JP6878581B2 - 脚付きロボット用のねじアクチュエータ - Google Patents
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Description
[0038] 図1は、本明細書で説明される実施態様に関連して使用され得るロボット・システムの例の構成を示す。ロボット・システム100は、自律的に、半自律的に、および/またはユーザ(1つまたは複数)によって供給される指示を使用して動作するように構成され得る。ロボット・システム100は、二足ロボット、四足ロボット、またはなんらかの他の配置など、様々な形で実施され得る。さらに、ロボット・システム100は、他の指定の中で、ロボット、ロボット・デバイス、またはモバイル・ロボットと呼ばれる場合もあり、外骨格デバイスまたは人間補助デバイスの一部とされ得る。
[0071] 例では、油圧アクチュエータが、ロボットの部材を作動させるのに使用され得る。油圧系統は、ロボットの中央位置にあるポンプおよびアクチュエータを含み、パイプおよび/またはホースを介して、ロボットの部材に結合された油圧アクチュエータに加圧された作動液を供給するように構成され得る。この構成では、ポンプおよびアクチュエータの作動慣性は、ロボットが移動する時に地面に与えられる慣性から切り離される。慣性の切離しに起因して、油圧ロボット・システムは、位置および力の制御応答性に関する高い帯域幅を特徴とする。しかし、油圧系統は、潜在的な作動液漏れ、配管の複雑さ、およびより小さいロボットに対する既存の油圧動力装置の不適当などの不利益を有する。
[0074] 例では、ロボットの膝関節は、たとえば高速で移動する(たとえば、走るかジョギングする)ためにロボットを作動させることから生じる、高い加速度を経験する場合がある。高い加速度は、ロボットがその脚に擾乱を受け、ロボットがバランスを維持するために高い加速度で脚、特に膝関節を動かすことによって応答する時にも生じる可能性がある。いくつかの例では、電気モーターが、ロボットの膝間接に結合され得、モーターの回転運動が、膝関節で下脚部材に結合された上脚部材に対して相対的にロボットの下脚部材を回転させるようになっている。この構成では、モーターの回転慣性は、ロボットの応答性を制限する可能性があり、したがって、下脚部材の力制御方策の有効性を低下させる可能性がある。
[0119] 回転慣性は、ロボットの位置および力の制御応答性に影響する。ロボットの関節での有効回転慣性は、関節に結合されたモーターの回転慣性およびモーターに結合された伝動装置の回転慣性に依存する可能性がある。伝動装置は、減速およびトルク増幅を可能にする特定のギア比を有することができ、関節での有効回転慣性は、ギア比の二乗に比例する。したがって、より大きいトルクを可能にする、より高いギア比は、より大きい回転慣性につながり、したがって、ロボットの応答性を低下させる可能性がある。
[0172] 例のロボットは、ロボットの対応する部材の動きを制御するために複数の関節を含むことができる。一例として、四足ロボットは、ロボットの部材(たとえば、腕、脚など)を接続し、制御する17個の関節を有することができる。例では、これらの関節の多くが、ロボットの部材を動かすように構成されたそれぞれのモーターを有することができる。モーターのそれぞれは、複数の入力を受け取り(たとえば、センサから)、それに応じて、ロボットの関節および部材を制御するために制御信号をモーターに供給するコントローラによって制御される。
[0205] 本明細書で説明された配置は、例のみのためのものである。したがって、当業者は、他の配置および他の要素(たとえば、機械、インターフェース、動作、順序、および動作のグループ化など)が、その代わりに使用され得、一部の要素が、所望の結果に従って完全に省略され得ることを了解する。さらに、説明された要素の多数が、別個の構成要素または分散された構成要素としてまたは他の構成要素に関連して、任意の適切な組合せおよび位置で実施され得る機能的実体である。
Claims (18)
- ロボット(300)であって、
上脚部材(410)および膝関節(404)で前記上脚部材(410)に結合された下脚部材(412)を有する脚(304、306)と、
前記上脚部材(410)内に配置されたねじアクチュエータ(400)であって、前記ねじアクチュエータ(400)は、ねじ軸(406)がナット(408)内で回転可能になるように、前記ねじ軸(406)および前記ねじ軸(406)に同軸に取り付けられた前記ナット(408)を有する、ねじアクチュエータ(400)と、
前記上脚部材(410)の上側部分に取り付けられ、前記ねじ軸(406)に結合されたモーター(402)と、
キャリア(414)であって、前記ナット(408)が前記キャリア(414)の近位端(413)に配置されるように、前記ナット(408)に結合され、これに同軸に取り付けられたキャリア(414)と、
前記キャリア(414)に結合されたリンケージ(418、422)であって、前記リンケージ(418、422)は、前記膝関節(404)で前記下脚部材(412)に結合される、リンケージ(418、422)と、
前記下脚部材(412)に結合された足部材(428)であって、前記上脚部材(410)は、前記膝関節(404)の膝ピボット(426)で前記下脚部材(412)に結合され、前記リンケージ(418、422)は、前記ロボット(300)が前記足部材(428)を介して表面(430)に載る時に、前記ねじ軸(406)が圧縮力を受けるように、前記膝ピボット(426)と前記足部材(428)との間に配置されたリンケージ関節で前記下脚部材(412)に結合される、足部材(428)と
