以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１から図４（Ｃ）を参照して、本実施の形態の装置１は、二重関節機構を備えている。二重関節機構とは、２つの関節（可動部）の間の距離を短くするとともに、２つの関節（可動部）を連動して動かすことによって、この２つの関節（可動部）をあたかも１つの関節（可動部）とみなすことができる関節機構（可動機構）を意味する。本実施の形態の可動部を有する装置１は、人間の肩のように可動域の広い二重関節機構を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
With reference to FIGS. 1 to 4C, the device 1 of the present embodiment includes a double joint mechanism. The double joint mechanism shortens the distance between two joints (movable parts) and moves the two joints (movable parts) in conjunction with each other to move the two joints (movable parts) as if one It means a joint mechanism (movable mechanism) that can be regarded as a joint (movable part). The apparatus 1 having a movable part according to the present embodiment includes a double joint mechanism having a wide range of motion like a human shoulder.
図１から図４（Ｃ）を参照して、本実施の形態の可動部を有する装置１は、第１の可動部１０と、第２の可動部２０と、第１の駆動部３０と、第２の駆動部５０と、流路６２、６３、７２、７３、バルブ６１ａ、７１ａとを備えている。なお、図１から図３では、流路６２、６３、７２、７３、バルブ６１ａ、７１ａが省略されている。
With reference to FIG. 1 to FIG. 4C, the device 1 having the movable part of the present embodiment includes a first movable part 10, a second movable part 20, a first drive part 30, The second drive unit 50, flow paths 62, 63, 72, 73, and valves 61a, 71a are provided. In FIGS. 1 to 3, the flow paths 62, 63, 72, and 73 and the valves 61a and 71a are omitted.
第１の可動部１０は、第１のリンク部材１１と、第２のリンク部材１２と、第１の可動ジョイント１３とを有している。
The first movable unit 10 includes a first link member 11, a second link member 12, and a first movable joint 13.
第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とは、中空の管状部材であってもよいし、中実の棒状部材であってもよい。本実施の形態では、第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とは、中空の管状部材である。そのため、第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とを軽量化することができる。第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とは、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。本実施の形態では、第１のリンク部材１１及び第２のリンク部材１２として、金属が用いられている。
The first link member 11 and the second link member 12 may be hollow tubular members or solid rod-like members. In the present embodiment, the first link member 11 and the second link member 12 are hollow tubular members. Therefore, the weight of the first link member 11 and the second link member 12 can be reduced. Any material may be used for the first link member 11 and the second link member 12 as long as they have a certain degree of rigidity, such as metal or hard plastic. In the present embodiment, metal is used as the first link member 11 and the second link member 12.
第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とは、互いに動くことができるように、第１の可動ジョイント１３を介して機械的に接続されている。第１の可動ジョイント１３として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。本実施の形態では、第１の可動ジョイント１３として、ボールジョイントが用いられている。第１のリンク部材１１の一方の端部に設けられたけ受け部１１ａに、第２のリンク部材１２に一方の端部に設けられたボール部１２ａを収容することによって、ボールジョイントである本実施の形態の第１の可動ジョイント１３が構成されている。
The 1st link member 11 and the 2nd link member 12 are mechanically connected via the 1st movable joint 13 so that it can move mutually. As the first movable joint 13, a ball joint, a universal joint, a hinge, or the like can be used. In the present embodiment, a ball joint is used as the first movable joint 13. This embodiment is a ball joint by accommodating the ball portion 12a provided at one end in the second link member 12 in the receiving portion 11a provided at one end of the first link member 11. The 1st movable joint 13 of the form is comprised.
第２の可動部２０は、第３のリンク部材２１と、第４のリンク部材２２と、第２の可動ジョイント２３とを有している。
The second movable unit 20 includes a third link member 21, a fourth link member 22, and a second movable joint 23.
第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とは、中空の管状部材であってもよいし、中実の棒状部材であってもよい。本実施の形態では、第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とは、中空の管状部材である。そのため、第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とを軽量化することができる。第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とは、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。本実施の形態では、第３のリンク部材２１及び第４のリンク部材２２として、金属が用いられている。本実施の形態では、第２のリンク部材１２と第３のリンク部材２１とは別の部材であるが、第２のリンク部材１２と第３のリンク部材２１とは、一本のリンク部材から構成されていてもよい。
The third link member 21 and the fourth link member 22 may be hollow tubular members or solid rod-like members. In the present embodiment, the third link member 21 and the fourth link member 22 are hollow tubular members. Therefore, the weight of the third link member 21 and the fourth link member 22 can be reduced. The third link member 21 and the fourth link member 22 may be made of any material as long as it has a certain degree of rigidity, such as metal or hard plastic. In the present embodiment, metal is used as the third link member 21 and the fourth link member 22. In the present embodiment, the second link member 12 and the third link member 21 are separate members, but the second link member 12 and the third link member 21 are formed from a single link member. It may be configured.
第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とは、互いに動くことができるように、第２の可動ジョイント２３を介して機械的に接続されている。第２の可動ジョイント２３として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。本実施の形態では、第２の可動ジョイント２３として、ボールジョイントが用いられている。第３のリンク部材２１の一方の端部に設けられた受け部２１ａに、第４のリンク部材２２に一方の端部に設けられたボール部２２ａを収容することによって、ボールジョイントである本実施の形態の第２の可動ジョイント２３が構成されている。
The 3rd link member 21 and the 4th link member 22 are mechanically connected via the 2nd movable joint 23 so that it can move mutually. As the second movable joint 23, a ball joint, a universal joint, a hinge, or the like can be used. In the present embodiment, a ball joint is used as the second movable joint 23. This embodiment is a ball joint by accommodating the ball portion 22a provided at one end of the fourth link member 22 in the receiving portion 21a provided at one end of the third link member 21. The 2nd movable joint 23 of the form is comprised.
第１の駆動部３０は、第１の部材３１と、中間部材４０と、第１の部材３１と中間部材４０とを機械的に接続する流体圧アクチュエータ３２、３３、３４とを備えている。
The first drive unit 30 includes a first member 31, an intermediate member 40, and fluid pressure actuators 32, 33, and 34 that mechanically connect the first member 31 and the intermediate member 40.
第１の部材３１は、板状部材から構成されていてもよい。本実施の形態では、第１の部材３１は、最も大きな面積を有する表面が正六角形を有する板状部材から構成されている。第１の部材３１は、側面３１ａ−３１ｆを有している。第１の部材３１は、正六角形を有する表面がｚ軸に交差する、より特定的には、ｚ軸に直交するように配置される。また、第１の部材３１は、側面３１ａと側面３１ａと反対側の側面３１ｄとがｘ軸に交差する、より特定的には、ｘ軸に直交するように配置されている。第１の部材３１は、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。
The 1st member 31 may be comprised from the plate-shaped member. In the present embodiment, the first member 31 is composed of a plate-like member whose surface having the largest area has a regular hexagon. The first member 31 has side surfaces 31a-31f. The first member 31 is arranged such that a surface having a regular hexagon intersects the z-axis, more specifically, orthogonal to the z-axis. The first member 31 is disposed so that the side surface 31a and the side surface 31d opposite to the side surface 31a intersect the x axis, more specifically, orthogonal to the x axis. The first member 31 may be made of any material as long as it has a certain degree of rigidity, such as metal or hard plastic.
中間部材４０は、板状部材から構成されていてもよい。本実施の形態では、中間部材４０は、最も大きな面積を有する表面が正六角形を有する板状部材から構成されている。中間部材４０は、側面４０ａ−４０ｆを有している。中間部材４０は、正六角形を有する表面がｚ軸に交差する、より特定的には、ｚ軸に直交するように配置される。また、中間部材４０は、側面４０ａと側面４０ａと反対側の側面４０ｄとがｘ軸に交差する、より特定的には、ｘ軸に直交するように配置されている。中間部材４０の側面４０ａ−４０ｆには、それぞれ、ボール部材４１ａ−４１ｆが取り付けられている。中間部材４０は、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。
The intermediate member 40 may be comprised from the plate-shaped member. In the present embodiment, the intermediate member 40 is composed of a plate-like member having a surface having the largest area and having a regular hexagonal shape. The intermediate member 40 has side surfaces 40a-40f. The intermediate member 40 is disposed such that a surface having a regular hexagon intersects the z-axis, more specifically, orthogonal to the z-axis. Further, the intermediate member 40 is disposed such that the side surface 40a and the side surface 40d opposite to the side surface 40a intersect the x axis, more specifically, orthogonal to the x axis. Ball members 41a-41f are attached to the side surfaces 40a-40f of the intermediate member 40, respectively. The intermediate member 40 may be made of any material as long as it has a certain degree of rigidity, such as metal or hard plastic.
本実施の形態では、第１のリンク部材１１は、第１の部材３１を貫通するとともに、第１の部材３１に固定されている。第２のリンク部材１２は中間部材４０に固定されている。本実施の形態では、第１の部材３１と中間部材４０とは、ｚ軸に沿って配置されている。第１の部材３１と中間部材４０とが配置される方向（ｚ軸方向）に対して交差する方向（ｘ軸方向）における、第１の部材３１のサイズＤ１は、中間部材４０のサイズＤＭの２倍である（図３を参照）。本実施の形態では、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における第１の部材３１の中心との距離Ｌ１１は、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ１２の２倍である（図３を参照）。
In the present embodiment, the first link member 11 penetrates the first member 31 and is fixed to the first member 31. The second link member 12 is fixed to the intermediate member 40. In the present embodiment, the first member 31 and the intermediate member 40 are disposed along the z axis. The size D 1 of the first member 31 in the direction (x-axis direction) intersecting the direction (z-axis direction) in which the first member 31 and the intermediate member 40 are arranged is the size D of the intermediate member 40. 2 times M (see FIG. 3). In the present embodiment, the distance L 11 between the center of the first movable joint 13 in the z direction and the center of the first member 31 in the z direction is the center of the first movable joint 13 in the z direction and the z direction. it is twice the distance L 12 between the center of the intermediate member 40 (see Figure 3).
流体圧アクチュエータ３２は、シリンダ本体３２ａと、ピストン３２ｂと、流通口３２ｃ、３２ｄとを有している（図３、４を参照）。ピストン３２ｂは、シリンダ本体３２ａに対して移動可能に構成されている。ピストン３２ｂの一方の端部によって、シリンダ本体３２ａの内部の空間は、第１の室３２ｅと第２の室３２ｆとに分割される。第１の室３２ｅとシリンダ本体３２ａの外部との間で流体を連通させるために、シリンダ本体３２ａに流通口３２ｃが設けられている。第２の室３２ｆとシリンダ本体３２ａの外部との間で流体を連通させるために、シリンダ本体３２ａに流通口３２ｄが設けられている。
The fluid pressure actuator 32 has a cylinder body 32a, a piston 32b, and flow ports 32c and 32d (see FIGS. 3 and 4). The piston 32b is configured to be movable with respect to the cylinder body 32a. The space inside the cylinder body 32a is divided into a first chamber 32e and a second chamber 32f by one end of the piston 32b. In order to allow fluid to communicate between the first chamber 32e and the outside of the cylinder body 32a, a circulation port 32c is provided in the cylinder body 32a. In order to allow fluid to communicate between the second chamber 32f and the outside of the cylinder body 32a, a circulation port 32d is provided in the cylinder body 32a.
本実施の形態では、流体圧アクチュエータ３３、３４も、流体圧アクチュエータ３２と同じ構成を有している。流体圧アクチュエータ３３は、シリンダ本体３３ａと、ピストン３３ｂと、流通口３３ｃ、３３ｄとを有している。ピストン３３ｂの一方の端部によって、シリンダ本体３３ａの内部の空間が、第１の室３３ｅと第２の室３３ｆとに分割される。シリンダ本体３３ａには、第１の室３３ｅに対応して流通口３３ｃが設けられ、第２の室３３ｆに対応して流通口３３ｄが設けられている。流体圧アクチュエータ３４は、シリンダ本体３４ａと、ピストン３４ｂと、流通口３４ｃ、３４ｄとを有している。ピストン３４ｂの一方の端部によって、シリンダ本体３４ａの内部の空間が、第１の室３４ｅと第２の室３４ｆとに分割される。シリンダ本体３４ａには、第１の室３４ｅに対応して流通口３４ｃが設けられ、第２の室３４ｆに対応して流通口３４ｄが設けられている。
In the present embodiment, the fluid pressure actuators 33 and 34 have the same configuration as the fluid pressure actuator 32. The fluid pressure actuator 33 has a cylinder body 33a, a piston 33b, and flow ports 33c and 33d. The space inside the cylinder body 33a is divided into a first chamber 33e and a second chamber 33f by one end of the piston 33b. The cylinder body 33a is provided with a flow port 33c corresponding to the first chamber 33e, and a flow port 33d corresponding to the second chamber 33f. The fluid pressure actuator 34 has a cylinder body 34a, a piston 34b, and flow ports 34c and 34d. The space inside the cylinder body 34a is divided into a first chamber 34e and a second chamber 34f by one end of the piston 34b. The cylinder body 34a is provided with a flow port 34c corresponding to the first chamber 34e, and a flow port 34d corresponding to the second chamber 34f.
流体圧アクチュエータ３２のシリンダ本体３２ａは、ユニバーサルジョイント３２ｕを介して、第１の部材３１の側面３１ａに取り付けられている。同様に、流体圧アクチュエータ３３、３４は、それぞれ、ユニバーサルジョイント３３ｕ、３４ｕを介して、第１の部材３１の側面３１ｃ、３１ｅに取り付けられている。ユニバーサルジョイント３２ｕ、３３ｕ、３４ｕに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。
The cylinder body 32a of the fluid pressure actuator 32 is attached to the side surface 31a of the first member 31 via a universal joint 32u. Similarly, the fluid pressure actuators 33 and 34 are attached to the side surfaces 31c and 31e of the first member 31 via universal joints 33u and 34u, respectively. Instead of the universal joints 32u, 33u, and 34u, an elastic deformation body such as rubber, a variable connection mechanism such as a ball joint and a hinge may be used.
流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂの他方の端部には、受け部３２ｇが設けられている。受け部３２ｇに、中間部材４０の側面４０ａに設けられたボール部４１ａを収容することによって、ボールジョイント４２ａが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ３２は、ボールジョイント４２ａを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。流体圧アクチュエータ３３のピストン３３ｂの他方の端部には、受け部３３ｇが設けられている。受け部３３ｇに、中間部材４０の側面４０ｃに設けられたボール部４１ｃを収容することによって、ボールジョイント４２ｃが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ３３は、ボールジョイント４２ｃを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。流体圧アクチュエータ３４のピストン３４ｂの他方の端部には、受け部３４ｇが設けられている。受け部３４ｇに、中間部材４０の側面４０ｅに設けられたボール部４１ｅを収容することによって、ボールジョイント４２ｅが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ３４は、ボールジョイント４２ｅを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。ボールジョイント４２ａ、４２ｃ、４２ｅに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。
A receiving portion 32 g is provided at the other end of the piston 32 b of the fluid pressure actuator 32. The ball joint 42a is configured by accommodating the ball portion 41a provided on the side surface 40a of the intermediate member 40 in the receiving portion 32g. For this reason, the fluid pressure actuator 32 is mechanically connected to the intermediate member 40 via the ball joint 42a. A receiving portion 33g is provided at the other end of the piston 33b of the fluid pressure actuator 33. The ball joint 42c is configured by accommodating the ball portion 41c provided on the side surface 40c of the intermediate member 40 in the receiving portion 33g. For this reason, the fluid pressure actuator 33 is mechanically connected to the intermediate member 40 via the ball joint 42c. A receiving portion 34g is provided at the other end of the piston 34b of the fluid pressure actuator 34. The ball joint 42e is configured by accommodating the ball portion 41e provided on the side surface 40e of the intermediate member 40 in the receiving portion 34g. For this reason, the fluid pressure actuator 34 is mechanically connected to the intermediate member 40 via the ball joint 42e. Instead of the ball joints 42a, 42c, and 42e, an elastic deformation body such as rubber, a variable connection mechanism such as a universal joint, and a hinge may be used.
第２の駆動部５０は、第２の部材５１と、中間部材４０と、第２の部材５１と中間部材４０とを機械的に接続する流体圧アクチュエータ５２、５３、５４とを備えている。
The second drive unit 50 includes a second member 51, an intermediate member 40, and fluid pressure actuators 52, 53, and 54 that mechanically connect the second member 51 and the intermediate member 40.
第２の部材５１は、板状部材から構成されていてもよい。本実施の形態では、第２の部材５１は、最も大きな面積を有する表面が正六角形を有する板状部材から構成されている。第２の部材５１は、側面５１ａ−５１ｆを有している。第２の部材５１は、正六角形を有する表面がｚ軸に交差する、より特定的には、ｚ軸に直交するように配置される。また、第２の部材５１は、側面５１ａと側面５１ａと反対側の側面５１ｄとがｘ軸に交差する、より特定的には、ｘ軸に直交するように配置されている。第２の部材５１は、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。
The 2nd member 51 may be comprised from the plate-shaped member. In the present embodiment, the second member 51 is composed of a plate-like member having a regular hexagonal surface having the largest area. The second member 51 has side surfaces 51a-51f. The second member 51 is arranged so that the surface having a regular hexagon intersects the z-axis, more specifically, orthogonal to the z-axis. The second member 51 is arranged such that the side surface 51a and the side surface 51d opposite to the side surface 51a intersect the x axis, more specifically, orthogonal to the x axis. The second member 51 may be made of any material as long as it has a certain degree of rigidity, such as metal or hard plastic.
本実施の形態では、第４のリンク部材２２は、第２の部材５１を貫通するとともに、第２の部材５１に固定されている。第３のリンク部材２１は中間部材４０に固定されている。本実施の形態では、第２の部材５１と中間部材４０とは、ｚ軸に沿って配置されている。第２の部材５１と中間部材４０とが配置される方向（ｚ軸方向）に対して交差する方向（ｘ軸方向）における、第２の部材５１のサイズＤ２は、中間部材４０のサイズＤＭの２倍である（図３を参照）。第２の部材５１のサイズＤ２は、第１の部材３１のサイズＤ１と同じである。本実施の形態では、ｚ方向における第２の可動ジョイント２３の中心とｚ方向における第２の部材５１の中心との距離Ｌ２１は、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ２２の２倍である（図３を参照）。ｚ方向における第２の可動ジョイント２３の中心とｚ方向における第２の部材５１の中心との距離Ｌ２１は、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における第１の部材３１の中心との距離Ｌ１１と同じである。ｚ方向における第２の可動ジョイント２３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ２２は、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ１２と同じである。
In the present embodiment, the fourth link member 22 penetrates through the second member 51 and is fixed to the second member 51. The third link member 21 is fixed to the intermediate member 40. In the present embodiment, the second member 51 and the intermediate member 40 are disposed along the z axis. The size D2 of the second member 51 in the direction (x-axis direction) intersecting the direction (z-axis direction) in which the second member 51 and the intermediate member 40 are arranged is the size D of the intermediate member 40. 2 times M (see FIG. 3). The size D 2 of the second member 51 is the same as the size D 1 of the first member 31. In the present embodiment, the distance L 21 between the center of the second movable joint 23 in the z direction and the center of the second member 51 in the z direction is the center of the first movable joint 13 in the z direction and the z direction. This is twice the distance L 22 from the center of the intermediate member 40 (see FIG. 3). The distance L 21 between the center of the second movable joint 23 in the z direction and the center of the second member 51 in the z direction is the center of the first movable joint 13 in the z direction and the first member 31 in the z direction. center is the same as the distance L 11 between. A distance L 22 between the center of the second movable joint 23 in the z direction and the center of the intermediate member 40 in the z direction is a distance between the center of the first movable joint 13 in the z direction and the center of the intermediate member 40 in the z direction. L 12 is the same as that.
