JP2003145476A - ロボットの関節装置 - Google Patents
ロボットの関節装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ロボットの関節装置において、落下や衝突に
よる衝撃を吸収，緩和する。 【解決手段】 第１部材１の先端に第２部材２の基端を
関節接続し、第１部材１に第２部材２を所定の自由度で
駆動する駆動機構を備えたロボットの関節装置におい
て、第２部材２を駆動機構によって駆動される駆動部材
９と該駆動部材９に連結される従動部材１０とに分離
し、駆動部材９の先端に緩衝部材１１を取り付け、該緩
衝部材１１に従動部材１０の基端を取り付けたものであ
る。
よる衝撃を吸収，緩和する。 【解決手段】 第１部材１の先端に第２部材２の基端を
関節接続し、第１部材１に第２部材２を所定の自由度で
駆動する駆動機構を備えたロボットの関節装置におい
て、第２部材２を駆動機構によって駆動される駆動部材
９と該駆動部材９に連結される従動部材１０とに分離
し、駆動部材９の先端に緩衝部材１１を取り付け、該緩
衝部材１１に従動部材１０の基端を取り付けたものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子ペット、産業用
ロボット等のロボットの関節装置に関する。
ロボット等のロボットの関節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットの関節装置は、本体に頭部や、
腕部、脚部を接続し、腕部に手部や指部を順次接続し、
脚部に下脚や足部等を順次接続するために用いられてい
る。本体または本体の近くに位置する部材を第１部材、
該第１部材よりも本体から遠くに位置する部材を第２部
材とすると、第２部材は第１部材に設けた駆動機構によ
り第１部材に対して相対的に所定の自由度で駆動する。
第２部材には、触覚、視覚、聴覚等の各種センサが設け
られ、これらの検出信号はハーネスを介して第１部材に
送信される。
腕部、脚部を接続し、腕部に手部や指部を順次接続し、
脚部に下脚や足部等を順次接続するために用いられてい
る。本体または本体の近くに位置する部材を第１部材、
該第１部材よりも本体から遠くに位置する部材を第２部
材とすると、第２部材は第１部材に設けた駆動機構によ
り第１部材に対して相対的に所定の自由度で駆動する。
第２部材には、触覚、視覚、聴覚等の各種センサが設け
られ、これらの検出信号はハーネスを介して第１部材に
送信される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような関節装置を
備えたロボットでは、落下や衝突により、本体から離れ
た第２部材が衝撃を受けやすい。第２部材が衝撃を受け
ると、当該第２部材に設けた各種センサが損傷したり、
ハーネスが断線する虞れがあった。
備えたロボットでは、落下や衝突により、本体から離れ
た第２部材が衝撃を受けやすい。第２部材が衝撃を受け
ると、当該第２部材に設けた各種センサが損傷したり、
ハーネスが断線する虞れがあった。
【０００４】ロボットの衝撃吸収装置として、特開平５
−３０５７８号公報には、基体と可動脚部の間に弾性体
を介在させ、基体と可動脚部をボルトで連結したものが
記載されている。しかし、この衝撃吸収装置では、弾性
体が収縮する方向の衝撃は吸収できるが、弾性体が拡張
する方向の衝撃や横方向の衝撃はボルトを介して基体に
伝達されるので、吸収できないし緩和もできない。
−３０５７８号公報には、基体と可動脚部の間に弾性体
を介在させ、基体と可動脚部をボルトで連結したものが
記載されている。しかし、この衝撃吸収装置では、弾性
体が収縮する方向の衝撃は吸収できるが、弾性体が拡張
する方向の衝撃や横方向の衝撃はボルトを介して基体に
伝達されるので、吸収できないし緩和もできない。
【０００５】本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、落下や衝突による衝撃を吸収，緩和すること
ができるロボットの関節装置を提供することを課題とす
る。
たもので、落下や衝突による衝撃を吸収，緩和すること
ができるロボットの関節装置を提供することを課題とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、第１部材の先端に第２部材の
基端を関節接続し、第２部材を所定の自由度で駆動する
駆動機構を備えたロボットの関節装置において、前記第
２部材を前記駆動機構によって駆動される駆動部材と該
駆動部材に連結される従動部材とに分離し、前記駆動部
材の先端に前記緩衝部材を取り付け、該緩衝部材に前記
従動部材の基端を取り付けたものである。
の手段として、本発明は、第１部材の先端に第２部材の
基端を関節接続し、第２部材を所定の自由度で駆動する
駆動機構を備えたロボットの関節装置において、前記第
２部材を前記駆動機構によって駆動される駆動部材と該
駆動部材に連結される従動部材とに分離し、前記駆動部
材の先端に前記緩衝部材を取り付け、該緩衝部材に前記
従動部材の基端を取り付けたものである。
【０００７】本発明では、駆動部材の先端に緩衝部材を
