JP2003291086A - Straight moving link device and bipedal walking robot equipped therewith - Google Patents

Straight moving link device and bipedal walking robot equipped therewith

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JP2003291086A
JP2003291086A JP2002133344A JP2002133344A JP2003291086A JP 2003291086 A JP2003291086 A JP 2003291086A JP 2002133344 A JP2002133344 A JP 2002133344A JP 2002133344 A JP2002133344 A JP 2002133344A JP 2003291086 A JP2003291086 A JP 2003291086A
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JP
Japan
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link device
actuator
motor
linear motion
motion link
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002133344A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuo Takanishi
淳夫 高西
Yoichi Takamoto
陽一 高本
Katsuyuki Baba
勝之 馬場
Shigeaki Ino
重秋 井野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tmsuk Co Ltd
Original Assignee
Tmsuk Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tmsuk Co Ltd filed Critical Tmsuk Co Ltd
Priority to JP2002133344A priority Critical patent/JP2003291086A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a straight moving link device and a bipedal walking robot equipped therewith capable of being held fast by a holding brake when an actuator is stopped so that the link device does not expand or contract, and thereby reducing the load acting on the actuator and also suppressing the power consumption. <P>SOLUTION: The straight moving link device 1 includes the actuator 28 which expands and contracts the link device in the longitudinal direction, and also has a holding brake 30 to hold fast the moving part of the actuator 28. The bipedal walking robot according to the invention is equipped with this straight moving link device 1 having the holding brake 30 to hold fast the moving part of the actuator 28. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータの
停止時に直動リンク装置が伸縮しないように保持固定す
る保持ブレーキを有する直動リンク装置及びそれを備え
た2足歩行ロボットに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear motion link device having a holding brake for holding and fixing the linear motion link device so as not to expand and contract when the actuator is stopped, and a bipedal walking robot including the linear motion link device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、パラレルリンク機構を用いた
ロボットとして各種構成のものが提案されている。一般
にパラレルリンク機構は、伸縮駆動される6本の直動リ
ンクを備え、各直動リンクの一端部が自在継手を介して
ベースに結合され他端部が他の自在継手を介してエンド
エフェクタに結合された構成を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, various robots having a parallel link mechanism have been proposed. Generally, a parallel link mechanism includes six linear motion links that are driven to expand and contract. One end of each linear motion link is connected to a base via a universal joint, and the other end is connected to an end effector via another universal joint. It has a combined configuration.

【0003】このようなパラレルリンク機構を用いたロ
ボットとしては、特開平7−60678号公報(以下、
イ号公報という)に、「ベースプレートとエンドエフェ
クタとそれらを連結するアクチュエータを有する6本の
直動リンクを備え、直動リンクは一端にユニバーサルジ
ョイント、他端にユニバーサルジョイントとそれに直列
に接続される軸まわりの回転ジョイントを有し、直動リ
ンクを大出力を出したい方向に対して線対称に、且つそ
の軸に近づけて配置することを特徴とするパラレルリン
クマニピュレータ」が開示されている。
A robot using such a parallel link mechanism is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-60678 (hereinafter
B)), "six linear motion links having a base plate, an end effector, and an actuator that connects them are provided, and the linear motion links are connected in series to the universal joint at one end and the universal joint at the other end. A parallel link manipulator having a rotary joint around an axis and arranging the linear motion link in line symmetry with respect to the direction in which a large output is desired and close to the axis is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術では、以下のような課題を有していた。 (1)イ号公報に開示のパラレルリンクマニピュレータ
では、エンドエフェクタを直動リンクにより支持してい
るが、動作時のみならず静止時においても、エンドエフ
ェクタの自重及びそれにかかる重量を直動リンクにより
支持するためにアクチュエータを駆動する必要がありア
クチュエータに多大な負荷がかかるという課題を有して
いた。 (2)また、パラレルリンク機構を用いたロボットで電
源としてバッテリを搭載した場合、動作時のみならず静
止時においてもアクチュエータを駆動するため、1回の
バッテリの交換又は充電で動作できる動作時間が短縮さ
れロボットの稼動率が低下するという課題を有してい
た。
However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems. (1) In the parallel link manipulator disclosed in the publication No. A, the end effector is supported by the linear motion link. However, the self-weight of the end effector and the weight applied thereto are not affected by the linear motion link not only during operation but also at rest. There is a problem in that it is necessary to drive the actuator to support it, and a large load is applied to the actuator. (2) When a robot equipped with a parallel link mechanism is equipped with a battery as a power source, the actuator is driven not only during operation but also during standstill, so that the operation time required for one-time battery replacement or charging is sufficient. There was a problem that the operating rate of the robot was reduced due to shortening.

【0005】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、アクチュエータの停止時に直動リンク装置が伸縮し
ないように保持ブレーキにより保持固定することができ
るので、アクチュエータにかかる負荷を低減すると共
に、電力消費を抑えることができる直動リンク装置及び
それを備えた2足歩行ロボットを提供することを目的と
する。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art. Since the linear motion link device can be held and fixed by a holding brake so as not to expand and contract when the actuator is stopped, the load on the actuator is reduced and the power consumption is reduced. An object of the present invention is to provide a linear motion link device capable of suppressing consumption and a bipedal walking robot including the linear motion link device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の直動リンク装置及びそれを備えた2足歩行ロ
ボットは、以下の構成を有している。
In order to solve the above problems, a linear motion link device of the present invention and a bipedal walking robot including the same have the following configurations.

【0007】本発明の請求項1に記載の直動リンク装置
は、アクチュエータを備え、前記アクチュエータの駆動
により長手方向に伸縮自在な直動リンク装置であって、
前記アクチュエータの可動部を保持固定する保持ブレー
キを備えた構成を有している。
A linear motion link device according to a first aspect of the present invention is a linear motion link device that includes an actuator and is capable of expanding and contracting in a longitudinal direction by driving the actuator.
A holding brake for holding and fixing the movable portion of the actuator is provided.

【0008】この構成により、以下のような作用を有す
る。 (1)直動リンク装置により重量物を支持した状態でア
クチュエータを停止させた場合であっても、保持ブレー
キにより可動部を保持固定することができるので可動部
が重量物の重みにより従動することなく、支持状態を維
持することができる。 (2)直動リンク装置により重量物を支持した状態でア
クチュエータを停止させることができるので、アクチュ
エータにかかる負荷を低減することができると共に、ア
クチュエータの稼動エネルギの消費を抑えることができ
る。
With this configuration, the following operation is achieved. (1) Even when the actuator is stopped while the heavy load is supported by the linear motion link device, the movable part can be held and fixed by the holding brake, so that the movable part is driven by the weight of the heavy load. Without it, the supporting state can be maintained. (2) Since the actuator can be stopped while the heavy object is supported by the direct-acting link device, the load on the actuator can be reduced and the operating energy consumption of the actuator can be suppressed.

【0009】ここで、アクチュエータとしては、電力に
より駆動されるモータや油圧、水圧、空気圧シリンダ、
直動アクチュエータ等が用いられる。また、保持ブレー
キとしては、アクチュエータがモータ等の場合は、押圧
板の押圧による摩擦力により制動を行うもの、アクチュ
エータがシリンダの場合は、油や水の供給を停止させる
開閉弁やサーボ弁等が用いられる。また、押圧板の押圧
による摩擦力により制動を行う場合は、押圧板を押圧板
制動部に圧接させるために、両者に永久磁石を配設した
り着磁したりして磁着させてもよく、或いは、押圧板を
ばね等の弾性体の弾性力により押圧板制動部に圧接して
もよい。
Here, as the actuator, a motor driven by electric power, hydraulic pressure, hydraulic pressure, pneumatic cylinder,
A linear actuator or the like is used. As the holding brake, when the actuator is a motor or the like, braking is performed by frictional force due to pressing of the pressing plate, and when the actuator is a cylinder, an on-off valve or a servo valve that stops the supply of oil or water is used. Used. Further, when braking is performed by the frictional force due to the pressing of the pressing plate, permanent magnets may be arranged or magnetized to both in order to press the pressing plate to the pressing plate braking portion. Alternatively, the pressing plate may be pressed against the pressing plate braking portion by the elastic force of an elastic body such as a spring.

【0010】請求項2に記載の直動リンク装置は、請求
項1に記載の発明において、前記保持ブレーキは、前記
アクチュエータの停止時に、前記アクチュエータの前記
可動部を保持固定する構成を有している。
According to a second aspect of the present invention, in the linear motion link device according to the first aspect, the holding brake has a structure for holding and fixing the movable portion of the actuator when the actuator is stopped. There is.

