JP2007151882A - Foot part structure of legged mobile robot - Google Patents

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Satoshi Nishino
智 西納
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure sufficient stability in a single-leg supporting state by retaining a favorable grounding state between the sole of the foot part and a ground plane in a walking operation and smoothly perform the walking operation of this type of legged robot. <P>SOLUTION: This foot part structure is so constituted that a movable body capable of grasping the ground plane is provided in the sole of the foot part, when the foot sole grounds the ground plane in the walking operation, the movable body grasps the ground plane to retain the favorable grounding state between the foot sole and the ground plane. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の脚体を所定の順序で前方又は後方に踏み出すことにより接地面上を歩行することができる2足歩行ロボット等の足部分の構造に関する。   The present invention relates to a structure of a foot portion such as a biped robot that can walk on a ground surface by stepping a plurality of legs forward or backward in a predetermined order.

近年のロボットブームを背景として、2足歩行ロボット等の脚式歩行ロボットも種々のものが開発されるに至っている。一般に、この種の歩行ロボットにあっては、不安定となり易い単脚接地時における安定性が求められるが、かかる安定性を図るべく開発された従来の足部構造としては、例えば図20に示すようなものが存在する(特許文献1参照)。
特開2003−236779号公報(第2頁、図7)。
Various legged walking robots such as biped walking robots have been developed against the background of recent robot booms. In general, this type of walking robot is required to be stable when the single leg touches down, and a conventional foot structure developed to achieve such stability is shown in FIG. 20, for example. There exists such a thing (refer patent document 1).
JP2003-23679A (2nd page, FIG. 7).

この従来のものは、下面にゴム板を有する板状部材40を足部41の裏面42に出退自在に設けたものであり、足部41の裏面42が接地面と接地状態にある時は、板状部材40を裏面42から突出させて接地面との摩擦抵抗を増加せしめてスリップを防止し、単脚接地時における安定性を図ることにより、円滑な歩行動作を可能にせんとするものである。   In this conventional device, a plate-like member 40 having a rubber plate on the lower surface is provided on the back surface 42 of the foot portion 41 so as to be freely retractable. When the back surface 42 of the foot portion 41 is in contact with the ground surface, The plate-like member 40 protrudes from the back surface 42 to increase the frictional resistance with the grounding surface to prevent slipping and to ensure stability during single-leg grounding, thereby enabling smooth walking motion. It is.

しかしながら、上記従来の足部構造のような、単に板状部材40のゴム板と接地面とを接触させて摩擦抵抗を増加させるという手段は、単脚支持状態における安定性を確保する手段としては不十分であり、接地面の種類やその状況によっては安定した走行が行えずに、ロボットが転倒し易いという問題点があった。   However, the means for increasing the frictional resistance by simply bringing the rubber plate of the plate-like member 40 into contact with the grounding surface as in the conventional foot structure described above is a means for ensuring the stability in the single leg support state. Insufficient, depending on the type of ground contact surface and the situation, there is a problem that the robot cannot easily run and the robot easily falls.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、歩行動作時において足部の裏面と接地面との良好な接地状態を維持することにより、単脚支持状態における十分な安定性を確保し、もってこの種の脚式ロボットの歩行動作をよりスムースに行えるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and ensures sufficient stability in a single leg support state by maintaining a good ground contact state between the back surface of the foot and the ground contact surface during walking. Therefore, an object is to make the walking motion of this type of legged robot more smoothly.

請求項1に記載の脚式歩行ロボットの足部構造は、足部の裏面に接地面を掴持可能な可動体が設けられてなることを特徴とする。   The foot structure of the legged walking robot according to claim 1 is characterized in that a movable body capable of gripping the ground contact surface is provided on the back surface of the foot.

請求項1記載の脚式歩行ロボットの足部構造にあっては、歩行動作時において足部の裏面が接地面に接地した際には、可動体により接地面が掴持されることになる。一方、足部の裏面が接地面から離反する際には、可動体による接地面の掴持状態が解除される。   In the foot part structure of the legged walking robot according to the first aspect, when the back surface of the foot part contacts the grounding surface during the walking motion, the grounding surface is held by the movable body. On the other hand, when the back surface of the foot part separates from the grounding surface, the gripping state of the grounding surface by the movable body is released.

請求項2に記載の脚式歩行ロボットの足部構造は、請求項1記載の脚式歩行ロボットの足部構造において、前記可動体が、所定間隔を有して設けられた複数のローラからなり且つ該ローラは回転駆動可能に構成されてなることを特徴とする。   The foot structure of the legged walking robot according to claim 2 is the foot structure of the legged walking robot according to claim 1, wherein the movable body includes a plurality of rollers provided with a predetermined interval. The roller is configured to be rotationally driven.

