JP2005066742A - 脚式歩行ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】 脚式歩行ロボットの所望の位置にボード群を配置しやすくする。
【解決手段】 脚式歩行ロボットは、１つ以上のデバイスを各々が有する複数のデバイス部（１２２）、（１３８、１４８、１５６、１６２）等と、複数のデバイス部に関する処理を行う主処理部（１０６）と、デバイス部毎に設けられ、対応するデバイス部に関する処理を行う副処理部（１１６）、（１３４、１４４、１５０、１５８）等と、デバイス部毎に設けられ、対応するデバイス部の副処理部と主処理部の間の通信を仲介するインターフェース部（１１４）、（１４２）等を備えている。例えはデバイス部（１２２）には１つのボード（１０８）が対応付けられており、デバイス部（１２２）の副処理部（１１６）とインターフェース部（１１４）は、そのデバイス部（１２２）に対応する前記１つのボード（１０８）に設けられている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、脚式歩行ロボットに関する。

脚式歩行ロボットの研究開発が進められている。この種のロボットの中には、ロボットを歩行させるため等に使用されるアクチュエータや、各種のセンサや、各部のスイッチ等のデバイスを１以上有する複数のデバイス部を備えたものがある。また、この種のロボットの中には、デバイス部の処理装置（デバイス処理装置）として、主処理部と、副処理部と、インターフェース部を備えたものがある。主処理部は、複数のデバイス部に関する処理を行う。副処理部は、デバイス部毎に設けられ、対応するデバイス部に関する処理を行う。インターフェース部は、デバイス部毎に設けられ、対応するデバイス部の副処理部と主処理部の間の通信を仲介する。ここでいう「処理」には、アクチュエータを制御することや、センサの出力を入力して状態を識別する処理等が含まれる。

従来の脚式歩行ロボットのデバイス処理技術では、複数のデバイス部の副処理部を１つのボードに設けていた。また、複数のデバイス部のインターフェース部を１つのボードに設けていた。この結果、これらの副処理部群を設けたボードとインターフェース部群を設けたボードが大型化していた。このため、これらのボード群を脚式歩行ロボットの所望の位置に配置しにくかった。この結果、脚式歩行ロボットの体幹位置や重心位置等を所望の位置に設定することが難しかった。このことが、脚式歩行ロボットを理想的な姿勢でバランス良く歩行させることを難しくさせる要因となっていた。
また、従来の構成によると、副処理部群を設けたボードと、インターフェース部群を設けたボードを接続するのに、おびただしい本数のケーブルを介在させる必要があった。この結果、これらのケーブル群を脚式歩行ロボット内にすっきりと収容することが難しく、また、脚式歩行ロボットのメンテナンスも大変であった。

本発明の１つの態様の脚式歩行ロボットは、１つ以上のデバイスを各々が有する複数のデバイス部と、複数のデバイス部に関する処理を行う主処理部と、デバイス部毎に設けられ、対応するデバイス部に関する処理を行う副処理部と、デバイス部毎に設けられ、対応するデバイス部の副処理部と主処理部の間の通信を仲介するインターフェース部を備えている。各デバイス部には、１つのボードが対応付けられている。各デバイス部の副処理部とインターフェース部は、そのデバイス部に対応する前記１つのボードに設けられている。

従来は、複数のデバイス部の副処理部を１つのボードに設け、複数のデバイス部のインターフェース部を１つのボードに設けていたのに対し、本発明の上記態様では、１つのデバイス部の副処理部とインターフェース部を１つのボードに設けたことを特徴の１つとする。
上記態様によると、各デバイス部に１つのボードが対応付けられているので、従来の構成に比べて、ボードの数は増加し得るが、その反面、各ボードを小型化することが可能となる。このため、上記態様によると、従来に比べて、ボード群を脚式歩行ロボットの所望の位置に配置しやすくすることができる。
また、上記態様によると、副処理部とインターフェース部が１つのボードに設けられているので、従来の構成に比べて、脚式歩行ロボット内へのケーブルの収容や脚式歩行ロボットのメンテナンスも容易化できる。