【0011】この構成により、請求項1の作用に加え、
以下のような作用を有する。 (1)直動リンク装置により重量物を支持した状態で、
機器の故障等により不意にモータが停止した場合であっ
ても、保持ブレーキにより可動部を保持固定することに
より支持状態を維持することができるので、安定性及び
安全性に優れる。
With this configuration, in addition to the function of claim 1,
It has the following actions. (1) With a heavy load supported by the linear motion link device,
Even if the motor suddenly stops due to a device failure or the like, the supporting state can be maintained by holding and fixing the movable portion by the holding brake, which is excellent in stability and safety.

【0012】請求項3に記載の直動リンク装置は、請求
項2に記載の発明において、前記アクチュエータとして
のモータと、前記モータの回動軸に固定され前記直動リ
ンク装置の長手方向に配設された長尺棒状の雄螺子軸部
と、前記雄螺子軸部に螺合する雌螺子ナット部と、前記
雌螺子ナット部に固定され前記モータの駆動により前記
直動リンク装置の長手方向に摺動するインナーロッド部
と、前記モータの前記回動軸を保持固定する保持ブレー
キと、を備えた構成を有している。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the linear motion link device according to the second aspect of the invention, in which the motor as the actuator and a rotary shaft of the motor are fixed and arranged in the longitudinal direction of the linear motion link device. A long rod-shaped male screw shaft portion provided, a female screw nut portion screwed to the male screw shaft portion, and fixed to the female screw nut portion in the longitudinal direction of the linear motion link device by driving the motor. It has a configuration including an inner rod portion that slides and a holding brake that holds and fixes the rotating shaft of the motor.

【0013】この構成により、請求項2の作用に加え、
以下のような作用を有する。 (1)保持ブレーキにより回動軸の回動を制動しインナ
ーロッド部を固定することができるので、直動リンク装
置により重量物を支持した状態でモータを停止させるこ
とができ、支持状態を維持することができる。 (2)直動リンク装置により重量物を支持した状態で静
止する場合、保持ブレーキにより静止状態を維持したま
まモータを停止させることができるので、モータにかか
る負荷トルクを軽減することができると共に、モータの
消費電力を抑えることができる。
With this configuration, in addition to the function of claim 2,
It has the following actions. (1) Since the rotation of the rotary shaft can be braked by the holding brake and the inner rod portion can be fixed, the motor can be stopped while the heavy object is supported by the direct-acting link device, and the supported state is maintained. can do. (2) When the linear motion link device is stationary while supporting a heavy object, the holding brake can stop the motor while maintaining the stationary state, so that the load torque applied to the motor can be reduced, and The power consumption of the motor can be suppressed.

【0014】請求項4に記載の2足歩行ロボットは、ベ
ース部と、右足部及び左足部と、前記ベース部と前記右
足部及び前記左足部の各々に配設された複数の受動ジョ
イントと、前記ベース部に配設された前記受動ジョイン
トと前記右足部に配設された前記受動ジョイントとの
間、及び、前記ベース部に配設された前記受動ジョイン
トと前記左足部に配設された前記受動ジョイントとの間
に各々配設されたパラレルリンク機構部と、前記パラレ
ルリンク機構部のリンクとして請求項1乃至3の内いず
れか1項に記載の直動リンク装置と、備えた構成を有し
ている。
A bipedal walking robot according to a fourth aspect of the present invention comprises a base portion, a right foot portion and a left foot portion, and a plurality of passive joints arranged on the base portion, the right foot portion and the left foot portion, respectively. Between the passive joint disposed on the base portion and the passive joint disposed on the right foot portion, and between the passive joint disposed on the base portion and the left foot portion. A parallel link mechanism section disposed between the passive joint and the direct link apparatus according to any one of claims 1 to 3 as a link of the parallel link mechanism section. is doing.

【0015】この構成により、以下のような作用を有す
る。 (1)2足歩行ロボットの静止状態すなわち姿勢固定状
態において、保持ブレーキによりアクチュエータの可動
部を保持固定することができるので、アクチュエータの
可動部がロボットの自重等により従動することがなく静
止状態の姿勢を維持することができると共に、アクチュ
エータにかかる負荷を低減させることができる。 (2)2足歩行ロボットの静止状態すなわち姿勢固定状
態において、アクチュエータへの稼動エネルギの供給を
停止させることができるので、アクチュエータの消費エ
ネルギを低減させることができ、例えば、搭載されたバ
ッテリにより電気アクチュエータに電力が供給されてい
る場合、1回のバッテリの交換又は充電で動作できる動
作時間が長くなり2足歩行ロボットの稼動率を向上させ
ることができる。 (3)機器の故障等により動作中に不意にアクチュエー
タが停止した場合であっても、2足歩行ロボットは姿勢
を維持することができるので、転倒による2足歩行ロボ
ット自体の破損や転倒による事故が起こらず安定性及び
安全性に優れる。 (4)2足歩行ロボットの搬送時や待機時において、ア
クチュエータを駆動させることなく姿勢を維持すること
ができるので、アクチュエータにかかる負荷トルクを軽
減することができると共に、アクチュエータの稼動エネ
ルギの消費を抑えることができる。
With this configuration, the following operations are provided. (1) Since the movable part of the actuator can be held and fixed by the holding brake in the stationary state of the bipedal walking robot, that is, in the posture fixed state, the movable part of the actuator is not driven by the weight of the robot or the like and is in a stationary state. The posture can be maintained, and the load on the actuator can be reduced. (2) Since the supply of operating energy to the actuator can be stopped when the bipedal walking robot is in a stationary state, that is, the posture is fixed, the energy consumption of the actuator can be reduced. When electric power is supplied to the actuator, the operating time for which the battery can be replaced or charged once can be extended, and the operating rate of the biped robot can be improved. (3) Even if the actuator suddenly stops during operation due to equipment failure, etc., the biped walking robot can maintain its posture. Therefore, a fall of the biped walking robot itself or an accident due to the fall Excellent stability and safety. (4) Since the posture can be maintained without driving the actuator during transportation or standby of the bipedal robot, load torque applied to the actuator can be reduced, and operating energy consumption of the actuator can be reduced. Can be suppressed.

【0016】請求項5に記載の2足歩行ロボットは、請
求項4に記載の発明において、前記ベース部と前記右足
部との間及び前記ベース部と前記左足部との間に配設さ
れた各々3組の前記パラレルリンク機構部を備えた構成
を有している。
According to a fifth aspect of the present invention, in the bipedal walking robot according to the fourth aspect, the two-legged walking robot is disposed between the base portion and the right foot portion and between the base portion and the left foot portion. Each has three sets of the parallel link mechanism parts.

【0017】この構成により、請求項4の作用に加え、
以下のような作用を有する。 (1)左右の脚部に用いられる各々のパラレルリンク機
構部は、2本のリンクを1組としてV字形状に配設さ
れ、それが3組配設されたスチュワートプラットフォー
ムにより構成されているので、安定性及び剛性に優れる
と共に、動作制御を簡便化することができる。
With this configuration, in addition to the function of claim 4,
It has the following actions. (1) Each parallel link mechanism used for the left and right legs is arranged in a V shape with two links as one set, and is composed of the Stewart platform in which three sets are arranged. In addition to being excellent in stability and rigidity, the operation control can be simplified.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本実施の形態1における直動リ
ンク装置の要部斜視図であり、図2(a)は本実施の形
態1における直動リンク装置の要部側面図であり、図2
(b)は図2(a)のA−A線の要部矢視断面図であ
り、図3(a)は保持ブレーキのモータ駆動時の状態を
示す構成図であり、図3(b)は保持ブレーキのモータ
停止時の状態を示す構成図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a perspective view of a main part of a linear motion link device according to the first embodiment, and FIG. 2A is a side view of a main part of the linear motion link device according to the first embodiment. , Fig. 2
2B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2A, and FIG. 3A is a configuration diagram showing a state of the holding brake when the motor is driven, and FIG. FIG. 4 is a configuration diagram showing a state of the holding brake when the motor is stopped.