請求項2記載の脚式歩行ロボットの足部構造にあっては、歩行動作時において足部の裏面が接地面に接地した際に、ローラを相対する方向に回転駆動させれば、該ローラにより前記接地面が掴持されることになる。また、足部の裏面が接地面から離反する際には、ローラの回転動作は停止して該ローラによる接地面の掴持状態が解除される。   In the foot part structure of the legged walking robot according to claim 2, when the roller is rotationally driven in the opposite direction when the back surface of the foot part contacts the grounding surface during walking motion, The grounding surface will be gripped. Further, when the back surface of the foot part moves away from the ground contact surface, the rotation operation of the roller is stopped and the gripping state of the ground contact surface by the roller is released.

請求項3に記載の脚式歩行ロボットの足部構造は、請求項1記載の脚式歩行ロボットの足部構造において、前記可動体が、所定間隔を有して複数設けられ且つ接離自在に駆動し得るように構成されてなることを特徴とする。   The leg structure of the legged walking robot according to claim 3 is the leg structure of the legged walking robot according to claim 1, wherein a plurality of the movable bodies are provided with a predetermined interval and can be freely contacted and separated. It is configured so that it can be driven.

請求項3記載の脚式歩行ロボットの足部構造にあっては、歩行動作時において足部の裏面が接地面に接地した際には、可動体が接近して該可動体により前記接地面が掴持されることになる。また、足部の裏面が接地面から離反する際には、可動体が相互に離間して該可動体による接地面の掴持状態が解除される。   In the foot part structure of the legged walking robot according to claim 3, when the back surface of the foot part comes in contact with the grounding surface during a walking motion, the movable body approaches and the grounding surface is moved by the movable body. Will be grabbed. Further, when the back surface of the foot part separates from the grounding surface, the movable bodies are separated from each other, and the gripping state of the grounding surface by the movable body is released.

請求項4に記載の脚式歩行ロボットの足部構造は、請求項1記載の脚式歩行ロボットの足部構造において、前記可動体が、足部の幅方向に所定間隔を有して設けられ且つ水平方向に回転駆動可能な一対の第一可動体と、該第一可動体と接離自在に駆動し得る第二可動体とからなることを特徴とする。   The foot structure of the legged walking robot according to claim 4 is the foot structure of the legged walking robot according to claim 1, wherein the movable body is provided with a predetermined interval in the width direction of the foot. Further, it is characterized by comprising a pair of first movable bodies that can be driven to rotate in the horizontal direction, and a second movable body that can be driven to and away from the first movable body.

請求項4記載の脚式歩行ロボットの足部構造にあっては、歩行動作時において足部の裏面が接地面に接地した際には、第一可動体が相対する内向きに回転駆動されると共に、該第二可動体が前記第一可動体の方向へと接近するように駆動されて、両可動体によって前記接地面が掴持されることになる。一方、足部の裏面側が接地面から離反する際には、第一可動体の回転動作が停止すると共に、第二可動体の第一可動体から離間して両可動体による接地面の掴持状態が解除される。   In the foot structure of the legged walking robot according to claim 4, when the back surface of the foot is in contact with the grounding surface during the walking motion, the first movable body is rotationally driven in an opposite direction. At the same time, the second movable body is driven so as to approach the first movable body, and the grounding surface is gripped by both movable bodies. On the other hand, when the back side of the foot part separates from the grounding surface, the rotation of the first movable body stops, and the second movable body is separated from the first movable body and the grounding surface is gripped by both movable bodies. The state is released.

請求項5に記載の脚式歩行ロボットの足部構造は、請求項1記載の脚式歩行ロボットの足部構造において、前記可動体が所定間隔を有して複数設けられ且つ該可動体の一端部が枢支されると共に、他端部が相互に接離自在となるべく構成されてなることを特徴とする。   The foot structure of the legged walking robot according to claim 5 is the foot structure of the legged walking robot according to claim 1, wherein a plurality of the movable bodies are provided with a predetermined interval and one end of the movable body. It is characterized in that the portion is pivotally supported and the other end portions are configured to be able to contact and separate from each other.

請求項5記載の脚式歩行ロボットの足部構造にあっては、歩行動作時において足部の裏面が接地面に接地した際には、各可動体の他端部が接近してこれら両可動体によって前記接地面が掴持されることになる。また、足部の裏面側が接地面から離反する際には、可動体が離間して両可動体による接地面の掴持状態が解除される。   In the foot part structure of the legged walking robot according to claim 5, when the back surface of the foot part comes in contact with the grounding surface during the walking operation, the other end parts of the movable bodies approach each other to move both of them. The grounding surface is gripped by the body. Further, when the back side of the foot part separates from the grounding surface, the movable body is separated and the state of gripping the grounding surface by both movable bodies is released.