前記複数のデバイス部は、電圧調整が必要なデバイス群を有するデバイス部と、電圧調整が不要なデバイス群を有するデバイス部に区分されていることが好ましい。
上記態様によると、ボード群の構成を簡素化しやすい。

前記複数のデバイス部は、所定値以上の電圧を使用するデバイス群を有するデバイス部と、前記所定値よりも小さい電圧を使用するデバイス群を有するデバイス部に区分されていることが好ましい。
上記態様によると、ボード群の構成を簡素化しやすい。

前記ボード群が重ねられた状態で配置されていることが好ましい。
上記態様によると、ボード群の全体としてのサイズを小型化できる。

前記ボード群は、シリアル通信用ケーブルを介して前記主処理部に直接に接続されたボードと、シリアル通信用ケーブル及び他のボードを介して前記主処理部に接続された複数のボードを有することが好ましい。
上記態様によると、主処理部と副処理部を結ぶ通信線をバス化することができ、少ない本数のケーブルで接続することができる。

前記ボード群は、ボード同士がケーブルを介さずにコネクタによって接続されて各ボードと主処理部の間の通信が可能とされた複数のボードを有することが好ましい。
上記態様によると、ボード群の接続構成を簡素化できる。

本発明によると、ボード群を所望の位置に配置しやすくすることができる。このため、脚式歩行ロボットの体幹位置や重心位置等を所望の位置とすることの困難性を緩和できる。従って、脚式歩行ロボットを理想的な姿勢でバランス良く歩行させることの困難性を緩和できる。
このように、本発明によると、脚式歩行ロボットの性能を向上させることができる。

まず、後述する本発明の実施例から把握される技術的思想の一部を列挙する。
（形態１） １つのボードに設けられた副処理部とインターフェース部はケーブルを介さずに一体化されている。
これによると、副処理部とインターフェース部の接続構成が非常に簡単化される。
（形態２） 前記複数のデバイス部は、アクチュエータを含むデバイス部と、センサ及び／又はスイッチを含むデバイス部と、音響装置を含むデバイス部に区分されている。
（形態３） 重ねられた前記ボード群はそれぞれ、デバイス部と接続するためのコネクタを有し、これらのコネクタは、重ねられたボード群の同じ側の側面に設けられている。
これによると、デバイスの接続作業を容易化できるとともに、接続後の構成も簡単化しやすい。

（第１実施例） 次に、本発明の第１実施例について説明する。図１に示すように、第１実施例に係るロボット１０は２脚歩行型である。このロボット１０は、右脚３２、左脚２０、胴体１９、右腕７０、左腕６０、頭部８０と、収容部８１を備えている。収容部８１は、後述するデバイス処理装置１０２（図３参照）を収容するための部位である。収容部８１は、ロボット１０の胴体１９の背中側に装着されている。
図２は、ロボット１０の各関節の機械的接続状態を示す。図２では、説明の便宜上、ｘ、ｙ、ｚの３軸からなる座標系を設定している。ｘ軸（ロール軸）は、ロボット１０の前後方向に延びている。ｙ軸（ピッチ軸）は、ロボット１０の左右方向に延びている。ｚ軸（ヨー軸）は、ロボット１０の上下方向に延びている。
なお、以下では、図示および説明の明瞭化を目的として、関節と、その関節の関節角を変化させるモータに同一の参照番号を付している。例えば、左膝関節２４と記載することもあるし、その関節の関節角を変化させるモータに参照番号２４を付すこともある。

左脚２０は、左上腿２２、左膝関節２４、左下腿２６、左足首関節２８、左６軸力センサ２９、左足先３０を備えている。左膝関節２４は、ｙ軸回りの関節角が可変である。左足首関節２８は、ｙ軸回りの関節角と、ｘ軸回りの関節角が可変である。
左６軸力センサ２９は、左足首関節２８と左足先３０との間に介装されており、それらとの間に作用する６軸力を検出する。具体的には、ｘ軸方向の力と、ｙ軸方向の力と、ｚ軸方向の力と、ｘ軸回りのモーメントと、ｙ軸回りのモーメントと、ｚ軸回りのモーメントを検出する。
右脚３２は、右上腿３３、右膝関節３４、右下腿３５、右足首関節３６、右６軸力センサ３８、右足先３９を備えている。右膝関節３４は、ｙ軸回りの関節角が可変である。右足首関節３６は、ｙ軸回りの関節角と、ｘ軸回りの関節角が可変である。右６軸力センサ３８は、右足首関節３６と右足先３９との間に作用する６軸力を検出する。

