JP2014050944A - Extremities of humanoid robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は人間の四肢の動作をするロボットの四肢に関する。 The present invention relates to a limb of a robot that moves a human limb.
従来の人型ロボットの四肢は、各関節部に設置された電気モーター、または、油圧か空気圧等で駆動することによって上肢にあっては上腕と前腕と身体部位、下肢にあっては大腿と下腿と身体部位が連動するように構成されている。 The extremities of conventional humanoid robots are the upper arms and forearms and body parts in the upper limbs, or the thighs and lower legs in the lower limbs by driving with electric motors installed at each joint or hydraulic or pneumatic pressure. And body parts are linked.
従来の人型ロボットの四肢と全く異なった機構の四肢を開発することにある。 The goal is to develop a limb with a mechanism completely different from that of a conventional humanoid robot.
その目的のために、本発明の構成は身体部位と四肢を連結するための支持装置と大腿と上腕の働きをする五節回転連鎖、または、四節回転連鎖のリンク装置(以下、リンク装置と称する)と前腕、または、下腿の働きをする四番目に長いリンクに設置した腕からなっている。そして、この装置を適当な身体部位に上肢として2基、下肢として2基設置することで人間の四肢の働きを行わせるのである。 For that purpose, the configuration of the present invention is a support device for connecting a body part and limbs, a five-bar rotation chain functioning as a thigh and an upper arm, or a link device of a four-bar rotation chain (hereinafter referred to as a link device). And the arm placed on the forearm or the fourth longest link that acts as the lower leg. Then, two devices as upper limbs and two as lower limbs are installed on an appropriate body part to cause the human limbs to work.
本発明のリンク装置は等長で最も長い2本のリンク(以下、第1リンク、第2リンクと称する)と、その長さの10分の3から10分の5の長さの2番目に長い1本のリンク(以下、第3リンクと称する)と、最も長いリンクの10分の1から10分の3の長さの1本のリンク(以下、第4リンクと称する)と、最も長いリンクの20分の1から10分の2の長さの1本のリンク(以下、第5リンクと称する)の5本によって構成されている。また第5リンクの両端の連結軸を一致させることで四節回転連鎖とすることができる。 The link device of the present invention has two longest links of equal length (hereinafter referred to as the first link and the second link), and the second of three-tenths to five-tenths of the length. One long link (hereinafter referred to as the third link), one link having a length that is 1/10 to 3/10 of the longest link (hereinafter referred to as the fourth link), and the longest The link is composed of five links, one link having a length of 1/20 to 2/10 (hereinafter referred to as a fifth link). Moreover, it can be set as a four-bar rotation chain by making the connecting shaft of the both ends of a 5th link correspond.
本発明のリンク装置のリンクの連結は、それぞれ回り対偶で連結しており、第1リンクの一端と第4リンクの一端が連結し、第4リンクの他端と第2リンクの一端が連結し、第2リンクの他端と第3リンクの一端が連結し、第3リンクの他端と第5リンクの一端が連結し、第5リンクの他端と第1リンクの他端が連結することで構成されている。 In the link device of the present invention, the links are connected in pairs, one end of the first link and one end of the fourth link are connected, and the other end of the fourth link and one end of the second link are connected. The other end of the second link and one end of the third link are connected, the other end of the third link and one end of the fifth link are connected, and the other end of the fifth link and the other end of the first link are connected. It consists of
リンク装置の第1リンクは上肢にあっては上腕となり、下肢にあっては大腿となる。 The first link of the link device is the upper arm in the upper limb and the thigh in the lower limb.
リンク装置の第4リンクにおいて、その両端のいずれかに腕を設けることで上肢にあっては前腕とし、下肢にあっては下腿とする。 In the fourth link of the link device, an arm is provided at either end of the link device so that the upper limb is a forearm and the lower limb is a lower leg.
第5リンクは本発明のリンク装置を身体部位に連結する支持装置を兼ねている。その内部には第1リンクの一端、および第3リンクの一端と連結して四肢の動作を行わせる原動軸があり、それに動力源として電気モーターとウォームギャがそれぞれ設置されている。 The fifth link also serves as a support device for connecting the link device of the present invention to the body part. Inside, there is a driving shaft that is connected to one end of the first link and one end of the third link to operate the limbs, and an electric motor and a worm gear are installed as power sources.
支持装置の動力軸の回転によって、第1リンクは角度で0°から180°の範囲で往復回転運動をし、第3リンクは角度で0°から180°の範囲で往復回転運動をする。 By rotation of the power shaft of the support device, the first link reciprocates in the range of 0 ° to 180 ° in angle, and the third link reciprocates in the range of 0 ° to 180 ° in angle.
上記、動作を確実にするために、第1リンクには動作を制御するストッパーが設置してある。 In order to ensure the operation, the first link is provided with a stopper for controlling the operation.
身体部位と支持装置を連結する軸は支持装置を角度で0°から180°の範囲で往復回転運動をすることができる動力軸となっている。 The shaft connecting the body part and the support device is a power shaft that can reciprocate and rotate the support device in an angle range of 0 ° to 180 °.
