JP2022016029A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】胴体のピッチングとローリングとヨーイングとを可能とする複数のアクチュエータを備えるロボットにおいて、胴体の動きについて十分な可動範囲を確保する。
【解決手段】ロボット１は、胴体のヨーイングを可能とするヨーイングアクチュエータ１１と、ヨーイングアクチュエータ１１の上方に配置され、ヨーイングアクチュエータ１１によって支持され、胴体のピッチングを可能とするピッチングアクチュエータ１２と、ピッチングアクチュエータ１３の後方に配置され、ピッチングアクチュエータ１３によって支持され、胴体のローリングを可能とするローリングアクチュエータ１４とを有している。
【選択図】図５Ｂ

Description

本開示はロボットに関する。

二足歩行が可能なロボットや四足歩行が可能なロボットが開発されている（例えば、特許文献１）。二足歩行が可能なロボットのなかには、胴体を動かすことのできるものがある。例えば、胴体の前傾（ピッチング）や、胴体の左右への傾斜（ローリング）などが可能なロボットが開発されている。これらの動きは、胴体の下部（或いは、腰部）に配置される複数のアクチュエータによって実現される。

特開２００３－１１７８５８号公報

ロボットの胴体の動きをより複雑化しようとすると、胴体の下部に配置するアクチュエータの数が多くなる。例えば、胴体のピッチングや、胴体のローリングに加えて、胴体のヨーイング（胴体のねじり）を可能とするためには、３つのアクチュエータが胴体に必要となる。

胴体に配置するアクチュエータの数を増やすと、胴体の部品の干渉が発生し易くなるので、十分な可動範囲をアクチュエータに確保することが難しくなる。

他の問題として、胴体に配置するアクチュエータの数を増やすと、胴体の高さが増し、ロボットの動きの安定性が低下する可能性がある。

さらに他の問題としては、胴体に配置するアクチュエータの数を増やすと、アクチュエータのレイアウトによっては、ロボットの胴体の前後方向でのサイズが増し、ロボットが大型化するという問題もある。

（１）本開示で提案するロボットの一例は、胴体のヨーイングを可能とするヨーイングアクチュエータと、前記ヨーイングアクチュエータの上方に配置され、前記ヨーイングアクチュエータによって支持され、前記胴体のピッチングを可能とするピッチングアクチュエータと、前記ピッチングアクチュエータの後方に配置され、前記ピッチングアクチュエータによって支持され、前記胴体のローリングを可能とするローリングアクチュエータとを有している。このロボットによると、胴体の前方への傾斜範囲を十分に確保でき、また胴体の右方及び左方への傾斜範囲も十分に確保できる。

（２）本開示で提案するロボットの他の例は、左脚部の上部に位置し、前記左脚部を動かす左脚アクチュエータと、右脚部の上部に位置し、前記右脚部を動かす右脚アクチュエータと、正面視において前記右脚アクチュエータと前記左脚アクチュエータとの間に位置し、胴体のヨーイングを可能とするヨーイングアクチュエータと、前記ヨーイングアクチュエータの上方に配置されている、前記胴体のピッチング又は前記胴体のローリングを可能とする少なくとも１つのアクチュエータとを有している。このロボットによると、ヨーイングアクチュエータの位置を下げることができるので、ロボットの動きの安定性を確保できる。

（３）本開示で提案するロボットのさらに他の例は、胴体のピッチングを可能とするピッチングアクチュエータと、胴体のローリングを可能とするローリングアクチュエータとを有している。前記ピッチングアクチュエータは、電動モータと、減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの回転を受ける回転出力部とを有し、前記回転出力部が左右方向に沿っている第１中心線を中心として回転可能である。前記ローリングアクチュエータは、電動モータと、減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの回転を受ける回転出力部とを有し、前記回転出力部が前後方向に沿っている第２中心線を中心として回転可能である。前記ピッチングアクチュエータと前記ローリングアクチュエータは前後方向で並んでいる。前記ピッチングアクチュエータにおいて、前記電動モータの回転中心は前記第１中心線に位置している。前記ローリングアクチュエータにおいて、前記電動モータの回転中心は前記第２中心線から前記電動モータの径方向で離れている。このロボットによると、ロボットの胴体の前後方向でのサイズを低減できる。

なお、（１）で記載した構造は、（２）や（３）で記載した構造を有していないロボットに適用されてもよい。同様に、（２）で記載した構造は、（１）や（３）で記載した構造を有していないロボットに適用されてもよい。さらに、（３）で記載した構造は、（１）や（２）で記載した構造を有していないロボットに適用されてもよい。

本開示で提案するロボットが有しているアクチュエータのレイアウトを示す概略図である。 胴体を構成する部品を示す斜視図である。 図２Ａで示される部品の分解斜視図である。 胴体を構成する部品を示す斜視図である。 図３Ａで示される部品の分解斜視図である。 図２Ａで示されるアクチュエータとフレームの正面図である。 アクチュエータの相対位置を示す正面図である。 図２Ａで示される部品の右側面図である。 アクチュエータの相対位置を示す右面図である。 アクチュエータの内部構造を示す図である。 連結フレームが取り付けられているピッチングアクチュエータ、及びフレームの斜視図である。 図７Ａで示す部品を別の角度から臨む斜視図である。 図７Ａで示す部品の平面図である。 図７Ａで示す部品の側面図である。 連結フレーム、ピッチングアクチュエータ、及びフレームの概略図である。 キャリブレーションの実行時における連結フレーム及び回転センサを示す概略図である。 キャリブレーションの後に行われる連結フレームの組立作業を説明するための図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。本明細書では、実施形態の一例として、図１等で示すロボット１について説明する。また、以下の説明では、図１等にあるＸ１・Ｘ２が示す方向をそれぞれ左方・右方と称し、同図にあるＺ１・Ｚ２で示す方向をそれぞれ上方・下方と称し、同図にあるＹ１・Ｙ２で示す方向をそれぞれ前方・後方と称する。

［全体構成］
ロボット１は二足歩行が可能なロボットであり、図１で示すように、右脚部２０Ｒと左脚部２０Ｌとを有している。各脚部２０Ｒ・２０Ｌには、脚部２０Ｒ・２０Ｌを動かすための複数のアクチュエータが設けられている。各脚部２０Ｒ・２０Ｌは、例えば、足首の関節にアクチュエータ２６・２７を有し、膝の関節にアクチュエータ２５を有し、股の関節にアクチュエータ２２・２３・２４を有している。また、ロボット１は、右腕部３０Ｒと左腕部３０Ｌとを有している。各腕部３０Ｒ・３０Ｌには、脚部３０Ｒ・３０Ｌを動かすための複数のアクチュエータが設けられている。各腕部３０Ｒ・３０Ｌは、例えば、肘の関節にアクチュエータ３５を有し、上腕にアクチュエータ３４を有し、肩関節にアクチュエータ３２・３３を有している。さらに、ロボット１は、頭部４０を動かすための複数のアクチュエータ４２・４３・４４を有している。

ロボット１におけるアクチュエータのレイアウトは、図１で示すものに限られない。例えば、ロボット１は必ずしも頭部に設けられるアクチュエータ４２・４３・４４を有していなくてもよい。また、腕部３０Ｒ・３０Ｌに設けられるアクチュエータの数は４つより少なくてもよい。同様に、脚部２０Ｒ・２０Ｌに設けられるアクチュエータの数は６つより少なくてもよい。

［胴体のアクチュエータ］
ロボット１は、胴体１０を動かすための複数のアクチュエータ１１・１２・１３を有している。具体的には、ロボット１は、胴体１０のヨーイングを可能とするヨーイングアクチュエータ１１と、胴体１０のピッチングを可能とするピッチングアクチュエータ１２と、胴体１０のローリングを可能とするローリングアクチュエータ１３とを有している。「ヨーイング」とは、上下方向に沿った軸線を中心とした胴体１０の動きであり、「ピッチング」とは、左右方向に沿った軸線を中心とした胴体１０の動きであり、「ローリング」とは、前後方向に沿った軸線を中心とした胴体１０の動きである。

