JP4478314B2 - 蓄電池を搭載した二足歩行ロボット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作電源として蓄電池を搭載した二足歩行ロボットに係り、特に二足歩行ロボットに搭載する蓄電池の配置に関する。
【0002】
【従来の技術】
二足歩行ロボットとしては、特開昭62−97005号公報、特開昭63−150176号公報記載のものが知られている。
二足歩行ロボットは、基本的構成が人型のロボットであり、胴体の下端部の腰部から二本の脚体を延設し、胴体の左右両側部の肩部から二本の腕体を延設し、胴体の上端部にロボットの視覚用の撮像装置を備えた頭部を搭載している。
【0003】
ところで、二足歩行ロボットの姿勢安定制御装置として、倒立振子型動力学モデルに基づきロボットの姿勢安定制御を行なう技術を、本出願人は特開平5−337849号公報で提案している。
この公報で開示したような倒立振子型動力学モデルに基づくロボットの姿勢安定制御は、ロボットの上体位置の振動分の挙動特性により疑似表現してロボットの足首周りのトルク制御を行なうものであり、この種の姿勢安定制御を行なうロボットでは、ロボット全体の重心がより低い位置にある場合よりも、重心がより高い位置にあるほうがロボットの姿勢の安定性を確保し易い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ロボットにおける脚体や腕体等の動作を行なう動作用の電源は、外部からケーブルを介してロボットに供給するものもあるが、このような給電方式では、ロボットの可動範囲がケーブルで制限を受けるとともに、ケーブルの取り回しが煩雑となり、このため、ロボットの動作用電源として蓄電池を搭載することが好ましい。
又蓄電池を搭載するに際し、蓄電池は重いこと、外形もある程度大きくなること、蓄電池を搭載するロボット胴体の上部を下部に対して回転可能とした場合、蓄電池と回転軸との関係、蓄電池の容量の確保、外形のコンパクト化等解決すべき課題がある。
【0005】
本発明は、以上の課題に鑑みなされたもので、その目的とする処は、動作用の電源として蓄電池を搭載したロボットにおいて、回転可能な胴体の上部の背面に蓄電池を搭載し、胴体を回転させる回転軸と蓄電池の干渉を回避しつつ蓄電池の容量を確保することが可能である蓄電池を搭載した二足歩行ロボットを提供することにある。
又本発明の他の目的とする処は、回転可能な胴体に蓄電池を搭載しつつ、胴体の回転時における蓄電池のマスによる回転軸廻りの慣性モーメントの影響を防止することを可能とした蓄電池を搭載した二足歩行ロボットを提供することにある。
更に本発明の他の目的とする処は、回転可能な胴体への蓄電池の搭載に際し、蓄電池の外形のコンパクト化を図るようにした蓄電池を搭載した二足歩行ロボットを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1は、胴体の下端部から二本の脚体を延設し、両側部の肩部から二本の腕体を延設し、該胴体の背面に蓄電池を搭載し、該胴体を上部胴体と下部胴体で構成し、上部胴体と下部胴体とを、上下方向に設けた回転軸廻りに相対回転可能とした二足歩行ロボットにおいて、複数の蓄電池セルを内側ケース内に収納することで容量の異なる複数の蓄電池モジュールを形成し、前記容量の異なる複数の蓄電池モジュールを外側ケース内に収容して前記蓄電池を構成し、前記蓄電池モジュールのうちの容量の小さい蓄電池モジュールを前記外側ケース内の中央部に配置し、容量の大きい蓄電池モジュールを前記外側ケース内であって、前記容量の小さい蓄電池モジュールの両側に配置したことを特徴とする。
【0007】
請求項1では、容量の小さい蓄電池モジュールを外側ケース内の中央部に、容量の大きい蓄電池モジュールを、外側ケース内であって、容量の小さい蓄電池モジュールの両側に配置したので、回転軸を容量の小さい中央部の蓄電池モジュール近傍に配置することができる。これにより回転軸と蓄電池との干渉を回避することができる。又容量の大きい蓄電池モジュールを左右に配置し、該蓄電池モジュールを前後方向に配設することで、蓄電池全体の左右方向の幅寸法を抑え、外形のコンパクト化を図りながら、蓄電池の容量を確保することができる。