本実施の形態では、第２のリンク部材１２、中間部材４０、及び第３のリンク部材２１を介して、第１の可動ジョイント１３は、第２の可動ジョイント２３と機械的に直列に接続されている。そのため、第１の可動ジョイント１３を有する第１の可動部１０と、第２の可動ジョイント２３を有する第２の可動部２０とは、互いに機械的に直列に接続されている。
In the present embodiment, the first movable joint 13 is mechanically connected in series with the second movable joint 23 via the second link member 12, the intermediate member 40, and the third link member 21. ing. Therefore, the first movable part 10 having the first movable joint 13 and the second movable part 20 having the second movable joint 23 are mechanically connected to each other in series.
流体圧アクチュエータ５２は、シリンダ本体５２ａと、ピストン５２ｂと、流通口５２ｃ、５２ｄとを有している（図３、４を参照）。ピストン５２ｂは、シリンダ本体５２ａに対して移動可能に構成されている。ピストン５２ｂの一方の端部によって、シリンダ本体５２ａの内部の空間が、第１の室５２ｅと第２の室５２ｆとに分割される。第１の室５２ｅとシリンダ本体５２ａの外部との間で流体を連通させるために、シリンダ本体５２ａに流通口５２ｃが設けられている。第２の室５２ｆとシリンダ本体５２ａの外部との間で流体を連通させるために、シリンダ本体５２ａに流通口５２ｄが設けられている。
The fluid pressure actuator 52 has a cylinder body 52a, a piston 52b, and flow ports 52c and 52d (see FIGS. 3 and 4). The piston 52b is configured to be movable with respect to the cylinder body 52a. The space inside the cylinder main body 52a is divided into a first chamber 52e and a second chamber 52f by one end of the piston 52b. In order to allow fluid to communicate between the first chamber 52e and the outside of the cylinder body 52a, a flow port 52c is provided in the cylinder body 52a. In order to allow fluid to communicate between the second chamber 52f and the outside of the cylinder body 52a, a flow port 52d is provided in the cylinder body 52a.
本実施の形態では、流体圧アクチュエータ５３、５４も、流体圧アクチュエータ３２と同じ構成を有している。流体圧アクチュエータ５３は、シリンダ本体５３ａと、ピストン５３ｂと、流通口５３ｃ、５３ｄとを有している。ピストン５３ｂの一方の端部によって、シリンダ本体５３ａの内部の空間が、第１の室５３ｅと第２の室５３ｆとに分割される。シリンダ本体５３ａには、第１の室５３ｅに対応して流通口５３ｃが設けられ、第２の室５３ｆに対応して流通口５３ｄが設けられている。流体圧アクチュエータ５４は、シリンダ本体５４ａと、ピストン５４ｂと、流通口５４ｃ、５４ｄとを有している。ピストン５４ｂの一方の端部によって、シリンダ本体５４ａの内部の空間が、第１の室５４ｅと第２の室５４ｆとに分割される。シリンダ本体５４ａには、第１の室５４ｅに対応して流通口５４ｃが設けられ、第２の室５４ｆに対応して流通口５４ｄが設けられている。
In the present embodiment, the fluid pressure actuators 53 and 54 have the same configuration as the fluid pressure actuator 32. The fluid pressure actuator 53 has a cylinder body 53a, a piston 53b, and flow ports 53c and 53d. The space inside the cylinder body 53a is divided into a first chamber 53e and a second chamber 53f by one end of the piston 53b. The cylinder body 53a is provided with a flow port 53c corresponding to the first chamber 53e, and a flow port 53d corresponding to the second chamber 53f. The fluid pressure actuator 54 has a cylinder body 54a, a piston 54b, and flow ports 54c and 54d. The space inside the cylinder main body 54a is divided into a first chamber 54e and a second chamber 54f by one end of the piston 54b. The cylinder body 54a is provided with a circulation port 54c corresponding to the first chamber 54e, and a circulation port 54d corresponding to the second chamber 54f.
流体圧アクチュエータ５２のシリンダ本体５２ａは、ユニバーサルジョイント５２ｕを介して、第２の部材５１の側面５１ｄに取り付けられている。同様に、流体圧アクチュエータ５３、５４は、それぞれ、ユニバーサルジョイント５３ｕ、５４ｕを介して、第２の部材５１の側面５１ｆ、５１ｂに取り付けられている。このため、流体圧アクチュエータ５２、５３、５４は、それぞれ、流体圧アクチュエータ３２、３３、３４に対向するように配置される。ユニバーサルジョイント５２ｕ、５３ｕ、５４ｕに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。
The cylinder body 52a of the fluid pressure actuator 52 is attached to the side surface 51d of the second member 51 via a universal joint 52u. Similarly, the fluid pressure actuators 53 and 54 are attached to the side surfaces 51f and 51b of the second member 51 via universal joints 53u and 54u, respectively. For this reason, the fluid pressure actuators 52, 53, and 54 are disposed so as to face the fluid pressure actuators 32, 33, and 34, respectively. Instead of the universal joints 52u, 53u, 54u, an elastic deformable body such as rubber, a variable connection mechanism such as a ball joint or a hinge may be used.
流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂの他方の端部には、受け部５２ｇが設けられている。受け部５２ｇに、中間部材４０の側面４０ｄに設けられたボール部４１ｄを収容することによって、ボールジョイント４２ｄが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ５２は、ボールジョイント４２ｄを介して、中間部材４０の側面４０ｄに機械的に接続されている。流体圧アクチュエータ５３のピストン５３ｂの他方の端部には、受け部５３ｇが設けられている。受け部５３ｇに、中間部材４０の側面４０ｆに設けられたボール部４１ｆを収容することによって、ボールジョイント４２ｆが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ５３は、ボールジョイント４２ｆを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。流体圧アクチュエータ５４のピストン５４ｂの他方の端部には、受け部５４ｇが設けられている。受け部５４ｇに、中間部材４０の側面４０ｂに設けられたボール部４１ｂを収容することによって、ボールジョイント４２ｂが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ５４は、ボールジョイント４２ｂを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。なお、図３では、簡略化のため、流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４を図示していない。ボールジョイント４２ｂ、４２ｄ、４２ｆに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。
A receiving portion 52g is provided at the other end of the piston 52b of the fluid pressure actuator 52. The ball joint 42d is configured by accommodating the ball portion 41d provided on the side surface 40d of the intermediate member 40 in the receiving portion 52g. For this reason, the fluid pressure actuator 52 is mechanically connected to the side surface 40d of the intermediate member 40 via the ball joint 42d. A receiving portion 53g is provided at the other end of the piston 53b of the fluid pressure actuator 53. The ball joint 42f is configured by accommodating the ball portion 41f provided on the side surface 40f of the intermediate member 40 in the receiving portion 53g. For this reason, the fluid pressure actuator 53 is mechanically connected to the intermediate member 40 via the ball joint 42f. A receiving portion 54g is provided at the other end of the piston 54b of the fluid pressure actuator 54. The ball joint 42b is configured by accommodating the ball portion 41b provided on the side surface 40b of the intermediate member 40 in the receiving portion 54g. For this reason, the fluid pressure actuator 54 is mechanically connected to the intermediate member 40 via the ball joint 42b. In FIG. 3, the fluid pressure actuators 33, 34, 53, and 54 are not shown for simplification. Instead of the ball joints 42b, 42d, and 42f, an elastic deformation body such as rubber, a variable connection mechanism such as a universal joint, and a hinge may be used.
図４に示すように、本実施の形態の可動部を有する装置１は、ポンプ６１と、流路６２、６３、７２、７３と、バルブ６１ａ、７１ａとをさらに備えている。なお、図１から図３では、ポンプ６１と、流路６２、６３、７２、７３と、バルブ６１ａ、７１ａは省略されている。
As shown in FIG. 4, the apparatus 1 having the movable part according to the present embodiment further includes a pump 61, flow paths 62, 63, 72, and 73, and valves 61 a and 71 a. 1 to 3, the pump 61, the flow paths 62, 63, 72, and 73 and the valves 61a and 71a are omitted.
流路６２は、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｄとを接続する。流路６２を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２とは流体連通している。流路６３は、流路６２と流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｃとを接続する。流路６２及び流路６３を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ５２とは流体連通している。そのため、ポンプ６１によって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、流体圧力を印加することができる。また、流路６２及び流路６３を介して、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ５２とは流体連通している。より特定的には、流路６２及び流路６３を介して、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとは流体連通している。そのため、バルブ６１ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから、流体圧力を除去することができる。
The flow path 62 connects the pump 61 and the flow port 32 d of the fluid pressure actuator 32. The pump 61 and the fluid pressure actuator 32 are in fluid communication via the flow path 62. The channel 63 connects the channel 62 and the flow port 52 c of the fluid pressure actuator 52. The pump 61 and the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication via the flow path 62 and the flow path 63. Therefore, the fluid pressure can be applied to the second chamber 32 f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52 e of the fluid pressure actuator 52 by the pump 61. Further, the fluid pressure actuator 32 and the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication with each other via the flow channel 62 and the flow channel 63. More specifically, the second chamber 32 f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52 e of the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication with each other via the flow channel 62 and the flow channel 63. Therefore, the fluid pressure can be removed from the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52 by the valve 61a.
流路６２と流路６３との合流点とポンプ６１との間の流路６２に、バルブ６１ａが設けられている。バルブ６１ａは、流路６２における流体の連通状態を変化させる。バルブ６１ａは、例えば、流路６２を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路６２を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路６２を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ６１ａは、例えば、流路６２を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路６２を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路６２を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ６１ａは流路６２に設けられなくてもよい。
A valve 61 a is provided in the flow path 62 between the junction of the flow path 62 and the flow path 63 and the pump 61. The valve 61 a changes the fluid communication state in the flow path 62. The valve 61a is, for example, in a state where a fluid communicates with the flow path 62 (for example, the valve is fully open), a state where no fluid communicates with the flow path 62 (for example, a valve is fully closed), It may be switched between a state of releasing and a state of releasing. The valve 61a includes, for example, a plurality of fluid communication states in which the flow rate of the fluid flowing through the flow path 62 is greater than zero (for example, the valve is in a fully open state and a valve is in a half open state), and a state in which no fluid is in communication with the flow path 62 (for example, The valve may be switched between a fully closed state) and a state in which the flow path 62 is released to the surroundings. The valve 61a may not be provided in the flow path 62.
流路７２は、流路６２と流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｃとを接続する。流路６２、７２を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２とは流体連通している。流路７３は、流路７２と流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｄとを接続する。流路６２、７２、７３を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ５２とは流体連通している。そのため、ポンプ６１によって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとに、流体圧力を印加することができる。また、流路７２、７３を介して、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ５２とは流体連通している。より特定的には、流路７２、７３を介して、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとは流体連通している。そのため、バルブ７１ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとから、流体圧力を除去することができる。
The flow path 72 connects the flow path 62 and the flow port 32 c of the fluid pressure actuator 32. The pump 61 and the fluid pressure actuator 32 are in fluid communication via the flow paths 62 and 72. The flow path 73 connects the flow path 72 and the flow port 52 d of the fluid pressure actuator 52. The pump 61 and the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication via the flow paths 62, 72, and 73. Therefore, the fluid pressure can be applied to the first chamber 32 e of the fluid pressure actuator 32 and the second chamber 52 f of the fluid pressure actuator 52 by the pump 61. Further, the fluid pressure actuator 32 and the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication via the flow paths 72 and 73. More specifically, the first chamber 32 e of the fluid pressure actuator 32 and the second chamber 52 f of the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication via the flow paths 72 and 73. Therefore, the fluid pressure can be removed from the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 and the second chamber 52f of the fluid pressure actuator 52 by the valve 71a.
流路６２と流路７２との合流点と流路７２と流路７３との合流点との間の流路７２に、バルブ７１ａが設けられている。バルブ７１ａは、流路７２における流体の連通状態を変化させる。バルブ７１ａは、例えば、流路７２を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路７２を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路７２を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ７１ａは、例えば、流路７２を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路７２を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路７２を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ７１ａは流路７２に設けられなくてもよい。
A valve 71 a is provided in the flow path 72 between the confluence of the flow path 62 and the flow path 72 and the confluence of the flow path 72 and the flow path 73. The valve 71 a changes the fluid communication state in the flow path 72. The valve 71a includes, for example, a state in which fluid communicates with the flow path 72 (for example, the valve is fully open), a state in which fluid does not communicate with the flow path 72 (for example, the valve is fully closed), It may be switched between a state of releasing and a state of releasing. The valve 71a includes, for example, a plurality of fluid communication states in which the flow rate of the fluid flowing through the flow path 72 is greater than zero (for example, the valve is in a fully open state and a valve is in a half open state), and a state in which no fluid is in communication with the flow path 72 (for example, The valve may be switched between a fully closed state) and a state in which the flow path 72 is released to the surroundings. The valve 71 a may not be provided in the flow path 72.
本実施の形態の流体として、空気などの圧縮性流体、オイルなどの非圧縮性流体が用いられ得る。本実施の形態では、流体として空気が用いられている。
As the fluid of the present embodiment, a compressive fluid such as air or an incompressible fluid such as oil can be used. In the present embodiment, air is used as the fluid.
流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４のそれぞれも、別の流路を介して、別のポンプに接続されている。また、別の流路には別のバルブが設けられていてもよい。図４（Ａ）から（Ｃ）では、流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４、別の流路、別のポンプ、及び別のバルブは省略されている。
Each of the fluid pressure actuators 33, 34, 53, and 54 is also connected to another pump via another flow path. Further, another valve may be provided in another channel. 4A to 4C, the fluid pressure actuators 33, 34, 53, and 54, another flow path, another pump, and another valve are omitted.
図４（Ａ）から（Ｃ）を参照して、本実施の形態の装置１の動作、作用及び効果を説明する。
With reference to FIGS. 4A to 4C, the operation, action, and effect of the apparatus 1 of the present embodiment will be described.
図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１のバルブ６１ａを開き、ポンプ６１から高圧の流体を流路６２及び流路６３に注入して、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆに印加される流体圧力によって、ピストン３２ｂはシリンダ本体３２ａの流通口３２ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ３２は伸長する。流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン５２ｂはシリンダ本体５２ａの流通口５２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ５２は収縮する。その結果、本実施の形態の装置１では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされて、図４（Ｂ）に示されるように、第２のリンク部材１２が第１のリンク部材１１に対して左側（−ｘ方向）に曲がり、第４のリンク部材２２が第３のリンク部材２１に対して左側（−ｘ方向）に曲がる。
The valve 61a of the apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 4A is opened, a high pressure fluid is injected from the pump 61 into the flow path 62 and the flow path 63, and the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32 is injected. And a fluid pressure is applied to the first chamber 52 e of the fluid pressure actuator 52. Due to the fluid pressure applied to the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32, the piston 32b moves to the flow port 32c side of the cylinder body 32a, and the fluid pressure actuator 32 extends. Due to the fluid pressure applied to the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52, the piston 52b moves to the flow port 52d side of the cylinder body 52a, and the fluid pressure actuator 52 contracts. As a result, in the apparatus 1 according to the present embodiment, the first movable part 10 and the second movable part 20 are moved in conjunction with each other, and the second link member as shown in FIG. 12 bends to the left (−x direction) with respect to the first link member 11, and the fourth link member 22 bends to the left (−x direction) with respect to the third link member 21.
図４（Ｂ）に示される本実施の形態の装置１において、流路６２を周囲に解放する状態にバルブ６１ａを切り換える。バルブ６１ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから流体を排出する。この流体の排出によって、図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１に戻すことができる。
In the apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 4B, the valve 61a is switched to a state where the flow path 62 is released to the surroundings. Fluid is discharged from the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52 by the valve 61a. By discharging the fluid, it can be returned to the apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG.
図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１のバルブ７１ａを開き、ポンプ６１から高圧の流体を流路７２及び流路７３に注入して、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン３２ｂは流体圧アクチュエータ３２のシリンダ本体３２ａの流通口３２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ３２は収縮する。流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆに印加される流体圧力によって、ピストン５２ｂはシリンダ本体５２ａの５２ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ５２は伸長する。その結果、本実施の形態の装置１では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされて、図４（Ｃ）に示されるように、第２のリンク部材１２が第１のリンク部材１１に対して右側（＋ｘ方向）に曲が、第４のリンク部材２２が第３のリンク部材２１に対して右側（＋ｘ方向）に曲がる。
The valve 71a of the apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 4A is opened, high pressure fluid is injected from the pump 61 into the flow path 72 and the flow path 73, and the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 is injected. And a fluid pressure is applied to the second chamber 52 f of the fluid pressure actuator 52. By the fluid pressure applied to the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32, the piston 32b moves to the flow port 32d side of the cylinder body 32a of the fluid pressure actuator 32, and the fluid pressure actuator 32 contracts. Due to the fluid pressure applied to the second chamber 52f of the fluid pressure actuator 52, the piston 52b moves to the 52c side of the cylinder body 52a, and the fluid pressure actuator 52 extends. As a result, in the apparatus 1 according to the present embodiment, the first movable part 10 and the second movable part 20 are moved in conjunction with each other, and the second link member as shown in FIG. 12 bends to the right (+ x direction) with respect to the first link member 11, and the fourth link member 22 bends to the right (+ x direction) with respect to the third link member 21.
図４（Ｃ）に示される本実施の形態の装置１において、流路７２を周囲に解放する状態にバルブ７１ａを切り換える。バルブ７１ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとから流体を排出する。この流体の排出によって、図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１に戻すことができる。
In the apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 4C, the valve 71a is switched to a state where the flow path 72 is released to the surroundings. Fluid is discharged from the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 and the second chamber 52f of the fluid pressure actuator 52 by the valve 71a. By discharging the fluid, it can be returned to the apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG.
