JP7190689B2 - JOINT STRUCTURE AND JOINT DRIVING DEVICE, AND BIPED ROBOT - Google Patents

JOINT STRUCTURE AND JOINT DRIVING DEVICE, AND BIPED ROBOT Download PDF

Info

Publication number
JP7190689B2
JP7190689B2 JP2018138677A JP2018138677A JP7190689B2 JP 7190689 B2 JP7190689 B2 JP 7190689B2 JP 2018138677 A JP2018138677 A JP 2018138677A JP 2018138677 A JP2018138677 A JP 2018138677A JP 7190689 B2 JP7190689 B2 JP 7190689B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
joint
pitch
roll
motor
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018138677A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020015119A (en
Inventor
健二 金子
俊和 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Kawada Robotics Corp
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Kawada Robotics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Kawada Robotics Corp filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2018138677A priority Critical patent/JP7190689B2/en
Publication of JP2020015119A publication Critical patent/JP2020015119A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7190689B2 publication Critical patent/JP7190689B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、交差する回転方向への相対回転を許容する関節構造および関節駆動装置ならびに二足歩行ロボットに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a joint structure, a joint driving device, and a bipedal robot that allow relative rotation in intersecting directions of rotation.

関節を介して連結されている2部位をその関節を中心にして相対的に回転させることを実現する関節構造が知られている。この種の関節構造としては、例えば、二足歩行ロボットにおける足首のように、ピッチ方向とロール方向へ相対回転自在に下腿に足を連結する関節構造が各種開発されている。 A joint structure is known that allows two parts connected via a joint to rotate relative to each other around the joint. As this type of joint structure, various types of joint structures have been developed, such as the ankles of a bipedal walking robot, in which the legs are connected to the lower leg so as to be relatively rotatable in the pitch and roll directions.

近年、二足歩行ロボットには、平地のみならず、凹凸のある不整地や急な傾斜地でも安定して足裏を接地させて信頼性高く歩行することが求められている。このため、二足歩行ロボットとしては、足首の高さを低くしつつ、その関節周りにおける可動範囲を広くするとともに、周囲環境からの干渉を受けることをなくすことによって、支障なく動作可能でコンパクトな構造にするのが好適である。 In recent years, bipedal robots have been required to walk not only on flat ground but also on rough terrain with unevenness and steep slopes, stably keeping the soles of the feet in contact with the ground and walking with high reliability. For this reason, as a bipedal walking robot, the height of the ankle is lowered, the range of motion around the joint is widened, and interference from the surrounding environment is eliminated. A structure is preferred.

このことから、特許文献1には、直交するピッチ軸およびロール軸を足首に備える歩行ロボットが開示されている。この歩行ロボットの足首の関節構造では、ピッチ軸およびロール軸のそれぞれに波動歯車装置が配置されており、そのピッチ軸の波動歯車装置に駆動力を入力する第1モータが下腿に配置され、また、ロール軸に波動歯車装置と共に第2モータが配置されている。 For this reason, Patent Document 1 discloses a walking robot having a pitch axis and a roll axis that are orthogonal to each other at the ankle. In the ankle joint structure of this walking robot, strain wave gearing is arranged on each of the pitch axis and the roll axis, a first motor for inputting driving force to the strain wave gearing on the pitch axis is arranged on the lower leg, and , a second motor is arranged on the roll shaft together with a strain wave gearing.

しかしながら、この特許文献1に記載の関節構造では、ピッチ軸の波動歯車装置が下腿の側面に配置されていることから、ロール軸を中心にする可動範囲が狭くなって、さらに、床面に接触干渉し易い構造になっている。これらを回避しようとすると、足首周りの部品のレイアウトに制限が掛かるとともに、足首が床面から離隔されるために高くなってしまう。 However, in the joint structure described in Patent Document 1, since the strain wave gearing of the pitch axis is arranged on the side surface of the lower leg, the movable range around the roll axis is narrowed, and furthermore, the joint structure contacts the floor surface. It has a structure that is easy to interfere with. Attempting to avoid these places restrictions on the layout of parts around the ankle, and the ankle is separated from the floor, resulting in an increase in height.

また、特許文献2には、直交するピッチ軸およびロール軸を足首に備える歩行ロボットが開示されている。この歩行ロボットの足首の関節構造では、ロール軸を挟む両側にアクチュエータとリンク部材をそれぞれ配置するとともにリンク間には球面軸受けを設け、ピッチ軸を挟んでその反対側にピッチ軸のみの寄与するアクチュエータとリンク部材を配置し、3つのアクチュエータの回転角度を制御することにより、ピッチ方向への回転とロール方向への回転の両回転が実現されている。 Further, Patent Literature 2 discloses a walking robot having orthogonal pitch and roll axes at the ankles. In the ankle joint structure of this walking robot, an actuator and a link member are arranged on both sides of the roll axis, and a spherical bearing is provided between the links. By arranging a link member and controlling the rotation angles of the three actuators, both rotation in the pitch direction and rotation in the roll direction are realized.

しかしながら、この特許文献2に記載の関節構造では、リンク部材を介してアクチュエータの駆動力を伝達して足首を中心に足側を回転させるとともに、球面軸受を用いた3次元的に動くリンク機構が用いていることから、その足首の関節による可動範囲を大きく確保することが難しく、また、アクチュエータをそれぞれ独立して駆動させることができないことから制御処理が煩雑になる。 However, in the joint structure described in Patent Document 2, the driving force of the actuator is transmitted through the link member to rotate the foot side around the ankle, and the link mechanism uses a spherical bearing to move three-dimensionally. Since it is used, it is difficult to ensure a large movable range of the ankle joint, and control processing becomes complicated because the actuators cannot be driven independently.

特開平3-184782号公報JP-A-3-184782 特開2013-248699号公報JP 2013-248699 A

そこで、本発明は、単方向の可動範囲を広くすることは言うまでもなく、交差する2回転方向が複合可動(ピッチ方向にも可動するとともに、ロール方向にも可動する)する場合においても両方向の可動範囲を広く確保し、加えて足首高さの低いコンパクトな構造の関節構造を実現して、それを備える関節駆動装置ならびに二足歩行ロボットを提供することを目的としている。 Therefore, according to the present invention, it goes without saying that the movable range in one direction is widened, and even when two intersecting rotational directions are combined (movable in the pitch direction and also movable in the roll direction), movement in both directions is possible. It is an object of the present invention to secure a wide range, realize a compact joint structure with a low ankle height, and provide a joint driving device and a bipedal walking robot equipped with the joint structure.

上記課題を解決する関節構造の発明の第1の態様は、第1関節軸を中心に相対回転する各種要素から構成される第1波動歯車装置と、第2関節軸を中心に相対回転する各種要素から構成される第2波動歯車装置とを備えて本体装置に搭載される関節構造であって、前記第1波動歯車装置は前記第1関節軸周りの回転駆動力を第1モータから伝達入力される入力要素を具備し、前記第2波動歯車装置は前記第2関節軸周りの回転駆動力を第2モータから伝達入力される入力要素を具備し、前記第1波動歯車装置および前記第2波動歯車装置は、前記第1関節軸および前記第2関節軸が同一平面内に、あるいは、当該第1波動歯車装置または当該第2波動歯車装置の上下方向の厚さ未満の範囲内に位置して交差するように配置されて、前記第1波動歯車装置および前記第2波動歯車装置は、固定要素が相対不動部材に連結され、出力要素が相対駆動部材に連結されていることを特徴とするものである。 A first aspect of the joint structure invention for solving the above problems is a first strain wave gear device composed of various elements that relatively rotate about a first joint axis, and various elements that relatively rotate about a second joint axis. and a second strain wave gearing composed of elements and mounted on a main unit, wherein the first strain wave gearing receives a rotational driving force around the first joint shaft from a first motor. the second strain wave gearing includes an input element to which a rotational driving force about the second joint shaft is transmitted and input from a second motor, the first strain wave gearing and the second strain wave gearing In the strain wave gearing, the first joint shaft and the second joint shaft are positioned on the same plane or within a range smaller than the vertical thickness of the first strain wave gearing or the second strain wave gearing. The first strain wave gearing and the second strain wave gearing are characterized in that the fixed element is connected to the relatively immovable member and the output element is connected to the relative drive member. It is.

この関節構造の発明の第1の態様では、第1波動歯車装置および第2波動歯車装置が第1関節軸および第2関節軸を同一平面内に、あるいは、これら歯車装置の厚さ未満の範囲内で交差させて配置されているので、軸周りの構造をできるだけ少なくしてコンパクトにすることができ、それぞれ深く相対回転させ、また、足首の高さを抑えて本体装置に搭載することができる。 In the first aspect of the joint structure invention, the first strain wave gearing and the second strain wave gearing are arranged such that the first joint shaft and the second joint shaft are in the same plane or within a range less than the thickness of these gear devices. Since they are arranged to cross each other inside, it is possible to reduce the structure around the axis as much as possible to make it compact, and they can be deeply rotated relative to each other, and the height of the ankle can be suppressed and mounted on the main unit. .

上記課題を解決する関節構造の発明の第2の態様は、上記の第1の態様に加えて、前記第1波動歯車装置および前記第2波動歯車装置の一方は、他方の前記第1関節軸または前記第2関節軸の軸線上に、あるいは、当該他方の前記第1関節軸または前記第2関節軸に近接する位置に配置されていることを特徴とするものである。 A second aspect of the joint structure invention for solving the above problems is, in addition to the above first aspect, one of the first strain wave gearing and the second strain wave gearing has the other first joint shaft. Alternatively, it is arranged on the axis line of the second joint shaft, or at a position close to the other of the first joint shaft or the second joint shaft.

この関節構造の発明の第2の態様では、第1波動歯車装置および第2波動歯車装置の一方を他方の第1関節軸または第2関節軸の軸線上や近接位置に配置するので、一方を他方の軸線周りで回転させることができ、その回転に必要な空間を不必要に大きく準備する必要なく、コンパクトな回転構造を実現することができる。この第1波動歯車装置および第2波動歯車装置の一方は、必要な部品をその他方の軸線周りにレイアウトして、その外周側に他方を配置することにより、全体的にコンパクトな回転構造を実現することができ、好適である。 In the second aspect of the joint structure invention, one of the first strain wave gearing and the second strain wave gearing is arranged on the axis line of the other first joint shaft or the second joint shaft or in a position close to the other. It can be rotated around the other axis, and a compact rotating structure can be realized without having to prepare an unnecessarily large space for the rotation. One of the first strain wave gearing and the second strain wave gearing realizes an overall compact rotation structure by laying out necessary parts around the axis of the other and arranging the other on the outer peripheral side. It is possible and preferable.

上記課題を解決する関節構造の発明の第3の態様は、上記の第1または第2の態様に加えて、前記第1波動歯車装置および前記第2波動歯車装置は、前記入力要素としての波動発生器と、前記固定要素としての可撓性外歯歯車と、前記出力要素としての剛性内歯歯車と、を備えることを特徴とするものである。 A third aspect of the joint structure invention for solving the above problems is, in addition to the above-described first or second aspect, the first strain wave gearing and the second strain wave gearing as the input element. It comprises a generator, a flexible external gear as said fixed element and a rigid internal gear as said output element.

この関節構造の発明の第3の態様では、関節軸を共通の軸心として、入力要素の波動発生器と、固定要素の可撓性外歯歯車と、出力要素の剛性内歯歯車とを軸心側から順次に配置されることにより、その関節軸周りに回転運動する相対回転部材と波動歯車装置の干渉がより起き難くなり、関節軸周りの関節可動範囲をより広く確保しつつ、相対回転部材との連結に必要な間隔を小さく抑えることが可能になる。 In the third aspect of the joint structure invention, the joint shaft is a common axis, and the wave generator as the input element, the flexible external gear as the fixed element, and the rigid internal gear as the output element are used as axes. By arranging them sequentially from the central side, interference between the relatively rotating member rotating around the joint axis and the strain wave gearing becomes less likely to occur, and relative rotation is ensured while ensuring a wider joint movable range around the joint axis. It is possible to keep the distance required for connection with the member small.

上記課題を解決する関節構造の発明の第4の態様は、上記の第1から第3のいずれか1つの態様に加えて、前記第1モータおよび前記第2モータの一方または双方は、前記第1関節軸または前記第2関節軸と平行な回転駆動軸を有して前記第1波動歯車装置または前記第2波動歯車装置の前記入力要素に回転駆動力を伝達入力することを特徴とするものである。 A fourth aspect of the joint structure invention for solving the above problems is, in addition to any one of the first to third aspects, one or both of the first motor and the second motor One characterized by having a rotary drive shaft parallel to one joint shaft or the second joint shaft, and transmitting and inputting a rotary drive force to the input element of the first wave gear device or the second wave gear device. is.

この関節構造の発明の第4の態様では、第1波動歯車装置および第2波動歯車装置の一方または双方において、入力要素と回転駆動軸の軸心を平行にして、それぞれの径方向を共通にして、コンパクトに配置することができる。 In the fourth aspect of the joint structure invention, in one or both of the first strain wave gearing and the second strain wave gearing, the input element and the rotational drive shaft are made parallel to each other so that their radial directions are common. can be arranged compactly.

上記課題を解決する関節構造の発明の第5の態様は、上記の第1から第4のいずれか1つの態様に加えて、前記第1モータおよび前記第2モータは、前記相対不動部材に配置されていることを特徴とするものである。 A fifth aspect of the joint structure invention for solving the above problems is, in addition to any one of the first to fourth aspects, wherein the first motor and the second motor are arranged on the relatively immovable member. It is characterized by being

この関節構造の発明の第5の態様では、相対不動部材にモータを配置して駆動させることができ、それぞれ第1、第2関節軸の軸周りの構造をコンパクトにして相対回転させることができる。 In the fifth aspect of the joint structure invention, a motor can be arranged and driven on the relatively immovable member, and the structures around the first and second joint shafts can be made compact and relatively rotated. .

上記課題を解決する関節構造の発明の第6の態様は、上記の第1から第5のいずれか1つの態様に加えて、前記相対不動部材および前記相対駆動部材を構成要素として含み、前記相対不動部材の内外を連通させるように前記第1関節軸の通過する経路に形成されている第1配線通路孔と、前記相対駆動部材の内外を連通させるように前記第2関節軸の通過する経路に形成されている第2配線通路孔と、前記第1配線通路孔および前記第2配線通路孔を連通させるように介在する部材に形成されている連通配線通路孔と、を備えることを特徴とするものである。 A sixth aspect of the joint structure invention for solving the above problems includes, in addition to any one of the first to fifth aspects, the relatively stationary member and the relatively driving member as constituent elements, and the relative A first wiring passage hole formed in a path through which the first joint shaft passes so as to communicate the inside and the outside of the stationary member, and a path through which the second joint shaft passes so as to communicate the inside and the outside of the relative driving member. and a communicating wiring passage hole formed in an intervening member so as to communicate the first wiring passage hole and the second wiring passage hole. It is something to do.