取り付け、該緩衝部材に従動部材の基端を取り付けたの
で、駆動部材と従動部材が弾性部材を介して遮断され、
従動部材に作用する衝撃が駆動部材に伝達されず、衝撃
が吸収，緩和される。
取り付け、該緩衝部材に従動部材の基端を取り付けたの
で、駆動部材と従動部材が弾性部材を介して遮断され、
従動部材に作用する衝撃が駆動部材に伝達されず、衝撃
が吸収，緩和される。
【０００８】前記駆動部材の先端に緩衝ベース部材を取
り付け、該緩衝ベース部材に前記緩衝部材を設置し、前
記緩衝ベース部材に突設した突起に押え板を取り付け
て、前記緩衝部材を前記緩衝ベース部材と前記押え板と
の間に挟持することが好ましい。このようにすること
で、構造が簡単で取付けが容易になる。
り付け、該緩衝ベース部材に前記緩衝部材を設置し、前
記緩衝ベース部材に突設した突起に押え板を取り付け
て、前記緩衝部材を前記緩衝ベース部材と前記押え板と
の間に挟持することが好ましい。このようにすること
で、構造が簡単で取付けが容易になる。
【０００９】前記緩衝部材は、弾性を有する板状で、前
記突起が貫通する貫通孔を有することが好ましい。この
ようにすることで、緩衝部材の横方向へのずれが防止さ
れる。
記突起が貫通する貫通孔を有することが好ましい。この
ようにすることで、緩衝部材の横方向へのずれが防止さ
れる。
【００１０】前記緩衝部材に係合部を形成し、前記従動
部材の基端に取付ベース部材を取り付け、該取付ベース
部材に設けた被係合部を前記緩衝部材の係合部に係合す
ることが好ましい。このようにすることで、構造が簡単
で取付けが容易になる。
部材の基端に取付ベース部材を取り付け、該取付ベース
部材に設けた被係合部を前記緩衝部材の係合部に係合す
ることが好ましい。このようにすることで、構造が簡単
で取付けが容易になる。
【００１１】前記緩衝部材の係合部は外周に形成した係
合溝からなり、前記取付ベース部材は環状で、該取付ベ
ース部材の被係合部は、その内周面に突設した係合突出
片からなることが好ましい。このようにすることで、構
造が簡単で取付けが容易になる。
合溝からなり、前記取付ベース部材は環状で、該取付ベ
ース部材の被係合部は、その内周面に突設した係合突出
片からなることが好ましい。このようにすることで、構
造が簡単で取付けが容易になる。
【００１２】前記緩衝部材の係合溝を形成する先端側の
側壁は周方向に複数に分離されていることが好ましい。
このようにすると、取付ベース部材の係合突出片を環状
部材の係合溝に係合するときに、側壁が容易に撓むの
で、取付けが容易である。
側壁は周方向に複数に分離されていることが好ましい。
このようにすると、取付ベース部材の係合突出片を環状
部材の係合溝に係合するときに、側壁が容易に撓むの
で、取付けが容易である。
【００１３】前記押え板は、前記複数の壁部を押さえる
突片を有することが好ましい。これにより、取付ベース
部の係合突出片が緩衝部材の係合溝から外れるのが防止
される。
突片を有することが好ましい。これにより、取付ベース
部の係合突出片が緩衝部材の係合溝から外れるのが防止
される。
【００１４】前記ロボットは、動物型ロボットで、前記
第１部材は胴部、前記第２部材は頭部であることが好ま
しい。動物型ロボットの頭部には、各種センサが多数設
けられるので、この頭部の衝撃を吸収，緩和してセンサ
の損傷やワイヤの断線を防止することができる。
第１部材は胴部、前記第２部材は頭部であることが好ま
しい。動物型ロボットの頭部には、各種センサが多数設
けられるので、この頭部の衝撃を吸収，緩和してセンサ
の損傷やワイヤの断線を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。
図面に従って説明する。
【００１６】図１は、本発明にかかる関節装置を備えた
ネコ型電子ペットであるロボットを示す。本発明の第１
部材は胴部１であり、第２部材は頭部２である。胴部１
の先端（前端）に頭部２の基端が関節接続されている。
このロボットには、全体が人工毛皮からなる表皮（ぬい
ぐるみ）３が被着されている。
ネコ型電子ペットであるロボットを示す。本発明の第１
部材は胴部１であり、第２部材は頭部２である。胴部１
の先端（前端）に頭部２の基端が関節接続されている。
このロボットには、全体が人工毛皮からなる表皮（ぬい
ぐるみ）３が被着されている。
【００１７】第１部材としての胴部１を形成する中空の
ケーシング４は、前端に斜め上に向かって隆起する略半
球形の首部５を有している。この首部５には、図５に示
すように、上下方向に長い開口６が形成されている。ケ
ーシング４内にはギヤケース７が収容され、該ギヤケー
ス７の両側端に一対の軸受部８が形成されている。一対
の軸受部８を結ぶ水平軸心線の中点Ｍは、前記首部５の
半球の中心となっている。
ケーシング４は、前端に斜め上に向かって隆起する略半
球形の首部５を有している。この首部５には、図５に示
すように、上下方向に長い開口６が形成されている。ケ
ーシング４内にはギヤケース７が収容され、該ギヤケー
ス７の両側端に一対の軸受部８が形成されている。一対
の軸受部８を結ぶ水平軸心線の中点Ｍは、前記首部５の
半球の中心となっている。
【００１８】第２部材としての頭部２は、駆動部材９と