【0008】
請求項2は、請求項1において、容量の大きい蓄電池モジュールを、回転軸を囲繞するように胴体前面側に突出させた外側ケース内に収納したことを特徴とする。
【0009】
請求項2では、容量の大きい左右の蓄電池モジュールは、胴体前面側に突出させた外側ケース内に収納して蓄電池モジュールを構成するので、回転軸は蓄電池の前方への突出量が小さい中央部の蓄電池モジュール近傍となり、且つ前方への突出量が大きい左右の蓄電池モジュールは回転軸の左右に前方突出部が配置され、回転軸周りを囲橈するようになり、蓄電池モジュール全体を回転軸廻りに配設することとなるので、蓄電池を搭載した胴体の回転時において、蓄電池のマスによる回転軸廻りの慣性モーメントの増大を防止し、該慣性モーメントの影響を防止することができる。
【0010】
請求項3は、請求項2において、突出させた外側ケースの前面側を先細り形状としたことを特徴とする。
【0011】
請求項3では、左右の蓄電池モジュールは、先細り形状なので、前方へ突出させつつ、回転軸側方への突出が少なく、回転軸に対する干渉の回避を実効あらしめ、先細りで前方への突出により、容量を確保しつつ蓄電池の外形寸法、特に左右の幅寸法を抑えてコンパクト化することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。尚、図において矢印Frを前方とし、矢印Rrを後方とする。
尚、ロボットの前後方向とは、ロボットの直立状態において、ロボットの二本の脚体が並列する方向(ロボットの左右方向)と上下方向(鉛直方向)と直交する方向とする。
図1は、本発明の一実施形態の二足歩行ロボットの直立状態を示す側面図である。
図1を参照して二足歩行ロボット1の概略を説明する。二足歩行ロボット1は、胴体2、脚体3、腕体4及び胴体2の上端部に設けた頭部5を備える。図では脚体3、上体4がぞれぞれ一本づつ表されているが、脚体3及び腕体4は左右一対づつ備え、図で示される脚体3及び腕体4は、ロボットの前方に向かって右側の脚体及び腕体を示した。
【0013】
ロボット1の胴体2は、仮想線Xよりも上側の上部胴体6と下側の下部胴体7とに上下に分割して構成され、上部胴体6の両側には左右の腕体4が連結され、上端部には頭部5が支持されている。頭部5には、図示しないロボットの視覚用の撮像装置等が設けられている。
上部胴体6の背面には、詳細は後述する蓄電池30を搭載する。上部胴体2の背面には、蓄電池30を覆うサブボディ8を備える。
下部胴体7の下端部には左右の脚体3を連結し、下部胴体7の背面には、ロボットの作動制御を担うコントロールユニット10(マイコン等を有する電子回路ユニット「ECU])を内装、搭載したサブボディ9を備える。
【0014】
上部胴体6のサブボディ8は、上部胴体6の背面に対して着脱可能に装着された箱体状のもので、下部胴体7のサブボディ9は、下部胴体7の背面に対して着脱可能に装着された背嚢に類似する箱体状のものである。
上部胴体6のサブボディ8内に収納され、搭載される蓄電池30は、上部胴体6側の支持部材14に着脱自在に支持され、又下部胴体7のサブボディ9内に収納され、搭載されるコントロールユニット10は、下部胴体7側の支持部材15に着脱自在に支持されている。
【0015】
上部胴体6と下部胴体7との内部には、これ等上部胴体6、下部胴体7の一方に対し他方を相対的に回転する回転機構11がその回転軸12を上下に向けて内装、設置されている。回転機構11の上部11aが上部胴体6に、下部11bが下部胴体7に夫々取付、支持されている。
これにより、上部胴体6と下部胴体7とは、回転機構11により、その回転軸12廻りに互いに相対回転可能に連結されている。
【0016】
図1は、上部胴体6及び下部胴体7の前後方向を一致させた基本姿勢状態であり、上部胴体6の左右の側部には肩部13が設けられている。
肩部13には図示しない肩関節機構が内蔵されており、これから前記各腕体4が延設され、各腕体4は、手先部4aと肩部13との間に、関節4b,4cを備える。
又各脚体3は、足平部3aと股関節3bとの間に、膝関節3c、足首関節3dを備える。
