JP2016218058A - 摩擦係数測定装置、摩擦係数測定システム及び歩行ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】より確実に被測定物表面と接触部の間の摩擦係数を測定することができる摩擦係数測定装置、摩擦係数測定システム及び歩行ロボットを提供する。【解決手段】荷重を受ける荷重受け部１２と、被測定物表面Ｇに接触する接触面１５，１７を有する、第１接触部１４及び第２接触部１６と、リンク機構２１と、前記接触面１５，１７に作用する垂直方向及び平行方向の荷重を測定する検出部２４とを備え、前記リンク機構２１は、前記荷重受け部１２と前記第１接触部１４を連結する第１リンク２０と、前記荷重受け部１２と前記第２接触部１６を連結する弾性部材で形成された第２リンク２２とを有し、鉛直方向と前記第１リンク２０とのなす角度θ１より、鉛直方向と前記第２リンク２２とのなす角度θ２の方が大きいことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、摩擦係数測定装置、摩擦係数測定システム及び歩行ロボットに関するものである。

脚体を有する歩行ロボットは、不意な転倒を防ぐため、脚体が地面との間で生じ得る滑りを防止する必要がある。滑りを防止するには、脚体と地面の間に発生した滑り方向の力が、脚体と地面の間の最大静止摩擦力より小さくなるように制御する。脚体と地面の間の摩擦係数を測定する装置として、摩擦係数推定装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−１８４５２７号公報

しかしながら上記特許文献１は、荷重受け部と、相対的に移動可能な第１及び第２接触部を連結するリンク機構が、荷重受け部を中心として対称に形成されているので、リンク機構の角度によっては、第１及び第２接触部が相対的に移動することができず、摩擦係数を測定できない場合がある。

本発明は、より確実に被測定物表面と接触部の間の摩擦係数を測定することができる摩擦係数測定装置、摩擦係数測定システム及び歩行ロボットを提供することを目的とする。

本発明に係る摩擦係数測定装置は、荷重を受ける荷重受け部と、被測定物表面に接触する接触面を有する、第１接触部及び第２接触部と、前記荷重受け部、前記第１接触部及び前記第２接触部を連結するリンク機構と、前記第１接触部及び前記第２接触部に設けられ、前記接触面に作用する垂直方向及び平行方向の荷重を測定する検出部とを備え、前記リンク機構は、前記荷重受け部と前記第１接触部を連結する第１リンクと、前記荷重受け部と前記第２接触部を連結する弾性部材で形成された第２リンクとを有し、鉛直方向と前記第１リンクとのなす角度より、鉛直方向と前記第２リンクとのなす角度の方が大きいことを特徴とする。

本発明に係る摩擦係数測定システムは、上記摩擦係数測定装置と、前記検出部で測定された前記荷重に基づいて、前記接触面と、前記被測定物表面の間の摩擦係数を算出する算出部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る歩行ロボットは、脚体を有し、上記摩擦係数測定システムが設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、第１接触部より第２接触部の方が先に床面Ｇを滑り始める構成としたので、第２接触部の摩擦力及び垂直抗力を測定することにより、接触面と床面の間の摩擦係数をより確実に測定することができる。