【0019】図1又は図2において、1は直動リンク装
置、21は後述のモータ、ギアユニット、保持ブレー
キ、ロータリエンコーダ等を保持する保持ケーシング、
22は保持ケーシング21から延設された中空状のアウ
ターチューブ部、23はアウターチューブ部22に挿入
され直動リンク装置1の長手方向に摺動するインナーロ
ッド部である。直動リンク装置1の伸縮はインナーロッ
ド部23が摺動することにより行われる。24はインナ
ーロッド部23にその長手方向に形成された雄螺子軸挿
通孔、25はインナーロッド部23の外周に上下に対向
してその長手方向に形設されたロッドレール部、26は
ロッドレール部25が嵌合して摺動するレールガイド
部、27はインナーロッド部23の初期位置を検出する
初期位置センサ、28は直動リンク装置1を伸縮させる
アクチュエータとしてのモータ、29はモータ28の回
動軸の回動を所定の回動速度に減速するギアユニット、
30はモータ28の後部側に配設された保持ブレーキ、
31はモータ28の回動軸の回動を検出するロータリエ
ンコーダ、32はギアユニット29を介して回動軸と後
述の雄螺子軸部を連結するカップリング、33は後述の
雄螺子軸部を支持するベアリング、34はアウターチュ
ーブ部22の内部にインナーロッド部23の雄螺子軸挿
通孔24に挿通されて配設され外周が螺子切りされた雄
螺子軸部、35はインナーロッド部23のアウターチュ
ーブ部22の内部側の端部の雄螺子軸挿通孔24内に固
定され雄螺子軸部34に螺合した雌螺子ナット部、36
a、36bはストッパである。
In FIG. 1 or 2, 1 is a linear motion link device, 21 is a holding casing for holding a motor, a gear unit, a holding brake, a rotary encoder, etc., which will be described later,
Reference numeral 22 is a hollow outer tube portion extending from the holding casing 21, and 23 is an inner rod portion that is inserted into the outer tube portion 22 and slides in the longitudinal direction of the linear motion link device 1. Expansion and contraction of the linear motion link device 1 is performed by sliding the inner rod portion 23. Reference numeral 24 denotes a male screw shaft insertion hole formed in the inner rod portion 23 in the longitudinal direction thereof, 25 denotes a rod rail portion vertically opposed to the outer periphery of the inner rod portion 23 and formed in the longitudinal direction thereof, and 26 denotes a rod rail. A rail guide part on which the part 25 fits and slides, 27 is an initial position sensor for detecting the initial position of the inner rod part 23, 28 is a motor as an actuator for expanding and contracting the linear motion link device 1, 29 is a motor 28. A gear unit that reduces the rotation of the rotation shaft to a predetermined rotation speed,
30 is a holding brake provided on the rear side of the motor 28,
Reference numeral 31 is a rotary encoder that detects the rotation of the rotation shaft of the motor 28, 32 is a coupling that connects the rotation shaft and a male screw shaft portion described later via a gear unit 29, and 33 is a male screw shaft portion described later. A bearing for supporting 34 is a male screw shaft portion which is disposed inside the outer tube portion 22 by being inserted into the male screw shaft insertion hole 24 of the inner rod portion 23 and whose outer circumference is threaded, and 35 is an outer portion of the inner rod portion 23. A female screw nut portion fixed in the male screw shaft insertion hole 24 at the inner end of the tube portion 22 and screwed into the male screw shaft portion 34, 36.
a and 36b are stoppers.

【0020】図3において、28はモータ、30は保持
ブレーキ、41はモータ28の後部側に延設されたモー
タ28の回動軸、42は回動軸41に周設されたコイル
部、43a、43bはコイル部42の端子である。コイ
ル部42の端子43a、43bは図示しない論理回路に
接続され、この論理回路は外部のコンピュータ等の制御
装置の指令によりリレーを介してコイル部42に電圧を
印加又は印加を停止する。これにより、コイル部42
は、モータ28の駆動、停止に伴って通電、開放され
る。なお、論理回路の代わりに、端子43a、43bを
モータ28に接続された駆動電源の配線に並列に接続
し、モータ28の駆動、停止に伴って同期して電圧が印
加されるよう制御してもよい。コイル部42に電圧を印
加するタイミングとしては、例えば、モータ28が停止
状態にありコイル部42に電圧が印加されていないとし
て、外部の制御装置からモータ28を制御するモータド
ライバへモータ28を回転させるよう速度指令が与えら
れた場合に、論理回路はコイル部42へ電圧を印加し、
モータ28の駆動に伴って保持ブレーキ30を開放させ
る。コイル部42に電圧の印加を停止するタイミングと
しては、例えば、モータ28が駆動されコイル部42に
電圧が印加されているとして、外部の制御装置からモー
タ28を制御するモータドライバへモータ28の速度を
0とする速度指令が与えられた場合に、論理回路はコイ
ル部42への電圧の印加を停止し、モータ28の停止に
伴って保持ブレーキ30を作動させる。
In FIG. 3, 28 is a motor, 30 is a holding brake, 41 is a rotating shaft of the motor 28 extending to the rear side of the motor 28, 42 is a coil portion provided around the rotating shaft 41, and 43a. , 43b are terminals of the coil portion 42. The terminals 43a and 43b of the coil unit 42 are connected to a logic circuit (not shown), and this logic circuit applies or stops applying voltage to the coil unit 42 via a relay according to a command from a control device such as an external computer. Thereby, the coil portion 42
Is energized and released as the motor 28 is driven and stopped. Instead of the logic circuit, the terminals 43a and 43b are connected in parallel to the wiring of the drive power source connected to the motor 28, and the voltage is controlled to be applied in synchronization with the driving and stopping of the motor 28. Good. As the timing of applying the voltage to the coil portion 42, for example, assuming that the motor 28 is stopped and the voltage is not applied to the coil portion 42, the motor 28 is rotated from an external control device to a motor driver that controls the motor 28. When the speed command is given to cause the logic circuit to apply the voltage to the coil unit 42,
The holding brake 30 is opened as the motor 28 is driven. The timing at which the voltage application to the coil portion 42 is stopped is, for example, assuming that the motor 28 is driven and the voltage is applied to the coil portion 42, the speed of the motor 28 from an external control device to the motor driver controlling the motor 28. When a speed command to set 0 is given, the logic circuit stops the application of the voltage to the coil portion 42, and operates the holding brake 30 with the stop of the motor 28.

【0021】44は回動軸41に回動軸41の長手方向
に摺動自在に配設された円板状の押圧板、44aは押圧
板44の後述の押圧板制動部側に形成された押圧面、4
5は押圧板44の中心部に穿設され回動軸41が挿通さ
れる回動軸挿通孔、46は回動軸41の先端部に突設さ
れたキー、47は押圧板44の回動軸挿通孔45の内周
面に形成されキー46が嵌合して摺動するキー摺動溝、
48は押圧板44のモータ28側に押圧面44aに対向
して配設された押圧板制動部である。
Reference numeral 44 denotes a disc-shaped pressing plate disposed on the rotating shaft 41 so as to be slidable in the longitudinal direction of the rotating shaft 41, and 44a is formed on the pressing plate braking portion side of the pressing plate 44, which will be described later. Pressing surface, 4
Reference numeral 5 is a rotary shaft insertion hole formed in the center of the pressing plate 44 and through which the rotary shaft 41 is inserted, 46 is a key protruding from the tip of the rotary shaft 41, and 47 is the rotation of the pressing plate 44. A key sliding groove formed on the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 45, into which the key 46 fits and slides;
Reference numeral 48 denotes a pressing plate braking portion arranged on the motor 28 side of the pressing plate 44 so as to face the pressing surface 44a.

