JP7508001B2 - ロボット - Google Patents

Description

本開示は、車輪を使用して移動し二本の腕部を有するロボットに関する。

人間と同様に歩くことができ、両腕を動かせる人型ロボットが開発されている（例えば、特許文献１参照）。人型ロボットは、建物の中で人間と同様な動作をさせる場合には適している。しかし、屋外の不整地で作業させる場合には、人型ロボットは適していない。不整地では、２本足で歩くことは難しい。不整地では、ロボットは車輪またはクローラ（キャタピラ）などで移動することが望ましい。

クローラで移動する２本の腕部を持つロボットが開発されている（例えば、特許文献２から４参照）。従来のクローラで移動する２本の腕部を持つロボットでは、２本の腕部が離れて設けられている。そのため、２本の腕部を持つ従来のロボットは、２本の腕部を使用して、人間がするような細かな作業をすることは難しいと推測される。

クローラで移動し、かつ人間と同様な配置で２本の腕部を有するロボットが開発されている（例えば、特許文献５参照）。

国際公開ＷＯ２０１８／０７４１０１ 特許第４５０９７５３号 特許第３９４４１７１号 特許第４５８５１３２号 特開２０２１－０４９６３３

特許文献５に記載のロボットでは、胴体は一般的な産業用ロボットと同じ６関節の構成となっている。取りうる姿勢の自由度は高い一方で、特許文献５に記載のロボットでは、軸数と部品点数が多いために、コストがかかり重くなるという課題がある。胴体部に２本のリンク部材を直列に接続している。ロボットの高さを低くする姿勢では、胴体部のリンク部材を折り返して配置することになる。ロボット全体の高さを低くしようとしても、特許文献５に記載のロボットでは高さをあまり低くできない。そのため、ロボットの重心が高くなり、高速で移動させにくい。また、高さに制約がある箇所を通ることができない。

本開示は、ロボットの高さを低くする姿勢においてロボットの高さを従来よりも低くできるロボットを得ることを目的とする。

本開示に係るロボットは、２本の腕部と、２本の腕部が接続する胴体部と、車輪が回転することで移動する車両部と、車両部に対する胴体部の位置を変更可能に、胴体部を支持する胴体位置変更機構とを備える。胴体位置変更機構は、車両部と交差する方位角軸に垂直な平面である車両部基準面と胴体部が延在する方向とがなす角度である仰角を変更可能に、胴体部を支持する仰角変更機構と、方位角軸の回りに回転可能に仰角変更機構を支持する、車両部に設けられた方位角変更機構とを有する。仰角変更機構は、方位角変更機構に支持される基部と、基部の上側で車両部基準面に平行な直線に沿って移動する移動部と、移動部に下端が回転可能に接続し、車両部基準面と仰角をなす方向に延在し、胴体部を支持する第１リンクと、第１リンクに、上端が回転可能に接続する第２リンクと、第２リンクの下端が回転可能に接続する、基部に設けられたリンク下端支持部とを有する。

本開示に係るロボットは、ロボットの高さを低くする姿勢においてロボットの高さを従来よりも低くできる。

実施の形態１に係るロボット操作システムの概略構成を説明するブロック図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの正面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの右側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの背面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの左側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの平面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの底面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの胴体位置変更機構の斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの胴体位置変更機構の正面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの胴体位置変更機構の右側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの胴体位置変更機構の背面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの胴体位置変更機構の左側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの胴体位置変更機構の平面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの胴体位置変更機構の底面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの頭部カバーを外した状態での頭部を拡大した斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの頭部カバーを外した状態での頭部を拡大した正面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの頭部カバーを外した状態での頭部を拡大した右側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの頭部カバーを外した状態での頭部を拡大した平面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの別の姿勢１での斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの別の姿勢１での正面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの別の姿勢１での右側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの別の姿勢１での背面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの別の姿勢１での左側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの別の姿勢１での平面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの別の姿勢２での斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの別の姿勢２での右側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの別の姿勢２での平面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するスライド機構の各部の長さを表す変数を説明する右側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有する腕部の斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有する腕部の別の斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有する腕部の正面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有する腕部の右側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有する腕部の背面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有する腕部の左側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有する腕部の平面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有する腕部の底面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットの腕部が有する回転軸を示す図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有する手首関節部の構造を示す断面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の正面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の右側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の背面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の左側面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の平面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の底面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の変化した状態１での斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の変化した状態２での斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の変化した状態３での斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の変化した状態４での斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の変化した状態５での斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の変化した状態５の使用例を示す斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムで操作されるロボットが有するハンド部の別の使用例を示す斜視図と正面図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムが有する操作装置の使用状態での斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムが有する操作装置の斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムが有する左のハンド操作装置の斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムが有する左のハンド操作装置の別の斜視図である。 実施の形態１に係るロボット操作システムが有する左のハンド操作装置のさらに別の斜視図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るロボット操作システムの構成概要図である。ロボット操作システム１００は、クローラ移動ロボット（ロボットと略す）１、ロボット１に搭載された３個の現場カメラ２、操作装置３、表示装置４を主に有して構成される。ロボット１は、２本の腕部を有してクローラ（キャタピラ）で移動するタイプのロボットである。表示装置４は、現場カメラ２が撮影した画像を表示する。表示装置４により現場の状況を把握したオペレータ９０は、操作装置３によりロボット１を遠隔操作する。オペレータ９０は、ロボット１を操作する操作者である。

ロボット１は、車両部１Ｗと、ヒューマノイド部１Ｈと、胴体位置変更機構１Ｂとを有する。車両部１Ｗは、クローラで移動する車両である。車両部１Ｗは、市販品を使用してもよい。ヒューマノイド部１Ｈは、２本の腕部５と２本の腕部５が接続する胴体部１２とを有するロボットである。胴体位置変更機構１Ｂは、車両部１Ｗに対するヒューマノイド部１Ｈ（胴体部１２）の位置を変更可能に、ヒューマノイド部１Ｈを支持する。胴体位置変更機構１Ｂは、車両部１Ｗの上面に搭載される。

胴体位置変更機構１Ｂは、３自由度でヒューマノイド部１Ｈの位置を車両部１Ｗに対して変更できる。３自由度とは、以下の３個の角度または長さを変更できることである。
（Ａ）方位角（ＡＺ角）：ヒューマノイド部１Ｈが、方位角軸ＡＺ（図２９に図示）の回りでどちらの方位を向いているか表す角度。
（Ｂ）仰角（ＥＬ角）：車両部１Ｗの上面とヒューマノイド部１Ｈとがなす角度。
（Ｃ）胴体長：車両部１Ｗの上面とヒューマノイド部１Ｈとの間の距離。

現場カメラ２には、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌと、広角カメラ２_Ｃとがある。右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌは、ヒューマノイド部１Ｈの上部に搭載される。右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌは、オペレータ９０が腕部５を遠隔操作する際に見る画像を撮影する。右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌは、ヒューマノイド部１Ｈが存在する位置にオペレータ９０が居る際に見るような画像を撮影する。ロボット操作システム１００が立体視表示装置を有する場合は、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌが撮影する画像は、３次元画像としてオペレータ９０に提示することができる。広角カメラ２_Ｃは、車両部１Ｗの前方中央に搭載される。広角カメラ２_Ｃは、周囲３６０度の画像を撮影できる。広角カメラ２_Ｃが撮影する画像は、ロボット１の周囲環境をオペレータ９０が把握するために使用される。表示装置４には、オペレータ９０の指示または自動で、右目カメラ２_Ｒ、左目カメラ２_Ｌおよび広角カメラ２_Ｃの何れかが撮影した画像が切り替えて表示される。

ロボット１は、電源となるバッテリ７を搭載する。ロボット１と操作装置３の間は無線で通信する。ロボット１は、無線通信装置６も搭載する。ロボット１は、電源コードや通信のための通信線を有さない。そのため、ロボット１は、制約が少なく移動することができる。

操作装置３は、オペレータ９０が操作指示を入力するための入力装置や制御演算装置６０を含む。オペレータ９０は、入力装置により操作指示を入力する。操作指示とは、ロボット１の各部の動きについてのオペレータ９０の指示である。操作指示の例は、右手を上げる、前進するなどである。実際にロボット１を動かす信号は、操作指示から生成された制御信号である。制御信号は、アクチュエータの長さを例えば３０ｃｍにする、例えば肩関節のサーボモータを３０度回転させるなどの、実際にロボット１を動かす信号である。制御信号により、アクチュエータや肩関節のサーボモータなどは制御される。制御信号は、操作指示から生成される。制御演算装置６０は、オペレータ９０が入力装置に入力する操作指示から制御信号を生成する。制御演算装置６０は、操作指示に基づきロボット１を制御する。

オペレータ９０は、椅子に座って足および手を使用してロボット１を操作する。操作装置３は、操作指示を入力する入力装置として、上体入力装置８、モード切替ペダル９および足操作入力装置１０（図示せず）を有する。上体入力装置８は、ヒューマノイド部１Ｈが有する左右の腕部５への操作指示を入力する。上体入力装置８は、オペレータ９０が手で操作して操作指示を入力する。モード切替ペダル９は、オペレータ９０が足で操作して、上体入力装置８の入力モードを変更する。足操作入力装置１０は、車両部１Ｗおよび胴体位置変更機構１Ｂへの操作指示を入力する。足操作入力装置１０は、オペレータ９０が足で操作して操作指示を入力する。

制御演算装置６０は、入力装置によりオペレータ９０が入力した操作指示からロボット１を操作する制御信号を生成する。なお、オペレータ９０が居る場所を指令所と呼ぶ。

制御演算装置６０は、ＣＰＵ６１、メモリ部６２などを含む電子計算機により実装される。メモリ部６２は、ＣＰＵ６１で実行されるプログラムやデータを記憶する。データには、処理に使用するデータあるいは処理の結果で得られるデータなどが含まれる。メモリ部６２は、フラッシュメモリのような半導体メモリおよびハードディスクである。メモリ部６２は、揮発性の記憶装置および不揮発性の記憶装置を含む。

