JP4277671B2 - Walking robot and its foot device - Google Patents
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Description
本発明は、歩行ロボットの足首関節に接続して用いる足先装置と、その足先装置を備える歩行ロボットに関する。なお、特許請求の範囲及び本明細書において、「足先」とは足首関節よりも末端側の部分を意味する。 The present invention relates to a foot device used by being connected to an ankle joint of a walking robot, and a walking robot including the foot device. In the claims and the present specification, the “foot tip” means a portion on the terminal side of the ankle joint.
体幹(胴体)に対して両脚の相対的姿勢を変化させることによって歩行するロボットが開発されている(特許文献1に、この種の歩行ロボットの一例が開示されている)。この種の歩行ロボットのなかには、足先装置を足先前側部材と足先後側部材とで構成し、両者を揺動可能に接続したものが開発されている。この種の足先装置を利用すると、つま先立ちするロボットを実現することができる。以後では、この種のロボットをつま先関節を持つロボットということにする。
ヒトがつま先立ちすると接地面が小さくなって姿勢が不安定になるのと同様に、つま先関節を持つロボットはつま先立ちすると接地面が小さくなってロボットの姿勢が不安定になるという問題を持っている。つま先関節を持つロボットは、ヒトの構造を忠実に再現したために、ヒトが持つ弱点までをも踏襲してしまっている。
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、つま先関節を持つロボットを安定的に支えることができる足先装置を提供することを目的とする。
Just as a human being stands on a toe, the contact surface becomes smaller and the posture becomes unstable. Similarly, a robot having a toe joint has a problem that when a toe stands on the toe, the contact surface becomes smaller and the posture of the robot becomes unstable. Robots with toe joints have faithfully reproduced the structure of humans, and have followed even the weaknesses of humans.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a toe device that can stably support a robot having a toe joint.
本発明では、二足歩行ロボットの足首関節に接続して用いる足先装置を提供する。本発明の足先装置は、揺動可能に接続されている2つの部材と、その2つの部材を揺動させるアクチュエータを備えている。一方の部材は二足歩行ロボットの足首関節に接続するものである。少なくとも他方の部材には接地面が形成されている。前記した2つの部材の揺動軸は、一方の部材の前端付近を左右方向に伸びているとともに、他方の部材の前後方向での中間位置を左右方向に伸びている。本発明の足先装置は、上記構成を備えていることを特徴としており、第3・第4の部材が付加されていることもある。
この足先装置では、2つの部材を相対的に揺動させる揺動軸によってつま先関節を実現している。つま先立ちしている姿勢でも、他方の部材が揺動軸よりも後方に伸びた状態で接地しており、つま先関節よりも後方側でも接地しつづける。ヒトには実現できない、足裏の全長を使って接地すると同時につま先立ちすることができ、つま先立ちしたときの接地面を広く維持することができる。この足先装置を利用すると、二足歩行ロボットが安定した状態でつま先立ちすることができる。あるいは、接地脚から遊脚に移行するときに見られる足先前半部の接地状態でのロボット姿勢を安定させることができる。
The present invention provides a foot tip device that is used by connecting to an ankle joint of a biped robot. The foot tip device of the present invention includes two members that are swingably connected and an actuator that swings the two members. One member is connected to the ankle joint of the biped robot. A ground plane is formed on at least the other member . Swinging axes of the two members noted before, together extend around the front end of the one member in the lateral direction, extends an intermediate position in the longitudinal direction of the other member in the lateral direction. The foot tip device of the present invention is characterized by having the above-described configuration, and third and fourth members may be added.
In this toe device, a toe joint is realized by a swing shaft that swings two members relatively. Even in a posture in which the toes stand, the other member is grounded in a state of extending rearward from the swing shaft, and the grounding is continued on the rear side of the toe joint. It is possible to stand toes at the same time as using the full length of the sole, which cannot be realized by humans, and to maintain a wide contact surface when standing toes. By using this toe device, the biped robot can stand on its toes in a stable state. Alternatively, it is possible to stabilize the robot posture in the ground contact state of the front half of the foot, which is seen when shifting from the ground leg to the free leg.