第１実施形態に係る歩行ロボットの構成を示す模式図である。 第１実施形態に係る摩擦係数測定装置の構成を示す模式図である。 第１実施形態に係る検出部の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る検出部の第２センサ素子を示す斜視図である。 第１実施形態に係る検出部の第３センサ素子を示す斜視図である。 第１実施形態に係る検出部の動作の説明に供する模式図であり、図６Ａは第２移動体が床面に接触する前、図６Ｂは第２移動体が床面に接触した状態、図６Ｃは第２移動体を押す力と摩擦力が釣り合っている状態、図６Ｄは摩擦力が大きくなり第２移動体が床面を滑り始めた状態を示す図である。 第２実施形態に係る摩擦係数測定装置の構成を示す斜視図である。 第２実施形態に係る摩擦係数測定装置の底面図である。 第２実施形態に係る摩擦係数測定装置の分解斜視図である。 第２実施形態に係る摩擦係数測定装置で摩擦力と垂直抗力とを測定した結果を示す図であり、図１０Ａはセンサ１、図１０Ｂはセンサ２、図１０Ｃはセンサ３の結果である。 第２実施形態に係る摩擦係数測定装置の動作の説明に供する底面図である。 図１０の結果に基づいて作成した摩擦力と垂直抗力の比を示すグラフであり、図１２Ａはセンサ１、図１２Ｂはセンサ２、図１２Ｃはセンサ３の結果である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、歩行ロボット１は、ロボット本体３と、当該ロボット本体３に連結された２個の脚体５と、当該脚体５の先端にそれぞれ設けられた足部７と、摩擦係数測定システムとを備える。ロボット本体３には、制御装置９が設けられている。歩行ロボット１は、被測定物表面としての床面Ｇ上を自律歩行が可能に形成されている。摩擦係数測定システムは、制御装置９に含まれる算出部（図示しない）と、後述する摩擦係数測定装置とからなる。歩行ロボット１の前後方向をｘ方向、横方向をｙ方向、鉛直方向をｚ方向とする。本明細書において床面Ｇは、説明の便宜上、足部７が接触する範囲で、一様であるものとする。

足部７の機構は、図２に示す摩擦係数測定装置１０が適用される。摩擦係数測定装置１０は、荷重受け部１２と、第１接触部１４と、第２接触部１６と、リンク機構２１と、検出部としての３軸力センサ２４とを備える。

荷重受け部１２は、脚体５を通じて歩行ロボット１から荷重を受ける。荷重受け部１２と、第１接触部１４及び第２接触部１６は、リンク機構２１によって連結されている。荷重受け部１２は、脚体５と足部７の連結部分に配置される。第１接触部１４は、かかと側に配置される。第２接触部１６は、つま先側に配置される。

リンク機構２１は、弾性部材で形成されている。本実施形態の場合、リンク機構２１は、バネで形成されており、荷重受け部１２と第１接触部１４を連結する第１リンク２０と、荷重受け部１２と第２接触部１６を連結する第２リンク２２と、第１接触部１４と第２接触部１６を連結する第３リンク２６と、を有する。第１リンク２０は、一端が荷重受け部１２と、他端が支点１１において第１接触部１４と、回転自在に連結されている。第２リンク２２は、一端が荷重受け部１２と、他端が支点１３において第２接触部１６と回転自在に連結されている。

第１リンク２０が第２リンク２２より短いバネで形成されていることにより、鉛直方向と第１リンク２０とのなす角度θ_１より、鉛直方向と第２リンク２２とのなす角度θ_２の方が大きい。荷重受け部１２を通る垂線と、前記第１接触部１４の支点１１と前記第２接触部１６の支点１３を結ぶ直線との交点は、当該交点から支点１１までの長さの方が、交点から支点１３までの長さより短くなるように、配置されている。

第１接触部１４及び第２接触部１６は、第３リンクで連結されていることにより、相対的に移動可能である。第１接触部１４及び第２接触部１６は、外装材１９と、当該外装材１９内に設けられた上記３軸力センサ２４とを有する。外装材１９は、シリコーン（Silicone）樹脂により形成することができ、被測定物表面である床面Ｇに接触する接触面１５，１７を有する。シリコーン樹脂としては、例えば、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane；ポリジメチルシロキサン）を用いることができる。３軸力センサ２４は、特に限定されるものではないが、例えば、特開２０１３−６８５０３号公報に記載の多軸触覚センサを適用することができる。

図３に示すように、３軸力センサ２４は、第１センサ素子３０、第２センサ素子３２、及び第３センサ素子３４を備える。３軸力センサ２４は、床面Ｇからの垂直抗力及び床面Ｇと接触面１５，１７の間の摩擦力を検出する。第１センサ素子３０はｘ方向、第２センサ素子３２はｙ方向、第３センサ素子３４はｚ方向の力を測定するように形成されている。ｘ方向、ｙ方向は、３軸力センサ２４の表面に平行である。すなわち第１センサ素子３０及び第２センサ素子３２は、摩擦力を測定する。ｚ方向は、３軸力センサ２４表面に垂直方向である。すなわち第３センサ素子３４は、垂直抗力を測定する。