【0022】ここで、押圧板44と押圧板制動部48
は、互いに磁着される構成となっている。押圧板44は
少なくとも押圧面44aにおいてS極又はN極に磁化さ
れ、押圧面44aに対向して配設されている押圧板制動
部48はN極又はS極に磁化されている。また、押圧板
44と押圧板制動部48は各々所定の磁極が着磁された
永久磁石を用いてもよく、或いはコイル等を巻線して通
電により所定の磁力が発生するようにしてもよい。例え
ば、押圧板44がS極に磁化され、押圧板制動部48が
N極に磁化されている場合、コイル部42により発生す
る磁力は、押圧板44のS極と反発するようにS極に設
定される。また、押圧板制動部48の磁力はコイル部4
2の通電により発生する磁力より小さくなるよう設定さ
れている。コイル部42に通電されている際には、コイ
ル部42の押圧板44側に発生するS極の磁力が、押圧
板制動部48のN極の磁力より大きいため、押圧板44
はモータ28の後部側へ反発され、押圧板制動部48か
ら離隔される。また、保持ブレーキ30による制動力
は、押圧板44が押圧板制動部48に押圧される押圧力
に比例する。押圧板44の押圧板制動部48への押圧力
は、押圧板44や押圧板制動部48のS極又はN極の磁
力、及びコイル部42により発生する磁力を適宜設定す
ることにより調整される。特に、コイル部42に印加さ
れる電圧を大きくすることで、コイル部42に発生する
磁力を大きくすることができる。なお、保持ブレーキ3
0による制動力は、ギアユニット29の減速比や雄螺子
軸部34とそれに螺合している雌螺子ナット部35のリ
ード角等を考慮して設定されることが好ましい。また、
保持ブレーキ30が設定された制動力を得ることができ
るように、コイル部42に印加される電圧が設定される
ことが好ましい。
Here, the pressing plate 44 and the pressing plate braking portion 48
Are magnetically attached to each other. The pressing plate 44 is magnetized to the S pole or the N pole at least on the pressing surface 44a, and the pressing plate braking portion 48 arranged facing the pressing surface 44a is magnetized to the N pole or the S pole. Further, the pressing plate 44 and the pressing plate braking portion 48 may be made of permanent magnets each having a predetermined magnetic pole magnetized, or a coil or the like may be wound to generate a predetermined magnetic force by energization. . For example, when the pressing plate 44 is magnetized to the S pole and the pressing plate braking portion 48 is magnetized to the N pole, the magnetic force generated by the coil portion 42 is applied to the S pole so as to repel the S pole of the pressing plate 44. Is set. Further, the magnetic force of the pressing plate braking portion 48 is
It is set to be smaller than the magnetic force generated by the energization of 2. When the coil portion 42 is energized, the magnetic force of the S pole generated on the pressing plate 44 side of the coil portion 42 is larger than the magnetic force of the N pole of the pressing plate braking portion 48.
Is repulsed to the rear side of the motor 28 and separated from the pressing plate braking portion 48. Further, the braking force by the holding brake 30 is proportional to the pressing force with which the pressing plate 44 is pressed by the pressing plate braking portion 48. The pressing force of the pressing plate 44 on the pressing plate braking portion 48 is adjusted by appropriately setting the magnetic force of the S pole or the N pole of the pressing plate 44 or the pressing plate braking portion 48 and the magnetic force generated by the coil portion 42. . In particular, by increasing the voltage applied to the coil portion 42, the magnetic force generated in the coil portion 42 can be increased. The holding brake 3
The braking force by 0 is preferably set in consideration of the reduction ratio of the gear unit 29, the lead angle of the male screw shaft portion 34 and the female screw nut portion 35 screwed thereto, and the like. Also,
The voltage applied to the coil portion 42 is preferably set so that the holding brake 30 can obtain the set braking force.

【0023】また、押圧板44は、押圧板44の回動軸
挿通孔45に形成されたキー摺動溝47に回動軸41の
周面に突設されたキー46が摺動自在に嵌合しているた
め、回動軸41の回動に伴って連動して回動すると共
に、回動軸41の長手方向に自在に摺動する。なお、図
示していないが、キー摺動溝47の少なくともモータ2
8側の端部には、キー41の抜け防止のためにストッパ
を配設することが好ましい。
The pressing plate 44 has a key slide groove 47 formed in the rotating shaft insertion hole 45 of the pressing plate 44 in which a key 46 protruding from the peripheral surface of the rotating shaft 41 is slidably fitted. Since they are aligned, they rotate together with the rotation of the rotation shaft 41 and freely slide in the longitudinal direction of the rotation shaft 41. Although not shown, at least the motor 2 of the key sliding groove 47
It is preferable to dispose a stopper at the end on the 8 side to prevent the key 41 from coming off.

【0024】以上のように構成された本実施の形態1に
おける直動リンク装置について、以下その動作を図を用
いて説明する。
The operation of the linear motion link device of the first embodiment configured as described above will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1又は図2に示すように、モータ28が
駆動されると、モータ28の回動軸が回動し、ギアユニ
ット29により所定の減速比で減速され、雄螺子軸部3
4が回動する。雄螺子軸部34にはインナーロッド部2
3に固定された雌螺子ナット部35が螺合している。こ
こで、インナーロッド部23は外周面に設けられたロッ
ドレール部25がレールガイド26に嵌合しているた
め、長手方向には摺動するが軸周方向には回動しない。
これにより、雄螺子軸部34が回動すると、送り螺子機
構により雌螺子ナット部35を介してインナーロッド部
23がその長手方向に摺動する。このようにして、直動
リンク装置1が伸縮する。
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, when the motor 28 is driven, the rotation shaft of the motor 28 rotates and the gear unit 29 reduces the speed at a predetermined reduction ratio.
4 rotates. The male screw shaft portion 34 has an inner rod portion 2
The female screw nut portion 35 fixed to 3 is screwed. Here, the inner rod portion 23 slides in the longitudinal direction but does not rotate in the axial circumferential direction because the rod rail portion 25 provided on the outer peripheral surface is fitted in the rail guide 26.
As a result, when the male screw shaft portion 34 rotates, the inner rod portion 23 slides in the longitudinal direction by the feed screw mechanism via the female screw nut portion 35. In this way, the linear motion link device 1 expands and contracts.

【0026】モータ28の駆動時には、図3(a)に示
すように、保持ブレーキ30のコイル部42に電圧が印
加され通電される。本実施の形態1においては、モータ
28の駆動に伴って、コイル部42に24ボルトの電圧
が印加されるようにした。コイル部42に通電される
と、コイル部42により押圧板44側にS極の磁力が発
生するため、押圧板44に与えられたS極の磁力は、コ
イル部42の押圧板44側に発生したS極の磁力と反発
して、押圧板44はモータ28の後部側へ付勢される。
このように、モータ28の駆動時には、押圧板44が押
圧板制動部48から離隔するため、押圧板44は回動軸
41に連動して抵抗なく回動する。
When the motor 28 is driven, as shown in FIG. 3 (a), a voltage is applied to the coil portion 42 of the holding brake 30 to energize it. In the first embodiment, the voltage of 24 V is applied to the coil portion 42 as the motor 28 is driven. When the coil portion 42 is energized, the magnetic force of the S pole is generated on the pressing plate 44 side by the coil portion 42, so the magnetic force of the S pole applied to the pressing plate 44 is generated on the pressing plate 44 side of the coil portion 42. The pressing plate 44 is urged toward the rear side of the motor 28 by repelling the magnetic force of the S pole.
As described above, when the motor 28 is driven, the pressing plate 44 is separated from the pressing plate braking portion 48, so that the pressing plate 44 rotates without resistance in conjunction with the rotating shaft 41.

【0027】モータ28が停止時すると、図3(b)に
示すように、保持ブレーキ30のコイル部42への電圧
の印加が停止される。コイル部42の印加電圧の停止に
より、押圧板制動部48のN極と押圧板44のS極が引
き合って押圧板44は押圧板制動部48側へ付勢され、
押圧面44aにおいて押圧板制動部48に圧設する。こ
のように、モータ28の停止時には、押圧板42の押圧
面44aが押圧板制動部48に当接し押圧されるため、
回動軸41は押圧面44aにおける摩擦力により制動さ
れる。
When the motor 28 is stopped, the application of voltage to the coil portion 42 of the holding brake 30 is stopped, as shown in FIG. 3 (b). When the voltage applied to the coil portion 42 is stopped, the N pole of the pressing plate braking portion 48 and the S pole of the pressing plate 44 attract each other, and the pressing plate 44 is urged toward the pressing plate braking portion 48,
The pressing surface 44a is pressed against the pressing plate braking portion 48. Thus, when the motor 28 is stopped, the pressing surface 44a of the pressing plate 42 comes into contact with the pressing plate braking portion 48 and is pressed,
The rotating shaft 41 is braked by the frictional force on the pressing surface 44a.

【0028】回動軸41が制動されると、図2に示すよ
うに、直動リンク装置1の雄螺子軸部34が固定される
ためインナーロッド部23が固定され、直動リンク装置
1の長手方向に力が加えられた場合であっても摺動する
ことはない。このように、モータ28の停止時には直動
リンク装置1が伸縮することはない。
When the rotating shaft 41 is braked, as shown in FIG. 2, the male screw shaft portion 34 of the linear motion link device 1 is fixed, so that the inner rod portion 23 is fixed, and the linear motion link device 1 of the linear motion link device 1 is fixed. It does not slide even if a force is applied in the longitudinal direction. Thus, the linear motion link device 1 does not expand or contract when the motor 28 is stopped.