従動部材１０とに分離され、それらの間に緩衝部材１１
が位置している。
従動部材１０とに分離され、それらの間に緩衝部材１１
が位置している。
【００１９】駆動部材９は、上下駆動部材１２と、左右
駆動軸１３と、緩衝ベース部材１４およびその固定部材
１５とからなっている。上下駆動部材１２は、図４に示
すように、略半球形の中空ケース１６を蓋１７で覆った
ものである。蓋１７には、前記ギヤケース７の軸受部８
に軸支される一対の上下駆動軸１８が突設されている。
左右駆動軸１３は、筒形で、前記上下駆動部材１２の内
部に収容されるとととも、両端がそれぞれ中空ケース１
６と蓋１７とに図示しないベアリングを介して軸支され
ている。左右駆動軸１３の先端は上下駆動部材１２の中
空ケース１６から突出し、その外周面に外周溝１９が形
成されている。緩衝ベース部材１４は、図３に示すよう
に、略皿形で、その底面は半球状に隆起し、中央に軸取
付孔２０が形成されている。緩衝ベース部材１４の底面
には、３つの突起２１が突設され、その先端にねじ孔２
２が形成されている。また、緩衝ベース部材１４の底面
には、固定部材１５を取り付けるための取付台２３が突
設されている。固定部材１５は、略Ｃ字形で、内周面に
前記左右駆動軸１３の外周溝１９に係合する内周突起２
４が形成されている。固定部材１５の両端には、タッピ
ンねじ２５がねじ込まれるようになっている。
駆動軸１３と、緩衝ベース部材１４およびその固定部材
１５とからなっている。上下駆動部材１２は、図４に示
すように、略半球形の中空ケース１６を蓋１７で覆った
ものである。蓋１７には、前記ギヤケース７の軸受部８
に軸支される一対の上下駆動軸１８が突設されている。
左右駆動軸１３は、筒形で、前記上下駆動部材１２の内
部に収容されるとととも、両端がそれぞれ中空ケース１
６と蓋１７とに図示しないベアリングを介して軸支され
ている。左右駆動軸１３の先端は上下駆動部材１２の中
空ケース１６から突出し、その外周面に外周溝１９が形
成されている。緩衝ベース部材１４は、図３に示すよう
に、略皿形で、その底面は半球状に隆起し、中央に軸取
付孔２０が形成されている。緩衝ベース部材１４の底面
には、３つの突起２１が突設され、その先端にねじ孔２
２が形成されている。また、緩衝ベース部材１４の底面
には、固定部材１５を取り付けるための取付台２３が突
設されている。固定部材１５は、略Ｃ字形で、内周面に
前記左右駆動軸１３の外周溝１９に係合する内周突起２
４が形成されている。固定部材１５の両端には、タッピ
ンねじ２５がねじ込まれるようになっている。
【００２０】従動部材１０は、図１に示すように、頭部
本体２６と、該頭部本体２６の基端に取り付けられる取
付ベース部材２７とからなっている。頭部本体２６に
は、耳、目蓋、下顎を駆動する図示しない駆動機構が内
蔵され、また触覚、視覚、聴覚の各センサが内蔵されて
いる。取付ベース部材２７は、図３に示すように、環状
で、その下端には、Ｌ字形の複数の係合突出片２８が形
成されている。
本体２６と、該頭部本体２６の基端に取り付けられる取
付ベース部材２７とからなっている。頭部本体２６に
は、耳、目蓋、下顎を駆動する図示しない駆動機構が内
蔵され、また触覚、視覚、聴覚の各センサが内蔵されて
いる。取付ベース部材２７は、図３に示すように、環状
で、その下端には、Ｌ字形の複数の係合突出片２８が形
成されている。
【００２１】緩衝部材１１は、環状でかつ板状をなし、
その底面は前記緩衝ベース部材１４の底の略半球面に沿
うように略半球面に形成されている。緩衝部材１１の外
周面には係合溝２９が形成され、該係合溝２９の上側の
側壁３０は複数に分割されている。緩衝部材１１の板厚
方向には、前記緩衝ベース部材１４の突起２１が挿通さ
れる貫通孔３１が形成されている。緩衝部材１１は、エ
ラストマーや、シリコンゴム等の低硬度ゴムから形成さ
れている。前記緩衝ベース部材１４に載置された緩衝部
材１１を押える押え板３２は、金属からなり、外周に
は、前記緩衝部材１１の複数の側壁３０に対応する複数
の突片３３が突設されている。
その底面は前記緩衝ベース部材１４の底の略半球面に沿
うように略半球面に形成されている。緩衝部材１１の外
周面には係合溝２９が形成され、該係合溝２９の上側の
側壁３０は複数に分割されている。緩衝部材１１の板厚
方向には、前記緩衝ベース部材１４の突起２１が挿通さ
れる貫通孔３１が形成されている。緩衝部材１１は、エ
ラストマーや、シリコンゴム等の低硬度ゴムから形成さ
れている。前記緩衝ベース部材１４に載置された緩衝部
材１１を押える押え板３２は、金属からなり、外周に
は、前記緩衝部材１１の複数の側壁３０に対応する複数
の突片３３が突設されている。
【００２２】前記第２部材である頭部２を駆動する駆動
機構は、上下駆動部材１２を駆動する図６，７に示す上
下駆動機構３４と、左右駆動軸１３を駆動する図７，８
に示す左右駆動機構３５とからなっている。
機構は、上下駆動部材１２を駆動する図６，７に示す上
下駆動機構３４と、左右駆動軸１３を駆動する図７，８
に示す左右駆動機構３５とからなっている。
【００２３】上下駆動機構３４は、図６，図７に示すよ