左脚２０は、左股関節４２によって腰４０と接続されている。左股関節４２は、ｚ軸回りの関節角を変化させるモータ４３と、ｙ軸回りの関節角を変化させるモータ４４と、ｘ軸回りの関節角を変化させるモータ４６を備えている。
右脚３２は、右股関節５０によって腰４０と接続されている。右股関節５０は、ｚ軸回りの関節角を変化させるモータ５２と、ｙ軸回りの関節角を変化させるモータ５３と、ｘ軸回りの関節角を変化させるモータ５４を備えている。

左腕６０は、左上腕６１、左肘関節６２、左前腕６３、左掌６４を備えている。左肘関節６２は、ｙ軸回りの関節角が可変である。右腕７０は、右上腕７１、右肘関節７２、右前腕７３、右掌７４を備えている。右肘関節７２は、ｙ軸回りの関節角が可変である。
左腕６０は、左肩関節６６によって肩５９と接続されている。左肩関節６６は、ｘ軸回りとｙ軸回りの関節角が可変である。右腕７０は、右肩関節７６によって肩５９と接続されている。右肩関節７６は、ｘ軸回りとｙ軸回りの関節角が可変である
頭部８０は、首関節８２を介して肩５９と接続されている。首関節８２は、ｙ軸回りの関節角を変化させるモータ８４と、ｚ軸回りの関節角を変化させるモータ８３を備えている。

図３は、本発明の第１実施例に係るデバイス処理装置１０２と、これによって処理が行われるデバイス群のブロック図を示す。上記したデバイスとは、本実施例では、モータ１２２群、ＬＥＤ１３８群、スイッチ１４８群、センサ１５６群、無線機１６２、ソレノイド１８４群、ポンプ１９２、スピーカ２１６、ライン入力部２２２である。本実施例では、１つのモータ１２２によって１つのデバイス部が構成されている。ＬＥＤ１３８群と、スイッチ１４８群と、センサ１５６群と、無線機１６２によって１つのデバイス部が構成されている。ソレノイド１８４群と、ポンプ１９２によって１つのデバイス部が構成されている。スピーカ２１６と、ライン入力部２２２によって１つのデバイス部が構成されている。このように、デバイス群は複数のデバイス部に分けられている。

デバイス処理装置１０２は、主処理部１０６と、ボード部１０４を有する。主処理部（この例ではＣＰＵ）１０６は、複数のデバイス部に関する処理を統括して行う。主処理部１０６は、各種の情報（指令信号等を含む）をボード部１０４に送る。また、主処理部１０６は、各種の情報をボード部１０４から受ける。ボード部１０４は、複数のモータ用小型ボード１０８（１０８ａを含む）と、第１小型ボード１３２と、第２小型ボード１７０と、第３小型ボード２００を有する。

各モータ用小型ボード１０８は、モータ用副処理部（モータ用コントローラ１１６によって構成される）を有する。モータ用副処理部は、対応するデバイス部（１つのモータ１２２によって構成される）に関する処理を行う。また、各モータ用小型ボード１０８は、入出力インターフェース部（以下では「入出力」を略して「インターフェース部」という）１１４を有する。インターフェース部１１４は、上記モータ用副処理部１１６と主処理部１０６の間の通信を仲介する。
インターフェース部１１４とモータ用コントローラ１１６は１枚のボード上に一体的に形成されている。両者１１４、１１６の間はボード１０８内で電気的に接続され、通信可能な状態となっている。両者１１４、１１６の間には、ケーブルが介在していない。各インターフェース部１１４には、電源部１１０からの電源電圧を入力可能となっている。電源部１１０からの電源電圧は、後述する第１小型ボード１３２等の電源部１４０の電源電圧よりも高く設定されている。各モータ用コントローラ１１６は、モータ１２２の駆動回路１１８を有する。駆動回路１１８は、電源部１４０からの電源電圧をモータ駆動用の電圧に変換する役割も持つ。各モータ用コントローラ１１６には、コネクタ１２０が設けられている。各コネクタ１２０には、モータ１２２が接続されている。各モータ１２２は、ロボット１０の各関節角を変化させるものであり、図２を参照して説明したモータ（例えば符号２４、２８等）に対応するものである。但し、図３では、これらのモータをまとめて符号１２２で表している。各モータ１２２には、エンコーダが内蔵されている。エンコーダは、各関節のモータ１２２の回転角度（関節角度）を検出する。モータ用コントローラ１１６は、エンコーダから出力されるモータ１２２の回転速度に関する信号を処理して主処理部１０６に送る処理も行う。モータ用コントローラ１１６はさらに、モータ１２２が出力する各種状態信号を処理して主処理部１０６に送る処理も行う。