請求項1に記載の脚式歩行ロボットの足部構造によれば、足部の裏面に、接地面を掴持可能な可動体が設けられてなるために、歩行動作時において足部の裏面が接地面に接地した際には、可動体により接地面が掴持されて、この両者の接地状態が強固且つ確実なものとなる結果、単脚支持状態における安定性が確保されて、一連の歩行動作の安定且つスムースに行うことができる。   According to the foot structure of the legged walking robot according to claim 1, since the movable body capable of gripping the ground contact surface is provided on the back surface of the foot portion, the back surface of the foot portion during the walking motion is provided. When touching the grounding surface, the grounding surface is gripped by the movable body, and the grounding state of both of them becomes strong and reliable. As a result, stability in a single leg support state is ensured, and a series of walking The operation can be performed stably and smoothly.

請求項2に記載の脚式歩行ロボットの足部構造によれば、可動体が、所定間隔を有して設けられた複数のローラからなり且つ該ローラは回転駆動可能に構成されてなるために、歩行動作時において足部の裏面が接地面に接地した際には、ローラを相対する方向に回転駆動させれば該ローラにより接地面が掴持されて、この両者の接地状態が強固且つ確実なものとなる。従って、単脚支持状態における安定性を確保することができ、一連の歩行動作が安定且つスムースに行うことができる。   According to the foot structure of the legged walking robot according to claim 2, the movable body is composed of a plurality of rollers provided with a predetermined interval, and the rollers are configured to be rotationally driven. When the back of the foot is in contact with the grounding surface during walking, the grounding surface is gripped by the roller if the roller is driven to rotate in the opposite direction, and the grounding state of both of them is strong and reliable. It will be something. Therefore, stability in a single leg support state can be ensured, and a series of walking motions can be performed stably and smoothly.

請求項3に記載の脚式歩行ロボットの足部構造によれば、可動体が所定間隔を有して複数設けられ且つ接離自在に駆動し得るように構成されてなるために、歩行動作時において足部の裏面が接地面に接地した際には、接近するように駆動した可動体により接地面が掴持されて、この両者の接地状態が強固且つ確実なものとなる結果、単脚支持状態における安定性を確保することが可能となり、一連の歩行動作が安定且つスムースに行うことができる。   According to the foot structure of the legged walking robot according to claim 3, the plurality of movable bodies are provided with a predetermined interval and are configured to be able to be driven in and out of contact with each other. When the back surface of the foot is in contact with the grounding surface, the grounding surface is gripped by the movable body that is driven to approach, and the grounding state of both of them becomes strong and reliable, thereby supporting the single leg. It is possible to ensure stability in a state, and a series of walking motions can be performed stably and smoothly.

請求項4に記載の脚式歩行ロボットの足部構造によれば、可動体が、足部の幅方向に所定間隔を有して設けられ且つ水平方向に回転駆動可能な一対の第一可動体と、該第一可動体と接離自在に駆動可能な第二可動体とからなるために、歩行動作時には第一可動体の回転動作と第二可動体の第一可動体側への接近動作によって接地面が各可動体により掴持されて、この両者の接地状態が強固且つ確実なものとなる。よって、単脚支持状態における安定性を確保することができ、一連の歩行動作が安定且つスムースに行うことができる。   According to the foot structure of the legged walking robot according to claim 4, the pair of first movable bodies are provided with a predetermined interval in the width direction of the foot section and can be rotationally driven in the horizontal direction. And a second movable body that can be driven to and away from the first movable body, so that during the walking operation, the first movable body is rotated and the second movable body is moved toward the first movable body. The grounding surface is gripped by each movable body, and the grounding state of both is strong and reliable. Therefore, stability in a single leg support state can be ensured, and a series of walking motions can be performed stably and smoothly.

請求項5に記載の脚式歩行ロボットの足部構造によれば、可動体の一端部が枢支されると共に、他端部が相互に接離自在となるべく駆動し得るように構成されてなるために、歩行動作時には、各可動体の他端部が接近してこれら両可動体によって前記接地面が掴持されることになり、この両者の接地状態が強固且つ確実なものとなる結果、単脚支持状態における安定性を確保することが可能となり、一連の歩行動作が安定且つスムースに行うことができる。   According to the foot structure of the legged walking robot according to claim 5, one end of the movable body is pivotally supported, and the other end is configured to be driven as much as possible so as to be able to contact and separate from each other. For this reason, at the time of walking motion, the other end of each movable body approaches and the grounding surface is gripped by both movable bodies, and the grounding state of both of them becomes strong and reliable. It is possible to ensure stability in a single leg support state, and a series of walking motions can be performed stably and smoothly.