図４を参照して第１センサ素子３０及び第２センサ素子３２の構成を説明する。第１センサ素子３０及び第２センサ素子３２は、後述する第１梁及び第２梁の長手方向の向きが９０°異なるのみで、その他の構成は同様であるから第２センサ素子３２について説明する。第２センサ素子３２は、基板３１上に両端が支持された第１梁３５及び第２梁３６を有する。第１梁３５及び第２梁３６は、同じ機械的特性を有するようにシリコンで構成され、同じ長さを有している。第１梁３５及び第２梁３６は、長手方向がｙ方向に直交方向であって、互いに平行に、かつ基板３１表面に対し水平に配置されている。第１梁３５及び第２梁３６は、互いに対向する面に抵抗層３７が形成されている。第１梁３５及び第２梁３６は、上面の中央部にそれぞれ導電層３８が形成されている。導電層３８は、それぞれ抵抗層３７に導通している。

図５を参照して第３センサ素子３４の構成を説明する。第３センサ素子３４は、第２センサ素子３２と同様、第１梁４０及び第２梁４１を有する。本図の場合、第１梁４０及び第２梁４１は、長手方向がｘ方向に直交方向となるように配置されている。第１梁４０の上面には、中央部に導電層４２が形成されており、両端部に抵抗層４４が形成されている。第２梁４１の上面には、中央部に抵抗層４６が形成されており、両端部に導電層４２が形成されている。導電層４２は、それぞれ抵抗層４４，４６に導通している。なお本図において第１梁４０及び第２梁４１は、長手方向がＸ方向に直交方向となるように配置されている場合について説明したが、長手方向がＹ方向に直交方向となるように配置されていてもよい。

第１センサ素子３０、第２センサ素子３２、及び第３センサ素子３４は、第１梁３５，４０及び第２梁３６，４１の端部にそれぞれ電極Ｅが設けられており、抵抗層３７，４４，４６の抵抗値の比に相当する電圧を測定し得るように、図示しない抵抗比出力回路に接続されている。抵抗比出力回路は、第１梁３５，４０の抵抗層３７，４４と、第２梁３６，４１の抵抗層３７，４６を直列に接続して構成される。抵抗比出力回路は、制御装置９に電気的に接続されている。制御装置９は、図示しない算出部を備え、当該算出部において、抵抗比出力回路から入力された電圧値に基づき、床面Ｇからの垂直抗力及び床面Ｇと接触面１５，１７の間の摩擦力、摩擦係数を算出する。

次に上記のように構成された歩行ロボット１の動作及び効果について説明する。図１に示すように、歩行ロボット１が、自律歩行によって一方の脚体５を前方に踏み出す場合について、説明する。足部７は、床面Ｇに接触していた状態から、上昇して、床面Ｇから離れる。歩行ロボット１が上記一方の脚体５を着地させることにより、足部７は再び床面Ｇに接触する。足部７の動作を、図２を用いて説明すると、足部７は、床面Ｇに接触した際、第２接触部１６が、床面Ｇと接触面１７の間の摩擦力に応じ床面Ｇに沿ってｘ方向に滑る。

第２接触部１６が床面Ｇを滑る動作について、図６に示す機械モデルを参照して説明する。機械モデルは、上下方向に移動可能な第１移動体４７と、当該第１移動体４７と弾性リンク４９を介して接続された第２移動体４８とを備える（図６Ａ）。弾性リンク４９と鉛直方向とのなす角度をθ_０とする。第１移動体４７に垂直方向の荷重Ｆを加えると、第１移動体４７は下方へ移動する。第１移動体４７が下方へ移動していくと、第２移動体４８が床面Ｇに接触する（図６Ｂ）。このとき第２移動体４８には、床面Ｇを垂直に押す力Ｆ１と、床面Ｇに平行な力Ｆ２とが生じる。これらの力の反力によって、第２移動体は、床面Ｇから垂直抗力を受けると同時に、床面Ｇとの間に摩擦力が生じる。この摩擦力が第２移動体４８を床面Ｇに平行に押す力Ｆ２よりも大きいとき、第２移動体４８は、床面Ｇに接触した位置で停止し、床面Ｇに沿って移動しない。