この関節構造の発明の第6の態様では、内部構造に接続する必要のある配線を第1関節軸や第2関節軸を通過させて相対不動部材や相対駆動部材の外部に引き出すことができ、関節軸を中心に回転させて配線に与える回転負荷をできるだけ抑制することができ、また、周囲との接触による損傷を発生し難くすることができる。 In the joint structure according to the sixth aspect of the invention, the wiring that needs to be connected to the internal structure can pass through the first joint shaft and the second joint shaft and be pulled out to the outside of the relatively stationary member and the relatively driving member, It is possible to suppress the rotational load applied to the wiring by rotating it around the joint axis as much as possible, and to make it difficult to cause damage due to contact with the surroundings.

上記課題を解決する関節構造の発明の第7の態様は、上記の第1から第6のいずれか1つの態様に加えて、前記相対不動部材および前記相対駆動部材を構成要素として含み、前記第1関節軸を軸心として前記相対駆動部材と共に相対回転する構成要素の全体または一部を覆うカバーを有して、前記カバーは前記第1関節軸を軸心とする湾曲面を有して、前記相対不動部材は前記カバーの湾曲面に近接対面する相似形状の凹面形状を有していることを特徴とするものである。 A seventh aspect of the joint structure invention for solving the above problems includes, in addition to any one of the first to sixth aspects, the relatively stationary member and the relatively driving member as constituent elements, a cover covering all or part of components that rotate relative to each other with the relative driving member about one joint axis, the cover having a curved surface about the first joint axis, The relatively immovable member is characterized in that it has a similar concave shape that closely faces the curved surface of the cover.

この関節構造の発明の第7の態様では、第1関節軸周りで異物を挟み込んでしまうことを回避しつつ相対不動部材を相対駆動部材に対して相対回転させることができる。 In the joint structure according to the seventh aspect of the invention, it is possible to rotate the relatively immovable member relative to the relative driving member while avoiding catching a foreign object around the first joint shaft.

上記課題を解決する関節駆動装置の発明の第1の態様は、上記の関節構造の発明の第1から第7のいずれか1つの態様を備える関節駆動装置であって、前記第1モータと、前記第2モータと、前記第1モータの回転駆動軸の駆動回転角を検出する第1駆動回転角センサと、前記第2モータの回転駆動軸の駆動回転角を検出する第2駆動回転角センサと、前記第1波動歯車装置の固定要素と出力要素との相対回転角度を検出する第1相対回転角センサと、前記第2波動歯車装置の出力要素と固定要素との相対回転角度を検出する第2相対回転角センサと、を備えて、前記第1駆動回転角センサの検出値に、前記第1モータの回転駆動軸から前記第1波動歯車装置の入力要素に回転駆動力を伝達する減速比と当該第1波動歯車装置の入力要素から出力要素への減速比とを積算した積算値から前記第1相対回転角センサの検出値を減算した第1減算値を算出し、前記第2駆動回転角センサの検出値に、前記第2モータの回転駆動軸から前記第2波動歯車装置の入力要素に回転駆動力を伝達する減速比と当該第2波動歯車装置の入力要素から出力要素への減速比とを積算した積算値から前記第2相対回転角センサの検出値を減算した第2減算値を算出し、前記第1減算値と前記第2減算値のいずれか一方、もしくは当該第1減算値および当該第2減算値の双方に基づいて前記関節構造の異常を検出する検出手段を備えることを特徴とするものである。 A first aspect of the invention of a joint driving device for solving the above problems is a joint driving device comprising any one of the first to seventh aspects of the above joint structure invention, wherein the first motor; the second motor; a first drive rotation angle sensor for detecting a drive rotation angle of a rotary drive shaft of the first motor; and a second drive rotation angle sensor for detecting a drive rotation angle of the rotary drive shaft of the second motor. a first relative rotation angle sensor for detecting a relative rotation angle between the fixed element and the output element of the first strain wave gearing; and a relative rotation angle between the output element and the fixed element of the second strain wave gearing. and a second relative rotation angle sensor for transmitting rotational driving force from the rotary drive shaft of the first motor to the input element of the first strain wave gearing according to the detection value of the first drive rotation angle sensor. A first subtraction value is calculated by subtracting the detection value of the first relative rotation angle sensor from an integrated value obtained by integrating the ratio and the speed reduction ratio from the input element to the output element of the first strain wave gearing, and the second driving is performed. According to the detection value of the rotation angle sensor, the speed reduction ratio for transmitting the rotational driving force from the rotary drive shaft of the second motor to the input element of the second wave gear device and the transmission rate from the input element to the output element of the second wave gear device. A second subtraction value is calculated by subtracting the detection value of the second relative rotation angle sensor from an integrated value obtained by integrating the speed reduction ratio and one of the first subtraction value and the second subtraction value, or the first subtraction value. The apparatus is characterized by comprising detection means for detecting abnormality of the joint structure based on both the subtraction value and the second subtraction value.

この関節駆動装置の発明の第1の態様では、第1、第2減算値から構成部材の異常、例えば、ネジ締結の緩みや波動歯車装置内のラチェッティング等の異常発生を検出ことが可能になる。 In the first aspect of the invention of this joint driving device, it is possible to detect the occurrence of an abnormality in the constituent members, for example, the loosening of the screw fastening or the ratcheting in the strain wave gear device, from the first and second subtraction values. become.

上記課題を解決する二足歩行ロボットの発明の第1の態様は、上記の関節構造の発明の第1から第7のいずれか1つの態様を、下腿部および足部を連結する足首におけるピッチング動作とローリング動作とを行う足首関節として備えるものである。 A first aspect of the invention of a bipedal walking robot for solving the above-mentioned problems is any one of the first to seventh aspects of the above-described joint structure invention, and pitching at the ankle connecting the lower leg and the foot is performed. It is provided as an ankle joint that performs motion and rolling motion.

この二足歩行ロボットの発明の第1の態様では、上記の関節構造の発明の第1から第7のいずれか1つの態様を足首関節として備えることができ、例えば、低い位置でコンパクトな足首により足部を深く相対回転させることができる。 In the first aspect of the bipedal walking robot invention, any one of the first to seventh aspects of the above joint structure invention can be provided as an ankle joint. The feet can be deeply rotated relative to each other.

上記課題を解決する二足歩行ロボットの発明の第2の態様は、上記の関節駆動装置の発明の第1の態様を備えるものである。 A second aspect of the invention of a bipedal walking robot for solving the above-mentioned problems comprises the first aspect of the above-described joint drive device invention.

この二足歩行ロボットの発明の第2の態様では、上記の関節駆動装置の発明の第1の態様を備えることができ、例えば、関節構造におけるネジ締結の緩みや波動歯車装置内のラチェッティング等の異常発生を検出ことが可能になる。 This second aspect of the bipedal walking robot invention can include the first aspect of the above-described joint drive device invention. It becomes possible to detect the occurrence of abnormalities such as

このように本発明の一態様によれば、第1波動歯車装置および第2波動歯車装置が関節軸を同一平面内などの近接する範囲で交差させてコンパクトな構造にされている。これら第1波動歯車装置および第2波動歯車装置は、関節軸と平行な回転駆動軸の第1モータおよび第2モータの回転駆動力をそれぞれの入力要素に伝達されることから、その回転駆動力の伝達機構を簡素な構造にして備えることができ、それぞれ別個に簡易に駆動制御することができる。 Thus, according to one aspect of the present invention, the joint axes of the first strain wave gearing and the second strain wave gearing intersect in a close range such as in the same plane to form a compact structure. These first strain wave gearing and second strain wave gearing transmit the rotational driving force of the first motor and the second motor of the rotary drive shaft parallel to the joint shaft to their respective input elements. can be provided with a simple structure, and can be easily driven and controlled separately.

したがって、可動範囲が広く高さを必要としないコンパクトな構造で、関節周りのレイアウトの自由度を向上させるとともに、低い位置に配置可能な関節構造を実現することができる。 Therefore, it is possible to realize a joint structure that can be arranged at a low position while improving the degree of freedom in layout around the joint with a compact structure that has a wide movable range and does not require a high height.

この結果、例えば、二足歩行ロボット(本体装置)の足首として第1波動歯車装置および第2波動歯車装置を備える関節構造を低い位置に配置して、下腿を相対不動部材として固定要素を連結するとともに、足を相対駆動部材として出力要素を連結することにより、凹凸のある不整地などでも快適に歩行動作をさせることができる。 As a result, for example, the joint structure including the first strain wave gearing and the second strain wave gearing is placed at a low position as the ankle of the biped robot (main device), and the fixed element is connected using the lower leg as a relatively immovable member. At the same time, by connecting the output elements using the feet as the relative driving members, it is possible to comfortably walk even on rough terrain with unevenness.

図1は、本発明の一実施形態に係る関節構造および関節駆動装置を搭載する二足歩行ロボットの一例を示す図であり、その外観を示す斜視図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a bipedal walking robot equipped with a joint structure and a joint driving device according to an embodiment of the present invention, and is a perspective view showing the appearance thereof. 図2は、その足首を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the ankle. 図3は、その足首の内部構造を示す図2におけるIII-III断面矢視図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2, showing the internal structure of the ankle. 図4は、その足首の内部構造を示す図2におけるIV-IV断面矢視図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2, showing the internal structure of the ankle. 図5は、その足首関節の動力源を説明する要部部品の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of essential parts for explaining the power source of the ankle joint. 図6は、その足首関節の動力源とロール方向への回転機構を説明する要部部品の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of essential parts for explaining the power source of the ankle joint and the rotation mechanism in the roll direction. 図7は、その足首関節による下腿部に対する足部のピッチ方向への回転状態を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing a rotation state of the foot with respect to the lower leg by the ankle joint in the pitch direction. 図8は、その足首関節による下腿部に対する足部の図7の逆ピッチ方向への回転状態を示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing a state of rotation of the foot with respect to the lower leg by the ankle joint in the reverse pitch direction of FIG. 図9は、その足首関節による下腿部に対する足部のロール方向への回転状態を示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing the rotation of the foot relative to the lower leg by the ankle joint in the roll direction. 図10は、その足首関節による下腿部に対する足部の図9の逆ロール方向への回転状態を示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing a state of rotation of the foot relative to the lower leg by the ankle joint in the reverse roll direction of FIG. 図11は、その足首関節による下腿部に対する足部の図7と同じピッチ方向および図10と同じロール方向(図9の逆ロール方向)への回転状態を示す側面図である。FIG. 11 is a side view showing the rotation state of the foot relative to the lower leg by the ankle joint in the same pitch direction as in FIG. 7 and in the same roll direction as in FIG. 10 (reverse roll direction in FIG. 9). 図12は、その足首関節による下腿部に対する足部の図8と同じピッチ方向(図7の逆ピッチ方向)および図9と同じロール方向への回転状態を示す側面図である。FIG. 12 is a side view showing the rotation of the foot relative to the lower leg by the ankle joint in the same pitch direction as in FIG. 8 (reverse pitch direction in FIG. 7) and in the same roll direction as in FIG. 図13は、その足首関節のカバーの取付状態を示す正面図である。FIG. 13 is a front view showing the attached state of the ankle joint cover. 図14は、その足首関節のカバーの取付状態を示す背面図である。FIG. 14 is a rear view showing the attached state of the ankle joint cover. 図15は、その足首関節のカバーの取付状態を示す側面図である。FIG. 15 is a side view showing the attached state of the ankle joint cover. 図16は、その足首関節のカバーの下腿部内における位置関係を示す一部省略側面図である。FIG. 16 is a partially omitted side view showing the positional relationship of the ankle joint cover within the lower leg. 図17は、その足首関節の駆動を制御する制御部を説明する概念構成図である。FIG. 17 is a conceptual configuration diagram for explaining a control unit that controls driving of the ankle joint.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1~図17は本発明の一実施形態に係る関節構造および関節駆動装置を搭載する二足歩行ロボットの一例を示す図である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 17 are diagrams showing an example of a biped walking robot equipped with a joint structure and a joint driving device according to an embodiment of the present invention.

図1において、二足歩行ロボット10は、腰部11と、左右の脚部12と、左右の足部15と、胸部16と、左右の腕部17と、頭部18とを備える左右対称構造の人型に構築されている。脚部12は、大腿部13と下腿部14とに分けられて、大腿部13は腰部11に股関節21を介して連結され、その大腿部13には下腿部14が膝関節22を介して連結され、さらにその下腿部14には足部15が足首関節23を介して連結されている。ここで、二足歩行ロボット10は、左右対称構造に構築されていることから、本実施形態の右側構造を図示して、左右の区別を特にすることなく説明し、必要に応じて右下腿部14の内側などとして説明する。 In FIG. 1, the biped robot 10 has a symmetrical structure including a waist 11, left and right legs 12, left and right legs 15, a chest 16, left and right arms 17, and a head 18. Built in human form. The leg portion 12 is divided into a thigh portion 13 and a lower leg portion 14. The thigh portion 13 is connected to the waist portion 11 via a hip joint 21, and the lower leg portion 14 is connected to the thigh portion 13 at a knee joint. 22 , and a leg 15 is connected to the lower leg 14 via an ankle joint 23 . Here, since the bipedal robot 10 is constructed to have a left-right symmetrical structure, the right side structure of the present embodiment will be illustrated, and the description will be made without distinguishing between left and right. The inside of the portion 14 will be described.

二足歩行ロボット(本体装置)10は、図2に示すように、下腿部14と足部15の間を、直交(交差)する図3に図示するピッチ軸線24sおよび図2に図示するロール軸線25sのそれぞれを回転軸として相対回転自在に連結する足首関節23が配置されている。この足首関節23は、ピッチ関節構造41およびロール関節構造61を備えて下腿部14および足部15のそれぞれに相対回転自在に連結している。ここで、ピッチ関節構造41およびロール関節構造61では、下腿部14に対して足部15をピッチ方向やロール方向に相対回転させる動力源として後述のモータが設置されて相対回転不能な固定側を固定部材と称し、相対回転可能な回転側を回転部材と称して、各部の構成を説明する。 As shown in FIG. 2, the bipedal robot (main unit) 10 has a pitch axis 24s shown in FIG. 3 and a roll axis shown in FIG. Ankle joints 23 are arranged which are relatively rotatably connected with each of the axes 25s as a rotation axis. The ankle joint 23 has a pitch joint structure 41 and a roll joint structure 61 and is connected to the lower leg 14 and the foot 15 so as to be relatively rotatable. Here, in the pitch joint structure 41 and the roll joint structure 61, a motor, which will be described later, is installed as a power source for relatively rotating the leg portion 15 in the pitch direction and the roll direction with respect to the lower leg portion 14, and the fixed side is not relatively rotatable. is called a fixed member, and the relatively rotatable rotating side is called a rotating member, and the configuration of each part will be described.

足首関節23のピッチ関節構造41は、図2および図3に示すように、ピッチ固定部材41bおよびピッチ回転部材41rにより構成されており、これらのピッチ固定部材41bおよびピッチ回転部材41rがピッチ軸線24sを中心に相対回転自在に構築されて下腿部14と足部15との間を連結支持している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the pitch joint structure 41 of the ankle joint 23 is composed of a pitch fixed member 41b and a pitch rotating member 41r. is constructed so as to be relatively rotatable about the center of the lower leg portion 14 and the foot portion 15 and is connected and supported.