上記の足先装置では、一方の部材にも接地面を形成しておき、他方の部材を、左辺と右辺とそれらの辺の前側同士を接続する前辺とを有する略U字形状に形成する。この場合、他方の部材の左辺が一方の部材の左側を揺動軸から後方に伸び、他方の部材の右辺が一方の部材の右側を揺動軸から後方に伸びる。
他方の部材を略U字形状に形成するとともに一方の部材をその中央部の凹所に入り込む構成とすると、無駄に重複する部分をなくして足先装置を軽量することができる。
In the above-described foot device , a ground contact surface is also formed on one member, and the other member is formed in a substantially U shape having a left side, a right side, and a front side connecting the front sides of those sides. The In this case, the left side of the other member extends rearward from the swing shaft on the left side of one member, and the right side of the other member extends rearward from the swing shaft on the right side of the one member.
When configured to enter one of the members to form the other side of the member in a substantially U-shaped recess of the central portion, it is possible to reduce the weight of the toe unit by eliminating the portion that wasteful duplication.
本発明の足先装置を利用すると、つま先立ちしたときにつま先関節よりも後方側で接地させ続けることができるだけでなく、足首関節に接地荷重が掛かる直前の状態になった時を検出することが可能となる。
即ち、左右の足首関節の各々に本発明の足先装置が接続されている二足歩行ロボットに、遊脚の足首関節に接続されている足先装置の他方の部材の後端が、その他方の部材の前端よりも下方に位置し、しかも、一方の部材の足首関節ヘの接続点よりも下方に位置するようにアクチュエータを制御する装置と、それぞれの足先装置の他方の部材の後端が接地したことを検知する手段を付加すると、足首関節に接地荷重が掛かる直前の状態となった時を検出することが可能となる。
この二足歩行ロボットは、遊脚の足首関節に接地荷重が掛かる直前の状態になると、遊脚の足首関節に接続されている足先装置の他方の部材の後端が接地する。この接地したことが検知手段によって検知されるために、足首関節に接地荷重が掛かる直前の状態になった時を検出することが可能となる。この時のロボット姿勢と他方の部材の姿勢から、遊脚の足首関節に接地荷重が掛かる前に、接地面の高さを検出することもできる。
When the toe device of the present invention is used, it is possible not only to continue grounding on the rear side of the toe joint when standing on the toe, but also to detect when the ankle joint is in a state immediately before a grounding load is applied. It becomes.
That is, to the biped walking robot in which the toe device of the present invention is connected to each of the left and right ankle joints, the rear end of the other member of the toe device connected to the ankle joint of the free leg is the other side. A device that controls the actuator so that it is located below the front end of the member and below the connection point of one member to the ankle joint, and the rear end of the other member of each foot tip device If a means for detecting that the ground is touched is added, it becomes possible to detect the time immediately before the ground load is applied to the ankle joint.
In this biped robot, when the ground load is applied to the ankle joint of the free leg, the rear end of the other member of the toe device connected to the ankle joint of the free leg is grounded. Since this ground contact is detected by the detection means, it is possible to detect the time immediately before the ground load is applied to the ankle joint. From the posture of the robot and the posture of the other member at this time, the height of the ground contact surface can be detected before the ground load is applied to the ankle joint of the free leg.
遊脚の足首関節に接続されている足先装置の前記した他方の部材の後端が接地したことを検知すると、当該遊脚の足首関節の下向きの移動速度を減速することが好ましい。
このようにすると、足先がゆっくりと接地するようになり、足先に大きな接地衝撃がかかることを防止することができる。
When it is detected that the rear end of the other member of the toe device connected to the ankle joint of the free leg is grounded, it is preferable to reduce the downward moving speed of the ankle joint of the free leg.
If it does in this way, a tip will come to contact | abut slowly and it can prevent that a big grounding impact is applied to a tip.