支持装置の動力軸に結合する第1リンクが動作することで、下肢では大腿と下腿が屈伸して身体を垂直方向に上下に動作させることができる。また、上肢にあっては上腕と前腕を直線的に屈伸させることができる。 By operating the first link coupled to the power shaft of the support device, the thigh and the lower leg can bend and stretch in the lower limbs, and the body can be moved up and down in the vertical direction. In the upper limb, the upper arm and the forearm can be bent and extended linearly.
支持装置の動力軸に結合する第3リンクが動作することで第4リンクに設置してある腕が下肢にあっては下腿として、上肢にあっては前腕として、第1リンクと第4リンクの連結軸を中心に角度で0°から180°の範囲で弧を描いて、振動動作をすることができる。 When the third link coupled to the power shaft of the support device operates, the arm installed on the fourth link is the lower leg when it is in the lower limb, and the forearm when it is in the upper limb. An oscillating motion can be performed by drawing an arc with an angle in the range of 0 ° to 180 ° around the connecting axis.
以上の諸動作を組み合わせることで人間の四肢の動作を行わせることができる。 By combining the above operations, the human limbs can be operated.
以下、本発明の実施形態を図1に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図において、四肢の構成を説明する。第1リンク1は支持装置18を兼ねた第5リンク5と連結軸6で連結している。第1リンクは支持装置18内に設置した電気モーター8とウォームギャ9で角度で0°から180°の範囲で往復回転運動をする。第1リンク1は上肢にあっては上腕、下肢にあっては大腿となる。 In the figure, the configuration of the limbs will be described. The first link 1 is connected to the
第3リンク3は第5リンク5の他端と連結軸7で連結している。第3リンクは支持装置18内に設置した電気モーター10とウォームギャ11で、角度で0°から180°の範囲で往復回転運動をする。 The
第1リンクの多端は第4リンク4と連結軸12で連結し、第4リンク4の多端は第2リンクと連結軸13で連結し、第2リンクの多端は第3リンク3と連結軸14で連結することで五節回転連鎖のリンクを構成する。 The multiple ends of the first link are connected to the
連結軸6と連結軸7の回転中心を一致させることで、四節回転連鎖のリンク装置となる。 By making the rotation centers of the connecting shaft 6 and the connecting shaft 7 coincide with each other, a four-node rotating chain link device is obtained.
第1リンク1と第3リンク3の回転範囲を確実にするために第1リンク1にストッパー15、および、ストッパー16が設置してある。 In order to ensure the rotation range of the first link 1 and the
第4リンク4には腕17が設置してある。この腕は上肢にあっては前腕、下肢にあっては下腿となる。図1では、腕17が連結軸13の延長方向に設置されているが、連結軸12の延長方向に設置することもできる。 An
支持装置18は連結軸19で身体部位22に連結しており、電気モーター20と、ウォームギャ21によって角度で0°から180°の範囲で往復回転運動をする。 The
次に動作を説明する。第3リンク3を固定し第1リンク1を往復回転運動させると腕17の先端23を直線的に往復運動させることができる。 Next, the operation will be described. When the
第1リンク1を固定し第3リンク3を往復回転運動させると、腕17は連結軸12を中心に振動運動をさせることができる。 When the first link 1 is fixed and the
連結軸19を中心に支持装置18を回転させるとことで、上肢または下肢を振動運動をさせることができる。 By rotating the
このように動作する本発明の機構を上肢として2基、下肢として2基、身体部位の適当な位置に設置することで、人間の四肢の動作をさせることができる。 By installing two mechanisms as the upper limbs and two lower limbs and operating at the appropriate positions on the body part, the human limb can be operated.
手、または、足は腕17の先端部23に、目的に合致した形状、および、機能を持たせたものを設置すればよい。 What is necessary is just to install a hand or a leg having a shape and a function matching the purpose at the
本発明の構成を動作させる動力源として電気モーター、および、ウォームギャを用いたが、油圧、水圧、空気圧等の動力源とすることもできる。 Although an electric motor and a worm gear are used as a power source for operating the configuration of the present invention, a power source such as hydraulic pressure, water pressure, air pressure, or the like may be used.
1、 第1リンク
2、 第2リンク
3、 第3リンク
4、 第4リンク
5、 第5リンク
6、 連結軸
7、 連結軸
8、 電気モーター
9、 ウォームギャ
10、電気モーター
11、ウォームギャ
12、連結軸
13、連結軸
14、連結軸
15、ストッパー
16、ストッパー
17、腕
18、支持装置
19、連結軸
20、電気モーター
21、ウォームギヤ
22、身体部位
23、腕の先端部1,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012210116A JP2014050944A (en) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | Extremities of humanoid robot |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012210116A JP2014050944A (en) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | Extremities of humanoid robot |
Publications (1)
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JP2014050944A true JP2014050944A (en) | 2014-03-20 |
Family
ID=50609911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012210116A Pending JP2014050944A (en) | 2012-09-05 | 2012-09-05 | Extremities of humanoid robot |
Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107010133A (en) * | 2017-04-19 | 2017-08-04 | 应夏英 | A kind of robot of town road with buffer unit |
WO2018097437A1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 한국과학기술연구원 | Robot lower body comprising parallel link structure, and walking robot device comprising same |
CN114954729A (en) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 武汉大学 | Twelve-degree-of-freedom quadruped robot |
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2012
- 2012-09-05 JP JP2012210116A patent/JP2014050944A/en active Pending
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