JP2008062306A

JP2008062306A - 脚型車輪型兼用移動装置

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Publication number: JP2008062306A
Application number: JP2006239489A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Okada; 徳次岡田
Original assignee: Niigata University NUC
Current assignee: Niigata University NUC
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2008-03-21
Anticipated expiration: 2026-09-04
Also published as: JP4590639B2

Abstract

【課題】脚型歩行又は車輪型転動のいずれの移動型式にも必要に応じて自在に切換えて移動を可能にする装置を提供する。
【解決手段】股関節軸３に同心な２つの円筒軸で２つの回転駆動力を伝達し、その１つで逆向きに伸びる２つの腕を回転させ、他の１つで両腕先の膝関節周りの脚６、６を揺動させ、また、股関節軸３を中心とする膝関節５、５の回転半径より大きな半径の円枠４を腕に固定してその外側を車輪とする。前記脚６を概略地面側に向けて立脚相を生成させる脚型用プログラムと、概略天井側に向けて遊脚相に待機させる車輪型用プログラムと、両者をスムーズにつなげるプログラムの３種を予め脚姿勢制御装置に記憶し、実行プログラムを切換えるだけで特別な機械要素を付加したり付け替えることなしにユーザが装置に乗車したまま脚型歩行（Ａ）、あるいは車輪型転動（Ｂ）のいずれの移動型式にも自在に切換えて兼用可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、段差や溝、凹凸などの跨ぎ越えや乗り上げに有効な脚型移動ロボットに対し特別な装置を付加せず、また、付け替えや調整をすることなしに車輪型としての機能をも可能にする移動装置に関する。

脚型移動ロボットは、脚の立脚相と遊脚相を繰り返しながら歩行するので前方に障害物があればこれを踏まないように歩幅を違えて進行できる。前後方向のみならず、方向転換のための操舵やその場旋回も困難ではない。しかし、車輪型ロボットに比べて移動速度が遅いという欠点がある。これは、脚の運動が往復型で連続回転型でないことに原因する本質的特徴と言える。

この欠点の解消のため連続した回転運動から脚の往復運動を作り出す装置がこれまでに開発されている（特許文献１、２参照）。これは、股関節の連続した回転のみで脚の歩進と上下動（蹴上げ）を同時に実現するものでアクチュエータ数の低減とロボット機構の簡素化に有効である。ピッチ、ヨー、ロールなどの振動をなくする前後、操舵、その場回転も実現する。しかし、歩行動作に終始するため移動速度が遅いことに変わりはない。

本発明は、膝と脚の駆動力が股関節に同軸な回転力であることを利用し、脚型としての移動を必要としない場合、車輪型としての高速移動を可能にする脚型車輪型兼用移動装置に関する。実際に、制御アルゴリズムの切換え１つで脚を常時遊脚として待機させ、膝関節の外側に配置する円枠を車輪として使う。

脚型、車輪型、のいずれかに限定した移動はこれまで多種多様な装置によって実現できている。いわゆる昆虫の運動や形を真似る装置の大半が脚型の移動である。これに対し、曲げや摺動、伸縮などの関節を使わず、単一軸の周りに円枠を回転させる装置の大半が車輪型の移動である。車社会に欠かせない自動車は車輪型移動の典型である。

車輪型を基本にしたバリアフリーな移動手段もある。例えば、非特許文献１は脚先に車輪を固定した装置を示す。非特許文献２には爪つき車輪、非特許文献３には複数の車輪に案内されるクローラ車輪、が報告されている。関節構造の脚先に小さな車輪を畳み込み自在に取付け、これを内側にあるいは外側に倒す違いにより脚型、車輪型を切換え可能にした移動装置（ローラウォーカ）もある（非特許文献４参照）。
特開2004-50966号公報特開2005-103725号公報広瀬茂男、他著「脚車輪型階段昇降車両Zero Carrierの開発」、日本ロボット学会誌、23巻3号、330-336頁、2005年田口幹、佐藤央隆著「足付き車輪による段差昇降機械の研究」、日本ロボット学会誌、15巻1号、118-123頁、1997年広瀬茂男、他著「対地適応型４クローラ走行車HELIOS-IIの開発」、日本ロボット学会誌、10巻2号、283-291頁、1992年広瀬茂男、他著「ローラウォーカ：新しい脚−車輪ハイブリッド移動体の提案」、日本機械学会誌（C編）、62巻599号、242-248頁、1996年