ここでは、下記の実施例に記載の技術の主要な特徴をまとめておく。
なお以下では、歩行ロボットの進行方向をx軸、左右方向をy軸、高さ方向をz軸とする。
(形態1)第1足平部(一方の部材)は、足首関節を介して下腿部に接続されている。第1足平部は、足首関節によって下腿部に対して、x軸回りに揺動可能であるとともにy軸回りに揺動可能である。
(形態2)第1足平部は、接地状態で平面視すると略四角形状の板状部材である。第2足平部(他方の部材)は、接地状態で平面視すると略U字形状の板状部材である。接地状態では、第1足平部の前面と左右の側面が第2足平部によって囲まれている。第1足平部の下面も接地する。
(形態3)形態2とは異なり、第1足平部と第2足平部は、いずれもが平面視すると略四角形状の板状部材である。この場合、第1足平部は接地しない。
(形態4)第1足平部と第2足平部は、つま先関節の回りをモータによって揺動させられる。モータには減速機構(例えばハーモニックギア)が接続されている。
(形態5)第1足平部と第2足平部を相対的に揺動させるモータには、エンコーダが組込まれている。
Here, the main features of the techniques described in the following examples are summarized.
In the following, it is assumed that the traveling direction of the walking robot is the x-axis, the left-right direction is the y-axis, and the height direction is the z-axis.
(Mode 1) The first foot (one member) is connected to the lower leg via an ankle joint. The first foot can swing around the x-axis and swing around the y-axis with respect to the crus by the ankle joint.
(Mode 2) The first foot portion is a substantially quadrangular plate-like member when viewed from above in a grounded state. The second foot portion (the other member) is a substantially U-shaped plate-like member when viewed in plan in a grounded state. In the grounding state, the front surface and the left and right side surfaces of the first foot portion are surrounded by the second foot portion. The lower surface of the first foot is also grounded.
(Embodiment 3) Unlike
(Mode 4) The first foot portion and the second foot portion are swung around the toe joint by a motor. A reduction mechanism (for example, a harmonic gear) is connected to the motor.
(Mode 5) An encoder is incorporated in a motor that relatively swings the first foot portion and the second foot portion.
(第1実施例) 図面を参照して本発明の実施例を説明する。図1は、本実施例に係るロボット50のスケルトン図である。この実施例でも、ロボット50の歩行方向をX軸とし、ロボット50の左右方向をY軸とし、ロボット50の高さ方向をZ軸とする。
ロボット50は、胴体部20と、その胴体部20に股関節によって接続されている左足21及び右足22を有する。ロボット50は二足歩行ロボットである。
左足21は、胴体部20に左股関節1,3を介して接続されている左上腿部23と、左上腿部23に左膝関節5を介して接続されている左下腿部25と、左下腿部25に左足首関節7,9を介して接続されている左足先部27から構成される。左股関節1,3は、Y軸回りに揺動するとともにX軸回りに揺動する。左膝関節5はY軸回りに揺動する。左足首関節7,9は、Y軸回りに揺動するとともにX軸回りに揺動する。
同様に、右足22も、胴体部20に右股関節2,4を介して接続されている右上腿部24と、右上腿部24に右膝関節6を介して接続されている右下腿部26と、右下腿部26に右足首関節8,10を介して接続されている右足先部28から構成される。右股関節2,4は、Y軸回りに揺動するとともにX軸回りに揺動する。右膝関節6はY軸回りに揺動する。右足首関節8,10は、Y軸回りに揺動するとともにX軸回りに揺動する。
左足先部27は、第1足平部27aと第2足平部27bを有している。第1足平部27aと第2足平部27bは、y軸方向(即ち左右方向)に伸びている軸11を揺動軸として相対的に揺動可能である。同様に、右足先部28は、第1足平部28aと第2足平部28bを有している。そして、第1足平部28aと第2足平部28bは、y軸方向に伸びている軸12を揺動軸として相対的に揺動可能である。なお、以下では、軸11及び軸12をつま先関節ということがある。