図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１の流体圧アクチュエータ３２、３３、３４、５２、５３、５４を順次駆動することによって、第１のリンク部材１１に対して第４のリンク部材２２を、ｚ軸まわりに回転させることもできる。
By sequentially driving the fluid pressure actuators 32, 33, 34, 52, 53, 54 of the apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. The member 22 can also be rotated about the z axis.
本実施の形態の装置１では、第２の可動ジョイント２３を第１の可動ジョイント１３の近くに配置して、第２の可動部２０を第１の可動部１０の近くに配置している。また、本実施の形態の装置１では、流路６２、６３、７２、７３を介して、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ５２とが流体連通しているため、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされている。そのため、本実施の形態の装置１は、第１の可動部１０と第２の可動部２０とあたかも１つの関節（可動部）とみなすことができる二重関節機構を備えている。本実施の形態の装置１は、第１の可動ジョイント１３の可動域と、第２の可動ジョイント２３の可動域とが加算された可動域を有している。そのため、二重関節機構を備える本実施の形態の装置１は、人間の肩関節と同様の広い可動域を実現することができる（図６（Ｃ）を参照。）。二重関節機構を備える本実施の形態の装置１は、自律型ロボット装置の肩関節に適用することができる。
In the apparatus 1 of the present embodiment, the second movable joint 23 is disposed near the first movable joint 13, and the second movable portion 20 is disposed near the first movable portion 10. In the device 1 of the present embodiment, the fluid pressure actuator 32 and the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication via the flow paths 62, 63, 72, 73. The two movable parts 20 are moved in conjunction with each other. Therefore, the apparatus 1 of this Embodiment is provided with the double joint mechanism which can be regarded as the 1st movable part 10, the 2nd movable part 20, and one joint (movable part). The device 1 according to the present embodiment has a movable range in which the movable range of the first movable joint 13 and the movable range of the second movable joint 23 are added. Therefore, the device 1 according to the present embodiment including the double joint mechanism can realize a wide range of motion similar to a human shoulder joint (see FIG. 6C). The apparatus 1 of this embodiment provided with a double joint mechanism can be applied to the shoulder joint of an autonomous robot apparatus.
また、例えば、図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１において、バルブ６１ａを開いて、流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂと流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂとを駆動する際、バルブ７１ａを開いて、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅの流体圧力と流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆの流体圧力とを適宜調節してもよい。流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂは、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅの流体圧力と第２の室３２ｆの流体圧力とが釣り合うところで停止する。流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂは、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅの流体圧力と第２の室５２ｆの流体圧力とが釣り合うところで停止する。そのため、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅの流体圧力と流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆの流体圧力に応じて、流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂの移動量と流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂの移動量とを変えることができる。その結果、流体圧アクチュエータ３２の伸長の程度、及び流体圧アクチュエータ５２の収縮の程度を変えることができ、本実施の形態の装置１の第１の可動部１０及び第２の可動部２０のそれぞれの角度（曲がりの程度）を変えることができる。
Further, for example, in the apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 4A, when the valve 61a is opened and the piston 32b of the fluid pressure actuator 32 and the piston 52b of the fluid pressure actuator 52 are driven, the valve 71a And the fluid pressure in the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 and the fluid pressure in the second chamber 52f of the fluid pressure actuator 52 may be adjusted as appropriate. The piston 32b of the fluid pressure actuator 32 stops when the fluid pressure in the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 and the fluid pressure in the second chamber 32f are balanced. The piston 52b of the fluid pressure actuator 52 stops when the fluid pressure in the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52 and the fluid pressure in the second chamber 52f are balanced. Therefore, according to the fluid pressure of the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 and the fluid pressure of the second chamber 52f of the fluid pressure actuator 52, the movement amount of the piston 32b of the fluid pressure actuator 32 and the piston of the fluid pressure actuator 52 The amount of movement of 52b can be changed. As a result, the degree of expansion of the fluid pressure actuator 32 and the degree of contraction of the fluid pressure actuator 52 can be changed, and each of the first movable part 10 and the second movable part 20 of the device 1 of the present embodiment. The angle (degree of bending) can be changed.
また、例えば、図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１において、バルブ６１ａ、バルブ７１ａの開度を変化させると、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅ、第２の室３２ｆ、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅ、第２の室５２ｆへの流体の注入速度及び排出速度を変えることができる。流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅ、第２の室３２ｆ、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅ、第２の室５２ｆへの流体の注入速度及び排出速度が変化すると、流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂの移動速度及び流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂの移動速度が変化する。そのため、バルブ６１ａ、７１ａの開度を変化させることにより、本実施の形態の装置１の第１の可動部１０及び第２の可動部２０の移動速度を変化させることができる。
Further, for example, in the device 1 of the present embodiment shown in FIG. 4A, when the opening degree of the valve 61a and the valve 71a is changed, the first chamber 32e and the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32 are used. The fluid injection speed and the fluid discharge speed of the fluid pressure actuator 52 to the first chamber 52e and the second chamber 52f can be changed. When the fluid injection speed and the fluid discharge speed into the first chamber 52e and the second chamber 52f of the fluid pressure actuator 52 change, the fluid pressure actuator 32 changes. The moving speed of the piston 32b and the moving speed of the piston 52b of the fluid pressure actuator 52 change. Therefore, the moving speed of the 1st movable part 10 and the 2nd movable part 20 of the apparatus 1 of this Embodiment can be changed by changing the opening degree of valve | bulb 61a, 71a.
上記のとおり、本実施の形態の装置１では、可動部の可動域を拡げるように構成することができる。本実施の形態の装置１では、可動部の角度（曲がりの程度）を変化させることができる。本実施の形態の装置１では、可動部の動き方を様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の装置１では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。また、本実施の形態の装置１を自律型ロボット装置の肩関節機構などの関節機構に適用することにより、多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。
As described above, the device 1 of the present embodiment can be configured to expand the movable range of the movable portion. In the apparatus 1 of the present embodiment, the angle of the movable part (the degree of bending) can be changed. In the device 1 according to the present embodiment, the way of movement of the movable part can be changed variously. As a result, the device 1 of the present embodiment can provide a device having a movable part that can realize various responses. Further, by applying the device 1 of the present embodiment to a joint mechanism such as a shoulder joint mechanism of the autonomous robot device, an autonomous robot device capable of realizing various responses can be provided.
本実施の形態の装置１では、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ５２とが流体連通している。そのため、第１の可動部１０と第２の可動部２０とを連動して駆動するために必要なバルブの数を減少させることができる。複数の流体圧アクチュエータの各々にバルブが設けられた装置と比べて、本実施の形態では、装置１の構成、及びバルブを制御する制御システムを簡素化できる。
In the device 1 of the present embodiment, the fluid pressure actuator 32 and the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication. Therefore, the number of valves necessary for driving the first movable part 10 and the second movable part 20 in conjunction with each other can be reduced. In this embodiment, the configuration of the device 1 and the control system for controlling the valve can be simplified as compared with a device in which a valve is provided in each of the plurality of fluid pressure actuators.
次に、図５から図７を参照して、本実施の形態の装置１の変形例について説明する。
この変形例に係る装置では、中間部材４０のサイズＤＭに対する、第１の部材３１のサイズＤ１または第２の部材５１のサイズＤ２の比ＲＤ（ＲＤ＝Ｄ１／ＤＭ＝Ｄ２／ＤＭ）と、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ１２（またはｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ２２）に対する、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における第１の部材３１の中心との距離Ｌ１１（またはｚ方向における第２の可動ジョイント２３の中心とｚ方向における第２の部材５１の中心との距離Ｌ２１）の比ＲＬ（ＲＬ＝Ｌ１１／Ｌ１２＝Ｌ２２／Ｌ２１）とが、本実施の形態の装置１とは異なる。
Next, a modification of the device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
In the apparatus according to this modification, the ratio R D (R D = D 1 / D M = R) of the size D 1 of the first member 31 or the size D 2 of the second member 51 to the size D M of the intermediate member 40. D 2 / D M ) and the distance L 12 between the center of the first movable joint 13 in the z direction and the center of the intermediate member 40 in the z direction (or the center of the first movable joint 13 in the z direction and the z direction) The distance L 11 between the center of the first movable joint 13 in the z direction and the center of the first member 31 in the z direction (or the second movable joint in the z direction) with respect to the distance L 22 to the center of the intermediate member 40 The ratio R L (R L = L 11 / L 12 = L 22 / L 21 ) of the distance L 21 ) between the center of 23 and the center of the second member 51 in the z direction is the apparatus 1 of the present embodiment. What is It made.
実施の形態１に係る装置１では、Ｄ１及びＤ２はいずれもＤＭの２倍である。実施の形態１に係る装置１では、Ｌ１１はＬ１２の２倍であり、Ｌ２２はＬ２１の２倍である。そのため、実施の形態１に係る装置は、ＲＬ＝２．０、ＲＤ＝２．０を有している（図５（Ｃ）、表１（Ｃ）を参照）。これに対し、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）−（Ｉ）に示される各種変形例に係る装置は、下記表１に示すＲＬとＲＤとを有している。なお、図５（Ａ）−（Ｉ）では、簡略化のため、シリンダ本体３２ａ、３３ａ、３４ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａは省略されている。
In the device 1 according to the first embodiment, both D 1 and D 2 is twice the D M. In the device 1 according to the first embodiment, L 11 is twice L 12 and L 22 is twice L 21 . Therefore, the apparatus according to Embodiment 1 has R L = 2.0 and R D = 2.0 (see FIG. 5C and Table 1C). On the other hand, the apparatus which concerns on the various modifications shown by FIG. 5 (A), (B), (D)-(I) has RL and RD shown in following Table 1. FIG. 5A to 5I, the cylinder bodies 32a, 33a, 34a, 52a, 53a, and 54a are omitted for simplification.
図６は、本実施の形態の装置１及び本実施の形態の各種変形例の装置のｚ軸（ヨー軸）周りの可動域、ｘ軸（ロール軸）周りの可動域、ｙ軸（ピッチ軸）周りの可動域を示す。図７は、実施の形態１の装置１及び実施の形態１の各種変形例の装置を、所定の条件で流体圧アクチュエータ３２、３３、３４、５２、５３、５４によって駆動したときの、第２の部材５１において発生する力（本実施の形態及び各種変形例の装置の出力）を示す。図６及び図７を参照すると、ＲＬの値とＲＤの値とを変化させることによって、可動域の大きさと、第２の部材５１において発生する力の大きさとを変化させることができる。
FIG. 6 shows a movable range around the z-axis (yaw axis), a movable range around the x-axis (roll axis), and a y-axis (pitch axis) of the device 1 of this embodiment and the devices of various modifications of this embodiment. ) Indicates the range of motion around. FIG. 7 shows a second example in which the device 1 of the first embodiment and the devices of various modifications of the first embodiment are driven by the fluid pressure actuators 32, 33, 34, 52, 53, 54 under predetermined conditions. The force (output of the apparatus of this Embodiment and various modifications) which generate | occur | produces in the member 51 of this is shown. Referring to FIGS. 6 and 7, the magnitude of the movable range and the magnitude of the force generated in the second member 51 can be changed by changing the value of RL and the value of RD .
図６を参照して、図５（Ａ）−（Ｃ）に示される装置の可動域が、図５（Ｄ）−（Ｉ）に示される装置の可動域よりも大きい。図５（Ｃ）に示される本実施の形態に係る装置１の可動域が最も大きい。図５及び図６から、第１の部材３１と中間部材と第２の部材５１とが配列される方向（ｚ方向）に交差する方向における、第１の部材３１のサイズＤ１及び第２の部材５１のサイズＤ２を、前記交差する方向における中間部材４０のサイズＤＭよりも大きくすると、本実施の形態に係る装置１の可動域が大きくなることが分かる。そのため、本実施の形態及びその変形例の装置を、例えば、人間の肩関節が有するような大きな可動域が要求される自律型ロボット装置の肩関節に適用するためには、前記交差する方向における第１の部材３１及び第２の部材５１のサイズを、前記交差する方向における中間部材４０のサイズよりも大きくする（ＲＤ＞１．０）ことが好ましい。
Referring to FIG. 6, the range of motion of the device shown in FIGS. 5A to 5C is larger than the range of motion of the device shown in FIGS. 5D to 5I. The range of motion of the device 1 according to the present embodiment shown in FIG. 5C is the largest. 5 and 6, the size D 1 and the second size of the first member 31 in the direction intersecting the direction (z direction) in which the first member 31, the intermediate member, and the second member 51 are arranged. the size D 2 of the member 51, when larger than the size D M of the intermediate member 40 in the intersecting direction, it can be seen that the movable range of the apparatus 1 according to this embodiment is increased. Therefore, in order to apply the device of the present embodiment and its modification to a shoulder joint of an autonomous robot device that requires a large range of motion such as that of a human shoulder joint, for example, It is preferable to make the size of the first member 31 and the second member 51 larger than the size of the intermediate member 40 in the intersecting direction (R D > 1.0).
図７を参照して、図５（Ｈ）及び図５（Ｉ）に示される装置において発生する力は、図５（Ａ）から図５（Ｇ）に示される装置において発生する力よりも大きい。図５（Ｉ）に示される本実施の形態の変形例の装置の可動域が最も大きい。図５及び図６から、第１の部材３１と中間部材と第２の部材５１とが配列される方向（ｚ方向）に交差する方向における、第１の部材３１のサイズＤ１及び第２の部材５１のサイズＤ２を、前記交差する方向における中間部材４０のサイズＤＭよりも小さくするとともに、第１の可動ジョイント１３と第２の可動ジョイント２３とを、第１の部材３１及び第２の部材５１よりも、中間部材４０の近く配置すると、本実施の形態及びその変形例の装置において発生する力がが大きくなることが分かる。そのため、本実施の形態及びその変形例の装置を、例えば、大きな力が要求される自律型ロボット装置の足首関節に適用するためには、前記交差する方向における第１の部材３１及び第２の部材５１のサイズを、前記交差する方向における中間部材４０のサイズよりも小さくし（ＲＤ＜１．０）、第１の可動ジョイント１３と第２の可動ジョイント２３とを、第１の部材３１及び第２の部材５１よりも、中間部材４０の近く配置する（ＲＬ＞１．０）ことが好ましい。
Referring to FIG. 7, the force generated in the apparatus shown in FIGS. 5 (H) and 5 (I) is larger than the force generated in the apparatus shown in FIGS. 5 (A) to 5 (G). . The range of motion of the apparatus of the modification of the present embodiment shown in FIG. 5 (I) is the largest. 5 and 6, the size D 1 and the second size of the first member 31 in the direction intersecting the direction (z direction) in which the first member 31, the intermediate member, and the second member 51 are arranged. the size D 2 of the member 51, as well as smaller than the size D M of the intermediate member 40 in the intersecting direction, the first movable joint 13 and the second movable joint 23, the first member 31 and the second It can be seen that the force generated in the apparatus of the present embodiment and its modified example is larger when it is arranged closer to the intermediate member 40 than the member 51 of FIG. Therefore, in order to apply the device of the present embodiment and its modification to, for example, an ankle joint of an autonomous robot device that requires a large force, the first member 31 and the second member in the intersecting direction are used. The size of the member 51 is made smaller than the size of the intermediate member 40 in the intersecting direction (R D <1.0), and the first movable joint 13 and the second movable joint 23 are replaced with the first member 31. It is preferable to dispose the intermediate member 40 closer to the intermediate member 40 than the second member 51 (R L > 1.0).
上記のとおり、本実施の形態及びその変形例の装置では、第１の可動部１０における第１の可動ジョイント１３の位置、第２の可動部２０における第２の可動ジョイント２３の位置などの、第１の可動部１０及び第２の可動部２０の構造（ＲＬ）と、中間部材４０のサイズに対する第１の部材３１及び第２の部材５１のサイズの比（ＲＤ）といった、第１の駆動部３０及び第２の駆動部５０の構造とを変更することによって、装置の可動部の応答を様々に変化させることができる。そのため、本実施の形態及びその変形例では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。本実施の形態及びその変形例の装置を自律型ロボットの肩関節機構などの関節機構に適用することにより、多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。本実施の形態の装置１を、他のタイプのロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの他の装置に適用してもよい。
As described above, in the apparatus according to the present embodiment and the modified example thereof, the position of the first movable joint 13 in the first movable part 10, the position of the second movable joint 23 in the second movable part 20, etc. First structure, such as the structure (R L ) of the first movable part 10 and the second movable part 20 and the ratio of the size of the first member 31 and the second member 51 to the size of the intermediate member 40 (R D ). By changing the structure of the driving unit 30 and the second driving unit 50, the response of the movable unit of the apparatus can be changed variously. Therefore, in the present embodiment and its modifications, it is possible to provide an apparatus having a movable part that can realize various responses. By applying the device of the present embodiment and its modification to a joint mechanism such as a shoulder joint mechanism of an autonomous robot, an autonomous robot device capable of realizing various responses can be provided. The device 1 of the present embodiment may be applied to other devices such as other types of robot devices, manipulators, auxiliary devices that assist the movement of people and animals.
本実施の形態では、第１の部材３１、中間部材４０、及び第２の部材５１として、最も大きな面積を有する表面が正六角形を有する板状部材を採用したが、他の形状を有していてもよい。例えば、第１の部材３１、中間部材４０、及び第２の部材５１として、最も大きな面積を有する表面が円形を有する板状部材や、細長い形状を有する板状部材を用いてもよい。また、第１の部材３１、中間部材４０、及び第２の部材５１として、棒状部材を用いてもよい。
In the present embodiment, as the first member 31, the intermediate member 40, and the second member 51, a plate-like member having a regular hexagonal surface has the largest area, but has other shapes. May be. For example, as the first member 31, the intermediate member 40, and the second member 51, a plate-like member having a circular surface having the largest area or a plate-like member having an elongated shape may be used. Further, rod-like members may be used as the first member 31, the intermediate member 40, and the second member 51.
本実施の形態では、装置１が３次元的に動くことができるように、第１の可動ジョイント１３や第２の可動ジョイント２３などの各種継手として、ボールジョイント等の可動ジョイントが用いられている。しかし、装置１が２次元的に動くことができるように、第１の可動ジョイント１３や第２の可動ジョイント２３などの各種継手として、ヒンジを用いてもよい。２次元的に動くことができるような装置１は、例えば、平面型のロボット装置の関節機構に適用することができる。
In the present embodiment, movable joints such as ball joints are used as various joints such as the first movable joint 13 and the second movable joint 23 so that the apparatus 1 can move three-dimensionally. . However, hinges may be used as various joints such as the first movable joint 13 and the second movable joint 23 so that the apparatus 1 can move two-dimensionally. The apparatus 1 that can move two-dimensionally can be applied to, for example, a joint mechanism of a planar robot apparatus.
