JP4588993B2 - Modular structure of walking robot - Google Patents
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Description
この発明は、歩行ロボットの複数の構成装置を各々モジュールとして互いに分離可能に結合した、歩行ロボットのモジュール化構造に関するものである。 The present invention relates to a modularized structure of a walking robot in which a plurality of constituent devices of the walking robot are separated from each other as modules.
歩行ロボットにおいては、全身を一つの装置構成として設計し、かつ各部の構成について個別・専用に、腕や脚等の装置が設計されている。それゆえこれら各部の構成装置を搭載したロボットの全体にかかる開発コストは非常に大規模なものになってしまう。また、各部がロボット専用に個別に設計されているため、汎用の工業製品と違い、メンテナンスのための脱着によってわずかなズレが生じたとしても、機械的に結合されるその構成部品の調整には多くの手間が必要となる。 In a walking robot, the whole body is designed as one device configuration, and devices such as arms and legs are designed individually and exclusively for the configuration of each part. Therefore, the development cost for the entire robot equipped with the constituent devices of these parts becomes very large. Also, because each part is individually designed exclusively for robots, unlike general-purpose industrial products, even if a slight deviation occurs due to attachment / detachment for maintenance, it is necessary to adjust the components that are mechanically coupled. A lot of work is required.
これに対し、歩行ロボットの各構成装置をモジュールとして一つの機能部品とすることによって、そのモジュールをロボットに限らず他の装置でも使用できるようにし、汎用性を与えるようにすれば、開発コストの分散ができ、また、結合部の構造を統一することによって脱着時の再現性を向上させることが可能となる。 On the other hand, if each component device of the walking robot is made into one functional component as a module, the module can be used not only in the robot but also in other devices, and if it is given versatility, the development cost can be reduced. It is possible to disperse, and it is possible to improve the reproducibility at the time of desorption by unifying the structure of the coupling portion.
ところで、歩行ロボットにおいて各部がモジュールとして存在し、それらを結合するためには、機械的な結合の他に電気的な接続が必要であり、これらを行っている従来公知の構造としては、例えば、各々断面略T字状で平面形状が略楔形の溝部と差込み部とを嵌合させるとともに、溝部の奥に設けたジャックに差込み部の先端に設けたプラグを差し込むものが知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の構造では、結合のための工具を不要とし、人の手の力で脱着ができるが、歩行ロボットが大型化した場合には、剛性・強度等により結合構造に求められる機能が保てなくなるという問題があった。すなわち、この従来の構造では、小型の玩具ロボットに対応はするが、引き抜き方向に所定の取り外し力を加えると掛合箇所が弾性変形して結合部を外せる構造となっているため、人間と等身大程度の大型ロボットに適用するのは困難であるという問題があった。 However, the conventional structure described above eliminates the need for a tool for connection, and can be attached and detached with the power of a human hand. However, when the walking robot is enlarged, the function required of the connection structure due to rigidity, strength, etc. There was a problem of being unable to keep. In other words, this conventional structure is compatible with small toy robots, but when a predetermined detaching force is applied in the pulling direction, the engaging part is elastically deformed and the coupling part can be removed. There is a problem that it is difficult to apply to a large-sized robot.