を含み、前記モーター(402)の回転は、前記ねじ軸(406)を回転させ、前記回転は、(i)前記ナット(408)および前記キャリア(414)を、前記ねじ軸(406)の軸(442)に沿って移動させ、(ii)前記リンケージ(418、422)に、前記膝関節(404)で前記上脚部材(410)に対して相対的に前記下脚部材(412)を回転させる
ロボット(300)。 - 前記上脚部材(410)内で前記ねじ軸(406)に同軸に取り付けられたベアリング・キャリア(432)と、
ベアリング(435)であって、前記ベアリング(435)の外レースが、前記ベアリング・キャリア(432)の内側周縁部表面(430)とインターフェースし、前記ベアリング(435)の内レースが、前記ねじ軸(406)の外側周縁部表面(430)とインターフェースするように、前記ベアリング・キャリア(432)と前記ねじ軸(406)との間で前記ねじ軸(406)に同軸に取り付けられたベアリング(435)と
をさらに含む、請求項1に記載のロボット(300)。 - 前記ベアリング(435)は、前記ねじ軸(406)の前記外側周縁部表面(430)上の段付き表面(430)として形成された第1の肩(436)と前記ベアリング・キャリア(432)の前記内側周縁部表面(430)上のそれぞれの段付き表面(430)として形成された第2の肩(438)とを介して軸方向に保持される、請求項2に記載のロボット(300)。
- 前記ベアリング・キャリア(432)の外側周縁部表面(430)上で前記ベアリング・キャリア(432)と前記上脚部材(410)の内側表面(430)との間に取り付けられた軸ロード・セル(440)をさらに含む、請求項3に記載のロボット(300)。
- 前記ナット(408)は、前記ねじ軸(406)が回転し、前記ナット(408)が前記ねじ軸(406)の前記軸(442)に沿って移動する時に、前記ナット(408)が、前記キャリア(414)に前記膝関節(404)に向かって移動させるために肩(416)を押すように、前記キャリア(414)の内側周縁部表面(430)上の段付き表面(430)として形成された前記肩(416)に接して前記キャリア(414)の前記近位端(413)内に固定される、請求項1から請求項4のいずれかに記載のロボット(300)。
- 前記リンケージ(418、422)は、
前記キャリア(414)に結合された第1のリンク(418)と、
第2のリンク(422)であって、前記第1のリンク(418)と前記第2のリンク(422)との間の相対的な回転を可能にするように構成された関節で前記第1のリンク(418)に結合され、前記第2のリンク(422)は、前記キャリア(414)が移動する時に、前記キャリア(414)が前記第1のリンク(418)を押し、これが、前記第2のリンク(422)を膝ピボット(426)の回りで回転させ、前記第2のリンク(422)の回転が、前記下脚部材(412)を前記膝ピボット(426)の回りで回転させるように、前記下脚部材(412)が結合される前記膝ピボット(426)に結合される、第2のリンク(422)と
を含む、請求項1から請求項5のいずれかに記載のロボット(300)。 - 前記キャリア(414)は、前記キャリア(414)の外側表面(430)上に配置された縦溝(500)を含み、前記ロボット(300)は、前記ねじ軸(406)の前記軸(442)の回りでの前記キャリア(414)の回転を阻むために、前記上脚部材(410)に固定して取り付けられ、前記縦溝(500)と係合するために前記上脚部材(410)内で半径方向に内向きに突き出す突起(506)をさらに含む、請求項1から請求項6のいずれかに記載のロボット(300)。
- 前記突起(506)は、前記上脚部材(410)の外側表面(430)への取付けのために構成された板に結合される、請求項7に記載のロボット(300)。
- 前記キャリア(414)の前記近位端(413)にある前記キャリア(414)の外側周縁部表面(430)と前記上脚部材(410)の内側周縁部表面(430)との間に取り付けられたスライダ・ベアリング(448)をさらに含む、請求項1から請求項8のいずれかに記載のロボット(300)。
- 前記スライダ・ベアリング(448)は、第1のスライダ・ベアリング(448)であり、前記ロボット(300)は、前記キャリア(414)の遠位端(420)にある前記キャリア(414)の前記外側周縁部表面(430)と前記上脚部材(410)の内側周縁部表面(430)との間に取り付けられた第2のスライダ・ベアリング(450)をさらに含む、請求項9に記載のロボット(300)。
- 前記モーター(402)は、前記ロボット(300)の股関節(403)に取り付けられる、請求項1から請求項10のいずれかに記載のロボット(300)。
- 前記ねじ軸(406)の前記軸(442)は、第1の軸(442)であり、前記モーター(402)は、前記第1の軸(442)からオフセットされ、これに平行な第2の軸(446)上に配置される、請求項1から請求項11のいずれかに記載のロボット(300)。
- ロボット(300)の第1の部材(410)および前記ロボット(300)の第2の部材(412)であって、前記第2の部材(412)は、関節(404)で前記第1の部材(410)に結合される、第1の部材(410)および第2の部材(412)と、
前記第1の部材(410)内に配置されたねじアクチュエータ(400)であって、前記ねじアクチュエータ(400)は、ねじ軸(406)がナット(408)内で回転可能になるように、前記ねじ軸(406)および前記ねじ軸(406)に同軸に取り付けられた前記ナット(408)を有する、ねじアクチュエータ(400)と、