しかし、従来の装置では脚型を車輪型に、あるいは車輪型を脚型に兼用するのが困難で、路面を傷めることなく脚型本来の移動と車輪型本来の移動を機械要素などの付け替えなしに制御プログラムの切換え１つで自在に切換えられる移動装置は国の内外を調べてこれまで見当たらない。

バリアフリー用として威力を発揮する脚型移動ロボットは整地面においても高速に移動できないという欠点がある。また、高速移動用として威力を発揮する車輪型移動ロボットは、不整地面では脱輪や滑りを起こし易く立ち往生的事態に陥る欠点がある。このように、脚型と車輪型の移動には互いに相反する特徴があり、１つの装置で両者を実現し、しかも両者を簡単に切換えられる装置の開発は、整地された路面のみならず、段差、階段、窪み、溝、凹凸、などを有する不整地面の移動を確実にする効果がある。

装置を作業場に持ち込んで特別な機械要素を付加することなく、また、人手を借りて付け替えることもせず脚型と車輪型の移動を自在に切換え可能にするには、利用者が乗車したまま脚制御用のプログラムをスイッチ１つで換える程度の操作にすることに意味がある。これを叶えるには脚および車輪として使える装置の構造設計と制御の検討が不可欠で、本発明はこの課題に応える。

本発明は、機械要素の取付けや取替えなしに制御装置の実行プログラムを必要に応じて選択するだけで円枠を車輪として使い、車輪型、あるいは脚型への切換えを容易に実現可能にする脚型車輪型兼用移動装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、股関節軸周りに一定の半径で回転する膝関節と、この膝関節の外側に前記股関節軸と同心状に設けた円枠と、前記膝関節に回転可能に設けられ動力伝達手段により回転する脚と、この脚を遊脚状態に制御する制御手段とを備え、前記制御装置により前記円枠を車輪として使い、車輪型又は脚型への転用を可能にしたものである。

請求項１記載の構成によれば、動力伝達手段により脚を揺動的に回転して脚式歩行を行い、一方、制御装置により脚を遊脚状態に制御することにより、車輪を用いて走行することができる。

したがって、特別な機械要素を付加したり付け替えることなしにユーザが装置に乗車したまま脚型歩行、あるいは車輪型転動のいずれの移動型式にも自在に切換え可能となる。また、斜面や前方に障害物を有する場合の車輪型移動において、脚をより天井側に待機させることで脚と障害物との衝突を避け、車軸の回転力に応じた斜面の乗り越えや障害物への乗り上げが可能となる。

全国の斜面住宅地では、移動に困る高齢者や障害者が多く、安心して乗れる移動手段を必要としている。しかし、現実には簡単に利用できる手段がなく、その有効な対策を見出せず、通院や外出、さらには日常生活の買物さえ困難な状況にある。特に、斜面都市とまで言われる坂の多い長崎市では市民ボランティア組織の協力を得て斜行モノレールや斜行エレベータを設置して問題の解決に当っている。

しかし、これらは、公共的な軌道式の屋外移動手段であり、家周りや屋内の移動手段を提供していない。これに対し、本発明は屋内外を問わず、また、ロール、ピッチ、ヨーなどの振動を少なくして階段や石段の人工物環境を昇降し、また、不整地面上の障害物を跨ぎ越え、あるいは回避／迂回する移動手段を提供する。特に不整地において脚型移動に切換えて障害物に妨害されず、また、整地において車輪型移動に切換えて高速な移動を可能にする。

脚型ロボットには遅くて使えないという現場の強い不満があるが、本発明は環境に適した移動形式を適宜選択実行できるのでこれを一挙に解消する技術を提供する。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

図１〜図４は、脚の長さを膝関節の回転半径の２倍以下（Ｌ＜２ｒ）に抑える本発明の外観に着目した実施例１を示す。尚、図３（ａ）と図４（ａ）は、股関節構造の理解を容易にするため、スプロケット12、13などを実線で記載した正面を説明する。図３（ｂ）は脚型移動時の側面、図４（ｂ）は車輪型移動時の側面を示す。同図に示すように、移動装置１は、本体２の前後左右に股関節軸３、３、３、３を設け、各股関節軸３により車輪となる円枠４を本体２に正逆回転可能に設ける。前記円枠４には、前記股関節軸３から半径ｒの位置に対をなす膝関節５、５を設け、これら膝関節５、５は股関節軸３を挟む対向位置にあり、股関節軸から逆方向に伸びる腕７、７の先端に設置されている。膝関節５は、前記腕７又は円枠４を正逆回転可能に設けられた軸により構成され、脚６を揺動可能にする。尚、この例では、腕７を股関節軸３に回動可能に設け、その腕７外側に円枠４を固着しているが、円枠４と腕７を含む円板を形成し、この円板により円枠４と腕７とを構成してもよい。