【0017】
以上二足歩行ロボットの一実施形態の概略を説明した。
図示しなかったが、上記した構成の他、頭部5に内装した撮像装置を伏仰駆動するための電動モータ、各脚体3及び腕体4の関節を駆動するための電動モータ、これ等の電動モータの回転位置(各関節の回転位置)を検出するためのセンサ、脚体3の足平部3aや腕体4の手先部4aに作用する荷重及びモーメントを検出するセンサ、胴体2の傾斜角及び傾斜角速度等を検出するセンサ等も備える。
【0018】
ところで、二足歩行ロボット1の本実施の形態における重心であるが、図のような直立状態において、蓄電池30を除去した状態における重心点を、例えば点aの位置とし、蓄電池30の重心点を、サブボディ8内の支持部材14に支持してロボットに搭載したとき、前記重心点aよりもPだけ上方の点bとし、且つ重心点bは、重心点aよりもQだけ後方に位置する。
肩部13の中心cは重心点aよりも前方に位置するように上部胴体6に設けられている。
【0019】
上記した重心点の配置で、重量物である蓄電池30の重心点bが、基準重心点aよりも上側に位置するので、蓄電池30をロボットに搭載した状態におけるロボット全体の重心は、ロボット全体の上端よりの高所(基準重心点aよりも高い位置)に存在することとなる。
このため、ロボットの姿勢の挙動特性は、倒立振子の挙動特性により良く合致するものとなり、その結果、姿勢安定化制御を倒立振子型モデルに基づいて行うことで、ロボットの姿勢安定化制御を適正に行うことができ、ロボットの姿勢の安定性を良好に確保することができる。
又肩部13の中心部cが基準重心点aよりも前方で、ロボットの前面寄りに位置しているので、腕体4を前方に延ばすことで、腕体4の手先部4aが、ロボットの前方の比較的遠方の箇所まで届き、遠方箇所の物体の把持等を行うことが可能となる。
【0020】
図2は、図1のロボット1の胴体2の正面図である。
図のように、肩部13は胴体2の上部胴体6の左右に配設されており、肩部13,13に左右の腕体4,4が延設されている。
支持部材14で上部胴体6の背面に搭載、支持した蓄電池30は、左右方向の幅が肩幅Wよりも十分に小さく、肩幅Wの内側に位置する。破線で示した蓄電池30を収納するサブボディ8の幅W1は、肩幅Wよりも十分に幅狭とし、肩幅Wの内側に位置させる。
そして蓄電池30は、その上端部が30uが頭部5の上端部よりも下方に配置する。
【0021】
図3は、ロボットの上部胴体6の説明的平面図で、他の実施例を含む図である。蓄電池30の左右方向の幅は、肩幅Wの内側の幅ではあるが、W2として図2に比較して幅広である。蓄電池30の外側を覆うサブボディ8Aは、前記したサブボディ8よりも幅広ではあるが、肩幅Wの内側の幅とし、肩幅Wの外側に突出せず、これの内側とする。
図2において、幅広のサブボディ8Aを鎖線で示した。
【0022】
図3の蓄電池30であるが、後述するように7本の蓄電池セル43…を内側ケースに収納した容量の大きい左右の蓄電池モジュール40A,40Aと、6本の蓄電池セル43…を内側ケースに収納した容量の小さい中央部の蓄電池モジュール40Bとからなり、後述するように各蓄電池モジュール40A,40A,40Bは、夫々上下に積層されている。
蓄電池モジュール40A,40A,40Bは、後面30dを基準として左右の部分30a,30aが前方に長く、前後の長さが大きい(寸法L1)。中央部30bが平面視矩形形状で、左右のもの(40A,40A)の前方に対して後方に潜り、後面30dを基準として左右の対して長さが短く(寸法L2)、平面視では凹状をなす。
【0023】
左右の蓄電池モジュール40A,40Aは、先部30c,30cが平面視で先細り形状をなし、この先細りの先部に1本の蓄電池セル43を、この後方に左右2本、前後に3ヵ所、6本の蓄電池セル43…、合計7本の蓄電池セル43…を収納している。
又中央部の蓄電池モジュール40Bは、左右2本、前後に3ヵ所、合計6本の蓄電池セル43…を収納している。
【0024】
蓄電池30は、上部胴体6の背面にサブボディ8(8A)を介して搭載されており、上部胴体6の回転軸12は、蓄電池30の後方に潜った容量の小さい中央部の蓄電池モジュール40Bの前方に配置されている。