前記第1の部材(410)の上側部分に取り付けられ、前記ねじ軸(406)に結合されたモーター(402)と、
キャリア(414)であって、前記ナット(408)が前記キャリア(414)の近位端(413)に配置されるように、前記ナット(408)に結合され、これに同軸に取り付けられる、キャリア(414)と、
前記キャリア(414)に結合されたリンケージ(418、422)であって、前記リンケージ(418、422)は、前記関節(404)で前記第2の部材(412)に結合される、リンケージ(418、422)と、
前記第2の部材(412)に結合された第3の部材(428)であって、前記第1の部材(410)は、前記関節(404)のピボット(426)で前記第2の部材(412)に結合され、前記リンケージ(418、422)は、前記ロボット(300)が前記第3の部材(428)を介して表面(430)に載る時に、前記ねじ軸(406)が圧縮力を受けるように、前記ピボット(426)と前記第3の部材(428)との間に配置されたリンケージ関節で前記第2の部材(412)に結合される、第3の部材(428)と
を含み、前記モーター(402)の回転は、前記ねじ軸(406)を回転させ、前記回転が、さらに、(i)前記ナット(408)および前記キャリア(414)を前記ねじ軸(406)の軸(442)に沿って移動させ、(ii)前記リンケージ(418、422)に前記関節(404)で前記第1の部材(410)に対して相対的に前記第2の部材(412)を回転させる
アセンブリ(300)。 - 前記第1の部材(410)の内側表面(430)に縦に取り付けられたレール(604)と、
前記キャリア(414)の遠位端(420)に結合され、前記レール(604)内で転がり、拘束されるように構成されたローラー(602)と
をさらに含む、請求項13に記載のアセンブリ(300)。 - 前記レール(604)は、第1のレール(604)であり、前記ローラー(602)は、第1のローラー(602)であり、前記アセンブリ(300)は、
前記第1の部材(410)の内側表面(430)に縦に、前記第1のレール(604)に平行に取り付けられた第2のレール(606)と、
前記キャリア(414)の前記遠位端(420)に結合され、前記第2のレール(606)内で転がり、拘束されるように構成された第2のローラー(602)と
をさらに含む、請求項14に記載のアセンブリ(300)。 - 前記キャリア(414)の前記遠位端(420)に結合され、前記ねじ軸(406)の前記軸(442)に垂直に配置されたローラー・キャリッジ(616)をさらに含み、前記第1のローラー(602)は、前記ローラー・キャリッジ(616)の第1の端に結合され、前記第2のローラー(602)は、前記第1の端と反対の前記ローラー・キャリッジ(616)の第2の端に結合される、請求項15に記載のアセンブリ(300)。
- 前記ナット(408)は、前記ねじ軸(406)が回転し、前記ナット(408)が前記ねじ軸(406)の前記軸(442)に沿って移動する時に、前記ナット(408)が、前記キャリア(414)に前記関節に向かって移動させるために肩(416)を押すように、前記キャリア(414)の内側周縁部表面(430)上の段付き表面(430)として形成された前記肩(416)に接して前記キャリア(414)の前記近位端(413)内で固定される、請求項13から請求項16のいずれかに記載のアセンブリ(300)。
- 前記リンケージ(418、422)は、
前記キャリア(414)に結合された第1のリンク(418)と、
第2のリンク(422)であって、前記第2のリンク(422)が前記第1のリンク(418)に対して相対的に回転することを可能にされるように、前記第1のリンク(418)に結合され、前記第2のリンク(422)は、前記キャリア(414)が移動する時に、前記キャリア(414)が前記第1のリンク(418)を押し、これが、前記第2のリンク(422)をピボットの回りで回転させ、前記第2のリンク(422)の前記回転が、前記第2の部材(412)を前記ピボットの回りで回転させるように、前記第2の部材(412)が結合される前記ピボットに結合される、第2のリンク(422)と
を含む、請求項13から請求項17のいずれかに記載のアセンブリ(300)。
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---|---|---|---|---|
DE102016221270B4 (de) * | 2015-11-30 | 2019-03-21 | Ford Global Technologies, Llc | Mobile Transportvorrichtung, Fahrzeug und Verfahren zum Bewegen einer mobilen Transportvorrichtung |
US10253855B2 (en) | 2016-12-15 | 2019-04-09 | Boston Dynamics, Inc. | Screw actuator for a legged robot |
EP3592177B1 (en) * | 2017-03-08 | 2022-11-16 | Ekso Bionics, Inc. | Actuator devices for human exoskeleton joints |
US10583917B2 (en) | 2017-05-18 | 2020-03-10 | Goodrich Corporation | Electromechanical actuator disconnect |
CN112533740A (zh) * | 2018-08-08 | 2021-03-19 | 索尼公司 | 连杆结构 |