モータ用小型ボード１０８の１つ（図３の左上のボード１０８ａ）には、コネクタ１１２が設けられている。そのコネクタ１２２には、シリアル通信用ケーブル１０７を介して主処理部１０６が接続されている。これにより、主処理部１０６とモータ用小型ボード１０８ａの間で各種情報をパケット通信する。シリアル通信用ケーブル１０７を介してパケット通信を行うことにより、主処理部１０６とモータ用小型ボード１０８ａの間の接続構成が簡素化されている。各モータ用小型ボード１０８には、コネクタ１２４が設けられている。隣合うモータ用小型ボード１０８のコネクタ１２４同士は、シリアル通信用ケーブル１２１を介して接続されている。このように、モータ用小型ボード１０８群は、シリアル通信用ケーブル１２１を介して直列に接続されている。これにより、各モータ用小型ボード１０８と主処理部１０６の間でシリアル通信が可能とされている。
また、モータ用小型ボード１０８ａのうち、主処理部１０６を接続するコネクタ１１２を配置する部分を窪ませている。これにより、モータ１２２を接続するコネクタ１２０よりも大きいコネクタ１１２だけが大きく突出することを防いでいる。
モータ用小型ボード１０８は、電源部１１０からの電源電圧の変換が必要なデバイス（モータ１２２）に関する処理を行うものである。

主処理部１０６は必要に応じて、モータ用小型ボード１０８のインターフェース部１１４を介してモータ用コントローラ１１６に動作指令信号を出力する。モータ用コントローラ１１６は、その動作指令信号が入力されると、モータ駆動回路１１８によって、電源部１１０からの電源電圧をモータ駆動用の電圧に変換するとともに、その変換電圧によってモータ１２２を所定角度回転させる。

第１小型ボード１３２は、第１副処理部（ＬＥＤ用処理部１３４と、スイッチ用処理部１４４と、センサ用処理部１５０と、無線機用処理部１５８によって構成される）を有する。この第１副処理部は、第１デバイス部（ＬＥＤ１３８群と、スイッチ１４８群と、センサ１５６群と、無線機１６２によって構成される）に関する処理を行う。また、第１小型ボード１３２は、インターフェース部１４２を有する。インターフェース部１４２は、上記第１副処理部１３４、１４４、１５０、１５８と主処理部１０６の間の通信を仲介する。
インターフェース部１４２とＬＥＤ用処理部１３４は１枚のボード上に一体的に形成されている。両者１４２、１３４の間はボード１３２内で電気的に接続され、通信可能な状態となっている。両者１４２、１３４の間には、ケーブルが介在していない。インターフェース部１４２とスイッチ用処理部１４４、及びインターフェース部１４２とセンサ用処理部１５０についても同様である。
インターフェース部１４２には、電源部１４０からの電源電圧を入力可能となっている。インターフェース部１４２には、コネクタ１４４が設けられている。そのコネクタ１４４には、主処理部１０６がシリアル通信用ケーブル１３１を介して接続されている。これにより、主処理部１０６と第１小型ボード１３２の間で各種情報をパケット通信する。また、インターフェース部１４２には、第２小型ボード１７０との接続用のコネクタ１４３が設けられている。