３つのアクチュエータ１１・１２・１３は、胴体１０の下部（或いは腰部）に配置されている。胴体１０の上部に、腕部３０Ｒ・３０Ｌを動かし、腕部３０Ｒ・３０Ｌの最上部に位置するアクチュエータ３２と、頭部４０を動かす３つのアクチュエータ４２・４３・４４のうち最下部に位置するアクチュエータ４２とが配置されている。

胴体１０を動かすアクチュエータ１１・１２・１３は、電動モータと、減速機構と、減速機構を介して電動モータの回転を受ける回転出力部とを有している。電動モータとしては、例えばステッピングモータを利用することができる。回転出力部は、アクチュエータにおいてトルク伝達経路の終端に位置し、ロボット１の他の部品（ロボット１の可動部）と連結される。減速機構は、例えば、複数の外歯ギアや、ウォームギア、遊星ギアで構成され得る。

例えば、ヨーイングアクチュエータ１１は、図６で示すように、電動モータ１１ａと、減速機構１１ｂと、減速機構１１ｂを介して電動モータの回転を受ける回転出力部１１ｃとを有している。減速機構１１ｂは、複数の外歯ギアで構成されている。減速機構１１ｂはケース１１ｄに収容されている。ケース１１ｄは電動モータ１１ａを保持してよい。電動モータ１１ａは上下方向に沿った回転中心線Ｂ１１を中心に駆動する。ヨーイングアクチュエータ１１の回転出力部１１ｃは、回転中心線Ｂ１１と平行な回転中心線Ａ１１を中心に回転する。ピッチングアクチュエータ１２の回転出力部１２ｃ（図４Ｂ参照）は左右方向に沿った回転中心線Ａ１２を中心に回転する。ローリングアクチュエータ１３の回転出力部１３ｃ（図５Ｂ参照）は前後方向に沿った回転中心線Ａ１３を中心にして電動モータ１３ａに対して相対的に回転する。なお、アクチュエータ１１・１２・１３のうち一つ又は複数は減速機構を有していなくてもよい。この場合、回転出力部は電動モータの回転軸であってよい。

［ヨーイングアクチュエータ］
図１で示すように、脚部２０Ｒ・２０Ｌは、その最上部に、脚部２０Ｒ・２０Ｌを動かすアクチュエータ２２を有している。（以下では、アクチュエータ２２を「脚アクチュエータ」と称する。）図４Ｂで示されるように、ヨーイングアクチュエータ１１は、ロボット１の正面視において、右脚部２０Ｒのアクチュエータ２２と左脚部２０Ｌの脚アクチュエータ２２との間に位置している。ロボット１の正面視において、ヨーイングアクチュエータ１１の下端１１ｅの位置は、左右の脚アクチュエータ２２の上端２２ｅよりも低い。ヨーイングアクチュエータ１１の上方に、胴体１０を動かす残りのアクチュエータ（すなわち、ピッチングアクチュエータ１２及びローリングアクチュエータ１３）が配置されている。ヨーイングアクチュエータ１１のこの配置によると、胴体１０を動かすアクチュエータ１１・１２・１３の位置を全体的に下げることができるので、ロボット１の重心位置が下がり、ロボット１の動きの安定性を向上できる。

左右の脚アクチュエータ２２の構造は、ヨーイングアクチュエータ１１のそれと同じである。すなわち、左右の脚アクチュエータ２２は、電動モータ２２ａ（図２Ｂ参照）と、減速機構と、減速機構を介して電動モータ２２ａの回転を受ける回転出力部２２ｃ（図３Ａ参照）とを有している。左右の脚アクチュエータ２２の回転出力部２２ｃは、例えば上下方向に沿った回転中心線Ａ２２（図３Ａ参照）を中心にして回転可能であり、左右の脚アクチュエータ２２は、左脚部２０Ｌの向きと右脚部２０Ｒの向きをそれぞれ変える。電動モータ２２ａも上下方向に沿った回転中心線を中心にして駆動する。脚アクチュエータ２２の構造は、ロボット１の例に限られない。例えば、電動モータ２２ａの回転は、ウォームギアで構成される減速機構や、遊星ギアで構成される減速機構を通して回転出力部２２ｃに伝えられてもよい。

図４Ｂで示すように、ヨーイングアクチュエータ１１の全体が左右の脚アクチュエータ２２より低くてよい。すなわち、ヨーイングアクチュエータ１１の上端１１ｆの位置は、左右の脚アクチュエータ２２の上端２２ｅより低くてよい。ロボット１の例では、ヨーイングアクチュエータ１１の回転出力部１１ｃの上面の位置が、脚アクチュエータ２２の電動モータ２２ａの上端２２ｅよりも低い。ヨーイングアクチュエータ１１のこの配置によると、胴体１０を動かす他のアクチュエータ１２・１３の位置をさらに下げることができるので、ロボット１の動きの安定性向上に繋がる。

また、図４Ｂで示されるように、ヨーイングアクチュエータ１１の下端１１ｅの位置は、脚アクチュエータ２２の下端２２ｆより低くてよい。ロボット１の例では、ヨーイングアクチュエータ１１の電動モータ１１ａの下端１１ｅの位置が、脚アクチュエータ２２の回転出力部２２ｃの下面よりも低い。これによると、ヨーイングアクチュエータ１１の全体の位置が下がるので、ロボット１の動きの安定性向上に繋がる。

図４Ａで示すように、左右の脚アクチュエータ２２と、ヨーイングアクチュエータ１１は共通のフレーム６１に取り付けられている。左右の脚アクチュエータ２２の電動モータ２２ａは、フレーム６１の上側に配置されている。ヨーイングアクチュエータ１１の電動モータ１１ａの最下部はフレーム６１から下方に突出している。

図６で示すように、ヨーイングアクチュエータ１１において、回転出力部１１ｃは電動モータ１１ａの回転中心線Ｂ１１（電動モータ１１ａの回転軸）から半径方向に離れている。減速機構１１ｂは、電動モータ１１ａの回転軸と回転出力部１１ｃとの間に配置され、電動モータ１１ａの回転を減速して回転出力部１１ｃに伝える。このように、電動モータの回転中心線から回転出力部が離れているアクチュエータを、ヨーイングアクチュエータ１１として利用することによって、ヨーイングアクチュエータ１１の高さを低減できる。その結果、胴体１０を動かす他のアクチュエータ１２・１３の位置を下げることができる。ロボット１においては、脚アクチュエータ２２の構造はヨーイングアクチュエータ１１の構造と同じである。したがって、脚アクチュエータ２２の回転出力部２２ｃも、脚アクチュエータ２２の電動モータ２２ａの回転中心線から半径方向において離れている。

図５Ｂで示すように、ヨーイングアクチュエータ１１の少なくとも一部は、ロボット１の側面視において、左右の脚アクチュエータ２２と重なっていてよい。アクチュエータ１１・２２のこの配置によると、ロボット１の前後方向でのサイズが大きくなることを防ぐことができる。

図５Ｂで示すように、ロボット１の例においては、ヨーイングアクチュエータ１１の回転出力部１１ｃの回転中心線Ａ１１は、ヨーイングアクチュエータ１１の電動モータ１１ａから前方に離れている。一方、脚アクチュエータ２２の回転出力部２２ｃの回転中心線Ａ２２は、脚アクチュエータ２２の電動モータ２２ａから後方に離れている。つまり、ヨーイングアクチュエータ１１において回転出力部１１ｃが電動モータ１１ａに対して位置している方向（前方）と、脚アクチュエータ２２において回転出力部２２ｃが電動モータ２２ａに対して位置している方向（後方）とが反対である。このことによって、大きな重量を有する電動モータ１１ａ・２２ａの位置がロボット１の前側と後側とに分かれ、重心位置の前後方向における偏りを低減できる。