ロボット50は、各関節1〜12にエンコーダ付のモータを備えており、関節角を調整することができ、関節角を計測することができる。
First Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a skeleton diagram of a
The
The
Similarly, the
The left
The
次に左足先部27の構造について簡単に説明しておく。右足先部28は、左足先部27と同様の構造をしているために、説明を省略する。
第1足平部27aは、略直方体形状の板状部材であり、軸7及び軸9を介して左下腿部25と接続されている。第1足平部27aは、左下腿部25に対してx軸とy軸の回りに揺動可能である。
第2足平部27bは、第1足平部27aの前側を左右方向に伸びる前部100と、前部100の両端から第1足平部27aの側面に沿って後方に伸びる後部102(右辺)と後部104(左辺)とから構成されている。第2足平部27bは、前部100と右辺102と右辺104とから構成され、平面視すると略コ字形状または略U字形状となっている。第2足平部27bの下面は同一平面に仕上げられており、全面が接地することができる。第2足平部27bは、前部100の後縁に沿って伸びる揺動軸11によって、第1足平部27aに揺動可能に接続されており、その揺動角はモータ(図1では符号を省略しているが図2の符号40で示されている)によって調整することができる。第2足平部27bの前部100は揺動軸11よりも前側に伸び、右辺102と右辺104は揺動軸11よりも後側に伸び、第2足平部27bの全体は揺動軸11を跨いで前後方向に伸びている。
図1の状態(即ち接地している状態)では、第1足平部27aの下面も接地している。第1足平部27aと第2足平部27bを同一面内に揃えると、それらの下面は同一平面に調整され、全面が接地することができる。
第1足平部27aと第2足平部27bの下面の全面が接地している状態から、第1足平部27aを揺動軸11の回りに揺動させて第1足平部27aのかかと側を持上げることができる。即ち、第1足平部27aのかかと側を浮かせてつま先立ちさせることができる。つま先立ちさせても、第2足平部27bの下面の全面が接地し続ける。つま先立ちさせても、つま先関節11の前後両側に接地面を確保することができる。
Next, the structure of the left
The
The
In the state of FIG. 1 (that is, the grounded state), the lower surface of the
From the state where the entire lower surfaces of the
図2には、左足先部27の構造が詳細に示されている。図2は、左足先部27の一部断面図である。また図3には、図2のIII方向から見た、左足先部27の側面図が示されている。ここでは、図2及び図3を参照して、左足先部27の構造を詳しく説明する。
第1足平部27aは、前方(図2のX方向;紙面右方向)に伸びるフランジ60を有している。そのフランジ60は、図2の下側から左方向に伸びる部分60aと、図2の上側から左方向に伸びる部分60bを有している。なお、図3を見ると、フランジ60の部分60aがよくわかる。
フランジ60の部分60bにはモータ40が固定されている。モータ40の回転軸11は、ハーモニックギア120と接続されている。
ハーモニックギア120は、ウェーブジェネレータ72と、フレックススプライン74と、サーキュラスプライン76とから構成される。ハーモニックギア120は公知の減速機構であるために、これ以上の説明を省略する。サーキュラスプライン76は、ボルト78a,78bによって、フランジ60の部分60bに固定されている。なお、ボルト78a,78bによって、円筒状の部材80もフランジ60の部分60bに固定されている。即ち、第1足平部27aとフランジ60とサーキュラスプライン76と部材80は、アッシー化されている。
ハーモニックギア120のフレックススプライン74は、円盤状の部材82に固定されている。その部材82は部材84と固定されている。この部材84は、アッシー化されている部材80に、ベアリング86を介して回転可能に支持されている。部材84は、第2足平部27bに設けられているフランジ88に固定されている。
フランジ60の部分60aは、ボルト62によって円筒形状の部材64に固定されている。第2足平部27bに設けられたフランジ68と、上記した部材64との間には、ベアリング66が挿入されている。
回転軸11を所定方向に回転させると、その回転速度よりも減速された速度で、第1足平部27aが第2足平部27bに対して揺動する。即ち、第1足平部27aのかかと側が浮いてつま先立ちすることになる。
FIG. 2 shows the structure of the left
The
The
The
The
A
When the
ロボット50は、関節1〜12毎に、その関節を駆動するためのアクチュエータを有している。例えば、関節11に対応して上記したモータ40が設けられている。ロボット50は、各アクチュエータを駆動制御する制御装置200を有している。図4を参照して、ロボット50の制御系の構成について説明する。図4は、ロボット50の制御系を極めて簡略化して示したブロック図である。