また、本発明に係る脚式歩行ロボットの足部構造は、いずれも全体の構成が非常に簡易であるために、安価に且つ容易に製作できる。   In addition, the leg structure of the legged walking robot according to the present invention can be manufactured inexpensively and easily because the entire structure is very simple.

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1において、1は頭部2を有するロボット本体を示し、その上部側の両側部には腕体3を備えている。4はロボット本体1の下部側の両側部に設けた一対の脚体で、各脚体4は交互に前方又は後方に踏み出すことにより2足歩行が可能なように構成されており、その下端部には足部5を備えている。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a robot main body having a head 2, and arm bodies 3 are provided on both sides on the upper side. Reference numeral 4 denotes a pair of legs provided on both sides on the lower side of the robot body 1, and each leg 4 is configured to be able to walk on two legs by alternately stepping forward or backward, and its lower end. Has a foot 5.

次に、足部5の構造に係る一実施形態について具体的に説明する。図2乃至図5において、6は略箱状に形成した足部本体を示し、その上面は前記脚体4の下端に回動自在に設けられている。7は足裏面8の長手方向に所定間隔を有して設けた一対のローラからなる可動体で、足裏面8に形成した凹部9に回転自在に内装されている。かかる可動体7の下端部は足裏面8から下方へ若干突出するように配置されており、また可動体7の外周面にはゴム材やウレタン樹脂等(図示せず)が設けられている。   Next, an embodiment according to the structure of the foot 5 will be specifically described. 2 to 5, reference numeral 6 denotes a foot main body formed in a substantially box shape, and the upper surface thereof is rotatably provided at the lower end of the leg 4. Reference numeral 7 denotes a movable body composed of a pair of rollers provided at a predetermined interval in the longitudinal direction of the foot back surface 8 and is rotatably mounted in a recess 9 formed in the foot back surface 8. The lower end of the movable body 7 is disposed so as to slightly protrude downward from the foot back surface 8, and a rubber material, urethane resin, or the like (not shown) is provided on the outer peripheral surface of the movable body 7.

10は可動体7を回転駆動するための電動機で、前記各凹部9の上方位置に配されており、その駆動軸11に設けた歯車12及び歯車群13を介して可動体7を回転駆動し得るように構成してなる。   Reference numeral 10 denotes an electric motor for rotationally driving the movable body 7. The electric motor 10 is disposed above the recesses 9 and rotationally drives the movable body 7 via a gear 12 and a gear group 13 provided on the drive shaft 11. It is configured to obtain.

14は取付け部材15に挿着したスイッチ棒で、その下端側に固定したリング16と取付け部材15間にはバネ17が介装されて、その付勢力によりスイッチ棒14の下端部は足裏面8から突出しており、足部本体6が接地面18に接地した際には該接地面18によりスイッチ棒14は上向きに押圧されて上昇する。尚、スイッチ棒14の足裏面8からの突出量は前記可動体7の下端部の突出量よりも大きく設定している。   Reference numeral 14 denotes a switch rod inserted into the attachment member 15, and a spring 17 is interposed between the ring 16 fixed to the lower end side of the switch rod and the attachment member 15. When the foot main body 6 contacts the grounding surface 18, the switch rod 14 is pushed upward by the grounding surface 18 and rises. Note that the protrusion amount of the switch rod 14 from the bottom surface 8 is set larger than the protrusion amount of the lower end portion of the movable body 7.

19は前記取付け部材15に固定したスイッチで、そのレバー20の先端部はスイッチ棒14の上端部に係合しており、該スイッチ棒14が一定以上上昇した際にレバー20を介してスイッチ19はON状態となり、下降した際にOFF状態となる。21は前記電動機10に電源を供給すると共に、スイッチ19の状況に応じて電動機10の動きを制御する制御部である。本実施形態ではスイッチ19がON状態になると制御部21により電動機10が駆動されて、各可動体7が図2、図3及び図5に示す如く相対する方向(矢印A方向)に回転するように設定している。   Reference numeral 19 denotes a switch fixed to the mounting member 15. The tip of the lever 20 is engaged with the upper end of the switch rod 14. When the switch rod 14 is raised above a certain level, the switch 19 is connected via the lever 20. Is turned on and turned off when it is lowered. A control unit 21 supplies power to the electric motor 10 and controls the movement of the electric motor 10 according to the state of the switch 19. In the present embodiment, when the switch 19 is turned on, the motor 10 is driven by the control unit 21 so that the movable bodies 7 rotate in opposite directions (arrow A direction) as shown in FIGS. Is set.