この発明は上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明の歩行ロボットのモジュール化構造は、歩行ロボットの複数の構成装置を各々モジュールとして互いに分離可能に結合した、歩行ロボットのモジュール化構造において、前記各構成装置に、所定軸線方向への変位により嵌り合う雌部材と雄部材で構成されて複数の構成装置を機械的に結合する機械結合部と、複数の構成装置を電気的に接続する電気接続部とを設け、前記機械結合部に、前記所定軸線周りに回動させる操作で前記所定軸線方向に分離可能な分離可能結合部と、キー溝及び前記キー溝に嵌り合うキー突起からなり嵌合時に前記所定軸線周りのトルク伝達を行うトルク伝達形状部と、前記所定軸線方向に対し僅かな角度を持ったテーパーコーン状内周面及び前記所定軸線方向への変位により前記テーパーコーン状内周面に嵌り合うテーパーコーン状外周面からなり、嵌合時の遊びをなくすガタ取り形状部と、前記所定軸線を中心軸線とする円筒状内周面及び前記円筒状内周面より小さい外径で前記円筒状内周面に摺接する円筒状外周面からなり、嵌合時、前記所定軸線に対する直交方向の曲げモーメントに抗して嵌合状態を支持する曲げモーメント支持形状部とを、前記所定軸線と同軸であるとともに前記所定軸線方向の位置をずらし、且つ、前記所定軸線方向への変位によりそれぞれが嵌り合うように半径方向の大きさをそれぞれ変えて設け、前記電気接続部に、少なくとも電力供給用接点を含む複数の電極を設け、互いに接触する前記電極の少なくとも一方を他方へ向かって突出するよう弾性的に付勢したことを特徴とするものである。 An object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems, and the modular structure of a walking robot according to the present invention is a walking robot in which a plurality of constituent devices of a walking robot are separated from each other as modules. In the modular structure, a mechanical coupling portion configured by a female member and a male member that are fitted by displacement in a predetermined axial direction and mechanically coupling a plurality of component devices to each of the component devices, and a plurality of component devices An electrical connection portion for electrical connection, and a separable coupling portion separable in the predetermined axial direction by an operation of rotating the mechanical coupling portion around the predetermined axis, a key groove, and a key groove A torque transmission shape portion that includes a key protrusion that transmits torque around the predetermined axis when fitted, and a tapered cone-shaped inner peripheral surface having a slight angle with respect to the predetermined axis direction And a tapered cone-shaped outer peripheral surface that fits into the tapered cone-shaped inner peripheral surface by displacement in the predetermined axial direction, and a cylindrical shape having a play-off shape portion that eliminates play during fitting, and the predetermined axial line as a central axis It consists of a cylindrical outer peripheral surface that slidably contacts the cylindrical inner peripheral surface with an outer diameter smaller than the inner peripheral surface and the cylindrical inner peripheral surface, and is fitted against a bending moment in a direction perpendicular to the predetermined axis when fitted. a bending moment support shaped portion for supporting the state, shifting the position of the predetermined axis line direction together with the a predetermined axis coaxial, and, as each by the displacement of the said predetermined axial direction is fitted in the semi-radial size set only by changing of each, said the electrical connections, a plurality of electrodes including at least power supply contacts, so as to protrude toward the other at least one of the electrodes in contact with each other It is characterized in that sexually energized.
かかる歩行ロボットのモジュール化構造によれば、各構成装置の機械結合部が、所定軸線方向への変位により嵌り合う雌部材と雄部材で構成されて、雌ねじを持つリングを回す等の所定軸線周りに回動させる操作で所定軸線方向に分離可能な分離可能結合部と、キー溝及び前記キー溝に嵌り合うキー突起からなり嵌合時に所定軸線周りのトルク伝達を行うトルク伝達形状部と、所定軸線方向に対し僅かな角度を持ったテーパーコーン状内周面及び前記所定軸線方向への変位により前記テーパーコーン状内周面に嵌り合うテーパーコーン状外周面からなり、嵌合時の遊びをなくすガタ取り形状部と、前記所定軸線を中心軸線とする円筒状内周面及び前記円筒状内周面より小さい外径で前記円筒状内周面に摺接する円筒状外周面からなり、嵌合時、前記所定軸線に対する直交方向の曲げモーメントに抗して嵌合状態を支持する曲げモーメント支持形状部とを、前記所定軸線と同軸であるとともに前記所定軸線方向の位置をずらし、且つ、前記所定軸線方向への変位によりそれぞれが嵌り合うように半径方向の大きさをそれぞれ変えて設けているので、人間と等身大程度の大型ロボットに適用しても、その所定操作で分離可能な結合部とトルク伝達形状部とガタ取り形状部と曲げモーメント支持形状部とによって構成装置同士を強固に結合することができ、しかも、各構成装置の電気接続部が、装置の駆動に必要な電力供給用電極を少なくとも含む複数の電極を持っていて、互いに接触する電極の少なくとも一方が他方へ向かって突出するよう弾性的に付勢されているから、大荷重による構造の撓みなどの影響で接点が浮くことによる接触不良を防止し得て、構成装置同士の電気的接続を確実に維持することができる。 According to such a modular structure of a walking robot, the mechanical coupling portion of each component device is composed of a female member and a male member that are fitted by displacement in a predetermined axial direction, and rotates around a predetermined axis such as turning a ring having a female screw. A separable coupling portion that can be separated in a predetermined axial direction by an operation of rotating to a key axis, a torque transmission shape portion that includes a key groove and a key protrusion that fits into the key groove, and transmits torque around the predetermined axis when fitted; A tapered cone-shaped inner circumferential surface having a slight angle with respect to the axial direction and a tapered cone-shaped outer circumferential surface that fits the tapered cone-shaped inner circumferential surface by displacement in the predetermined axial direction eliminates play during fitting. A