本実施の形態では、流体として空気が用いられているが、他の流体が用いられてもよい。流体の種類を変更することによっても、装置１の応答を変化させることができる。そのため、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置及び自律型ロボット装置を提供することができる。
In the present embodiment, air is used as the fluid, but other fluids may be used. The response of the device 1 can also be changed by changing the type of fluid. Therefore, it is possible to provide an apparatus and an autonomous robot apparatus having a movable part that can realize various responses.
（実施の形態２）
図８（Ａ）から（Ｃ）を参照して、実施の形態２に係る装置１００について説明する。実施の形態２では、実施の形態１の装置１の変形例について説明する。なお、図８（Ａ）から（Ｃ）では、図４（Ａ）から（Ｂ）と同様に、流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４、並びに、流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４に接続される流路、ポンプ、及びバルブは省略されている。実施の形態２の装置１００は、基本的には、図１に示す実施の形態１の装置１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、ポンプ、流路、及びバルブの配置が異なる。
(Embodiment 2)
The apparatus 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, a modification of the device 1 according to the first embodiment will be described. 8A to 8C, the fluid pressure actuators 33, 34, 53, and 54, and the fluid pressure actuators 33, 34, 53, and 54, as in FIGS. 4A to 4B. The flow path, pump, and valve to be connected are omitted. The apparatus 100 of the second embodiment basically has the same configuration as that of the apparatus 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 and can obtain the same effects. However, the apparatus of the pump, the flow path, and the valve The arrangement is different.
図８（Ａ）に示すように、実施の形態２の装置１００は、ポンプ６１、７１と、流路６２、６３、６４、７２、７３、７４と、バルブ６２ａ、６３ａ、６４ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａとを有している。
As shown in FIG. 8A, the apparatus 100 according to the second embodiment includes pumps 61 and 71, flow paths 62, 63, 64, 72, 73, and 74, and valves 62a, 63a, 64a, 72a, and 73a. 74a.
流路６２は、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｄとを接続する。流路６２を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆとは流体連通している。流路６３は、流路６２と流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｃとを接続する。流路６２及び流路６３を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとは流体連通している。そのため、ポンプ６１によって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、流体圧力を印加することができる。流路６２と流路６３との合流点と、流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｄとの間に、バルブ６２ａが配置されている。流路６２と流路６３との合流点と、流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｃとの間に、バルブ６３ａが配置されている。バルブ６２ａ、６３ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから、流体圧力を除去することができる。
The flow path 62 connects the pump 61 and the flow port 32 d of the fluid pressure actuator 32. The pump 61 and the second chamber 32 f of the fluid pressure actuator 32 are in fluid communication via the flow path 62. The channel 63 connects the channel 62 and the flow port 52 c of the fluid pressure actuator 52. The pump 61 and the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication with each other through the flow path 62 and the flow path 63. Therefore, the fluid pressure can be applied to the second chamber 32 f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52 e of the fluid pressure actuator 52 by the pump 61. A valve 62 a is disposed between the confluence of the flow path 62 and the flow path 63 and the flow port 32 d of the fluid pressure actuator 32. A valve 63 a is disposed between the confluence of the flow path 62 and the flow path 63 and the flow port 52 c of the fluid pressure actuator 52. The fluid pressure can be removed from the second chamber 32 f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52 e of the fluid pressure actuator 52 by the valves 62 a and 63 a.
バルブ６１ａと流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｄとの間の流路６２と、バルブ６３ａと流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｃとの間の流路６３とを接続するように、流路６４が設けられる。流路６４を介して、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとは流体連通している。流路６４にバルブ６４ａが配置されている。バルブ６４ａは、流路６４における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ６４ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから、流体圧力を除去することができる。バルブ６４ａは流路６４に設けられなくてもよい。
A flow path 64 is provided so as to connect the flow path 62 between the valve 61a and the flow port 32d of the fluid pressure actuator 32 and the flow path 63 between the valve 63a and the flow port 52c of the fluid pressure actuator 52. It is done. The second chamber 32 f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52 e of the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication via the flow path 64. A valve 64 a is disposed in the flow path 64. The valve 64 a is a regulator that changes the fluid communication state in the flow path 64. The valve 64 a can remove fluid pressure from the second chamber 32 f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52 e of the fluid pressure actuator 52. The valve 64 a may not be provided in the flow path 64.
バルブ６２ａ、６３ａ、６４ａは、それぞれ、例えば、流路６２、６３、６４を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路６２、６３、６４を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路６２、６３、６４を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ６２ａ、６３ａ、６４ａは、それぞれ、例えば、流路６２、６３、６４を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路６２、６３、６４を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路６２、６３、６４を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。
The valves 62a, 63a, and 64a are, for example, a state in which fluid communicates with the flow paths 62, 63, and 64 (for example, the valve is fully opened) and a state in which fluid does not communicate with the flow paths 62, 63, and 64 (for example, The valve may be switched between a fully closed state) and a state in which the flow paths 62, 63, 64 are released to the surroundings. The valves 62a, 63a, and 64a are, for example, a plurality of fluid communication states in which the flow rate of the fluid flowing through the flow paths 62, 63, and 64 is greater than zero (for example, the valve is fully open and the valve is half open), It may be switched between a state where the fluid does not communicate with the passages 62, 63 and 64 (for example, the valve is in a fully closed state) and a state where the passages 62, 63 and 64 are released to the surroundings.
流路７２は、ポンプ７１と流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｃとを接続する。流路７２を介して、ポンプ７１と流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅとは流体連通している。流路７３は、流路７２と流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｄとを接続する。流路７２及び流路７３を介して、ポンプ７１と流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとは流体連通している。そのため、ポンプ７１によって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとに、流体圧力を印加することができる。流路７２と流路７３との合流点と、流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｃとの間に、バルブ７２ａが配置されている。流路７２と流路７３との合流点と、流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｄとの間に、バルブ７３ａが配置されている。バルブ７２ａ、７３ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとから、流体圧力を除去することができる。
The flow path 72 connects the pump 71 and the flow port 32 c of the fluid pressure actuator 32. Via the flow path 72, the pump 71 and the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 are in fluid communication. The flow path 73 connects the flow path 72 and the flow port 52 d of the fluid pressure actuator 52. The pump 71 and the second chamber 52 f of the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication with each other through the flow path 72 and the flow path 73. Therefore, the fluid pressure can be applied to the first chamber 32 e of the fluid pressure actuator 32 and the second chamber 52 f of the fluid pressure actuator 52 by the pump 71. A valve 72 a is disposed between the confluence of the flow path 72 and the flow path 73 and the flow port 32 c of the fluid pressure actuator 32. A valve 73 a is arranged between the junction of the flow path 72 and the flow path 73 and the flow port 52 d of the fluid pressure actuator 52. The fluid pressure can be removed from the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 and the second chamber 52f of the fluid pressure actuator 52 by the valves 72a and 73a.
バルブ７２ａと流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｃとの間の流路７２と、バルブ７３ａと流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｄとの間の流路７３とを接続するように、流路７４が設けられる。流路７４を介して、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとは流体連通している。流路７４にバルブ７４ａが設けられる。バルブ７４ａは、流路７４における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ７４ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとから、流体圧力を除去することができる。バルブ７４ａは流路７４に設けられなくてもよい。
A flow path 74 is provided so as to connect the flow path 72 between the valve 72a and the flow port 32c of the fluid pressure actuator 32 and the flow path 73 between the valve 73a and the flow port 52d of the fluid pressure actuator 52. It is done. Via the flow path 74, the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 and the second chamber 52f of the fluid pressure actuator 52 are in fluid communication. A valve 74 a is provided in the flow path 74. The valve 74 a is a regulator that changes the fluid communication state in the flow path 74. The valve 74 a can remove the fluid pressure from the first chamber 32 e of the fluid pressure actuator 32 and the second chamber 52 f of the fluid pressure actuator 52. The valve 74 a may not be provided in the flow path 74.
バルブ７２ａ、７３ａ、７４ａは、それぞれ、例えば、流路７２、７３、７４を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路７２、７３、７４を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路７２、７３、７４を周囲に解放する状態との間で切り換えてられもよい。バルブ７２ａ、７３ａ、７４ａは、例えば、流路７２、７３、７４を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路７２、７３、７４を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路７２、７３、７４を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。
The valves 72a, 73a, and 74a are, for example, a state where the fluid communicates with the flow paths 72, 73, and 74 (for example, the valve is fully opened) and a state that the fluid does not communicate with the flow paths 72, 73, and 74 (for example, The valve may be switched between a fully closed state) and a state in which the flow paths 72, 73, 74 are released to the surroundings. The valves 72a, 73a, and 74a are, for example, a plurality of fluid communication states in which the flow rate of fluid flowing through the flow paths 72, 73, and 74 is greater than zero (for example, the valve is in a fully open state and the valve is in a half open state), and the flow path 72. 73, 74 may be switched between a state where fluid does not communicate (for example, the valve is fully closed) and a state where the flow paths 72, 73, 74 are released to the surroundings.
図８（Ａ）から（Ｃ）を参照して、本実施の形態の装置１００の動作、作用及び効果を説明する。
With reference to FIGS. 8A to 8C, the operation, action, and effect of the apparatus 100 of the present embodiment will be described.
図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００において、バルブ６２ａ、６３ａを開き、残りのバルブを閉じる。ポンプ６１から高圧の流体を流路６２及び流路６３に注入して、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆに印加される流体圧力によって、ピストン３２ｂはシリンダ本体３２ａの流通口３２ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ３２は伸長する。流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン５２ｂはシリンダ本体５２ａの流通口５２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ５２は収縮する。その結果、本実施の形態の装置１００では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされて、図８（Ｂ）に示されるように、第２のリンク部材１２が第１のリンク部材１１に対して左側（−ｘ方向）に曲がり、第４のリンク部材２２が第３のリンク部材２１に対して左側（−ｘ方向）に曲がる。バルブ６２ａ、６４ａを開き、残りのバルブを閉じても、本実施の形態の装置１００は、同様に動作する。
In the apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 8A, the valves 62a and 63a are opened and the remaining valves are closed. A high-pressure fluid is injected from the pump 61 into the flow path 62 and the flow path 63, and fluid pressure is applied to the second chamber 32 f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52 e of the fluid pressure actuator 52. Due to the fluid pressure applied to the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32, the piston 32b moves to the flow port 32c side of the cylinder body 32a, and the fluid pressure actuator 32 extends. Due to the fluid pressure applied to the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52, the piston 52b moves to the flow port 52d side of the cylinder body 52a, and the fluid pressure actuator 52 contracts. As a result, in the apparatus 100 according to the present embodiment, the first movable part 10 and the second movable part 20 are moved in conjunction with each other, and the second link member as shown in FIG. 12 bends to the left (−x direction) with respect to the first link member 11, and the fourth link member 22 bends to the left (−x direction) with respect to the third link member 21. Even if the valves 62a and 64a are opened and the remaining valves are closed, the device 100 of the present embodiment operates in the same manner.
図８（Ｂ）に示される本実施の形態の装置１００において、流路６４を周囲に解放する状態にバルブ６４ａを切り換える。バルブ６４ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから流体を排出する。この流体の排出によって、図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００に戻すことができる。
In the apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 8B, the valve 64a is switched to a state in which the flow path 64 is released to the surroundings. The fluid is discharged from the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52 by the valve 64a. By discharging the fluid, it can be returned to the apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG.
図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００において、バルブ６３ａ、７２ａを開き、残りのバルブを閉じる。ポンプ６１から高圧の流体を流路６３に注入して、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに、流体圧力を印加する。ポンプ７１から高圧の流体を流路７２に注入して、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ３２の第１の室５２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン３２ｂはシリンダ本体３２ａの流通口３２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ３２は収縮する。流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン５２ｂはシリンダ本体５２ａの流通口５２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ５２は収縮する。その結果、本実施の形態の装置１００では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされて、図８（Ｃ）に示されるように、第２のリンク部材１２が第１のリンク部材１１に対して右側（＋ｘ方向）に曲がり、第４のリンク部材２２が第３のリンク部材２１に対して左側（−ｘ方向）に曲がる。
In the apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 8A, the valves 63a and 72a are opened and the remaining valves are closed. A high-pressure fluid is injected from the pump 61 into the flow path 63, and fluid pressure is applied to the first chamber 52 e of the fluid pressure actuator 52. A high-pressure fluid is injected from the pump 71 into the flow path 72, and fluid pressure is applied to the first chamber 32 e of the fluid pressure actuator 32. Due to the fluid pressure applied to the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 32, the piston 32b moves to the flow port 32d side of the cylinder body 32a, and the fluid pressure actuator 32 contracts. Due to the fluid pressure applied to the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52, the piston 52b moves to the flow port 52d side of the cylinder body 52a, and the fluid pressure actuator 52 contracts. As a result, in the apparatus 100 according to the present embodiment, the first movable part 10 and the second movable part 20 are moved in conjunction with each other, and as shown in FIG. 12 bends to the right (+ x direction) with respect to the first link member 11, and the fourth link member 22 bends to the left (−x direction) with respect to the third link member 21.
図８（Ｃ）に示される本実施の形態の装置１００において、流路６３を周囲に解放する状態にバルブ６３ａを切り換える。バルブ６３ａによって、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅから流体を排出する。また、流路７２を周囲に解放する状態にバルブ７２ａを切り換える。バルブ７２ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅから流体を排出する。これらの流体の排出によって、図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００に戻すことができる。
In the apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 8C, the valve 63a is switched to a state in which the flow path 63 is released to the surroundings. The fluid is discharged from the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52 by the valve 63a. Further, the valve 72a is switched to a state where the flow path 72 is released to the surroundings. The fluid is discharged from the first chamber 32e of the fluid pressure actuator 32 by the valve 72a. By discharging these fluids, it is possible to return to the apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG.
図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００では、複数の流体圧アクチュエータ３２、５２間で流体を連通させる流路６４、７４に、流路６４、７４における流体の連通状態を変化させるバルブ６４ａ、７４ａが設けられている。例えば、本実施の形態の装置１００において、バルブ６２ａが開かれ、残りのバルブが閉じられた状態で、バルブ６４ａによって、流路６４の連通状態を変化させる。例えば、バルブ６４ａが全開である場合には、ポンプ６１から注入される高圧の流体によって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、同時に流体圧力が印加される。そのため、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ３４とは同じ速度で伸縮する。これに対し、バルブ６４ａの開度が小さい場合には、流路６２よりも流路６４の方が、ポンプ６１から注入される高圧の流体が流れにくくなる。そのため、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆよりも遅く、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに流体圧力が印加される。そのため、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ３４とは異なる速度で伸縮する。このように、複数の流体圧アクチュエータ３２、５２間で流体を連通させる流路６４における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置１００の可動部の動きを変化させることができる。バルブ７４ａによって、流路７４の連通状態を変化させても、本実施の形態の装置１００の可動部の動きを変化させることができる。
In the apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 8A, the fluid communication state in the flow paths 64, 74 is changed to the flow paths 64, 74 that allow fluid to communicate between the plurality of fluid pressure actuators 32, 52. Valves 64a and 74a are provided. For example, in the apparatus 100 of the present embodiment, the communication state of the flow path 64 is changed by the valve 64a in a state where the valve 62a is opened and the remaining valves are closed. For example, when the valve 64a is fully opened, the fluid pressure is simultaneously applied to the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52 by the high pressure fluid injected from the pump 61. Is applied. Therefore, the fluid pressure actuator 32 and the fluid pressure actuator 34 expand and contract at the same speed. On the other hand, when the opening degree of the valve 64 a is small, the high-pressure fluid injected from the pump 61 is less likely to flow in the flow path 64 than in the flow path 62. Therefore, the fluid pressure is applied to the first chamber 52e of the fluid pressure actuator 52 later than the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32. Therefore, the fluid pressure actuator 32 and the fluid pressure actuator 34 expand and contract at different speeds. In this way, by adjusting the fluid communication state in the flow path 64 that allows fluid to communicate between the plurality of fluid pressure actuators 32, 52, between the plurality of communication states in which the fluid flow rate is greater than zero, The movement of the movable part of the apparatus 100 of the form can be changed. Even if the communication state of the flow path 74 is changed by the valve 74a, the movement of the movable part of the device 100 of the present embodiment can be changed.
本実施の形態の装置１００は、実施の形態１の装置１と、流路とバルブの配置を異ならせている。そのため、例えば、図８（Ｃ）のような態様で、本実施の形態の装置１００の可動部を曲げることができる。また、複数の流体圧アクチュエータの間で流体を連通させる流路における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置１００の可動部の応答を変化させることができる。本実施の形態の装置１００では、可動部の動き方をより一層様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の装置１００では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。また、本実施の形態の装置１００を自律型ロボット装置の肩関節機構などの関節機構に適用することにより、より一層多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。
The device 100 according to the present embodiment is different from the device 1 according to the first embodiment in the arrangement of flow paths and valves. Therefore, for example, the movable part of the device 100 of the present embodiment can be bent in the manner as shown in FIG. In addition, by adjusting the fluid communication state in the flow path for fluid communication between the plurality of fluid pressure actuators between the plurality of communication states in which the flow rate of the fluid is greater than zero, the apparatus 100 of the present embodiment The response of the movable part can be changed. In apparatus 100 according to the present embodiment, the way in which the movable part moves can be changed in various ways. As a result, the apparatus 100 according to the present embodiment can provide an apparatus having a movable part that can realize various responses. Further, by applying the device 100 of the present embodiment to a joint mechanism such as the shoulder joint mechanism of the autonomous robot device, an autonomous robot device capable of realizing a wider variety of responses can be provided.
次に、図９を参照して、本実施の形態の装置１００の変形例について説明する。図９では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とは省略されている。
Next, with reference to FIG. 9, the modification of the apparatus 100 of this Embodiment is demonstrated. In FIG. 9, the first movable part 10 and the second movable part 20 are omitted.
図９に示される本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータのそれぞれの流通口と接続される複数の第１の流路が設けられる。複数の第１の流路のそれぞれにバルブが配置される。流通口とバルブとの間の複数の第１の流路のうち任意の２つを接続する複数の第２の流路が設けられる。複数の第２の流路のそれぞれにバルブが配置される。バルブは、流路における流体の連通状態を変化させる調整器である。
In the modification of the present embodiment shown in FIG. 9, a plurality of first flow paths connected to the respective flow ports of the plurality of fluid pressure actuators are provided. A valve is disposed in each of the plurality of first flow paths. A plurality of second flow paths for connecting any two of the plurality of first flow paths between the flow port and the valve are provided. A valve is disposed in each of the plurality of second flow paths. The valve is a regulator that changes the fluid communication state in the flow path.
具体的には、流路２２２、２２３、２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄ、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６と、バルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａとの配置が、図８に示される本実施の形態と異なる。また、本実施の形態の変形例では、ポンプ７１が設けられていない点で、図８に示される本実施の形態と異なる。
Specifically, the flow paths 222, 223, 232c, 232d, 252c, 252d, 271, 272, 273, 274, 275, 276 and the valves 242c, 242d, 262c, 262d, 271a, 272a, 273a, 274a, 275a 276a is different from the present embodiment shown in FIG. Further, the modification of the present embodiment is different from the present embodiment shown in FIG. 8 in that the pump 71 is not provided.