うに、胴部１のギヤケース７内に収容されている。この
上下駆動機構３４は、上下駆動モータ３６と、該上下駆
動モータ３６の駆動軸に固着されたウォーム３７と、該
ウォーム３７に噛合する第１ギヤ列３８ａと、該第１ギ
ヤ列３８ａに噛合する第２ギヤ列３８ｂと、該第２ギヤ
列３８ｂに噛合する第３ギヤ列３８ｃと、前記上下駆動
部材３４に取り付けられて前記第３ギヤ列３８ｃに噛合
する略９０°の扇形の出力ギヤ３９とからなっている。
上下駆動モータ３６の駆動により、第１ギヤ列３８ａ、
第２ギヤ列３８ｂ、第３ギヤ列３８ｃ、出力ギヤ３９が
順次回動し、上下駆動部材１２が上下に略９０°回動す
るようになっている。上下駆動部材１２の駆動角度を検
出するために、第３ギヤ列３８ｃの軸にエンコーダ４０
が取り付けられている。このように、上下駆動部材１２
の駆動角度をそれに固定された出力ギヤ３９で直接検出
するのではなく、出力ギヤ３９の１つ前の回動角度が大
きい第３ギヤ列３８ｃで検出することで、エンコーダ４
０の分解能が高くなり、上下駆動部材１２の駆動角度を
高精度で検出することができる。
うに、胴部１のギヤケース７内に収容されている。この
上下駆動機構３４は、上下駆動モータ３６と、該上下駆
動モータ３６の駆動軸に固着されたウォーム３７と、該
ウォーム３７に噛合する第１ギヤ列３８ａと、該第１ギ
ヤ列３８ａに噛合する第２ギヤ列３８ｂと、該第２ギヤ
列３８ｂに噛合する第３ギヤ列３８ｃと、前記上下駆動
部材３４に取り付けられて前記第３ギヤ列３８ｃに噛合
する略９０°の扇形の出力ギヤ３９とからなっている。
上下駆動モータ３６の駆動により、第１ギヤ列３８ａ、
第２ギヤ列３８ｂ、第３ギヤ列３８ｃ、出力ギヤ３９が
順次回動し、上下駆動部材１２が上下に略９０°回動す
るようになっている。上下駆動部材１２の駆動角度を検
出するために、第３ギヤ列３８ｃの軸にエンコーダ４０
が取り付けられている。このように、上下駆動部材１２
の駆動角度をそれに固定された出力ギヤ３９で直接検出
するのではなく、出力ギヤ３９の１つ前の回動角度が大
きい第３ギヤ列３８ｃで検出することで、エンコーダ４
０の分解能が高くなり、上下駆動部材１２の駆動角度を
高精度で検出することができる。
【００２４】左右駆動機構３５は、図８，図９に示すよ
うに、上下駆動部材１２の中に収容されている。この左
右駆動機構３５は、上下駆動部材１２の蓋１７の外側に
取り付けられた左右駆動モータ４１と、該左右駆動モー
タ４１の駆動軸に固着されたウォーム４２と、該ウォー
ム４２に噛合する第１ギヤ列４３ａと、該第１ギヤ列４
３ａに噛合する第２ギヤ列４３ｂと、該第２ギヤ列４３
ｂに噛合する第３ギヤ列４３ｃと、前記左右駆動軸１３
に固着されて前記第３ギヤ列４３ｃに噛合する出力ギヤ
４４とからなっている。左右駆動モータ４１の駆動によ
り、第１ギヤ列４３ａ、第２ギヤ列４３ｂ、第３ギヤ列
４３ｃ、出力ギヤ４４が順次回動し、左右駆動軸２３が
左右に略９０°回動するようになっている。左右駆動軸
１３の駆動角度を検出するために、出力ギヤ４４の１つ
前の回動角度の大きい第３ギヤ列４３ｃの軸にエンコー
ダ４５が取り付けられている。これにより、前記上下駆
動部材１２と同様に、エンコーダ４５の分解能が高くな
り、左右駆動軸１３の駆動角度を高精度で検出すること
ができる。
うに、上下駆動部材１２の中に収容されている。この左
右駆動機構３５は、上下駆動部材１２の蓋１７の外側に
取り付けられた左右駆動モータ４１と、該左右駆動モー
タ４１の駆動軸に固着されたウォーム４２と、該ウォー
ム４２に噛合する第１ギヤ列４３ａと、該第１ギヤ列４
３ａに噛合する第２ギヤ列４３ｂと、該第２ギヤ列４３
ｂに噛合する第３ギヤ列４３ｃと、前記左右駆動軸１３
に固着されて前記第３ギヤ列４３ｃに噛合する出力ギヤ
４４とからなっている。左右駆動モータ４１の駆動によ
り、第１ギヤ列４３ａ、第２ギヤ列４３ｂ、第３ギヤ列
４３ｃ、出力ギヤ４４が順次回動し、左右駆動軸２３が
左右に略９０°回動するようになっている。左右駆動軸
１３の駆動角度を検出するために、出力ギヤ４４の１つ
前の回動角度の大きい第３ギヤ列４３ｃの軸にエンコー
ダ４５が取り付けられている。これにより、前記上下駆
動部材１２と同様に、エンコーダ４５の分解能が高くな
り、左右駆動軸１３の駆動角度を高精度で検出すること
ができる。
【００２５】次に、前記構成からなるロボットの関節装
置の組立て手順および動作を説明する。
置の組立て手順および動作を説明する。
【００２６】まず、頭部２の駆動部材９を組み立てる。
これには、上下駆動部材１２に左右駆動軸１３と左右駆
動機構３５を組み付けた後、左右駆動軸１３の先端に緩
衝ベース部材１４を固定部材１５で固定する。そして、
この緩衝ベース部材１４の突起２１が緩衝部材１１の貫
通孔３１に挿通するようにして、緩衝ベース部材１４の
上に緩衝部材１１を載置する。続いて、緩衝ベース部材
１４の上に従動部材１０の取付ベース部材２７を載置
し、取付ベース部材２７の係合突出片２８を緩衝部材１
１の係合溝２９に係合する。緩衝部材１１の係合溝２９
の側壁３０は複数に分割されているので、取付ベース部
材２７の係合突出片２８を上方から押し付けるだけで、
容易に各側壁３０が撓んで、当該係合突出片２８は緩衝