本実施形態は以上のような構成からなるが、本実施形態に係るロボットは2足歩行であるため、その歩行動作は一方の足部5の足裏面8を接地面18に接地した状態で、他方の足部5の足裏面8が接地面18から離反するようにして脚体4を踏み出して行われることになる。   Although the present embodiment is configured as described above, since the robot according to the present embodiment is a biped walking, the walking motion is in a state where the foot bottom surface 8 of one foot 5 is grounded to the ground surface 18. This is performed by stepping on the leg 4 so that the foot back surface 8 of the other foot portion 5 is separated from the ground contact surface 18.

この歩行動作時において、図4のように一方の足部5が接地面18に接地すると、該接地面18によりバネ17の付勢力に抗してスイッチ棒14が上向きに押圧され、該スイッチ棒14によってスイッチ19のレバー20が回動してON状態となり、制御部21を介して各可動体7がそれぞれ矢印A方向に回転を開始する。この間に他方の足部5を有する方の脚体4は踏み出し動作が開始される。   At the time of this walking operation, when one foot 5 contacts the grounding surface 18 as shown in FIG. 4, the switch rod 14 is pressed upward against the biasing force of the spring 17 by the grounding surface 18, and the switch rod 14, the lever 20 of the switch 19 is turned to the ON state, and each movable body 7 starts to rotate in the arrow A direction via the control unit 21. During this time, the leg 4 having the other foot 5 starts to step out.

この場合、可動体7が接地面18に接触して単脚支持状態になるとその回転は停止するが、かかる回転力は接地面18に作用し続けるため、該接地面18は各可動体7により掴持されることになる。これにより足部5と接地面18との良好な接地状態が維持される結果、かかる単脚支持状態が安定化してスムースな歩行が可能となり、不用意に転倒することもなくなる。   In this case, when the movable body 7 comes into contact with the ground surface 18 and is in a single leg support state, the rotation stops. However, since this rotational force continues to act on the ground surface 18, the ground surface 18 is moved by each movable body 7. Will be grabbed. As a result, a good ground contact state between the foot 5 and the ground contact surface 18 is maintained. As a result, the single leg support state is stabilized, and smooth walking is possible, and there is no possibility of inadvertent falling.

一方、図5のように足部5が接地面18から離反すると、スイッチ棒14がバネ17の作用により足裏面8から突出してスイッチ19がOFF状態となって可動体7の回転は停止し、脚体4の踏み出し動作が安定して行われる。   On the other hand, when the foot 5 is separated from the ground surface 18 as shown in FIG. 5, the switch rod 14 protrudes from the foot back surface 8 by the action of the spring 17, the switch 19 is turned off, and the rotation of the movable body 7 is stopped. The stepping action of the leg 4 is performed stably.

尚、上記実施形態は可動体7たる一対のローラを相対方向に回転せしめて接地面18を掴持するように構成したが、本発明に係る接地面18の掴持手段はこれに限定されるものではなく、次に他の実施形態について説明する。この場合において、上記実施形態と同様の構成からなる部位については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。   In the above embodiment, the pair of rollers as the movable body 7 is rotated in the relative direction so as to grip the grounding surface 18. However, the gripping means for the grounding surface 18 according to the present invention is limited to this. Next, other embodiments will be described. In this case, parts having the same configuration as in the above embodiment are given the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図6乃至図9に示すように、足裏面8に設けた凹部9の幅方向に対向する内面に夫々長孔22が穿設され、該長孔22にはローラからなる可動体7の回転軸23がスライド自在に挿通されている。また、足部本体6の略中央には一対のソレノイド24が配され、その可動棒25には平面略コの字状の支持杆26が固定されており、該支持杆26の相対する側片27が前記可動体7の回転軸23を回転自在に保持している。   As shown in FIGS. 6 to 9, long holes 22 are formed in the inner surfaces of the recesses 9 provided on the foot bottom surface 8 and facing each other in the width direction, and the rotation shafts of the movable body 7 made of rollers are formed in the long holes 22, respectively. 23 is slidably inserted. In addition, a pair of solenoids 24 is arranged at substantially the center of the foot main body 6, and a substantially U-shaped support rod 26 is fixed to the movable rod 25, and the opposing side pieces of the support rod 26 are opposed to each other. 27 rotatably holds the rotating shaft 23 of the movable body 7.