図９に示される本実施の形態の変形例では、流路２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄは、それぞれ、流通口３２ｃ、３２ｄ、５２ｃ、５２ｄに接続される。流路２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄのそれぞれに、バルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄが配置される。流通口３２ｃ、３２ｄ、５２ｃ、５２ｄとバルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄとの間の流路２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄのうちの任意の２つを接続する流路２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６が設けられる。流路２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６のそれぞれに、バルブ２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａが配置される。流路２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄは、流路２２２、２２３を通じて、ポンプ６１に接続される。
In the modification of the present embodiment shown in FIG. 9, the channels 232c, 232d, 252c, and 252d are connected to the circulation ports 32c, 32d, 52c, and 52d, respectively. Valves 242c, 242d, 262c, and 262d are disposed in the flow paths 232c, 232d, 252c, and 252d, respectively. Flow paths 271, 272, 273, 274 connecting any two of the flow paths 232 c, 232 d, 252 c, 252 d between the flow ports 32 c, 32 d, 52 c, 52 d and the valves 242 c, 242 d, 262 c, 262 d 275, 276 are provided. Valves 271a, 272a, 273a, 274a, 275a, 276a are disposed in the flow paths 271, 272, 273, 274, 275, 276, respectively. The flow paths 232c, 232d, 252c, and 252d are connected to the pump 61 through the flow paths 222 and 223.
バルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａは、例えば、流路を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａは、例えば、流路を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。
Valves 242c, 242d, 262c, 262d, 271a, 272a, 273a, 274a, 275a, and 276a are, for example, a state where fluid is in communication with the flow path (for example, the valve is fully open) and a state where fluid is not in communication with the flow path. (For example, the valve is in a fully closed state) and a state in which the flow path is released to the surroundings may be switched. The valves 242c, 242d, 262c, 262d, 271a, 272a, 273a, 274a, 275a, and 276a are, for example, a plurality of fluid communication states in which the flow rate of the fluid flowing through the flow path is greater than zero (for example, the valve is in a fully opened state and the valve May be switched between a state where the fluid is not communicated with the flow path (for example, the valve is fully closed) and a state where the flow path is released to the surroundings.
図９に示される本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータの全ての流体室のうち任意の２つの流体室が、複数の第２の流路によって、互いに流体連通している。具体的には、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと第２の室３２ｆ、並びに流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅと第２の室５２ｆのうち、任意の２つの流体室が、流路２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６によって、互いに流体連通している。図９に示される本実施の形態の変形例では、各流路２２２、２２３、２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄ、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６にバルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａが配置されている。そのため、本実施の形態の変形例では、可動部の動き方をより一層様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の変形例では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。また、本実施の形態の変形例を自律型ロボット装置の肩関節機構などの関節機構に適用することにより、より一層多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。
In the modification of the present embodiment shown in FIG. 9, any two fluid chambers among all the fluid chambers of the plurality of fluid pressure actuators are in fluid communication with each other through the plurality of second flow paths. Specifically, any two fluid chambers among the first chamber 32e and the second chamber 32f of the fluid pressure actuator 32 and the first chamber 52e and the second chamber 52f of the fluid pressure actuator 52 are: The flow paths 271, 272, 273, 274, 275 and 276 are in fluid communication with each other. In the modification of the present embodiment shown in FIG. 9, the valves 242c, 242d, 262c, 262d, and the flow paths 222, 223, 232c, 232d, 252c, 252d, 271, 272, 273, 274, 275, 276 271a, 272a, 273a, 274a, 275a, 276a are arranged. Therefore, in the modification of the present embodiment, it is possible to change the way in which the movable part moves more variously. As a result, in the modification of the present embodiment, it is possible to provide an apparatus having a movable part that can realize various responses. Further, by applying the modification of the present embodiment to a joint mechanism such as the shoulder joint mechanism of the autonomous robot apparatus, an autonomous robot apparatus capable of realizing a wider variety of responses can be provided.
本実施の形態の装置１００及び変形例を、自律型ロボット装置以外のロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの他の装置に適用してもよい。
You may apply the apparatus 100 and modification of this Embodiment to other apparatuses, such as robot apparatuses other than an autonomous robot apparatus, a manipulator, and an auxiliary device which assists the motion of a person or an animal.
（実施の形態３）
図１０を参照して、実施の形態３に係る装置４００について説明する。
(Embodiment 3)
Device 400 according to Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
実施の形態１の装置１では、第２の可動部２０の第２の可動ジョイント２３が第１の可動部１０の第１の可動ジョイント１３の近くに配置されるとともに、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされている。このため、実施の形態１の装置１は、第１の可動部１０と第２の可動部２０とを１つの関節（可動部）とみなすことができる二重関節機構を備えている（図１から図４（Ｂ）を参照）。
In the apparatus 1 according to the first embodiment, the second movable joint 23 of the second movable portion 20 is disposed near the first movable joint 13 of the first movable portion 10 and the first movable portion 10. And the second movable part 20 are moved in conjunction with each other. For this reason, the apparatus 1 of Embodiment 1 is provided with the double joint mechanism which can consider the 1st movable part 10 and the 2nd movable part 20 as one joint (movable part) (FIG. 1). To FIG. 4B).
これに対し、本実施の形態では、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とを異なる関節とみなせるように、第２の可動部４２０の第２の可動ジョイント４１５が第１の可動部４１０の第１の可動ジョイント４１３から離れた位置に配置される。例えば、第１の可動部４１０は自律型ロボット装置の肩関節であり、第２の可動部４２０は自律型ロボット装置の肘関節であってもよい。第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とは、自律型ロボット装置の肘関節と手首関節など互いに隣り合う他の関節であってもよい。また、本実施の形態の装置４００では、流路４８１、４８２を介して、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とが流体連通しているため、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とを連動して動かすことができる。このため、本実施の形態の装置４００における、互いに流体連通する複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４は、人間、動物、昆虫などが有する二関節筋として機能し得る。
On the other hand, in the present embodiment, the second movable joint 415 of the second movable portion 420 is the first movable portion so that the first movable portion 410 and the second movable portion 420 can be regarded as different joints. The part 410 is disposed at a position away from the first movable joint 413. For example, the first movable part 410 may be a shoulder joint of an autonomous robot apparatus, and the second movable part 420 may be an elbow joint of the autonomous robot apparatus. The first movable unit 410 and the second movable unit 420 may be other joints such as an elbow joint and a wrist joint of the autonomous robot apparatus. In the device 400 of the present embodiment, the fluid pressure actuator 432 and the fluid pressure actuator 434 are in fluid communication via the flow paths 481 and 482, so the first movable portion 410 and the second movable portion. 420 can be moved in conjunction with each other. Therefore, the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 that are in fluid communication with each other in the apparatus 400 according to the present embodiment can function as biarticular muscles that humans, animals, insects, and the like have.
二関節筋は、互いに隣り合う２つの関節によって隔てられた骨同士を接続する筋肉である。二関節筋は、関節を屈曲・伸展させるだけでなく、パラレルリンク構造を生じさせる。二関節筋は、二関節筋の影響下にある２つの関節（可動部）を機械的に連動させることができ、関節（可動部）が外力に対して柔軟に応答することができる。このため、互いに流体連通する複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を備えた本実施の形態の装置４００は、可動部が外力に対して柔軟に応答することができる。本実施の形態の装置４００は、例えば、自律型ロボット装置の腕部、脚部などに適用することができる。
Biarticular muscles are muscles that connect bones separated by two adjacent joints. The biarticular muscle not only flexes and extends the joint, but also creates a parallel link structure. The biarticular muscle can mechanically link two joints (movable parts) under the influence of the biarticular muscle, and the joints (movable parts) can respond flexibly to external forces. Therefore, in the device 400 according to the present embodiment including the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 that are in fluid communication with each other, the movable portion can flexibly respond to an external force. The apparatus 400 according to the present embodiment can be applied to, for example, arms and legs of an autonomous robot apparatus.
図１０を参照して、本実施の形態の装置４００は、第１の可動部４１０と、第２の可動部４２０と、第１の駆動部４３０と、第２の駆動部４５０とを備えている。
Referring to FIG. 10, apparatus 400 according to the present embodiment includes a first movable unit 410, a second movable unit 420, a first drive unit 430, and a second drive unit 450. Yes.
第１の可動部４１０は、第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第１の可動ジョイント４１３とを有している。第１のリンク部材４１１と第２のリンク部材４１２とは、互いに動くことができるように、第１の可動ジョイント４１３を介して機械的に接続されている。第１の可動ジョイント４１３として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。
The first movable portion 410 includes a first link member 411, a second link member 412, and a first movable joint 413. The first link member 411 and the second link member 412 are mechanically connected via a first movable joint 413 so that they can move relative to each other. As the first movable joint 413, a ball joint, a universal joint, a hinge, or the like can be used.
第２の可動部４２０は、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４と、第２の可動ジョイント４１５とを有している。第２のリンク部材４１２と第３のリンク部材４１４とは、互いに動くことができるように、第２の可動ジョイント４１５を介して機械的に接続されている。第２の可動ジョイント４１５として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。本実施の形態では、第２のリンク部材４１２を介して、第１の可動ジョイント４１３は、第２の可動ジョイント４１５と機械的に直列に接続されている。そのため、第１の可動ジョイント４１３を有する第１の可動部４１０と、第２の可動ジョイント４１５を有する第２の可動部４２０とは、互いに機械的に直列に接続されている。
The second movable portion 420 includes a second link member 412, a third link member 414, and a second movable joint 415. The second link member 412 and the third link member 414 are mechanically connected via a second movable joint 415 so that they can move relative to each other. As the second movable joint 415, a ball joint, a universal joint, a hinge, or the like can be used. In the present embodiment, the first movable joint 413 is mechanically connected in series with the second movable joint 415 via the second link member 412. Therefore, the first movable part 410 having the first movable joint 413 and the second movable part 420 having the second movable joint 415 are mechanically connected to each other in series.
第１の駆動部４３０は、第１の部材４３１と、第３の部材４４０と、第１の部材４３１と第３の部材４４０とを機械的に接続する３つの流体圧アクチュエータとを備えている。３つの流体圧アクチュエータは、図１と同様に、第１の部材４３１及び第３の部材４４０に、ユニバーサルジョイントを介して接続されている。ユニバーサルジョイントに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。図１０では、簡略化のため、３つの流体圧アクチュエータのうち、２つの流体圧アクチュエータ４３２、４３３のみを図示している。本実施の形態では、第１の部材４３１は、第１のリンク部材４１１に固定されている。第３の部材４４０は、第２のリンク部材４１２に固定されている。
The first drive unit 430 includes a first member 431, a third member 440, and three fluid pressure actuators that mechanically connect the first member 431 and the third member 440. . The three fluid pressure actuators are connected to the first member 431 and the third member 440 through a universal joint, as in FIG. Instead of the universal joint, an elastic deformation body such as rubber, a variable connection mechanism such as a ball joint or a hinge may be used. In FIG. 10, for simplification, only two fluid pressure actuators 432 and 433 are illustrated among the three fluid pressure actuators. In the present embodiment, the first member 431 is fixed to the first link member 411. The third member 440 is fixed to the second link member 412.
第２の駆動部４５０は、第２の部材４５１と、第４の部材４４５と、第２の部材４５１と第４の部材４４５とを機械的に接続する３つの流体圧アクチュエータとを備えている。３つの流体圧アクチュエータは、図１と同様に、第３の部材４４０及び第４の部材４４５に、ユニバーサルジョイントを介して接続されている。ユニバーサルジョイントに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。図１０では、簡略化のため、３つの流体圧アクチュエータのうち、２つの流体圧アクチュエータ４３４、４３５のみを図示している。本実施の形態では、第４の部材４４５は、第２のリンク部材４１２に固定されている。第２の部材４５１は、第３のリンク部材４１４に固定されている。第３の部材４４０及び第４の部材４４５は、第１の部材４３１と第２の部材４５１との間に配置されており、中間部材として機能する。
The second drive unit 450 includes a second member 451, a fourth member 445, and three fluid pressure actuators that mechanically connect the second member 451 and the fourth member 445. . The three fluid pressure actuators are connected to the third member 440 and the fourth member 445 through a universal joint, as in FIG. Instead of the universal joint, an elastic deformation body such as rubber, a variable connection mechanism such as a ball joint or a hinge may be used. In FIG. 10, for simplification, only two fluid pressure actuators 434 and 435 are illustrated among the three fluid pressure actuators. In the present embodiment, the fourth member 445 is fixed to the second link member 412. The second member 451 is fixed to the third link member 414. The third member 440 and the fourth member 445 are disposed between the first member 431 and the second member 451 and function as intermediate members.
図１０に示すように、本実施の形態の装置４００は、流路４６２ｃ、４６２ｄ、４６３ｃ、４６３ｄ、４６４ｃ、４６４ｄ、４６５ｃ、４６５ｄ、４８１、４８２と、バルブ４７２ｃ、４７２ｄ、４７３ｃ、４７３ｄ、４７４ｃ、４７４ｄ、４７５ｃ、４７５ｄ、４８１ａ、４８２ａとをさらに備えている。
As shown in FIG. 10, the apparatus 400 of the present embodiment includes channels 462c, 462d, 463c, 463d, 464c, 464d, 465c, 465d, 481, 482, valves 472c, 472d, 473c, 473d, 474c, 474d, 475c, 475d, 481a, 482a.
流路４６２ｃは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｃとを接続する。流路４６２ｄは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｄとを接続する。流路４６３ｃは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３３の流通口４３３ｃとを接続する。流路４６３ｄは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３３の流通口４３３ｄとを接続する。流路４６４ｃは、流路４６２ｃから分岐して、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３４の流通口４３４ｃとを接続する。流路４６４ｄは、流路４６２ｄから分岐して、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３４の流通口４３４ｄとを接続する。流路４６５ｃは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｃとを接続する。流路４６５ｄは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｄとを接続する。
The flow path 462 c connects a pump (not shown) and the flow port 432 c of the fluid pressure actuator 432. The flow path 462 d connects a pump (not shown) and the flow port 432 d of the fluid pressure actuator 432. The flow path 463c connects a pump (not shown) and the flow port 433c of the fluid pressure actuator 433. The flow path 463d connects a pump (not shown) and the flow port 433d of the fluid pressure actuator 433. The flow path 464c branches from the flow path 462c and connects a pump (not shown) and the flow port 434c of the fluid pressure actuator 434. The flow path 464d branches from the flow path 462d and connects a pump (not shown) and the flow port 434d of the fluid pressure actuator 434. The channel 465c connects a pump (not shown) and the flow port 435c of the fluid pressure actuator 435. The flow path 465d connects a pump (not shown) and the flow port 435d of the fluid pressure actuator 435.
流路４６２ｃと流路４６４ｃとの合流点と、流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｃとの間の流路４６２ｃに、バルブ４７２ｃが配置されている。流路４６２ｄと流路４６４ｄとの合流点と、流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｄとの間の流路４６２ｄに、バルブ４７２ｄが配置されている。流路４６３ｃには、バルブ４７３ｃが配置されている。流路４６３ｄには、バルブ４７３ｄが配置されている。流路４６４ｃには、バルブ４７４ｃが配置されている。流路４６４ｄには、バルブ４７４ｄが配置されている。流路４６５ｃには、バルブ４７５ｃが配置されている。流路４６５ｄには、バルブ４７５ｄが配置されている。流路４６２ｃ−４６５ｄ、並びにバルブ４７２ｃ−４７５ｄの数と配置は、任意に変更することができる。
A valve 472 c is disposed in the flow path 462 c between the junction of the flow path 462 c and the flow path 464 c and the flow port 432 c of the fluid pressure actuator 432. A valve 472d is disposed in the flow path 462d between the confluence of the flow path 462d and the flow path 464d and the flow port 432d of the fluid pressure actuator 432. A valve 473c is disposed in the flow path 463c. A valve 473d is disposed in the flow path 463d. A valve 474c is disposed in the flow path 464c. A valve 474d is disposed in the flow path 464d. A valve 475c is disposed in the flow path 465c. A valve 475d is disposed in the flow path 465d. The number and arrangement of the channels 462c-465d and the valves 472c-475d can be arbitrarily changed.
バルブ４７２ｃと流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｃとの間の流路４６２ｃと、バルブ４７４ｃと流体圧アクチュエータ４３４の流通口４３４ｃとの間の流路４６４ｃとを接続するように、流路４８１が設けられる。流路４８１は、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅとの間で流体を連通させる。流路４８１にバルブ４８１ａが配置されている。バルブ４８１ａは、流路４８１における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ４８１ａは流路４８１に設けられなくてもよい。
A flow path 481 is provided to connect a flow path 462c between the valve 472c and the flow port 432c of the fluid pressure actuator 432 and a flow path 464c between the valve 474c and the flow port 434c of the fluid pressure actuator 434. It is done. The flow path 481 allows fluid to communicate between the first chamber 432 e of the fluid pressure actuator 432 and the first chamber 434 e of the fluid pressure actuator 434. A valve 481 a is disposed in the flow path 481. The valve 481 a is a regulator that changes the fluid communication state in the flow path 481. The valve 481a may not be provided in the flow path 481.
バルブ４７２ｄと流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｄとの間の流路４６２ｄと、バルブ４７４ｄと流体圧アクチュエータ４３４の流通口４３４ｄとの間の流路４６４ｄとを接続するように、流路４８２が設けられる。流路４８２は、流体圧アクチュエータ４３２の第２の室４３２ｆと流体圧アクチュエータ４３４の第２の室４３４ｆとの間で流体を連通させる。流路４８２にバルブ４８２ａが配置されている。バルブ４８２ａは、流路４８２における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ４８２ａは流路４８２に設けられなくてもよい。
A flow path 482 is provided to connect a flow path 462d between the valve 472d and the flow port 432d of the fluid pressure actuator 432 and a flow path 464d between the valve 474d and the flow port 434d of the fluid pressure actuator 434. It is done. The flow path 482 allows fluid to communicate between the second chamber 432 f of the fluid pressure actuator 432 and the second chamber 434 f of the fluid pressure actuator 434. A valve 482 a is disposed in the flow path 482. The valve 482 a is a regulator that changes the fluid communication state in the flow path 482. The valve 482a may not be provided in the flow path 482.
バルブ４７２ｃ−４８２ａは、例えば、流路を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ４７２ｃ−４８２ａは、例えば、流路を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。
Valves 472c-482a are, for example, in a state where fluid communicates with the flow path (for example, the valve is fully open), a state where fluid does not communicate with the flow path (for example, the valve is fully closed), It may be switched between releasing states. The valves 472c to 482a are, for example, a plurality of fluid communication states in which the flow rate of the fluid flowing through the flow path is greater than zero (for example, the valve is in a fully open state and the valve is in a half open state), and a state in which no fluid is in communication with the flow path (for example, The valve may be switched between a fully closed state) and a state in which the flow path is released to the surroundings.