US11147731B2 (en) * | 2019-02-20 | 2021-10-19 | Harmonic Bionics, Inc. | Actuator for physical therapy |
CN111645772A (zh) * | 2019-03-04 | 2020-09-11 | 深圳市智擎新创科技有限公司 | 多足机器人 |
CN111645773A (zh) * | 2019-03-04 | 2020-09-11 | 深圳市智擎新创科技有限公司 | 多足机器人腿部总成 |
CN110228545A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-09-13 | 深圳市优必选科技有限公司 | 一种直线关节及腿足机器人 |
KR102177405B1 (ko) * | 2019-06-07 | 2020-11-12 | 하이젠모터 주식회사 | 일체형 중공 구동 모듈 |
WO2021030263A1 (en) * | 2019-08-14 | 2021-02-18 | Agility Robotics, Inc | A transmission, and related systems and methods |
CN110539820A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-06 | 北京理工大学 | 一种车辆 |
JP7341837B2 (ja) * | 2019-10-10 | 2023-09-11 | 清水建設株式会社 | 建設作業用ロボット |
CN111216823A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-06-02 | 广东省智能制造研究所 | 基于低减速比电机技术的模块化足式单腿及摆线规划方法 |
WO2021102402A1 (en) * | 2019-11-22 | 2021-05-27 | Northeastern University | Morpho-functional robots with legged and aerial modes of locomotion |
CN110962156B (zh) * | 2019-12-25 | 2022-10-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种走油摆动缸一体化关节 |
US11752645B2 (en) * | 2020-02-13 | 2023-09-12 | Boston Dynamics, Inc. | Non-planar linear actuator |
CN111516774B (zh) * | 2020-05-09 | 2021-04-30 | 北京交通大学 | 一种双足四足一体化可实时切换足式机器人 |
CN111591371A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-28 | 贵州航天天马机电科技有限公司 | 一种四足仿生机器人单腿机构 |
CN112319647B (zh) * | 2020-11-06 | 2023-10-03 | 华南理工大学广州学院 | 一种多杆四足机器人 |
CN112660264B (zh) * | 2020-12-30 | 2023-06-20 | 厦门大学 | 马蹄形足端感知机器人腿部结构及输出力矩检测控制方法 |
SK9321Y1 (sk) * | 2021-02-12 | 2021-09-29 | Panza Robotics, s. r. o. | Noha robota |
CN113511283B (zh) * | 2021-07-14 | 2022-05-06 | 昆明理工大学 | 一种采用多杆机构的腿部结构及其构建的四足机器人 |
CN113386963B (zh) * | 2021-07-19 | 2022-05-13 | 北京理工大学 | 一种仿昆虫跃翔机器人 |
WO2023107266A1 (en) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | Boston Dynamics, Inc. | Systems and methods for actuation of a robotic manipulator |
CN114313052B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-05-16 | 杭州未名信科科技有限公司 | 可自锁的腿足模块及机器人 |
WO2023147837A1 (en) * | 2022-02-01 | 2023-08-10 | Anybotics Ag | Foot for legged robot |
CN114789782B (zh) * | 2022-03-07 | 2023-04-25 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种水下机器人 |
CN114771687A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-07-22 | Oppo广东移动通信有限公司 | 机器人 |
CN114771688A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-07-22 | 中国北方车辆研究所 | 一种无缆三自由度关节模组及仿生腿足结构 |