ピッチ関節構造41のピッチ固定部材41bは、短尺な概略円筒形状に形成されて下腿部14の下腿フレーム31に相対回転不能に連結されている。このピッチ固定部材41bは、概略円筒形状の軸心に一致するピッチ軸線24s上に動力供給用のピッチ軸シャフト(第1関節軸)24を収納して軸線方向に離隔するベアリング58、59を介して相対回転自在に支持している。 The pitch fixing member 41b of the pitch joint structure 41 is formed in a short, generally cylindrical shape and is connected to the lower leg frame 31 of the lower leg 14 so as not to rotate relative to it. This pitch fixing member 41b accommodates a pitch axis shaft (first joint shaft) 24 for power supply on a pitch axis 24s that coincides with the axis of the substantially cylindrical shape, and is spaced apart in the axial direction via bearings 58 and 59. supported so as to be relatively rotatable.

また、ピッチ関節構造41のピッチ回転部材41rは、ピッチ固定部材41bと同様に、短尺な概略円筒形状に形成されて外周側に外装されている。このピッチ回転部材41rは、軸線方向に離隔する位置に配置されているベアリング(軸受)55、56を介してピッチ軸線24sを共通にして相対回転自在に下腿フレーム31と一体のピッチ固定部材41bに支持されている。このピッチ回転部材41rは、後述するように、ピッチ軸シャフト24から回転動力を受けてピッチ固定部材41b(下腿フレーム31)に対して相対回転するように組み付けられて足部15に連結されている。 In addition, the pitch rotation member 41r of the pitch joint structure 41 is formed in a short, substantially cylindrical shape and is mounted on the outer peripheral side, similarly to the pitch fixed member 41b. The pitch rotating member 41r is connected to a pitch fixing member 41b integrally formed with the lower leg frame 31 so as to be relatively rotatable with a common pitch axis 24s via bearings 55 and 56 arranged at positions spaced apart in the axial direction. Supported. As will be described later, the pitch rotating member 41r is assembled to rotate relative to the pitch fixing member 41b (lower leg frame 31) by receiving rotational power from the pitch axis shaft 24, and is connected to the leg portion 15. .

すなわち、足首関節23のピッチ関節構造41は、ピッチ軸線24sを共通の軸心として、下腿フレーム31と一体に連結固定されているピッチ固定部材41bの内部に相対回転自在に内装されているピッチ軸シャフト24を介して、そのピッチ固定部材41bの外部に外装されて足部15に連結されているピッチ回転部材41rを相対回転させるようになっている。このことから、下腿部14に対して足部15を相対回転(相対駆動)させる構造において、ピッチ固定部材41bは、下腿フレーム31と共に、第1相対不動部材を構成し、ピッチ回転部材41rは、そのピッチ固定部材41bに対して相対回転(相対駆動)可能な第1相対駆動中間部材を構成している。 That is, the pitch joint structure 41 of the ankle joint 23 has the pitch axis 24s as a common axis, and the pitch shaft is relatively rotatably installed inside the pitch fixing member 41b that is connected and fixed integrally with the lower leg frame 31. Through the shaft 24, the pitch rotating member 41r, which is mounted on the outside of the pitch fixing member 41b and is connected to the leg portion 15, is relatively rotated. Therefore, in the structure in which the leg portion 15 is relatively rotated (relatively driven) with respect to the lower leg portion 14, the pitch fixing member 41b constitutes a first relatively immovable member together with the lower leg frame 31, and the pitch rotating member 41r is , constitutes a first relative drive intermediate member capable of relative rotation (relative drive) with respect to the pitch fixing member 41b.

一方、足首関節23のロール関節構造61は、図2~図4に示すように、ロール固定部材61bおよびロール回転部材61rにより構成されており、これらロール固定部材61bおよびロール回転部材61rがピッチ関節構造41のピッチ軸線24sに直交するロール軸線25sを中心に相対回転自在に構築されて下腿部14と足部15との間を連結支持している。 On the other hand, as shown in FIGS. 2 to 4, the roll joint structure 61 of the ankle joint 23 is composed of a roll fixing member 61b and a roll rotating member 61r. The structure 41 is constructed so as to be relatively rotatable about a roll axis 25s orthogonal to the pitch axis 24s of the structure 41, and connects and supports the lower leg 14 and the foot 15. As shown in FIG.

ロール関節構造61のロール固定部材61bは、ピッチ関節構造41のピッチ固定部材41bと同様に、短尺な概略円筒形状に形成されて、足部15に連結されているピッチ回転部材41rに相対回転不能に連結されている。このロール固定部材61bは、概略円筒形状の軸心に一致する動力供給用のロール軸シャフト(第2関節軸)25を収納して軸線方向に離隔するベアリング78、79を介して相対回転自在に支持している。 Similar to the pitch fixing member 41b of the pitch joint structure 41, the roll fixing member 61b of the roll joint structure 61 is formed in a short, substantially cylindrical shape, and cannot rotate relative to the pitch rotating member 41r connected to the foot portion 15. connected to The roll fixing member 61b accommodates the roll shaft (second joint shaft) 25 for power supply, which coincides with the axis of the substantially cylindrical shape, and is relatively rotatable via bearings 78 and 79 separated in the axial direction. Support.

また、ロール関節構造61のロール回転部材61rは、基底部61r1、対面板部61r2および対面収容部61r3を備えて構築されており、基底部61r1が足部15の上面と平行姿勢で一体に連結固定されて、その基底部61r1の踵15b側に対面収容部61r3が一体に連結固定されているとともに、その基底部61r1の爪先15f側に対面板部61r2が一体に連結固定されて設置されている。要するに、ロール関節構造61のロール回転部材61rは、ロール軸線25s方向に対面板部61r2および対面収容部61r3が対面離隔するように配置されて基底部61r1に連結固定されている。なお、本実施形態では、基底部61r1が足部15の上面に平行姿勢になるように設置する場合を一例として説明するが、これに限るものではなく、足部15に対して相対的な位置関係が固定されている状態に設置すればよいことは言うまでもない。 Further, the roll rotation member 61r of the roll joint structure 61 is constructed with a base portion 61r1, a facing plate portion 61r2, and a facing accommodation portion 61r3, and the base portion 61r1 is integrally connected to the upper surface of the foot portion 15 in a parallel posture. A facing accommodation portion 61r3 is integrally connected and fixed to the heel 15b side of the base portion 61r1, and a facing plate portion 61r2 is integrally connected and fixed to the toe 15f side of the base portion 61r1. there is In short, the roll rotating member 61r of the roll joint structure 61 is connected and fixed to the base portion 61r1 so that the facing plate portion 61r2 and the facing accommodation portion 61r3 are separated from each other in the direction of the roll axis 25s. In the present embodiment, the case where the base portion 61r1 is installed in parallel with the upper surface of the foot portion 15 will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and the relative position with respect to the foot portion 15 will be described. Needless to say, it should be installed in a state where the relationship is fixed.

そのうちの対面板部61r2は、対面収容部61r3にロール軸線25s方向に対面する位置に設置されており、後述するように、相対回転自在に収容するロール固定部材61bと一体のピッチ回転部材41rを間に挟み込むように介在させてその対面収容部61r3に対面している。 Among them, the facing plate portion 61r2 is installed at a position facing the facing accommodation portion 61r3 in the direction of the roll axis 25s, and as described later, the pitch rotation member 41r integrated with the roll fixing member 61b accommodated in a relatively rotatable manner. It faces the facing accommodating portion 61r3 so as to be interposed therebetween.

また、その対面収容部61r3は、ロール固定部材61bと同様に、短尺な概略円筒形状に形成されて、そのピッチ回転部材41rと一体のロール固定部材61bの外周側に外装されている。この対面収容部61r3は、対面板部61r2と共に、軸線方向に離隔する位置に配置されているベアリング(軸受)74、75を介して、ロール軸線25sを共通にして相対回転自在に一体のロール固定部材61bおよびピッチ回転部材41rに支持されている。この対面収容部61r3は、後述するように、ロール軸シャフト25から回転動力を受けてロール固定部材61bおよびピッチ回転部材41rに対して対面板部61r2と共に相対回転するように組み付けられている。 The facing housing portion 61r3 is formed in a short, substantially cylindrical shape like the roll fixing member 61b, and is mounted on the outer peripheral side of the roll fixing member 61b integral with the pitch rotation member 41r. The facing housing portion 61r3 and the facing plate portion 61r2 are integrally rotatably fixed together with the facing plate portion 61r2 through bearings 74 and 75 arranged at positions spaced apart in the axial direction to share the roll axis 25s. It is supported by the member 61b and the pitch rotation member 41r. As will be described later, the facing housing portion 61r3 is assembled so as to receive rotational power from the roll shaft 25 and rotate relative to the roll fixing member 61b and the pitch rotating member 41r together with the facing plate portion 61r2.

すなわち、足首関節23のロール関節構造61は、ロール軸線25sを共通の軸心として、足部15に連結されているピッチ回転部材41rと一体のロール固定部材61bの内部に相対回転自在に内装されているロール軸シャフト25を介して、そのロール固定部材61bの外部に外装されている足部15と一体のロール回転部材61rの対面収容部61r3を対面板部61r2と共に相対回転させるようになっている。このことから、下腿部14に対して足部15を相対回転(相対駆動)させる構造において、ロール固定部材61bは、ピッチ回転部材41rと一体になって相対位置および相対姿勢が変化しないように構成されているとともに、第2相対不動中間部材を構成し、ロール回転部材61rは、足部15と共に、そのロール固定部材61bに対して相対回転(相対駆動)可能な第2相対駆動部材を構成している。 That is, the roll joint structure 61 of the ankle joint 23 is relatively rotatably mounted inside the roll fixing member 61b integrated with the pitch rotation member 41r connected to the foot portion 15 with the roll axis 25s as a common axis. The facing housing portion 61r3 of the roll rotating member 61r integrated with the foot portion 15, which is mounted on the outside of the roll fixing member 61b, is relatively rotated together with the facing plate portion 61r2 via the roll shaft shaft 25. there is For this reason, in the structure in which the foot portion 15 is relatively rotated (relatively driven) with respect to the lower leg portion 14, the roll fixing member 61b is integrated with the pitch rotation member 41r so that the relative position and the relative posture do not change. The roll rotating member 61r constitutes a second relatively immovable intermediate member, and the roll rotating member 61r, together with the leg portion 15, constitutes a second relative driving member capable of relative rotation (relative driving) with respect to the roll fixing member 61b. is doing.

このため、足首関節23のピッチ関節構造41とロール関節構造61は、ピッチ回転部材41rがピッチ軸線24s周りに、また、ロール回転部材61rがロール軸線25s周りに、それぞれ下腿部14に対して相対回転可能に、すなわち、足部15を相対回転させるように設置されており、そのピッチ軸線24sとロール軸線25sとが直交(交差)する関節原点(直交点)27oをロール固定部材61bと一体のピッチ回転部材41r内に位置するように構築されている。 Therefore, the pitch joint structure 41 and the roll joint structure 61 of the ankle joint 23 are arranged such that the pitch rotation member 41r rotates around the pitch axis 24s and the roll rotation member 61r rotates around the roll axis 25s with respect to the lower leg 14, respectively. The joint origin (orthogonal point) 27o where the pitch axis 24s and the roll axis 25s intersect (intersect) is integrated with the roll fixing member 61b. is constructed to be positioned within the pitch rotation member 41r of the .

これにより、足首関節23は、ピッチ軸線24sとロール軸線25sとが直交して、ピッチ方向とロール方向のそれぞれの回転軸を同一レベル(同一平面内あるいは後述する波動歯車減速装置42、62の直径程度の範囲内)に設置することができ、下腿部14の下部近傍の接近位置に足部15(ロール関節構造61の基底部61r1)をピッチング動作やローリング動作させる際のピッチ方向とロール方向とのそれぞれに回転可能に設置することを可能にしている。 As a result, the ankle joint 23 is arranged such that the pitch axis 24s and the roll axis 25s are orthogonal to each other, and the rotation axes in the pitch direction and the roll direction are on the same level (on the same plane or on the diameter of the strain wave gear reduction devices 42 and 62, which will be described later). The pitch direction and the roll direction when the foot portion 15 (the base portion 61r1 of the roll joint structure 61) is pitched or rolled at the approach position near the lower portion of the lower leg portion 14. and can be rotatably installed in each of them.

そして、この二足歩行ロボット10は、足首関節23のピッチ関節構造41およびロール関節構造61のそれぞれの動力源としてピッチモータ46(図5を参照)およびロールモータ66(図5、図6を参照)を備えている。ピッチモータ46は、ピッチ固定部材41bである下腿部14の上部で膝関節22に近く、ロールモータ66から離隔する位置に配置されている。ロールモータ66は、ロール固定部材61bと一体回転するように連結されたピッチ回転部材41rの上部でロール軸シャフト25に近い位置に配置されている。 The biped robot 10 has a pitch motor 46 (see FIG. 5) and a roll motor 66 (see FIGS. 5 and 6) as power sources for the pitch joint structure 41 and the roll joint structure 61 of the ankle joint 23, respectively. ). The pitch motor 46 is arranged at a position close to the knee joint 22 and away from the roll motor 66 on the upper part of the lower leg 14 which is the pitch fixing member 41b. The roll motor 66 is arranged at a position close to the roll axis shaft 25 above the pitch rotation member 41r connected to rotate integrally with the roll fixing member 61b.

これにより、足首関節23は、ロール関節構造61のロールモータ66の上部に空間を確保する位置にピッチ関節構造41のピッチモータ46を配置することによって、後述するように、ピッチング動作を足部15にさせる際に、ピッチング方向に一体回転するロールモータ66がピッチモータ46の下部に入り込むことを許容することができ、ピッチング方向の回転範囲を大きく確保することができている。 As a result, the ankle joint 23 performs a pitching motion as will be described later by arranging the pitch motor 46 of the pitch joint structure 41 at a position above the roll motor 66 of the roll joint structure 61 to secure a space. , the roll motor 66 that rotates integrally in the pitching direction can be allowed to enter the lower part of the pitch motor 46, and a large rotation range in the pitching direction can be secured.

これらピッチ関節構造41とロール関節構造61は、図2~図6に示すように、ピッチモータ(第1モータ)46とロールモータ(第2モータ)66から駆動力をピッチ平行軸型伝動機構47とロール平行軸型伝動機構67を介してそれぞれ受け取って足部15を下腿部14に対してピッチ方向やロール方向に相対回転させるピッチ波動歯車減速装置(第1波動歯車装置)42およびロール波動歯車減速(第2波動歯車装置)62が内蔵されている。 The pitch joint structure 41 and the roll joint structure 61, as shown in FIGS. and a roll parallel shaft type transmission mechanism 67 to rotate the foot portion 15 relative to the leg portion 14 in the pitch direction and the roll direction. A gear reduction (second strain wave gearing) 62 is incorporated.