腕７を膝関節５のみならず、円枠４をも支えるスポークとして設計することは装置１の軽量化に有効であるが、ここでは図を簡単にして本発明の理解を容易にするため腕７を円板の一部として描写している。このため、図１中ではその番号７を省いてある。要するに、円板はスポークでもよいので、これが本発明の実施に不可欠な要素であることを意味するものではない。

図５（Ａ）は、外観に着目した従来の二重軸駆動による脚型移動装置を示す（特許文献１、２参照）。すなわち、本体２の左右前後に一個の股関節軸３、３、３、３を備え、右側前後の股関節軸３、３の腕７、７、７、７の回転を一体化して１つのアクチュエータで駆動し、同様に左側前後の股関節軸３、３の腕７、７、７、７の回転を一体化して１つのアクチュエータで駆動し、また、右側前後の股関節軸３、３の脚６、６、６、６の揺動を一体化して１つのアクチュエータで駆動し、同様に左側前後の股関節軸３、３の脚６、６、６、６の揺動を一体化して１つのアクチュエータで駆動し、合計４つのアクチュエータで前後への直進と操舵、あるいはその場旋回を実現する。一方、図５（Ｂ）は円枠４のみを設けた従来の車輪型移動装置を示す。

これに対し本発明は、腕７の外側に円枠４を組込むことで図５中の（Ａ）と（Ｂ）に示す２つの本体を一つに集約し、腕７の回転を円枠４の回転として同時に利用して１つの本体で同図中のＡの歩行にもＢの転動にも転用可能にする、という言わば１人２役的に振舞う点で図５中の本体と明らかに異なる。ただし、脚型の役割を持たせるため円枠半径Ｒは股関節軸３中心から膝関節５までの距離（膝回転半径ｒ）より大である。斜面を昇降する歩行の側面は図２となる。

図中、θｒは腕回転角、Ｌは脚長を示す。γは、脚姿勢角を表す。ただし、腕回転角θｒは、一例として水平からの回転角を用い、脚姿勢角γは、垂直に対する角度、すなわち鉛直方向からの偏角である。

図３及び図４は、１つの股関節構造と移動型式を示す。いずれも左右に正面と側面から見る構造を示す。前記股関節軸３は、環状の外筒軸３Ａ内に内部軸３Ｂを回転可能に挿入した構造をなし、その外筒軸３Ａが、前記本体２にベアリング11により回動可能に設けられ、前記内部軸３Ｂの外側端に前記円枠４が固着されている。前記股関節軸３の外筒軸３Ａには、回転伝達輪たるスプロケット12を設け、また、前記膝関節５、５には、回転伝達輪たるスプロケット13、13を設け、これらにロープやベルト14を掛けて外筒軸３Ａの回転力を膝関節５に伝達する。ただし、前記スプロケット12と一方のスプロケット13とに、無端状回転伝達部材たるロープやベルト14を平行に掛装し、前記スプロケット12と他方のスプロケット13とに、無端状回転伝達部材たるロープやベルト14を襷状に掛装する。

このように、スプロケット12と、膝関節５に軸支された脚６を駆動するスプロケット13、13とは、掛けるロープやベルト14を平行にするか襷状にするかによって一方を同方向に、他方を逆方向に回転することができる。これにより、２つの脚６、６は互いに逆方向に揺動し、使用するアクチュエータ数を低減する。

また、図３（ａ）から明らかなように本体２には、１つの円枠４に対応して、回転駆動手段たる脚駆動モータ16と股関節駆動モータ17とが設けられ、その脚駆動モータ16の回転がベルト19Ａにより前記外筒軸３Ａに伝達され、その股関節駆動モータ17の回転がベルト19Ｂにより前記内部軸３Ｂに伝達され、それら駆動モータ16、17は、マイクロコンピュータなどを備えた制御手段18により制御される。そして、前記股関節軸３、膝関節５、５、スプロケット12、13、13及びベルト14、14などにより、二重軸駆動による動力伝達手段20を構成している。