この実施形態においては、図8のようにその歩行動作時に一方の足部5が接地面18に接地すると、上記実施形態と同様にしてスイッチ19がON状態となり各ソレノイド24の可動棒25により可動体7が相対する方向(矢印B方向)に移動して接近し、該可動体7によって接地面18が掴持されることになる。これによって、足部5と接地面18との良好な接地状態が維持されるために、単脚支持状態の安定化が図れてスムースな歩行が可能となり、不用意に転倒することもなくなる。   In this embodiment, as shown in FIG. 8, when one of the foot portions 5 comes into contact with the grounding surface 18 during the walking motion, the switch 19 is turned on in the same manner as in the above embodiment, and is movable by the movable rod 25 of each solenoid 24. The body 7 moves and approaches in the opposite direction (arrow B direction), and the grounding surface 18 is gripped by the movable body 7. As a result, a good ground contact state between the foot 5 and the ground contact surface 18 is maintained, so that the single leg support state can be stabilized and a smooth walk can be performed, and an accidental fall does not occur.

一方、図9のように足部5が接地面18から離反すると、スイッチ棒14がバネ17の作用により足裏面8から突出してスイッチ19がOFF状態となって各可動体7は相互に離間するように移動し、脚体4の踏み出し動作が安定して行われるのである。   On the other hand, when the foot 5 is separated from the grounding surface 18 as shown in FIG. 9, the switch rod 14 protrudes from the back surface 8 by the action of the spring 17, and the switch 19 is turned off to separate the movable bodies 7 from each other. Thus, the foot 4 is stepped on stably.

この場合において、可動体7はローラで構成する必要はなく、例えば図10及び図11のように直方体形状の板状体で可動体7を構成してもよい。各可動体7はソレノイド24の可動棒25に固定されており、該ソレノイド25により接離自在に駆動可能である。
そして、両可動体7の接近移動によって接地面が掴持されて上記実施形態の場合と同様に安定した単脚支持状態を維持することができる。尚、上記各実施形態における凹部9は省略可能である。
In this case, the movable body 7 does not need to be configured by a roller, and the movable body 7 may be configured by a rectangular parallelepiped plate-like body as shown in FIGS. 10 and 11, for example. Each movable body 7 is fixed to a movable rod 25 of a solenoid 24, and can be driven by the solenoid 25 so as to be able to contact and separate.
Then, the ground contact surface is gripped by the close movement of both movable bodies 7, and a stable single leg support state can be maintained as in the case of the above embodiment. In addition, the recessed part 9 in each said embodiment is omissible.

次に説明する他の実施形態は、図12乃至図15に示すように可動体7が足部5の足裏面8に長手方向に所定間隔を有して配設した第一可動体7aと、第二可動体7bとからなり、第一可動体7aは幅方向に一定間隔隔てて設けられる一対の円板で構成され、各第一可動体7aは電動機28により歯車群29を介して相対する方向(矢印C方向)に水平回転するように構成されている。また、円板状に形成された第二可動体7bは足裏面8に長手方向に形成した長孔30から突出しており、ソレノイド31の可動棒32に設けた板状のスライド部材33の下面に固定されている。尚、第一可動体7aと第二可動体7bの下面は略面一になるように設定している。   Another embodiment to be described next is a first movable body 7a in which the movable body 7 is disposed on the foot bottom surface 8 of the foot portion 5 with a predetermined interval in the longitudinal direction, as shown in FIGS. The first movable body 7a is composed of a pair of disks provided at regular intervals in the width direction, and each first movable body 7a is opposed to each other by a motor 28 via a gear group 29. It is configured to rotate horizontally in the direction (arrow C direction). Further, the second movable body 7 b formed in a disc shape protrudes from a long hole 30 formed in the longitudinal direction on the foot back surface 8, and is formed on the lower surface of the plate-shaped slide member 33 provided on the movable rod 32 of the solenoid 31. It is fixed. The lower surfaces of the first movable body 7a and the second movable body 7b are set to be substantially flush with each other.

当該実施形態にあっては、図14のようにその歩行動作時に一方の足部5が接地面18に接地すると、上記各実施形態と同様にしてスイッチ19がON状態となり、電動機28により歯車群29を介して第一可動体7aが相対する方向(矢印C方向)に水平回転すると共に、ソレノイド31の可動棒32によりスライド部材33を介して第二可動体7bが第一可動体7aに対して相対する方向(矢印D方向)に移動して接近し、両可動体7a、7bによって接地面18が掴持されることになる。これにより、足部5と接地面18との良好な接地状態が維持されることになり、単脚支持状態の安定化が図れてスムースな歩行が可能となる結果、不用意に転倒することもなくなるのである。   In the present embodiment, as shown in FIG. 14, when one foot 5 contacts the ground surface 18 during the walking motion, the switch 19 is turned on in the same manner as in the above embodiments, and the motor 28 drives the gear group. 29, the first movable body 7a rotates horizontally in the opposite direction (arrow C direction), and the second movable body 7b is moved relative to the first movable body 7a by the movable rod 32 of the solenoid 31 via the slide member 33. Then, they move and approach each other in the opposite direction (arrow D direction), and the ground contact surface 18 is gripped by both movable bodies 7a and 7b. As a result, a good ground contact state between the foot 5 and the ground contact surface 18 is maintained, and the single leg support state is stabilized and smooth walking is possible. It will disappear.

