
器と従来技術に係る床反力検出器におけるノイズの発生
を対比して示すグラフである。
【図７】この発明の第２の実施の形態に係る脚式歩行ロ
ボットの床反力検出器を示す、図３と同様な足部の底面
図である。
ボットの床反力検出器を示す、図３と同様な足部の底面
図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態に係る脚式歩行ロ
ボットの床反力検出器を示す、図３と同様な足部の底面
図である。
ボットの床反力検出器を示す、図３と同様な足部の底面
図である。
１ 脚式歩行ロボット
２ 脚部リンク
２４ 上体
１８，２０Ｒ，Ｌ 足首関節（第２の関節）
２２Ｒ，Ｌ 足部（足平）
３０ 下腿リンク
３４ ６軸力センサ（床反力検出器）
３８ バネ機構体
３８２ ゴムブッシュ（弾性材）
４０ ソール
５０ 足底フレーム
５２ 足底プレート
７８ 第１の絶縁体
８０ 第２の絶縁体
８２ 第１の絶縁ワッシャ
８４ 第１の絶縁スリーブ
８６ 第２の絶縁ワッシャ
８８ 第２の絶縁スリーブ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F051 AA10 AB06 BA07 DA03 DB03
3C007 AS36 CS08 HT36 KS34 KW03
KX12 WA13 WC23
Claims (10)
- 【請求項１】 少なくとも上体と、前記上体に第１の関
節を介して連結される複数本の脚部を備え、前記脚部の
端部に第２の関節を介して連結される足部の接地端を介
して床面から作用する床反力を検出する床反力検出器を
備えた脚式歩行ロボットの床反力検出器において、前記
床反力検出器を、前記第２の関節と前記足部の接地端の
間に配置することを特徴とする脚式歩行ロボットの床反
力検出器。 - 【請求項２】 前記第２の関節付近に前記床反力検出器
の一端を接続すると共に、前記足部の接地端付近を前記
第２の関節付近を構成する部材よりも剛性において低い
部材で構成し、前記剛性において低い部材に前記床反力
検出器の他端を接続することを特徴とする請求項１項記
載の脚式歩行ロボットの床反力検出器。 - 【請求項３】 前記剛性において低い部材がバネ機構体
からなると共に、前記床反力検出器を前記バネ機構体を
介して前記足部の接地端に接続することを特徴とする請
求項２項記載の脚式歩行ロボットの床反力検出器。 - 【請求項４】 前記バネ機構体は少なくとも２個の弾性
材を備えると共に、前記床反力検出器を前記少なくとも
２個の弾性材の間に配置すること特徴とする請求項３項
記載の脚式歩行ロボットの床反力検出器。 - 【請求項５】 前記少なくとも２個の弾性材を前記脚式
歩行ロボットの進行方向において相互に所定の位置関係
となるように配列すると共に、前記床反力検出器を前記
所定の位置関係となるように配列された弾性材の間に配
置することを特徴とする請求項４項記載の脚式歩行ロボ
ットの床反力検出器。 - 【請求項６】 前記弾性材を前記脚式歩行ロボットの進
行方向と直交し、かつ重力方向と直交する方向において
相互に所定の位置関係となるように配列すると共に、前
記床反力検出器を前記所定の位置関係となるように配列
された弾性材の間に配置することを特徴とする請求項４
項記載の脚式歩行ロボットの床反力検出器。 - 【請求項７】 前記バネ機構体はｎ（ｎ≧３）個の弾性
材を備えると共に、前記床反力検出器を、前記足部の底
面視において前記ｎ個の弾性材を頂点とするｎ角形の重
心付近に配置することを特徴とする請求項３項記載の脚
式歩行ロボットの床反力検出器。 - 【請求項８】 前記弾性材のうち、前記脚式歩行ロボッ
トの進行方向において前記床反力検出器よりも後方に配
置した弾性材の剛性を、前記床反力検出器よりも前方に
配置した弾性材の剛性よりも大きく設定することを特徴
とする請求項４項、５項および７項のいずれかに記載の
脚式歩行ロボットの床反力検出器。 - 【請求項９】 前記弾性材のうち、前記脚式歩行ロボッ
トの進行方向と直交し、かつ重力方向と直交する方向に
おいて、前記床反力検出器よりも前記脚部歩行ロボット
の外方に配置した弾性材の剛性を、前記床反力検出器よ
りも前記脚部歩行ロボットの内方に配置した弾性材の剛
性よりも大きく設定することを特徴とする請求項４項、
６項および７のいずれかに項記載の脚式歩行ロボットの
床反力検出器。 - 【請求項１０】 前記床反力検出器の付近に絶縁体を配
置することを特徴とする請求項１項から９項のいずれか
に記載の脚式歩行ロボットの床反力検出器。
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