ＬＥＤ用処理部１３４には、コネクタ１３６群が設けられている。各コネクタ１３６には、ＬＥＤ１３８が接続されている。ＬＥＤ１３８群は、ロボットの各部に設けられている。ＬＥＤ１３８群はロボットから出力される情報を外部に伝達するため等に使用される。また、ＬＥＤ１３８群は装飾的な役割でも使用される。
スイッチ用処理部１４４には、コネクタ１４６群が設けられている。各コネクタ１４６には、スイッチ１４８が接続されている。スイッチ１４８群は、ロボットに使用される各種デバイスのオン／オフを行うため等に使用される。
センサ用処理部１５０は、センサ出力の増幅回路１５２を有する。センサ用処理部１５０には、コネクタ１５４群が設けられている。各コネクタ１５４には、センサ１５６が接続されている。センサ１５６は、図２を参照して説明した力センサ２９、３８の他、ロボットの姿勢変化を検出するジャイロや、外部の状態を撮影するＣＣＤカメラ等が含まれる。但し、図３では、これらのセンサをまとめて符号１５６で表している。
無線機用処理部１５８は、無線信号の受信機（アンテナ１６０を含む）を有する。無線機用処理部１５８は、無線機１６２からの無線信号を受信し、必要な信号処理を行う。無線機１６２は、オペレータがロボットの動作を指示する等の役割で使用される。
第１小型ボード１３２は、電源部１４０からの電源電圧の変換が不要なデバイス群（ＬＥＤ１３８、スイッチ１４８、センサ１５６、無線機１６２）に関する処理を行うものである。
また、第１小型ボード１３２は、モータ用小型ボード１０８ａと同様に、主処理部１０６が接続されるコネクタ１４４を配置する部分が窪んでいる。

主処理部１０６は必要に応じて、第１小型ボード１３２のインターフェース部１４２を介してＬＥＤ処理部１３４に表示指令信号を出力する。ＬＥＤ処理部１３４は、表示指令信号が入力されると、表示が要求されたＬＥＤ１３８を点灯させる。
主処理部１０６は必要に応じて、第１小型ボード１３２のインターフェース部１４２を介して、スイッチ用処理部１４４にオン又はオフ指令信号を出力する。スイッチ用処理部１４４は、オン又はオフ指令信号が入力されると、オン又はオフが指令されたスイッチ１４８をオン又はオフする。
センサ１５６が所定の物理量等を検出し、センサ信号を出力すると、そのセンサ信号はセンサ用処理部１５０に入力される。センサ用処理部１５０では、増幅回路１５２でセンサ信号を増幅し、さらにセンサ信号の前処理（例えば波形整形）を行う。このようにセンサ用処理部１５０で処理されたセンサ信号は、インターフェース部１４２を介して主処理部１０６へ入力される。主処理部１０６は、入力されたセンサ信号に基づいて新たな処理を行う。

第２小型ボード１７０は、第２副処理部（ソレノイド用コントローラ１７８と、ポンプ用コントローラ１８６によって構成される）を有する。この第２副処理部は、第２デバイス部（ソレノイド１８４群と、ポンプ１９２によって構成される）に関する処理を行う。第２小型ボード１７０は、インターフェース部１７４を有する。インターフェース部１７４は、上記第２副処理部１７８、１８６と主処理部１０６の間の通信を仲介する。
インターフェース部１７４とソレノイド用コントローラ１７８は１枚のボード上に一体的に形成されている。両者１７４、１７８の間はボード１７０内で電気的に接続され、通信可能な状態となっている。両者１７４、１７８の間には、ケーブルが介在していない。インターフェース部１７４とポンプ用コントローラ１８６についても同様である。
インターフェース部１７４には、コネクタ１７６ａが設けられている。そのコネクタ１７６ａと、第１小型ボード１３２に設けられたコネクタ１４３は、シリアル通信用ケーブル１６４を介して接続されている。これにより、第２小型ボード１７０は、第１小型ボード１３２を介して主処理部１０６とのシリアル通信が可能となっている。また、インターフェース部１７４には、第３小型ボード２００との接続用のコネクタ１７６ｂが設けられている。インターフェース部１７４には、電源部１４０からの電源電圧を入力可能となっている。

