JP2014176606A - 自然動物の運動を表現するためのリンク機構及び人工動物 - Google Patents
自然動物の運動を表現するためのリンク機構及び人工動物 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】自然動物の運動を表現するためのリンク機構は、ジョイントγnとジョイントβn、ジョイントγnとジョイントδn、及び、ジョイントδnとジョイントβn+1を、連結したN個のリンク要素を有し、前記複数のリンク要素は、ジョイントγnとジョイントγn+1とで連結され、ジョイントβ1は、支点α1に連結されて、支点α1を中心とする周回軌道上を周回可能に配置され、ジョイントδ1は、支点α1との相互の位置関係を変動可能に配置される可動支点α2を介して、ジョイントγ1に連結され、ジョイントδ1とジョイントγ1とは、可動支点α2を中心とする周回軌道上を相互の位置関係を一定に保持して周回可能に配置される。ここで、上記n及びNは、1以上の整数である。
【選択図】図1
Description
1733年のMaillardによるオートマタ
・車椅子を牽引する人工馬
・ヴェルサイユ宮殿の水路でゴンドラを牽引する人工海馬
・人工の泳ぐ白鳥とその改良
Von Hamelによる馬オートマタ
1772年のCoxの時計展覧会での歩く象のメカニズム
(以上は非特許文献1:LE MONDE DES AUTOMATES Chapitre XIX Les Animaux Mecaniques p.144-149)
19世紀に開発された機械歩行メカニズム:
1830年頃、ロンドンでジュネーヴのCh.BRUGUIERによって制作された歩く魔女のアンドロイド。
1862年にロンドンのAlfred NEWTONによる発明特許の歩く若い娘のアンドロイド。その原理を元にした改良版レプリカ。
1891−1893年にアメリカのGeorge MOORE教授の発明した蒸気人オートマタ。
(以上は非特許文献1:LE MONDE DES AUTOMATES Chapitre XXIII Les Automates et Androides Marchants p.220−224)
1868年のW.F.GOODWINの発明特許である歩く人のアンドロイド。
1878年のA.J.DAVISの発明特許である歩く馬のアンドロイド。
1893年のL.A.RIGGの発明特許の歩く馬のアンドロイド。
この配置条件では従動リンクの支点と、駆動リンクの支点の位置の相関関係によって自然なバランスを実現することができる。
一般に、動物の腕や脚の関節は、0度(曲げてたたんだ状態)から180度(開いて伸ばした状態)まで変化する。一方、渦は、0度から360度まで開く(変化する)。本発明者は、テレスコピック・サスペンション等で干渉する連結リンクを伸縮させることで、動物の関節を逆に曲げることも可能であり、0度から360度まで変化させることができることに想到した。
すなわち、その配置(位置)から、ジョイントβ1が支点α1を軸に回転すると、ジョイントβ1とジョイントδ1の二点間の距離が必ず縮まるようにすることができる。そして、一直線上に三点(ジョイントβ1、ジョイントδ1、支点α1)が整列するタイミングは、ジョイントβ1が支点α1を軸に180度回転した場合にも再度現れる。
そのタイミングでは、支点α1とジョイントδ1とを結ぶ仮想直線上に、ジョイントβ1がある状況は、換言すれば、ジョイントβ1とジョイントδ1との最短距離となる状況である。
そして、これ以上、ジョイントδnとジョイントγn+1との距離が短くなると、ジョイントδnとジョイントβn+1の距離も縮まる。つまり、ジョイントδnとジョイントγn+1との距離、及び、ジョイントγn+1とジョイントβn+1との距離の和は、ジョイントδnとジョイントβn+1との距離以上の関係が成立する。
これに対して、図1〜図12に示されるリンク機構(第1の態様)では、ジョイントδnとジョイントγn+1との距離が長くなる場合、最終的に、直線(δn−γn+1)上にジョイントβn+1があれば、ジョイントδnとジョイントγn+1との距離が最長距離になる。
そして、これ以上、ジョイントδnとジョイントγn+1との距離が長くなると、ジョイントδnとジョイントβn+1の距離も伸びる。つまり、ジョイントδnとジョイントβn+1との距離、及び、ジョイントβn+1とジョイントγn+1との距離の和は、ジョイントδnとジョイントγn+1との距離以上の関係が成立する。
以上のとおり、ジョイントγnとジョイントδnとの距離、及び、ジョイントδnとジョイントβn+1との距離の和は、ジョイントγnとジョイントβn+1との距離以上の関係も成立する。