図５Ｂで示すように、２つのアクチュエータ１１・２２の電動モータ１１ａ・２２ａは、ロボット１の側面視において重なっていない。すなわち、ヨーイングアクチュエータ１１の電動モータ１１ａの前面１１ｇは、脚アクチュエータ２２の電動モータ２２ａの後面２２ｇから前後方向において離れている。ヨーイングアクチュエータ１１のケース１１ｄが、脚アクチュエータ２２のケース２２ｄと側面視において重なっている。

図４Ｂ及び図５Ｂで示すように、左右方向で並ぶ３つのアクチュエータ１１・２２は、それらの回転中心線Ａ１１・Ｂ１１・Ａ２２・Ｂ２２が上下方向に向くように配置されている。そして、回転出力部１１ｃ・２２ｃの回転中心線Ａ１１・Ａ２２と電動モータ１１ａ・２２ａの回転中心線Ｂ１１・Ｂ２２は前後方向で離れている。３つのアクチュエータ１１・２２のこの配置によって、左右方向でのサイズの大型化を抑えることができている。

なお、ヨーイングアクチュエータ１１と脚アクチュエータ２２のレイアウトはロボット１の例に限られない。例えば、ヨーイングアクチュエータ１１の回転出力部１１ｃは、ヨーイングアクチュエータ１１の電動モータ１１ａから後方に離れている一方で、脚アクチュエータ２２の回転出力部２２ｃは、脚アクチュエータ２２の電動モータ２２ａから前方に離れていてもよい。他の例として、各アクチュエータ１１・２２において、回転出力部１１ｃ・２２ｃは、電動モータ１１ａ・２２ａと同軸線上に配置されてもよい。

さらに他の例として、ヨーイングアクチュエータ１１において、電動モータ１１ａの回転中心線Ｂ１１と、回転出力部１１ｃの回転中心線Ａ１１は、垂直であってもよい。この場合、減速機構１１ｂはウォームギアや斜歯ギアを含んでもよい。同様に、脚アクチュエータ２２において、電動モータ２２ａの回転中心線Ｂ２２と回転出力部２２ｃの回転中心線Ａ２２は垂直であってもよい。この場合、減速機構はウォームギアや斜歯ギアを含んでもよい。このような場合でも、ヨーイングアクチュエータ１１の回転出力部１１ｃが電動モータ１１ａに対して位置している方向と、脚アクチュエータ２２の回転出力部２２ｃが電動モータ２２ａに対して位置している方向とが反対であってよい。

さらに他の例としては、ヨーイングアクチュエータ１１の上端１１ｆの位置は、左右の脚アクチュエータ２２の上端２２ｅより高くてよい。また、ヨーイングアクチュエータ１１の下端１１ｅの位置は、左右の脚アクチュエータ２２の下端２２ｆより高くてよい。

［ピッチングアクチュエータ］
図４Ａ及び図４Ｂで示すように、ヨーイングアクチュエータ１１の上方にピッチングアクチュエータ１２が配置されている。ピッチングアクチュエータ１２は、ヨーイングアクチュエータ１１によって支持されている。詳細には、ヨーイングアクチュエータ１１の回転出力部１１ｃに、ピッチングアクチュエータ１２を保持しているフレーム６２が取り付けられている。ピッチングアクチュエータ１２と、ピッチングアクチュエータ１２によって支持される部位（具体的には、ローリングアクチュエータ１３と胴体１０の上部）は、ヨーイングアクチュエータ１１の駆動によって、上下方向に沿った回転中心線Ａ１１を中心として回転する（ヨーイング）。

図４Ｂ及び図５Ｂで示すように、ピッチングアクチュエータ１２は、左右の脚アクチュエータ２２の上端２２ｅよりも上方に位置している。また、ピッチングアクチュエータ１２を保持しているフレーム６２（図４Ａ参照）の位置も、左右の脚アクチュエータ２２の上端２２ｅよりも高い。この配置によって、ピッチングアクチュエータ１２の左右方向でのサイズによることなく、フレーム６２とピッチングアクチュエータ１２が脚アクチュエータ２２に干渉することを防ぐことができる。その結果、ヨーイングアクチュエータ１１の可動範囲を十分に確保できる。図４Ａで示すように、フレーム６２の右側部分と左側部分は、右側の脚アクチュエータ２２（より具体的には、電動モータ２２ａ）と左側の脚アクチュエータ２２（より具体的には、電動モータ２２ａ）の上方にそれぞれ位置し、平面視において脚アクチュエータ２２と部分的に重なる。

図４Ｂで示すように、ピッチングアクチュエータ１２は、電動モータ１２ａと、減速機構と、減速機構を通して電動モータ１２ａの回転を受ける回転出力部１２ｃとを有している。回転出力部１２ｃは、電動モータ１２ａの回転中心線Ａ１２上に位置している。回転出力部１２ｃと電動モータ１２ａとの間に減速機構が配置されている。このような減速機構としては、例えば遊星ギアを利用できる。

［ローリングアクチュエータ］
図５Ｂで示すように、ローリングアクチュエータ１３は、ピッチングアクチュエータ１２の後方に配置されている。また、ローリングアクチュエータ１３は、ヨーイングアクチュエータ１１の電動モータ１１ａの上方に位置している。ローリングアクチュエータ１３と胴体１０の上部は、ピッチングアクチュエータ１２によって支持され、ピッチングアクチュエータ１２の駆動によって、左右方向に沿ったピッチングアクチュエータ１２の回転中心線Ａ１２を中心として動く（ピッチング）。すなわち、ピッチングアクチュエータ１２の駆動によって、胴体１０の前方への傾斜が可能となる。

図２Ｂ及び図３Ｂで示すように、ピッチングアクチュエータ１２の回転出力部１２ｃに連結フレーム６３が取り付けられている。この連結フレーム６３にローリングアクチュエータ１３が取り付けられている。連結フレーム６３は、例えば、ピッチングアクチュエータ１２の回転中心線Ａ１２に沿って配置されている支持部６３ａと、支持部６３ａの一方の端部から回転出力部１２ｃに向かって伸びており、後述する第１被取付部６３ｇを介して回転出力部１２ｃに取り付けられる第１アーム部６３ｂと、支持部６３ａの反対側の端部から回転中心線Ａ１２に向かって伸びている第２アーム部６３ｃとを有している。第２アーム部６３ｃは、回転中心線Ａ１２上において回転出力部１２ｃとは反対側に位置するベアリング１４（図２Ｂ参照）によって支持される。

図２Ｂ及び図３Ｂで示すように、ローリングアクチュエータ１３は、電動モータ１３ａ、減速機構、及び、減速機構を介して電動モータ１３ａの回転を受ける回転出力部１３ｃを有している。ローリングアクチュエータ１３の構造は、ヨーイングアクチュエータ１１と同じであってよい。図２Ｂで示すように、連結フレーム６３の支持部６３ａに、ローリングアクチュエータ１３の回転出力部１３ｃが取り付けられている。一方、胴体１０の上部は、ローリングアクチュエータ１３の残りの部分によって支持されている。詳細には、ローリングアクチュエータ１３の減速機構を収容しているケース１３ｄ（図３Ｂ参照）に、メイン基板１５、肩アクチュエータ３２、及び頭アクチュエータ４２を支持するフレーム６４Ａ・６４Ｂが取り付けられている。フレーム６４Ａは下方に伸びている一対の取付壁部６４ｂ（図３Ｂ参照）を有している。ケース１３ｄはこの取付壁部６４ｂの間に配置され、取付壁部６４ｂに取り付けられている。

ローリングアクチュエータ１３が駆動すると、電動モータ１３ａ、及び減速機構を収容しているケース１３ｄが、回転出力部１３ｃの回転中心線Ａ１３（図２Ｂ参照）を中心として回転し、その結果、胴体１０の上部が右方又は左方に傾斜する（ローリング）。