ratchet-shaped part, a cylindrical inner peripheral surface having the predetermined axis as a central axis, and a cylindrical outer peripheral surface that is slidably in contact with the cylindrical inner peripheral surface with a smaller outer diameter than the cylindrical inner peripheral surface. A bending moment support shaped portion for supporting the fitting state against the perpendicular direction of the bending moment with respect to the given axis, shifting the position of the predetermined axis line direction together with the a predetermined axis coaxial, and the predetermined axis direction since only setting changing semi radial size respectively so that each mating by displacement in, be applied to humans and life-size approximately large robots, and separable coupling portion in the predetermined operation The component devices can be firmly connected to each other by the torque transmission shape portion, the backlash shape portion, and the bending moment support shape portion, and the electric connection portion of each component device is an electrode for supplying power necessary for driving the device. Since at least one of the electrodes in contact with each other is elastically biased so as to protrude toward the other, a large load is applied. And give to prevent poor contact caused by contact from floating by the influence of the deflection of the concrete, it is possible to reliably maintain the electrical connection between the component devices.
なお、この発明の歩行ロボットのモジュール化構造においては、前記分離可能結合部は、上記雌ねじを持つリングを用いたねじ結合部であっても良い。 In the modular structure of the walking robot of the present invention, the detachable coupling portion, but it may also be a screw connection using a ring with the internal thread.
また、この発明の歩行ロボットのモジュール化構造においては、制御信号は光通信で伝達しても良いが、前記複数の電極は、制御信号用電極を含んでいても良く、このようにすれば接点で、制御信号も伝達することができる。 Further, in the modularized structure of the walking robot of the present invention, the control signal may be transmitted by optical communication, but the plurality of electrodes may include a control signal electrode. Thus, a control signal can also be transmitted.
さらに、この発明の歩行ロボットのモジュール化構造においては、前記構成装置は、前記歩行ロボットの腕と脚との少なくとも一方を含んでいても良く、また前記歩行ロボットの、ビデオカメラを搭載した頭を含んでいても良い。 Furthermore, in the modularized structure of the walking robot according to the present invention, the component device may include at least one of an arm and a leg of the walking robot, and a head of the walking robot on which a video camera is mounted. It may be included.
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1は、この発明の歩行ロボットのモジュール化構造の一実施例を適用した歩行ロボットとしての人型ロボットの胴体フレームの一部と腕の肩との結合部を分離状態で示す、図4のA−A線に沿う断面図、図2は、上記人型ロボットの全体を示す斜視図、図3は、上記人型ロボットの胴体フレームと腕とをカバーを除いて示す斜視図、図4は、上記人型ロボットの胴体フレームの一部と腕の肩との結合部を分離状態で示す平面図、図5は、上記人型ロボットの胴体フレームの一部と腕の肩との結合部を分離状態で示す一部切欠き正面図、図6は、上記人型ロボットの胴体フレームの一部と肩との結合部を分離状態で示す斜視図、図7(a),(b)は、上記人型ロボットの胴体フレームの一部と肩との結合部を分離状態で示す胴体フレーム側の斜視図および肩側の斜視図、図8は、上記人型ロボットの胴体フレームの一部と肩との結合部を結合状態で示す斜視図、図9は、上記人型ロボットの胴体フレームの一部と肩との結合部を結合状態で示す平面図、そして図10は、上記人型ロボットの胴体フレームの一部と肩との結合部を結合状態で示す、図9の平面図に対応する断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, FIG. 1 shows, in a separated state, a joint between a part of a torso frame of a humanoid robot and a shoulder of an arm as a walking robot to which an embodiment of a modularized structure of a walking robot according to the present invention is applied. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4, FIG. 2 is a perspective view showing the whole of the humanoid robot, and FIG. 3 is a perspective view showing the body frame and arms of the humanoid robot with the cover removed. FIG. 4 is a plan view showing a joint portion between a part of the torso frame of the humanoid robot and the shoulder of the arm in a separated state, and FIG. 5 is a diagram of a part of the torso frame of the humanoid robot and the shoulder of the arm. FIG. 6 is a partially cutaway front view showing the joint part in a separated state, FIG. 6 is a perspective view showing the joint part between the body frame of the humanoid robot and the shoulder in a separated state, and FIGS. ) Is a torso frame that shows a joint between a part of the torso frame of the humanoid robot and the shoulder in a separated state. FIG. 8 is a perspective view showing a coupled portion of a body frame and a shoulder of the humanoid robot in a coupled state, and FIG. 9 is a perspective view of the humanoid robot. FIG. 10 is a plan view showing a joint portion between the body frame and a shoulder in a coupled state, and FIG. 10 is a plan view of FIG. 9 showing a joint portion between the body frame and a shoulder in the humanoid robot in a coupled state. It is sectional drawing corresponding to a figure.