制御装置200は、歩容データ記憶装置202と接続されている。ここで、歩容データについて説明しておく。歩容データは、ロボット50が活動する空間の座標を定めるグローバル座標系において、体幹20(胴体)と両足先27,28の位置を指示する。体幹20と両足先27,28の位置を指示するために、体幹20と左足先27と右足先28にそれぞれ基準点が定められている。歩容データは、体幹20の基準点と左足先27の基準点と右足先28の基準点の位置を経時的に指示する、グローバル座標系での座標データ(x、y、z)を備えている。(x、y、z)の座標データは、ロボット50の動作開始からの経過時間tに対して変化する。経時的に変化する体幹20と左足先27と右足先28の位置を指示する歩容データに従って、体幹20と両足21,22の相対的姿勢を経時的に変化させることによって、ロボット50は歩行する。
歩容データ記憶装置202は、経時的に変化する体幹20と左足先27と右足先28の位置を指示する歩容データが記憶されている。
The
The
The gait
制御装置200は、歩容データ記憶装置202に記憶されている歩容データに従って、その姿勢を実現するのに必要な各関節1〜12の関節角を計算し、関節1〜12を回転させるアクチュエータを制御して計算された関節角に調整する。これにより、経時的に変化する歩容データに従って計算される各関節角が経時的に変化する。制御装置200が経時的に関節角を変化させることによって、体幹20と両足27,28の相対位置関係が経時的に変化し、その結果としてロボット50は歩行する。
なお、歩容データに従ってロボット50を制御するためのより詳しい説明は、本出願人によって既に出願されている特願2003−354866号に記載されている。
The
A more detailed explanation for controlling the
次に、ロボット50が歩行する過程で、関節11,12がどのように調整されるのかを説明していく。制御装置200には、遊脚の足先部27(28)の第2足平部27b(28b)の後端が、その前端よりも下方にあり、かつ、第1足平部27aの後端より下方にある(あるいは一致する)状態を維持するためのプログラム(以下では遊脚プログラムということにする)が設定されている。
図5を参照して、上記の遊脚プログラムによって関節11を制御する様子を説明する。図5は、遊脚プログラムによって関節11が制御された場合の、左足先部27の姿勢を時系列的に示している。
図5(a)は、地面Gに完全に接地している左足先部27を図示している。この場合、第1足平部27aと第2足平部27bの双方が接地している。
制御装置200は、図5(a)の状態から、接地している足先の第1足平部27aのかかと側を第2足平部28aに対して上方に揺動させる。即ち、つま先立ちさせる。これは、つま先立ちする方向にトルクが加わるようにモータ40を制御することで行なわれる。図5(b)には、つま先立ちしているときの足先27が示されている。
続いて、制御装置200は左足先部27を持ち上げる。即ち、左足21を遊脚にする。これは、各関節1〜10の関節角を調整することによって行なわれる。図5(c)には遊脚の足先27を図示している。この場合、第2足平部27bの後端が、その前端より下方に位置しているとともに第1足平部27aの後端より下方に位置している(当然に足首関節7,9よりも下方に位置している)。左足21が遊脚である間、図5(c)の姿勢が維持される(第1足平部27aと第2足平部28bの間の角度αが維持される)。
図5(d)には、遊脚の左足先部27が接地した瞬間を示している。第2足平部27bの後端が第1足平部27aより下方に位置しているために、第2足平部27bの後端がまず接地している。図5(d)の状態から左足先部27がさらに下方に移動すると、第2足平部27bが徐々に接地していき、最終的には図5(a)のように完全に接地する。遊脚が接地し始めてから完全に接地するまでの間に制御装置200によって行なわれる制御については後で説明する。
Next, how the
With reference to FIG. 5, how the joint 11 is controlled by the above-described swing leg program will be described. FIG. 5 shows the posture of the left
FIG. 5A illustrates the left
From the state of FIG. 5A, the
Subsequently, the
FIG. 5 (d) shows a moment when the left
遊脚の、第1足平部27a(28a)と第2足平部27b(28b)との間の揺動角α(図5(c)に示されている)は、接地するまでその角度が維持される。第2足平部27b(28b)が接地すると揺動角αが減少する。
図4に示されるエンコーダ211(212)は、第1足平部27a(28a)と第2足平部27b(28b)との揺動角を制御装置200に対して出力している。制御装置200は、エンコーダ211(212)から出力されている遊脚の揺動角がαより小さくなることを監視することによって、その遊脚が接地しはじめたことを検知することができる。制御装置200は、遊脚が接地しはじめると、その遊脚の揺動角が少しずつ減少するように、各関節1〜12を駆動するアクチュエータを制御する。具体的には、遊脚の第2足平部27b(28b)の後端が接地すると、接地する前よりも、その遊脚の足首関節を下方に移動させる速度が遅くなるように、関節1〜12を駆動するアクチュエータを制御する(この制御を接地制御と呼ぶことにする)。このようにすることによって、遊脚をゆっくりと接地させることができる。この接地制御は、遊脚の足先部27(28)の第1足平部27a(28a)と第2足平部27b(28b)の揺動角がαより小さくなってからゼロになるまで(即ち完全に接地するまで)行なわれる。
The swinging angle α (shown in FIG. 5 (c)) between the