一方、図15のように足部5が接地面18から離反すると、スイッチ棒14がバネ17の作用により足裏面8から突出してスイッチ19がOFF状態となって第一可動体7aの回転が停止すると共に、第二可動体7bが第一可動体7aから離間するように移動し、脚体4の踏み出し動作が安定して行われることになる。   On the other hand, when the foot 5 is separated from the grounding surface 18 as shown in FIG. 15, the switch rod 14 protrudes from the foot back surface 8 by the action of the spring 17 and the switch 19 is turned off to stop the rotation of the first movable body 7a. At the same time, the second movable body 7b moves away from the first movable body 7a, and the stepping operation of the leg 4 is stably performed.

さらに、他の実施形態について説明すると、図16乃至図19において一対の板状可動体7が長手方向に所定間隔を有して設けられ、対角線状に位置するその一端部は足裏面8に枢支されている。また、可動体7の他端部上面には足裏面8に円弧状に形成した長孔34に挿通されるピン35が設けられ、該ピン35はソレノイド36の可動棒37に固定されて対角線状に位置する可動体7の他端部が相互に接離自在に駆動し得るように構成されている。   Further, another embodiment will be described. In FIGS. 16 to 19, a pair of plate-like movable bodies 7 are provided with a predetermined interval in the longitudinal direction, and one end portion located diagonally is pivoted on the foot bottom surface 8. It is supported. In addition, a pin 35 is provided on the upper surface of the other end of the movable body 7 so as to be inserted into a long hole 34 formed in an arc shape on the sole 8, and the pin 35 is fixed to a movable rod 37 of a solenoid 36 and is diagonal. The other end portion of the movable body 7 positioned at the position can be driven so as to be able to contact and separate from each other.

尚、一方の可動体7は回動させずに上述した一実施形態における第二可動体7bのように、他方の可動体7に対して相対する方向に接離自在に移動するように構成しても構わない。この場合、回動させる他方の可動体7の他端部が足部5の内側に位置するように設定するのが、安定性の面からは好ましい。   In addition, one movable body 7 is configured to move freely in a direction opposite to the other movable body 7 like the second movable body 7b in the above-described embodiment without rotating. It doesn't matter. In this case, it is preferable from the standpoint of stability that the other end of the other movable body 7 to be rotated is set to be located inside the foot 5.

そして、その歩行動作時に図18のように一方の足部5が接地面18に接地すると、上記各実施形態と同様にしてスイッチ19がON状態となり各ソレノイド36の可動棒37により対角線状に位置する可動体7の他端部が相対する方向(矢印E方向)に移動して接近し、該可動体7によって接地面18が掴持されることになる。これによって、足部5と接地面18との良好な接地状態が維持されるために、単脚支持状態の安定化が図れてスムースな歩行が可能となり、不用意に転倒することはなくなる。   When one of the foot portions 5 contacts the grounding surface 18 as shown in FIG. 18 during the walking motion, the switch 19 is turned on in the same manner as in each of the above embodiments, and is positioned diagonally by the movable rod 37 of each solenoid 36. The other end of the movable body 7 is moved in the opposite direction (arrow E direction) and approaches, and the grounding surface 18 is gripped by the movable body 7. As a result, a good ground contact state between the foot 5 and the ground contact surface 18 is maintained, so that the single leg support state can be stabilized and a smooth walk can be performed, and there is no possibility of inadvertent falling.

一方、図19のように足部5が接地面18から離反すると、スイッチ棒14がバネ17の作用により足裏面8から突出してスイッチ19がOFF状態となって各可動体7は離間するように回動して停止し、脚体4の踏み出し動作が安定して行われるのである。   On the other hand, when the foot 5 is separated from the grounding surface 18 as shown in FIG. 19, the switch rod 14 protrudes from the back surface 8 by the action of the spring 17 and the switch 19 is turned off so that the movable bodies 7 are separated. It turns and stops, and the stepping-on operation of the leg 4 is performed stably.

尚、本実施形態では対角線状に位置する各可動体7の他端部が回動するように構成しているが、本発明はこれに限定されず、相対する可動体7の一端部側を回動させてもよい。   In the present embodiment, the other end portion of each movable body 7 positioned diagonally is configured to rotate. However, the present invention is not limited to this, and one end portion side of the opposite movable body 7 is arranged. It may be rotated.