図２から図１５を参照して、ロボット１の構造を説明する。図２から図８は、ロボット１の全体の斜視図、正面図、右側面図、背面図、左側面図、平面図および底面図である。図９から図１５は、胴体位置変更機構１Ｂの斜視図、正面図、右側面図、背面図、左側面図、平面図および底面図である。図２から図１５に示す姿勢をロボット１がとる状態を、基準状態と呼ぶ。

ロボット１は、車両部１Ｗと、ヒューマノイド部１Ｈと、胴体位置変更機構１Ｂとを有する。ヒューマノイド部１Ｈは、２本の腕部５、頭部１１、胴体部１２を有する。車両部１Ｗは、クローラで移動するタイプの車両である。車両部１Ｗは、小型のパワーショベルが有するようなクローラを有する。

車両部１Ｗは、その左右にクローラ移動部１３が設けられている。右側をクローラ移動部１３_Ｒ、左側をクローラ移動部１３_Ｌと表記する。左右を特定しない場合は、クローラ移動部１３と表記する。車両部１Ｗが有する左右の２個ある他の構成要素に関しても、同様に添え字_Ｒまたは_Ｌを付加して、あるいは添え字を付加しないで表記する。クローラ移動部１３は、駆動される車輪１４（図示せず）と、車輪１４にかけ渡されたクローラ１５を有する。車両部１Ｗは、車輪１４が回転することで移動する。車輪１４は、例えば５軸の車輪１４が前後に並んで配置される。クローラ１５は、金属製の板がつなげられた輪状である。車輪１４が回転するとクローラ１５も回転する。クローラ１５が、地面などに接触する。地面などに接触しながらクローラ１５が回転することで、車両部１Ｗが移動する。地面などにはクローラが接触するので、地面などに凸凹があっても車両部１Ｗは移動できる。左右のクローラ移動部１３_Ｒ、１３_Ｌは、互いに独立に動く。例えば、右側のクローラ移動部１３_Ｒを前進させ、左側のクローラ移動部１３_Ｌを後進させることができる。

車両部１Ｗは、クローラ移動部１３_Ｒ、１３_Ｌの側面を覆うサイドカバー１ＷＡを有する。車両部１Ｗには、バッテリ７が搭載される。バッテリ７は、ロボット１を駆動する電源である。バッテリ７は、前側でのクローラ移動部１３_Ｒ、１３_Ｌの間と、車両部１Ｗの後方に出る台の上に搭載される。前側のバッテリ７は、充電のための機器も含む。

胴体位置変更機構１Ｂは、車両接続部１６、スライド機構１７および伸縮機構１８を有する。車両接続部１６は、車両部１Ｗに対して胴体位置変更機構１Ｂおよびヒューマノイド部１Ｈを方位角軸ＡＺ（図２９に図示）の回りに回転可能にする。スライド機構１７は、胴体部１２と車両部１Ｗの上面とがなす角度（仰角あるいはＥＬ角と呼ぶ）を変更および維持する。伸縮機構１８は、スライド機構１７に対する胴体部１２の位置を変更する。伸縮機構１８は、胴体部１２を支持する。

腕部５は、人の腕と同様な形状である。腕部５は、人の手に相当するハンド部２６を有する。腕部５の構造は、後で説明する。胴体部１２には、２本の腕部５がその上部の左右に回転可能に接続する。胴体部１２と２本の腕部５は、人間の胴体と腕と同様な位置関係および同様な大きさを有している。そのため、ロボット１は、人間と同様な細かな作業ができる。胴体部１２は、胴体位置変更機構１Ｂにより車両１Ｗに対する位置が変更される。

頭部１１は、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌを搭載する。右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌは、左右方向および上下方向に向きを変えることができる。頭部１１は、頭部カバー１１Ａを有する。頭部カバー１１Ａは、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌを覆う部分と残りの部分とに分かれている。右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌを覆う部分の頭部カバー１１Ａは、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌとともに動く。

胴体部１２は、腕接続部１９、および制御基板収納部２０を有する。腕接続部１９には、２本の腕部５が接続する。制御基板収納部２０は、伸縮機構１８と接続する。制御基板収納部２０は、腕部５が有するモータを駆動する制御基板を収納する。制御基板収納部２０は、直方体の外形を有する。制御基板収納部２０は、冷却のために空気が出入りしやすいように筐体の側面に網目状の部分を有する。制御基板収納部２０の上側の端面に頭部１１および腕接続部１９が接続する。制御基板収納部２０は、伸縮機構１８に平行に配置される。腕接続部１９の上側の面が制御基板収納部２０の上側の端面に対して約３０度の角度をなして、腕接続部１９が制御基板収納部２０に接続する。

図９から図１５を参照して、胴体位置変更機構１Ｂの構造を説明する。胴体位置変更機構１Ｂは、車両接続部１６、スライド機構１７および伸縮機構１８を有する。車両接続部１６は、車両部１Ｗに対して胴体位置変更機構１Ｂおよびヒューマノイド部１Ｈを方位角軸ＡＺの回りに回転可能とするように支持する。車両接続部１６は、車両側固定部１６Ａ、車両側プーリ１６Ｂ、回転側基部１６Ｃ、スライド機構基部１６Ｄ、駆動機構収納部１６Ｅ、ベアリング１６Ｆ（図示せず）、駆動ベルト１６Ｇ、モータ１６Ｈ、駆動ギア１６Ｊおよび移動側プーリ１６Ｋを有する。

車両側固定部１６Ａは、車両部１Ｗに固定される。車両側固定部１６Ａは、外形が円柱状の部材である。車両側プーリ１６Ｂは、側面に歯が設けられた円盤状の部材である。車両側プーリ１６Ｂは、車両側固定部１６Ａの上側に設けられる。車両側プーリ１６Ｂの側面は、駆動ベルト１６Ｇが係合する。駆動ベルト１６Ｇは、外側および内側に歯が設けられた環状のベルトである。駆動ベルト１６Ｇの外側の歯は、車両側プーリ１６Ｂの歯とかみ合う。駆動ベルト１６Ｇの内側の歯は、駆動ギア１６Ｊの歯とかみ合う。駆動ギア１６Ｊが回転すると、駆動ベルト１６Ｇが車両側プーリ１６Ｂの回りを移動する。

円柱状の車両側固定部１６Ａと円盤状の車両側プーリ１６Ｂは、中心軸が一致するように設けられる。車両側プーリ１６Ｂは、車両側固定部１６Ａと一体に形成されてもよい。車両側固定部１６Ａとは別体に形成された車両側プーリ１６Ｂを、車両側固定部１６Ａに取り付けてもよい。車両側固定部１６Ａおよび車両側プーリ１６Ｂの中心軸が、方位角軸ＡＺである。車両側固定部１６Ａおよび車両側プーリ１６Ｂには、車両部１Ｗの上面の側から内部の空間が円柱状である回転側保持穴１６Ｌ（図示せず）が設けられる。回転側保持穴１６Ｌは、車両側プーリ１６Ｂを貫通する。回転側保持穴１６Ｌの中心軸は、方位角軸ＡＺと一致させる。

回転側基部１６Ｃ、スライド機構基部１６Ｄおよび駆動機構収納部１６Ｅが、方位角軸ＡＺの回りに回転する部分である。回転側基部１６Ｃが、車両側固定部１６Ａおよび車両側プーリ１６Ｂに回転可能に支持される。回転側基部１６Ｃは、外形が円柱状の部材である。スライド機構基部１６Ｄは、回転側基部１６Ｃの上側に設けられる。スライド機構基部１６Ｄは、スライド機構１７が設けられる部材である。スライド機構基部１６Ｄは、幅および長さに対して高さが低い直方体状の外形を有する。スライド機構基部１６Ｄは、厚い板状ということもできる。駆動機構収納部１６Ｅは、回転側基部１６Ｃなどを回転させる機構を収納する。回転側基部１６Ｃなどを回転させる機構は、駆動ベルト１６Ｇや駆動ギア１６Ｊなどである。駆動機構収納部１６Ｅは、モータ１６Ｈを駆動する駆動回路基板も収納する。駆動機構収納部１６Ｅは、直方体状の外形を有する部材である。駆動機構収納部１６Ｅは、底面を有さず、下側が開放されている。駆動機構収納部１６Ｅは、スライド機構基部１６Ｄの下側に設けられる。スライド機構基部１６Ｄは、回転側基部１６Ｃに接続する。回転側基部１６Ｃが回転しても、スライド機構基部１６Ｄと回転側基部１６Ｃとの位置関係は変化しない。駆動機構収納部１６Ｅは、スライド機構基部１６Ｄに接続する。回転側基部１６Ｃが回転しても、駆動機構収納部１６Ｅとスライド機構基部１６Ｄとの位置関係は変化しない。スライド機構基部１６Ｄは、スライド機構１７において車両接続部１６に支持される基部である。

回転側基部１６Ｃは、回転側保持穴１６Ｌの内部に挿入される。ベアリング１６Ｆは、車両側固定部１６Ａと回転側基部１６Ｃの間に存在して、回転側基部１６Ｃを車両側固定部１６Ａに対して摩擦を少なく回転可能にする。