さらに第１移動体４７により大きい荷重を加えると、第１移動体４７が下方移動することにより、弾性リンク４９が収縮する。弾性リンク４９が収縮することにより、弾性リンク４９と鉛直方向とのなす角度がθ_０＋θに変化する。そうすると、第２移動体４８を床面Ｇに平行に押す力Ｆ２が大きくなる（図６Ｃ）。この第２移動体４８を床面Ｇに平行に押す力Ｆ２が第２移動体４８と床面Ｇの間の摩擦力より大きくなった場合、第２移動体４８は床面Ｇを滑る（図６Ｄ）。ここでＦ２は、式Ｆ２＝Ｆ１×ｔａｎ（θ_０＋θ）で表すことができる。

すなわち上記機械モデルは、第１移動体４７と第２移動体４８が弾性リンク４９で連結されているとこにより、第１移動体４７が下方へ移動することに伴い、弾性リンク４９と鉛直方向とのなす角度が大きくなる。弾性リンク４９と鉛直方向のなす角度が大きくなると、第２移動体４８を床面Ｇに平行に押す力Ｆ２が大きくなる。第２移動体４８を床面Ｇに平行に押す力Ｆ２が第２移動体４８と床面Ｇの間の摩擦力より大きくなった場合、第２移動体４８は床面Ｇを滑り始める。因みに第２移動体４８における摩擦力は、第２移動体４８が床面Ｇを滑り出した瞬間、減少することが知られている。

本実施形態の摩擦係数測定装置１０は、上記機械モデルの第１移動体４７が荷重受け部１２に、第２移動体４８が第１接触部１４及び第２接触部１６に、弾性リンク４９が第１リンク２０及び第２リンク２２に、相当する。摩擦係数測定装置１０は、第２リンク２２と鉛直方向とのなす角度θ_２が、第１リンク２０と鉛直方向とのなす角度θ_１より大きく形成されている。

荷重受け部１２が受けた荷重によって第２リンク２２が収縮すると、第２リンク２２と鉛直方向とのなす角度θ_２がさらに大きくなる。第２リンク２２と鉛直方向とのなす角度θ_２がさらに大きくなると、第２接触部１６を床面Ｇに平行に押す力も大きくなる。第２リンク２２と鉛直方向とのなす角度θ_２が、第１リンク２０と鉛直方向とのなす角度θ_１より大きく形成されていることにより、第２接触部１６を床面Ｇに平行に押す力の方が、第１接触部１４を床面Ｇに平行に押す力よりも常に大きい。したがって摩擦係数測定装置１０は、第１接触部１４及び第２接触部１６の接触面１５，１７と床面Ｇの間の摩擦力が同じ場合、第２接触部１６の方が第１接触部１４より先に床面Ｇを滑り始める。

摩擦係数測定装置１０は、第２接触部１６を床面Ｇに平行に押す力が、接触面１７と床面Ｇの間の摩擦力より大きくなることにより、第２接触部が床面Ｇを滑り始める。このとき第２接触部１６は、第１接触部１４と第３リンク２６で連結されていることにより、第１接触部１４に対し相対的に移動可能である。したがって、第１接触部１４は、第２接触部１６が滑り出した際、第３リンク２６が伸長することにより、床面Ｇに接触した位置で停止し、床面Ｇに沿って移動しない。

第２接触部１６は、第２リンク２２から受ける荷重により、外装材１９に対しｘ方向（床面Ｇに平行）の力（摩擦力）と、ｚ方向の力（垂直抗力）とが生じる。第２接触部１６の外装材１９は、摩擦力ｓによってｘ方向に変形する。第１センサ素子３０は、周囲が外装材１９で埋められているため、外装材１９に倣って第１梁３５及び第２梁３６がｘ方向に変形する。第１梁３５及び第２梁３６は両端が支持されているので、中央部を中心として同じ方向に撓む。これにより抵抗層３７が形成された第１梁３５及び第２梁３６の互いに対向する面は、一方が伸長する方向、他方が圧縮する方向に曲がる。したがって第１梁３５及び第２梁３６の抵抗層３７における抵抗値の変化は、正負逆の方向に変化する。