【0029】なお、本実施の形態1においては、保持ブ
レーキ30をモータ28の後部側に配設しているが、こ
れに限られるものではなく、保持ブレーキ30をモータ
28の前部側に配設してもよい。また、本実施の形態1
においては、保持ブレーキ30は押圧板44を磁力によ
り押圧して制動力を発生させているが、これに限られる
ものではなく、コイルばねや板ばね等の弾性体の弾性力
により押圧板を押圧し制動させてもよい。また、本実施
の形態1においては、直動リンク装置1はアクチュエー
タとしてモータを用いた送り螺子機構により長手方向に
伸縮自在に形成されているが、これに限られるものでは
なく、モータを用いた送り螺子機構の代わりに油圧、水
圧、空気圧等を用いたシリンダやラック・ピニオン等を
介して回転運動を直線運動に変換する形式等の直動型ア
クチュエータを用いてもよい。油圧シリンダを用いた場
合は、シリンダ内への油の供給を停止させる又はシリン
ダからの油の流出を停止させる開閉弁やサーボ弁等を保
持ブレーキとして用いることができる。この場合、この
開閉弁やサーボ弁の開閉のタイミングは、本実施の形態
1で説明した保持ブレーキの作動のタイミングと同様で
あり、これにより、同様の効果を得ることができる。
Although the holding brake 30 is arranged on the rear side of the motor 28 in the first embodiment, the invention is not limited to this, and the holding brake 30 is arranged on the front side of the motor 28. You may set it up. In addition, the first embodiment
In the above, the holding brake 30 presses the pressing plate 44 by the magnetic force to generate the braking force, but the invention is not limited to this, and the pressing plate is pressed by the elastic force of an elastic body such as a coil spring or a leaf spring. It may be braked. Further, in the first embodiment, the linear motion link device 1 is formed to be extendable and contractible in the longitudinal direction by the feed screw mechanism using a motor as an actuator, but the present invention is not limited to this, and a motor is used. Instead of the feed screw mechanism, a direct-acting actuator such as a type that converts rotational movement into linear movement through a cylinder or rack / pinion using hydraulic pressure, water pressure, air pressure, or the like may be used. When a hydraulic cylinder is used, an on-off valve, a servo valve, or the like that stops the supply of oil into the cylinder or stops the outflow of oil from the cylinder can be used as a holding brake. In this case, the opening and closing timings of the on-off valve and the servo valve are the same as the operation timing of the holding brake described in the first embodiment, and the same effect can be obtained.

【0030】以上のように、本実施の形態1における直
動リンク装置は構成されているので、以下のような作用
を有する。 (1)保持ブレーキ30によりモータ28回動軸41の
回動を制動することができるので、直動リンク装置1に
より重量物を支持した状態でモータ28を停止させるこ
とができ、支持状態を維持することができる。 (2)直動リンク装置1により重量物を支持した状態で
静止する場合、保持ブレーキ30により静止状態を維持
したままモータ28を停止させることができるので、モ
ータ28にかかる負荷トルクを軽減することができると
共に、モータ28の消費電力を抑えることができる。 (3)直動リンク装置1により重量物を支持した状態
で、機器の故障等により不意にモータ28が停止した場
合であっても、保持ブレーキ30により回動軸41を保
持固定することにより支持状態を維持することができる
ので、安定性及び安全性に優れる。
As described above, since the linear motion link device according to the first embodiment is configured, it has the following actions. (1) Since the rotation of the motor 28 rotation shaft 41 can be braked by the holding brake 30, the motor 28 can be stopped while the heavy load is supported by the linear motion link device 1, and the supported state is maintained. can do. (2) When the linear motion link device 1 is stationary while supporting a heavy object, the holding brake 30 can stop the motor 28 while maintaining the stationary state. Therefore, the load torque applied to the motor 28 can be reduced. In addition, the power consumption of the motor 28 can be suppressed. (3) Supporting by holding and fixing the rotating shaft 41 by the holding brake 30 even when the motor 28 is suddenly stopped due to equipment failure or the like while the heavy object is supported by the linear motion link device 1. Since the state can be maintained, it is excellent in stability and safety.

【0031】次に、実施の形態1で説明した直動リンク
装置を用いた2足歩行ロボットについて説明する。 (実施の形態2)図4は本実施の形態2における2足歩
行ロボットの斜視図である。
Next, a bipedal robot using the linear motion link device described in the first embodiment will be described. (Second Embodiment) FIG. 4 is a perspective view of a bipedal walking robot according to the second embodiment.

【0032】図4において、1は実施の形態1において
説明した直動リンク装置、101は本実施の形態2にお
ける2足歩行ロボット、101aは2足歩行ロボット1
01の右脚のパラレルリンク機構部、101bは2足歩
行ロボット101の左脚のパラレルリンク機構部、10
2はベース部、103はベース部102の下部に離隔し
て配設された右足部、103aは右足部103の上部に
固定された平板状の固定板、104はベース部102の
下部に離隔して右足部103に並設された左足部、10
4aは左足部104の上部に固定された平板状の固定
板、106はベース部102の下面側の所定位置に固定
されたベース部側自在受動ジョイント、107は右足部
103及び左足部104の固定板103a、104aの
上面側の所定位置に固定された足部側自在受動ジョイン
ト、108はベース部102の上面に配設された制御装
置部、109は制御装置部108の後部に配設された制
御用コンピュータ、110はジャイロ、111はバッテ
リ、112はモータ駆動用回路部である。
In FIG. 4, 1 is the linear motion link device described in the first embodiment, 101 is the biped walking robot in the second embodiment, and 101a is the biped walking robot 1.
01 is a right leg parallel link mechanism section, 101b is a left leg parallel link mechanism section of the bipedal walking robot 101, 10
Reference numeral 2 is a base portion, 103 is a right foot portion that is spaced apart from the lower portion of the base portion 102, 103a is a flat plate-shaped fixing plate fixed to the upper portion of the right foot portion 103, and 104 is a lower portion of the base portion 102. The right foot 103 and the left foot 10 arranged side by side
Reference numeral 4a denotes a flat plate-shaped fixing plate fixed to the upper part of the left foot portion 104, 106 denotes a base portion side passive joint fixed to a predetermined position on the lower surface side of the base portion 102, and 107 denotes fixing the right foot portion 103 and the left foot portion 104. A foot side universal passive joint fixed to a predetermined position on the upper surface side of the plates 103a and 104a, 108 is a control device unit arranged on the upper surface of the base unit 102, and 109 is arranged on the rear portion of the control device unit 108. A control computer, 110 is a gyro, 111 is a battery, and 112 is a motor drive circuit unit.

【0033】ここで、直動リンク装置1は、2つを1組
として上端部が各々ベース部側自在受動ジョイント10
6に連結され下端部が1つの足部側自在受動ジョイント
107に連結されたV字形状に配設されている。1組の
直動リンク装置1は、右脚及び左脚に各々3組ずつ、平
面視三角形状に配設され、片脚に6本、合計12本が配
設されている。すなわち、本実施の形態1における2足
歩行ロボット101の左右の脚部は、各々スチュワート
プラットフォームにより構成されている。これにより、
動作の安定性及び強度に優れる。また、1つのベース部
側自在受動ジョイント106には1つの直動リンク装置
1の上端部が連結され、1つの足部側自在受動ジョイン
ト107には2つの直動リンク装置1の下端部が連結さ
れている。ジャイロ110、バッテリ111、モータ駆
動用回路部112は制御装置部108に配設されてい
る。本実施の形態2においては、バッテリ111として
ニッケル水素バッテリを使用した。また、右足部103
及び左足部104の底面側に、床反力を検出する6軸力
覚センサを設けることもできる。6軸力覚センサは、各
軸方向の力3成分と各軸周りのモーメント3成分を同時
に且つ逐次連続的に高精度で検出することができる。ま
た、6軸力覚センサで検出された値を基にZMP(Ze
ro MomentPoint)制御を行うこともでき
る。
Here, the linear motion link device 1 has two sets as one set, and the upper end portions thereof are respectively the base portion side universal passive joints 10.
6 and the lower end thereof is connected to one foot side free passive joint 107 and is arranged in a V shape. One set of the linear motion link device 1 is provided in the right leg and the left leg in three sets each in a triangular shape in a plan view, and six sets are provided in one leg, for a total of twelve. That is, the left and right legs of the bipedal robot 101 according to the first embodiment are each configured by a Stewart platform. This allows
Excellent in operation stability and strength. Further, one base portion side universal passive joint 106 is connected to the upper end portion of one linear motion link device 1, and one foot portion side universal passive joint 107 is connected to the lower end portions of two linear motion link device 1. Has been done. The gyro 110, the battery 111, and the motor drive circuit unit 112 are arranged in the control device unit 108. In the second embodiment, a nickel hydrogen battery is used as the battery 111. Also, the right foot 103
Also, a 6-axis force sensor that detects a floor reaction force may be provided on the bottom surface side of the left foot portion 104. The 6-axis force sensor can detect three force components in each axis direction and three moment components around each axis simultaneously and successively with high accuracy. In addition, based on the value detected by the 6-axis force sensor, ZMP (Ze
ro MomentPoint) control can also be performed.