図2に示すように、上記人型ロボットは構成装置としての胴体1の下にこれも構成装置としての二本の脚2を具え、それらの脚2で既知の方法により倒立振り子的に動的バランスをとりながら歩行するものである。この人型ロボットはまた、胴体1のロボット自身から見て左右にこれも構成装置としての腕3を具えるとともに、胴体1上にこれも構成装置としての頭4を具えている。そしてここにおける胴体1は、腰の部分で互いに前後および左右回動可能に連結された上半部1aと下半部1bとを有しており、また頭4はビデオカメラを左右側部に二台と中央のシールドの位置に一台搭載している。
As shown in FIG. 2, the humanoid robot has two
上記胴体1の上半部1aのフレーム構造はその主要部として、図3に示す如き胴体外殻5を有し、この胴体外殻5には、腕3が肩ピッチ軸および肩ロール軸を介して駆動結合されており、ここにおける肩ピッチ軸の駆動装置は、図1に示すように胴体外殻5に設けられ、図3に示すモータ7の出力回転を胴体外殻5内の減速機8で減速して中空の肩支持軸9に伝えることで、その肩支持軸9に結合された肩フレーム10を胴体外殻5に対し肩ピッチ軸線P周りに回動させ、また、肩ロール軸の駆動装置は、図3に示すモータ11の出力回転を減速機12で減速して肩フレーム10に伝えることで、腕3を肩フレーム10に対し肩ロール軸線R周りに回動させる。
The frame structure of the upper half 1a of the
しかしてこの実施例の歩行ロボットのモジュール化構造では、図1に示すように、上記肩支持軸9と上記肩フレーム10とのそれぞれに、二つの構成装置としての胴体1と腕3とを機械的に結合する機械結合部21と、それら胴体1と腕3とを電気的に接続する電気接続部22とが設けられている。
However, in the modularized structure of the walking robot of this embodiment, as shown in FIG. 1, a
ここにおける機械結合部21では、肩ピッチ軸線P周りに回動させる操作で結合および分離可能なねじ結合部として、肩支持軸9に設けられた雌部材23と肩フレーム10に設けられた雄部材24とに、雌ねじ25aを持つリング25とその雌ねじ25aに螺合する雄ねじ26とがそれぞれ設けられ、また、トルク伝達形状部として、肩支持軸9に設けられた雌部材23と肩フレーム10に設けられた雄部材24とに、直径方向に延在するキー溝27と直径方向に延在してそのキー溝27に密に嵌まり合うキー突起28とがそれぞれ設けられている。さらに、ガタ取り形状部として、肩支持軸9に設けられた雌部材23と肩フレーム10に設けられた雄部材24とに、肩ピッチ軸線Pに対し僅かな角度を持ったテーパーコーン状内周面29とその内周面29に密に嵌まり合うテーパーコーン状外周面30とがそれぞれ設けられ、さらに、曲げモーメント支持形状部として、肩支持軸9に設けられた雌部材23と肩フレーム10に設けられた雄部材24とに、肩ピッチ軸線Pを中心とした円筒状内周面31とその内周面31より僅かに小さい外径でその内周面31に摺接する円筒状外周面32とがそれぞれ設けられている。
In the
また、ここにおける電気接続部22では、肩支持軸9に設けられた雌部材23と肩フレーム10に設けられた雄部材24とに、電力供給用および制御信号用を含む複数本(図では八本)ずつの電極33,34がそれぞれ、肩ピッチ軸線P周りに周方向に並べられて絶縁体35を介し肩ピッチ軸線Pと平行に配設され、それらの電極33,34は、互いに接点を持って接触するように対向しており、それらの電極33,34のうち肩フレーム10側の電極34は、平坦な先端部34aを有するとともに絶縁体35内を摺動でき、その先端部34aの裏面と雄部材24との間には、電極34を電極33へ向かって突出するよう弾性的に付勢する弾性体としての合成ゴム製Oリング36が介挿されている。そして上記電極33,34のうち肩支持軸9側の電極33は、半球状に丸められた先端部33aを有して、電極34の姿勢の変化にかかわらず常に確実に電極34の平坦な先端部34aに接触するようにされている。
Further, in the
かかる実施例の歩行ロボットのモジュール化構造によれば、胴体1、脚2、腕3、頭4の各構成装置の機械結合部21が、リング25を回す操作で所定軸線としての肩ピッチ軸線Pの延在方向に結合および分離可能な雌ねじ25aと雄ねじ26とからなるねじ結合部と、キー突起28およびキー溝27からなり肩ピッチ軸線P周りのトルク伝達を行うトルク伝達形状部と、テーパーコーン状内外周面29,30からなり肩ピッチ軸線Pに対する半径方向、即ち、嵌合時の遊びをなくすガタ取り形状部と、円筒状内外周面31,32からなり肩ピッチ軸線Pに対する直交方向の力による曲げモーメントに抗して嵌合状態を支持する曲げモーメント支持形状部とを、所定軸線と同軸であるとともに所定軸線方向の位置をずらし、且つ、所定軸線方向への変位によりそれぞれが嵌り合うように半径方向の大きさをそれぞれ変えて設けているので、人間と等身大程度の大型ロボットに適用しても、上記操作で分離可能な結合部とトルク伝達形状部とガタ取り形状部と曲げモーメント支持形状部とによって構成装置同士を強固に結合することができ、しかも、各構成装置の電気接続部22が、構成装置の駆動に必要な電力供給用電極と構成装置の制御信号用電極とを含む複数の電極33,34を持っていて、一方の電極34が他方の電極33へ向かって突出するよう弾性的に付勢されているから、大荷重による構造の撓みなどの影響で接点が浮くことによる接触不良を防止し得て、構成装置同士の電気的接続を確実に維持することができる。