蓄電池30の容量の大きい左右の蓄電池モジュール40A,40Aは回転軸12に近い後方の左右の部分に、先部左右の30a,30aの先細り先部が臨む。
回転軸12を中心として、上部胴体6は下部胴体7に対して矢印▲1▼で示すように左右に回転する。
【0025】
ところで、蓄電池30を、大小容量の異なる蓄電池モジュール40A,40B,40Aとして外側ケース31内に一体的に収納し、蓄電池モジュールのうちの容量の小さい蓄電池モジュール40Bを中央部に、容量の大きい蓄電池モジュール40A,40Aをその両側に配置したこととなる。
これにより、回転軸12は、容量の小さい中央部の蓄電池モジュール40Bの近傍、実施の形態では近接した前方に配置することができる。
これにより回転軸12と蓄電池30との干渉を回避することができる。
【0026】
又容量の大きい蓄電池モジュール40A,40Aを左右に配置し、該蓄電池モジュール40A,40Aをサブボディ8(8A)を含む上部胴体6の前後方向に配設したので、蓄電池30全体の左右方向の幅寸法を抑えることができる。この結果、蓄電池30の外形のコンパクト化を図りながら、蓄電池の容量を確保することができる。
【0027】
又容量の大きい左右の蓄電池モジュール40A,40Aを、回転軸12を囲繞するように胴体前面側に突出させたケースに収納した。上部胴体6が矢印▲1▼のように回転した際、容量の大きな左右の蓄電池モジュール40A,40Aは、回転軸12を囲橈するように該軸12を中心として旋回する。
従って、蓄電池30を搭載した上部胴体6の回転時において、蓄電池30のマスによる回転軸12廻りの慣性モーメントの増大を防止し、該慣性モーメントの影響を防止することができる。
【0028】
容量の大きい左右の蓄電池モジュール40A,40Aを、上部胴体6の前面側に突出させたケース31の左右の部分30a,30a(左右の先細りの先部30c,30cを有する部分)に収納して蓄電池モジュールを構成するので、回転軸12は、蓄電池30の前方への突出量が小さい中央部の蓄電池モジュール40B近傍となる。そして、前方への突出量が大きい左右の蓄電池モジュール40A,40Aは、回転軸12の左右に前方突出部が配置され、回転軸周りを囲橈するようになり、蓄電池モジュール全体を回転軸廻りに配設することとなる。
従って、上記したように蓄電池30を搭載した上部胴体6の回転時において、蓄電池30のマスによる回転軸廻りの慣性モーメントの増大を抑制し、慣性モーメントの影響を少なくすることができる。
【0029】
又蓄電池30のケースの前面側を先細り形状とし、前方に突出させたので、蓄電池の左右の部分が先細り形状で、前方へ突出しつつ、回転軸12の両側方への突出が少なく、回転軸12に対する干渉をし、又先細りで前方への突出により、蓄電池の容量を確保しつつ、蓄電池の外形寸法、特に左右の幅寸法を抑えてコンパクト化することができることとなる。
【0030】
以上のように、ロボット1において、胴体の上部胴体の背面で、胴体の上端部に設ける頭部よりも下方で、且つ該胴体の肩幅よりも内側の範囲内に前記蓄電池を搭載したことにより、前述の蓄電池30をロボットに搭載した状態におけるロボット全体の重心を、ロボット全体の上端よりの高所に存在せることができ、倒立振子型モデルに基づいて行うロボットの姿勢安定化制御を適正に行うことができ、ロボットの姿勢の安定性を良好に確保することができる。
【0031】
図4は、蓄電池と蓄電池のロボット上部胴体への支持構造の一実施の形態を示す部分破断斜視図である。
蓄電池30は、底のある本体32と、蓋であるカバー33とからなる外側ケース31と、外側ケース31内に収納、保持された複数の蓄電池モジュール40…からなり、蓄電池モジュール40…は後述する複数の蓄電池セルを、内側ケースに収納、保持してなる。
図において、上部胴体6内に設置された回転機構11のハウジング16には回転軸12の通し孔16aを備え、ハウジング16の後面に略L形の支持部材14が後方に延設されている。
【0032】
ハウジング16の後面にはC型のロック爪19が回転可能に設け、ロック爪19はL形リンク18に連結し、L形リンク18は支持部材14上に配設された支持テーブル17に連結する。