The encoder 211 (212) shown in FIG. 4 outputs the swing angle between the
図6に、左足先部27の足首関節7,9のz方向(高さ方向)の経時変化を例示している。基準高さ(破線で示している)から左足21を上げ(左足21を遊脚とし)、遊脚の左足21を接地する様子が示されている。図中のt1、t2は第2足平部27bが接地しはじめたとき(図5(d)の状態)の時間であり、t1’、t2’は完全に接地した状態(図5(a)の状態)になった時間を示している。
図6のt1〜t1’やt2〜t2’では、左足先部27の高さ変化がゆるやかであることがわかる。これは、第2足平部27bの後端が接地した後は、左足先部27がゆっくりと接地していくように接地制御されるからである。
t2では、t1での接地高さよりも高い位置で接地している。この場合でも、t2の後に接地制御が行なわれる。t1とt1’の間の時間と、t2とt2’の間の時間は同じである。本実施例では、ロボット50の歩行面の高さが変化しても、第2足平部27b(28b)の後端が接地したことを検知できるために接地制御を適確に行なうことができる。
FIG. 6 illustrates a change with time in the z direction (height direction) of the ankle joints 7 and 9 of the left
From t1 to t1 ′ and t2 to t2 ′ in FIG. 6, it can be seen that the change in the height of the
At t2, the grounding is performed at a position higher than the grounding height at t1. Even in this case, the ground control is performed after t2. The time between t1 and t1 ′ and the time between t2 and t2 ′ are the same. In the present embodiment, even if the walking surface height of the
上記の実施例によると、2つの足平部27a(28a)、27b(28b)を相対的に揺動させることによって、つま先関節11(12)を実現している。第2足平部27b(28b)は、接地している状態では軸11(12)の前後に亘って伸びている。接地面が広く確保されている。第1足平部27a(28a)を揺動させてロボット50をつま先立ちさせても、ロボット50が安定した状態で立ち続けることができる。
歩行ロボット50は、遊脚が接地する場合に、第2足平部27b(28b)の後端がまず接地する。また、関節11(12)にはエンコーダが設けられている。このために、遊脚が接地しはじめたことを検知できる。歩行ロボットは、足先が完全に接地する前に歩行面の高さを検知することができる。そして、遊脚が接地しはじめると、その遊脚をゆっくりと接地させるようにするために、足先部27(28)に大きな衝撃がかかることを防止することができる。
According to the above embodiment, the toe joint 11 (12) is realized by relatively swinging the two
In the walking
(参考例)
ここでは、参考例について説明する。本参考例は、第1足先部と第2足先部の構造が第1実施例と異なる。図7に、参考例の左足先部327の側面図(a)と平面図(b)を簡単に示している。
参考例の第1足先部327aと第2足先部327bは、どちらも略直方体形状である。第1足先部327aと第2足先部327bは、y方向に伸びる軸311を支点として相対的に揺動可能である。
本参考例のような足先部327を用いても、第1実施例と同様の効果を得ることができる。
( Reference example)
Here, a description will be given with the reference example. This reference example is different from the first embodiment in the structure of the first toe portion and the second toe portion. FIG. 7 simply shows a side view (a) and a plan view (b) of the left
The
Even if the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
なお、上記した実施例におけるつま先関節11,12は、プーリを介して駆動するようにしてもよい。また、モータ以外のアクチュエータを用いてもよい。
上記した実施例では、エンコーダの出力を監視することによって接地しはじめたことを検出しているが、他の方法を用いて検出するようにしてもよい。例えば、接地面に接触センサを設けるようにしてもよい。また、力センサやトルクセンサを用いて検出するようにしてもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, you may make it drive the toe joints 11 and 12 in an above-described Example via a pulley. An actuator other than a motor may be used.