CN114789761B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-03-03 | 中国北方车辆研究所 | 一种电驱动关节及三自由度仿生机器人关节集成模组 |
KR102645781B1 (ko) * | 2022-06-17 | 2024-03-08 | 양수상 | 보행모드와 주행모드의 전환이 가능한 이동 로봇 |
CN116001948B (zh) * | 2023-02-14 | 2023-10-20 | 七腾机器人有限公司 | 电液复合驱动防爆腿足机器人 |
CN116279900B (zh) * | 2023-02-14 | 2023-09-05 | 七腾机器人有限公司 | 传动装置及机器人腿部总成 |
Family Cites Families (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1245926A (en) * | 1967-09-29 | 1971-09-15 | Plessey Co Ltd | Improvements in or relating to low-speed linear actuators |
JPS4841500Y1 (ja) * | 1970-11-10 | 1973-12-04 | ||
JPS4841500U (ja) | 1971-09-18 | 1973-05-26 | ||
US4289996A (en) * | 1978-08-29 | 1981-09-15 | Frazer Nash Limited | Actuators |
US4579012A (en) * | 1983-05-04 | 1986-04-01 | Kollmorgen Technologies Corporation | Compact electromechanical actuator |
JPS62147758U (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-18 | ||
JP2545711B2 (ja) * | 1988-02-09 | 1996-10-23 | 工業技術院長 | 関節機構 |
JPH0810526B2 (ja) | 1988-10-25 | 1996-01-31 | シャープ株式会社 | フロッピーディスクドライブ制御システム |
JPH0728444Y2 (ja) | 1989-03-03 | 1995-06-28 | 日本精工株式会社 | フイードユニット装置 |
JPH0649822B2 (ja) | 1990-06-05 | 1994-06-29 | 出光石油化学株式会社 | ポリカーボネート樹脂組成物 |
JP2576498Y2 (ja) * | 1990-07-30 | 1998-07-09 | 日本精工株式会社 | 直動テーブル装置 |
US5120285A (en) * | 1990-10-01 | 1992-06-09 | Sundstrand Corporation | Jam tolerant geared rotary actuator for multiple actuator systems with a single prime mover |
JPH04124363U (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-12 | エヌテイエヌ株式会社 | スライドテーブルユニツト |
US5144851A (en) * | 1991-08-01 | 1992-09-08 | Sundstrand Corp. | Jam tolerant linear actuator |
WO1993009911A1 (en) * | 1991-11-15 | 1993-05-27 | Yotaro Hatamura | Feed screw device and precisely positioning micromotion feed system |
JPH05138481A (ja) * | 1991-11-15 | 1993-06-01 | Yotaro Hatamura | 軸力検出手段付き直線案内装置 |
JPH07259949A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-13 | Ricoh Co Ltd | 送り装置 |
JP3764781B2 (ja) * | 1996-08-12 | 2006-04-12 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 直線移動装置 |
JPH10217158A (ja) * | 1997-01-30 | 1998-08-18 | Sony Corp | ロボツト装置 |
US6059076A (en) * | 1997-06-16 | 2000-05-09 | Deutsches Zentrum Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. | Drive for an electrically actuatable vehicle brake |
GB9813904D0 (en) * | 1997-08-15 | 1998-08-26 | Blatchford & Sons Ltd | A lower limb prosthesis |
JP3899617B2 (ja) * | 1997-10-20 | 2007-03-28 | Smc株式会社 | アクチュエータ |
JP2000088071A (ja) * | 1998-09-18 | 2000-03-28 | Smc Corp | 電動アクチュエータ |