外側ケース31の本体32の前面にはロック棒34を横架して固設し、蓋を構成するカバー33の上方には上押え板20を設ける。
図は蓄電池30を搭載、支持する直前の状態を示す。蓄電池30を前方Fr方向に移動すると、ロック棒34がロック爪19の後方に開放した谷部19aに係合し、これを回転させる。これによりL形リンク18は揺動し、これに連結した支持部材14上の支持テーブル17は上動し、蓄電池30の底部(外側ケースの底部)を支持して持ち上げ、カバー33は上押え板20の下面で蓄電池30の上面を押えて保持する。
【0033】
図5は、蓄電池30の分解斜視図、図6は、蓄電池モジュールの横断平面図である。これ等の図を参照して蓄電池30を説明する。
蓄電池30は前記した通り底を備え、上方に開放したケース本体32と、蓋を構成する逆凹皿状のカバー33とからなる外側ケース31内に、複数、実施の形態では6個の蓄電池モジュール40…を収納してなる。
蓄電池モジュール40…は、詳細には、両側に配置され、上下に積層した4個の側部モジュール40A…と、中央部の上下に配置した2個の中央部モジュール40B,40Bとからなる。
【0034】
これ等左右の上下に積層された4個の蓄電池モジュール40A…、中央部の上下の蓄電池モジュール40B,40Bを一括して1ユニットとし、ケース本体32の上方の開放部32aから、ケース本体の内部に挿入して収納する。
収納後、カバー33をカバー本体32の上に被せ、蓄電池30を構成する。
【0035】
両側の蓄電池モジュール40A…は同一形状で、中央部の蓄電池モジュール40Bは、上下で同一形状をなす。
図5、図6で明らかなように、両側の蓄電池モジュール40A…は底のある内側カバー41と蓋板42を備え、内側カバー41は平面視において前後に長く、前部41aが先細り形状で、実施の形態では先細りの前部41a内に1本、幅広の胴部41bに左右に2本づつ前後に3本、都合6本、合計7本の蓄電池セル43…を収納する。
【0036】
中央部の蓄電池モジュール40Bは、前後に長い平面視矩形の内側ケース44と蓋板45とを備え、内部に左右に2本づつ前後に3本、合計6本の蓄電池セル43…を収納する。
7本の蓄電池セル43…を内側ケース41及び蓋板42で収納、保持した両側の蓄電池モジュール40A…を上下に積層し、6本の蓄電池セル43…を内側ケース44及び蓋板45で収納、保持した中央部の蓄電池モジュール40A…を上下に積層し、一括して図5に示した外側ケース31内に収納して蓄電池30を構成した。
7本の蓄電池セル43…を収納、保持した蓄電池モジュール40A…と、6本の蓄電池セル43…を収納、保持した蓄電池モジュール40B,40Bの各蓄電池セル43…は、各モジュール内で直列に接続され、又各蓄電池モジュール40A…,40Bは、直列接続する。
【0037】
図7は、両側の蓄電池モジュール40Aの分解斜視図である。
内側ケース41は絶縁性の合成樹脂で形成され、実施の形態では内部に収納する蓄電池セル43…の外側半部に倣う平面視弧状の凹部41c…を、先部41a及び胴部41bの左右の部分の内側に前後に3個づつ備える。底部は底板41cで閉塞されている。
7本の円柱状の蓄電池セル43…は、先部41aに1本、胴部41bに6本収納され、蓄電池セル43…は凹部41c…に外周の一部が嵌合して位置決めされ、内側ケース41の内底部及び蓋板42の頂部下面に設けた突出部との係合でケース41内で位置決めされ、内側ケース41及び蓋板42内でのガタ付きを防止する。
【0038】
蓄電池セル43…を内側ケース41内に挿入して位置決め収納し、爾後蓋板42を内側ケース41の上端開放部41dに被せ、ビス46…を介して内側ケース41の上端部に蓋板42を固着する。
蓋板42を内側ケース41上に被せ、ビス46で固定し、両側の蓄電池モジュール40Aを構成した状態を図8で示した。
【0039】
図9は、中央部の蓄電池モジュール40Bを示す斜視図である。
このモジュール40Bは、底のある前後方向に長い平面視矩形の内側ケース44と、このケース44の上端後方部を塞ぐ蓋板45とからなる。