In the above-described embodiment, it is detected that grounding has started by monitoring the output of the encoder, but it may be detected using other methods. For example, a contact sensor may be provided on the ground plane. Moreover, you may make it detect using a force sensor and a torque sensor.
In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
1〜12:軸
21:左足
22:右足
23,24:上腿部
25,26:下腿部
27,28:足先部
27a:第1足平部
27b:第2足平部
40:モータ
50:ロボット
150:第1足平部の前端
152:第2足平部の中央部の後端
200:制御装置
1-12: Axis 21: Left foot 22:
Claims (3)
揺動可能に接続されている2つの部材と、その2つの部材を揺動させるアクチュエータを備えており、
一方の部材は二足歩行ロボットの足首関節に接続するものであり、
少なくとも他方の部材には接地面が形成されており、
前記の2つの部材の揺動軸は、前記一方の部材の前端付近を左右方向に伸びているとともに前記他方の部材の前後方向での中間位置を左右方向に伸びており、
前記他方の部材は、左辺と右辺とそれらの前側同士を接続する前辺を有する略U字形状であり、その左辺と右辺が前記一方の部材の左側と右側を前記揺動軸より後方に伸びており、
前記他方の部材の左辺と右辺と前辺のそれぞれに接地面が形成されており、
前記一方の部材にも接地面が形成されており、
前記一方の部材と前記他方の部材の両方が接地している状態では、前記他方の部材の左辺が前記一方の部材の左側を前記一方の部材の前端を越えて後方に伸びており、前記他方の部材の右辺が前記一方の部材の右側を前記一方の部材の前端を越えて後方に伸びている
ことを特徴とする足先装置。 It is a toe device used by connecting to the ankle joint of a biped walking robot,
Two members connected to be swingable, and an actuator for swinging the two members;
One member is connected to the ankle joint of a biped robot,
A ground plane is formed on at least the other member,
The swing shafts of the two members extend in the left-right direction near the front end of the one member, and extend in the left-right direction at an intermediate position in the front-rear direction of the other member .
The other member has a substantially U shape having a left side, a right side, and a front side connecting the front sides thereof, and the left side and the right side extend rearward from the swinging shaft on the left side and the right side of the one member. And
A ground plane is formed on each of the left side, right side, and front side of the other member,
A grounding surface is also formed on the one member,
In a state where both the one member and the other member are grounded, the left side of the other member extends rearwardly beyond the front end of the one member on the left side of the one member, The toe device characterized in that the right side of the member extends rearward on the right side of the one member beyond the front end of the one member .
遊脚の足首関節に接続されている足先装置の前記他方の部材の後端が、前記他方の部材の前端よりも下方に位置し、しかも、前記一方の部材の足首関節ヘの接続点よりも下方に位置するように、前記アクチュエータを制御する装置と、The rear end of the other member of the ankle device connected to the ankle joint of the free leg is positioned below the front end of the other member, and the connection point of the one member to the ankle joint is A device for controlling the actuator so that the
それぞれの足先装置の前記他方の部材の後端が接地したことを検知する手段が付加されていることを特徴とする二足歩行ロボット。Means for detecting that the rear end of the other member of each foot tip device is grounded is added.
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