同様に第２接触部１６と床面Ｇの間に生じる垂直抗力により、外装材１９に垂直抗力が生じる。この垂直抗力によって外装材１９は、ｚ方向に変形する。第３センサ素子３４は、外装材１９に倣って第１梁４０及び第２梁４１がｚ方向に変形する。第１梁４０及び第２梁４１は両端が支持されているので、中央部を中心として同じｚ方向に撓む。抵抗層４４が形成された第１梁４０の上面の両端部は伸長方向に、抵抗層４６が形成された第２梁４１の中央部は圧縮方向に、曲がる。したがって第１梁４０及び第２梁４１の抵抗層における抵抗値の変化は、正負逆の方向に変化する。

第１センサ素子３０及び第３センサ素子３４の抵抗値の変化は、抵抗比出力回路を通じて、電圧変化として制御装置９へ出力される。制御装置９は、第１センサ素子３０で得られた電圧変化から摩擦力を、第３センサ素子３４で得られた電圧変化から垂直抗力を算出することができる。さらに制御装置９は、摩擦力と垂直抗力の比を算出することにより、摩擦係数を得ることができる。

本実施形態の場合、摩擦係数測定装置１０は、第１接触部１４より第２接触部１６の方が先に床面Ｇを滑り始める構成とした。したがって摩擦係数測定装置１０は、第２接触部１６の摩擦力及び垂直抗力を測定することにより、接触面１７と床面Ｇの間の摩擦係数をより確実に測定することができる。

足部７を床面Ｇに平行に押す力が、接触面１５，１７と床面Ｇの間の摩擦力より小さい場合、足部７が床面Ｇを滑ることはないが、滑りを防止できる滑り方向の上限値を知るには、最大静止摩擦係数を測定する必要がある。

摩擦係数測定装置１０は、第２接触部１６に設けた３軸力センサ２４で、摩擦力を測定することで、第２接触部１６が滑り出したタイミングを検出することができる。したがって摩擦係数測定装置１０は、第２接触部１６が滑り出す直前の摩擦力及び垂直抗力を測定することにより、接触面１７と床面Ｇの間の最大静止摩擦係数を測定することができる。

摩擦係数測定装置１０は、足部７が床面Ｇに接触した際、第１接触部１４が床面Ｇに沿って移動せず、第２接触部１６が床面Ｇに沿って移動し得る構成とした。このように構成したから摩擦係数測定装置１０は、足部７が全体として着地した位置に停止した状態を保持しながら、摩擦係数を測定することができる。したがって歩行ロボット１は、摩擦係数測定装置１０を備えることにより、接触面１５，１７と床面Ｇの間の摩擦係数が未知の場合であっても、歩行しながら摩擦係数を測定することができる。

なお、上記実施形態の場合、歩行ロボット１が歩行しながら摩擦係数を測定する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、歩行ロボット１が足踏みでも測定することができる。また歩行ロボット１が前進する場合について説明したが、後進する場合であって同様に摩擦係数を測定することができる。

（第２実施形態）
次に第２実施形態の摩擦係数測定装置１０を説明する。上記第１実施形態と異なる点を中心に説明することとし、同様の構成については説明を省略する。

図７に示す摩擦係数測定装置５０は、荷重受け部５２と、第１接触部５４と、第２接触部５６と、リンク機構６１とを備える。

荷重受け部５２は、矩形の板状部材である。リンク機構６１は、合成樹脂で形成された弾性変形可能な棒状の部材であり、荷重受け部５２と第１接触部５４を連結する第１リンク６０と、荷重受け部５２と第２接触部５６を連結する第２リンク６２とを有する。第１リンク６０と第２リンク６２は、一端が共に荷重受け部５２に回転自在に連結されている。第１リンク６０が第２リンク６２より短い部材で構成されていることにより、鉛直方向と第１リンク６０とのなす角度θ_１より、鉛直方向と第２リンク６２とのなす角度θ_２の方が大きい位置になるように形成されている。