車両側プーリ１６Ｂ、駆動ベルト１６Ｇ、モータ１６Ｈ、駆動ギア１６Ｊおよび移動側プーリ１６Ｋは、回転側基部１６Ｃなどを回転させる。モータ１６Ｈは、回転側基部１６Ｃなどを回転させる動力を発生する。駆動ギア１６Ｊは、モータ１６Ｈの回転軸に直結される。モータ１６Ｈが回転すると、駆動ギア１６Ｊが回転する。駆動ギア１６Ｊおよび２個の移動側プーリ１６Ｋには、駆動ベルト１６Ｇが掛けられる。環状の駆動ベルト１６Ｇは、車両側プーリ１６Ｂの側面に押し付けられる。駆動ベルト１６Ｇの内周面には、駆動ギア１６Ｊの歯とかみ合う歯が設けられている。駆動ベルト１６Ｇの外周面には、車両側プーリ１６Ｂの歯とかみ合う歯が設けられている。駆動ギア１６Ｊが回転すると、駆動ベルト１６Ｇが移動する。駆動ベルト１６Ｇが移動するので、車両側プーリ１６Ｂの回りを駆動ギア１６Ｊおよび駆動機構収納部１６Ｅが回転する。駆動機構収納部１６Ｅは回転側基部１６Ｃおよびスライド機構基部１６Ｄと接続しているので、回転側基部１６Ｃおよびスライド機構基部１６Ｄも車両側プーリ１６Ｂの回りに回転する。車両側プーリ１６Ｂの中心軸は方位角軸ＡＺなので、回転側基部１６Ｃおよびスライド機構基部１６Ｄは方位角軸ＡＺの回りを回転する。

スライド機構１７は、胴体部１２を支持する第１リンク１７Ａの車両部１Ｗの上面に対する角度（仰角）を変更する機構である。スライド機構１７は、第１リンク１７Ａ、スライド移動部材１７Ｂ、第２リンク１７Ｃ、レール１７Ｄ、レール把持部１７Ｅ、ネジ棒１７Ｆ、ナット１７Ｇ、モータ１７Ｈ、駆動機構収納部１７Ｊおよび保護板１７Ｋを有する。第１リンク１７Ａは、伸縮機構１８を介して胴体部１２を支持する部材である。第１リンク１７Ａは、厚い板状の部材である。スライド移動部材１７Ｂおよび第２リンク１７Ｃは、第１リンク１７Ａの仰角を変更するために移動または回転する。スライド移動部材１７Ｂは、第１リンク１７Ａの下端を支持する。スライド移動部材１７Ｂは、スライド機構基部１６Ｄの上側をスライド機構基部１６Ｄが延在する方向に移動する。

スライド移動部材１７Ｂは、上下の２個の部材に分かれる。スライド移動部材１７Ｂの２個の部材の間を保護板１７Ｋが通る。保護板１７Ｋよりも上側のスライド移動部材１７Ｂは、第１リンク１７Ａの側面の下端側を回転可能に支持する。上側のスライド移動部材１７Ｂの形状は、第１リンク１７Ａの側面を挟む２個の略三角形の部材を、２個の連結部材で連結した形状である。言い換えると、上側のスライド移動部材１７Ｂの形状は、スライド機構基部１６Ｄに対して垂直な方向に延在する高さが低い四角筒のような形状である。四角筒のスライド機構基部１６Ｄが延在する方向の２個の側面が、２個の略三角形の部材である。２個の略三角形の部材が、第１リンク１７Ａの下端に近い側面を両側から回転可能に支持する。側面から見て略三角形の形状の部材の下側に、スライド移動部材１７Ｂの下側の部材が接続する。スライド移動部材１７Ｂの下側の部材は、スライド機構基部１６Ｄの上面に平行に設けられた板状の形状である。スライド移動部材１７Ｂの下側の部材は、レール１７Ｄに沿って移動する。

第２リンク１７Ｃは、一端がスライド機構基部１６Ｄに回転可能に接続する。第２リンク１７Ｃの他端は、第１リンク１７Ａの上部に回転可能に接続する。第２リンク１７Ｃは、２枚のリンク部１７ＣＡを連結部１７ＣＢにより連結した形状である。リンク部１７ＣＡは、厚い板材のような外形を有する。リンク部１７ＣＡの主面は、長方形の両端を半円に置き換えた形状である。２枚のリンク部１７ＣＡの前側の側面に連結部１７ＣＢが接続する。連結部１７ＣＢは、外形が長方形の枠状のフレームに２個の対角線のフレームを接続した形状である。

第２リンク１７Ｃの一端がスライド機構基部１６Ｄに回転可能に接続する箇所を、車両側リンク取付部Ｊ１と呼ぶ。車両側リンク取付部Ｊ１は、軸部材が軸受に回転可能に保持される構造である。車両側リンク取付部Ｊ１は、２本のリンク部１７ＣＡに対応させて２個設けられる。第１リンク１７Ａの下端がスライド移動部材１７Ｂと回転可能に接続する箇所を、移動部材取付部Ｊ２と呼ぶ。第２リンク１７Ｃの他端が第１リンク１７Ａと回転可能に接続する箇所を移動側リンク取付部Ｊ３と呼ぶ。移動部材取付部Ｊ２および移動側リンク取付部Ｊ３は、車両側リンク取付部Ｊ１と同様な構造を有する。

車両側リンク取付部Ｊ１は、第２リンク１７Ｃの下端が回転可能に接続する、スライド機構基部１６Ｄに設けられたリンク下端支持部である。移動部材取付部Ｊ２は、第１リンク１７Ａにおけるスライド移動部材１７Ｂとの接続箇所である。移動側リンク取付部Ｊ３は、第１リンク１７Ａにおける第２リンク１７Ｃとの接続箇所である。

スライド移動部材１７Ｂが移動すると、第２リンク１７Ｃおよび第１リンク１７Ａが回転して、第１リンク１７Ａの仰角が変化する。スライド移動部材１７Ｂの下端が方位角軸ＡＺから遠ざかる向きに移動すると、第１リンク１７Ａの仰角が小さくなる。スライド移動部材１７Ｂの下端が方位角軸ＡＺに近づく向きに移動すると、第１リンク１７Ａの仰角が大きくなる。

第１リンク１７Ａは、その下端がスライド移動部材１７Ｂにより支持される。第１リンク１７Ａは、移動側リンク取付部Ｊ３の位置で第２リンク１７Ｃにより支持される。第１リンク１７Ａにおいて、移動部材取付部Ｊ２と移動側リンク取付部Ｊ３との間の部分を被支持部分と呼ぶ。移動部材取付部Ｊ２が、第１リンク１７Ａとスライド移動部材１７Ｂが回転可能に接続する箇所である。

スライド移動部材１７Ｂは、スライド機構基部１６Ｄの上側で車両部１Ｗの上面に平行な直線に沿って移動する移動部である。第１リンク１７Ａは、スライド移動部材１７Ｂに下端が回転可能に接続する。第１リンク１７Ａは、車両部１Ｗの上面と仰角をなす方向に延在する。仰角は、胴体部１２が延在する方向と車両部１Ｗの上面との間の角度である。第１リンク１７Ａは、伸縮機構１８を介して胴体部１２を支持する。第２リンク１７Ｃは、上端（一端）が第１リンク１７Ａに回転可能に接続する。車両側リンク取付部Ｊ１は、スライド移動部材１７Ｂが沿って移動する直線よりも下側に存在する。

レール１７Ｄとレール把持部１７Ｅは、スライド機構基部１６Ｄが延在する方向にだけスライド移動部材１７Ｂが移動するように規制する。２本のレール１７Ｄが、スライド機構基部１６Ｄの側面に平行に設けられる。レール１７Ｄは、２個の長方形を重ねた断面を有する棒状の部材である。２個の長方形の中で、スライド機構基部１６Ｄから遠い側の長方形の方がその幅が広い。レール把持部１７Ｅは、レール１７Ｄの幅が広い長方形を囲むような断面形状を有する。レール把持部１７Ｅは、スライド移動部材１７Ｂの下面のレール１７Ｄに直交する方向の両端に近い位置に、１本のレール１７Ｄに対して２個ずつ設けられる。２個のレール把持部１７Ｅは、レール１７Ｄに対応する同一直線上に設けられる。レール把持部１７Ｅとレール１７Ｄとの間には、適切な間隔が存在する。

ネジ棒１７Ｆ、ナット１７Ｇおよびモータ１７Ｈは、スライド移動部材１７Ｂを移動させる。ネジ棒１７Ｆは、スライド機構基部１６Ｄの上側において幅方向の中央にレール１７Ｄに平行に設けられる。ネジ棒１７Ｆの両端が、スライド機構基部１６Ｄの上面に固定される。ナット１７Ｇは、スライド移動部材１７Ｂの底面に固定される。ナット１７Ｇは、ネジ棒１７Ｆとかみ合う雌ネジが設けられたネジ穴を有する。ネジ棒１７Ｆは、ナット１７Ｇのネジ穴を通る。ナット１７Ｇのネジ穴をネジ棒１７Ｆが通る状態で、ネジ棒１７Ｆはスライド機構基部１６Ｄの上面に固定される。モータ１７Ｈは、ネジ棒１７Ｆに直結して設けられる。モータ１７Ｈが回転すると、ネジ棒１７Ｆも回転する。ネジ棒１７Ｆが回転すると、ナット１７Ｇは回転できないので、ナット１７Ｈおよびスライド移動部材１７Ｂが移動する。保護板１７Ｋは、ネジ棒１７Ｆなどを保護するために設けられる。保護板１７Ｋは、スライド機構基部１６Ｄの上面に平行に設けられた薄い板材である。

駆動機構収納部１７Ｊは、モータ１７Ｈと、伸縮機構１８が有するモータを駆動するための駆動回路基板を収納する。駆動機構収納部１７Ｊは、外形が直方体状の形状である。駆動機構収納部１７Ｊは、スライド機構基部１６Ｄの方位角軸ＡＺから遠い側の端に接続する。駆動機構収納部１７Ｊの底面の高さ方向の位置は、駆動機構収納部１６Ｅの底面の位置とほぼ同じである。