【0034】以上のように構成された本実施の形態2に
おける2足歩行ロボットについて、以下その動作を図を
用いて説明する。なお、本実施の形態2においては、2
足歩行ロボット101の右脚の動作について説明する。
左脚の動作については右脚と同様であるので説明を省略
する。
The operation of the bipedal robot according to the second embodiment having the above structure will be described below with reference to the drawings. In the second embodiment, 2
The operation of the right leg of the foot walking robot 101 will be described.
Since the operation of the left leg is the same as that of the right leg, description thereof will be omitted.

【0035】右脚を動作させる場合、予め設定された歩
行パターンに基づいて右足部103の逆運動学を計算
し、算出された値に基づいて直動リンク装置1の各々の
モータ28を駆動させ、インナーロッド部23を摺動さ
せて直動リンク装置1を伸縮させる。直動リンク装置1
とベース部102又は右足部103との連結部分に配設
されているベース部側自在受動ジョイント106、足部
側自在受動ジョイント107は、直動リンク装置1の伸
縮に追従してこれを妨げることなく円滑に従動する。直
動リンク装置1のモータ28の回動は各々に配設された
ロータリエンコーダ31により検出され、取得された検
出値は角度データとしてフィードバックされ、直動リン
ク装置1はフィードバック制御される。これにより、右
足部103は、一歩踏み出す動作やその場で足踏みする
動作等を行うことができる。更に、このような動作を右
足部103と左足部104で交互に連続して行うことに
より、歩行動作を行うことができる。
When the right leg is operated, the inverse kinematics of the right foot 103 is calculated based on a preset walking pattern, and each motor 28 of the linear motion link device 1 is driven based on the calculated value. By sliding the inner rod portion 23, the linear motion link device 1 is expanded and contracted. Linear motion link device 1
The base-side universal passive joint 106 and the foot-side universal passive joint 107, which are arranged at the connecting portion between the base portion 102 and the right foot portion 103, follow the expansion and contraction of the linear motion link device 1 and prevent it. Follow smoothly without. The rotation of the motor 28 of the linear motion link device 1 is detected by the rotary encoders 31 respectively arranged, and the acquired detection values are fed back as angle data, and the linear motion link device 1 is feedback-controlled. As a result, the right foot portion 103 can perform a stepping action, a stepping action on the spot, and the like. Further, a walking motion can be performed by alternately and continuously performing such an operation on the right foot portion 103 and the left foot portion 104.

【0036】2足歩行ロボット101が動作状態にある
場合、モータ28へ電力の供給がなされ、コイル部42
へも通電されている。これにより、保持ブレーキ30は
開放されている。2足歩行ロボット101が静止状態す
なわち姿勢固定状態にある場合、モータ28への電力の
供給を停止させると、それに伴って、コイル部42への
通電が停止され、保持ブレーキ30によりモータ28の
回動軸41を保持固定し、インナーロッド部23を固定
する。これにより、直動リンク装置1が自重により従動
して伸縮することがなく静止状態の姿勢を維持すること
ができる。
When the bipedal walking robot 101 is in operation, electric power is supplied to the motor 28 and the coil portion 42
Is also energized. As a result, the holding brake 30 is released. When the bipedal robot 101 is in a stationary state, that is, the posture is fixed, when the power supply to the motor 28 is stopped, the energization of the coil portion 42 is stopped accordingly, and the holding brake 30 rotates the motor 28. The moving shaft 41 is held and fixed, and the inner rod portion 23 is fixed. As a result, the linear motion link device 1 can be maintained in a stationary state without being stretched by being driven by its own weight.

【0037】なお、本実施の形態2において、保持ブレ
ーキ30の作動やモータ28の停止を行うことができる
外部スイッチを設けることもできる。これにより、2足
歩行ロボット101の操作者は、操作中に危険を察知し
た場合、速やかに2足歩行ロボット101の動作を停止
させることができると共に、2足歩行ロボット101は
姿勢を維持することができるので、急停止の際に転倒に
よる2足歩行ロボット101自体の破損や転倒による事
故が起こらず安定性及び安全性に優れる。
In the second embodiment, an external switch capable of operating the holding brake 30 and stopping the motor 28 may be provided. Thereby, the operator of the bipedal walking robot 101 can quickly stop the operation of the bipedalized walking robot 101 when the danger is detected during the operation, and the bipedal walking robot 101 can maintain its posture. As a result, the bipedal walking robot 101 itself is not damaged due to a fall when a sudden stop occurs, and an accident due to a fall does not occur, which is excellent in stability and safety.