図８に示すように、第１接触部５４及び第２接触部５６には、それぞれ３軸力センサ６４，６６が設けられている。本実施形態の場合、第２接触部５６には、２個の３軸力センサ６６が設けられている。３軸力センサ６４，６６の構成は、上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。３軸力センサ６４，６６は、外装材で覆われている。

図９に示すように、第１リンク６０及び第２リンク６２は、他端に環状部６３が一体に形成されている。

第１接触部５４と第２接触部５６を連結する第３リンク６５は、合成樹脂で形成された第１バネ６７と第２バネ６８で構成されている。第１バネ６７及び第２バネ６８は、それぞれアーチ状のバネ部６９，７１と、バネ部６９，７１の両端に一体形成された筒状部７０とを有する。第１バネ６７は、互いに平行に配置された２本のバネ部６９を有している。第２バネ６８のバネ部７１の一端は、第１バネ６７の２本のバネ部６９の間に配置されており、筒状部７０Ｂが第１バネ６７の一端に形成された筒状部７０Ａと板部材７２を介して連結されている。第１バネ６７の他端に形成された筒状部７０Ｃは、第２バネ６８の他端に形成された筒状部７０Ｄと板部材７４を介して連結されている。

第１接触部５４及び第２接触部５６は、矩形の板状部材からなる接触部本体７６，７８を有している。接触部本体７６，７８は、一側表面の四隅に支持部７７，７９が形成されている。

上記のように構成された第１リンク６０、第２リンク６２、及び第３リンク２６は、第１リンク６０及び第２リンク６２の環状部６３を第３リンク２６の筒状部７０の外側に配置した状態で、接触部本体７６，７８の支持部７７，７９に回転自在に連結される。接触部本体７６，７８は、他側表面にそれぞれ第１接触部５４、第２接触部５６が固定される。

摩擦係数測定装置５０は、鉛直方向と第１リンク６０とのなす角度θ_１より、鉛直方向と第２リンク６２とのなす角度θ_２の方が大きい位置になるように形成し、第１接触部５４より第２接触部５６の方が先に床面Ｇを滑り始める構成としてので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

本実施形態に係る摩擦係数測定装置５０を作製し、摩擦係数を測定できるか、検証した。作製した試料は、第１リンクの長さを35mm、第２リンクの長さを16.4mm、第３リンクの長さを27.8mmとした。使用した板バネのばね定数は13N/mmになるように設計した。荷重受け部及びリンク機構は、アクリル化合物（FullCure 720、Objet Geometries, Ltd．製）を用いて作製した。各接触部は、図３に示す３軸力センサをシリコーンゴムで覆い、表面にアクリル化合物製の板を固定し、その表面に傾いた地面とも水平に接触できるように球冠状のゴム部材を貼付して形成した。球冠状のゴム部材は、ヤング率10MPaの材料を用い、直径12mmの球形ゴムの先端2.6mm部分を切り取った構造とした。

作製した試料を圧縮試験機に設置して、加えた荷重をフォースゲージで測定した。また検出部で生じた電圧変化をオシロスコープで測定した。床面Ｇは、アクリル板（条件１）と、シリコンオイルを塗布したアクリル板（条件２）との２種類を用意した。その結果を図１０に示す。

図１０は、横軸がフォースゲージで測定した荷重（Ｎ）、縦軸が検出部で測定した分力（Ｎ）である。図１０Ａは図１１に示すセンサ１における測定結果、図１０Ｂは図１１に示すセンサ２における測定結果、図１０Ｃは図１１に示すセンサ３における測定結果である。本図より、各センサにおいて垂直抗力及び摩擦力を測定できることが確認された。またオイルを塗布したことにより滑りやすい条件２の床面Ｇでは、条件１に比べ、測定された摩擦力が小さいことが確認できた。このことから摩擦係数測定装置は、異なる２種類の床面Ｇを判別できることが分かった。本図Ａ，Ｂの条件２の結果から、２０Ｎ〜３０Ｎにおいて摩擦力に変化点が認められることから、２０Ｎ〜３０Ｎにおいて第２接触部に滑りが生じたものと推定される。