ソレノイド用コントローラ１７８は、駆動回路１８０を有する。駆動回路１８０は、電源部１４０からの電源電圧をソレノイド駆動用の電圧に変換する役割も持つ。ソレノイド用コントローラ１７８には、ソレノイド１８４との接続用のコネクタ１８２群が設けられている。各コネクタ１８２には、ソレノイド１８４が接続されている。ソレノイド１８４は、ロボットの可動部分のうち、モータ１２２では不適切な部分、あるいはモータ１２２を使用する必要のない部分等のアクチュエータとして用いられる。
ポンプ用コントローラ１８６は、駆動回路１８８を有する。駆動回路１８８は、電源部１４０からの電源電圧をポンプ駆動用の特殊な電圧に変換する役割も持つ。ポンプ用コントローラ１８６には、コネクタ１９０が設けられている。コネクタ１９０には、ポンプ１９２が接続されている。ポンプ１９２は、ロボットで管楽器を吹奏するための加圧エアを作るため等に使用される。
第２小型ボード１７０は、電源部１４０からの電源電圧の変換が必要なデバイス群（ソレノイド１８４、ポンプ１９２）に関する処理を行うものである。

主処理部１０６は必要に応じて、第２小型ボード１７０のインターフェース部１７４を介してソレノイド用コントローラ１７８に動作指令信号を出力する。ソレノイド用コントローラ１７８は、その動作指令信号が入力されると、駆動回路１８０によって、電源部１４０からの電源電圧をソレノイド駆動用の電圧に変換するとともに、その変換電圧によってソレノイド１８４を駆動する。
主処理部１０６は必要に応じて、第２小型ボード１７０のインターフェース部１７４を介してポンプ用コントローラ１８６に動作指令信号を出力する。ポンプ用コントローラ１８６は、その動作指令信号が入力されると、駆動回路１８８によって、電源部１４０からの電源電圧をポンプ駆動用の特殊な電圧に変換するとともに、その特殊な電圧によってポンプ１９２を駆動する。

第３小型ボード２００は、第３副処理部（音響用コントローラ２０８と、ライン入力処理部２１８によって構成される）を有する。この第３副処理部は、第３デバイス部（スピーカ２１６と、ライン入力部２２２によって構成される）に関する処理を行う。第３小型ボード２００は、インターフェース部２０４を有する。インターフェース部２０４は、上記第３副処理部２０８、２１８と主処理部１０６の間の通信を仲介する。
インターフェース部２０４と音響用コントローラ２０８は１枚のボード上に一体的に形成されている。両者２０４、２０８の間はボード２００内で電気的に接続され、通信可能な状態となっている。両者２０４、２０８の間には、ケーブルが介在していない。インターフェース部２０４とライン入力部２２２についても同様である。
インターフェース部２０４は、コネクタ２０６が設けられている。そのコネクタ２０６と、第２小型ボード１３２に設けられたコネクタ１７６ｂは、シリアル通信用ケーブル１９４を介して接続されている。これにより、第３小型ボード２００は、第１小型ボード１３２と第２小型ボード１７０を介して主処理部１０６とのシリアル通信が可能となっている。インターフェース部２０４には、電源部１４０からの電源電圧を入力可能となっている。
音響用コントローラ２０８は、音源部２１２と、増幅回路２１４を有する。音響用コントローラ２０８には、コネクタ２１０が設けられている。そのコネクタ２１０には、スピーカ２１６が接続されている。
ライン入力処理部２１８には、コネクタ２２０が設けられている。そのコネクタ２２０には、ライン入力部２２２が接続されている。

主処理部１０６は必要に応じて、第３小型ボード２００のインターフェース部２０４を介して音響用コントローラ２０８に音声発生指令信号を出力する。音響用コントローラ２０８は、その音声発生指令信号が入力されると、音源部２１２から音声信号を発生させる。また、その音声信号を増幅回路２１４で増幅させる。さらに、増幅された音声信号をスピーカ２１６から出力させる。
ライン入力部２２２から音声信号が入力された場合、その音声信号はライン入力処理部２１８で必要な処理（例えば帯域制限処理等）が行われる。ライン入力処理部２１８は、処理後の信号を音響用コントローラ２０８に送る。音響用コントローラ２０８は、その音声信号を増幅回路２１４で増幅させてスピーカ２１６から出力させる。