【0038】以上のように、本実施の形態2における2
足歩行ロボットは構成されているので、以下のような作
用を有する。 (1)2足歩行ロボット101の静止状態すなわち姿勢
固定状態において、保持ブレーキ30によりモータ28
の回動軸41を保持固定することができるので、インナ
ーロッド部23が自重により従動することがなく静止状
態の姿勢を維持することができると共に、モータ28に
かかる負荷を低減させることができる。 (2)2足歩行ロボット101の静止状態すなわち姿勢
固定状態において、モータ28への電力の供給を停止さ
せることができるので、モータ28の消費エネルギを低
減させることができ、搭載されたバッテリ111の1回
の交換又は充電で動作できる動作時間が長くなり2足歩
行ロボット101の稼動率を向上させることができる。 (3)機器の故障等により動作中に不意にモータ28が
停止した場合であっても、2足歩行ロボット101は姿
勢を維持することができるので、転倒による2足歩行ロ
ボット101自体の破損や転倒による事故が起こらず安
定性及び安全性に優れる。 (4)2足歩行ロボット101の搬送時や待機時におい
て、モータ28を駆動させることなく姿勢を維持するこ
とができるので、モータ28にかかる負荷トルクを軽減
することができると共に、モータ28の電力消費を抑え
ることができる。 (5)脚部が各々ベース部102と右足部103、左足
部104との間に複数の直動リンク装置1を並列に配設
したパラレルリンク機構により形成されているので、右
足部103及び左足部104における出力が大きく、大
きな負荷に耐えることができ重量物の搬送が可能で実用
性に優れる。 (6)2足歩行ロボット101の左右の脚部が各々ベー
ス部102と右足部103及び左足部104との間に複
数の直動リンク装置1を並列に配設したパラレルリンク
機構により形成されているので、大きな負荷に耐えるこ
とができ重量物の搬送が可能で実用性に優れると共に、
2足歩行ロボット101の脚部の動作に上半身の補償動
作を必要としないため、重量の大きい上半身を搭載又は
組み込むことができ設計の自由度に優れる。 (7)歩行動作中における直動リンク装置1の可動変位
の誤差による右足部103又は左足部104の位置誤差
が平均化されるため、高精度の動作を行うことができる
と共に、直動リンク装置1の変位を検出するロータリエ
ンコーダ31に高い分解能を必要としないため生産性に
優れる。 (8)各々の直動リンク装置1には引っ張り力及び圧縮
力のみが印加され曲げモーメントが加わらないため、強
度及び剛性に優れると共に、材質や形状の選択の幅が広
がり設計の自由度に優れる。また、雄螺子軸部34と雌
螺子ナット部35を用いた送り螺子機構によりインナー
ロッド部23を摺動させることで、制御が容易で且つ強
度及び剛性に優れる。 (9)複数の直動リンク装置1として同一の構造のもの
を用いることができるので、製造時の省コスト性及び省
力性に優れると共に、メンテナンス性を向上させること
ができる。 (10)直動リンク装置1が2つを1組としてV字形状
に配設され、右足部及び左足部に各々少なくとも3組配
設され平面視三角形状に配設されているので、2足歩行
ロボットの左右の脚部が各々スチュワートプラットフォ
ームにより構成され安定性及び強度に優れる。
As described above, 2 in the second embodiment
Since the foot walking robot is configured, it has the following actions. (1) When the biped robot 101 is in a stationary state, that is, in a fixed posture, the holding brake 30 causes the motor 28 to move.
Since the rotating shaft 41 can be held and fixed, the inner rod portion 23 can be maintained in a stationary state without being driven by its own weight, and the load on the motor 28 can be reduced. (2) Since the power supply to the motor 28 can be stopped when the bipedal walking robot 101 is in a stationary state, that is, the posture is fixed, the energy consumption of the motor 28 can be reduced and the battery 111 installed therein can be reduced. It is possible to increase the operation time of the bipedal walking robot 101 by increasing the operation time that can be operated by one replacement or charging. (3) The biped walking robot 101 can maintain its posture even when the motor 28 suddenly stops during operation due to a device failure or the like. It has excellent stability and safety because it does not cause accidents due to falls. (4) Since the posture can be maintained without driving the motor 28 during transportation or standby of the bipedal walking robot 101, the load torque applied to the motor 28 can be reduced and the power of the motor 28 can be reduced. It can reduce consumption. (5) Since the legs are formed by the parallel link mechanism in which the plurality of linear motion link devices 1 are arranged in parallel between the base 102, the right foot 103, and the left foot 104, respectively, the right foot 103 and the left foot are formed. The output of the section 104 is large, and it is possible to withstand a large load, and it is possible to carry heavy objects, which is excellent in practicality. (6) The left and right legs of the bipedal walking robot 101 are formed by a parallel link mechanism in which a plurality of linear motion link devices 1 are arranged in parallel between the base part 102 and the right foot part 103 and the left foot part 104, respectively. Since it has a large load, it can carry heavy objects and is highly practical,
Since the movement of the legs of the bipedal walking robot 101 does not require the compensating operation of the upper body, the heavy upper body can be mounted or incorporated, and the degree of freedom in design is excellent. (7) Since the positional error of the right foot portion 103 or the left foot portion 104 due to the error of the movable displacement of the linear motion link device 1 during the walking motion is averaged, it is possible to perform a highly accurate motion and also the linear motion link device. Since the rotary encoder 31 for detecting the displacement of 1 does not require high resolution, the productivity is excellent. (8) Since only the pulling force and the compressing force are applied to each of the linear motion link devices 1 and no bending moment is applied, the strength and rigidity are excellent, and the selection range of the material and the shape is wide, and the degree of freedom in design is excellent. . Further, by sliding the inner rod portion 23 by the feed screw mechanism using the male screw shaft portion 34 and the female screw nut portion 35, the control is easy and the strength and rigidity are excellent. (9) Since a plurality of linear motion link devices 1 having the same structure can be used, cost savings and labor savings during manufacturing can be excellent, and maintainability can be improved. (10) The linear motion link device 1 is arranged in a V shape with two as one set, and at least three sets are arranged in each of the right foot portion and the left foot portion, and are arranged in a triangular shape in a plan view. The left and right legs of the walking robot are composed of Stewart platforms, and have excellent stability and strength.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の直動リン
ク装置及びそれを備えた2足歩行ロボットによれば以下
のような有利な効果が得られる。
As described above, according to the linear motion link device of the present invention and the bipedal robot equipped with the same, the following advantageous effects can be obtained.

【0040】請求項1に記載の発明によれば、 (1)直動リンク装置により重量物を支持した状態でア
クチュエータを停止させた場合であっても、保持ブレー
キにより可動部を保持固定することができるので可動部
が重量物の重みにより従動することなく、支持状態を維
持することができる直動リンク装置を提供することがで
きる。 (2)直動リンク装置により重量物を支持した状態でア
クチュエータを停止させることができるので、アクチュ
エータにかかる負荷を低減することができると共に、ア
クチュエータの稼動エネルギの消費を抑えることができ
る直動リンク装置を提供することができる。
According to the first aspect of the invention, (1) the movable brake is held and fixed by the holding brake even when the actuator is stopped while the heavy load is supported by the linear motion link device. Therefore, it is possible to provide the linear motion link device capable of maintaining the supporting state without the movable portion being driven by the weight of the heavy object. (2) Since the actuator can be stopped while the heavy object is supported by the direct-acting link device, the load applied to the actuator can be reduced and consumption of operating energy of the actuator can be suppressed. A device can be provided.

【0041】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の効果に加え、 (1)直動リンク装置により重量物を支持した状態で、
機器の故障等により不意にモータが停止した場合であっ
ても、保持ブレーキにより可動部を保持固定することに
より支持状態を維持することができるので、安定性及び
安全性に優れる直動リンク装置を提供することができ
る。
According to the invention of claim 2, claim 1
In addition to the effect of (1) with a direct-acting link device supporting a heavy object,
Even if the motor suddenly stops due to equipment failure, etc., the supporting state can be maintained by holding and fixing the moving part with the holding brake, so a linear motion link device with excellent stability and safety can be provided. Can be provided.

【0042】請求項3に記載の発明によれば、請求項2
の効果に加え、 (1)保持ブレーキにより回動軸の回動を制動しインナ
ーロッド部を固定することができるので、直動リンク装
置により重量物を支持した状態でモータを停止させるこ
とができ、支持状態を維持することができる直動リンク
装置を提供することができる。 (2)直動リンク装置により重量物を支持した状態で静
止する場合、保持ブレーキにより静止状態を維持したま
まモータを停止させることができるので、モータにかか
る負荷トルクを軽減することができると共に、モータの
消費電力を抑えることができる直動リンク装置を提供す
ることができる。
According to the invention of claim 3, claim 2
In addition to the effect of (1), since the inner rod portion can be fixed by braking the rotation of the rotating shaft by the holding brake, the motor can be stopped while the heavy object is supported by the linear motion link device. Thus, it is possible to provide a direct-acting link device that can maintain a supported state. (2) When the linear motion link device is stationary while supporting a heavy object, the holding brake can stop the motor while maintaining the stationary state, so that the load torque applied to the motor can be reduced, and It is possible to provide a direct drive link device capable of suppressing the power consumption of the motor.

【0043】請求項4に記載の発明によれば、 (1)2足歩行ロボットの静止状態すなわち姿勢固定状
態において、保持ブレーキによりアクチュエータの可動
部を保持固定することができるので、アクチュエータの
可動部がロボットの自重等により従動することがなく静
止状態の姿勢を維持することができると共に、アクチュ
エータにかかる負荷を低減させることができる2足歩行
ロボットを提供することができる。 (2)2足歩行ロボットの静止状態すなわち姿勢固定状
態において、アクチュエータへの稼動エネルギの供給を
停止させることができるので、アクチュエータの消費エ
ネルギを低減させることができ、例えば、搭載されたバ
ッテリにより電気アクチュエータに電力が供給されてい
る場合、1回のバッテリの交換又は充電で動作できる動
作時間が長くなり2足歩行ロボットの稼動率を向上させ
ることができる2足歩行ロボットを提供することができ
る。 (3)機器の故障等により動作中に不意にアクチュエー
タが停止した場合であっても、2足歩行ロボットは姿勢
を維持することができるので、転倒による2足歩行ロボ
ット自体の破損や転倒による事故が起こらず安定性及び
安全性に優れる2足歩行ロボットを提供することができ
る。 (4)2足歩行ロボットの搬送時や待機時において、ア
クチュエータを駆動させることなく姿勢を維持すること
ができるので、アクチュエータにかかる負荷トルクを軽
減することができると共に、アクチュエータの稼動エネ
ルギの消費を抑えることができる2足歩行ロボットを提
供することができる。
According to the invention described in claim 4, (1) the movable part of the actuator can be held and fixed by the holding brake when the bipedal robot is in a stationary state, that is, the posture is fixed. It is possible to provide a bipedal walking robot capable of maintaining a stationary posture without being driven by the robot's own weight or the like and reducing the load applied to the actuator. (2) Since the supply of operating energy to the actuator can be stopped when the bipedal walking robot is in a stationary state, that is, the posture is fixed, the energy consumption of the actuator can be reduced. When electric power is supplied to the actuator, it is possible to provide a bipedal walking robot that can operate for a long time by changing or charging the battery once, and can improve the operating rate of the bipedal walking robot. (3) Even if the actuator suddenly stops during operation due to equipment failure, etc., the biped walking robot can maintain its posture. Therefore, a fall of the biped walking robot itself or an accident due to the fall It is possible to provide a bipedal walking robot that is stable and safe without causing a problem. (4) Since the posture can be maintained without driving the actuator during transportation or standby of the bipedal robot, load torque applied to the actuator can be reduced, and operating energy consumption of the actuator can be reduced. It is possible to provide a bipedal walking robot that can be suppressed.