According to the modularized structure of the walking robot according to this embodiment, the
図11は、上記実施例の歩行ロボットのモジュール化構造を適用した人型ロボットの腕3を、車椅子41に装着した適用例を示す分解斜視図および組立斜視図、図12は、上記腕3を装着した車椅子41の使用状態を示す説明図であり、このようにすれば、腕3に荷物を持たせる等、腕3を体の不自由な人Hの腕代わりにすることができる。
FIG. 11 is an exploded perspective view and an assembled perspective view showing an application example in which the
図13(a),(b)は、上記実施例の歩行ロボットのモジュール化構造を適用した人型ロボットの脚2を車椅子41に装着した適用例を、脚2を曲げた状態で示す斜視図および正面図、図14(a),(b),(c)は、上記脚2を装着した車椅子41を、脚2を伸ばした状態で示す斜視図、正面図および側面図であり、このようにすれば、車椅子41で階段を昇降する等、平坦路以外の場所を移動することができる。
FIGS. 13A and 13B are perspective views showing an application example in which the
図15(a),(b)は、上記実施例の歩行ロボットのモジュール化構造を適用した人型ロボットの腕3を作業台42に装着した適用例を示す斜視図および平面図、図16(a),(b),(c)は、上記腕3を装着した作業台42を示す左側面図、正面図および右側面図であり、このようにすれば、作業台42上の作業に腕3を手伝わせたり、作業台42上で腕3に自動的に作業を行わせたりすることができる。
15A and 15B are a perspective view and a plan view showing an application example in which the
図17(a),(b),(c)は、上記実施例の歩行ロボットのモジュール化構造を適用した人型ロボットの頭4を、本願出願人が先に特開2001−020224号公報にて開示した橋梁下面点検装置43にCCDカメラの代わりに装着した適用例を示す斜視図、その頭部4を測量装置の代わりに三脚44に装着した適用例を示す斜視図、およびその頭部4を監視カメラの代わりに壁45に取り付けた適用例を示す斜視図であり、このようにすれば、頭4に設けられた上記三台のビデオカメラを用いて対象物との距離を計ったり対象物を観察したりすることができる。 17A, 17B, and 17C show a humanoid robot head 4 to which the modular structure of the walking robot of the above embodiment is applied, and the applicant of the present application previously disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-020224. The perspective view which shows the application example with which it mounted to the bridge lower surface inspection apparatus 43 disclosed above instead of the CCD camera, the perspective view which shows the application example with which the head 4 was mounted | worn with the tripod 44 instead of the surveying apparatus, and the head 4 Is a perspective view showing an application example in which the camera is attached to the wall 45 instead of the surveillance camera. In this way, the three video cameras provided on the head 4 are used to measure the distance to the object. You can observe things.