Claims (10)
- ジョイントγn(n=1以上の整数)とジョイントβn(n=1以上の整数)、前記ジョイントγn(n=1以上の整数)とジョイントδn(n=1以上の整数)、及び、前記ジョイントδn(n=1以上の整数)とジョイントβn+1(n=1以上の整数)を、連結したN個(N=1以上の整数)のリンク要素を有し、
前記複数のリンク要素は、前記ジョイントγn(n=1以上の整数)とジョイントγn+1(n=1以上の整数)とで連結され、
前記ジョイントβ1は、支点α1に連結されて、前記支点α1を中心とする周回軌道上を周回可能に配置され、
前記ジョイントδ1は、前記支点α1との相互の位置関係を変動可能に配置される可動支点α2を介して、前記ジョイントγ1に連結され、
前記ジョイントδ1と前記ジョイントγ1とは、前記可動支点α2を中心とする周回軌道上を相互の位置関係を一定に保持して周回可能に配置される、
自然動物の運動を表現するためのリンク機構。 - ジョイントβn(n=1以上の整数)とジョイントγn(n=1以上の整数)、前記ジョイントγn(n=1以上の整数)とジョイントγn+1(n=1以上の整数)、及び、前記ジョイントγn+1(n=1以上の整数)とジョイントδn+1(n=1以上の整数)、を連結して、一辺を有しない四辺形状の定形に保持されるN個(N=1以上の整数)のリンク要素を有し、
ジョイントδn(n=1以上の整数)とジョイントβn+1(n=1以上の整数)とは、連結され、
前記ジョイントβ1は、支点α1に連結されて、前記支点α1を中心とする周回軌道上を周回可能に配置され、
前記ジョイントδ1は、前記支点α1との相互の位置関係を変動可能に配置される可動支点α2を介して、前記ジョイントγ1に連結され、
前記ジョイントδ1と前記ジョイントγ1とは、前記可動支点α2を中心とする周回軌道上を相互の位置関係を一定に保持して周回可能に配置される、
自然動物の運動を表現するためのリンク機構。 - ジョイントβn(n=1以上の整数)とジョイントγn(n=1以上の整数)、前記ジョイントγn(n=1以上の整数)とジョイントγn+1(n=1以上の整数)、及び、前記ジョイントγn+1(n=1以上の整数)とジョイントδn+1(n=1以上の整数)、を連結して、前記ジョイントγn(n=1以上の整数)とジョイントγn+1(n=1以上の整数)とを連結する軸線を介して、前記ジョイントβn(n=1以上の整数)とジョイントδn(n=1以上の整数)とが相互に逆側に位置する定形に保持されるN個(N=1以上の整数)のリンク要素を有し、
ジョイントδn(n=1以上の整数)とジョイントβn+1(n=1以上の整数)とは、連結され、
前記ジョイントδ1は、前記支点α1との相互の位置関係を変動可能に配置される可動支点α2を介して、前記ジョイントγ1に連結され、
前記ジョイントδ1と前記ジョイントγ1とは、前記可動支点α2を中心とする周回軌道上を相互の位置関係を一定に保持して周回可能に配置される、
自然動物の運動を表現するためのリンク機構。 - 前記可動支点α2は、前記支点α1との相互の位置関係を一定に保持して配置される支点α3に連結され、前記支点α3を中心とする周回軌道上を周回可能に配置される、
請求項1〜3いずれか1項記載のリンク機構。 - 前記ジョイントβ1と前記ジョイントδ1とを結ぶ仮想線上に前記支点α1がある条件下で、前記ジョイントβ1と前記可動支点α2とを結ぶ仮想線が、前記ジョイントδ1と前記ジョイントγ1とを結ぶ仮想線と交差する、
請求項1〜請求項4のいずれか1項記載のリンク機構。 - 前記ジョイントβ1、前記ジョイントδ1及び前記支点α1が一の仮想直線上に整列する条件下で、前記ジョイントβ1と前記可動支点α2とを結ぶ仮想線が、前記ジョイントδ1と前記ジョイントγ1とを結ぶ仮想線と交差する、
請求項1〜請求項4のいずれか1項記載のリンク機構。 - 前記ジョイントβ1と前記可動支点α2を結ぶ仮想線が、前記ジョイントδ1と前記ジョイントγ1を結ぶ仮想線のほぼ中間点と交差する、
請求項5又は請求項6のリンク機構。 - 前記ジョイントβ1を前記支点α1を中心とする周回軌道上を周回させることにより、前記ジョイントδ1と前記ジョイントγ1とが、前記可動支点α2を中心とする同一の周回軌道上のそれぞれ一部を往復動するように配置される、
請求項1〜請求項7のいずれか1項記載のリンク機構。 - 請求項1〜8に係るリンク機構を使用してなる、
人工動物。 - 請求項1〜8に係るリンク機構のうち、少なくとも2つ以上リンク機構を組み合わせて使用してなる、
人工動物。
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