伸縮機構１８は、第１リンク１７Ａに対して制御基板収納部２０を移動させる。伸縮機構１８は、スライド機構１７でスライド移動部材１７Ｂを移動させる機構と同様な構造である。伸縮機構１８は、伸縮移動部材１８Ａ、レール１８Ｂ、レール把持部１８Ｃ、ネジ棒１８Ｄ、ナット１８Ｅ、モータ１８Ｆ、駆動機構収納部１８Ｇ、保護板１８Ｈおよびケーブル１８Ｊを有する。伸縮移動部材１８Ａは、制御基板収納部２０を支持する。伸縮移動部材１８Ａは、第１リンク１７Ａに対して第１リンク１７Ａが延在する方向に移動する。伸縮移動部材１８Ａは、第１リンク１７Ａの長さの大部分を移動する。伸縮移動部材１８Ａが移動することで、第１リンク１７Ａの下端から腕接続部１９までの距離（胴体長）が変化する。胴体長の定義は、後で説明する。伸縮移動部材１８Ａは、胴体部１２を支持し、前記第１リンクに支持される胴体支持部である。伸縮機構１８は、伸縮移動部材１８Ａを第１リンク１７Ａに沿って移動可能にする。

伸縮移動部材１８Ａは、四角筒の形状を有する。伸縮移動部材１８Ａが延在する方向と直交する伸縮移動部材１８Ａの断面は、高さが幅に対して小さい長方形である。伸縮移動部材１８Ａは、第１リンク１７Ａとほぼ同じ幅を有し、長さが第１リンク１７Ａの４５％程度である。伸縮移動部材１８Ａの内部を、ネジ棒１８Ｄなどを保護する保護板１８Ｈが通る。保護板１８Ｈは、第１リンク１７Ａの上面に平行に設けられた薄い板材である。伸縮移動部材１８Ａには、制御基板収納部２０の底面が接続する。図９から図１５では、伸縮移動部材１８Ａは、制御基板収納部２０に接続する部分を除いた状態で表示している。

レール１８Ｂとレール把持部１８Ｃは、第１リンク１７Ａが延在する方向にだけ伸縮移動部材１８Ａが移動するように規制する。２本のレール１８Ｂが、第１リンク１７Ａの側面に平行に設けられる。レール１８Ｂは、２個の長方形を重ねた断面を有する棒状の部材である。２個の長方形の中で、第１リンク１７Ａから遠い側の長方形の幅が広い。レール把持部１８Ｃは、レール１８Ｂの幅が広い長方形を囲むような断面形状を有する。レール把持部１８Ｃは、１本のレール１８Ｂに対して２個ずつ設けられる。２個のレール把持部１８Ｃは、レール１８Ｂに対応する同一直線上に設けられる。レール把持部１８Ｃは、伸縮移動部材１８Ａの下面に設けられる。２個のレール把持部１８Ｃは、伸縮移動部材１８Ａが延在する方向の両端に近い位置にそれぞれ設けられる。レール把持部１８Ｃの側面および底面とレール１８Ｂの間には、適切な間隔が存在する。

ネジ棒１８Ｄ、ナット１８Ｅ、モータ１８Ｆおよび駆動機構収納部１８Ｇは、伸縮移動部材１８Ａを移動させる。ネジ棒１８Ｄは、第１リンク１７Ａの上側において幅方向の中央にレール１８Ｂに平行に設けられる。ネジ棒１８Ｄの両端が、第１リンク１７Ａの上側の面に固定される。ナット１８Ｅは、伸縮移動部材１８Ａの底面に固定される。ナット１８Ｅは、ネジ棒１８Ｄとかみ合う雌ネジが設けられたネジ穴を有する。ネジ棒１８Ｄは、ナット１８Ｅのネジ穴を通る。ナット１８Ｅのネジ穴をネジ棒１８Ｄが通る状態で、ネジ棒１８Ｄは第１リンク１７Ａの上側の面に固定される。モータ１８Ｆは、ネジ棒１８Ｄを回転させる動力を発生する。モータ１８Ｆが回転すると、ネジ棒１８Ｄが回転する。駆動機構収納部１８Ｇは、モータ１８Ｆの回転をネジ棒１８Ｄに伝える機構を収納する。ネジ棒１８Ｄが回転すると、ナット１８Ｅは回転できないので、ナット１８Ｆおよび伸縮移動部材１８Ａが移動する。

駆動機構収納部１８Ｇは、第１リンク１７Ａの下端に第１リンク１７Ａに対して垂直に設けられる。駆動機構収納部１８Ｇは、外形が直方体状である。モータ１８Ｆは、駆動機構収納部１８Ｇの上側の面に垂直に設けられる。モータ１８Ｆは、駆動機構収納部１８Ｇの上側の面における第１リンク１７Ａから遠い側の端部において幅方向の中央に設けられる。

伸縮移動部材１８Ａおよび制御基板収納部２０が、駆動機構収納部１８Ｇに近い位置に移動した場合にモータ１８Ｆが制御基板収納部２０と干渉しないように、制御基板収納部２０の底面には、モータ１８Ｆを収納する穴を設ける。

ケーブル１８Ｊは、駆動機構収納部１７Ｊに収納された回路基板で生成されるモータ１８Ｆを駆動する電流を伸縮機構１８に伝える。また、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌが撮影した画像もケーブル１８Ｊを介して伝えられる。画像は、駆動機構収納部１７Ｊの内部に配置された機器を介して通信装置６により無線通信で遠隔制御装置３に伝えられる。

ロボット１の大きさは、以下である。車両部１Ｗの下端から頭部１１の上端までの高さが、最大で約１．６ｍである。車両部１Ｗの前後方向の長さが、約１．３ｍである。腕接続部１９および腕部５の最小の横幅は、約０．５５ｍである。高さが最も低くなる姿勢では、高さが約１．１ｍである。重量は、ヒューマノイド部１Ｈおよび胴体位置変更機構１Ｂで約２００ｋｇ、ロボット１全体で約３３０ｋｇである。腕部５を水平に伸ばした状態で、片手で約５ｋｇ、両手で約１０ｋｇの重量の物体を把持できる。腕部５を鉛直下方に伸ばした状態では、片手で約１０ｋｇ、両手で約２０ｋｇの重量の物体を把持できる。物体を把持した状態で、ヒューマノイド部１Ｈを移動させることができる。

ロボット１の姿勢を表現するため、３種類の直交座標系を使用する。３種類の直交座標系は、第１の直交座標系、第２の直交座標系、第３の直交座標系である。第１の直交座標系は、車両部１Ｗを基準とする直交座標系である。第２の直交座標系は、胴体位置変更機構１Ｂとともに方位角軸ＡＺの回りを回転する直交座標系である。第３の直交座標系は、腕接続部１９を基準とする直交座標系である。

車両部１Ｗを基準とする第１の直交座標系を、以下のように定義する。第１の直交座標系により、車両部１Ｗに対する胴体位置変更機構１Ｂおよびヒューマノイド部１Ｈの位置を表現する。
Ｘ１軸:車両部１Ｗの左右方向に平行な軸。
Ｙ１軸:車両部１Ｗの前後方向に平行な軸。
Ｚ１軸:車両部１Ｗの高さ方向に平行な軸。方位角軸ＡＺと一致させる。

Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸は、互いに直交する。Ｚ１軸と車両部１Ｗの上面の交点を、第１の直交座標系の原点とする。右方をＸ１軸の正の向きとし、前方をＹ１軸の正の向きとし、上方をＺ１軸の正の向きとする。Ｘ１軸およびＹ１軸は、車両部１Ｗの上面に平行である。Ｚ１軸は、車両部１Ｗの上面と直交する。車両部１Ｗの上面を車両部基準面と呼ぶ。車両部基準面は、車両部１Ｗと交差する方位角軸ＡＺに垂直な平面である。車両部基準面は、Ｘ１Ｙ１平面でもある。

胴体位置変更機構１Ｂとともに方位角軸ＡＺの回りを回転する第２の直交座標系を以下のように定義する。第２の直交座標系を使用して、スライド機構１７および伸縮機構１８の動作を説明する。
Ｘ２軸:車両部１Ｗの上面に平行でスライド機構１７が延在する方向に直交する軸。
Ｙ２軸:車両部１Ｗの上面に平行でスライド機構１７が延在する方向に平行な軸。
Ｚ１軸:車両部１Ｗの高さ方向に平行な軸。

Ｘ２軸、Ｙ２軸、Ｚ１軸は、互いに直交する。第２の直交座標系の原点は、第１の直交座標系の原点と同じである。基準状態では、Ｘ１軸とＸ２軸、Ｙ１軸とＹ２軸は、それぞれ互いに一致する。駆動機構収納部１７Ｊが存在する側に向かう方向を、Ｙ２軸の負の向きとする。

腕接続部１９を基準とする第３の直交座標系を以下のように定義する。第３の直交座標系により、腕接続部１９に対する腕部５の位置を表現する。
Ｘ３軸:２本の腕部５が腕接続部１９に接続する２個の箇所を通る回転軸。
Ｙ３軸:Ｘ３軸およびＺ３軸に直交する軸。
Ｚ３軸:腕接続部１９の上側の面に垂直な軸。

Ｘ３軸、Ｙ３軸、Ｚ３軸は、互いに直交する。第３の直交座標系の原点は、２本の腕部５が腕接続部１９に接続する２個の箇所を結ぶ線分の中点とする。Ｘ３軸、Ｙ３軸、Ｚ３軸は原点を通る。腕接続部１９の右方をＸ３軸の正の向きとし、前方をＹ３軸の正の向きとし、上方をＺ３軸の正の向きとする。Ｘ３軸は、Ｘ２軸と平行である。基準状態では、Ｙ３軸はＹ２軸と平行であり、Ｚ３軸はＺ１軸と平行である。Ｚ３軸は、第１リンク１７Ａが延在する方向に対して約３０度の角度をなす。