図５Ｂで示すように、電動モータ１３ａは、回転出力部１３ｃの回転中心線Ａ１３から上方に離れている。胴体１０の上部（肩アクチュエータ３２及び頭アクチュエータ４２を保持している部分）は電動モータ１３ａの上方に位置している。このことによって、ローリングアクチュエータ１３の回転中心線Ａ１３から胴体１０の上部までの距離が十分に確保される。その結果、胴体１０の上部の動き（左方及び右方への傾斜）を大きくできる。ケース１３ｄは電動モータ１３ａの下方に位置している。このケース１３ｄに、胴体１０の上部が取付壁部６４ｂを介して固定されている。なお、ロボット１の例とは異なり、胴体１０の上部は、ケース１３ｄに替えて、電動モータ１３ａに取り付けられてもよい。

［３つのアクチュエータのレイアウト］
上述したように、ピッチングアクチュエータ１２はヨーイングアクチュエータ１１の上方に配置され、ローリングアクチュエータ１３はピッチングアクチュエータ１２の後方に配置されている。胴体１０の上部（肩アクチュエータ３２や頭アクチュエータ４２が配置されている部分）は、ローリングアクチュエータ１３の上方に配置され、ローリングアクチュエータ１３によって支持されている。３つのアクチュエータ１１・１２・１３のこの配置によると、ピッチングアクチュエータ１２の駆動時（胴体１０の前方への傾斜時）に、ピッチングアクチュエータ１２やローリングアクチュエータ１３が他の部品に干渉しない。その結果、胴体１０の前方への傾斜範囲を十分に確保できる。また、胴体１０の右部の下側や左部の下側に、スペースＳ１（図４Ａ参照）が確保されるので、ローリングアクチュエータ１３の駆動時（胴体１０の右方及び左方への傾斜時）に、胴体１０の上部が他の部品に干渉しない。その結果、胴体１０の右方及び左方への傾斜範囲も十分に確保できる。

図４Ｂ及び図５Ｂで示されるように、ヨーイングアクチュエータ１１の回転中心線Ａ１１と、ピッチングアクチュエータ１２の回転中心線Ａ１２は、１つの平面を形成してよい。すなわち、回転中心線Ａ１１と回転中心線Ａ１２は、ロボット１の側面視と正面視の双方において交差してよい。アクチュエータ１１・１２のこの配置によると、胴体１０の姿勢の算出を簡単化できる。また、アクチュエータ１１・１２のこの配置によると、ヨーイングアクチュエータ１１の回転中心線Ａ１１の周りに有しているピッチングアクチュエータ１２の慣性モーメントが小さくなる。その結果、ヨーイングアクチュエータ１１に求められるトルクを低減できる。

また、図４Ｂ及び図５Ｂで示されるように、ピッチングアクチュエータ１２の回転中心線Ａ１２と、ローリングアクチュエータ１３の回転中心線Ａ１３は、１つの平面を形成してよい。すなわち、ピッチングアクチュエータ１２の回転中心線Ａ１２と、ローリングアクチュエータ１３の回転中心線Ａ１３は、側面視と正面視の双方において交差してよい。アクチュエータ１２・１３のこの配置によると、胴体１０の姿勢の算出を簡単化できる。

３つのアクチュエータ１１・１２・１３としては２種類のアクチュエータが利用されている。具体的には、ヨーイングアクチュエータ１１とローリングアクチュエータ１３としてパラレルアクチュエータが利用され、ピッチングアクチュエータ１２としてシリアルアクチュエータが利用されている。パラレルアクチュエータとは、減速機構を介して連結されている回転出力部と電動モータの回転中心線が電動モータの半径方向に離れているアクチュエータである。シリアルアクチュエータとは、減速機構を介して連結されている回転出力部と電動モータの回転中心線が同じであるアクチュエータである。

パラレルアクチュエータでは回転出力部の回転中心線が電動モータの回転中心線から半径方向に離れているので、回転中心線に沿った方向でのパラレルアクチュエータのサイズは、シリアルアクチュエータよりも小さい。反対に、回転中心線に直交する方向でのシリアルアクチュエータのサイズは、パラレルアクチュエータよりも小さい。ロボット１においては、ピッチングアクチュエータ１２としてシリアルアクチュエータが利用され、ローリングアクチュエータ１３としてパラレルアクチュエータが利用されている。このことによって、前後方向における２つのアクチュエータ１２・１３の全体のサイズを低減できる。その結果、ヨーイングアクチュエータ１１の回転中心線Ａ１１の周りに生じる、これら２つのアクチュエータ１２・１３の慣性モーメントを小さくできる。また、ロボット１では、ヨーイングアクチュエータ１１として、パラレルアクチュエータが利用されている。このことによって、ヨーイングアクチュエータ１１の回転出力部１１ｃの位置を低くできるので、ロボット１の重心位置を下げることができる。

なお、ヨーイングアクチュエータ１１の電動モータ１１ａと回転出力部１１ｃは、請求項にある「被支持部」と「可動部」とにそれぞれ対応している。また、ピッチングアクチュエータ１２の電動モータ１２ａと回転出力部１２ｃは、請求項にある「被支持部」と「可動部」とにそれぞれ対応している。また、ローリングアクチュエータ１３については、その回転出力部１３ｃが連結フレーム６３を介してピッチングアクチュエータ１２によって支持されているので、ローリングアクチュエータ１３の電動モータ１３ａと回転出力部１３ｃは、請求項にある「可動部」と「被支持部」とにそれぞれ対応している。

［胴体の上部］
上述したように、胴体１０の上部はローリングアクチュエータ１３によって支持されている。図２Ａで示すように、胴体１０の上部には、左右の肩アクチュエータ３２と、頭アクチュエータ４２と、メイン基板１５とが配置されている。ロボット１の例では、メイン基板１５は、上下方向で重ねられている２枚の回路基板１５ａ・１５ｂで構成されている。これにより狭いスペースを有効利用できている。ロボット１の例とは異なり、メイン基板１５は１枚の回路基板で構成されてもよい。肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２としては、例えば、パラレルアクチュエータが利用される。

図５Ｂで示すように、肩アクチュエータ３２は、ローリングアクチュエータ１３よりも前方に配置されている。これによると、肩アクチュエータ３２の上下方向での位置の自由度を増すことができる。ロボット１においては、肩アクチュエータ３２の下端３２ｅは、ローリングアクチュエータ１３の上端１３ｅ（ロボット１の例では電動モータ１３ａの上面）よりも低い。肩アクチュエータ３２のこの配置によると、ロボット１の重心位置を下げることができるので、ロボット１の動きの安定性を向上できる。ロボット１の例では、肩アクチュエータ３２は、ローリングアクチュエータ１３の上端１３ｅを通る水平面Ｐ１が肩アクチュエータ３２の回転出力部３２ｃと交差するように配置されている。

図４Ｂで示すように、頭アクチュエータ４２は左右の肩アクチュエータ３２の間に位置し、肩アクチュエータ３２と同様に、ローリングアクチュエータ１３より前方に位置している。これによると、頭アクチュエータ４２の上下方向での位置の自由度を増すことができる。ロボット１においては、頭アクチュエータ４２の下端４２ｅは、ローリングアクチュエータ１３の上端１３ｅ（ロボット１の例では電動モータ１３ａの上面、図５参照）より低くてよい。頭アクチュエータ４２のこの配置によると、ロボット１の重心位置を下げることができるので、ロボット１の動きの安定性を向上できる。

ロボット１の側面視において、肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２は、ピッチングアクチュエータ１２の上方に位置している。図４Ａで示されるように、肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２の下側に、胴体１０のローリングを許容するスペースＳ１が確保されている。

肩アクチュエータ３２の回転出力部３２ｃの回転中心線Ａ３２は左右方向に沿っており、肩アクチュエータ３２は腕部３０Ｒ・３０Ｌを前後に動かす。頭アクチュエータ４２の回転出力部４２ｃの回転中心線Ａ４２（図２Ａ参照）は上下方向に沿っており、頭部の向きを左右に回転させる。

肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２の動きは、ロボット１の例に限られない。例えば、胴体１０の上部に配置される肩アクチュエータ３２の回転中心線Ａ３２は、前後方向に沿っていてもよいし、上下方向に沿っていてもよい。同様に、胴体１０の上部に配置される頭アクチュエータ４２の回転中心線Ａ４２は、前後方向に沿っていてもよいし、左右方向に沿っていてもよい。