上記図１０の結果に基づき、摩擦力と垂直抗力の比を求めた結果を図１２に示す。図１２は、横軸がフォースゲージで測定した荷重（Ｎ）、縦軸が摩擦力と垂直抗力の比である。この結果から、摩擦係数測定装置は、接触面１５，１７と床面Ｇの間の摩擦係数を検出できることが分かった。

（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。

上記実施形態の場合、第１リンク及び第２リンクがいずれも弾性部材で構成されている場合について説明したが、本発明はこれに限らず、第１リンクは剛体で構成してもよい。

リンク機構を形成する弾性部材は、上記実施形態に限定されず、例えば、バネとしてはコイルバネや板バネなどが例示される。また弾性部材は、ゴム、アクチュエータなどを用いることができる。

１ 歩行ロボット
３ ロボット本体
５ 脚体
７ 足部
９ 制御装置
１０ 摩擦係数測定装置
１２ 荷重受け部
１４ 第１接触部
１５，１７ 接触面
１６ 第２接触部
１９ 外装材
２０ 第１リンク
２１ リンク機構
２２ 第２リンク
２４ ３軸力センサ
２６ 第３リンク
３０ 第１センサ素子
３１ 基板
３２ 第２センサ素子
３４ 第３センサ素子
３５，４０ 第１梁
３６，４１ 第２梁
３７ 抵抗層
３７，４４，４６ 抵抗層
３８，４２ 導電層
４７ 第１移動体
４８ 第２移動体
４９ 弾性リンク
５０ 摩擦係数測定装置
５２ 荷重受け部
５４ 第１接触部
５６ 第２接触部
６０ 第１リンク
６１ リンク機構
６２ 第２リンク
６３ 環状部
６４，６６ ３軸力センサ
６５ 第３リンク
６６ 軸力センサ
６７ 第１バネ
６９，７１ バネ部
６８ 第２バネ
７０ 筒状部
７０Ａ 筒状部
７０Ｂ 筒状部
７０Ｃ 筒状部
７０Ｄ 筒状部
７２，７４ 板部材
７６，７８ 接触部本体
７７，７９ 支持部
Ｅ 電極
Ｆ１ 荷重
Ｆ２ 力
Ｇ 床面
ｓ 摩擦力
θ_１ 角度
θ_２ 角度

Claims (5)

1. 荷重を受ける荷重受け部と、
   被測定物表面に接触する接触面を有する、第１接触部及び第２接触部と、
   前記荷重受け部、前記第１接触部及び前記第２接触部を連結するリンク機構と、
   前記第１接触部及び前記第２接触部に設けられ、前記接触面に作用する垂直方向及び平行方向の荷重を測定する検出部と
   を備え、
   前記リンク機構は、前記荷重受け部と前記第１接触部を連結する第１リンクと、前記荷重受け部と前記第２接触部を連結する弾性部材で形成された第２リンクとを有し、
   鉛直方向と前記第１リンクとのなす角度より、鉛直方向と前記第２リンクとのなす角度の方が大きいことを特徴とする摩擦係数測定装置。
2. 前記リンク機構は、前記第１接触部と前記第２接触部を連結する弾性部材で形成された第３リンクを有することを特徴とする請求項１記載の摩擦係数測定装置。
3. 前記検出部は、力センサであることを特徴とする請求項１又は２記載の摩擦係数測定装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の摩擦係数測定装置と、前記検出部で測定された前記荷重に基づいて、前記接触面と、前記被測定物表面の間の摩擦係数を算出する算出部と、を備えることを特徴とする摩擦係数測定システム。
5. 脚体を有する歩行ロボットであって、請求項４記載の摩擦係数測定システムが設けられたことを特徴とする歩行ロボット。

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