具体的には、ピッチ波動歯車減速装置42は、歯数の異なる歯車を噛み合わせて入力される駆動力を減速して出力する、所謂、カップ型のハーモニックドライブ(登録商標)の構造を備えている。ピッチ波動歯車減速装置42は、外径が一番大きなピッチ剛性内歯歯車(出力要素)43と、このピッチ剛性内歯歯車43の内周側に歯数が異なるために部分的に噛み合うピッチ可撓性外歯歯車(固定要素)44と、このピッチ可撓性外歯歯車44の内周側に配置されてピッチ剛性内歯歯車43にピッチ可撓性外歯歯車44を噛み合わさせるピッチ波動発生器(入力要素)45とを備えて構築されている。このピッチ波動歯車減速装置42は、ピッチ軸線24sを共通の軸心として、ピッチ剛性内歯歯車43、ピッチ可撓性外歯歯車44、およびピッチ波動発生器45が径方向に連続して同心円状に併置されることによりピッチ関節構造41(ピッチ回転部材41r)内に組み込まれている。 Specifically, the pitch strain wave gear reduction device 42 has a so-called cup-shaped harmonic drive (registered trademark) structure in which gears with different numbers of teeth are meshed to reduce and output driving force that is input. there is The pitch strain wave gear reduction device 42 includes a pitch-rigid internal gear (output element) 43 having the largest outer diameter and a pitch-rigid internal gear (output element) 43 that partially meshes with the pitch-rigid internal gear 43 because the number of teeth is different on the inner peripheral side of the pitch-rigid internal gear 43 . A flexible external gear (fixed element) 44, and a pitch wave generator arranged on the inner peripheral side of the pitch flexible external gear 44 to mesh the pitch rigid internal gear 43 with the pitch flexible external gear 44. and a device (input element) 45 . In this pitch wave gear reduction device 42, a pitch rigid internal gear 43, a pitch flexible external gear 44, and a pitch wave generator 45 are concentrically arranged radially with a pitch axis 24s as a common axis. It is incorporated in the pitch joint structure 41 (pitch rotation member 41r) by being placed side by side.

このうちのピッチ剛性内歯歯車43は、ピッチ関節構造41のピッチ回転部材41rにピッチ軸線24sを軸心として同軸回転するように連結固定されて、下腿部14に対して相対回転可能に設置されている。ピッチ可撓性外歯歯車44は、ピッチ関節構造41のピッチ固定部材41bに連結固定されて、下腿部14に対して相対回転不能に一体に設置されている。ピッチ波動発生器45は、ピッチ関節構造41のピッチ軸シャフト24に連結固定されて、後述するようにピッチ平行軸型伝動機構47を介して受け取るピッチモータ46の回転駆動力で回転される。 Among them, the pitch rigid internal gear 43 is connected and fixed to the pitch rotating member 41r of the pitch joint structure 41 so as to rotate coaxially about the pitch axis 24s, and is installed rotatably relative to the lower leg 14. It is The pitch flexible external gear 44 is connected and fixed to the pitch fixing member 41b of the pitch joint structure 41, and is installed integrally with the lower leg 14 so as not to rotate relative to it. The pitch wave generator 45 is connected and fixed to the pitch axis shaft 24 of the pitch joint structure 41, and is rotated by the rotational driving force of the pitch motor 46 received via the pitch parallel shaft type transmission mechanism 47 as will be described later.

この構造により、ピッチ波動歯車減速装置42は、ピッチ可撓性外歯歯車44がピッチ関節構造41のピッチ固定部材41bを介して下腿部14に連結固定されている状態で、ピッチ波動発生器45がピッチ関節構造41のピッチ軸シャフト24からピッチ平行軸型伝動機構47を介してピッチモータ46の回転駆動力を入力(供給)されて回転駆動されると、ピッチ可撓性外歯歯車44に噛み合うピッチ剛性内歯歯車43がその歯数差に応じて減速回転して回転駆動力を出力する。 With this structure, the pitch strain wave gear reduction device 42 is a pitch wave motion generator in a state in which the pitch flexible external gear 44 is connected and fixed to the lower leg 14 via the pitch fixing member 41b of the pitch joint structure 41. 45 is input (supplied) with the rotational driving force of the pitch motor 46 from the pitch shaft 24 of the pitch joint structure 41 via the pitch parallel shaft type transmission mechanism 47 and is rotationally driven, the pitch flexible external gear 44 is rotated. The pitch-rigid internal gear 43 that meshes with the gear rotates at a reduced speed according to the difference in the number of teeth, and outputs rotational driving force.

また、ピッチ平行軸型伝動機構47は、図3~図5に示すように、ピッチモータ46の回転駆動軸に設置されているモータプーリ48と、ピッチ軸シャフト24の端部に設置されているピッチプーリ49とが互いの軸心が平行になるように上下に配置されて、それぞれにタイミングベルト50が巻き掛けられている。 3 to 5, the pitch parallel shaft type transmission mechanism 47 includes a motor pulley 48 installed on the rotation drive shaft of the pitch motor 46 and a pitch pulley installed on the end of the pitch shaft shaft 24. 49 are arranged vertically so that their axes are parallel to each other, and a timing belt 50 is wound around each of them.

この構造により、ピッチ平行軸型伝動機構47は、動力の伝達元と伝達先となるピッチモータ46の回転駆動軸とピッチ軸シャフト24のピッチ軸線24sが平行となる伝動構造に構築されており、タイミングベルト50を巻き掛けるピッチプーリ49等の簡易な構造(ギア列でもよい)をその軸線方向の片側に配置して、ピッチモータ46の回転駆動力を伝達することができる。このピッチ平行軸型伝動機構47は、図5および図6に示すように、ピッチモータ46の回転駆動力をピッチ軸シャフト24に伝達してピッチ波動歯車減速装置42のピッチ波動発生器45からピッチ剛性内歯歯車43を介してピッチ関節構造41のピッチ回転部材41r側(足部15)に伝達してピッチ方向に相対回転させることができる。 With this structure, the pitch parallel shaft type transmission mechanism 47 is constructed in a transmission structure in which the rotation drive shaft of the pitch motor 46, which is the source and destination of power transmission, and the pitch axis 24s of the pitch shaft 24 are parallel. A simple structure such as a pitch pulley 49 around which the timing belt 50 is wound (or a gear train) can be arranged on one side in the axial direction to transmit the rotational driving force of the pitch motor 46 . As shown in FIGS. 5 and 6, the pitch parallel shaft type transmission mechanism 47 transmits the rotational driving force of the pitch motor 46 to the pitch shaft shaft 24 to transmit the pitch wave motion generator 45 of the pitch strain wave gear reduction device 42 to the pitch wave motion generator 45 . It can be transmitted to the pitch rotation member 41r side (leg portion 15) of the pitch joint structure 41 via the rigid internal gear 43, and relatively rotated in the pitch direction.

また、このピッチ波動歯車減速装置42は、ピッチ剛性内歯歯車43を、ピッチ軸線24sとロール軸線25sが直交する点である関節原点27oの近傍に配置している。この配置の第一メリットとして、この配置により、外周面の歯面同士を噛み合わせる汎用のギア列の構造よりも、ピッチ軸線24sの径方向がコンパクトなピッチ固定部材41bを形成でき、その結果、足首関節23をコンパクトにすることができる。 Also, in this pitch strain wave gear reduction device 42, the pitch rigid internal gear 43 is arranged in the vicinity of the joint origin 27o at which the pitch axis 24s and the roll axis 25s intersect each other. As a first advantage of this arrangement, this arrangement makes it possible to form the pitch fixing member 41b that is more compact in the radial direction of the pitch axis 24s than a general-purpose gear train structure in which the tooth flanks of the outer peripheral surface are meshed with each other. The ankle joint 23 can be made compact.

加えて、この配置の第二メリットとして、この配置により、関節原点27oを境にピッチ軸線24sのある一方向にピッチ波動歯車減速装置42のピッチ可撓性外歯歯車44とピッチ波動発生器45を配置することができ、その結果、そのピッチ軸線24sの反対側に後述するケーブル配線用の配線孔54を設けることができる。 In addition, as a second advantage of this arrangement, this arrangement allows the pitch flexible external gear 44 of the pitch wave gear reduction device 42 and the pitch wave generator 45 to move in one direction with the pitch axis 24s with the joint origin 27o as a boundary. As a result, a wiring hole 54 for wiring a cable, which will be described later, can be provided on the opposite side of the pitch axis 24s.

更に、この配置の第三メリットとして、ピッチ軸線24sの径方向がコンパクトなピッチ固定部材41bを形成でき、且つ、ロール軸線25sの径方向がコンパクトなピッチ関節構造41を形成でき、足部15をロール方向に回転させる時に、ピッチ関節構造41と足部15が干渉せずに動作できる範囲が広がるため、足首高さを低く抑えつつ、ロール方向への回転角度も大きくすることができる。 Furthermore, as a third advantage of this arrangement, the pitch fixing member 41b can be formed with a compact radial direction of the pitch axis 24s, and the pitch joint structure 41 can be formed with a compact radial direction of the roll axis 25s, and the foot portion 15 can be formed. When rotating in the roll direction, the range in which the pitch joint structure 41 and the foot 15 can move without interfering with each other is widened, so that the ankle height can be kept low and the rotation angle in the roll direction can be increased.

また、同様に、図2~図4に示すように、ロール波動歯車減速装置62は、外径が一番大きなロール剛性内歯歯車(出力要素)63と、このロール剛性内歯歯車63の内周側に歯数が異なるために部分的に噛み合うロール可撓性外歯歯車(固定要素)64と、このロール可撓性外歯歯車64の内周側に配置されてロール剛性内歯歯車63にロール可撓性外歯歯車64を噛み合わさせるロール波動発生器(入力要素)65とを備えて、所謂、カップ型のハーモニックドライブ(登録商標)の構造に構築されている。このロール波動歯車減速装置62は、ロール軸線25sを共通の軸心として、ロール剛性内歯歯車63、ロール可撓性外歯歯車64、およびロール波動発生器65が径方向に連続して同心円状に併置されることによりロール関節構造61(対面収容部61r3)内に組み込まれている。 Similarly, as shown in FIGS. 2 to 4, the roll strain wave gear reduction device 62 includes a roll rigid internal gear (output element) 63 having the largest outer diameter and an internal gear of the roll rigid internal gear 63. A roll flexible external gear (fixed element) 64 that is partially meshed with a different number of teeth on the peripheral side, and a roll rigid internal gear 63 that is arranged on the inner peripheral side of the roll flexible external gear 64. and a roll wave generator (input element) 65 with which a roll flexible external gear 64 is meshed, and is constructed in a so-called cup-shaped harmonic drive (registered trademark) structure. In this roll wave gear reduction device 62, a roll rigid internal gear 63, a roll flexible external gear 64, and a roll wave generator 65 are concentrically arranged radially with the roll axis 25s as a common axis. It is incorporated in the roll joint structure 61 (the facing accommodation portion 61r3) by being juxtaposed to the .

このうちのロール剛性内歯歯車63は、ロール関節構造61のロール回転部材61rの対面収容部61r3にロール軸線25sを軸心として同軸回転するように連結固定されて、足部15に対して相対回転不能に一体に設置されている。ロール可撓性外歯歯車64は、ロール関節構造61のロール固定部材61bに連結固定されて、足部15に対して相対回転可能に設置されている。ロール波動発生器65は、ロール関節構造61のロール軸シャフト25に連結固定されて、後述するようにロール平行軸型伝動機構67を介して受け取るロールモータ66の回転駆動力で回転される。 Of these, the roll rigidity internal gear 63 is connected and fixed to the facing accommodating portion 61r3 of the roll rotation member 61r of the roll joint structure 61 so as to rotate coaxially about the roll axis 25s. It is installed integrally so as not to rotate. The roll flexible external gear 64 is connected and fixed to the roll fixing member 61b of the roll joint structure 61 and installed to be relatively rotatable with respect to the leg portion 15 . The roll wave generator 65 is connected and fixed to the roll axis shaft 25 of the roll joint structure 61, and is rotated by the rotational driving force of the roll motor 66 received via the roll parallel shaft type transmission mechanism 67 as described later.

この構造により、ロール波動歯車減速装置62は、ロール可撓性外歯歯車64がロール関節構造61のロール固定部材61bと一体のピッチ回転部材41rに連結固定されている状態で、ロール波動発生器65がロール関節構造61のロール軸シャフト25からロール平行軸型伝動機構67を介してロールモータ66の回転駆動力を入力(供給)されて回転駆動されると、ロール可撓性外歯歯車64に噛み合うロール剛性内歯歯車63がその歯数差に応じて減速回転して回転駆動力を出力する。 With this structure, the roll wave gear reduction device 62 is a roll wave generator in a state in which the roll flexible external gear 64 is connected and fixed to the pitch rotation member 41r integral with the roll fixing member 61b of the roll joint structure 61. 65 is rotationally driven by input (supply) of the rotational driving force of the roll motor 66 from the roll shaft 25 of the roll joint structure 61 via the roll parallel shaft type transmission mechanism 67, and the roll flexible external gear 64 is driven. The roll-rigid internal gear 63 meshing with the gear rotates at a reduced speed according to the difference in the number of teeth, and outputs a rotational driving force.

また、ロール平行軸型伝動機構67は、図4~図6に示すように、ロールモータ66の回転駆動軸に設置されているモータプーリ68と、ロール軸シャフト25の端部に設置されているロールプーリ69とが互いの軸心が平行になるように上下に配置されて、それぞれにタイミングベルト70が巻き掛けられている。 4 to 6, the roll parallel shaft type transmission mechanism 67 includes a motor pulley 68 installed on the rotary drive shaft of the roll motor 66 and a roll shaft installed at the end of the roll shaft 25. The pulleys 69 are arranged vertically so that their axes are parallel to each other, and a timing belt 70 is wound around each of them.

この構造により、ロール平行軸型伝動機構67は、動力の伝達元と伝達先となるロールモータ66の回転駆動軸とロール軸シャフト25のロール軸線25sが平行となる伝動構造に構築されており、タイミングベルト70を巻き掛けるロールプーリ69等の簡易な構造(ギア列でもよい)をその軸線方向の片側に配置して、ロールモータ66の回転駆動力をロール軸シャフト25に伝達することができる。このロール平行軸型伝動機構67は、図7および図8に示すように、ロールモータ66の回転駆動力をロール軸シャフト25に伝達してロール波動歯車減速装置62のロール波動発生器65からロール剛性内歯歯車63を介してロール関節構造61のロール回転部材61rの対面収容部61b3側(足部15)をロール方向に相対回転させることができる。 With this structure, the roll parallel shaft type transmission mechanism 67 is constructed in a transmission structure in which the rotation drive shaft of the roll motor 66, which is the power transmission source and the transmission destination, and the roll axis 25s of the roll shaft 25 are parallel. A simple structure such as a roll pulley 69 around which the timing belt 70 is wound (or a gear train) can be arranged on one side in the axial direction to transmit the rotational driving force of the roll motor 66 to the roll shaft 25 . As shown in FIGS. 7 and 8, the roll parallel shaft type transmission mechanism 67 transmits the rotational driving force of the roll motor 66 to the roll shaft 25 to transmit the roll vibration generator 65 of the roll wave gear reduction device 62 to the roll. Via the rigid internal gear 63, the side of the roll rotation member 61r of the roll joint structure 61 facing the housing portion 61b3 (foot portion 15) can be relatively rotated in the roll direction.