部材１１の係合溝２９に係合する。そして、緩衝部材１
１の上に押え板３２を載置し、ねじ４６を緩衝ベース部
材１４の突起２１のねじ孔２２にねじ込む。これによ
り、緩衝部材１１は緩衝ベース部材１４と押え板３２と
の間に挟持されて押え板３２によって抜け止めされる。
また、押え板３２の突片３３によって緩衝部材１１の係
合溝２９の側壁３０の変形が防止され、係合溝２９と取
付ベース部材２７の係合突出片２８との係合が維持され
る。
これには、上下駆動部材１２に左右駆動軸１３と左右駆
動機構３５を組み付けた後、左右駆動軸１３の先端に緩
衝ベース部材１４を固定部材１５で固定する。そして、
この緩衝ベース部材１４の突起２１が緩衝部材１１の貫
通孔３１に挿通するようにして、緩衝ベース部材１４の
上に緩衝部材１１を載置する。続いて、緩衝ベース部材
１４の上に従動部材１０の取付ベース部材２７を載置
し、取付ベース部材２７の係合突出片２８を緩衝部材１
１の係合溝２９に係合する。緩衝部材１１の係合溝２９
の側壁３０は複数に分割されているので、取付ベース部
材２７の係合突出片２８を上方から押し付けるだけで、
容易に各側壁３０が撓んで、当該係合突出片２８は緩衝
部材１１の係合溝２９に係合する。そして、緩衝部材１
１の上に押え板３２を載置し、ねじ４６を緩衝ベース部
材１４の突起２１のねじ孔２２にねじ込む。これによ
り、緩衝部材１１は緩衝ベース部材１４と押え板３２と
の間に挟持されて押え板３２によって抜け止めされる。
また、押え板３２の突片３３によって緩衝部材１１の係
合溝２９の側壁３０の変形が防止され、係合溝２９と取
付ベース部材２７の係合突出片２８との係合が維持され
る。
【００２７】一方、胴部１に収納するギヤケース７に上
下駆動機構３４を組み付けながら、ギヤケース７の一対
の軸受部８に、前述のように組み立てた頭部２の駆動部
材９の上下駆動軸１８を嵌合する。続いて、このギヤケ
ース７を胴部１に組み込み、図５に示すように、胴部１
の首部５の開口６から、左右駆動軸１３と、該左右駆動
軸１３に取り付けられた緩衝ベース部材１４、緩衝部材
１１および取付ベース部材２７とが突出するようにす
る。そして、取付ベース部材２７に頭部本体２６を取り
付ける。
下駆動機構３４を組み付けながら、ギヤケース７の一対
の軸受部８に、前述のように組み立てた頭部２の駆動部
材９の上下駆動軸１８を嵌合する。続いて、このギヤケ
ース７を胴部１に組み込み、図５に示すように、胴部１
の首部５の開口６から、左右駆動軸１３と、該左右駆動
軸１３に取り付けられた緩衝ベース部材１４、緩衝部材
１１および取付ベース部材２７とが突出するようにす
る。そして、取付ベース部材２７に頭部本体２６を取り
付ける。
【００２８】このように、胴部１に頭部２を取り付けた
ロボットでは、図4に示すように、頭部２の駆動部材９
と従動部材１０は、緩衝部材１１を介して完全の縁が切
れた状態である。すなわち、従動部材１０の取付ベース
部材２７は、緩衝部材１１の係合溝２９に係合している
だけで、駆動部材９の緩衝ベース部材１４や、上下駆動
部材１２、左右駆動軸１３のいずれとも直接連結されて
いない。したがって、落下や衝突により、頭部２の従動
部材１０に衝撃が作用しても、この衝撃力は緩衝部材１
１で吸収，緩和されるので、駆動部材１０や胴部１に伝
達されない。このため、頭部本体２６に設けた各種セン
サが損傷したり、ハーネスが断線する虞れがなくなる。
ロボットでは、図4に示すように、頭部２の駆動部材９
と従動部材１０は、緩衝部材１１を介して完全の縁が切
れた状態である。すなわち、従動部材１０の取付ベース
部材２７は、緩衝部材１１の係合溝２９に係合している
だけで、駆動部材９の緩衝ベース部材１４や、上下駆動
部材１２、左右駆動軸１３のいずれとも直接連結されて
いない。したがって、落下や衝突により、頭部２の従動
部材１０に衝撃が作用しても、この衝撃力は緩衝部材１
１で吸収，緩和されるので、駆動部材１０や胴部１に伝
達されない。このため、頭部本体２６に設けた各種セン
サが損傷したり、ハーネスが断線する虞れがなくなる。
【００２９】次に、関節装置の動作について説明する。
胴部１のギヤケース７に組み付けられた上下駆動機構３
４の上下駆動モータ３６を駆動すると、各ギヤ列３８
ａ，３８ｂ，３８ｃを介して上下駆動部材１２が上下駆
動軸１８を中心に上下方向に回動する。これにより、図
２に示すように、頭部２を所望の角度だけ上下に振らせ
ることができる。また、上下駆動部材１２に組み付けら
れた左右駆動モータ４１を駆動すると、各ギヤ列４３
ａ，４３ｂ，４３ｃを介して左右駆動軸１３が左右に回
動する。これにより、頭部２を所望の角度だけ左右に振
らせることができる。また、上下駆動モータ３６と左右
駆動モータ４１を同時に駆動して、頭部２を任意の方向
に向かせることができる。
胴部１のギヤケース７に組み付けられた上下駆動機構３
４の上下駆動モータ３６を駆動すると、各ギヤ列３８
ａ，３８ｂ，３８ｃを介して上下駆動部材１２が上下駆
動軸１８を中心に上下方向に回動する。これにより、図
２に示すように、頭部２を所望の角度だけ上下に振らせ
ることができる。また、上下駆動部材１２に組み付けら
れた左右駆動モータ４１を駆動すると、各ギヤ列４３