図２及び図３は、移動装置１を脚型移動に使う例を示し、平地、斜地、階段、などの地面21に脚６が接地している。円枠４を付けたまま歩くための負荷を常時強いられるが脚型歩行は確実に実現する。図４は、移動装置１を車輪型移動に使う例を示す。この場合、脚型と異なり、脚運動範囲の拡がりから脚６、６同士の衝突が起き易くなるが、一つの円枠４に脚６、６の加工と取り付けが可能で図４（ａ）のように脚先運動面を違えることにより衝突は避けられる。

したがって、本発明の移動装置は、構造や構成に全く手を加えることなしに脚６の姿勢角γを腕７の回転角θｒに同期させて適切に定めることにより、脚型歩行や車輪型転動を、そして脚型から車輪型へ、あるいは車輪型から脚型に変更する過渡的動作を全て実現する。図６は、これらの状況の直観的理解に有効な脚姿勢の遷移を示す。同図から脚型歩行に欠かせない脚６がやがて天井側に待機させられ車輪型転動に切換わる様相が明らかである。股関節３の回転方向の違いで左右いずれかの進行方向が決まる。車輪型移動では脚６の歩幅制御等は必要なく、いかに効率よく遊脚として待避させるかが重要になる。その最も簡単な制御プログラムは腕の回転角θｒに関係なく脚を常時真上に制御することであることは明らかである。

図７と図８は、車輪型移動を繰り返す場合の脚姿勢遷移を示す。ただし、θｒ対γの関係を異にする。これらの関係は周期２π[rad]の関数式であるためフーリエ展開が可能で、代表点をいくつか与えれば最小２乗法などの近似手法を利用して簡単に定式化できる。このため、データそのものを詳細に記憶する必要はなく、制御手段18は、関係式（省略）の係数だけを記憶するだけでよい。例えば、図７と図８の車輪型転動の実現に必要な関係は図９で表され、θｒに対応するγは式から単純に求まる。実際に図７と図８の遷移は、図９中のプログラム１（Ｄａｔａ−１）とプログラム２（Ｄａｔａ−２）でそれぞれ表される。

図１０は脚型歩行から車輪型転動にスムーズに移行する脚姿勢遷移を示す。途中、脚６の姿勢角γに大きく支配されることは言うまでもない。一般に、移動形式の変更時には脚型とも車輪型とも言える中間的な準備的遷移姿勢を適切に定める必要がある。そこでは移行前の脚制御姿態、および移行後に採用する新形式の制御姿態の両方を考慮するのが重要である。この判断は一般に移動距離に余裕がある場合に可能であるが、急な移行を迫られる場合にはその時の姿態に最も近い姿勢を選択するのが妥当である。

図１１（ａ）〜（ｆ）の６種は、移動形式の変更時に選択できる候補である。図１１（ａ）と図１１（ｄ）だけ円枠４と２本の脚６、６の３点着地で、他は円枠４と１本の脚６の２点着地である。２点着地の場合無限の姿態が考えられ、同図は代表的な２つを示す。これらの中で図１１（ａ）、（ｂ）、（ｆ）は脚６の回転トルクの負担を軽減する点で優れる。特に図１１（ａ）は前方のみならず後方への移動にも区別せずトルクの負担を軽減する。移動形式の変更を指定するタイミングがθｒの如何なる時かによって変更開始までに要する時間は異なるが、最大でもθｒの１周期内で達成可能である。

図１２は、移動中の装置が移動形式の変更指令を受けた際に適切な脚姿勢制御プログラムを選択して変更を完了するまでに必要な手続きを行う脚姿勢制御装置の機能を示す。図中のプログラムＬは、脚型歩行プログラムであり、プログラムＷは、車輪型転動プログラムを意味する。また、Ｙは無矛盾、Ｎは有矛盾の状態判別を示す。この中で使われる主要なプログラムは、脚型歩行用、そして、車輪型移動用として各種のθｒ対γの関係式を定めるプログラムである。また、脚型から車輪型に、あるいは車輪型から脚型に切換えるためにとるべき図１１中の準備的遷移姿勢につなぐ過渡的脚姿勢生成プログラムである。制御手段18はこれらのプログラムをメニューとして用意しておくことは言うまでもない。ただし、切換え用のプログラムは必ずしもθrの周期関数である必要はない。

このように本実施例では、股関節軸３周りに一定の半径ｒで回転する膝関節５と、この膝関節５の外側に股関節軸３と同心状に設けた円枠４と、膝関節５に回転可能に設けられ動力伝達手段20により回転する脚６と、この脚６を遊脚状態に制御する制御手段18とを備え、制御装置18により円枠４を車輪として使い、車輪型又は脚型への切換えを可能にしたから、動力伝達手段20により脚６を揺動的に回転して脚式歩行を行い、一方、制御手段18により脚を遊脚状態に制御することにより、車輪を用いて走行することができる。