また、ロール波動歯車減速装置62は、ピッチ回転部材41rの後方(足部15の踵15b側)で且つピッチ波動歯車減速装置42(ピッチ軸線24s)の側近に配置されている。そして、前述のように、ロールモータ66は、ピッチ回転部材41rの上部でロール軸シャフト25に近い位置に配置されており、これらの配置により、ピッチ軸シャフト24の径方向がコンパクトなピッチ関節構造41を備える足首関節23が実現できる。すなわち、ピッチ方向への回転角度も大きくすることができる。 The roll strain wave gear reduction device 62 is arranged behind the pitch rotation member 41r (on the side of the heel 15b of the foot portion 15) and close to the pitch strain wave gear reduction device 42 (pitch axis 24s). As described above, the roll motor 66 is arranged at a position close to the roll axis shaft 25 above the pitch rotation member 41r. An ankle joint 23 with 41 can be realized. That is, the rotation angle in the pitch direction can also be increased.

加えて、一般的に、二足歩行ロボットにおいては、本実施形態のように、例えば、足底15sの寸法が、前後に長く、左右に短い略長方形の形状にすることが多用されていることから、ロール軸線25s周りのロールトルクはピッチ軸線24s周りのピッチトルクよりも小さく、その結果、ロール波動歯車減速装置62はピッチ波動歯車減速装置42に比べて低出力(小型)な減速装置を用いることができ、径方向(外径)が小さいロール波動歯車減速装置62を採用することができる。そのため、ロール波動歯車減速装置62のケーシング部材であるロール回転部材61rの対面収容部61r3の径も小さくすることが可能になり、足首関節23におけるレイアウトの自由度を向上させることができるとともに、ロール方向への回転角度も大きくすることができる。 In addition, generally, in a bipedal robot, for example, the size of the sole 15s is often long in the front-rear direction and short in the left-right direction in a substantially rectangular shape, as in the present embodiment. Therefore, the roll torque around the roll axis 25s is smaller than the pitch torque around the pitch axis 24s, and as a result, the roll wave gear speed reducer 62 uses a speed reducer with a lower output (smaller size) than the pitch wave gear speed reducer 42. and the roll strain wave gear reduction device 62 having a small radial direction (outer diameter) can be employed. Therefore, it is possible to reduce the diameter of the facing accommodation portion 61r3 of the roll rotation member 61r, which is the casing member of the roll strain wave gear reduction device 62, so that the degree of freedom in layout of the ankle joint 23 can be improved. The angle of rotation in direction can also be increased.

したがって、足首関節23では、ベアリング74を介してピッチ回転部材41rと一体回転するロール固定部材61bを相対回転自在に支持する対面板部61r2の外形をコンパクトにすることができ、ベアリング75を介して相対回転自在に支持される反対側の対面収容部61r3の外径も小さくして、さらには、ベアリング55、56を介して相対回転自在に支持するピッチ回転部材41rのピッチ軸線24sの軸方向の厚みを小さく(薄く)して、コンパクトな構造にすることができる。そのため、ピッチ軸線24sとロール軸線25sの両軸を中心に2方向に回転(可動)する状況においても、下腿部14と足部15の干渉が発生し難く(一方の軸を中心にする単軸可動では実現できていた可動範囲を狭めることなく)、2方向の可動範囲を広く保った関節を実現できる。 Therefore, in the ankle joint 23, the outer shape of the facing plate portion 61r2, which relatively rotatably supports the roll fixing member 61b that rotates integrally with the pitch rotation member 41r via the bearing 74, can be made compact. The outer diameter of the opposing housing portion 61r3, which is relatively rotatably supported, is also reduced. The thickness can be reduced (thin) to provide a compact structure. Therefore, even when rotating (moving) in two directions about both the pitch axis 24s and the roll axis 25s, interference between the lower leg 14 and the foot 15 is unlikely to occur (single movement about one axis). Without narrowing the movable range that could be achieved with axial movement), it is possible to realize a joint that maintains a wide movable range in two directions.

加えて、ロール固定部材61bは、ロール可撓性外歯歯車64とねじ止め固定されてロール回転部材61rの対面収容部61r3内に内装されている。その結果、そのロール回転部材61rの対面収容部61r3およびロール固定部材61bのロール軸線25s方向の端部をピッチ軸シャフト24側に接近する位置に配置することができ、後述する力センサ81を介して足部15に連結支持されて床面から着地衝撃力を受けるロール回転部材61rの剛性を高めることができる。 In addition, the roll fixing member 61b is screwed and fixed to the roll flexible external gear 64 and is housed inside the facing housing portion 61r3 of the roll rotating member 61r. As a result, the facing housing portion 61r3 of the roll rotating member 61r and the end portion of the roll fixing member 61b in the direction of the roll axis 25s can be arranged at a position close to the pitch shaft 24 side, and a force sensor 81, which will be described later, can be arranged. It is possible to increase the rigidity of the roll rotating member 61r which is connected to and supported by the foot portion 15 and receives a landing impact force from the floor surface.

この結果、この足首関節23では、ピッチ波動歯車減速装置42およびロール波動歯車減速装置62のピッチ軸線24sとロール軸線25sの交差する関節原点27oが同一水平面内に、あるいは少なくともその外径(上下方向の厚さ未満)の範囲内に位置して、さらに、そのピッチ波動歯車減速装置42のピッチ軸線24sの側近にロール波動歯車減速装置62を内装するロール回転部材61rの対面収容部61r3が配置されている。このため、足首関節23は、ピッチ軸線24sとロール軸線25sの軸周りの構造をコンパクトにすることができ、足首の高さを抑えつつ回転可能な角度範囲を大きく確保することができる。 As a result, in the ankle joint 23, the joint origin 27o where the pitch axis 24s and the roll axis 25s of the pitch wave gear reduction device 42 and the roll wave gear reduction device 62 intersect is in the same horizontal plane, or at least the outer diameter (in the vertical direction) (less than the thickness of ), and a facing housing portion 61r3 for the roll rotation member 61r housing the roll wave gear speed reducer 62 is arranged near the pitch axis 24s of the pitch wave gear speed reducer 42. ing. Therefore, the ankle joint 23 can have a compact structure around the pitch axis 24s and the roll axis 25s, and can secure a large rotatable angle range while suppressing the height of the ankle.

そして、二足歩行ロボット10の足首関節23では、図5および図6に示すように、ピッチモータ46やロールモータ66がピッチ軸線24sとロール軸線25sの直交点である関節原点27oの上方で、同様に回転駆動軸が上下に位置して直交するように下腿部14内に配置されている。足首関節23は、それらモータ46、66の回転駆動力がプーリ49、69にタイミングベルト50、70をそれぞれ巻き掛ける簡易なピッチ平行軸型伝動機構47やロール平行軸型伝動機構67を介してピッチ軸シャフト24やロール軸シャフト25に伝達される。この足首関節23では、そのピッチ軸シャフト24やロール軸シャフト25を中心(軸心)にして、構成要素が概略円筒形状のピッチ波動歯車減速装置42やロール波動歯車減速装置62が配置されることにより、伝達される回転駆動力を入出力して足部15をピッチ方向やロール方向に相対回転させる。 In the ankle joint 23 of the biped robot 10, as shown in FIGS. 5 and 6, the pitch motor 46 and the roll motor 66 are above the joint origin 27o, which is the orthogonal point between the pitch axis 24s and the roll axis 25s. Similarly, the rotary drive shafts are arranged in the lower leg 14 so as to be perpendicular to each other. The ankle joint 23 is driven by the rotation driving force of the motors 46 and 66 to pitch through a simple pitch parallel shaft type transmission mechanism 47 and a roll parallel shaft type transmission mechanism 67 in which timing belts 50 and 70 are wound around pulleys 49 and 69, respectively. It is transmitted to the axis shaft 24 and the roll axis shaft 25 . At the ankle joint 23, a pitch wave gear reduction device 42 and a roll wave gear reduction device 62 having substantially cylindrical components are arranged around the pitch axis shaft 24 and the roll axis shaft 25. , the transmitted rotational driving force is input and output to relatively rotate the foot portion 15 in the pitch direction and the roll direction.

この構造により、二足歩行ロボット10では、足首関節23のピッチ軸線24sやロール軸線25s周りがコンパクトにされて、膝関節22(大腿部13)側に剛性を備える構造の下腿部14を備えている。このため、二足歩行ロボット10は、ロール軸線25s等の近傍にロール関節構造61の基底部61r1を設置して足首関節23の足部15からの高さを低くすることができ、その足部15がピッチ軸線24sやロール軸線25sを中心にピッチ方向やロール方向に深く相対回転する空間が下腿部14側に確保されている。具体的には、足首関節23は、図7に示すように、ロール関節構造61の対面収容部61r3が下腿部14に突き当たるまで大きくピッチ方向に足部15を回転させることができ、また、図8に示すように、その足部15が下腿部14と平行になるまで反対方向に回転させることができ、さらに、図9および図10に示すように、その足部15を下腿部14に対してロール軸線25sを中心にロール方向に大きく回転させることができ、これらを合わせて、図11および図12に示すように、そのまま足部15が下腿部14周りを回転するようにピッチ方向およびロール方向に大きく回転させることができる。 With this structure, in the biped robot 10, the area around the pitch axis 24s and the roll axis 25s of the ankle joint 23 is made compact, and the lower leg 14 having a structure having rigidity on the side of the knee joint 22 (thigh 13) is provided. I have. Therefore, in the bipedal robot 10, the base portion 61r1 of the roll joint structure 61 can be installed in the vicinity of the roll axis 25s or the like to reduce the height of the ankle joint 23 from the foot portion 15. A space is secured on the lower leg 14 side in which the body 15 rotates deeply in the pitch direction and the roll direction around the pitch axis 24s and the roll axis 25s. Specifically, as shown in FIG. 7, the ankle joint 23 can largely rotate the foot portion 15 in the pitch direction until the facing housing portion 61r3 of the roll joint structure 61 abuts the lower leg portion 14. The foot 15 can be rotated in the opposite direction until it is parallel to the lower leg 14, as shown in FIG. 14 can be largely rotated in the roll direction around the roll axis 25s. Together, as shown in FIG. 11 and FIG. It can be rotated greatly in the pitch and roll directions.

この二足歩行ロボット10は、図2~図6に示すように、足首関節23の各種情報を取得するセンサ、例えば、モータ軸角度センサ(第1、第2駆動回転角センサ)51、71と、出力軸角度センサ(第1、第2相対回転角センサ)52、72と、力センサ81とがそれぞれ各所に設置されている。これらを含む各種センサは、胸部16内に設置されている後述の検出手段を構成する制御部100(図17を参照)に、下腿部14内を通る信号線を介してそれぞれの検出情報を取得可能にケーブル接続されている。なお、本実施形態では、二足歩行ロボット10が胸部16の制御部100により集中管理制御される場合を一例として説明するが、これに限るものではなく、機能や部位毎などに適宜に区分して、それぞれに設置する制御部が分散管理制御するようにしてもよい。 As shown in FIGS. 2 to 6, the biped robot 10 includes sensors for acquiring various information about the ankle joint 23, such as motor shaft angle sensors (first and second drive rotation angle sensors) 51 and 71. , output shaft angle sensors (first and second relative rotation angle sensors) 52 and 72, and a force sensor 81 are installed at various locations. Various sensors including these send their detection information to a control unit 100 (see FIG. 17) constituting detection means (described later) installed in the chest 16 via a signal line passing through the lower leg 14. Retrievably cabled. In this embodiment, a case where the biped robot 10 is centrally managed and controlled by the control unit 100 of the chest 16 will be described as an example. Alternatively, the controllers installed in each of them may perform decentralized management control.

具体的には、モータ軸角度センサ51、71は、ピッチモータ46およびロールモータ66の回転駆動軸の回転角を検出するように、それぞれのモータプーリ48、68の反対側に設置されてセンサケーブル51c、71cがそれぞれ接続されている。出力軸角度センサ52、72は、ピッチ軸線24sやロール軸線25sの周りのそれぞれで一体回転するように連結されているピッチ関節構造41のピッチ回転部材41rやロール関節構造61のロール回転部材61rに対する下腿フレーム31やロール関節構造61のロール固定部材61bの相対回転角度をそれぞれ検出するように、設置されてセンサケーブル52c、72cがそれぞれ接続されている。力センサ81は、足部15に作用する力の分布を検出するように、ロール関節構造61の基底部61r1と足部15との間に設置されて、センサケーブル81cが接続されている。また、ピッチモータ46およびロールモータ66は、それぞれ回転駆動する際に電流を流す電源ケーブル46c、66cがそれぞれ接続されている。ここで、力センサ81は、足部15の足底15sに作用する力だけでなく、例えば、躓いた際に発生(作用)する力も検出し、足部15に設置するカバーに作用する力も検出することになる。 Specifically, the motor shaft angle sensors 51, 71 are installed on opposite sides of the respective motor pulleys 48, 68 so as to detect the rotation angles of the rotary drive shafts of the pitch motor 46 and the roll motor 66, and sensor cable 51c. , 71c are respectively connected. The output shaft angle sensors 52, 72 correspond to the pitch rotation member 41r of the pitch joint structure 41 and the roll rotation member 61r of the roll joint structure 61, which are connected so as to integrally rotate about the pitch axis 24s and the roll axis 25s, respectively. Sensor cables 52c and 72c are installed and connected to detect relative rotation angles of the lower leg frame 31 and the roll fixing member 61b of the roll joint structure 61, respectively. The force sensor 81 is installed between the base portion 61r1 of the roll joint structure 61 and the foot portion 15 so as to detect the distribution of force acting on the foot portion 15, and is connected to a sensor cable 81c. The pitch motor 46 and the roll motor 66 are connected to power cables 46c and 66c, respectively, through which currents flow when they are rotationally driven. Here, the force sensor 81 detects not only the force acting on the sole 15s of the foot portion 15, but also the force generated (acted) when, for example, a person stumbles, and also detects the force acting on the cover installed on the foot portion 15. will do.

これらのケーブルレイアウトとして、二足歩行ロボット10の足首関節23には、図3および図4に示すように、センサケーブル52c、71c、72c、81cと電源ケーブル66cを通す配線孔32、53a、53b、54、73が設置されている。 As for these cable layouts, the ankle joint 23 of the biped robot 10 has wiring holes 32, 53a, 53b through which sensor cables 52c, 71c, 72c, 81c and a power cable 66c pass, as shown in FIGS. , 54 and 73 are installed.

配線孔(第1配線通路孔)32は、ピッチ軸シャフト24を間に挟んでピッチプーリ49の反対側に位置する下腿フレーム31に形成されて開口されている。この下腿フレーム31は、ピッチ関節構造41のピッチ固定部材41bと同様に、ベアリング55を介してピッチ軸線24sを中心に相対回転自在にピッチ回転部材41rを支持しており、配線孔32は、その下腿フレーム31内で、そのピッチ軸線24sを中心にする円形の開口形状に形成されている。 A wiring hole (first wiring passage hole) 32 is formed and opened in the lower leg frame 31 located on the opposite side of the pitch pulley 49 with the pitch axis shaft 24 interposed therebetween. Similar to the pitch fixing member 41b of the pitch joint structure 41, the lower leg frame 31 supports the pitch rotating member 41r relatively rotatably about the pitch axis 24s through the bearing 55. Inside the lower leg frame 31, it is formed in a circular opening shape centering on the pitch axis 24s.