ａ，４３ｂ，４３ｃを介して左右駆動軸１３が左右に回
動する。これにより、頭部２を所望の角度だけ左右に振
らせることができる。また、上下駆動モータ３６と左右
駆動モータ４１を同時に駆動して、頭部２を任意の方向
に向かせることができる。
【００３０】本実施形態のようなネコ型ロボットでは、
表皮３が被着されているので、内部の胴部１や頭部２の
筐体にゴミが侵入しやすい。ゴミが侵入すると、関節の
動作を妨げる虞れがあるので、関節部にはできるだけ隙
間が無いようにする必要がある。本実施形態では、胴部
１の首部５のケーシング４、上下駆動部材１２の外表
面、取付ベース部材２７の底面は、上下駆動軸１８の軸
心と左右駆動軸１３の軸心が公差する点Ｍを中心とする
それぞれ半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の略半球面で形成されて
おり、胴部１の軸受部８と頭部２の上下駆動軸１８が形
成する関節部への隙間が殆ど無いので、当該関節部への
ゴミの侵入が防止される。
表皮３が被着されているので、内部の胴部１や頭部２の
筐体にゴミが侵入しやすい。ゴミが侵入すると、関節の
動作を妨げる虞れがあるので、関節部にはできるだけ隙
間が無いようにする必要がある。本実施形態では、胴部
１の首部５のケーシング４、上下駆動部材１２の外表
面、取付ベース部材２７の底面は、上下駆動軸１８の軸
心と左右駆動軸１３の軸心が公差する点Ｍを中心とする
それぞれ半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の略半球面で形成されて
おり、胴部１の軸受部８と頭部２の上下駆動軸１８が形
成する関節部への隙間が殆ど無いので、当該関節部への
ゴミの侵入が防止される。
【００３１】なお、前記実施形態では、一例として胴部
１と頭部２の関節装置について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、胴部１と四肢の関節装
置、あるいは、上脚と下脚の関節装置にも適用すること
ができる。また、本実施形態のような動物型ロボットだ
けでなく、産業用ロボットの本体とアームの関節装置に
も適用することができる。
１と頭部２の関節装置について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、胴部１と四肢の関節装
置、あるいは、上脚と下脚の関節装置にも適用すること
ができる。また、本実施形態のような動物型ロボットだ
けでなく、産業用ロボットの本体とアームの関節装置に
も適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、第１部材の先端に第２部材の基端を関節接続
し、第１部材に第２部材を所定の自由度で駆動する駆動
機構を備えたロボットの関節装置において、第２部材を
駆動機構によって駆動される駆動部材と該駆動部材に連
結される従動部材とに分離し、駆動部材の先端に緩衝部
材を取り付け、該緩衝部材に従動部材の基端を取り付け
たので、駆動部材と従動部材が弾性部材を介して遮断さ
れ、従動部材に作用する衝撃が駆動部材に伝達されず、
衝撃が吸収，緩和される。
によれば、第１部材の先端に第２部材の基端を関節接続
し、第１部材に第２部材を所定の自由度で駆動する駆動
機構を備えたロボットの関節装置において、第２部材を
駆動機構によって駆動される駆動部材と該駆動部材に連
結される従動部材とに分離し、駆動部材の先端に緩衝部
材を取り付け、該緩衝部材に従動部材の基端を取り付け
たので、駆動部材と従動部材が弾性部材を介して遮断さ
れ、従動部材に作用する衝撃が駆動部材に伝達されず、
衝撃が吸収，緩和される。
【図１】 本発明にかかる関節装置を備えたネコ型電子
ペットであるロボットの頭部と胴部の一部を示す部分破
断側面図。
ペットであるロボットの頭部と胴部の一部を示す部分破
断側面図。
【図２】 図１のロボットの頭部を下方に振らせた状態
を示す部分破断側面図。
を示す部分破断側面図。
【図３】 図１のロボットの頭部の緩衝構造を示す分解
斜視図。
斜視図。
【図４】 図３の緩衝構造の断面図。
【図５】 図１のロボットの頭部本体を取り外した状態
の頭部と胴部の斜視図。
の頭部と胴部の斜視図。
【図６】 図１のロボットの上下駆動機構を示す平面
図。
図。
【図７】 図６の上下駆動機構の側面図。
【図８】 図１のロボットの左右駆動機構を示す平面
図。
図。
【図９】 図８の上下駆動機構の斜め下方から見た斜視
図。
図。
１ 胴部（第１部材）
２ 頭部（第２部材）
９ 駆動部材
１０ 従動部材
１１ 緩衝部材
１４ 緩衝ベース部材
２１ 突起
２７ 取付ベース部材
２８ 係合突出片（係合部）
２９ 係合溝（被係合部）
３０ 側壁
３１ 貫通孔
３２ 押え板
３３ 突片
３４ 上下駆動機構
３５ 左右駆動機構
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ａ６３Ｈ 3/46 Ａ６３Ｈ 3/46 Ａ
Ｆターム(参考） 2C150 CA01 CA02 CA04 DA05 DA24
DA26 DA27 DA28 EB01 EC03