【0044】請求項5に記載の発明によれば、請求項4
の効果に加え、 (1)左右の脚部に用いられる各々のパラレルリンク機
構部は、2本のリンクを1組としてV字形状に配設さ
れ、それが3組配設されたスチュワートプラットフォー
ムにより構成されているので、安定性及び剛性に優れる
と共に、動作制御を簡便化することができる2足歩行ロ
ボットを提供することができる。
According to the invention of claim 5, claim 4
In addition to the effects of (1), each parallel link mechanism used for the left and right legs is arranged in a V shape with two links as one set, and by the Stewart platform where three sets are arranged. Since it is configured, it is possible to provide a bipedal walking robot that is excellent in stability and rigidity and that can simplify motion control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施の形態1における直動リンク装置の要部斜
視図
FIG. 1 is a perspective view of essential parts of a linear motion link device according to a first embodiment.

【図2】(a)実施の形態1における直動リンク装置の
要部側面図 (b)図2(a)のA−A線の要部矢視断面図
FIG. 2A is a side view of a main part of the linear motion link device according to the first embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the main part taken along the line AA of FIG.

【図3】(a)保持ブレーキのモータ駆動時の状態を示
す構成図 (b)保持ブレーキのモータ停止時の状態を示す構成図
FIG. 3A is a configuration diagram showing a state of the holding brake when the motor is driven. FIG. 3B is a configuration diagram showing a state of the holding brake when the motor is stopped.

【図4】実施の形態2における2足歩行ロボットの斜視
FIG. 4 is a perspective view of a bipedal walking robot according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直動リンク装置 21 保持ケーシング 22 アウターチューブ部 23 インナーロッド部 24 雄螺子軸挿通孔 25 ロッドレール部 26 レールガイド部 27 初期位置センサ 28 モータ 29 ギアユニット 30 保持ブレーキ 31 ロータリエンコーダ 32 カップリング 33 ベアリング 34 雄螺子軸部 35 雌螺子ナット部 36a、36b ストッパ 41 回動軸 42 コイル部 43a、43b 端子 44 押圧板 44a 押圧面 45 回動軸挿通孔 46 キー 47 キー摺動溝 48 押圧板制動部 101 2足歩行ロボット 102 ベース部 103 右足部 103a 固定板 104 左足部 104a 固定板 106 ベース部側自在受動ジョイント 107 足部側自在受動ジョイント 108 制御装置部 109 制御用コンピュータ 110 ジャイロ 111 バッテリ 112 モータ駆動用回路部 1 Linear motion link device 21 Holding casing 22 Outer tube part 23 Inner rod part 24 Male screw shaft insertion hole 25 Rod rail part 26 Rail guide 27 Initial position sensor 28 motors 29 gear units 30 holding brake 31 rotary encoder 32 coupling 33 bearings 34 Male screw shaft 35 Female thread nut part 36a, 36b stopper 41 rotation axis 42 coil 43a, 43b terminals 44 Press plate 44a Pressing surface 45 Rotating shaft insertion hole 46 keys 47 key sliding groove 48 Pressing plate braking unit 101 Biped robot 102 base 103 right foot 103a fixed plate 104 Left foot 104a fixed plate 106 Base section side passive joint 107 Foot side universal passive joint 108 control unit 109 control computer 110 gyro 111 battery 112 Motor drive circuit

フロントページの続き (72)発明者 高本 陽一 福岡県北九州市小倉北区浅野三丁目8番1 号 株式会社テムザック内 (72)発明者 馬場 勝之 福岡県北九州市小倉北区浅野三丁目8番1 号 株式会社テムザック内 (72)発明者 井野 重秋 福岡県北九州市小倉北区浅野三丁目8番1 号 株式会社テムザック内 Fターム(参考) 3C007 AS36 CS08 HS27 HT11 HT20 HT40 WA03 WA13 WC22 3J058 CC13 CC77 FA34 Continued front page    (72) Inventor Yoichi Takamoto             3-8-1, Asano, Kokurakita-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture             Issue TEMSAC Co., Ltd. (72) Inventor Katsuyuki Baba             3-8-1, Asano, Kokurakita-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture             Issue TEMSAC Co., Ltd. (72) Inventor Shigeaki Ino             3-8-1, Asano, Kokurakita-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture             Issue TEMSAC Co., Ltd. F term (reference) 3C007 AS36 CS08 HS27 HT11 HT20                       HT40 WA03 WA13 WC22                 3J058 CC13 CC77 FA34

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクチュエータを備え、前記アクチュエ
ータの駆動により長手方向に伸縮自在な直動リンク装置
であって、前記アクチュエータの可動部を保持固定する
保持ブレーキを備えていることを特徴とする直動リンク
装置。
1. A direct-acting link device including an actuator, which is capable of expanding and contracting in a longitudinal direction when the actuator is driven, and comprising a holding brake for holding and fixing a movable portion of the actuator. Link device.
【請求項2】 前記保持ブレーキは、前記アクチュエー
タの停止時に、前記アクチュエータの前記可動部を保持
固定することを特徴とする請求項1に記載の直動リンク
装置。
2. The linear motion link device according to claim 1, wherein the holding brake holds and fixes the movable portion of the actuator when the actuator is stopped.
【請求項3】 前記アクチュエータとしてのモータと、
前記モータの回動軸に固定され前記直動リンク装置の長
手方向に配設された長尺棒状の雄螺子軸部と、前記雄螺
子軸部に螺合する雌螺子ナット部と、前記雌螺子ナット
部に固定され前記モータの駆動により前記直動リンク装
置の長手方向に摺動するインナーロッド部と、前記モー
タの前記回動軸を保持固定する保持ブレーキと、を備え
ていることを特徴とする請求項1又は2に記載の直動リ
ンク装置。
3. A motor as the actuator,
A long rod-shaped male screw shaft portion fixed to the rotation shaft of the motor and arranged in the longitudinal direction of the linear motion link device, a female screw nut portion screwed to the male screw shaft portion, and the female screw. An inner rod part fixed to a nut part and sliding in the longitudinal direction of the linear motion link device by driving the motor; and a holding brake holding and fixing the rotating shaft of the motor. The linear motion link device according to claim 1 or 2.
【請求項4】 ベース部と、右足部及び左足部と、前記
ベース部と前記右足部及び前記左足部の各々に配設され
た複数の受動ジョイントと、前記ベース部に配設された
前記受動ジョイントと前記右足部に配設された前記受動
ジョイントとの間、及び、前記ベース部に配設された前
記受動ジョイントと前記左足部に配設された前記受動ジ
ョイントとの間に各々配設されたパラレルリンク機構部
と、前記パラレルリンク機構部のリンクとして請求項1
乃至3の内いずれか1項に記載の直動リンク装置と、備
えていることを特徴とする2足歩行ロボット。
4. A base part, a right foot part and a left foot part, a plurality of passive joints respectively arranged on the base part, the right foot part and the left foot part, and the passive part arranged on the base part. A joint and the passive joint disposed on the right foot portion, and a passive joint disposed on the base portion and the passive joint disposed on the left foot portion, respectively. A parallel link mechanism section and a link between the parallel link mechanism section.
A bipedal walking robot, comprising: the linear motion link device according to any one of items 1 to 3;
【請求項5】 前記ベース部と前記右足部との間及び前
記ベース部と前記左足部との間に配設された各々3組の
前記パラレルリンク機構部を備えていることを特徴とす
る請求項4に記載の2足歩行ロボット。
5. The parallel link mechanism portion is provided in three sets each provided between the base portion and the right foot portion and between the base portion and the left foot portion. The bipedal walking robot according to Item 4.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005025815A1 (en) * 2003-09-12 2005-03-24 Tmsuk Co., Ltd. Direct-acting link device and two-legged walking robot with the device
KR100812818B1 (en) 2006-11-14 2008-03-12 한양대학교 산학협력단 Leg of robot
WO2023045199A1 (en) * 2021-09-22 2023-03-30 琦星智能科技股份有限公司 Driving motor of mechanical arm
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