配線孔73(第2配線通路孔)は、ロール関節構造61の対面板部61r2にベアリング74を介してロール軸線25sを中心に相対回転自在に支持されているピッチ関節構造41のピッチ回転部材41rに形成されて開口している。配線孔73は、そのピッチ関節構造41のピッチ回転部材41r内で、そのロール軸線25sを中心にする円形の開口形状に形成されている。 The wiring hole 73 (second wiring passage hole) is supported by the facing plate portion 61r2 of the roll joint structure 61 via a bearing 74 so as to be relatively rotatable about the roll axis 25s. formed and opened. The wiring hole 73 is formed in a circular opening shape centering on the roll axis 25s in the pitch rotation member 41r of the pitch joint structure 41. As shown in FIG.

そして、配線孔(連通配線通路孔)54は、配線孔32の内側に位置するピッチ関節構造41のピッチ回転部材41r内に、ピッチ軸線24sと同軸の概略円盤形状の空間として形成されている。また、配線孔(連通配線通路孔)53aは、そのピッチ関節構造41のピッチ回転部材41r一端部の配線孔73を、隣接する位置で概略円盤形状の配線孔54に連通させる空間である。要するに、これら配線孔53a、54は、配線孔32、73の開口の間にケーブルを通すことができるように連通されている。さらに、図12に示すように配線孔53bは、ピッチ関節構造41のピッチ回転部材41rの上部のロールモータ66側の天井面の一部を切り欠いて外部に露出させる開口内にケーブルを通すことができるように形成されている。ここで、配線孔54として形成される空間は、円盤形状に限るものではなく、ケーブル配線可能な空間が確保されていればよいことは言うまでもない。 The wiring hole (communication wiring passage hole) 54 is formed in the pitch rotation member 41r of the pitch joint structure 41 located inside the wiring hole 32 as a substantially disc-shaped space coaxial with the pitch axis 24s. The wiring hole (communication wiring passage hole) 53a is a space that allows the wiring hole 73 at one end of the pitch rotation member 41r of the pitch joint structure 41 to communicate with the substantially disk-shaped wiring hole 54 at the adjacent position. In short, these wiring holes 53a and 54 are communicated so that a cable can be passed between the openings of the wiring holes 32 and 73. As shown in FIG. Further, as shown in FIG. 12, the wiring hole 53b is formed by cutting out a part of the ceiling surface of the pitch rotation member 41r of the pitch joint structure 41 on the side of the roll motor 66 to pass the cable through an opening exposed to the outside. is formed so that Here, the space formed as the wiring hole 54 is not limited to a disc shape, and needless to say, any space that allows cable wiring may be secured.

これらの構造により、ピッチモータ46の電源ケーブル46cやモータ軸角度センサ51のセンサケーブル51cは、そのピッチモータ46が足首関節23の上部に位置して下腿フレーム31内で不動であるため、そのまま胸部16側に向かうように通して設置することができる。このため、電源ケーブル46cおよびセンサケーブル51cは、足部15の動きによって断線してしまうことがなく、また、その足部15の動きを制限してしまうこともない。 With these structures, the power cable 46c of the pitch motor 46 and the sensor cable 51c of the motor shaft angle sensor 51 are positioned above the ankle joint 23 and are immovable within the lower leg frame 31. It can be set through so as to face the 16 side. Therefore, the power cable 46c and the sensor cable 51c will not be disconnected due to the movement of the leg 15, and the movement of the leg 15 will not be restricted.

ロールモータ66の電源ケーブル66cやモータ軸角度センサ71のセンサケーブル71cは、そのロールモータ66からピッチ回転部材41rの配線孔53bより内部に差し込んで、配線孔54から配線孔32に通して引き出した後に、下腿部14内から胸部16側に向かうように通して設置することができる。このロールモータ66は、ロール固定部材61bが連結固定されるピッチ回転部材41rに取り付けられて一体回転するため、そのピッチ回転部材41rの外面に開口する配線孔53bの開口に対する位置関係が足部15の動作で変化してしまうことがない。また、その配線孔53bに連続する配線孔54、32を経由するルートの長さが足部15の動作で変化することもない。さらに、配線孔32の開口は、下腿フレーム31に対して相対回転自在に支持されるピッチ回転部材41rの回転中心のピッチ軸線24s上に開口して、その下腿フレーム31に対する位置関係が足部15の動作で変化してしまうこともない。このため、電源ケーブル66cおよびセンサケーブル71cは、足部15の動きによって弛んだり、引っ張られることに起因する断線の恐れがなく、また、足首関節23内を通すことによって外部との接触を未然に回避するとともに、その足部15の動きを制限してしまうこともない。 The power cable 66c of the roll motor 66 and the sensor cable 71c of the motor shaft angle sensor 71 are inserted from the roll motor 66 through the wiring hole 53b of the pitch rotation member 41r, and are pulled out from the wiring hole 54 through the wiring hole 32. Later, it can be installed so as to pass from the inside of the crus 14 toward the chest 16 side. Since the roll motor 66 is attached to the pitch rotation member 41r to which the roll fixing member 61b is connected and fixed and rotates integrally, the positional relationship with respect to the opening of the wiring hole 53b opened on the outer surface of the pitch rotation member 41r is the foot portion 15. It does not change with the operation of In addition, the length of the route passing through the wiring holes 54 and 32 connected to the wiring hole 53b does not change due to the movement of the leg portion 15. FIG. Furthermore, the opening of the wiring hole 32 is opened on the pitch axis 24s of the rotation center of the pitch rotation member 41r supported so as to be relatively rotatable with respect to the lower leg frame 31. It will not be changed by the operation of Therefore, the power cable 66c and the sensor cable 71c are not loosened by the movement of the leg 15, and there is no risk of disconnection due to being pulled. While avoiding, the movement of the foot part 15 is not restricted.

出力軸角度センサ52は、ピッチ関節構造41のピッチ軸線24sに対する直交面を挟むピッチ固定部材41bとピッチ回転部材41rのそれぞれに対面するように配置される読取リング52rと読取ヘッド52hにより構成されている。出力軸角度センサ52の読取リング52rは、そのピッチ軸線24s周りに位置するようにリング形状に形成されてピッチ固定部材41bに設置される。一方、読取ヘッド52hは、ピッチ回転部材41rの上部に位置してその読取リング52rの回転位置を検出するように配置されている。この出力軸角度センサ52は、ピッチ回転部材41rのロールモータ66近傍の上部に位置する読取ヘッド52hにセンサケーブル52cが接続されており、そのセンサケーブル52cは、そのロールモータ66の電源ケーブル66cなどと同様に、ピッチ回転部材41rの配線孔53b、54、32を通して下腿部14内から胸部16の制御部100に接続される。このセンサケーブル52cでも、下腿フレーム31に対する位置関係が足部15の動作で変化してしまうことがないことから、断線の恐れなく、また、足首関節23内を通して外部との接触を未然に回避するとともに、その足部15の動きを制限してしまうこともない。 The output shaft angle sensor 52 is composed of a reading ring 52r and a reading head 52h arranged so as to face the pitch fixing member 41b and the pitch rotating member 41r, which sandwich the plane orthogonal to the pitch axis 24s of the pitch joint structure 41. there is A reading ring 52r of the output shaft angle sensor 52 is formed in a ring shape so as to be positioned around the pitch axis 24s and installed on the pitch fixing member 41b. On the other hand, the reading head 52h is located above the pitch rotation member 41r and arranged to detect the rotational position of the reading ring 52r. The output shaft angle sensor 52 has a sensor cable 52c connected to a reading head 52h positioned above the pitch rotation member 41r near the roll motor 66. Similarly, the wiring holes 53b, 54, 32 of the pitch rotation member 41r are connected to the controller 100 of the chest 16 from the inside of the leg 14. As shown in FIG. Since the sensor cable 52c also does not change its positional relationship with respect to the lower leg frame 31 due to the movement of the foot part 15, there is no fear of disconnection, and contact with the outside through the inside of the ankle joint 23 can be avoided in advance. At the same time, the movement of the foot portion 15 is not restricted.

出力軸角度センサ72は、出力軸角度センサ52と同様に、ロール関節構造61のロール軸線25sに対する直交面を挟むロール固定部材61bとロール回転部材61rの対面収容部61r3のそれぞれに対面するように配置される読取リング72rと読取ヘッド72hにより構成されている。出力軸角度センサ72の読取リング72rは、そのロール軸線25s周りに位置するようにリング形状に形成されてロール固定部材61bに設置される。一方、読取ヘッド72hは、ロール回転部材61rの対面収容部61r3の側部に位置してその読取リング72rの回転位置を検出するように配置されている。この出力軸角度センサ72は、ロール回転部材61rの対面収容部61r3の側部に位置する読取ヘッド72hにセンサケーブル72cが接続されており、そのセンサケーブル72cは、ロール回転部材61rの基底部61r1の足部15側に取り回して、ピッチ回転部材41rの配線孔73より配線孔53a、54、32を通して下腿部14内から胸部16の制御部100に接続される。ところで、ロール回転部材61rは、足部15側に固定されて相対的な姿勢が不動であるため、出力軸角度センサ72のセンサケーブル72cの配線孔73までの経路がその足部15の動作で変化することはなく、また、その配線孔73から配線孔53a、54、32を経由するルートの長さが足部15の動作で変化することもないことから、その配線孔32の開口の下腿フレーム31に対する位置関係が足部15の動作で変化してしまうこともない。このため、センサケーブル72cでも、下腿フレーム31に対する位置関係が足部15の動作で変化してしまうことがないことから、断線の恐れなく、また、足首関節23内を通して外部との接触を未然に回避するとともに、その足部15の動きを制限してしまうこともない。 Similarly to the output shaft angle sensor 52, the output shaft angle sensor 72 faces each of the facing housing portions 61r3 of the roll fixing member 61b and the roll rotation member 61r that sandwich the plane orthogonal to the roll axis 25s of the roll joint structure 61. It is composed of a reading ring 72r and a reading head 72h that are arranged. A reading ring 72r of the output shaft angle sensor 72 is formed in a ring shape so as to be positioned around the roll axis 25s and installed on the roll fixing member 61b. On the other hand, the reading head 72h is located on the side of the facing accommodating portion 61r3 of the roll rotating member 61r and arranged so as to detect the rotational position of the reading ring 72r. The output shaft angle sensor 72 has a sensor cable 72c connected to a reading head 72h positioned on the side of the facing housing portion 61r3 of the roll rotation member 61r. , and connected to the controller 100 of the chest 16 from within the crus 14 through the wiring holes 53a, 54, and 32 from the wiring hole 73 of the pitch rotation member 41r. By the way, since the roll rotating member 61r is fixed to the leg portion 15 side and its relative posture is immovable, the path to the wiring hole 73 of the sensor cable 72c of the output shaft angle sensor 72 is not affected by the movement of the leg portion 15. Moreover, since the length of the route from the wiring hole 73 through the wiring holes 53a, 54, 32 does not change due to the movement of the leg 15, the length of the lower leg at the opening of the wiring hole 32 does not change. The positional relationship with respect to the frame 31 does not change due to the movement of the leg portion 15. - 特許庁Therefore, the positional relationship of the sensor cable 72c with respect to the lower leg frame 31 does not change due to the movement of the foot 15, so there is no fear of disconnection and contact with the outside through the ankle joint 23 is prevented. While avoiding, the movement of the foot part 15 is not restricted.

また、力センサ81のセンサケーブル81cは、出力軸角度センサ72のセンサケーブル72cと同様に、足部15との間のロール関節構造61の基底部61r1の下側からピッチ回転部材41rの配線孔73、53a、54、32を通して下腿部14内から胸部16の制御部100に接続される。この力センサ81のセンサケーブル81cでも、ロール固定部材61bと共に足部15側に固定されて相対的な姿勢が不動で、経路やその長さや配線孔73の位置が足部15の動作で変化してしまうこともないことから、断線の恐れなく、また、足首関節23内を通して外部との接触を未然に回避するとともに、その足部15の動きを制限してしまうこともない。 Similarly to the sensor cable 72c of the output shaft angle sensor 72, the sensor cable 81c of the force sensor 81 is routed from the lower side of the base portion 61r1 of the roll joint structure 61 between the foot portion 15 and the wiring hole of the pitch rotation member 41r. Through 73 , 53 a , 54 , 32 , it is connected to the controller 100 of the chest 16 from within the lower leg 14 . The sensor cable 81c of the force sensor 81 is also fixed to the foot portion 15 side together with the roll fixing member 61b so that its relative posture is immovable, and the route, its length, and the position of the wiring hole 73 change with the movement of the foot portion 15. Therefore, there is no fear of disconnection, contact with the outside through the inside of the ankle joint 23 is avoided, and the movement of the foot portion 15 is not restricted.

そして、二足歩行ロボット10の足首関節23は、図13~図17に示すように、下腿フレーム31の下部がロール軸線25s方向から見て逆U字形状に窪む空間内に、ピッチ関節構造41がピッチ軸シャフト24により回転自在に支持されている。この足首関節23は、そのピッチ関節構造41の上部側に、一体回転する足首カバー84が取り付けられて、ロールモータ66と共に収容されている。 As shown in FIGS. 13 to 17, the ankle joint 23 of the biped robot 10 has a pitch joint structure in a space where the lower part of the lower leg frame 31 is recessed in an inverted U shape when viewed from the direction of the roll axis 25s. 41 is rotatably supported by the pitch axis shaft 24 . The ankle joint 23 is housed together with the roll motor 66 with an integrally rotating ankle cover 84 attached to the upper side of the pitch joint structure 41 .

具体的には、足首カバー84は、ピッチ関節構造41と共通の軸心のピッチ軸線24sを中心とする円形の足首外周面(湾曲面)84aと、ピッチ軸シャフト24の両端側の下腿フレーム31の内面に対面する両側面84sとを有している。この足首カバー84は、ピッチ軸シャフト24よりも上部側のピッチ関節構造41やロールモータ66などを内部に収容しつつ下腿フレーム31の下部空間内で回転可能な半円の厚さを有する概略円盤形状に作製されて、そのピッチ回転部材41rにネジNによりネジ止め固定されている。これにより、足首カバー84は、足首関節23のピッチ関節構造41やロールモータ66などと共に、各種ケーブル52c、66c、71cが外部に露出して引っ掛からないように上部側を覆って足部15がロール方向に相対回転するのを許容しつつ、ピッチ軸線24sを軸心にしてピッチ方向に一体回転可能に設置されている。 Specifically, the ankle cover 84 includes a circular ankle outer peripheral surface (curved surface) 84 a centered on the pitch axis 24 s of the axis common to the pitch joint structure 41 , and the lower leg frame 31 on both ends of the pitch axis shaft 24 . It has both side surfaces 84s facing the inner surface of the . The ankle cover 84 is a circular disc having a thickness of a semicircle that can rotate in the lower space of the lower leg frame 31 while housing the pitch joint structure 41 on the upper side of the pitch axis shaft 24, the roll motor 66, and the like. It is made into a shape and is screwed and fixed to the pitch rotation member 41r with a screw N. As shown in FIG. As a result, the ankle cover 84 covers the upper side of the ankle joint 23 together with the pitch joint structure 41 of the ankle joint 23, the roll motor 66, and the various cables 52c, 66c, and 71c so that the cables 52c, 66c, and 71c are not exposed and caught, and the foot portion 15 rolls. It is installed so as to be integrally rotatable in the pitch direction about the pitch axis 24s while allowing relative rotation in the direction.