したがって、特別な機械要素を付加したり付け替えたり、あるいは調整したりすることなしにユーザが装置に乗車したまま脚型歩行、あるいは車輪型転動のいずれの移動型式にも自在に切換え可能となり、また、斜面や前方に障害物を有する場合の車輪型移動において脚６をより天井側に待機させることで脚６と障害物との衝突を避け、車軸の回転力に応じた斜面の乗り越えや障害物への乗り上げが可能となる。

また、本実施例では、股関節軸３を外筒軸３Ａとこれに挿入した内部軸３Ｂで構成することにより、一軸上で、２つの回転駆動力を伝達し、その１つで逆向きに伸びる２つの腕７、７を回転させ、他の１つで両腕７、７先の膝関節５、５周りの脚６、６を互いに逆向きに揺動させ、また、股関節軸３を中心とする膝関節５の膝回転半径ｒより大きな半径Ｒの円枠４を腕７に固定してその外側を車輪とし、脚６を概略地面側に向けて立脚相を生成させる脚型移動用プログラムと、概略天井側に向けて遊脚相に待機させる車輪型移動用プログラムと、両者をスムーズにつなげるプログラム、の３種を予め脚姿勢制御装置18に記憶させ、これらを必要に応じて選択可能にしておき、実行プログラムを切換えるだけで特別な機械要素を付加したり付け替えることなしにユーザが装置に乗車したまま脚型歩行、あるいは車輪型転動のいずれの移動型式にも必要に応じて自在に切換えて転用を可能にする。

また、斜面や前方に障害物を有する場合の車輪型移動において脚６をより天井側に待機させることで脚６と障害物との衝突を避け、腕７の回転力に応じた斜面の乗り越えや障害物への乗り上げを可能にした。

脚型歩行では左右股関節の歩幅を違えることで操舵が可能なことは公知の技術（脚型走行方式とその装置、特許文献１）であるが、本発明による車輪型移動では左右股関節軸３、３の回転速度に差をつけるだけでなく回転方向を逆にすることで舵きり性能を向上させることを可能にした。

本発明は、複数の股関節軸３を有する移動装置１に適用できるが、構造や制御の簡素化に有効な装置として、前部と後部の左右にそれぞれ１つの股関節軸３を装備し、各股関節軸３に腕７と同数の２本の脚６、６を備える場合について説明した。各脚６、６に必要なサスペンション機構は既存の技術で容易に実現するため上記の説明では省略した。

要するに、本発明は、股関節軸３から互いに逆方向に腕７、７を伸ばしその先を膝関節５として脚６を揺動させる脚型移動機構において、股関節軸３から膝関節５までの距離を上回る半径の円枠４を腕７に同心状に固定し、その外周を車輪として使う。また、脚型として歩行させ、あるいは車輪型として転動させるため、脚７をそれぞれ股関節軸３の回転に同期させて立脚相、あるいは遊脚相となるように繰り返させる脚姿勢制御装置を備えるものである。

特に、車輪型として転動させる際に不要となる脚６を再び歩行の指令が下るまで路面や障害物に接触しないよう天井方向に制御して待機させる。脚型から車輪型に、あるいはその逆に移動型式を変更する場合には、まず変更に適した脚６の準備姿勢を形成し、その後車輪型移動専用のプログラムを予め保存しておいたプログラムの中から選択して実行する。

利用者は特別な機械要素を付加したり付け替えることなしに、また、他人の介在なしに、乗車したまま簡単なスイッチ操作などの指令１つで脚型歩行、あるいは車輪型転動のいずれの移動型式にも必要に応じて自在に切換えて移動が可能となる。

前記移動形式の変更は装置１を停止させずに移動しながら達成する例であったが、プログラム次第では停止したままでも可能である。特に脚型から車輪型への切換え指令に対しては腕回転角θrがどのような時期にあってもγを適切な値に独立に制御できるので少ない駆動力で脚着地位置を変えずに切換えられる。これとは逆に、車輪型から脚型への切換え指令に対しては、γは動作開始の状態に支配される値しかとれないため、大きな駆動力になることがある。この場合には、駆動力が小さくなるまでθrが変化するのを待つのがエネルギーを有効に使う観点から効果的である。