本実施の形態の流体として、空気などの圧縮性流体、オイルなどの非圧縮性流体が用いられ得る。本実施の形態では、流体として空気が用いられている。
As the fluid of the present embodiment, a compressive fluid such as air or an incompressible fluid such as oil can be used. In the present embodiment, air is used as the fluid.
本実施の形態の装置４００の動作、作用及び効果を説明する。
最初に、第１の駆動部４３０と第２の駆動部４５０とによって駆動される、本実施の形態の装置４００の第１の可動部４１０と第２の可動部４２０の動きについて説明する。
The operation, action, and effect of the apparatus 400 of the present embodiment will be described.
First, the movement of the first movable unit 410 and the second movable unit 420 of the apparatus 400 of the present embodiment driven by the first drive unit 430 and the second drive unit 450 will be described.
本実施の形態の装置４００の第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４とが一直線に並んだ状態において、バルブ４７２ｃ、４７４ｃを開き、他のバルブを閉じる。図示しないポンプから高圧の流体を流路４６２ｃ、４６４ｃに注入する。流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン４３２ｂは流通口４３２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ４３２は収縮する。流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅに印加される流体圧力によって、ピストン４３４ｂは流通口４３４ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ４３４は収縮する。その結果、本実施の形態の装置４００は、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とが連動して動かされて、第２のリンク部材４１２が第１のリンク部材４１１に対して流体圧アクチュエータ４３２が位置する側に曲がり、第３のリンク部材４１４が第２のリンク部材４１２に対して流体圧アクチュエータ４３４が位置する側に曲がる（図１０を参照）。バルブ４７２ｃ、４８１ａを開き、他のバルブを閉じても、本実施の形態の装置４００は、同様に動作する。
In the state where the first link member 411, the second link member 412, and the third link member 414 of the device 400 of the present embodiment are aligned, the valves 472c and 474c are opened, and the other valves are opened. close up. A high-pressure fluid is injected into the flow paths 462c and 464c from a pump (not shown). Fluid pressure is applied to the first chamber 432 e of the fluid pressure actuator 432 and the first chamber 434 e of the fluid pressure actuator 434. By the fluid pressure applied to the first chamber 432e of the fluid pressure actuator 432, the piston 432b moves toward the flow port 432d, and the fluid pressure actuator 432 contracts. Due to the fluid pressure applied to the first chamber 434e of the fluid pressure actuator 434, the piston 434b moves to the flow port 434d, and the fluid pressure actuator 434 contracts. As a result, in the device 400 of the present embodiment, the first movable part 410 and the second movable part 420 are moved in conjunction with each other, and the second link member 412 is moved relative to the first link member 411. The fluid pressure actuator 432 is bent to the side where the fluid pressure actuator 432 is located, and the third link member 414 is bent to the side where the fluid pressure actuator 434 is located relative to the second link member 412 (see FIG. 10). Even if the valves 472c and 481a are opened and the other valves are closed, the device 400 of the present embodiment operates in the same manner.
流路４６２ｃを周囲に解放する状態にバルブ４７２ｃを切り換える。バルブ４７２ｃによって、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅから流体を排出する。流路４６４ｃを周囲に解放する状態にバルブ４７４ｃを切り換える。バルブ４７４ｃによって、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅから流体を排出する。これらの流体の排出によって、本実施の形態の装置４００の第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４とが一直線に並んだ状態に戻すことができる。
The valve 472c is switched to a state where the flow path 462c is released to the surroundings. Fluid is discharged from the first chamber 432e of the fluid pressure actuator 432 by the valve 472c. The valve 474c is switched to a state where the flow path 464c is released to the surroundings. A valve 474c discharges fluid from the first chamber 434e of the fluid pressure actuator 434. By discharging these fluids, the first link member 411, the second link member 412, and the third link member 414 of the device 400 of the present embodiment can be returned to a straight line.
図１０に示される本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させる流路４８１、４８２に、流路４８１、４８２における流体の連通状態を変化させるバルブ４８１ａ、４８２ａが設けられている。そのため、本実施の形態の装置４００は、実施の形態３の装置１００と同様に、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させる流路４８１、４８２における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００の可動部の応答をさらに多様に変化させることができる。
In the apparatus 400 of the present embodiment shown in FIG. 10, a valve 481 a that changes the fluid communication state in the flow paths 481, 482 is changed to the flow paths 481, 482 that communicate fluid between the plurality of fluid pressure actuators 432, 434. 482a. Therefore, as in the device 100 of the third embodiment, the device 400 of the present embodiment indicates the fluid communication state in the flow paths 481 and 482 that communicate the fluid between the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434. By adjusting between a plurality of communication states in which the flow rate is greater than zero, the response of the movable part of the device 400 according to the present embodiment can be further varied.
本実施の形態の装置４００の一変形例では、例えば、バルブ４７４ｃ、４７４ｄ、４８１ａ、４８２ａとを設けなくてもよい。この変形例では、流路４８１、４８２を介して、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とが流体連通している。そのため、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とを連動して駆動するために必要なバルブの数を減らすことができる。複数の流体圧アクチュエータの流通口の各々にバルブが設けられた装置と比べて、この変形例では、装置４００の構成、及びバルブを制御する制御システムを簡素化できる。
In a modification of the apparatus 400 of the present embodiment, for example, the valves 474c, 474d, 481a, and 482a may not be provided. In this modification, the fluid pressure actuator 432 and the fluid pressure actuator 434 are in fluid communication via the flow paths 481 and 482. Therefore, the number of valves necessary for driving the first movable part 410 and the second movable part 420 in conjunction with each other can be reduced. Compared to a device in which a valve is provided at each of the flow ports of the plurality of fluid pressure actuators, this modification can simplify the configuration of the device 400 and the control system that controls the valve.
次に、本実施の形態の装置４００の第２の可動部４２０に外力が加わった時の、本実施の形態の装置４００の第１の可動部４１０と第２の可動部４２０の動きについて説明する。
Next, the movement of the first movable part 410 and the second movable part 420 of the apparatus 400 of the present embodiment when an external force is applied to the second movable part 420 of the apparatus 400 of the present embodiment will be described. To do.
本実施の形態の装置４００において、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと第２の室４３２ｆと、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅと第２の室４３４ｆとに流体を注入する。バルブ４８１ａ、４８２ａのみを開き、他のバルブを閉じる。第２の可動部４２０に外力が加わって第２の可動部４２０が動くと、流体圧アクチュエータ４３４のピストン４３４ｂはシリンダ本体４３４ａ内を移動する。ピストン４３４ｂの移動に伴って、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅ内の流体の圧力と第２の室４３４ｆ内の流体の圧力が変化する。バルブ４８１ａは開いているので、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅとは、流路４８１を介して流体連通している。流路４８１を通じて、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅ内の流体の圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅ内の流体の圧力を変化させる。また、バルブ４８２ａは開いているので、流体圧アクチュエータ４３２の第２の室４３２ｆと流体圧アクチュエータ４３４の第２の室４３４ｆとは、流路４８２を介して流体連通している。流路４８２を通じて、流体圧アクチュエータ４３４の第２の室４３４ｆ内の流体の圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３２の第２の室４３２ｆ内の流体の圧力を変化させる。流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅ内及び第２の室４３２ｆ内の流体の圧力が変化すると、流体圧アクチュエータ４３２のピストン４３２ｂはシリンダ本体４３２ａ内を移動し、第１の可動部４１０が動く。
In the apparatus 400 of the present embodiment, fluid is injected into the first chamber 432e and the second chamber 432f of the fluid pressure actuator 432, and the first chamber 434e and the second chamber 434f of the fluid pressure actuator 434. Only the valves 481a and 482a are opened and the other valves are closed. When an external force is applied to the second movable part 420 and the second movable part 420 moves, the piston 434b of the fluid pressure actuator 434 moves in the cylinder body 434a. As the piston 434b moves, the pressure of the fluid in the first chamber 434e of the fluid pressure actuator 434 and the pressure of the fluid in the second chamber 434f change. Since the valve 481 a is open, the first chamber 432 e of the fluid pressure actuator 432 and the first chamber 434 e of the fluid pressure actuator 434 are in fluid communication with each other via the flow path 481. A change in the pressure of the fluid in the first chamber 434 e of the fluid pressure actuator 434 changes the pressure of the fluid in the first chamber 432 e of the fluid pressure actuator 432 through the flow path 481. Further, since the valve 482a is open, the second chamber 432f of the fluid pressure actuator 432 and the second chamber 434f of the fluid pressure actuator 434 are in fluid communication with each other through the flow path 482. A change in the pressure of the fluid in the second chamber 434 f of the fluid pressure actuator 434 through the flow path 482 changes the pressure of the fluid in the second chamber 432 f of the fluid pressure actuator 432. When the pressure of the fluid in the first chamber 432e and the second chamber 432f of the fluid pressure actuator 432 changes, the piston 432b of the fluid pressure actuator 432 moves in the cylinder body 432a and the first movable portion 410 moves. .
以上のように、本実施の形態の装置４００では、流路４８１、４８２を介して、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とが流体連通している。そのため、第２の可動部４２０に印加された外力を、第２の可動部４２０と第１の可動部４１０との間で伝達することができ、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とを連動して動かすことができる。本実施の形態の装置４００における、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３２及び流体圧アクチュエータ４３４は、二関節筋として機能し得る。２つの流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させるための流路４８１、４８２を備える本実施の形態の装置４００は、二関節筋を備えた関節機構として機能し得る。このため、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とを備えた本実施の形態の装置４００は、可動部が外力に対して柔軟に応答することができる。
As described above, in the apparatus 400 of the present embodiment, the fluid pressure actuator 432 and the fluid pressure actuator 434 are in fluid communication via the flow paths 481 and 482. Therefore, the external force applied to the second movable part 420 can be transmitted between the second movable part 420 and the first movable part 410, and the first movable part 410 and the second movable part. 420 can be moved in conjunction with each other. In the device 400 of the present embodiment, the fluid pressure actuator 432 and the fluid pressure actuator 434 that are in fluid communication with each other can function as biarticular muscles. The device 400 according to this embodiment including the flow paths 481 and 482 for communicating fluid between the two fluid pressure actuators 432 and 434 can function as a joint mechanism including biarticular muscles. For this reason, in the apparatus 400 of the present embodiment including the fluid pressure actuator 432 and the fluid pressure actuator 434 that are in fluid communication with each other, the movable portion can flexibly respond to an external force.
また、本実施の形態の装置４００では、流路４８１、４８２を介して、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を流体連通させることによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を連動して動かしている。言い換えると、本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を、流路４８１、４８２を介して、単に機械的に接続することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を連動して動かしている。そのため、印加された外力を検知するセンサの出力に基いて、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４のそれぞれを個別に制御することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を連動して動かす場合に比べて、本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を制御する制御システムを大幅に簡素化できる。また、本実施の形態の装置４００では、制御システムによる制御遅延を減らすことができ、外力に対する応答速度を向上させることができる。
In the device 400 of the present embodiment, the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 are moved in conjunction with each other by fluidly communicating the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 through the flow paths 481 and 482. . In other words, in the device 400 of the present embodiment, the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 are interlocked by simply mechanically connecting the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 via the flow paths 481 and 482. And moving. Therefore, by controlling each of the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 individually based on the output of the sensor that detects the applied external force, the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 are moved in conjunction with each other. In the apparatus 400 of the present embodiment, the control system that controls the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 can be greatly simplified. Moreover, in the apparatus 400 of this Embodiment, the control delay by a control system can be reduced and the response speed with respect to external force can be improved.
また、図１０に示される本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させる流路４８１、４８２に、流路４８１、４８２における流体の連通状態を変化させるバルブ４８１ａ、４８２ａが設けられている。バルブ４８１ａ、４８２ａの開度が大きい場合には、第２の可動部４２０に外力が加わってピストン４３４ｂが移動したときの流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅ及び第２の室４３４ｆ内の流体圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅ及び第２の室４３２ｆに同時に伝達される。このため、バルブ４８１ａ、４８２ａの開度が大きい場合には、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とは実質的に同じ速度で伸縮する。
In the apparatus 400 of the present embodiment shown in FIG. 10, the fluid communication state in the flow channels 481 and 482 is changed to the flow channels 481 and 482 that allow fluid to communicate between the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434. Valves 481a and 482a are provided. When the opening degree of the valves 481a and 482a is large, the fluid in the first chamber 434e and the second chamber 434f of the fluid pressure actuator 434 when an external force is applied to the second movable portion 420 and the piston 434b moves. The change in pressure is simultaneously transmitted to the first chamber 432e and the second chamber 432f of the fluid pressure actuator 432. For this reason, when the opening degree of the valves 481a and 482a is large, the fluid pressure actuator 432 and the fluid pressure actuator 434 expand and contract at substantially the same speed.
これに対し、バルブ４８１ａ、４８２ａの開度が小さい場合には、流路４８１、４８２に流体が流れにくくなる。そのため、第２の可動部４２０に外力が加わってピストン４３４ｂが移動したときの流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅ及び第２の室４３４ｆ内の流体圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅ及び第２の室４３２ｆに遅れて伝達される。このため、バルブ４８１ａ、４８２ａの開度が小さい場合には、流体圧アクチュエータ４３２は、流体圧アクチュエータ４３４よりも遅れて伸縮する。したがって、本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させる流路４８１、４８２における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００の可動部の応答をさらに多様に変化させることができる。複数の流体圧アクチュエータの間で流体を連通させる流路における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００が有する外力に対する柔軟な応答を多様に変化させることができる。
On the other hand, when the opening degree of the valves 481a and 482a is small, the fluid does not easily flow through the flow paths 481 and 482. Therefore, the change in the fluid pressure in the first chamber 434e and the second chamber 434f of the fluid pressure actuator 434 when the external force is applied to the second movable portion 420 and the piston 434b moves is the change in the fluid pressure actuator 432. Transmission is delayed to the first chamber 432e and the second chamber 432f. For this reason, when the opening degree of the valves 481a and 482a is small, the fluid pressure actuator 432 expands and contracts later than the fluid pressure actuator 434. Therefore, in the apparatus 400 of the present embodiment, the fluid communication state in the flow paths 481 and 482 that communicate the fluid between the plurality of fluid pressure actuators 432 and 434 is changed between the plurality of communication states in which the fluid flow rate is greater than zero. By adjusting in (4), the response of the movable part of the apparatus 400 of the present embodiment can be changed in various ways. The external force that the device 400 of the present embodiment has is adjusted by adjusting the fluid communication state in the flow path for fluid communication between the plurality of fluid pressure actuators between the plurality of communication states in which the flow rate of the fluid is greater than zero. The flexible response to can be changed in various ways.
以上のように、本実施の形態の装置４００は、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。本実施の形態の装置４００を自律型ロボット装置に適用すると、多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。
As described above, the device 400 of this embodiment can provide a device having a movable portion that can realize various responses. When the apparatus 400 of this embodiment is applied to an autonomous robot apparatus, an autonomous robot apparatus that can realize various responses can be provided.
本実施の形態の装置４００では、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とは、互いに隣り合う関節であるが、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とは、互いに隣り合わない関節であってもよい。第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とが、互いに隣り合わない関節である場合には、本実施の形態の装置４００は、多関節筋として機能してもよい。
In the device 400 of the present embodiment, the first movable unit 410 and the second movable unit 420 are joints adjacent to each other, but the first movable unit 410 and the second movable unit 420 are mutually connected. Joints that are not next to each other may be used. When the first movable part 410 and the second movable part 420 are joints that are not adjacent to each other, the device 400 of the present embodiment may function as a multi-joint muscle.
例えば、第１の可動部４１０が自律型ロボット装置の肩関節に適用され、第２の可動部４２０が自律型ロボット装置の手首関節に適用され、第１の可動部４１０の流体圧アクチュエータ４３２と第２の可動部４２０の流体圧アクチュエータ４３４とを、流路４８１、４８２を介して、流体連通させてもよい。このような装置４００では、流体圧アクチュエータ４３２と、流路４８１、４８２と、流体圧アクチュエータ４３４とは、自律型ロボット装置の肩関節、肘関節、及び手首関節にわたって延在するため、装置４００は三関節筋として機能し得る。
For example, the first movable part 410 is applied to the shoulder joint of the autonomous robot apparatus, the second movable part 420 is applied to the wrist joint of the autonomous robot apparatus, and the fluid pressure actuator 432 of the first movable part 410 The fluid pressure actuator 434 of the second movable part 420 may be in fluid communication via the flow paths 481 and 482. In such a device 400, the fluid pressure actuator 432, the channels 481, 482, and the fluid pressure actuator 434 extend across the shoulder joint, elbow joint, and wrist joint of the autonomous robotic device, so that the device 400 is Can function as a triarticular muscle.
例えば、第１の可動部４１０が自律型ロボット装置の脚の関節に適用され、第２の可動部４２０が自律型ロボット装置の肘の関節に適用され、第１の可動部４１０の流体圧アクチュエータ４３２と第２の可動部４２０の流体圧アクチュエータ４３４とを、流路４８１、４８２を介して、流体連通させてもよい。このような装置４００では、流路４８１、４８２を介して、自律型ロボット装置の脚力を、自律型ロボット装置の腕に伝達することができる。
For example, the first movable part 410 is applied to the joint of the leg of the autonomous robot apparatus, the second movable part 420 is applied to the joint of the elbow of the autonomous robot apparatus, and the fluid pressure actuator of the first movable part 410 is used. 432 and the fluid pressure actuator 434 of the second movable portion 420 may be in fluid communication via the flow paths 481 and 482. In such an apparatus 400, the leg force of the autonomous robot apparatus can be transmitted to the arms of the autonomous robot apparatus via the flow paths 481 and 482.
なお、図１０に示される本実施の形態の装置４００における流路とバルブの配置を、図９に示される実施の形態２の変形例のように、変形してもよい。本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータのそれぞれの流通口と接続される複数の第１の流路が設けられる。複数の第１の流路のそれぞれにバルブが配置される。流通口とバルブとの間の複数の第１の流路のうち任意の２つを接続する複数の第２の流路が設けられる。複数の第２の流路のそれぞれにバルブが配置される。バルブは、流路における流体の連通状態を変化させる調整器である。
Note that the arrangement of the flow paths and valves in the apparatus 400 of the present embodiment shown in FIG. 10 may be modified as in the modified example of the second embodiment shown in FIG. In the modification of the present embodiment, a plurality of first flow paths connected to the respective flow ports of the plurality of fluid pressure actuators are provided. A valve is disposed in each of the plurality of first flow paths. A plurality of second flow paths for connecting any two of the plurality of first flow paths between the flow port and the valve are provided. A valve is disposed in each of the plurality of second flow paths. The valve is a regulator that changes the fluid communication state in the flow path.