これに対して、下腿フレーム31は、足首カバー84の足首外周面84aに小さな隙間を介して対面する下部天井面31uを有して、この下部天井面31uは、足首カバー84の足首外周面84aと同様に、ピッチ軸線24sを中心とする円形の湾曲形状に形成されている。これにより、下腿フレーム31および足首カバー84は、近接する狭い隙間を介して下部天井面31uと足首外周面84aとが相対回転可能に対面し、その隙間が大きいために部材等が挟まって動作不良の要因になってしまうことや、その内部の各種ケーブル66c等が外部に露出して引っ掛かってしまうことを未然に防止することができる。 On the other hand, the lower leg frame 31 has a lower ceiling surface 31u that faces the ankle outer peripheral surface 84a of the ankle cover 84 through a small gap. is formed into a circular curved shape centered on the pitch axis 24s. As a result, the crus frame 31 and the ankle cover 84 face the lower ceiling surface 31u and the ankle outer peripheral surface 84a through a narrow gap, which is close to each other, so as to be relatively rotatable. It is also possible to prevent the various cables 66c and the like inside from being exposed to the outside and getting caught.

この二足歩行ロボット10は、胸部16の制御部100(図17を参照)に接続されている各種ケーブル51c等を介して各種センサ51、52、71、72、81による検出情報を取得可能に構築されており、その制御部100は、メモリ101内に予め格納されている制御プログラムを実行して各種設定パラメータや各種センサ検出情報などに基づいて左右の脚部12を腕部17などと共に歩行動作させる。このとき、制御部100は、ピッチモータ46やロールモータ66を単独あるいは協働して正逆駆動させることにより、足部15を所望の相対回転角度に調整して足底15sを床面等に均等に密接させつつ安定姿勢を維持させる。なお、制御部100が利用するパラメータとしては、例えば、平行軸型伝達機構の減速比、波動歯車装置の減速比などが予め設定される。 This bipedal walking robot 10 can acquire information detected by various sensors 51, 52, 71, 72, and 81 via various cables 51c and the like connected to the control unit 100 (see FIG. 17) of the chest 16. The control unit 100 executes a control program stored in advance in the memory 101 to walk the left and right legs 12 together with the arms 17 based on various setting parameters and various sensor detection information. make it work. At this time, the control unit 100 drives the pitch motor 46 and the roll motor 66 independently or cooperatively in forward and reverse directions to adjust the foot portion 15 to a desired relative rotation angle so that the sole 15s is aligned with the floor surface or the like. Maintain a stable posture while keeping them close evenly. As the parameters used by the control unit 100, for example, the speed reduction ratio of the parallel shaft type transmission mechanism, the speed reduction ratio of the wave gear device, etc. are set in advance.

この制御部100は、例えば、ピッチモータ46のモータ軸角度センサ51のセンサ検出情報と、ピッチ波動歯車減速装置42の減速比と、ピッチ平行軸型伝動機構47の減速比と、を掛け合わせて、ピッチ軸線24s周りのピッチ固定部材41b(下腿フレーム31)とピッチ回転部材41rとの相対回転角度(等価ピッチ出力軸角度算出値)を算出する。同様に、制御部100は、例えば、ロールモータ66のモータ軸角度センサ71のセンサ検出情報と、ロール波動歯車減速装置62の減速比と、ロール平行軸型伝動機構67の減速比と、を掛け合わせて、ロール軸線25s周りのロール固定部材61b(ピッチ回転部材41r)とロール回転部材61r(足部15)との相対回転角度(等価ロール出力軸角度算出値)を算出する。 For example, the control unit 100 multiplies the sensor detection information of the motor shaft angle sensor 51 of the pitch motor 46, the speed reduction ratio of the pitch strain wave gear reduction device 42, and the speed reduction ratio of the pitch parallel shaft type transmission mechanism 47 to obtain a , the relative rotation angle (equivalent pitch output shaft angle calculated value) between the pitch fixing member 41b (lower leg frame 31) and the pitch rotating member 41r around the pitch axis 24s. Similarly, the control unit 100 multiplies the sensor detection information of the motor shaft angle sensor 71 of the roll motor 66, the reduction ratio of the roll wave gear reduction device 62, and the reduction ratio of the roll parallel shaft type transmission mechanism 67, for example. In addition, the relative rotation angle (equivalent roll output shaft angle calculated value) between the roll fixing member 61b (pitch rotation member 41r) and the roll rotation member 61r (foot portion 15) around the roll axis 25s is calculated.

また、制御部100は、例えば、上記の等価ピッチ出力軸角度算出値と、ピッチ出力軸角度センサ52のセンサ検出値との間の差分であるピッチ減算値を算出し、同様に、上記の等価ロール出力軸角度算出値と、ロール出力軸角度センサ72のセンサ検出値との間の差分であるロール減算値を算出する。 Further, the control unit 100, for example, calculates a pitch subtraction value, which is the difference between the above equivalent pitch output shaft angle calculation value and the sensor detection value of the pitch output shaft angle sensor 52, and similarly calculates the above equivalent pitch output shaft angle value. A roll subtraction value, which is the difference between the roll output shaft angle calculation value and the sensor detection value of the roll output shaft angle sensor 72, is calculated.

ここで、二足歩行ロボット10は、足首関節23における各所のネジ締結の緩みや波動歯車減速装置42、62内のラチェッティング等の異常なく正常に稼働している場合、上記の等価ピッチ出力軸角度算出値と、ピッチ出力軸角度センサ52のセンサ検出値は一致し、また、上記の等価ロール出力軸角度算出値と、ロール出力軸角度センサ72のセンサ検出値も一致する。 Here, when the bipedal walking robot 10 is operating normally without any abnormality such as loosening of the screw fastening at various places in the ankle joint 23 and ratcheting in the wave gear reduction devices 42 and 62, the above equivalent pitch output The shaft angle calculation value and the sensor detection value of the pitch output shaft angle sensor 52 match, and the equivalent roll output shaft angle calculation value and the sensor detection value of the roll output shaft angle sensor 72 also match.

このことから、制御部100では、算出したピッチ減算値の絶対値が予め設定されている微小閾値(センサの分解能に依存するような微小な値)を超えるような場合に、下腿フレーム31やピッチ関節構造41の一方あるいは双方でネジ締結の緩みやピッチ波動歯車減速装置42内のラチェッティング等の異常発生を検知することができる。同様に、制御部100は、算出したロール減算値の絶対値が設定微小閾値を超えるような場合に、ピッチ関節構造41やロール関節構造61の一方あるいは双方でネジ締結の緩みやロール波動歯車減速装置62内のラチェッティング等の異常発生を検知することできる。 Therefore, in the control unit 100, when the absolute value of the calculated pitch subtraction value exceeds a preset minute threshold (a minute value that depends on the resolution of the sensor), the lower leg frame 31 and the pitch It is possible to detect the occurrence of an abnormality such as loosening of screw fastening or ratcheting in the pitch strain wave gear reduction device 42 in one or both of the joint structures 41 . Similarly, when the absolute value of the calculated roll subtraction value exceeds the set minute threshold value, the control unit 100 controls the loosening of the screw fastening and the deceleration of the roll strain wave gear in one or both of the pitch joint structure 41 and the roll joint structure 61. Abnormal occurrence such as ratcheting in the device 62 can be detected.

この異常発生時には、制御部100は、二足歩行ロボット10を安全に停止させる制御処理を実行して、事故等が発生するのを未然に防止するようになっている。なお、その停止制御処理は、既存技術を実行すればよく、例えば、特開2007-30078号公報に記載されている。 When this abnormality occurs, the control unit 100 executes a control process for safely stopping the bipedal robot 10 to prevent an accident or the like from occurring. It should be noted that the stop control process can be performed by executing an existing technique, which is described, for example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-30078.

このように、本実施形態の二足歩行ロボット10の足首関節23においては、ベアリング55、56の間に配置して支持するピッチ波動歯車減速装置42を、ロール波動歯車減速装置62を支持するベアリング74、75の間に位置させて、それぞれのピッチ軸線24sとロール軸線25sを直交させているので、コンパクトな構造にしつつ、足部15からの高さの低い位置でピッチ方向とロール方向とに相対回転させることを実現することができる。また、これらピッチ波動歯車減速装置42およびロール波動歯車減速装置62は、それぞれピッチモータ46とロールモータ66の回転駆動力をそれぞれタイミングベルト50、70を巻き掛ける簡易なピッチ平行軸型伝動機構47とロール平行軸型伝動機構67で回転駆動力を伝達可能にしているので、個々に駆動制御するとともに、簡素な伝達機構でコンパクトに搭載することができる。 As described above, in the ankle joint 23 of the biped robot 10 of the present embodiment, the pitch wave gear reduction device 42 is arranged between the bearings 55 and 56 to support the roll wave gear reduction device 62. Positioned between 74 and 75, the pitch axis 24s and the roll axis 25s are orthogonal to each other. Relative rotation can be realized. The pitch strain wave gear reduction device 42 and the roll strain wave gear speed reduction device 62 are connected to a simple pitch parallel shaft type transmission mechanism 47, in which timing belts 50 and 70 are wound around the rotational driving force of the pitch motor 46 and the roll motor 66, respectively. Since the rotational driving force can be transmitted by the roll parallel shaft type transmission mechanism 67, it is possible to control the driving individually and mount it compactly with a simple transmission mechanism.

したがって、二足歩行ロボット10は、足首関節23周りを簡素にしてレイアウトの自由度を向上させるとともに、その低い位置の足首関節23により深くピッチ方向やロール方向に足部15を簡易な制御で回転させることができ、凹凸のある不整地などでも快適に歩行動作をさせることができる。 Therefore, the bipedal walking robot 10 can simplify the area around the ankle joint 23 to improve the degree of freedom of layout, and rotate the leg 15 in the pitch direction and the roll direction with simple control by the lower ankle joint 23. It can be made to walk comfortably even on uneven terrain with unevenness.

ここで、本実施形態では、上述するように、ピッチ波動歯車減速装置42と、ロール波動歯車減速装置62にハーモニックドライブ(商品名:登録商標)を用いており、ピッチ剛性内歯歯車43とロール剛性内歯歯車63とにハーモニックドライブにおけるサーキュラ・スプラインを用い、ピッチ可撓性外歯歯車44とロール可撓性外歯歯車64にハーモニックドライブにおけるフレクスプラインを用い、ピッチ波動発生器45とロール波動発生器65にハーモニックドライブにおけるウェーブ・ジェネレータを用いている。しかしながら、このハーモニックドライブに限る必要はなく、例えば、フレックスウェーブ減速機(商品名:登録商標)を用いても良い。より具体的には、ピッチ剛性内歯歯車43とロール剛性内歯歯車63にフレックスウェーブ減速機のインタナルギアを、ピッチ可撓性外歯歯車44とロール可撓性外歯歯車64にフレックスウェーブ減速機のフレックスギアを、ピッチ波動発生器45とロール波動発生器65にフレックスウェーブ減速機の弾性軸受とカムを用いてもよい。 Here, in this embodiment, as described above, the harmonic drive (trade name: registered trademark) is used for the pitch strain wave gear reduction device 42 and the roll strain wave gear reduction device 62, and the pitch rigid internal gear 43 and the roll A circular spline in a harmonic drive is used for the rigid internal gear 63, a flexspline in a harmonic drive is used for the pitch flexible external gear 44 and the roll flexible external gear 64, and a pitch wave generator 45 and a roll wave are used. A wave generator in harmonic drive is used for the generator 65 . However, it is not necessary to be limited to this harmonic drive, and for example, a flexwave speed reducer (trade name: registered trademark) may be used. More specifically, the pitch rigid internal gear 43 and the roll rigid internal gear 63 are the internal gears of the flexwave speed reducer, and the pitch flexible external gear 44 and the roll flexible external gear 64 are the flexwave speed reducer. The flex gear may be used for the pitch wave generator 45 and the roll wave generator 65, and the elastic bearings and cams of the flex wave reducer may be used.

さらに、本実施形態では、ピッチ軸線24sとロール軸線25sとが直交する場合を一例として説明するが、これに限るものではなく、直角以外の角度で交差する形態にも適用することができることは言うまでもない。 Furthermore, in this embodiment, a case where the pitch axis 24s and the roll axis 25s are orthogonal to each other will be described as an example, but it is needless to say that the present invention is not limited to this, and can be applied to a form in which they intersect at an angle other than a right angle. stomach.

また、腕を模したマニピュレータの手首関節では、上記の足首関節と類して、「2軸が直交し」、「広い関節可動範囲を備え」、「手首からハンドまでの距離が短い」手首が望まれている。このことから、足首関節23をその手首関節に好適に適用することもできる。 In addition, in the wrist joint of a manipulator that imitates an arm, it is similar to the above-mentioned ankle joint. Desired. For this reason, the ankle joint 23 can also be suitably applied to the wrist joint.

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。 The scope of the invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but also includes all embodiments that provide equivalent results for which the invention is intended. Furthermore, the scope of the invention is not limited to the combination of inventive features defined by each claim, but may be defined by any desired combination of the particular features of each of the disclosed features. .