図18は、上記実施例の歩行ロボットのモジュール化構造を適用した人型ロボットの胴体1に脚2の代わりに電動台車46を装着し、両腕3の変わりにキーボード47と測量装置48を装着し、頭4の変わりにディスプレイ装置49を装着した、自走式自動測量装置への適用例を示す斜視図であり、このようにすれば、人型ロボットが、予め与えられたプログラムに基づき自走して自動的に測量を行うことができる。
FIG. 18 shows that the
図19は、上記実施例の歩行ロボットのモジュール化構造を適用した人型ロボットに脚2の代わりに電動台車46を装着した、高速・長距離移動型ロボットへの適用例を示す側面図であり、このようにすれば、人型ロボットを、脚2を用いる場合より高速で長距離移動させることができる。
FIG. 19 is a side view showing an application example to a high-speed / long-distance mobile robot in which the
図20は、上記実施例の歩行ロボットのモジュール化構造を適用した人型ロボットに脚2の代わりに船体50を装着した、水上自動監視ロボットへの適用例を示す側面図であり、このようにすれば、人型ロボットが、予め与えられたプログラムに基づき水上を自走して自動的に監視を行うことができる。
FIG. 20 is a side view showing an application example to an automatic water monitoring robot in which a hull 50 is attached instead of the
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上記例に限定されるものでなく、例えば、この発明の歩行ロボットのモジュール化構造においては、分離可能結合部はエアホースの継手のように、雄側の周方向溝に嵌まり合う雌側の複数の遊動ボールをリングで押えて外れ止めし、そのリングを軸方向に動かすとリング内周面の逃げ部にボールが逃げて雄側が抜けるようになるワンタッチ式のボールロック式結合部であっても良い。また、この発明の歩行ロボットのモジュール化構造においては、制御信号は光通信で伝達しても良い。 Although the present invention has been described based on the illustrated example, the present invention is not limited to the above example. For example, in the modular structure of a walking robot according to the present invention, the separable coupling portion is a male joint like an air hose joint. A number of female idle balls that fit in the circumferential groove on the side are pressed against the ring to prevent it from coming off, and when the ring is moved in the axial direction, the ball escapes to the relief part on the inner circumferential surface of the ring so that the male side comes out It may be a one-touch type ball lock type coupling portion. In the modular structure of the walking robot according to the present invention, the control signal may be transmitted by optical communication.
かくしてこの発明の歩行ロボットのモジュール化構造によれば、人間と等身大程度の大型ロボットに適用しても、所定操作で分離可能な結合部とトルク伝達形状部とガタ取り形状部と曲げモーメント支持形状部とによって構成装置同士を強固に結合することができ、しかも各構成装置の電気接続部によって、大荷重による構造の撓みなどの影響で接点が浮くことによる接触不良を防止し得て、構成装置同士の電気的接続を確実に維持することができる。 Thus, according to the modular structure of the walking robot of the present invention, even when applied to a large-sized robot that is about the same size as a human being, it can be separated by a predetermined operation, a coupling portion, a torque transmission shape portion, a backlash shape portion, and a bending moment support. The component parts can be firmly connected to each other by the shape part, and furthermore, the electrical connection part of each component apparatus can prevent contact failure due to floating of the contact due to the deformation of the structure due to heavy load, etc. The electrical connection between the devices can be reliably maintained.