ヒューマノイド部１Ｈの構造の説明に戻る。図３などに示すように、頭部１１は、胴体部１２（腕接続部１９）の上側に接続する。頭部１１は、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_ＬをＡＺ３軸およびＥＬ３軸の回りに回転可能に支持する部分である。ＡＺ３軸は、Ｚ３軸に平行な回転軸である。ＥＬ３軸は、Ｘ３Ｙ３平面に平行な回転軸である。ＡＺ３軸とＥＬ３軸は、互いに直交する。ＡＺ３軸およびＥＬ３軸を図１６などに示す。

頭部１１は、頭部カバー１１Ａを有する。図１６から図１９に、頭部カバー１１Ａを外した状態での頭部１１の付近を拡大したヒューマノイド部１Ｈの斜視図、正面図、右側面図および平面図を示す。頭部１１は、頭部カバー１１Ａ、胴体接続部１１Ｂ、首部１１Ｃ、カメラ保持部１１Ｄ、仰角軸受部１１Ｅ、プーリ１１Ｆ、駆動プーリ１１Ｇ、駆動ベルト１１Ｈ、モータ１１Ｊ、プーリ１１Ｋ、駆動プーリ１１Ｌ、駆動ベルト１１Ｍおよびモータ１１Ｎを有する。頭部カバー１１Ａは、頭部１１の機構を保護し外部から見えないようにする覆いである。胴体接続部１１Ｂは、腕接続部１９の上側の面に接続する円筒状の部材である。胴体接続部１１Ｂは、腕接続部１９の上側の面に固定される。胴体接続部１１Ｂは、胴体部１２の一部と考えることもできる。胴体接続部１１Ｂの円筒の中心軸は、ＡＺ３軸と一致する。首部１１Ｃは、胴体接続部１１Ｂに対してＡＺ３軸の回りに回転する部材である。首部１１Ｃは、下部は外形が円筒状であり、上部が底面および側面を有する板状の部材である。首部１１Ｃの下部の円筒状の部分が、胴体接続部１１Ｂが有する円筒状の穴に回転可能に挿入される。

カメラ保持部１１Ｄは、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌを保持する部材である。カメラ保持部１１Ｄは、上側に長方形の板材を９０度に折り曲げた形状の部分を有する。カメラ保持部１１Ｄの上側の面に、数ｃｍ程度の間隔を空けて右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌが取り付けられる。カメラ保持部１１Ｄは、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの光軸が平行になるように保持する。カメラ保持部１１Ｄ、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌで光軸が平行になるように配置された２個のカメラと考えることができる。右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの光軸が延在する方向を視線方向と呼ぶ。カメラ保持部１１Ｄは、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの腕接続部１９の上側の面からの高さが同じになるように保持する。カメラ保持部１１Ｄは、下側に外形が円筒状の部分を有する。円筒状の部分は、腕接続部１９の上側の面に平行に延在する。円筒状の部分の中心軸が、ＥＬ３軸になる。仰角軸受部１１Ｅは、カメラ保持部１１Ｄの下部の円筒状の部分をＥＬ３軸の回りに回転可能に保持する部材である。仰角軸受部１１Ｅは、首部１１Ｃの側面に取り付けられる。

首部１１Ｃを胴体接続部１１Ｂに対してＡＺ３軸の回りに回転させる機構を、頭部回転部と呼ぶ。頭部回転部は、胴体接続部１１Ｂに対して回転可能に首部１１Ｃを胴体接続部１１Ｂに接続する。頭部回転部は、プーリ１１Ｆ、駆動プーリ１１Ｇ、駆動ベルト１１Ｈおよびモータ１１Ｊを有する。プーリ１１Ｆは、胴体接続部１１Ｂの上側に固定される。プーリ１１Ｆは、胴体接続部１１Ｂが有する内部空間が円筒状である穴の周辺を覆うように設けられる。プーリ１１Ｆの中心軸は、穴の中心軸と一致させる。首部１１Ｃの下部の円筒状の部分は、プーリ１１Ｆを貫通する。プーリ１１Ｆは、首部１１の下部の円筒状の部分を回転可能に保持する。駆動プーリ１１Ｇは、ＡＺ３軸に平行な回転軸の回りを回転するように設けられる。プーリ１１Ｆおよび駆動プーリ１１Ｇは、基準状態ではＹ３軸に沿って並ぶように設けられる。駆動ベルト１１Ｈは、駆動プーリ１１Ｇとプーリ１１Ｆに掛け渡される。駆動ベルト１１Ｈは、駆動プーリ１１Ｇが回転することで、駆動プーリ１１Ｇ、首部１１Ｃおよびカメラ保持部１１Ｄがプーリ１１Ｆの回りを回転することを可能にする。モータ１１Ｊは、首部１１Ｃの底面に取り付けられる。モータ１１Ｊの回転軸は、首部１１Ｃの底面に設けられた開口を通る。モータ１１Ｊの回転軸に、駆動プーリ１１Ｇが取り付けられる。モータ１１Ｊが回転すると、駆動プーリ１１Ｇが回転する。駆動プーリ１１Ｇは、駆動ベルト１１Ｈの内側を回転移動する。駆動プーリ１１Ｇの回転移動に応じて、駆動ベルト１１Ｈがプーリ１１Ｆと接触する部分も回転移動する。駆動プーリ１１Ｇおよびカメラ保持部１１Ｄは首部１１Ｃに取り付けられているので、駆動プーリ１１Ｇ、首部１１Ｃおよびカメラ保持部１１Ｄがプーリ１１Ｆの回りを回転移動する。こうして、モータ１１Ｊが正回転または逆回転することで、首部１１Ｃが胴体接続部１１Ｂに対して時計回りまたは反時計回りで回転する。

右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの光軸がＸ３Ｙ３平面となす角度を、視線仰角と呼ぶ。ＥＬ３軸を、視線仰角変更軸と呼ぶ。カメラ保持部１１Ｄを首部１１Ｃに対してＥＬ３軸の回りに回転させる機構を、視線仰角変更部と呼ぶ。視線仰角変更部は、プーリ１１Ｋ、駆動プーリ１１Ｌ、駆動ベルト１１Ｍおよびモータ１１Ｎを有する。プーリ１１Ｋは、カメラ保持部１１Ｄの下部の円筒状の部分に取り付けられる。プーリ１１Ｋおよび駆動プーリ１１Ｌは、ＥＬ３軸に垂直な平面内で回転するように設けられる。プーリ１１Ｋおよび駆動プーリ１１Ｌは、その中心がＡＺ３軸上で上下に並ぶように設けられる。モータ１１Ｎは、首部１１Ｃの側面に取り付けられる。モータ１１Ｎの回転軸は、首部１１Ｃの側面に設けられた開口を通る。モータ１１Ｎの回転軸に、駆動プーリ１１Ｌが取り付けられる。モータ１１Ｋが回転すると、駆動プーリ１１Ｌが回転する。駆動ベルト１１Ｍは、駆動プーリ１１Ｌとプーリ１１Ｋに掛け渡される。駆動ベルト１１Ｍは、駆動プーリ１１Ｌの回転をプーリ１１Ｋに伝える。プーリ１１Ｋが回転すると、カメラ保持部１１ＤがＥＬ３軸の回りを回転する。こうして、モータ１１Ｎが正回転または逆回転することで、カメラ保持部１１Ｄが首部１１Ｃに対してＥＬ３軸の回りを上向きまたは下向きに回転する。

右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌは、胴体部１２の上側に設けられたカメラである。ＡＺ３軸は、胴体部１２と交差する頭部回転軸である。ＡＺ３軸に垂直なＸ３Ｙ３平面は、頭部回転軸に垂直な胴体部基準面である。首部１１Ｃは、ＡＺ３軸の回りに回転可能に胴体部１２に支持される。首部１１Ｃは、視線仰角を変更可能にカメラ保持部１１Ｄ、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌを支持する。

頭部回転部は、頭部１１をＡＺ３軸の回りに回転させる。頭部回転部は、頭部１１をＡＺ３軸の回りに回転可能に胴体部１２に接続する。視線仰角変更部は、カメラ保持部１１Ｄ、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_ＬをＥＬ３軸の回りに回転させる。視線仰角変更部は、カメラ保持部１１Ｄ、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_ＬをＥＬ３軸の回りに回転可能に首部１１Ｃに接続する。基準状態では、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの光軸は、Ｙ３軸に平行な方向を向く。

視線仰角変更部は、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの光軸（視線方向）をＥＬ３軸の回りに例えば－３０度から６０度回転させることができる。頭部回転部は、首部１１ＣをＡＺ３軸の回りに例えば－１００度から１００度、回転させることができる。基準状態では、ＥＬ３軸、ＡＺ３軸の回りの回転角度は、いずれも０度である。基準状態での視線方向は、車両部基準面（Ｘ１Ｙ１平面）および頭部基準面（Ｘ３Ｙ３平面）に平行である。視線方向を上に向ける場合に、ＥＬ３軸の回りの回転角度は正である。上から見てＡＺ３軸の回りに時計回りに回転する場合に、ＡＺ３軸の回りの回転角度が正である。ある軸の回りの回転角度は、その軸の回りに回転した角度である。

頭部１１が胴体部１２に接続する位置よりも高い位置にＥＬ３軸を設けているので、頭部１１が向く方向とは別の方向に視線方向を向けることができる。また、視線方向は胴体部基準面に対して上側に向けることができる角度を大きくしている。ロボットの高さを低くして頭部１１が下を向いて腕部５を前に伸ばした姿勢で、ロボット１の視線方向を前に向けることができる。オペレータ９０は、ハンド部２６の付近の状況を確認しながら遠隔操作ができる。