内側ケース44の前後の内壁及び左右の内壁には前記と同様の弧状の凹部を備え、且つ蓋板43の内頂面及び内側ケース44の内底部に設けた突出部で6本の蓄電池セル43…を位置決めしつつ、ガタ付きを防止しつつ収納、保持する。
【0040】
図10は、蓄電池30の外形を構成する外側ケース31のケース本体32と蓋板であるカバー33とを分解した縦断面図である。
ケース本体32底部上面32b及びカバー33の頂部下面33bには、上下に積層した蓄電池モジュール40A,40Bの底部及び頂部と係合する位置決め突起32a…,33a…を設ける。
位置決め用突起32a,33aは、蓄電池モジュール40A,40Bの底部及び頂部を囲繞する形状とし、蓄電池モジュール40Aにあっては、前後方向に長い矩形で、先部が先細りの形状の外側を囲繞する形状とし、40Bでは、左右に比較し前後が蓄電池セル1本分長い矩形の外側を囲繞する形状とする。
【0041】
図10のように、外側ケースの本体ケース32の上方の開放部32bから、上下に2個積層した左右の蓄電池モジュール40A、中間部の蓄電池モジュール40Bを挿入し、ケース本体32の内底部上面32bの突起部32a…に嵌合するように載置し、上からカバー33を被せ、カバー33の内頂部33bの下面に突出した突起部33a…を蓄電池モジュール44A,44B…の頂部に嵌合させる。
爾後、カバー33の周辺部の適所からビス46a…を螺合し、カバー33をケース本体32に結合し、蓄電池30を構成した。この状態を図11で示した。
【0042】
図12は、蓄電池モジュール40…の接続状態を示す模式的説明図である。
実施の形態では、蓄電池30は、両側の7本の蓄電池セルを収納した4個の蓄電池モジュール40A…、及び中央部の6本の蓄電池セルを収納した2個の蓄電池モジュール40B,40Bからなり、これ等の蓄電池モジュールにA〜Fの符号を付した。
蓄電池モジュール40A…,40B,40Bは、配線47、ターミナル48を介して直列接続されており、実施の形態では正極側にヒューズ49を介装し、ゼネラル端子50に負極とともに接続されている。
【0043】
図14は、蓄電池モジュールの外部に設けた接続端子による品質確認の例を示す説明的斜視図である。
蓄電池モジュール40Aの内側ケース本体41の背面の外側に接続端子50,51を設ける。該外部接続端子50,51をもって、隣接する蓄電池モジュール40A又は40Bと配線47をもって直列接続する。これを外観的は図5において、又模式的には図12において示した。
【0044】
蓄電池モジュール40Aの外部接続端子50,51は、内側ケース本体41の背面の外側に露出しており、これに、例えば電圧計52を接続し、蓄電池モジュール40Aの電圧を計測することができ、計測結果は表示部53にデジタル、或いはアナログ情報として表示させる。
これにより、蓄電池30を構成する蓄電池モジュール40…、即ち40A…,40B,40Bの個々の蓄電池モジュールの電圧を計測することができる。これにより、蓄電池モジュール個々の充・放電の品質確認を行うことができる。
【0045】
ところで、蓄電池セルであるが、実施の形態では、エネルギー密度が大きく、軽量であり、長時間駆動が可能であり、二足歩行ロボットの歩行、作業等の動作を行なわせる上で好ましいリチュームイオン2次電池を用いた。
【0046】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1は、胴体の下端部から二本の脚体を延設し、両側部の肩部から二本の腕体を延設し、該胴体の背面に蓄電池を搭載し、該胴体を上部胴体と下部胴体で構成し、上部胴体と下部胴体とを、上下方向に設けた回転軸廻りに相対回転可能とした二足歩行ロボットにおいて、複数の蓄電池セルを内側ケース内に収納することで容量の異なる複数の蓄電池モジュールを形成し、容量の異なる複数の蓄電池モジュールを外側ケース内に収容して蓄電池を構成し、蓄電池モジュールのうちの容量の小さい蓄電池モジュールを外側ケース内の中央部に配置し、容量の大きい蓄電池モジュールを外側ケース内であって、容量の小さい蓄電池モジュールの両側に配置した。
【0047】