1 胴体
1a 胴体上半部
1b 胴体下半部
2 脚
3 腕
4 頭
5 胴体外殻
7,11 モータ
8,12 減速機
9 肩支持軸
10 肩フレーム
21 機械結合部
22 電気接続部
23 雌部材
24 雄部材
25 リング
25a 雌ねじ
26 雄ねじ
27 キー溝
28 キー突起
29 テーパーコーン状内周面
30 テーパーコーン状外周面
31 円筒状内周面
32 円筒状外周面
33,34 電極
33a,34a 先端
35 絶縁体
36 合成ゴム製Oリング
41 車椅子
42 作業台
43 橋梁下面点検装置
44 三脚
45 壁
46 電動台車
47 キーボード
48 測量装置
49 ディスプレイ装置
50 船体
P 肩ピッチ軸線
R 肩ロール軸線
H 人
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記各構成装置に、所定軸線方向への変位により嵌り合う雌部材と雄部材で構成されて複数の構成装置を機械的に結合する機械結合部と、複数の構成装置を電気的に接続する電気接続部とを設け、
前記機械結合部に、
前記所定軸線周りに回動させる操作で前記所定軸線方向に分離可能な分離可能結合部と、
キー溝及び前記キー溝に嵌り合うキー突起からなり嵌合時に前記所定軸線周りのトルク伝達を行うトルク伝達形状部と、
前記所定軸線方向に対し僅かな角度を持ったテーパーコーン状内周面及び前記所定軸線方向への変位により前記テーパーコーン状内周面に嵌り合うテーパーコーン状外周面からなり、嵌合時の遊びをなくすガタ取り形状部と、
前記所定軸線を中心軸線とする円筒状内周面及び前記円筒状内周面より小さい外径で前記円筒状内周面に摺接する円筒状外周面からなり、嵌合時、前記所定軸線に対する直交方向の曲げモーメントに抗して嵌合状態を支持する曲げモーメント支持形状部とを、
前記所定軸線と同軸であるとともに前記所定軸線方向の位置をずらし、且つ、前記所定軸線方向への変位によりそれぞれが嵌り合うように半径方向の大きさをそれぞれ変えて設け、
前記電気接続部に、少なくとも電力供給用接点を含む複数の電極を設け、
互いに接触する前記電極の少なくとも一方を他方へ向かって突出するよう弾性的に付勢したことを特徴とする、歩行ロボットのモジュール化構造。 In a modular structure of a walking robot, in which a plurality of constituent devices of the walking robot are separated from each other as modules,
A mechanical coupling portion that is composed of a female member and a male member that are fitted by displacement in a predetermined axial direction and mechanically couples a plurality of component devices to each of the component devices, and an electric that electrically connects the plurality of component devices. A connection part,
In the mechanical coupling part,
A separable coupling portion separable in the predetermined axis direction by an operation of rotating around the predetermined axis;
A torque transmission shape portion that includes a key groove and a key protrusion that fits in the key groove, and transmits torque around the predetermined axis when fitted;
A tapered cone-shaped inner circumferential surface having a slight angle with respect to the predetermined axial direction and a tapered cone-shaped outer circumferential surface that fits into the tapered cone-shaped inner circumferential surface by displacement in the predetermined axial direction. The backlash shape part to eliminate
The cylindrical inner peripheral surface having the predetermined axis as a central axis, and a cylindrical outer peripheral surface that is smaller in outer diameter than the cylindrical inner peripheral surface and in sliding contact with the cylindrical inner peripheral surface, and is orthogonal to the predetermined axis when fitted. Bending moment support shape part that supports the mating state against the bending moment in the direction,
Wherein with a predetermined axis coaxial shifting the position of the predetermined axis direction and set by changing the radius direction size respectively so that each mating by displacement in the predetermined axial direction,
A plurality of electrodes including at least a contact for power supply are provided in the electrical connection portion,
A modularized structure of a walking robot, wherein at least one of the electrodes in contact with each other is elastically biased so as to protrude toward the other.
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