腕接続部１９は、腕接続構造部１９Ａと、２個の腕回転部１９Ｂとを有する。腕接続構造部１９Ａは、厚い板状である。腕回転部１９Ｂは、外形が直方体状である。腕接続構造部１９Ａの両側の主面は、左右方向を向く。腕接続構造部１９Ａの両側の主面の前側の部分に、それぞれ直方体状の腕回転部１９Ｂが接続する。腕回転部１９Ｂは、腕部５を回転させる機構を収納する。腕接続構造部１９Ａの後側の部分は、制御基板収納部２０と固定の角度で接続する。腕接続部１９の正面方向と制御基板収納部２０の正面方向は、水平面に対して垂直な同一平面上に存在する。腕接続部１９の正面方向は、制御基板収納部２０の正面方向に対して仰角が約３０度大きい方向である。腕回転部１９Ｂには、その後側から腕部５の根元を回転させる動力を発生させるモータ１９Ｄが挿入される。

ロボット１が有する回転軸または変更機構について説明する。腕部５以外の部分でロボット１は、以下に示すように、回転軸または変更機構を有する。
（ロボット１が腕部５以外で有する回転軸または変更機構）
ＡＺ軸：方位回転軸ＡＺ。車両部１Ｗに対して、胴体位置変更機構１Ｂおよびヒューマノイド部１Ｈを回転させる回転軸。ＡＺ軸は、Ｚ１軸と一致する。
仰角変更機構：車両部１Ｗの上面と胴体部１２（厳密には制御基板収納部２０）が延在する方向とがなす角度である仰角（ＥＬ角）を変更させる機構である。スライド機構１７が仰角変更機構である。スライド機構１７は、胴体部１２の下端の位置を車両部１Ｗの上面に平行な平面内で移動させることで、仰角を変更する。また、スライド機構１７は、仰角を変更可能に胴体部１２を支持する。
伸縮機構：伸縮機構１８は、胴体長を変更する。胴体長は、Ｙ２Ｚ１平面において第１リンク１７Ａが延在する方向を表す直線において、第１リンク１７Ａの下端と腕接続部１９との間の距離である。
ＡＺ３軸：頭部回転軸。頭部１１を腕接続部１９に対して回転させる回転軸。頭部回転軸は、腕接続部１９の上側の面に対して垂直である。
ＥＬ３軸：視線仰角変更軸。視線仰角を変更する回転軸である。視線仰角は、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの光軸がＸ３Ｙ３平面となす角度である。

車両接続部１６は、スライド機構１７を１回転自由度で回転可能に車両部１Ｗに接続する。車両接続部１６は、スライド機構１７をＡＺ軸の回りに回転可能に車両部１Ｗに接続する。ＡＺ軸は、車両部１Ｗの高さ方向に平行な回転軸である。車両接続部１６は、ＡＺ軸の回りに回転可能にスライド機構１７を支持する車両部１Ｗに設けられた方位角変更機構である。

ロボット１は、高さを最も低くした姿勢（収納姿勢と呼ぶ）を取ることができる。収納姿勢は、ロボット１が移動する際に取る姿勢である。また、作業時は、腕部５を伸ばしかつ伸縮機構１８も胴体長が最大になる状態にして、遠くの物体をロボット１が扱うことができる。図２０から図２５に、別の姿勢１として収納姿勢でのロボット１の斜視図、正面図、右側面図、背面図、左側面図および平面図を示す。図２６から図２８に、別の姿勢２として腕部５を伸ばした姿勢でのロボット１の斜視図、右側面図および平面図を示す。

収納姿勢では、車両の下や机の下などの低い位置で物体を探す場合や、低い所に置かれた物品を持ったりする作業を実施することもできる。

図２９を参照して、スライド機構１７の各部の長さなどを説明する。図２９は、スライド機構１７の各部の長さを表す変数を説明する右側面図である。
スライド機構１７の各部の長さを表すために、以下の変数を使用する。
Ｐ_１：Ｙ２Ｚ１平面において、車両側リンク取付部Ｊ１を表す点。
Ｐ_２：Ｙ２Ｚ１平面において、移動部材取付部Ｊ２を表す点。
Ｐ_３：Ｙ２Ｚ１平面において、移動側リンク取付部Ｊ３を表す点。
Ｐ_４：Ｙ２Ｚ１平面において、第１リンク１７Ａの上端を表す点。
Ｌ_１：第２リンク１７Ｃの長さ。点Ｐ_１と点Ｐ_３の間の距離。
Ｌ_２：第１リンク１７Ａの被支持部分の長さ。点Ｐ_２と点Ｐ_３の間の距離。
Ｌ_Ｂ：第１リンク１７Ａの長さ。点Ｐ_２と点Ｐ_４の間の距離。
ｘ：点Ｐ_１と点Ｐ_２のＹ２座標の差。水平距離と呼ぶ。
ｘ_ｍｉｎ：水平距離ｘの取り得る値の下限値。水平距離下限値と呼ぶ。
ｘ_ｍａｘ：水平距離ｘの取り得る値の上限値。水平距離上限値と呼ぶ。
Ｈ：点Ｐ_１と点Ｐ_２のＺ２座標の差。垂直距離と呼ぶ。
Ｌ_ｘ：点Ｐ_１と点Ｐ_２の間の距離。直線距離と呼ぶ。
Ｄ：点Ｐ_１と方位角軸ＡＺとの間の距離。
Ｆ：車両部１Ｗの上面からの点Ｐ_１の高さ。
Ｔ：車両部１Ｗの上面から点Ｐ_４までの高さ。ロボット高と呼ぶ。
ψ：第２リンク１７ＣとＹ２軸とがなす角度。制御角度と呼ぶ。
δ：第１リンク１７ＡとＹ２軸とがなす角度。仰角と呼ぶ。
η：点Ｐ_１と点Ｐ_２を結ぶ直線とＹ２軸とがなす角度。傾斜角度と呼ぶ。
図２９では、水平距離ｘが水平距離下限値ｘ_ｍｉｎである状態を示している。

これらの変数の間には、以下の関係式が成立する。
ｘ_ｍｉｎ≦ｘ≦ｘ_ｍａｘ (1)
Ｌ_１*sinψ＝Ｈ＋Ｌ_２*sinδ (2)
Ｌ_１*cosψ＋Ｌ_２*cosδ＝ｘ (3)
Ｌ_ｘ＝√(Ｈ^２＋ｘ^２) (4)
sinη＝Ｈ/Ｌ_ｘ (5)
cosη＝ｘ/Ｌ_ｘ (6)
Ｔ＝Ｆ＋Ｈ＋Ｌ_Ｂ*sinδ (7)
Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_Ｂ、Ｄ、Ｈ、ｘ_ｍｉｎおよびｘ_ｍａｘは、あらかじめ決められている。式(1)を満足する水平距離ｘを決めると、式(2)～(6)を充足するように、制御角度ψ、仰角δおよび傾斜角度ηが決まる。式(7)により、仰角δからロボット高Ｔが決まる。Ｈは、スライド移動部材１７Ｂが移動する直線と車両側リンク取付部Ｊ１の高さの差である。

なお、実際のロボットの高さは、ロボット高Ｔに車両部１Ｗの高さと第１リンク１７の上端から頭部１１の最も高い箇所までの高さを加えた高さになる。ロボット高Ｔを小さくすることを検討する際には、伸縮機構１８は最も短い状態であるとする。

制御角度ψを消去するように、式(2), (3)を変形すると、以下の式を得る。
Ｌ_１ ^２＝Ｌ_２ ^２+Ｈ^２＋ｘ^２＋２*Ｌ_２*(Ｈ*sinδ－ｘ*cosδ) (8)
式(8)に、式(4)～(6)を代入して三角関数の加法定理を適用すると、以下の式を得る。
Ｌ_１ ^２＝Ｌ_２ ^２+Ｌ_ｘ ^２－２*Ｌ_２*Ｌ_ｘ*cos(δ+η) (9)
式(9)は、点Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３を頂点とする三角形において頂点Ｐ２での内角についての余弦定理を表す式である。

式(9)を変形して、以下の式が得られる。
cos(δ+η)＝(1/2)*(Ｌ_１ ^２－Ｌ_２ ^２－Ｌ_ｘ ^２)/Ｌ_２/Ｌ_ｘ (10)
また、以下の式が成立する。
sin(δ+η)＝√(１-cos^２(δ+η)) (11)
sinδ＝sin(δ+η)*cosη－cos(δ+η)*sinη (12)
cosδ＝sin(δ+η)*sinη＋cos(δ+η)*cosη (13)

水平距離ｘが式(1)で規定される範囲内で移動する際に、仰角δとロボット高Ｔ_Ｌが取る最大値および最小値に関して、以下の変数を定義する。
Ｌ_ｘＨ：直線距離Ｌ_ｘの最大値。
Ｌ_ｘＬ：直線距離Ｌ_ｘの最小値。
δ_Ｈ：仰角δの最大値。
δ_Ｌ：仰角δの最小値。
η_Ｈ：傾斜角度ηの最大値。
η_Ｌ：傾斜角度ηの最小値。
Ｔ_Ｌ：ロボット高Ｔの最小値。
δ_Ｈ０：仰角δの最大値δ_Ｈが充足すべき許容値。
δ_Ｌ０：仰角δの最小値δ_Ｌが充足すべき許容値。
Ｔ_Ｌ０：ロボット高Ｔの最小値Ｔ_Ｌが充足すべき許容値。