モータ用小型ボード１０８で処理を行うデバイス（モータ１２２）で使用される電圧は、第１小型ボード１３２、第２小型ボード１７０、第３小型ボード２００で処理を行うデバイス群で使用される電圧よりも大きい。
また、第２小型ボード１７０で処理を行うデバイス群（ソレノイド１８４、ポンプ１９０）で使用される電圧は、第１小型ボード１３２で処理を行うデバイス群（ＬＥＤ１３８、スイッチ１４８、センサ１５６、無線機１６２）で使用される電圧よりも大きい。

以上のように、本実施例では、ボード１０８、１３２、１７０、２００が小型化されているので、従来の構成に比べて、ボードの数が多くなっても、結果としてはボード部（ボード群）１０４の配置形態のバリエーションを増加させることができる。
即ち、ボードの数が少なくても、個々のボードが大きければ、ボード群の配置形態は限られてしまう。これに対し、ボード群の数がいくらか多くなっても、個々のボードが小さければ、ボード群の配置形態のバリエーションは増加することになる。この結果、従来の構成に比べて、脚式歩行ロボットの所望の位置にボード部１０４を配置しやすい。

また、従来の構成では、先に述べたように、複数のデバイス部のインターフェース部を１つのボードに設け、複数のデバイス部の副処理部を１つのボードに設けていた。インターフェース部と副処理部の間には一般に、多くの配線を設ける必要があるため、インターフェース部と副処理部を別個のボードに設けると、これらのボード間に多数の配線が介在し、これらのボード間の接続構成が複雑化していた。
これに対し、本実施例では、上記したように、インターフェース部と副処理部を同じボードに設けている。また、１つのボードに設けられたインターフェース部と副処理部はケーブルを介さずに一体化されている。例えば、インターフェース部１１４と副処理部（モータ用コントローラ）１１６は同じボード１０８に設けられ、ケーブルを介さずに一体化されている。このため、インターフェース部と副処理部の接続構成が非常に簡素化されている。
また、ボード群が、シリアル通信用ケーブルを介して直列に接続されている。例えば、モータ用小型ボード１０８群は、シリアル通信用ケーブル１２１を介して直列に接続されている。このため、ボード同士の接続構成も簡素化されている。
このように、本実施例のデバイス処理装置１０２は、接続構成が簡素化されている（配線数が少ない）。

（第２実施例） 図４は、本発明の第２実施例に係るデバイス処理装置のボード部１０４の概略分解斜視図を示す。第２実施例のデバイス処理装置の構成と機能は、第１実施例と共通する部分が多いため、以下では、第１実施例と異なる点を中心に説明する。
ボード部１０４の各ボード１０８、１３２、１７０、２００の基本的な構成は、第１実施例と同様である。但し、第２実施例では、各ボード１０８、１３２、１７０、２００は、図４に示すように、積み重ねられて、積層された状態で配置されている。そして、第１実施例と異なり、上下のボードは、ケーブルを介さずに、コネクタによって接続されている。具体的には、下側のモータ用小型ボード１０８には、ボード面に対して垂直方向（上向き）に突出するコネクタ１２５が設けられている。上側のモータ用小型ボード１０８には、窪み状の端子部１２７が設けられている。下側のコネクタ１２５を上側の窪み状の端子部１２７に嵌め込むことで、上下のモータ用小型ボード１０８が電気的に接続され、通信が可能な状態となる。
同様に、第２小型ボード１７０には、ボード面に対して垂直方向（上向き）に突出するコネクタ１７９が設けられている。第１小型ボード１３２には、窪み状の端子部１７７が設けられている。下側のコネクタ１７９を上側の窪み状の端子部１７７に嵌め込むことで、第１小型ボード１３２と第２小型ボード１７０が電気的に接続され、通信が可能な状態となる。
第３小型ボード２００には、ボード面に対して垂直方向（上向き）に突出するコネクタ２０９が設けられている。第２小型ボード１７０には、窪み状の端子部２０７が設けられている。下側のコネクタ２０９を上側の窪み状の端子部２０７に嵌め込むことで、第２小型ボード１７０と第３小型ボード２００が電気的に接続され、通信が可能な状態となる。