図１３は、２ｒ＜Ｌ＜４ｒとする本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して違いを詳述する。Ｌをｒの２倍以上に設計するこの例では、脚同士の衝突を回避するため、図１３のように一方の脚６に段部22を形成し、該一方の脚６の形状を変形させる。図中、腕回転角θｒや脚姿勢角γの駆動機構は実施例１に同じである。実施例１では円枠４が脚６の着地を妨げる事態を起こし易い（図３参照）のに対し、本実施例では円枠４の脚着地妨害は起こりにくくなるため、高い段差や階段などを含む地面21の移動に適することが明らかである。車輪型移動時の脚待避を特徴づけるθｒ対γの関係も様々に考えられ、また、移動形式の切換えも装置１の移動中に限らず、停止中でも実現することは実施例１と同じである。

この種の構造を導入すると、一方の脚にｎ個、他方の脚にｎ＋１個の段部を設けることで脚長Ｌを４ｒ、６ｒ、８ｒ、、、と限りなく増すことが可能である。したがって、実施例３、４、５、、、の存在も容易に理解できるのでこれらについては省略する。ただし、長い脚を使用する場合には脚姿勢角γによっては互いに衝突することが起き易くなるので、脚の歩幅制御や待避制御用のプログラムの作成時には衝突を回避させる注意が必要である。

本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。車輪型転動用として示した脚姿勢制御プログラムは一例に過ぎず、例えば、省エネの観点から、装置荷重を支持するために必要な脚駆動モータ16と股関節駆動モータ17への負荷配分の均一化、あるいは、脚と股関節の駆動に必要なトルクの単純和の最小化、あるいは、別の観点として脚運動の滑らかさやコンパクトさの観点から、脚運動速度変化幅の最小化、脚先運動範囲の縮小化、その他に着目して定められる。車輪の役割を果たす円枠４の外側を弾性体にすることは、衝撃や振動を減少させる効果があり、これらの素材は市販品の中に容易に見出し、また、調達できる。

また、上記説明では股関節軸３の内部軸３Ｂにより腕７及び円枠４の回転に必要な動力を、また、外筒軸３Ａにより脚６の揺動に必要な動力を伝達する構造を取上げたが、両者を逆にして内部軸３Ｂを脚揺動用、また、外筒軸３Ａを腕回転用の構造に設計することも容易に想像できる。さらに、脚姿勢制御手段18は、装置の空いた胴体領域に問題なく搭載できる。１つの股関節軸３に備わる２つの脚６、６を互いに逆向きに揺動させる手段も公知の技術により多様なものが考えられる。

さらに、回転伝達部材は、ロープやベルトの他に、チェーン、平歯車やロッドを用いてもよく、また、回転伝達輪たるスプロケットに代えて、平歯車、ロッド直結傘歯車を用いるなど、動力の伝達手段は、適宜選定可能である。

本発明の実施例１を示す移動装置の斜視図であり、図１（Ａ）は脚型歩行状態、図１（Ｂ）は車輪型転動状態を示す。同上、移動装置の斜面移動状態の説明図である。同上、脚型移動状態の円枠と脚回りを示し、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面説明図を示す。同上、車輪型転動状態の円枠と脚回りを示し、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面説明図を示す。従来例を示す斜視図であり、図５（Ａ）は脚型移動装置、図５（Ｂ）は車輪型移動装置を示す。本発明の実施例１を示す移動型式切換え時の説明図である。同上、車輪型移動時の脚動作例説明図である。同上、車輪型移動時の他の脚動作例説明図である。同上、車輪型移動状況に必要な腕回転角θｒと脚姿勢角γの関係を示すグラフ図である。同上、移動型式切換え時の動作例を示す説明図である。同上、移動型式切換えに有効な過渡的脚姿勢を示す説明図である。同上、脚姿勢制御プログラム決定手順を示すフローチャートである。本発明の実施例２を示す車輪型転動状態の円枠と脚回りの図面であり、図１３（ａ）は正面図、図１３（ｂ）は側面説明図を示す。

符号の説明

１移動装置
２本体
３股関節軸
４円枠
５膝関節
６脚
７腕
18 制御手段
20 二重軸駆動による動力伝達手段（動力伝達手段）

Claims

股関節軸周りに一定の半径で回転する膝関節と、この膝関節の外側に前記股関節軸と同心状に設けた円枠と、前記膝関節に回転可能に設けられ動力伝達手段により回転する脚と、この脚を遊脚状態に制御する制御手段とを備え、前記制御装置により前記円枠を車輪として使い、車輪型又は脚型への切換えを可能にしたことを特徴とする脚型車輪型兼用移動装置。