これらの変数は、以下の式により計算できる。
Ｌ_ｘＨ＝√(Ｈ^２＋ｘ_ｍａｘ ^２) (14)
Ｌ_ｘＬ＝√(Ｈ^２＋ｘ_ｍｉｎ ^２) (15)
sinη_Ｈ＝Ｈ/Ｌ_ｘＬ (16)
cosη_Ｈ＝ｘ_ｍｉｎ/Ｌ_ｘＬ (17)
sinη_Ｌ＝Ｈ/Ｌ_ｘＨ (18)
cosη_Ｌ＝ｘ_ｍａｘ/Ｌ_ｘＨ (19)
cos(δ_Ｈ+η_Ｈ)＝(1/2)*(Ｌ_１ ^２－Ｌ_２ ^２－Ｌ_ｘＬ ^２)
/Ｌ_２/Ｌ_ｘＬ (20)
sin(δ_Ｈ+η_Ｈ)＝√(１-cos^２(δ_Ｈ+η_Ｈ)) (21)
sinδ_Ｈ＝sin(δ_Ｈ+η_Ｈ)*cosη_Ｈ－cos(δ_Ｈ+η_Ｈ)*sinη_Ｈ (22)
cosδ_Ｈ＝sin(δ_Ｈ+η_Ｈ)*sinη_Ｈ＋cos(δ_Ｈ+η_Ｈ)*cosη_Ｈ (23)
cos(δ_Ｌ+η_Ｌ)＝(1/2)*(Ｌ_１ ^２－Ｌ_２ ^２－Ｌ_ｘＨ ^２)
/Ｌ_２/Ｌ_ｘＨ (24)
sin(δ_Ｌ+η_Ｌ)＝√(１-cos^２(δ_Ｌ+η_Ｌ)) (25)
sinδ_Ｌ＝sin(δ_Ｌ+η_Ｌ)*cosη_Ｌ－cos(δ_Ｌ+η_Ｌ)*sinη_Ｌ (26)
cosδ_Ｌ＝sin(δ_Ｌ+η_Ｌ)*sinη_Ｌ＋cos(δ_Ｌ+η_Ｌ)*cosη_Ｌ (27)
Ｔ_Ｌ＝Ｆ＋Ｈ＋Ｌ_Ｂ*sinδ_Ｌ (28)

許容値との間では、以下の式が成立する。
δ_Ｌ≦δ_Ｌ０ (29)
δ_Ｈ≧δ_Ｈ０ (30)
Ｔ_Ｌ≦Ｔ_Ｌ０ (31)

数式では示さないが、車両部１Ｗの車長から決まる水平距離上限値ｘ_ｍａｘに対する制約が存在する。作業時の起立姿勢での安定性を確保するため、制御角度ψの上限および水平距離下限値ｘ_ｍｉｎが制約される。ロボット１が移動時および作業のために取りうるすべての姿勢で重心が方位角軸ＡＺの近傍に存在して、重心の安定性を確保することも必要である。すべての姿勢には、胴体長を変化させた姿勢も含む。ヒューマノイド部１Ｈが収納姿勢を取る際に、胴体位置変更機構１Ｂ、腕部５および車両部１Ｗが互いに干渉することが無いようにする必要がある。また、ロボット１が作業できる範囲ができるだけ大きいことが望ましい。収納姿勢での高さも、許容値以下の範囲においてできるだけ小さい方が望ましい。

ロボット１の各部の寸法は、これらのすべての制約条件および最適化したい条件を満足するように試行錯誤で、相反する要求値の間ではトレードオフを考慮して、ｘ_ｍａｘ、ｘ_ｍｉｎ、Ｈ、Ｄ、Ｌ_１およびＬ_２を決めている。

式(1)は、スライド移動部材１７Ｂが移動できる範囲である移動可能範囲を規定する式である。δ_Ｌは、移動可能範囲をスライド移動部材１７Ｂが移動する各状態で得られる仰角δの最小値（仰角最小値）である。δ_Ｌ０は、仰角最小値δ_Ｌに対して決められた最小仰角許容値である。式(29)は、仰角最小値δ_Ｌが最小仰角許容値δ_Ｌ０以下になることを表す。δ_Ｈは、移動可能範囲をスライド移動部材１７Ｂが移動する各状態で得られる仰角δの最大値（仰角最大値）である。δ_Ｈ０は、仰角最大値δ_Ｈに対して決められた最大仰角許容値である。式(30)は、仰角最大値δ_Ｈが最大仰角許容値δ_Ｈ０以上になることを表す。

点Ｐ_４は、胴体部１２の決められた箇所を表す点である。点Ｐ_４は、胴体部１２の外側にあるが胴体部１２に対する位置が決められた箇所である。Ｔ_Ｌは、移動可能範囲をスライド移動部材１７Ｂが移動する各状態で得られるロボット高Ｔの最小値（ロボット高最小値）である。Ｔ_Ｌ０は、ロボット高最小値Ｔ_Ｌに対して決められたロボット高許容値である。式(31)は、ロボット高最小値Ｔ_Ｌがロボット高許容値Ｔ_Ｌ０以下になることを表す。

ｘ_ｍａｘおよびｘ_ｍｉｎを決めておき、式(29)～(31)を成立させた上で、ロボットＴ_Ｌを最小にするように、Ｈ、Ｄ、Ｌ_１およびＬ_２を決めることもできる。その際には、式(14)～(31)の式を各変数で偏微分をとるなどして極値を取るような値を求めて、Ｈ、Ｄ、Ｌ_１およびＬ_２を決める。そのようにＨ、Ｄ、Ｌ_１およびＬ_２を決めることは、決められた移動可能範囲で、ロボット高最小値Ｔ_Ｌが最小になるように決めることを意味する。

ヒューマノイド部を有するロボットにおいて、多種多様な作業を１台のロボットで実施する場合には、ハンド部を所望の位置に配置する胴体部が必要である。より広い位置および角度の範囲にハンド部を有する腕部を動かす場合に、多くの関節部を有する胴体部が有効である。しかしながら、多くの自由度を確保するために関節部の数を増やすと、必要な部品の点数が増加するため、コストおよび質量が増加する。また、部品点数が多いと故障率の増加につながる。

また、ヒューマノイド部を有する自走可能なロボットにおいては、自走して作業場所まで移動し、作業場所で作業を実施する。作業場所まで移動する際に、細い通路や高さに制約がある個所を通過できるように、ロボットを小さくする必要がある。一方、ロボットに作業させる際は広い範囲にハンド部がアクセスできるようにしたいという要求もある。これらの相反する要求は、自走式のヒューマノイドロボットを活用する場面を多くする上で、どちらも満足させることが必要である。また、コストも重要な要素である。移動時のコンパクトさ、操作可能範囲の広さおよびコストのバランスを取った一つの解がロボット１であると、発明者らは考える。

ロボット１は、車両接続部１６、スライド機構１７および伸縮機構１８を含む胴体位置変更機構１Ｂを有する。胴体位置変更機構１Ｂは、胴体部１２の位置の方位角と仰角を変更でき、胴体長を変更できる。特許文献５のロボットの胴体部が６個の回転軸を有するのと比較して、方位角と仰角だけを変更できるようしている。特許文献５のロボットの胴体部は、その取り得る姿勢の自由度は非常に大きい。しかし、取り得る姿勢の中の大部分は、実際にロボットを使用する際には、全く使用されない姿勢、あるいは使用頻度が小さい姿勢であると考えられる。胴体部が方位角と仰角だけを変更できるようにしても、腕部は胴体部に対して広い範囲で異なる角度に向けることができる。胴体部の取り得る姿勢のバリエーションが減ったとしても、実用上ではそれほど問題にならないと考えられる。

仰角はスライド機構により変更することで、自分の重量と推力（動かせる荷重）の比を大きくできる。回転系による関節部では、推力を大きくするためにギアを多く使用する必要がある。多くのギアを使用すると、質量が増加する。スライド機構を使用することで、必要な推力を維持しながら軽量化を実現している。

スライド機構では、仰角の方向に延在する第１リンクの傾斜角度（仰角）を変更するので、仰角を小さくした際に、スライド機構に要する高さを、特許文献５のロボットよりも小さくできる。

また、胴体長は伸縮機構１８により長くできる。胴体長は、車両部１Ｗから腕接続部１９までの距離である。伸縮機構１８により胴体長を長くあるいは短くできる。そのため、移動時はロボット１が占める体積が小さいコンパクトな収納姿勢を取り、作業時は伸縮機構１８を有しないロボットよりも作業可能範囲を広くできる。移動時には、伸縮機構１８を最も短い状態にして、地面からロボット１の重心を低くでき、移動時の安定性が向上する。

車両接続部１６では、ＡＺ軸の回りに例えば－１６５度から１８５度の範囲で回転可能である。ここで、ＡＺ軸の回りの回転角度は、ヒューマノイド部１Ｈが向く方向が車両部１Ｗの向く方向と平行になる場合に、０度とする。ＡＺ軸の回りの回転角度は、上から見て時計回りに回転する場合に、角度を正とする。

スライド機構１７は、仰角を１５度から６０度の範囲で変更できる。伸縮機構１８は、胴体部１２を第１リンク１７Ａに対して最大０．２ｍ移動できる。

ロボット１では、２本の腕部５を車両部１Ｗに対して大きく動かすことができ、作業に適した方向に２本の腕部５を向けることができる。伸縮機構１８により、ハンド部２６が存在できる範囲も拡大できて、より広範囲な空間でロボット１が作業することが可能となる。胴体位置変更機構１Ｂにより、腕接続部１９の位置を決められた範囲の３次元空間内の任意の位置に配置できる。さらに、２本の腕部５の位置を、腕接続部１９に対して決められた範囲の３次元空間内の任意の位置に配置できる。