また、肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２のレイアウトも、ロボット１の例に限られない。例えば、肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２のうちの一方だけが、ローリングアクチュエータ１３より前方に位置し、その下端の位置がローリングアクチュエータ１３の上端１３ｅより低くでもよい。さらに他の例では、肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２の双方の位置がローリングアクチュエータ１３の上端１３ｅより高くてもよい。

図５Ａで示すように、メイン基板１５は、肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２の後方に位置し、ローリングアクチュエータ１３の上方に位置している。メイン基板１５は水平に配置されている。肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２は、メイン基板１５よりも低い。すなわち、図５Ｂで示すように、肩アクチュエータ３２の下端３２ｅと頭アクチュエータ４２の下端４２ｅ（図４Ｂ参照）は、メイン基板１５（ロボット１の例において下側の回路基板１５ｂ）よりも低い。特に肩アクチュエータ３２については、その回転中心線Ａ３２もメイン基板１５（ロボット１の例において下側の回路基板１５ｂ）よりも低い。

図２Ｂ及び図３Ｂで示されるように、肩アクチュエータ３２と、頭アクチュエータ４２と、メイン基板１５は、フレーム６４Ａ・６４Ｂに取り付けられている。詳細には、メイン基板１５はフレーム６４Ａに取り付けられ、肩アクチュエータ３２と頭アクチュエータ４２はフレーム６４Ｂによって保持されている。この２つのフレーム６４Ａ・６４Ｂは前後方向で組み合わされている。詳細には、フレーム６４Ａがフレーム６４Ｂより後方に位置し、螺子などの固定具によってフレーム６４Ｂに固定されている。ローリングアクチュエータ１３は取付壁部６４ｂを介してフレーム６４Ａに固定されている。なお、フレーム６４Ａ・６４Ｂの構造は、ロボット１の例に限られない。これらは一体形成された部材であってもよい。すなわち、フレーム６４Ａ・６４Ｂは螺子などの固定具で互いに固定されるのではなく、１回の鋳造工程や金属加工によって形成される連続した部材であってもよい。

［基板と電気ケーブル］
メイン基板１５は、外部装置（例えば、ロボット１を制御するコンピュータや、電源装置）と接続する回路を有する。各アクチュエータ１１・１２・１３・２２にはサーボ基板Ｓ１１・Ｓ１２・Ｓ１３・Ｓ２２が設けられている。（以下では、サーボ基板を区別しない説明においては、サーボ基板について符号Ｓを用いる。）サーボ基板Ｓは、メイン基板１５から受けた指令に応じた動きをアクチュエータが実現するように、アクチュエータに電力を供給する。サーボ基板Ｓは、当該サーボ基板Ｓが制御するアクチュエータを支持しているフレームに取り付けられている。例えば、ヨーイングアクチュエータ１１を制御するサーボ基板Ｓ１１（図３Ａ参照）と脚アクチュエータ２２を制御するサーボ基板Ｓ２２（図３Ａ参照）は、アクチュエータ１１・２２を支持しているフレーム６１に取り付けられている。また、ピッチングアクチュエータ１２を制御するサーボ基板Ｓ１２（図２Ｂ参照）は、ピッチングアクチュエータ１２を支持しているフレーム６２に取り付けられている。また、ローリングアクチュエータ１３を制御するサーボ基板Ｓ１３（図３Ｂ参照）と、肩アクチュエータ３２を制御するサーボ基板Ｓ３２（図２Ｂ参照）は、アクチュエータ１３・３２を支持しているフレーム６４Ｂに取り付けられている。

ロボット１においては、複数のサーボ基板Ｓが直列に接続されている。例えば、胴体１０を動かす３つのアクチュエータ１１・１２・１３のサーボ基板Ｓと、頭部に設けられる３つのアクチュエータ１１・１２・１３（図１参照）のサーボ基板Ｓは、直列に接続される。これにより配線の数を減らすことができる。直列に接続されるサーボ基板Ｓの数は３つより多くてもよい。例えば、頭部を動かすアクチュエータ４２・４３・４４のサーボ基板も、サーボ基板Ｓ１１・Ｓ１２・Ｓ１３と直列に接続されてもよい。

ロボット１は、メイン基板１５から伸びて複数のサーボ基板Ｓに接続される複数の電気ケーブルＰ７（図３Ａ参照）を有している。複数の電気ケーブルＰ７は、メイン基板１５からサーボ基板Ｓに電力を供給するケーブルと、メイン基板１５からサーボ基板Ｓに制御信号を送るケーブルなどを含む。

図３Ａで示されるように、電気ケーブルＰ７は、ローリングアクチュエータ１３の外面（下面）に沿って配置され、その後、図２Ａで示されるように、ピッチングアクチュエータ１２に向かって前方に伸びている。ローリングアクチュエータ１３を保持しているフレーム６４Ａには、電気ケーブルＰ７を固定するクランプ部材６４ａ（図３Ａ参照）が取り付けられている。また、ピッチングアクチュエータ１２とローリングアクチュエータ１３とを連結する連結フレーム６３にもクランプ部材６３ｄ・６３ｅ（図５Ａ参照）が取り付けられている。電気ケーブルＰ７はこれら３つのクランプ部材６４ａ・６３ｄ・６３ｅを通過した後に、ピッチングアクチュエータ１２の側部を通過して、さらに下方に伸びている。図５Ａで示すように、電気ケーブルＰ７は、ピッチングアクチュエータ１２の回転中心線Ａ１２、言い換えれば、連結フレーム６３の回転中心線と交差して下方に伸びている。フレーム６２は、ピッチングアクチュエータ１２の下側に形成されているケーブルガイド６２ａ（図２Ａ参照）を有している。ピッチングアクチュエータ１２の回転中心線Ａ１２を通過した電気ケーブルＰ７は、ケーブルガイド６２ａに向かって伸びている。ケーブルガイド６２ａとクランプ部材６３ｅとによって、電気ケーブルＰ７の位置が規定されている。電気ケーブルＰ７をこのようにレイアウトすることによって、ピッチングアクチュエータ１２の駆動時に電気ケーブルＰ７に作用する負荷を軽減できる。

［連結フレーム］
図７Ａ～図９Ｂを参照しながら、ピッチングアクチュエータ１２に取り付けられている連結フレーム６３について説明する。なお、以下で説明する連結フレーム６３の構造は、ピッチングアクチュエータ１２とは異なるアクチュエータに適用されてもよい。図１を参照すると、例えば、頭部に配置されるアクチュエータ４３や、脚部２０Ｒ・２０Ｌの上部に位置しているアクチュエータ２３、腕部３０Ｒ・３０Ｌのアクチュエータ３３・３５に、以下で説明する連結フレーム６３の構造が適用されてよい。つまり、被連結部品（例えば、隣に位置する第２のアクチュエータ）が第１のアクチュエータの回転中心線に対して直交する方向に位置している場合、第１のアクチュエータの回転出力部に取り付けられる連結フレームに、連結フレーム６３の構造が適用されてよい。連結フレーム６３に関連する以下の説明では、ピッチングアクチュエータ１２を単にアクチュエータと称する。

図７Ａ及び図７Ｂで示すように、連結フレーム６３は略Ｕ字形状であり、アクチュエータ１２の回転中心線Ａ１２においてアクチュエータ１２を挟むように配置されている。連結フレーム６３はアクチュエータ１２の回転出力部１２ｃ（図４Ａ参照）に取り付けられている第１被取付部６３ｇ（図２Ｂ及び図７Ｃ参照）を有している。第１被取付部６３ｇは回転中心線Ａ１２に沿った方向において回転出力部１２ｃと対向している。第１被取付部６３ｇは、例えば複数の螺子６３ｈ（例えば、３本の螺子６３ｈ）によって回転出力部１２ｃに取り付けられる。