具体的には、流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄは、それぞれ、流通口４３２ｃ、４３２ｄ、４３３ｃ、４３３ｄ、４３４ｃ、４３４ｄ、４３５ｃ、４３５ｄに接続される。流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄのそれぞれに、バルブ４７２ｃ，４７２ｄ，４７３ｃ，４７３ｄ，４７４ｃ，４７４ｄ，４７５ｃ，４７５ｄが配置される。流通口４３２ｃ、４３２ｄ、４３３ｃ、４３３ｄ、４３４ｃ、４３４ｄ、４３５ｃ、４３５ｄとバルブ４７２ｃ，４７２ｄ，４７３ｃ，４７３ｄ，４７４ｃ，４７４ｄ，４７５ｃ，４７５ｄとの間の流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄのうちの任意の２つを接続する接続流路が設けられる。この接続流路のそれぞれに、バルブが配置される。
Specifically, the flow paths 462c, 462d, 463c, 463d, 464c, 464d, 465c, 465d are connected to the circulation ports 432c, 432d, 433c, 433d, 434c, 434d, 435c, 435d, respectively. Valves 472c, 472d, 473c, 473d, 474c, 474d, 475c, and 475d are disposed in the flow paths 462c, 462d, 463c, 463d, 464c, 464d, 465c, and 465d, respectively. Channels 462c, 462d, 463c, 463d, 464c between the flow ports 432c, 432d, 433c, 433d, 434c, 434d, 435c, 435d and the valves 472c, 472d, 473c, 473d, 474c, 474d, 475c, 475d, A connection flow path for connecting any two of 464d, 465c, and 465d is provided. A valve is disposed in each of the connection flow paths.
本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータの全ての流体室のうち任意の２つの流体室が、接続流路によって、互いに流体連通している。具体的には、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと第２の室４３２ｆ、流体圧アクチュエータ４３３の第１の室４３３ｅと第２の室４３３ｆ、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３４ｅと第２の室４３４ｆ、並びに流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと第２の室４３５ｆのうち、任意の２つの流体室が、接続流路によって、互いに流体連通している。本実施の形態の変形例では、接続流路のそれぞれにバルブが配置されている。そのため、本実施の形態の変形例では、可動部の応答をより一層様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の変形例では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。
In the modification of the present embodiment, any two fluid chambers among all the fluid chambers of the plurality of fluid pressure actuators are in fluid communication with each other through the connection flow path. Specifically, the first chamber 432e and the second chamber 432f of the fluid pressure actuator 432, the first chamber 433e and the second chamber 433f of the fluid pressure actuator 433, and the first chamber 434e of the fluid pressure actuator 432, Of the second chamber 434f and the first chamber 435e and the second chamber 435f of the fluid pressure actuator 435, any two fluid chambers are in fluid communication with each other through a connection flow path. In a modification of the present embodiment, a valve is disposed in each connection flow path. Therefore, in the modification of the present embodiment, the response of the movable part can be changed in various ways. As a result, in the modification of the present embodiment, it is possible to provide an apparatus having a movable part that can realize various responses.
本実施の形態及びその変形例を、自律型ロボット装置、他のタイプのロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの他の装置に適用してもよい。
You may apply this Embodiment and its modification to other apparatuses, such as an autonomous robot apparatus, another type robot apparatus, a manipulator, and an auxiliary device which assists the motion of a person or an animal.
（実施の形態４）
図１１を参照して、実施の形態４に係る装置４００ａについて説明する。実施の形態４では、実施の形態３の装置４００の変形例について説明する。実施の形態４の装置４００ａは、基本的には、図１０に示す実施の形態３の装置４００と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、主に以下の点で異なる。
(Embodiment 4)
With reference to FIG. 11, apparatus 400a according to the fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, a modified example of the apparatus 400 of the third embodiment will be described. The apparatus 400a of the fourth embodiment basically has the same configuration as that of the apparatus 400 of the third embodiment shown in FIG. 10 and can obtain the same effects, but mainly differs in the following points.
図１１に示すように、本実施の形態の装置４００ａは、端部部材４１６と、第３の可動部４２５と、第３の駆動部４９０と、流路４６６ｃ、４６６ｄ、４８３、４８４と、バルブ４８３ａ、４８４ａとをさらに備えている。
As shown in FIG. 11, the device 400a of the present embodiment includes an end member 416, a third movable part 425, a third drive part 490, flow paths 466c, 466d, 483, 484, and a valve. 483a and 484a.
本実施の形態の装置４００では、流路４８３、４８４を介して、流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とが流体連通しているため、第２の可動部４２０と第３の可動部４２５とを連動して動かすことができる。そのため、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とは、いずれも人間、動物、昆虫などが有する二関節筋と同様に機能する。本実施の形態の装置４００ａは、可動部が外力に対して柔軟に応答することができる。
In the apparatus 400 of the present embodiment, the fluid pressure actuator 435 and the fluid pressure actuator 436 are in fluid communication with each other via the flow paths 483 and 484, so that the second movable portion 420 and the third movable portion 425 Can be moved in conjunction with each other. Therefore, the fluid pressure actuator 435 and the fluid pressure actuator 436 that are in fluid communication with each other function in the same manner as the biarticular muscles of humans, animals, insects, and the like. In the device 400a of the present embodiment, the movable part can respond flexibly to an external force.
本実施の形態の装置４００ａは、自律型ロボット装置の腕部であってもよい。第１の可動部４１０は自律型ロボット装置の肩関節であり、第２の可動部４２０は自律型ロボット装置の肘関節であり、第３の可動部４２５は自律型ロボット装置の手首関節であってもよい。
Device 400a of the present embodiment may be an arm portion of an autonomous robot device. The first movable part 410 is a shoulder joint of the autonomous robot apparatus, the second movable part 420 is an elbow joint of the autonomous robot apparatus, and the third movable part 425 is a wrist joint of the autonomous robot apparatus. May be.
第３の可動部４２５は、第３のリンク部材４１４と、端部部材４１６と、第３の可動ジョイント４１７とを有している。第３の可動ジョイント４１７として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。第３のリンク部材４１４と端部部材４１６とは、互いに動くことができるように、第３の可動ジョイント４１７を介して機械的に接続されている。本実施の形態では、第３のリンク部材４１４を介して、第２の可動ジョイント４１５は、第３の可動ジョイント４１７と機械的に直列に接続されている。そのため、第２の可動ジョイント４１５を有する第２の可動部４２０と、第３の可動ジョイント４１７を有する第３の可動部４２５とは、互いに機械的に直列に接続されている。
The third movable portion 425 includes a third link member 414, an end member 416, and a third movable joint 417. As the third movable joint 417, a ball joint, a universal joint, a hinge, or the like can be used. The third link member 414 and the end member 416 are mechanically connected via a third movable joint 417 so that they can move relative to each other. In the present embodiment, the second movable joint 415 is mechanically connected in series with the third movable joint 417 via the third link member 414. Therefore, the second movable part 420 having the second movable joint 415 and the third movable part 425 having the third movable joint 417 are mechanically connected to each other in series.
第３の駆動部４９０は、第５の部材４５５と、端部部材４１６と、第５の部材４５５と端部部材４１６とを機械的に接続する３つの流体圧アクチュエータとを備えている。３つの流体圧アクチュエータは、図１と同様に、第５の部材４５５と端部部材４１６に、ユニバーサルジョイントを介して接続されている。ユニバーサルジョイントに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。図１１では、簡略化のため、３つの流体圧アクチュエータのうち、１つの流体圧アクチュエータ４３６のみ図示している。本実施の形態では、第５の部材４５５は、第３のリンク部材４１４に固定されている。
The third drive unit 490 includes a fifth member 455, an end member 416, and three fluid pressure actuators that mechanically connect the fifth member 455 and the end member 416. The three fluid pressure actuators are connected to the fifth member 455 and the end member 416 through a universal joint, as in FIG. Instead of the universal joint, an elastic deformation body such as rubber, a variable connection mechanism such as a ball joint or a hinge may be used. In FIG. 11, for simplification, only one fluid pressure actuator 436 is shown among the three fluid pressure actuators. In the present embodiment, the fifth member 455 is fixed to the third link member 414.
流路４６６ｃは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｃとを接続する。流路４６６ｃは、流路４６５ｃから分岐して、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｃとを接続する。流路４６６ｄは、流路４６５ｄから分岐して、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｄとを接続する。流路４６５ｃと流路４６６ｃとの合流点は、図示しないポンプとバルブ４７５ｃとの間に位置している。流路４６５ｄと流路４６６ｄとの合流点は、図示しないポンプとバルブ４７５ｄとの間に位置している。流路４６６ｃには、バルブ４７６ｃが配置されている。流路４６６ｄには、バルブ４７６ｄが配置されている。流路４６２ｃ−４６６ｄ、並びにバルブ４７２ｃ−４７６ｄの数と配置は、任意に変更することができる。
The flow path 466c connects a pump (not shown) and the flow port 436c of the fluid pressure actuator 436. The flow path 466c branches from the flow path 465c and connects a pump (not shown) and the flow port 436c of the fluid pressure actuator 436. The flow path 466d branches from the flow path 465d and connects a pump (not shown) and the flow port 436d of the fluid pressure actuator 436. The junction of the flow path 465c and the flow path 466c is located between a pump (not shown) and the valve 475c. The junction of the flow path 465d and the flow path 466d is located between a pump (not shown) and the valve 475d. A valve 476c is disposed in the flow path 466c. A valve 476d is disposed in the flow path 466d. The number and arrangement of the channels 462c to 466d and the valves 472c to 476d can be arbitrarily changed.
バルブ４７５ｃと流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｃとの間の流路４６５ｃと、バルブ４７６ｃと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｃとの間の流路４６６ｃとを接続するように、流路４８３が設けられる。流路４８３は、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅとの間で流体を連通させる。流路４８３にバルブ４８３ａが設けられる。バルブ４８３ａは、流路４８３における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ４８３ａは流路４８３に設けられなくてもよい。
A flow path 483 is provided to connect the flow path 465c between the valve 475c and the flow port 435c of the fluid pressure actuator 435 and the flow path 466c between the valve 476c and the flow port 436c of the fluid pressure actuator 436. It is done. The flow path 483 allows fluid to communicate between the first chamber 435e of the fluid pressure actuator 435 and the first chamber 436e of the fluid pressure actuator 436. A valve 483 a is provided in the flow path 483. The valve 483 a is a regulator that changes the fluid communication state in the flow path 483. The valve 483a may not be provided in the flow path 483.
バルブ４７５ｄと流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｄとの間の流路４６５ｄと、バルブ４７６ｄと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｄとの間の流路４６６ｄとを接続するように、流路４８４が設けられる。流路４８４は、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆと流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆとの間で流体を連通させる。流路４８４にバルブ４８４ａが設けられる。バルブ４８４ａは、流路４８４における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ４８４ａは流路４８２に設けられなくてもよい。
A flow path 484 is provided to connect the flow path 465d between the valve 475d and the flow port 435d of the fluid pressure actuator 435 and the flow path 466d between the valve 476d and the flow port 436d of the fluid pressure actuator 436. It is done. The flow path 484 allows fluid to communicate between the second chamber 435f of the fluid pressure actuator 435 and the second chamber 436f of the fluid pressure actuator 436. A valve 484 a is provided in the flow path 484. The valve 484 a is a regulator that changes the fluid communication state in the flow path 484. The valve 484a may not be provided in the flow path 482.
バルブ４７２ｃ−４８４ａは、例えば、流路を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ４７２ｃ−４８４ａは、例えば、流路を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。
Valves 472c-484a are, for example, in a state where fluid is in communication with the flow path (for example, the valve is in a fully open state), in a state in which fluid is not in communication with the flow path (for example, in a fully closed state), It may be switched between releasing states. The valves 472c to 484a are, for example, a plurality of fluid communication states in which the flow rate of the fluid flowing through the flow path is greater than zero (for example, the valve is in a fully open state and the valve is in a half open state), and a state in which no fluid is in communication with the flow path (for example, The valve may be switched between a fully closed state) and a state in which the flow path is released to the surroundings.
図１１を参照して、本実施の形態の装置４００ａの動作、作用及び効果を説明する。
最初に、第１の駆動部４３０と第２の駆動部４５０と第３の駆動部４９０とによって駆動される、本実施の形態の装置４００ａの第１の可動部４１０と第２の可動部４２０と第３の駆動部４９０の動きについて説明する。
With reference to FIG. 11, operation | movement, an effect | action, and effect of the apparatus 400a of this Embodiment are demonstrated.
First, the first movable unit 410 and the second movable unit 420 of the apparatus 400a of the present embodiment, which are driven by the first drive unit 430, the second drive unit 450, and the third drive unit 490. The movement of the third drive unit 490 will be described.
本実施の形態の装置４００ａにおいて、本実施の形態の装置４００ａの第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４と、端部部材４１６とが一直線に並んだ状態において、バルブ４７５ｄ、４７６ｄを開き、他のバルブを閉じる。図示しないポンプから高圧の流体を流路４６５ｄ、４６６ｄに注入して、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆと流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆに印加される流体圧力によって、流体圧アクチュエータ４３５のピストン４３５ｂは流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ４３２は伸長する。流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆに印加される流体圧力によって、流体圧アクチュエータ４３６のピストン４３６ｂは流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ４３６は伸長する。その結果、本実施の形態の装置４００ａは、第２の可動部４２０と第３の可動部４２５とが連動して動かされて、第３のリンク部材４１４が第２のリンク部材４１２に対して流体圧アクチュエータ４３５が位置する側とは反対側に曲がり、端部部材４１６が第３のリンク部材４１４に対して流体圧アクチュエータ４３６が位置する側とは反対側に曲がる（図１１を参照）。バルブ４７５ｄ、４８４ａを開いても、本実施の形態の装置４００ａは、同様に動作する。
In the device 400a of the present embodiment, the first link member 411, the second link member 412, the third link member 414, and the end member 416 of the device 400a of the present embodiment are aligned. In this state, the valves 475d and 476d are opened and the other valves are closed. A high pressure fluid is injected into the flow paths 465d and 466d from a pump (not shown), and fluid pressure is applied to the second chamber 435f of the fluid pressure actuator 435 and the second chamber 436f of the fluid pressure actuator 436. Due to the fluid pressure applied to the second chamber 435f of the fluid pressure actuator 435, the piston 435b of the fluid pressure actuator 435 moves to the flow port 435c side of the fluid pressure actuator 435, and the fluid pressure actuator 432 extends. By the fluid pressure applied to the second chamber 436f of the fluid pressure actuator 436, the piston 436b of the fluid pressure actuator 436 moves to the flow port 436c side of the fluid pressure actuator 436, and the fluid pressure actuator 436 extends. As a result, in the device 400a of the present embodiment, the second movable part 420 and the third movable part 425 are moved in conjunction with each other, and the third link member 414 is moved relative to the second link member 412. The end member 416 is bent to the opposite side to the side where the fluid pressure actuator 436 is located with respect to the third link member 414 (see FIG. 11). Even if the valves 475d and 484a are opened, the device 400a of the present embodiment operates in the same manner.
また、バルブ４７２ｃを開けて、図示しないポンプから高圧の流体を流路４６２ｃに注入して、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅに、流体圧力を印加することによって、第３の実施の形態と同様に、第２のリンク部材４１２が第１のリンク部材４１１に対して流体圧アクチュエータ４３２が位置する側に曲がる（図１１を参照）。
Further, the valve 472c is opened, high pressure fluid is injected from a pump (not shown) into the flow path 462c, and fluid pressure is applied to the first chamber 432e of the fluid pressure actuator 432. By applying a fluid pressure to the first chamber 432e of the fluid pressure actuator 432, the second link member 412 has a fluid pressure actuator 432 with respect to the first link member 411 as in the third embodiment. Bend to the side where is located (see FIG. 11).
さらに、流路４６２ｃを周囲に解放する状態にバルブ４７２ｃを切り換える。バルブ４７２ｃによって、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅから流体を排出する。流路４６５ｄを周囲に解放する状態にバルブ４７５ｄを切り換える。バルブ４７５ｄによって、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆから流体を排出する。流路４６６ｄを周囲に解放する状態にバルブ４７６ｄを切り換える。バルブ４７６ｄによって、流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆから流体を排出する。これらの流体の排出によって、本実施の形態の装置４００ａの第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４と、端部部材４１６とが一直線に並んだ状態に戻すことができる。
Further, the valve 472c is switched to a state in which the flow path 462c is released to the surroundings. Fluid is discharged from the first chamber 432e of the fluid pressure actuator 432 by the valve 472c. The valve 475d is switched to a state where the flow path 465d is released to the surroundings. The fluid is discharged from the second chamber 435f of the fluid pressure actuator 435 by the valve 475d. The valve 476d is switched to a state where the flow path 466d is released to the surroundings. A valve 476d discharges fluid from the second chamber 436f of the fluid pressure actuator 436. By discharging these fluids, the first link member 411, the second link member 412, the third link member 414, and the end member 416 of the device 400a according to the present embodiment are aligned. Can be returned to.
次に、本実施の形態の装置４００ａの第３の可動部４２５に外力が加わった時の、本実施の形態の装置４００ａの第１の可動部４１０と第２の可動部４２０と第３の駆動部４９０の動きについて説明する。
Next, when an external force is applied to the third movable portion 425 of the device 400a of the present embodiment, the first movable portion 410, the second movable portion 420, and the third movable portion of the device 400a of the present embodiment. The movement of the drive unit 490 will be described.