FR2807959B1 (fr) * | 2000-04-21 | 2002-06-14 | Centre Nat Rech Scient | Actionneur concu pour des structures articulees, telles que des membres de robot marcheur |
JP2002018675A (ja) * | 2000-07-05 | 2002-01-22 | Toshiba Mach Co Ltd | 工作機械の送りねじ装置 |
GB0027709D0 (en) | 2000-11-14 | 2000-12-27 | Univ Coventry | Roller screw |
CA2435517A1 (en) * | 2001-01-26 | 2002-08-08 | Tol-O-Matic, Inc. | Electric actuator |
JP3918049B2 (ja) * | 2002-03-11 | 2007-05-23 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 2足歩行ロボット |
US6791215B2 (en) * | 2002-06-05 | 2004-09-14 | Board Of Regents The University Of Texas System | Fault tolerant linear actuator |
US7736394B2 (en) * | 2002-08-22 | 2010-06-15 | Victhom Human Bionics Inc. | Actuated prosthesis for amputees |
WO2004017872A1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-03-04 | Victhom Human Bionics Inc. | Actuated leg prosthesis for above-knee amputees |
US7122926B2 (en) * | 2002-09-19 | 2006-10-17 | Delbert Tesar | Fault-tolerant rotary actuator |
KR100541433B1 (ko) * | 2002-12-23 | 2006-01-11 | 삼성전자주식회사 | 2족보행로봇 |
JP2006174690A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-29 | Smc Corp | アクチュエータ制御システム |
JP4753789B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2011-08-24 | Ntn株式会社 | 電動リニアアクチュエータ |
KR101182620B1 (ko) * | 2007-10-23 | 2012-09-14 | 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 | 2 족 보행 로봇 |
JP5467291B2 (ja) * | 2009-09-16 | 2014-04-09 | 学校法人 工学院大学 | 省エネルギー型ロボット関節駆動制御システム |
JP5303723B2 (ja) * | 2009-11-09 | 2013-10-02 | 川田工業株式会社 | 人型歩行ロボット用脚 |
US9687377B2 (en) * | 2011-01-21 | 2017-06-27 | Bionx Medical Technologies, Inc. | Terrain adaptive powered joint orthosis |
JP2012219874A (ja) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Thk Co Ltd | 運動装置 |
JP5976401B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-08-23 | Thk株式会社 | 脚式ロボットの下肢構造及び脚式ロボット |
CN102846448B (zh) * | 2012-09-28 | 2014-10-29 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人 |
JP6038589B2 (ja) * | 2012-10-17 | 2016-12-07 | Ntn株式会社 | 直動案内装置 |
KR101363873B1 (ko) * | 2012-11-09 | 2014-02-20 | 한국과학기술원 | 생체모방형 다리 메커니즘 |
CN103448828B (zh) * | 2013-06-03 | 2016-08-10 | 上海大学 | 一种四足仿生机器人腿机构 |
WO2014207872A1 (ja) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | 株式会社安川電機 | ロボット |
US10357381B2 (en) * | 2014-12-08 | 2019-07-23 | Rehabilitation Instititute of Chicago | Powered and passive assistive device and related methods |
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