図７Ｂで示すように、アクチュエータ１２を挟んで回転出力部１２ｃとは反対側に、ベアリング１４が配置されている。連結フレーム６３は、第１被取付部６３ｇとは反対側に、ベアリング１４に取り付けられる第２被取付部６３ｉを有している。第２被取付部６３ｉは第２アーム部６３ｃの基部に形成されている環状部分である。第２被取付部６３ｉの内側にベアリング１４が嵌められている。連結フレーム６３の残部（第１被取付部６３ｇ以外の部分）は、さらに支持部６３ａと第１アーム部６３ｂとを有している。第１被取付部６３ｇと第２被取付部６３ｉは第１アーム部６３ｂ、支持部６３ａ、第２アーム部６３ｃを介して互いに接続されている。支持部６３ａにローリングアクチュエータ１３が取り付けられている（図２Ｂ参照）。アクチュエータ１２の駆動によって、連結フレーム６３が回転中心線Ａ１２を中心として、アクチュエータ１２及びフレーム６２に対して相対的に回転する。

ロボット１の例では、第２アーム部６３ｃと支持部６３ａは一体的に形成されている。すなわち、第２アーム部６３ｃと支持部６３ａは、螺子などの固定具で互いに固定されるのではなく、鋳造工程や金属加工によって形成される連続した部材である。一方、第１アーム部６３ｂは、第１被取付部６３ｇと支持部６３ａとは別個に形成された部材である。第１アーム部６３ｂは、固定具（例えば、螺子６３ｎ・６３ｍ）によって第１被取付部６３ｇと支持部６３ａとに取り付けられている。

ロボット１は、アクチュエータ１２の動き及び位置を検知するための回転センサ１６を有している。回転センサ１６は、図７Ａ及び図７Ｃで示すように、連結フレーム６３に取り付けられているセンサ回転部１６ａと、回転中心線Ａ１２に沿った方向でセンサ回転部１６ａと対向しているセンサ固定部１６ｂとを有している。回転センサ１６は例えば磁束の変化を利用して回転を検知する磁気角度センサである。センサ回転部１６ａは例えば磁石である。センサ固定部１６ｂは例えばホールＩＣが実装されたセンサ基板であり、センサ回転部１６ａの回転に起因する磁束変化に応じた信号を出力する。アクチュエータ１２と連結フレーム６３が利用される場所によっては、センサ回転部１６ａがセンサ基板であり、センサ固定部１６ｂが磁石であってもよい。

［第１被取付部の可動範囲］
センサ回転部１６ａは、第１アーム部６３ｂではなく、第１被取付部６３ｇに取り付けられている。センサ回転部１６ａはアクチュエータ１２の回転中心線Ａ１２に位置する。図９Ａで示すように、第１被取付部６３ｇは回転出力部１２ｃに取り付けられ、連結フレーム６３の残部（第１アーム部６３ｂ、支持部６３ａ、及び第２アーム部６３ｃ）は第１被取付部６３ｇから取り外すことができる。この状態において、第１被取付部６３ｇと回転出力部１２ｃは、３６０度（１回転）より大きな角度に亘って回転中心線Ａ１２を中心として回転可能である。つまり、第１被取付部６３ｇと回転出力部１２ｃを３６０度よりも大きな角度に亘って回転させたときに、これらは他の部品や、部材、部位と干渉しない。ロボット１の例では、第１被取付部６３ｇと回転出力部１２ｃを回転させたときに、それらはアクチュエータ１２を支持しているフレーム６２と干渉しない。

図９Ａで示すように、回転センサ１６を連結フレーム６３の第１被取付部６３ｇに取り付けている状態で、回転センサ１６のキャリブレーションを行うことができる。また、連結フレーム６３の残部が第１被取付部６３ｇから取り外されている状態では、第１被取付部６３ｇと回転出力部１２ｃが３６０度より大きな角度に亘って回転可能であるので、すなわち、第１被取付部６３ｇと回転出力部１２ｃの回転範囲に制限がないので、この状態でキャリブレーションをすることによって、キャリブレーションを正確に行うことができる。

［フレームと第１被取付部］
アクチュエータ１２を支持しているフレーム６２は、図７Ａで示すように、アクチュエータ１２に取り付けられる本体６２ｃと、センサ支持部６２ｄとを有している。また、フレーム６２は、ベアリング１４を支持するベアリング支持部６２ｇ（図７Ｂ参照）を有してもよい。図７Ｂで示すように、ベアリング支持部６２ｇは、ベアリング１４に取り付けられている連結フレーム６３の第２被取付部６３ｉの外縁を支持する支持部６２ｋを有している。

センサ固定部１６ｂ（具体的には、センサ基板）はセンサ支持部６２ｄに取り付けられている。センサ支持部６２ｄは螺子などの固定具によって本体６２ｃに取り付けられている。フレーム６２のこの構造によると、本体６２ｃからセンサ支持部６２ｄを取り外している状態で、第１被取付部６３ｇを螺子６３ｈによって回転出力部１２ｃに取り付ける作業を行うことが可能となり、第１被取付部６３ｇの取付作業を容易化できる。

図７Ａで示すように、センサ支持部６２ｄは、本体６２ｃから回転中心線Ａ１２に沿った方向で伸びている接続部６２ｅと、接続部６２ｅから回転中心線Ａ１２に向かって伸びている側部６２ｆとを有している。センサ固定部１６ｂはこの側部６２ｆに取り付けられている。

図８で示すように、第１被取付部６３ｇは、アクチュエータ１２の回転出力部１２ｃの回転中心線Ａ１２から最も遠い位置にある最遠部６３ｊを有している。回転中心線Ａ１２から最遠部６３ｊまでの距離は、回転中心線Ａ１２からフレーム６２までの距離、より具体的には回転中心線Ａ１２からフレーム６２の接続部６２ｅまでの距離（回転中心線Ａ１２から接続部６２ｅに下ろした垂線の長さ）よりも小さい。第１被取付部６３ｇがこのようなサイズに形成されているので、第１被取付部６３ｇと回転出力部１２ｃは、３６０度より大きな角度に亘って回転可能である。なお、回転出力部１２ｃは第１被取付部６３ｇの外縁より内側に位置している。

［第１被取付部と第１アーム部との取付構造］
図７Ｄで示すように、アクチュエータ１２を回転中心線Ａ１２に沿った方向に見たとき、第１被取付部６３ｇと第１アーム部６３ｂはフレーム６２の側部６２ｆによって覆われない領域Ｒ１（すなわち、フレーム６２の側部６２ｆの外縁６２ｈの外側に形成される領域）を有している。第１アーム部６３ｂと第１被取付部６３ｇは、領域Ｒ１に形成された取付穴に差し込まれる複数の固定具（具体的には、螺子６３ｎ、図７Ｄ参照）によって互いに固定されている。この構造によると、キャリブレーションが終わった回転センサ１６のセンサ固定部１６ｂ（センサ基板）が取り付けられているセンサ支持部６２ｄをフレーム６２の本体６２ｃから取り外すことなく、第１アーム部６３ｂを第１被取付部６３ｇに取り付けることが可能となる。

領域Ｒ１は、第１アーム部６３ｂと第１被取付部６３ｇとを回転中心線Ａ１２の周りに回転させることによってフレーム６２の側部６２ｆの外縁６２ｈの外側で露出する領域の全体を含む。したがって、第１アーム部６３ｂの回転位置がある角度に固定されているときに側部６２ｆによって覆われている部分をも領域Ｒ１は含んでおり、その覆われている部分にも固定具（具体的には、螺子６３ｎ）が差し込まれている。この構造によると、アーム部６３ｂと第１被取付部６３ｇとの間の取付位置の数を増すことができ、連結フレーム６３の耐久性を向上できる。

［連結フレームの残部］
連結フレーム６３の残部は分割可能である。すなわち、第１アーム部６３ｂと、第２被取付部６３ｉを有する部分は、螺子６３ｎなどの固定具によって互いに接続されており、分離可能である。このため、回転中心線Ａ１２に沿った方向において第２被取付部６３ｉをベアリング１４に嵌めることができる。加えて、回転中心線Ａ１２に沿った方向で第１アーム部６３ｂと第１被取付部６３ｇとに固定具（螺子６３ｎ）を差し込むことができる。このため、例えば、第１被取付部６３ｇと第１アーム部６３ｂとを半径方向において互いに固定する構造に比して、固定具（螺子６３ｎ）の数を増すことが容易となる。その結果、連結フレーム６３の耐久性や強度を向上できる。