ED10 ED42 ED52 EF07 EF16
EF17 EF22 EF23 EF29 EF33
EF36 EH07 EH08 EH16 EH25
EH27
3C007 AS36 CS08 CX01 CX03 CY32
HT21 HT35 WA04 WC25
Claims (8)
- 【請求項１】 第１部材の先端に第２部材の基端を関節
接続し、第２部材を所定の自由度で駆動する駆動機構を
備えたロボットの関節装置において、前記第２部材を前
記駆動機構によって駆動される駆動部材と該駆動部材に
連結される従動部材とに分離し、前記駆動部材の先端に
前記緩衝部材を取り付け、該緩衝部材に前記従動部材の
基端を取り付けたことを特徴とするロボットの関節装
置。 - 【請求項２】 前記駆動部材の先端に緩衝ベース部材を
取り付け、該緩衝ベース部材に前記緩衝部材を設置し、
前記緩衝ベース部材に突設した突起に押え板を取り付け
て、前記緩衝部材を前記緩衝ベース部材と前記押え板と
の間に挟持したことを特徴とする請求項１に記載のロボ
ットの関節構造。 - 【請求項３】 前記緩衝部材は、弾性を有する板状で、
前記突起が貫通する貫通孔を有することを特徴とする請
求項２に記載のロボットの関節装置。 - 【請求項４】 前記緩衝部材に係合部を形成し、前記従
動部材の基端に取付ベース部材を取り付け、該取付ベー
ス部材に設けた被係合部を前記緩衝部材の係合部に係合
したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載
のロボットの関節構造。 - 【請求項５】 前記緩衝部材の係合部は外周に形成した
係合溝からなり、前記取付ベース部材は環状で、該取付
ベース部材の被係合部は、その内周面に突設した係合突
出片からなることを特徴とする請求項４に記載のロボッ
トの関節構造。 - 【請求項６】 前記緩衝部材の係合溝を形成する先端側
の側壁は周方向に複数に分離されていることを特徴とす
る請求項５に記載のロボットの関節構造。 - 【請求項７】 前記押え板は、前記複数の壁部を押さえ
る突片を有することを特徴とする請求項６に記載のロボ
ットの関節装置。 - 【請求項８】 前記ロボットは、動物型ロボットで、前
記第１部材は胴部、前記第２部材は頭部であることを特
徴とする請求項１から７に記載のロボットの関節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001354816A JP3916933B2 (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | ロボットの関節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001354816A JP3916933B2 (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | ロボットの関節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003145476A true JP2003145476A (ja) | 2003-05-20 |
| JP3916933B2 JP3916933B2 (ja) | 2007-05-23 |
Family
ID=19166613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001354816A Expired - Fee Related JP3916933B2 (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | ロボットの関節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3916933B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012010937A1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-01-26 | Innvo Labs Limited | Autonomous robotic life form |
| JP2015142948A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 株式会社デンソーウェーブ | アクチュエータ |
| WO2015169894A1 (fr) * | 2014-05-07 | 2015-11-12 | Aldebaran Robotics | Dispositif amortisseur de chocs pour un robot humanoide |
| JPWO2017154425A1 (ja) * | 2016-03-10 | 2018-10-04 | シャープ株式会社 | ロボット |
| CN110382174A (zh) * | 2017-01-10 | 2019-10-25 | 直觉机器人有限公司 | 一种用于执行情绪姿势以与用户交互作用的装置 |