また、上記各実施形態では2足歩行するロボットについて説明したが、本発明に係る足部構造はその他複数本の脚足を有するロボットに対しても適用可能である。   In the above embodiments, a robot that walks with two legs has been described. However, the foot structure according to the present invention can also be applied to a robot having a plurality of leg legs.

さらに、可動体7を回転駆動したり接離自在の駆動する手段は上記各実施形態に限られるものではない。   Furthermore, the means for rotationally driving the movable body 7 or driving it so as to be able to contact and separate is not limited to the above embodiments.

また、足部5と接地面18との接地状態を検知する手段も上記実施形態の如きものに限定されない。   Further, the means for detecting the ground contact state between the foot 5 and the ground contact surface 18 is not limited to the above embodiment.

その他、足部5や可動体7等の具体的な形状等も本発明の意図する範囲内において任意に設計変更自在である。   In addition, the specific shapes and the like of the foot 5 and the movable body 7 can be arbitrarily changed within the intended scope of the present invention.

本発明に係る脚式歩行ロボットの一実施形態を示す側面図である。1 is a side view showing an embodiment of a legged walking robot according to the present invention. 本発明に係る脚式歩行ロボットの足部構造の一実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an embodiment of a foot structure of a legged walking robot according to the present invention. 同斜視図である。It is the same perspective view. 同断面図である。FIG. 同断面図である。FIG. 他の実施形態の脚式歩行ロボットの足部構造の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the leg part structure of the leg type walking robot of other embodiment. 同斜視図である。It is the same perspective view. 同断面図である。FIG. 同断面図である。FIG. 他の実施形態の脚式歩行ロボットの足部構造の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the leg part structure of the leg type walking robot of other embodiment. 同斜視図である。It is the same perspective view. 他の実施形態の脚式歩行ロボットの足部構造の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the leg part structure of the leg type walking robot of other embodiment. 同斜視図である。It is the same perspective view. 同断面図である。FIG. 同断面図である。FIG. 他の実施形態の脚式歩行ロボットの足部構造の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the leg part structure of the leg type walking robot of other embodiment. 同斜視図である。It is the same perspective view. 同断面図である。FIG. 同断面図である。FIG. 特許文献1の脚式歩行ロボットの足部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the foot | leg part structure of the leg type walking robot of patent document 1.

符号の説明Explanation of symbols

5 足部
7 可動体

5 feet 7 movable body

Claims (5)

足部の裏面に接地面を掴持可能な可動体が設けられてなることを特徴とする脚式歩行ロボットの足部構造。 A foot structure of a legged walking robot, wherein a movable body capable of gripping the ground contact surface is provided on the back surface of the foot portion. 前記可動体が、所定間隔を有して設けられた複数のローラからなり且つ該ローラは回転駆動可能に構成されてなる請求項1記載の脚式歩行ロボットの足部構造。 The leg structure of a legged walking robot according to claim 1, wherein the movable body includes a plurality of rollers provided at a predetermined interval, and the rollers are configured to be rotationally driven. 前記可動体が、所定間隔を有して複数設けられると共に、接離自在に駆動し得るように構成されてなる請求項1記載の脚式歩行ロボットの足部構造。 The leg structure of the legged walking robot according to claim 1, wherein a plurality of the movable bodies are provided with a predetermined interval, and are configured to be able to be driven and separated. 前記可動体が、足部の幅方向に所定間隔を有して設けられて水平方向に回転駆動可能な一対の第一可動体と、該第一可動体に対して接離自在に駆動し得る第二可動体とからなる請求項1記載の脚式歩行ロボットの足部構造。 The movable body is provided with a predetermined interval in the width direction of the foot, and can be driven so as to be movable toward and away from the first movable body and a pair of first movable bodies that can be rotationally driven in the horizontal direction. The leg structure of a legged walking robot according to claim 1, comprising a second movable body. 前記可動体が所定間隔を有して複数設けられ且つ該可動体の一端部が枢支されると共に、他端部が相互に接離自在となるべく駆動し得るように構成されてなる請求項1記載の脚式歩行ロボットの足部構造。


A plurality of the movable bodies are provided with a predetermined interval, and one end portion of the movable body is pivotally supported, and the other end portions can be driven as much as possible so as to be able to contact and separate from each other. Foot structure of the described legged walking robot.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015229230A (en) * 2014-06-06 2015-12-21 シャープ株式会社 robot
JP2017093801A (en) * 2015-11-24 2017-06-01 ピープル株式会社 Voice output toy

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