ロボット１の例では、上述したように、第２被取付部６３ｉは第２アーム部６３ｃの一部であり、第２アーム部６３ｃと支持部６３ａは、一体的に形成される１つの部材を構成している。支持部６３ａと第１アーム部６３ｂは複数の螺子６３ｍ（図７Ａ参照）によって互いに固定されている。ロボット１の製造工程において、キャリブレーションが終了すると、図９Ｂで示すように、第１被取付部６３ｇに第１アーム部６３ｂが螺子６３ｎによって取り付けられる。また、第２被取付部６３ｉがベアリング１４に嵌められ、その後、第１アーム部６３ｂと支持部６３ａとが螺子６３ｍで互いに固定される。

ロボット１の例とは異なり、第１アーム部６３ｂと支持部６３ａとが一体的に形成される１つの部材を構成し、支持部６３ａと第２アーム部６３ｃとが螺子によって互いに固定されていてもよい。さらに他の例では、第１アーム部６３ｂと支持部６３ａと第２アーム部６３ｃは一体的に形成され、鋳造や金属加工で形成される１つの部材を構成していてもよい。

［まとめ］
（１）以上説明したように、ロボット１は、胴体１０のヨーイングを可能とするヨーイングアクチュエータ１１と、ヨーイングアクチュエータ１１の上方に配置され、ヨーイングアクチュエータ１１によって支持され、胴体１０のピッチングを可能とするピッチングアクチュエータ１２と、ピッチングアクチュエータ１２の後方に配置され、ピッチングアクチュエータ１２によって支持され、胴体１０のローリングを可能とするローリングアクチュエータ１３とを有している。このロボット１によると、胴体１０の前方への傾斜範囲を十分に確保でき、また、胴体１０の右方及び左方への傾斜範囲も十分に確保できる。

（２）また、ロボット１は、脚部２０Ｌを動かす脚アクチュエータ２２と、正面視において左右の脚アクチュエータ２２の間に位置し、胴体１０のヨーイングを可能とするヨーイングアクチュエータ１１とを有している。また、ロボット１は、ヨーイングアクチュエータ１１の上方に配置されている、胴体１０のピッチングと胴体１０のローリングとをそれぞれ可能とするアクチュエータ１２・１３を有している。このロボットによると、胴体１０を動かすアクチュエータ１１・１２・１３の位置を全体的に下げることができるので、ロボット１の重心位置が下がり、ロボット１の動きの安定性を向上できる。なお、この構造において、ヨーイングアクチュエータ１１の上方に配置されるアクチュエータ（胴体１０を動かすアクチュエータ）は、ピッチングアクチュエータ１２とローリングアクチュエータ１３のうちの一方だけであってもよい。なお、この構造において、ヨーイングアクチュエータ１１の上方に配置されるアクチュエータ（胴体１０を動かすアクチュエータ）は、ピッチングアクチュエータ１２とローリングアクチュエータ１３のうちの一方だけであってもよい。

（３）ピッチングアクチュエータ１２とローリングアクチュエータ１３は前後方向で並んでいる。そして、ピッチングアクチュエータ１２はシリアルアクチュエータである一方で、ローリングアクチュエータ１３はパラレルアクチュエータである。すなわち、ピッチングアクチュエータ１２においては、回転出力部１２ｃの回転中心線Ａ１２は電動モータ１２ａの回転中心線と同じである一方で、ローリングアクチュエータ１３においては、回転出力部１３ｃの回転中心線Ａ１３は電動モータ１３ａの回転中心線Ｂ１３から電動モータ１３ａの半径方向に離れている。この構造によって、ロボット１の胴体１０の前後方向でのサイズを低減できる。

（４）連結フレーム６３は、ピッチングアクチュエータ１２の回転出力部１２ｃに取り付けられている第１被取付部６３ｇと、第１被取付部６３ｇに接続している残部（第１アーム部６３ｂ、支持部６３ａ、第２アーム部６３ｃ）とを有している。回転センサ１６は、第１被取付部６３ｇに取り付けられているセンサ回転部１６ａと、センサ回転部１６ａと対向しているセンサ固定部１６ｂとを有している。回転センサ１６は、センサ固定部１６ｂに対するセンサ回転部１６ａの回転に応じた信号を出力する。第１被取付部６３ｇが回転出力部１２ｃに取り付けられ、連結フレーム６３の残部が第１被取付部６３ｇから取り外されている状態において、第１被取付部６３ｇと回転出力部１２ｃは３６０度より大きな角度に亘って回転可能である。

（４）の構造によると、連結フレーム６３の第１被取付部６３ｇに回転センサ１６のセンサ回転部１６ａを取り付けている状態で、回転センサ１６のキャリブレーションを行うことができる。また、連結フレーム６３の残部が第１被取付部６３ｇから取り外されている状態では第１被取付部６３ｇが３６０度より大きな角度に亘って回転可能であるので、つまり第１被取付部６３ｇの回転範囲に制限がないので、この状態でキャリブレーションをすることによって、キャリブレーションを正確に行うことができる。

なお、（４）で説明する連結フレーム６３の構造は、ピッチングアクチュエータ１２とは異なるアクチュエータに適用されてもよい。図１を参照すると、例えば、頭部に配置されるアクチュエータ４３や、脚部２０Ｒ・２０Ｌの上部に位置しているアクチュエータ２３、腕部３０Ｒ・３０Ｌのアクチュエータ３３・３５に、（４）で説明する連結フレーム６３の構造が適用されてよい。

ピッチングアクチュエータ１２は、上述したように、回転出力部の回転中心線と電動モータの回転中心線が同じであるシリアルアクチュエータであった。しかしながら、（４）で説明する連結フレーム６３は、回転出力部の回転中心線が電動モータの回転中心線から離れているパラレルアクチュエータに適用されてもよい。この場合、連結フレーム６３の第１被取付部６３ｇはアクチュエータの回転出力部に取り付けられ、連結フレーム６３の第２被取付部６３ｉは回転出力部を挟んでアクチュエータ（減速機構）とは反対側に位置しているベアリングに取り付けられてよい。

ロボット１の例では、連結フレーム６３に被連結部品としてローリングアクチュエータ１３が取り付けられていた。しかしながら、被連結部品はアクチュエータでなく、例えばロボット１の腕部３０Ｒ・３０Ｌを構成するフレームや、脚部２０Ｒ・２０Ｌを構成するフレームであってもよい。

さらに他の例では、連結フレーム６３が取り付けられているアクチュエータの位置によっては、連結フレーム６３の位置が固定されていて、アクチュエータの駆動によってアクチュエータとそれを支持するフレームとが連結フレーム６３に対して動いてもよい。この場合、連結フレーム６３にセンサ回転部１６ａとしてホールＩＣが実装された基板が取り付けられ、アクチュエータを支持するフレームにセンサ固定部１６ｂとして磁石が取り付けられてもよい。

１ ロボット、１０ 胴体、１１ ヨーイングアクチュエータ、１１ａ 電動モータ、１１ｂ 減速機構、１１ｃ 回転出力部、１１ｄ ケース、１１ｅ 下端、１１ｆ 上端、１２ ピッチングアクチュエータ、１２ａ 電動モータ、１２ｃ 回転出力部、１３ ローリングアクチュエータ、１３ａ 電動モータ、１３ｃ 回転出力部、１３ｄ ケース、１３ｅ 上端、１５ メイン基板、１５ａ 回路基板、２０Ｌ 左脚部、２０Ｒ 右脚部、２２ 脚アクチュエータ、２２ａ 電動モータ、２２ｃ 回転出力部、２２ｄ ケース、２２ｅ 上端、２２ｆ 下端、２２ｆ 回転出力部、２５・２６ アクチュエータ、３０Ｌ 左腕部、３０Ｒ 右腕部、３２ 肩アクチュエータ、３２ｃ 回転出力部、３２ｅ 下端、３４・３５ アクチュエータ、４０ 頭部、４２ 頭アクチュエータ、４２ｃ 回転出力部、４２ｅ 下端、６１ フレーム、６２ フレーム、６２ｅ 接続部、６２ｆ 側部、６２ｈ 外縁、６２ｋ 支持部、６３ 連結フレーム、６３ａ 支持部、６３ｂ・６３ｃ アーム部、６３ｄ・６３ｅ クランプ部材、６３ｇ 第１被取付部、６３ｉ 第２被取付部、６３ｈ 螺子、６３ｊ 最遠部、６３ｍ・６３ｎ 螺子、６４Ａ・６４Ｂ フレーム、６４ａ クランプ部材、Ｐ７ 電気ケーブル。