| WO2019235016A1 (ja) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 株式会社日立製作所 | 自律型揺動装置 |
| CN110587663A (zh) * | 2019-10-15 | 2019-12-20 | 和美（深圳）信息技术股份有限公司 | 机器人头部运动机构 |
| EP3587051A1 (en) * | 2018-06-25 | 2020-01-01 | LG Electronics Inc. | Robot |
| US20210339380A1 (en) * | 2020-02-14 | 2021-11-04 | Beijing Baidu Netcom Science And Technology Co., Ltd. | Robot |
| US11173594B2 (en) | 2018-06-25 | 2021-11-16 | Lg Electronics Inc. | Robot |
-
2001
- 2001-11-20 JP JP2001354816A patent/JP3916933B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105899333A (zh) * | 2014-01-31 | 2016-08-24 | 电装波动株式会社 | 传动装置 |
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| WO2015115029A1 (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 株式会社デンソーウェーブ | アクチュエータ |
| KR101969208B1 (ko) | 2014-05-07 | 2019-04-15 | 소프트뱅크 로보틱스 유럽 | 휴머노이드 로봇용 충격 흡수 장치 |
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| KR20170058332A (ko) * | 2014-05-07 | 2017-05-26 | 소프트뱅크 로보틱스 유럽 | 휴머노이드 로봇용 충격 흡수 장치 |
| AU2015257687B2 (en) * | 2014-05-07 | 2017-09-14 | Softbank Robotics Europe | Shock-absorbing device for a humanoid robot |
| RU2652475C1 (ru) * | 2014-05-07 | 2018-04-26 | Софтбэнк Роботикс Юроп | Устройство амортизации ударов для робота-гуманоида |
| FR3020847A1 (fr) * | 2014-05-07 | 2015-11-13 | Aldebaran Robotics | Dispositif amortisseur de chocs pour un robot humanoide |
| WO2015169894A1 (fr) * | 2014-05-07 | 2015-11-12 | Aldebaran Robotics | Dispositif amortisseur de chocs pour un robot humanoide |
| JPWO2017154425A1 (ja) * | 2016-03-10 | 2018-10-04 | シャープ株式会社 | ロボット |
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| JP2020504027A (ja) * | 2017-01-10 | 2020-02-06 | インチュイション ロボティクス、リミテッド | 感情的ジェスチャを行ってユーザと交流するためのデバイス |
| WO2019235016A1 (ja) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 株式会社日立製作所 | 自律型揺動装置 |
| EP3587051A1 (en) * | 2018-06-25 | 2020-01-01 | LG Electronics Inc. | Robot |
| US11173594B2 (en) | 2018-06-25 | 2021-11-16 | Lg Electronics Inc. | Robot |
| US11292121B2 (en) | 2018-06-25 | 2022-04-05 | Lg Electronics Inc. | Robot |
| CN110587663A (zh) * | 2019-10-15 | 2019-12-20 | 和美（深圳）信息技术股份有限公司 | 机器人头部运动机构 |
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| Publication number | Publication date |
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