請求項1では、容量の小さい蓄電池モジュールを外側ケース内の中央部に、容量の大きい蓄電池モジュールを外側ケース内で小さい蓄電池モジュールの両側に配置したので、回転軸を容量の小さい中央部の蓄電池モジュール近傍に配置することができる。
これにより回転軸と蓄電池との干渉を回避することができる。
又容量の大きい蓄電池モジュールを外側ケース内の左右に配置し、該蓄電池モジュールを前後方向に配設することで、蓄電池全体の左右方向の幅寸法を抑え、外形のコンパクト化を図りながら、蓄電池の容量を確保することができる。
【0048】
請求項2は、請求項1において、容量の大きい蓄電池モジュールを、回転軸を囲繞するように胴体前面側に突出させた外側ケースに収納した。
【0049】
請求項2では、容量の大きい左右の蓄電池モジュールは、胴体前面側に突出させた外側ケースに収納して蓄電池モジュールを構成するので、回転軸は外側ケースの蓄電池の前方への突出量が小さい中央部の蓄電池モジュール近傍となる。そして前方への突出量が大きい左右の蓄電池モジュールは、回転軸の左右に前方突出部が配置され、回転軸周りを囲橈するようになる。
従って、蓄電池モジュール全体を回転軸廻りに配設することとなるので、蓄電池を搭載した胴体の回転時において、蓄電池のマスによる回転軸廻りの慣性モーメントの増大を防止し、該慣性モーメントの影響を防止することができる。
【0050】
請求項3は、請求項2において、突出させた外側ケースの前面側を先細り形状とした。
【0051】
請求項3では、左右の蓄電池モジュールは、先細り形状なので、前方へ突出させつつ、回転軸側方への突出が少なく、回転軸に対する干渉を回避することができ、又先細りで前方への突出により、容量を確保しつつ蓄電池の外形寸法、特に左右の幅寸法を抑えてコンパクト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の二足歩行ロボットの直立状態を示す側面図
【図2】図1のロボット1の胴体の正面図
【図3】ロボットの上部胴体の説明的平面図で、他の実施例を含む図
【図4】蓄電池と蓄電池のロボット上部胴体への支持構造の一実施の形態を示す部分破断斜視図
【図5】蓄電池の分解斜視図
【図6】蓄電池モジュールの横断平面図
【図7】両側の蓄電池モジュールの分解斜視図
【図8】図7の蓄電池モジュールの外観斜視図
【図9】中央部の蓄電池モジュールを示す斜視図
【図10】蓄電池の外形を構成する外側ケースのケース本体と蓋板であるカバーとを分解した縦断面図
【図11】図10のケース本体とカバーとをビス止めした状態の縦断面図
【図12】蓄電池モジュールの接続状態を示す模式的説明図
【図13】蓄電池モジュールの外部に設けた接続端子による品質確認の例を示す説明的斜視図
【符号の説明】
1…二足歩行ロボット、 2…胴体、 3…脚体、 4…腕体、 5…頭部、 6…上部胴体、 7…下部胴体、 12…回転軸、 30…蓄電池、 31…外側ケース、 40,40A,40B…蓄電池モジュール、43…蓄電池セル、44…内側ケース。
Claims (3)
- 胴体の下端部から二本の脚体を延設し、両側部の肩部から二本の腕体を延設し、該胴体の背面に蓄電池を搭載し、該胴体を上部胴体と下部胴体で構成し、上部胴体と下部胴体とを、上下方向に設けた回転軸廻りに相対回転可能とした二足歩行ロボットにおいて、
複数の蓄電池セルを内側ケース内に収納することで容量の異なる複数の蓄電池モジュールを形成し、前記容量の異なる複数の蓄電池モジュールを外側ケース内に収容して前記蓄電池を構成し、
前記蓄電池モジュールのうちの容量の小さい蓄電池モジュールを前記外側ケース内の中央部に配置し、容量の大きい蓄電池モジュールを前記外側ケース内であって、前記容量の小さい蓄電池モジュールの両側に配置した、
ことを特徴とする蓄電池を搭載した二足歩行ロボット。 - 前記容量の大きい蓄電池モジュールを、前記回転軸を囲繞するように胴体前面側に突出させた外側ケース内に収納したことを特徴とする請求項1に記載の蓄電池を搭載した二足歩行ロボット。
- 前記突出させた外側ケースの前面側を先細り形状としたことを特徴とする請求項2に記載の蓄電池を搭載した二足歩行ロボット。
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