JP2015523221A5

JP2015523221A5 -

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Publication number: JP2015523221A5
Application number: JP2015514518A
Authority: JP
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2033-05-31

Claims

ヒューマノイドロボット（１０）用脊柱（２０）であって、前記ロボット（１０）の骨盤に固定するように意図された下部ベース（１１）と、前記ロボット（１０）の首（１４）に固定するように意図された上部ベース（１３）とを備え、前記下部ベース（１１）に対する前記上部ベース（１３）の２つの回転を可能にし、前記回転のうちの第１の回転が矢状軸（２１）を中心とし、前記回転のうちの第２の回転が前記脊柱（２０）の横軸（２２）を中心とする、脊柱（２０）であって、可撓性ロッド（２５）およびリニアアクチュエータ（２６、２７）をさらに備え、前記ロッド（２５）が、その端部（２８、３０）のうちの第１の端部において、前記ベース（１１、１３）のうちの第１のベースの点（２９）で差し込まれ、かつ前記ベース（１１、１３）のうちの第２のベース（１３）に対して摺動することができるように前記第２のベース（１３）の点（３１）で案内され、前記アクチュエータ（２６、２７）の両方が、アンカ点（３２、３３、３４、３５）で前記２つのベース（１１、１３）間に固定されていること、前記ベース（１１、１３）のそれぞれに対して、前記２つのアクチュエータ（２６、２７）の前記アンカ点（３２、３３、３４、３５）、および前記ロッド（２５）の前記差込点または案内点（２９、３１）が離れていることを特徴とする、脊柱。
前記リニアアクチュエータ（２６、２７）が、複動リニア作動筒であることを特徴とする、請求項１に記載の脊柱。
前記脊柱が、前記２つのベース（１１、１３）間に直列に連結された少なくとも２つの叉ありボールジョイント（３７、３８、３９）を備えること、前記ロッド（２５）が、前記叉ありボールジョイント（３７、３８、３９）のそれぞれによって案内されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の脊柱。
前記ロッド（２５）が、互いに実質的に平行に延在する複数のストランド（５５、５６、５７）を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の脊柱。
前記叉ありボールジョイント（３７、３８、３９）のそれぞれが、前記ロッド（２５）の主方向（４５）に実質的に垂直な格子（６０、６１、６２）を備えること、前記格子（６０、６１、６２）には、前記格子（６０、６１、６２）一面に分布した複数の穴部（６５）が穿設されていること、前記ストランド（５５、５６、５７）のそれぞれが、前記格子（６０、６１、６２）の前記穴部（６５）のうちの１つによって案内されていることを特徴とする、請求項３または４に記載の脊柱。
前記穴部（６５）のそれぞれが、前記穴部（６５）が属する前記格子の、前記主方向（４５）に測定される高さの中央から上に弓形状を有し、各穴部（６５）が、前記弓形状の両側のその端部に向かって広がっていることを特徴とする、請求項１に記載の脊柱。
前記脊柱（２０）が垂直である場合に、前記上部ベース（１３）を前記ロボット（１０）の後部の方へ戻そうとする力を前記上部ベース（１３）に加えるように、前記ロッド（２５）が、矢状面（ＡＡ）内で、曲げにおいて予め負荷がかけられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の脊柱。
前記叉ありボールジョイント（３７、３８、３９）のそれぞれの前記格子（６０、６１、６２）が同一であること、各格子（６０、６１、６２）が、存在するストランド（５５、５６、５７）より多い穴部（６５）を備えること、各格子（６０、６１、６２）の穴部（６５）に前記ストランド（５５、５６、５７）を通り抜けさせることによって、前記ロッド（２５）に予め負荷がかけられていること、少なくとも１つのストランド（５５、５６、５７）の場合に、各前記格子（６０、６１、６２）内のこのストランド（５５、５６、５７）用の前記案内穴（６５）が、互いに対向しないことを特徴とする、請求項６または７に記載の脊柱。
前記脊柱が、前記上部ベース（１３）を前記ロボット（１０）の後部の方へ戻そうとする力を前記上部ベース（１３）に加えるように、前記２つのベース（１１、１３）間に配置されたばね（６８）を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の脊柱。
前記脊柱（２０）が垂直である場合、前記アクチュエータ（２６、２７）の前記アンカ点（３２〜３５）が、前記ロッド（２５）を通り抜ける矢状面（ＡＡ）に対して対称に、前記ベース（１１、１３）上に位置することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の脊柱。
前記ベース（１１、１３）のそれぞれに対して、前記ロッド（２５）の差込点または案内点で出会う２つの直線（７０、７１）であって、それらの直線のそれぞれが、前記アクチュエータ（２６、２７）のアンカ点（３２〜３５）を通り抜ける２つの直線によって形成される角度（α）が、９０°未満、好ましくは６０°に等しい値を有することを特徴とする、請求項１０に記載の脊柱。
前記脊柱（２０）が垂直である場合、回転を行うため前記アクチュエータ（２６、２７）のそれぞれによって加えられるトルクが、当該前記アクチュエータに加えられる所与の力に対して、各前記回転の移動角距離の真ん中で最大となるように、前記アクチュエータ（２６、２７）が、垂直方向（４０）に対して傾いていること特徴とする、請求項９または１０に記載の脊柱。
前記下部ベース（１１）上の前記２つのアクチュエータ（２６、２７）の前記アンカレッジ点（３２、３４）が、前記下部ベース（１１）内の前記ロッド（２５）の前記差込点または案内点より高く位置することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の脊柱。
前記ロッド（２５）が、その２つの端部（２８、３０）間で、その長手軸（４５）を中心とする一定の慣性モーメントを維持することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の脊柱。