本実施の形態の装置４００ａにおいて、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと第２の室４３５ｆと、流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅと第２の室４３６ｆとに流体を注入する。その後、バルブ４８３ａ、４８４ａのみを開き、他のバルブを閉じる。第３の可動部４２５に外力が加わって第３の可動部４２５が動くと、流体圧アクチュエータ４３６のピストン４３６ｂはシリンダ本体４３６ａ内を移動する。ピストン４３６ｂの移動に伴って、流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅ内の流体の圧力と第２の室４３６ｆ内の流体の圧力が変化する。バルブ４８３ａは開いているので、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅとは、流路４８３を介して流体連通している。流路４８３を通じて、流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅ内の流体の圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅ内の流体の圧力を変化させる。また、バルブ４８４ａは開いているので、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆと流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆとは、流路４８４を介して流体連通している。流路４８４を通じて、流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆ内の流体の圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆ内の流体の圧力を変化させる。流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅ内及び第２の室４３５ｆ内の流体の圧力が変化すると、流体圧アクチュエータ４３５のピストン４３５ｂはシリンダ本体４３５ａ内を移動し、第２の可動部４２０が動く。
In the apparatus 400a of the present embodiment, fluid is injected into the first chamber 435e and the second chamber 435f of the fluid pressure actuator 435, and the first chamber 436e and the second chamber 436f of the fluid pressure actuator 436. Thereafter, only the valves 483a and 484a are opened, and the other valves are closed. When an external force is applied to the third movable part 425 and the third movable part 425 moves, the piston 436b of the fluid pressure actuator 436 moves in the cylinder body 436a. As the piston 436b moves, the pressure of the fluid in the first chamber 436e of the fluid pressure actuator 436 and the pressure of the fluid in the second chamber 436f change. Since the valve 483a is open, the first chamber 435e of the fluid pressure actuator 435 and the first chamber 436e of the fluid pressure actuator 436 are in fluid communication with each other via the flow path 483. Through the flow path 483, the change in the pressure of the fluid in the first chamber 436 e of the fluid pressure actuator 436 changes the pressure of the fluid in the first chamber 435 e of the fluid pressure actuator 435. In addition, since the valve 484 a is open, the second chamber 435 f of the fluid pressure actuator 435 and the second chamber 436 f of the fluid pressure actuator 436 are in fluid communication with each other through the flow path 484. A change in the pressure of the fluid in the second chamber 436 f of the fluid pressure actuator 436 through the flow path 484 changes the pressure of the fluid in the second chamber 435 f of the fluid pressure actuator 435. When the pressure of the fluid in the first chamber 435e and the second chamber 435f of the fluid pressure actuator 435 changes, the piston 435b of the fluid pressure actuator 435 moves in the cylinder body 435a, and the second movable portion 420 moves. .
以上のように、本実施の形態の装置４００ａでは、流路４８３、４８４を介して、流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とが流体連通している。そのため、第３の可動部４２５に印加された外力を、第３の可動部４２５と第２の可動部４２０との間で伝達することができ、第２の可動部４２０と第３の可動部４２５とを連動して動かすことができる。本実施の形態の装置４００ａにおける、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３５及び流体圧アクチュエータ４３６は、二関節筋として機能し得る。２つの流体圧アクチュエータ４３５、４３６間で流体を連通させるための流路４８３、４８４を備える本実施の形態の装置４００ａは、二関節筋を備えた関節機構として機能し得る。このため、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とを備えた本実施の形態の装置４００ａは、可動部が外力に対して柔軟に応答することができる。
As described above, in the apparatus 400a of the present embodiment, the fluid pressure actuator 435 and the fluid pressure actuator 436 are in fluid communication via the flow paths 483 and 484. Therefore, the external force applied to the third movable portion 425 can be transmitted between the third movable portion 425 and the second movable portion 420, and the second movable portion 420 and the third movable portion can be transmitted. 425 can be moved in conjunction with each other. In the device 400a of the present embodiment, the fluid pressure actuator 435 and the fluid pressure actuator 436 that are in fluid communication with each other can function as biarticular muscles. The device 400a of the present embodiment including the flow paths 483 and 484 for communicating fluid between the two fluid pressure actuators 435 and 436 can function as a joint mechanism including biarticular muscles. Therefore, in the device 400a of the present embodiment including the fluid pressure actuator 435 and the fluid pressure actuator 436 that are in fluid communication with each other, the movable portion can flexibly respond to an external force.
また、本実施の形態の装置４００ａでは、流路４８３、４８４を介して、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を流体連通させることによって、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を連動して動かしている。言い換えると、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を、流路４８３、４８４を介して、単に機械的に接続することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を連動して動かしている。そのため、印加された外力を検知するセンサの出力に基いて、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６のそれぞれを個別に制御することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を連動して動かす場合に比べて、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を制御する制御システムを大幅に簡素化できる。また、本実施の形態の装置４００ａでは、制御システムによる制御遅延を減らすことができ、外力に対する応答速度を向上させることができる。
In the apparatus 400a of the present embodiment, the plurality of fluid pressure actuators 435 and 436 are moved in conjunction with each other by fluidly communicating the plurality of fluid pressure actuators 435 and 436 through the flow paths 483 and 484. . In other words, in the device 400a of the present embodiment, the plurality of fluid pressure actuators 435, 436 are interlocked by simply mechanically connecting the plurality of fluid pressure actuators 435, 436 via the flow paths 483, 484. And moving. Therefore, by controlling each of the plurality of fluid pressure actuators 435 and 436 individually based on the output of the sensor that detects the applied external force, the plurality of fluid pressure actuators 435 and 436 are moved in conjunction with each other. In the apparatus 400a of the present embodiment, the control system that controls the plurality of fluid pressure actuators 435 and 436 can be greatly simplified. Moreover, in the apparatus 400a of this Embodiment, the control delay by a control system can be reduced and the response speed with respect to external force can be improved.
本実施の形態の装置４００ａにおいて、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと第２の室４３２ｆと、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅと第２の室４３４ｆと、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと第２の室４３５ｆと、流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅと第２の室４３６ｆとに流体を注入する。その後、バルブ４８１ａ、４８２ａ、４８３ａ、４８４ａのみを開き、他のバルブを閉じる。
In the apparatus 400a of the present embodiment, the first chamber 432e and the second chamber 432f of the fluid pressure actuator 432, the first chamber 434e and the second chamber 434f of the fluid pressure actuator 434, and the fluid pressure actuator 435 Fluid is injected into the first chamber 435e, the second chamber 435f, and the first chamber 436e and the second chamber 436f of the fluid pressure actuator 436. Thereafter, only the valves 481a, 482a, 483a, 484a are opened, and the other valves are closed.
バルブ４８３ａ、４８４ａが開いているので、第３の可動部４２５に外力が加わって第３の可動部４２５が動くと、既に述べたように、第２の可動部４２０が動く。さらに、バルブ４８１ａ、４８２ａも開いている。そのため、第２の可動部４２０が動くと、実施の形態３と同様に、第１の可動部４１０も動く。
Since the valves 483a and 484a are open, when an external force is applied to the third movable portion 425 and the third movable portion 425 moves, the second movable portion 420 moves as described above. Further, the valves 481a and 482a are also open. Therefore, when the second movable part 420 moves, the first movable part 410 also moves as in the third embodiment.
以上のように、本実施の形態の装置４００ａでは、流路４８３、４８４を介して、流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とが流体連通するとともに、流路４８１、４８２を介して、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とが流体連通している。そのため、第３の可動部４２５に印加された外力を、第３の可動部４２５から第２の可動部４２０及び第１の可動部４１０に伝達することができる。第１の可動部４１０と、第２の可動部４２０と、第３の可動部４２５とを連動して動かすことができる。本実施の形態の装置４００ａにおける、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３２及び流体圧アクチュエータ４３４、並びに、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３５及び流体圧アクチュエータ４３６は、いずれも二関節筋として機能し得る。本実施の形態の装置４００ａは、２つの二関節筋を備えた関節機構として機能し得る。このため、本実施の形態の装置４００ａは、可動部が外力に対してさらに柔軟に応答することができる。
As described above, in the apparatus 400a of the present embodiment, the fluid pressure actuator 435 and the fluid pressure actuator 436 are in fluid communication via the flow paths 483 and 484, and the fluid pressure is determined via the flow paths 481 and 482. The actuator 432 and the fluid pressure actuator 434 are in fluid communication. Therefore, the external force applied to the third movable part 425 can be transmitted from the third movable part 425 to the second movable part 420 and the first movable part 410. The first movable part 410, the second movable part 420, and the third movable part 425 can be moved in conjunction with each other. In the device 400a of the present embodiment, the fluid pressure actuator 432 and the fluid pressure actuator 434 that are in fluid communication with each other, and the fluid pressure actuator 435 and the fluid pressure actuator 436 that are in fluid communication with each other can function as biarticular muscles. The device 400a of the present embodiment can function as a joint mechanism including two biarticular muscles. For this reason, as for the apparatus 400a of this Embodiment, a movable part can respond more flexibly with respect to external force.
また、本実施の形態の装置４００ａでは、流路４８１、４８２、４８３、４８４を介して、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６の間を、流体連通させることによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を連動して動かしている。言い換えると、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を、流路４８１、４８２、４８３、４８４を介して、単に機械的に接続することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を連動して動かしている。そのため、印加された外力を検知するセンサの出力に基いて、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６のそれぞれを個別に制御することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を連動して動かす場合に比べて、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を制御する制御システムを大幅に簡素化できる。また、本実施の形態の装置４００ａでは、制御システムによる制御遅延を減らすことができ、外力に対する応答速度を向上させることができる。
Further, in the device 400a of the present embodiment, a plurality of fluid pressures are provided by fluid communication between the plurality of fluid pressure actuators 432, 434, 435, 436 via the flow paths 481, 482, 483, 484. The actuators 432, 434, 435, and 436 are moved in conjunction with each other. In other words, in the apparatus 400a of the present embodiment, a plurality of fluid pressure actuators 432, 434, 435, 436 are simply mechanically connected via the flow paths 481, 482, 483, 484, thereby providing a plurality of fluid pressure actuators 432, 434, 435, 436. The fluid pressure actuators 432, 434, 435, and 436 are moved in conjunction with each other. Therefore, by individually controlling each of the plurality of fluid pressure actuators 432, 434, 435, 436 based on the output of the sensor that detects the applied external force, the plurality of fluid pressure actuators 432, 434, 435, 436 are controlled. As compared with the case where the two are moved in conjunction with each other, in the apparatus 400a of the present embodiment, the control system for controlling the plurality of fluid pressure actuators 432, 434, 435, 436 can be greatly simplified. Moreover, in the apparatus 400a of this Embodiment, the control delay by a control system can be reduced and the response speed with respect to external force can be improved.
また、図１１に示される本実施の形態の装置４００ａでは、バルブ４８１ａ、４８２ａに加えて、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６間で流体を連通させる流路４８３、４８４に、流路４８３、４８４における流体の連通状態を変化させるバルブ４８３ａ、４８４ａが設けられている。バルブ４８３ａ、４８４ａの開度が大きい場合には、第３の可動部４２５に外力が加わってピストン４３６ｂが移動したときの流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅ及び第２の室４３６ｆ内の流体圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅ及び第２の室４３５ｆに同時に伝達される。このため、バルブ４８３ａ、４８４ａの開度が大きい場合には、流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とは同じ速度で伸縮する。
Further, in the apparatus 400a of the present embodiment shown in FIG. 11, in addition to the valves 481a and 482a, the flow paths 483 and 484 are connected to the flow paths 483 and 484 for communicating the fluid between the plurality of fluid pressure actuators 435 and 436. Valves 483a and 484a for changing the fluid communication state are provided. When the opening degree of the valves 483a and 484a is large, the fluid in the first chamber 436e and the second chamber 436f of the fluid pressure actuator 436 when an external force is applied to the third movable portion 425 and the piston 436b moves. The change in pressure is simultaneously transmitted to the first chamber 435e and the second chamber 435f of the fluid pressure actuator 435. For this reason, when the opening degree of the valves 483a and 484a is large, the fluid pressure actuator 435 and the fluid pressure actuator 436 expand and contract at the same speed.
これに対し、バルブ４８３ａ、４８４ａの開度が小さい場合には、流路４８３、４８４に流体が流れにくくなる。第３の可動部４２５に外力が加わってピストン４３６ｂが移動したときの流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅ及び第２の室４３６ｆ内の流体圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅ及び第２の室４３５ｆに遅れて伝達される。このため、バルブ４８３ａ、４８４ａの開度が小さい場合には、流体圧アクチュエータ４３５は、流体圧アクチュエータ４３６よりも遅れて伸縮する。したがって、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６間で流体を連通させる流路４８１、４８２、４８３、４８４における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００ａの可動部の応答をさらに多様に変化させることができる。複数の流体圧アクチュエータの間で流体を連通させる流路における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００ａが有する外力に対する柔軟な応答を多様に変化させることができる。
On the other hand, when the opening degree of the valves 483a and 484a is small, it is difficult for the fluid to flow through the flow paths 483 and 484. The change in fluid pressure in the first chamber 436e and the second chamber 436f of the fluid pressure actuator 436 when an external force is applied to the third movable portion 425 and the piston 436b moves is the first pressure of the fluid pressure actuator 435. Transmission is delayed to the chamber 435e and the second chamber 435f. For this reason, when the opening degree of the valves 483a and 484a is small, the fluid pressure actuator 435 expands and contracts later than the fluid pressure actuator 436. Therefore, in the device 400a of the present embodiment, the fluid communication state in the flow paths 481, 482, 483, and 484 for communicating the fluid between the plurality of fluid pressure actuators 432, 434, 435, and 436 is zero. By adjusting between a plurality of larger communication states, the response of the movable part of the device 400a of the present embodiment can be changed in various ways. By adjusting the fluid communication state in the flow path for fluid communication between the plurality of fluid pressure actuators between the plurality of communication states in which the flow rate of the fluid is greater than zero, the external force included in the device 400a of the present embodiment The flexible response to can be changed in various ways.
以上のように、本実施の形態の装置４００ａは、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。また、本実施の形態の装置４００ａを自律型ロボット装置に適用すると、多様な応答を実現することができるロボット装置を提供することができる。
As described above, the device 400a of this embodiment can provide a device having a movable part that can realize various responses. Further, when the device 400a of the present embodiment is applied to an autonomous robot device, a robot device capable of realizing various responses can be provided.
なお、図１１に示される本実施の形態の装置４００ａにおける流路とバルブの配置を、図９に示される実施の形態２の変形例のように、変形してもよい。本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータのそれぞれの流通口と接続される複数の第１の流路が設けられる。複数の第１の流路のそれぞれの流路にバルブが配置される。流通口とバルブとの間の複数の第１の流路のうち任意の２つを接続する複数の第２の流路が設けられる。複数の第２の流路のそれぞれの流路にバルブが配置される。バルブは、流路における流体の連通状態を変化させる調整器である。
The arrangement of the flow paths and valves in the apparatus 400a of the present embodiment shown in FIG. 11 may be modified as in the modification of the second embodiment shown in FIG. In the modification of the present embodiment, a plurality of first flow paths connected to the respective flow ports of the plurality of fluid pressure actuators are provided. A valve is disposed in each of the plurality of first flow paths. A plurality of second flow paths for connecting any two of the plurality of first flow paths between the flow port and the valve are provided. A valve is disposed in each of the plurality of second flow paths. The valve is a regulator that changes the fluid communication state in the flow path.
具体的には、流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄ，４６６ｃ，４６６ｄは、それぞれ、流通口４３２ｃ、４３２ｄ、４３３ｃ、４３３ｄ、４３４ｃ、４３４ｄ、４３５ｃ、４３５ｄ、４３６ｃ、４３６ｄに接続される。流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄ，４６６ｃ，４６６ｄのそれぞれに、バルブ４７２ｃ，４７２ｄ，４７３ｃ，４７３ｄ，４７４ｃ，４７４ｄ，４７５ｃ，４７５ｄ，４７６ｃ，４７６ｄが配置される。流通口４３２ｃ、４３２ｄ、４３３ｃ、４３３ｄ、４３４ｃ、４３４ｄ、４３５ｃ、４３５ｄ、４３６ｃ、４３６ｄとバルブ４７２ｃ，４７２ｄ，４７３ｃ，４７３ｄ，４７４ｃ，４７４ｄ，４７５ｃ，４７５ｄ，４７６ｃ，４７６ｄとの間の流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄ，４６６ｃ，４６６ｄのうちの任意の２つを接続する流路が設けられる。この接続流路のそれぞれに、バルブが配置される。
Specifically, the flow paths 462c, 462d, 463c, 463d, 464c, 464d, 465c, 465d, 466c, 466d are respectively connected to the circulation ports 432c, 432d, 433c, 433d, 434c, 434d, 435c, 435d, 436c, 436d. Valves 472c, 472d, 473c, 473d, 474c, 474d, 475c, 475d, 476c, and 476d are disposed in the flow paths 462c, 462d, 463c, 463d, 464c, 464d, 465c, 465d, 466c, and 466d, respectively. A flow path 462c between the flow ports 432c, 432d, 433c, 433d, 434c, 434d, 435c, 435d, 436c, 436d and the valves 472c, 472d, 473c, 473d, 474c, 474d, 475c, 475d, 476c, 476d, A flow path connecting any two of 462d, 463c, 463d, 464c, 464d, 465c, 465d, 466c, and 466d is provided. A valve is disposed in each of the connection flow paths.
本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータの全ての流体室のうち任意の２つの流体室が、接続流路によって、互いに流体連通している。具体的には、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと第２の室４３２ｆ、流体圧アクチュエータ４３３の第１の室４３３ｅと第２の室４３３ｆ、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３４ｅと第２の室４３４ｆ、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと第２の室４３５ｆ、並びに流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅと第２の室４３６ｆのうち、任意の２つの流体室が、接続流路によって、互いに流体連通している。本実施の形態の変形例では、接続流路のそれぞれにバルブが配置されている。そのため、本実施の形態の変形例では、可動部の応答をより一層様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の変形例では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。
In the modification of the present embodiment, any two fluid chambers among all the fluid chambers of the plurality of fluid pressure actuators are in fluid communication with each other through the connection flow path. Specifically, the first chamber 432e and the second chamber 432f of the fluid pressure actuator 432, the first chamber 433e and the second chamber 433f of the fluid pressure actuator 433, and the first chamber 434e of the fluid pressure actuator 432, Any two fluid chambers among the second chamber 434f, the first chamber 435e and the second chamber 435f of the fluid pressure actuator 435, and the first chamber 436e and the second chamber 436f of the fluid pressure actuator 436 are provided. , And are in fluid communication with each other by the connecting flow path. In a modification of the present embodiment, a valve is disposed in each connection flow path. Therefore, in the modification of the present embodiment, the response of the movable part can be changed in various ways. As a result, in the modification of the present embodiment, it is possible to provide an apparatus having a movable part that can realize various responses.
本実施の形態及びその変形例を、自律型ロボット装置、他のタイプのロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの他の装置に適用してもよい。
You may apply this Embodiment and its modification to other apparatuses, such as an autonomous robot apparatus, another type robot apparatus, a manipulator, and an auxiliary device which assists the motion of a person or an animal.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。例えば、実施の形態１から実施の形態４に示した流体圧アクチュエータ、流路、バルブ、及びポンプの数と配置、並びに、これらの相互の接続の仕方は一例にすぎず、これらを任意に変更してもよい。実施の形態１から実施の形態４では、バルブを用いて流体圧アクチュエータの流体室から流体を排出していたが、ポンプを用いて流体圧アクチュエータの流体室から流体を排出してもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. For example, the number and arrangement of the fluid pressure actuators, flow paths, valves, and pumps shown in the first to fourth embodiments and the way of connecting them are merely examples, and these may be arbitrarily changed. May be. In the first to fourth embodiments, the fluid is discharged from the fluid chamber of the fluid pressure actuator using the valve. However, the fluid may be discharged from the fluid chamber of the fluid pressure actuator using a pump. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