10……二足歩行ロボット
14……下腿部
15……足部
15s……足底
23……足首関節
24……ピッチ軸シャフト
24s……ピッチ軸線
25……ロール軸シャフト
25s……ロール軸線
27o……関節原点
31……下腿フレーム
31u……下部天井面
32、53、54、73……配線孔
41……ピッチ関節構造
41b……ピッチ固定部材
41r……ピッチ回転部材
42……ピッチ波動歯車減速装置
43……ピッチ剛性内歯歯車
44……ピッチ可撓性外歯歯車
45……ピッチ波動発生器
46……ピッチモータ
46c、66c……電源ケーブル
47……ピッチ平行軸型伝動機構
51、71……モータ軸角度センサ
51c、52c、71c、72c、81c……センサケーブル
52……ピッチ出力軸角度センサ
55、56、58、59、74、75、78、79……ベアリング
61……ロール関節構造
61b……ロール固定部材
61r……ロール回転部材
62……ロール波動歯車減速装置
63……ロール剛性内歯歯車
64……ロール可撓性外歯歯車
65……ロール波動発生器
66……ロールモータ
67……ロール平行軸型伝動機構
72……ロール出力軸角度センサ
81……力センサ
84……足首カバー
84a……足首外周面
100……制御部
101……メモリ
10 Biped robot 14 Lower leg 15 Foot 15 s Sole 23 Ankle joint 24 Pitch axis shaft 24 s Pitch axis 25 Roll axis shaft 25 s Roll axis 27o... Joint origin 31... Lower leg frame 31u... Lower ceiling surface 32, 53, 54, 73... Wiring hole 41... Pitch joint structure 41b... Pitch fixing member 41r... Pitch rotating member 42... Pitch wave motion Gear speed reducer 43 Pitch rigid internal gear 44 Pitch flexible external gear 45 Pitch wave generator 46 Pitch motors 46c, 66c Power cable 47 Pitch parallel shaft transmission mechanism 51 , 71... Motor shaft angle sensors 51c, 52c, 71c, 72c, 81c... Sensor cables 52... Pitch output shaft angle sensors 55, 56, 58, 59, 74, 75, 78, 79... Bearings 61... Roll joint structure 61b Roll fixing member 61r Roll rotating member 62 Roll wave gear reduction device 63 Roll rigid internal gear 64 Roll flexible external gear 65 Roll wave generator 66 Roll motor 67 Roll parallel shaft type transmission mechanism 72 Roll output shaft angle sensor 81 Force sensor 84 Ankle cover 84a Ankle outer peripheral surface 100 Control unit 101 Memory

Claims (11)

第1関節軸を中心に相対回転する各種要素から構成される第1波動歯車装置と、第2関節軸を中心に相対回転する各種要素から構成される第2波動歯車装置とを備えて本体装置に搭載される関節構造であって、
前記第1波動歯車装置は前記第1関節軸周りの回転駆動力を第1モータから伝達入力される第1入力要素を具備し、前記第2波動歯車装置は前記第2関節軸周りの回転駆動力を第2モータから伝達入力される第2入力要素を具備し、
前記第1関節軸および前記第2関節軸が同一平面内に、あるいは、当該第1波動歯車装置または当該第2波動歯車装置の上下方向の厚さ未満の範囲内に位置して交差するように配置されて、
前記第1波動歯車装置は、第1固定要素が第1相対不動部材に固定されるとともに第1出力要素が第1相対駆動中間部材に固定され、
前記第2波動歯車装置は、第2固定要素が第2相対不動中間部材に固定されるとともに第2出力要素が第2相対駆動部材に固定され、
前記第1相対駆動中間部材と前記第2相対不動中間部材とは相対位置および相対姿勢が変化しないように構成されており、
前記第1波動歯車装置は、前記第2関節軸の軸線上に配置され、
前記第1波動歯車装置の前記第1入力要素に回転動力を伝達入力する前記第1モータは、前記第1相対不動部材に配置され、
前記第2波動歯車装置の前記第2入力要素に回転動力を伝達入力する前記第2モータは、前記第1相対駆動中間部材および前記第2相対不動中間部材の一方に、または双方に跨るように配置されていることを特徴とする関節構造。
A main body device comprising a first strain wave gear device composed of various elements relatively rotating about a first joint axis and a second strain wave gearing composed of various elements relatively rotating about a second joint axis A joint structure mounted on a
The first strain wave gearing includes a first input element to which a rotational driving force about the first joint shaft is transmitted and input from a first motor, and the second strain wave gearing drives the rotation about the second joint shaft. comprising a second input element to which force is transmitted and input from the second motor;
The first joint shaft and the second joint shaft are located on the same plane or within a range smaller than the vertical thickness of the first strain wave gearing or the second strain wave gearing so that they intersect. placed,
The first strain wave gear device has a first fixed element fixed to the first relatively immovable member and a first output element fixed to the first relative drive intermediate member,
The second strain wave gear device has a second fixed element fixed to the second relatively immovable intermediate member and a second output element fixed to the second relative drive member,
The first relatively driving intermediate member and the second relatively immovable intermediate member are configured such that their relative positions and relative postures do not change,
The first strain wave gearing is arranged on the axis of the second joint shaft,
The first motor for transmitting and inputting rotational power to the first input element of the first strain wave gearing is arranged on the first relatively immovable member ,
The second motor, which transmits and inputs rotational power to the second input element of the second strain wave gearing, straddles one or both of the first relatively driving intermediate member and the second relatively immovable intermediate member. A joint structure characterized by being arranged .
前記第2モータは、前記第1関節軸および前記第2関節軸の交差する交点を通過して当該第1関節軸および当該第2関節軸の双方に直交する直線上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の関節構造。 The second motor is arranged on a straight line that passes through the intersection of the first joint axis and the second joint axis and is orthogonal to both the first joint axis and the second joint axis. The articulated structure according to claim 1 . 前記第1波動歯車装置および前記第2波動歯車装置は、前記第1入力要素および前記第2入力要素としてそれぞれ波動発生器を、前記第1固定要素および前記第2固定要素としてそれぞれ可撓性外歯歯車を、前記第1出力要素および前記第2出力要素としてそれぞれ剛性内歯歯車を、備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の関節構造。 The first strain wave gearing and the second strain wave gearing include wave generators as the first input element and the second input element, respectively, and flexible external gears as the first fixed element and the second fixed element, respectively. 3. The joint structure according to claim 1 or 2 , comprising tooth gears, rigid internal gears as said first output element and said second output element, respectively. 前記第1モータは、前記第1関節軸と平行な回転駆動軸を有して前記第1波動歯車装置の前記第1入力要素に回転駆動力を伝達入力することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の関節構造。 2. The first motor has a rotary drive shaft parallel to the first joint shaft, and transmits and inputs a rotary drive force to the first input element of the first wave gear device. 4. The articulated structure according to any one of claims 3 . 前記第2モータは、前記第2関節軸と平行な回転駆動軸を有して前記第2波動歯車装置の前記第2入力要素に回転駆動力を伝達入力することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の関節構造。 2. The second motor has a rotary drive shaft parallel to the second joint shaft, and transmits and inputs a rotary drive force to the second input element of the second strain wave gear device. 4. The articulated structure according to any one of claims 3 . 前記第1関節軸の通過する経路に形成されている第1配線通路孔と、前記第2関節軸の通過する経路に形成されている第2配線通路孔と、前記第1配線通路孔および前記第2配線通路孔を連通させるように介在する部材に形成されている連通配線通路孔と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の関節構造。 a first wiring passage hole formed in a path through which the first joint shaft passes; a second wiring passage hole formed in a route through which the second joint shaft passes; 6. The joint structure according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a communication wire passage hole formed in an intervening member so as to communicate with the second wire passage hole. 前記第1関節軸を軸心として前記第2相対不動中間部材および前記第1相対駆動中間部材と共に相対回転する構成要素の全体または一部を覆うカバーを有して、
前記カバーは前記第1関節軸を軸心とする湾曲面を有して、前記第1相対不動部材は前記カバーの湾曲面に近接対面する相似形状の凹面形状を有していることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の関節構造。
a cover covering all or part of components that rotate relative to each other with the second relatively immovable intermediate member and the first relatively driving intermediate member about the first joint shaft;
The cover has a curved surface centered on the first joint shaft, and the first relatively immovable member has a similar concave shape that closely faces the curved surface of the cover. The joint structure according to any one of claims 1 to 6 .
上記の請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の関節構造を備える関節駆動装置であって、
前記第1モータと、
前記第2モータと、
前記第1モータの回転駆動軸の駆動回転角を検出する第1駆動回転角センサと、
前記第2モータの回転駆動軸の駆動回転角を検出する第2駆動回転角センサと、
前記第1波動歯車装置の第1固定要素と第1出力要素との相対回転角度を検出する第1相対回転角センサと、
前記第2波動歯車装置の第2出力要素と第2固定要素との相対回転角度を検出する第2相対回転角センサと、
を備えて、
前記第1駆動回転角センサの検出値に、前記第1モータの回転駆動軸から前記第1波動歯車装置の第1入力要素に回転駆動力を伝達する減速比と当該第1波動歯車装置の第1入力要素から第1出力要素への減速比とを積算した積算値から前記第1相対回転角センサの検出値を減算した第1減算値を算出し、
前記第2駆動回転角センサの検出値に、前記第2モータの回転駆動軸から前記第2波動歯車装置の第2入力要素に回転駆動力を伝達する減速比と当該第2波動歯車装置の第2入力要素から第2出力要素への減速比とを積算した積算値から前記第2相対回転角センサの検出値を減算した第2減算値を算出し、
前記第1減算値と前記第2減算値のいずれか一方、もしくは当該第1減算値および当該第2減算値の双方に基づいて前記関節構造の異常を検出する検出手段を備えることを特徴とする関節駆動装置。
A joint drive device comprising the joint structure according to any one of claims 1 to 7 ,
the first motor;
the second motor;
a first drive rotation angle sensor for detecting a drive rotation angle of the rotation drive shaft of the first motor;
a second drive rotation angle sensor for detecting a drive rotation angle of the rotation drive shaft of the second motor;
a first relative rotation angle sensor for detecting a relative rotation angle between the first fixed element and the first output element of the first strain wave gearing;
a second relative rotation angle sensor for detecting the relative rotation angle between the second output element and the second fixed element of the second strain wave gearing;
with
According to the detection value of the first drive rotation angle sensor, a speed reduction ratio for transmitting the rotational driving force from the rotary drive shaft of the first motor to the first input element of the first wave gear device and the first wave gear device of the first wave gear device calculating a first subtraction value by subtracting the detection value of the first relative rotation angle sensor from an integrated value obtained by integrating the speed reduction ratio from the one input element to the first output element;
According to the detection value of the second driving rotation angle sensor, a speed reduction ratio for transmitting the rotational driving force from the rotary drive shaft of the second motor to the second input element of the second wave gear device and the second wave gear device of the second wave gear device calculating a second subtraction value by subtracting the detection value of the second relative rotation angle sensor from an integrated value obtained by integrating the speed reduction ratio from the two input elements to the second output element;
A detecting means for detecting an abnormality of the joint structure based on either one of the first subtraction value and the second subtraction value, or both the first subtraction value and the second subtraction value. joint drive.
上記の請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の関節構造を、下腿部および足部を連結する足首におけるピッチング動作とローリング動作とを行う足首関節として備えることを特徴とする二足歩行ロボット。 The joint structure according to any one of claims 1 to 7 is provided as an ankle joint that performs pitching and rolling motions at an ankle that connects the lower leg and the foot. bipedal robot. 上記の請求項8に記載の関節駆動装置を備えることを特徴とする二足歩行ロボット。 A bipedal walking robot comprising the joint driving device according to claim 8 . 上記の請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の関節構造を、下腿部および足部を連結する足首におけるピッチング動作とローリング動作とを行う足首関節として備え、かつ、上記の請求項8に記載の関節駆動装置を備えることを特徴とする二足歩行ロボット。 The joint structure according to any one of claims 1 to 7 is provided as an ankle joint that performs pitching and rolling motions in the ankle that connects the lower leg and the foot, and A bipedal robot comprising the joint driving device according to claim 8 .
JP2018138677A 2018-07-24 2018-07-24 JOINT STRUCTURE AND JOINT DRIVING DEVICE, AND BIPED ROBOT Active JP7190689B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018138677A JP7190689B2 (en) 2018-07-24 2018-07-24 JOINT STRUCTURE AND JOINT DRIVING DEVICE, AND BIPED ROBOT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018138677A JP7190689B2 (en) 2018-07-24 2018-07-24 JOINT STRUCTURE AND JOINT DRIVING DEVICE, AND BIPED ROBOT

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020015119A JP2020015119A (en) 2020-01-30
JP7190689B2 true JP7190689B2 (en) 2022-12-16

Family

ID=69581103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018138677A Active JP7190689B2 (en) 2018-07-24 2018-07-24 JOINT STRUCTURE AND JOINT DRIVING DEVICE, AND BIPED ROBOT

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7190689B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022084849A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-28 Università Di Pisa Adaptive robotic foot

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004174704A (en) 2002-11-14 2004-06-24 Sony Corp Actuator device and multishaft type robot
WO2004069493A1 (en) 2003-02-07 2004-08-19 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Multijoint manipulator
JP2005014102A (en) 2003-06-23 2005-01-20 Nachi Fujikoshi Corp Wrist device for industrial robot
WO2007037131A1 (en) 2005-09-27 2007-04-05 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Multi-joint manipulator
JP2009184049A (en) 2008-02-05 2009-08-20 Yaskawa Electric Corp Wrist mechanism of industrial robot
JP2014000615A (en) 2012-06-15 2014-01-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Robot driving device and humanoid robot mounted with the same
JP2014000664A (en) 2012-06-21 2014-01-09 Seiko Epson Corp Joint mechanism and robot
JP2014083613A (en) 2012-10-22 2014-05-12 Seiko Epson Corp Robot
JP2015003357A (en) 2013-06-20 2015-01-08 キヤノン株式会社 Robot device and reduction gear state diagnostic method
CN108032328A (en) 2017-12-18 2018-05-15 深圳市优必选科技有限公司 A kind of steering engine component, robot joint structure and robot

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101749572B1 (en) * 2016-08-05 2017-07-03 삼성전자주식회사 Structure of robot joint and robot having the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004174704A (en) 2002-11-14 2004-06-24 Sony Corp Actuator device and multishaft type robot
WO2004069493A1 (en) 2003-02-07 2004-08-19 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Multijoint manipulator
JP2005014102A (en) 2003-06-23 2005-01-20 Nachi Fujikoshi Corp Wrist device for industrial robot
WO2007037131A1 (en) 2005-09-27 2007-04-05 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Multi-joint manipulator
JP2009184049A (en) 2008-02-05 2009-08-20 Yaskawa Electric Corp Wrist mechanism of industrial robot
JP2014000615A (en) 2012-06-15 2014-01-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Robot driving device and humanoid robot mounted with the same
JP2014000664A (en) 2012-06-21 2014-01-09 Seiko Epson Corp Joint mechanism and robot
JP2014083613A (en) 2012-10-22 2014-05-12 Seiko Epson Corp Robot
JP2015003357A (en) 2013-06-20 2015-01-08 キヤノン株式会社 Robot device and reduction gear state diagnostic method
CN108032328A (en) 2017-12-18 2018-05-15 深圳市优必选科技有限公司 A kind of steering engine component, robot joint structure and robot

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020015119A (en) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8327959B2 (en) Walking robot
US8950285B2 (en) Robot joint driving method, computer-readable medium, device assembly and robot having the same
KR102529879B1 (en) A driving module and a motion assist apparatus comprising thereof
US8387726B2 (en) Legged mobile robot
JP4236900B2 (en) Robot joint structure
JP4255663B2 (en) Legged mobile robot
JP6719956B2 (en) Dual arm actuator
US20090308188A1 (en) Robot joint driving apparatus and robot having the same
US7240747B2 (en) Legged mobile robot leg structure
US20180133894A1 (en) Articulated robot actuator
US11192600B2 (en) Robot leg
US8425363B2 (en) Robot joint driving apparatus and robot having the same
JP2011224752A (en) Leg type moving robot
JP4299583B2 (en) Legged mobile robot
JP7190689B2 (en) JOINT STRUCTURE AND JOINT DRIVING DEVICE, AND BIPED ROBOT
JP2018075689A (en) Operation device and double arm type operation device
JP5303723B2 (en) Legs for humanoid walking robot
JP7339817B2 (en) robot joint structure
JPWO2017217415A1 (en) Joint unit
JP2007245346A (en) Leg type mobile robot
KR101749572B1 (en) Structure of robot joint and robot having the same
JP2018075675A (en) Operation device and double arm type operation device
US20190248026A1 (en) Arm driving apparatus
US7905303B2 (en) Legged locomotion robot
JP6920336B2 (en) Robot joint structure

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220329

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220726

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221028

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7190689

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150