Claims (17)

1. 胴体のヨーイングを可能とするヨーイングアクチュエータと、
   前記ヨーイングアクチュエータの上方に配置され、前記ヨーイングアクチュエータによって支持され、前記胴体のピッチングを可能とするピッチングアクチュエータと、
   前記ピッチングアクチュエータの後方に配置され、前記ピッチングアクチュエータによって支持され、前記胴体のローリングを可能とするローリングアクチュエータとを有している
   ロボット。
2. 前記ヨーイングアクチュエータは、被支持部と、上下方向に沿っている回転中心線を中心として前記被支持部に対して回転可能な可動部とを有し、
   前記ピッチングアクチュエータは、前記ヨーイングアクチュエータの前記可動部で支持されている被支持部と、左右方向に沿っている回転中心線を中心として、前記ピッチングアクチュエータの前記被支持部に対して回転可能な可動部とを有し、
   前記ローリングアクチュエータは、前記ピッチングアクチュエータの前記可動部で支持されている被支持部と、前後方向に沿っている回転中心線を中心として、前記ローリングアクチュエータの前記被支持部に対して回転可能な可動部とを有している
   請求項１に記載のロボット。
3. 左右方向に沿っている前記ピッチングアクチュエータの前記回転中心線と、前後方向に沿っている前記ローリングアクチュエータの前記回転中心線は、１つの平面を形成する
   請求項２に記載のロボット。
4. 上下方向に沿っている前記ヨーイングアクチュエータの前記回転中心線と、左右方向に沿っている前記ピッチングアクチュエータの前記回転中心線は、１つの平面を形成する
   請求項２に記載のロボット。
5. 前記ローリングアクチュエータは、電動モータと、減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの回転を受ける回転出力部とを有し、
   前記ローリングアクチュエータの前記回転出力部は前記ピッチングアクチュエータによって支持され、
   前記ローリングアクチュエータの前記電動モータは前記回転出力部の回転中心線から上方に離れ、前記胴体の上部は前記電動モータの上方に位置し、前記ローリングアクチュエータによって支持されている
   請求項１に記載のロボット。
6. 前記ローリングアクチュエータによって支持され、腕部を動かす肩アクチュエータと頭部を動かす頭アクチュエータとをさらに有し、
   前記肩アクチュエータと前記頭アクチュエータのうち少なくとも一方のアクチュエータは、前記ロボットの側面視において、前記ローリングアクチュエータより前方に位置している
   請求項１に記載のロボット。
7. 前記肩アクチュエータと前記頭アクチュエータのうち前記少なくとも一方のアクチュエータの下端の位置は、前記ロボットの側面視において、前記ローリングアクチュエータの上端の位置よりも低い
   請求項６に記載のロボット。
8. 前記ローリングアクチュエータの上方に配置され、前記ローリングアクチュエータによって支持される回路基板と、
   前記ローリングアクチュエータによって支持され、腕部を動かす肩アクチュエータと頭部を動かす頭アクチュエータとをさらに有し、
   前記肩アクチュエータと前記頭アクチュエータのうち少なくとも一方のアクチュエータの下端の位置は、前記ロボットの側面視において、前記回路基板よりも低い
   請求項１に記載のロボット。
9. 左脚部の上部に位置し、前記左脚部を動かす左脚アクチュエータと、
   右脚部の上部に位置し、前記右脚部を動かす右脚アクチュエータと、をさらに有し、
   前記ヨーイングアクチュエータは、前記ロボットの正面視において前記右脚アクチュエータと前記左脚アクチュエータとの間に位置している
   請求項１に記載のロボット。
10. 前記ピッチングアクチュエータは、電動モータと、減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの回転を受ける回転出力部とを有し、前記回転出力部が左右方向で沿っている第１中心線を中心として回転可能であり、
    前記ローリングアクチュエータは、電動モータと、減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの回転を受ける回転出力部とを有し、前記回転出力部が前後方向で沿っている第２中心線を中心として回転可能であり、
    前記ピッチングアクチュエータにおいて、前記電動モータの回転中心は前記第１中心線に位置しており、
    前記ローリングアクチュエータにおいて、前記電動モータの回転中心は前記第２中心線から前記電動モータの半径方向に離れている
    請求項１に記載のロボット。
11. 左脚部の上部に位置し、前記左脚部を動かす左脚アクチュエータと、
    右脚部の上部に位置し、前記右脚部を動かす右脚アクチュエータと、
    正面視において前記右脚アクチュエータと前記左脚アクチュエータとの間に位置し、胴体のヨーイングを可能とするヨーイングアクチュエータと、
    前記ヨーイングアクチュエータの上方に配置されている、前記胴体のピッチング又は前記胴体のローリングを可能とする少なくとも１つのアクチュエータとを有している
    ロボット。
12. 側面視において、前記ヨーイングアクチュエータの少なくとも一部は前記左脚アクチュエータと前記右脚アクチュエータと重なる
    請求項１１に記載されるロボット。
13. 前記ヨーイングアクチュエータの上端の位置は、前記左脚アクチュエータの上端の位置及び前記右脚アクチュエータの上端の位置よりも低い
    請求項１１に記載されるロボット。
14. 前記ヨーイングアクチュエータの下端の位置は、前記左脚アクチュエータの下端の位置及び前記右脚アクチュエータの下端の位置よりも低い
    請求項１１に記載されるロボット。
15. 前記ヨーイングアクチュエータと前記右脚アクチュエータと前記左脚アクチュエータのそれぞれは、電動モータと、減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの回転を受ける回転出力部とを有し、前記回転出力部が上下方向で沿っている回転中心線を中心として回転可能であり、
    前記ヨーイングアクチュエータにおいて、前記回転出力部は前記電動モータから前方と後方のうちの一方の方向に離れており、
    前記右脚アクチュエータと前記左腕アクチュエータとにおいて、前記回転出力部は前記電動モータから前方と後方のうちの他方の方向に離れている
    請求項１１に記載されるロボット。
16. 前記ヨーイングアクチュエータと前記右脚アクチュエータと前記左脚アクチュエータのそれぞれは電動モータと、前記電動モータから回転を受ける回転出力部とを有し、
    前記ヨーイングアクチュエータの前記電動モータは、前記右脚アクチュエータと前記左脚アクチュエータの前記電動モータから前後方向において離れている
    請求項１１に記載されるロボット。
17. 電動モータと、減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの回転を受ける回転出力部とを有し、前記回転出力部が左右方向に沿っている第１中心線を中心として回転可能であり、胴体のピッチングを可能とするピッチングアクチュエータと、
    電動モータと、減速機構と、前記減速機構を介して前記電動モータの回転を受ける回転出力部とを有し、前記回転出力部が前後方向に沿っている第２中心線を中心として回転可能であり、前記胴体のローリングを可能とするローリングアクチュエータと
    を有し、
    前記ピッチングアクチュエータと前記ローリングアクチュエータは前後方向で並んでおり、
    前記ピッチングアクチュエータにおいて、前記電動モータの回転中心は前記第１中心線に位置しており、
    前記ローリングアクチュエータにおいて、前記電動モータの回転中心は前記第２中心線から前記電動モータの径方向で離れている
    ロボット。

Images