各ボード１０８、１３２、１７０、２００とデバイスを接続するためのコネクタ１１２、１２０、１３６、１４６、１５４、１８２、１９０、２１０、２２０は、全てのボードの同じ側の側面に設けられている。また、これらのコネクタは、同じ方向を向いている。これにより、デバイス群の接続が行いやすく、また、デバイスとボードの間に介在するケーブルの整理もしやすい。なお、コネクタ１３８、１４８、１５６、１８４については、実際は複数存在するが（図３参照）、図４では図示の明瞭化のため、１つだけ示している。
図４に示すように、各ボード１０８、１３２、１７０、２００の裏面の４隅には、短い脚部２３０が設けられている。この結果、ボード群１０８、１３２、１７０、２００が重ねられていても、重ねられたボードとボードの間には若干の隙間が形成される。これにより、ボード１０８、１３２、１７０、２００で発生した熱が逃げやすくなっている。また、ボードに大きな外力が加わることを回避している。

本実施例では、図４に示すように、各ボード１０８、１３２、１７０、２００が積み重ねられて、積層された状態で配置されている。これにより、ボード部１０４のサイズをコンパクト化できる。この結果、脚式歩行ロボット内に小さなスペースしか空いていない場合でも、そのスペースにボード部１０４を配置することができる。このように、本実施例によると、ボード部（ボード群）１０４を所望の位置に配置しやすくすることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば上記実施例では、モータ用小型ボード１０８の副処理部が、駆動回路１１８を有するモータ用コントローラ１１６によって構成されているが、その副処理部は駆動回路１１８のみによって構成してもよい。他の副処理部についても同様である。例えば、第２小型ボード１７０の副処理部は、駆動回路１８０、１８８のみによって構成してもよい。要するに、副処理部は、デバイスに関する何らかの処理を行うものであればよい。
また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独で又は各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

本発明は、脚式歩行ロボットの分野において有益に利用されることが期待できる。

本発明の第１実施例に係る脚式歩行ロボットの斜視図を示す。 本発明の第１実施例に係る脚式歩行ロボットの関節の機械的接続状態を示す。 本発明の第１実施例に係るデバイス処理装置と、これによって処理が行われるデバイス群のブロック図を示す。 本発明の第２実施例に係るデバイス処理装置のボード部の概略分解斜視図を示す。

符号の説明

１０２・・デバイス処理装置
１０４・・ボード部
１０８・・モータ用小型ボード
１３２・・第１小型ボード
１７０・・第２小型ボード
２００・・第３小型ボード

Claims (6)

1. １つ以上のデバイスを各々が有する複数のデバイス部と、
   複数のデバイス部に関する処理を行う主処理部と、
   デバイス部毎に設けられ、対応するデバイス部に関する処理を行う副処理部と、
   デバイス部毎に設けられ、対応するデバイス部の副処理部と主処理部の間の通信を仲介するインターフェース部を備え、
   各デバイス部に１つのボードが対応付けられており、
   各デバイス部の副処理部とインターフェース部は、そのデバイス部に対応する前記１つのボードに設けられていることを特徴とする脚式歩行ロボット。
2. 前記複数のデバイス部は、電圧調整が必要なデバイス群を有するデバイス部と、電圧調整が不要なデバイス群を有するデバイス部に区分されていることを特徴とする請求項１に記載の脚式歩行ロボット。
3. 前記複数のデバイス部は、所定値以上の電圧を使用するデバイス群を有するデバイス部と、前記所定値よりも小さい電圧を使用するデバイス群を有するデバイス部に区分されていることを特徴とする請求項１に記載の脚式歩行ロボット。
4. 前記ボード群が重ねられた状態で配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脚式歩行ロボット。
5. 前記ボード群は、シリアル通信用ケーブルを介して前記主処理部に直接に接続されたボードと、シリアル通信用ケーブル及び他のボードを介して前記主処理部に接続された複数のボードを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の脚式歩行ロボット。
6. 前記ボード群は、ボード同士がケーブルを介さずにコネクタによって接続されて各ボードと主処理部の間の通信が可能とされた複数のボードを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の脚式歩行ロボット。
   

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