ロボット１の姿勢に応じて頭部１１を制御することで、ハンド部２６が存在する方向に右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌを向けることができる。また、スライド機構１７で仰角を変更しても、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの光軸の方向を変化させないモード（視線連動モードと呼ぶ）で動作させることもできる。視線連動モードでは、スライド機構１７で仰角を変更する際に、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌを保持するカメラ保持部１１ＤをＥＬ３軸の回りに、仰角が変化する方向とは反対方向に仰角が変化する角度と同じ角度だけ変更する。つまり、スライド機構１７で仰角をδ１だけ変更する場合に、カメラ保持部１１ＤをＥＬ３軸の回りにδ２（＝－δ１）だけ回転させる。δ１は、仰角を変更する第１の角度である。δ２は、δ１と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度である。視線連動モードでの制御装置６０は、スライド機構１７が仰角δを第１の角度δ１だけ変更する際に、第２の角度δ２（＝－δ１）だけ視線仰角を変更するように視線仰角変更部を制御する視線連動制御部である。

図３０から図３７を参照して、腕部５の構造を説明する。図３０は、腕部５の斜視図である。図３１は、腕部５の別の斜視図である。図３２から図３７は、腕部５の正面図、右側面図、背面図、左側面図、平面図および底面図である。腕部５は、ハンド部２６以外は、特許文献５の実施の形態５のロボットが有する腕部と同様の構造である。

腕部５は、腕基部２２、上腕部２４、前腕部２５およびハンド部２６が直列に接続する。腕基部２２は、腕接続部１９に回転可能に支持される。上腕部２４は、肩関節部２７により腕基部２２に２回転自由度で回転可能に接続する。前腕部２５は、肘関節部２８により上腕部２４に２回転自由度で回転可能に接続する。ハンド部２６は、手首関節部２９により前腕部２５に２回転自由度で回転可能に接続する。

図３８を参照して、腕部５が有する回転軸について説明する。図３８は、腕部５が有する回転軸を示す図である。図３８(A)は左の腕部５の左側面図であり、図３８(B)は左の腕部５の正面図である。

腕部５は、以下に示す７個の回転軸を有する。
ＡＺ４軸：腕部５を腕接続部１９に対して回転させる回転軸。腕基部２２を通り、腕基部２２を回転させる回転軸。ＡＺ４軸を、腕基部回転軸と呼ぶ。ＡＺ４軸の回りの回転角度を、腕基部回転角と呼ぶ。腕基部回転角を、変数θ_ＡＺ４で表す。
ＥＬ４軸：上腕部２４と腕基部２２とがなす角度を変更させる回転軸。ＥＬ４軸は、ＡＺ４軸と直交する。ＥＬ４軸の回りの回転角度を、上腕部傾斜角と呼ぶ。上腕部傾斜角を、変数δ_ＥＬ４で表す。
ＡＺ５軸：上腕部２４を通り、かつ上腕部２４を回転させる回転軸。ＡＺ５軸は、ＥＬ４軸と直交する。ＡＺ５軸を、上腕部回転軸と呼ぶ。ＡＺ５軸の回りの回転角度を、上腕部回転角と呼ぶ。上腕部回転角を、変数θ_ＡＺ５で表す。
ＥＬ５軸：前腕部２５と上腕部２４がなす角度を変更させる回転軸。ＥＬ５軸は、ＡＺ５軸と直交する。ＥＬ５軸の回りの回転角度を、前腕部傾斜角と呼ぶ。前腕部傾斜角を、変数δ_ＥＬ５で表す。
ＡＺ６軸：前腕部２５を通り、かつ前腕部２５を回転させる回転軸。ＡＺ６軸は、ＥＬ５軸と直交する。ＡＺ６軸を、前腕部回転軸と呼ぶ。ＡＺ６軸の回りの回転角度を、前腕部回転角と呼ぶ。前腕部回転角を、変数θ_ＡＺ６で表す。
ＥＬ６軸：ハンド部２６と前腕部２５（ＡＺ６軸）とがなす角度を、ＡＺ６軸およびＸＥＬ２軸を含む平面（前後方向回転平面）で回転させる回転軸。ＥＬ６軸は、ＡＺ６軸およびＸＥＬ２軸と直交する。ＥＬ６軸の回りの回転角度を、ハンド第１傾斜角と呼ぶ。ハンド第１傾斜角を、変数δ_ＥＬ６で表す。
ＸＥＬ２軸：ハンド部２６と前腕部２５（ＡＺ６軸）とがなす角度を、ＡＺ６軸およびＥＬ６軸を含む平面（左右方向回転平面）で回転させる回転軸。ＸＥＬ２軸は、ＡＺ６軸およびＥＬ６軸と直交する。ＸＥＬ２軸の回りの回転角度を、ハンド第２傾斜角と呼ぶ。ハンド第２傾斜角を、変数δ_ＸＥＬ２で表す。

前後方向回転平面は、ＡＺ６軸を含む第１平面である。左右方向回転平面は、前後方向回転平面と交差し、かつＡＺ６軸を含む第２平面である。計算は複雑になるが、第１平面と第２平面は、直交していなくてもよい。第１平面と第２平面は、ＡＺ６軸を含みかつ交差していればよい。

ＡＺ４軸は、腕基部２２を腕接続部１９に対して回転させる回転軸である。ＥＬ４軸とＡＺ５軸は、肩関節部２７で腕基部２２と上腕部２４との接続角度を変更する回転軸である。ＥＬ５軸とＡＺ６軸は、肘関節部２８で上腕部２４と前腕部２５との接続角度を変更する回転軸である。ＥＬ６軸とＸＥＬ２軸は、手首関節部２９で前腕部２５とハンド部２６との接続角度を変更する回転軸である。前後方向回転平面および左右方向回転平面は、前腕部２５を通る互いに直交する２平面である。

ＡＺ４軸は、腕接続部１９に垂直である。ＡＺ４軸は、腕接続部１９と交差していればよい。ＡＺ４軸は、肩部回転軸とも呼ぶ。肩部回転軸は、腕接続部１９と交差する回転軸である。ＡＺ４軸の回りの回転角度を、腕基部回転角あるいは肩部回転角と呼ぶ。

腕基部２２は、円柱状である。腕基部２２は、腕接続部１９が有する腕回転部１９Ｂに設けられた穴に回転可能に挿入される。腕回転部１９Ｂには、背面側からモータ１９Ｄが挿入される。腕回転部１９Ｂの内部には、モータ１９Ｄが出す回転トルクにより腕基部２２を回転させるウォームギア機構が収納される。腕基部２２の端部には、図示しないウォームホイールが設けられる。ウォームホイールは、モータ１９Ｄの回転により回転する図示しないウォームと噛み合う。モータ１９Ｄおよびウォームが回転すると、ウォームホイールおよび腕基部２２および腕部５がＡＺ４軸の回りに回転する。基準状態での腕部５は、ヒューマノイド部１Ｈの前後方向に回転する。腕基部２２の肩関節部２７側の端には、フランジが設けられる。腕基部２２のフランジに、肩関節部２７が接続する。腕基部２２は、ＡＺ４軸の回りを回転する。ＡＺ４軸は、円柱状である腕基部２２の中心を通る。腕回転部１９Ｂに設けられた穴と、この穴に回転可能に挿入される腕基部２２は、腕基部２２を胴体部１２に少なくとも１回転自由度で回転可能に接続する腕基部関節部２２Ａ（符号は図示せず）である。

腕基部２２の回転可能範囲は、例えば－３５度から１８０度の範囲である。ここで、腕基部２２がＡＺ４軸の回りに回転する角度（腕基部回転角）は、上腕部２４が下を向く場合に腕基部回転角を０度とし、上腕部２４が前方に回転する場合に、腕基部回転角を正とする。腕基部２２の回転により、上腕部２４を真上に向けることができる。また、上腕部２４を真下から後ろに３５度まで回転できる。腕基部回転角θ_ＡＺ４は、例えば－３５度≦θ_ＡＺ４≦１８０度の範囲内の何れかの値をとることができる。

肩関節部２７が、関節接続部２４Ａに対して中間円筒部２４Ｂを回転させる機構を含むと考えてもよい。そう考える場合には、肩関節部２７は、上腕部２４を２回転自由度で回転可能に腕基部２２に接続する。肩関節部２７は、上腕部２４を通る上腕部回転軸（ＡＺ５軸）の回りの回転と、上腕部２４と腕基部２２とがなす角度を変更する回転軸（ＥＬ４軸）の回りの回転とを可能にする。肩関節部２７におけるＡＺ５軸の回りの回転は、上腕部２４および前腕部２５を回転させる。ＡＺ５軸の回りに上腕部２４を回転させる場合には、肘関節部２８で前腕部２５をＡＺ５軸の回りに回転させる場合よりも、構造が簡単になる。

肩関節部２７は、ＥＬ４軸の回りの１回転自由度で上腕部２４を回転可能に上腕基部２２に接続すると考えてもよい。上腕部回転軸（ＡＺ５軸）の回りに上腕部２４を回転可能にする機構は、肩関節部２７ではなく、上腕部２４に設けられていると考えてもよい。そのように考える場合には、肩関節部２７は、上腕部２４を上腕基部２２に少なくとも１回転自由度で回転可能に接続する。また、上腕部２４を通る上腕部回転軸の回りに上腕部２４が回転可能である。

関節接続部２４Ａに対して中間円筒部２４Ｂを回転させる機構を肩関節部が含むことに加えて、腕基部２２および腕基部関節部２２Ａを肩関節部の一部と考えてもよい。そう考える場合には、肩関節部は、３回転自由度で回転可能に上腕部２４を腕回転部１９Ｂに接続する。肩関節部が有する３回転自由度は、ＡＺ４軸、ＥＬ４軸およびＡＺ５軸の回りの回転自由度である。腕回転部１９Ｂは腕接続部１９に含まれるので、肩関節部は、３回転自由度で回転可能に上腕部２４を腕接続部１９に接続する。腕接続部１９は胴体部１２に含まれるので、肩関節部は、３回転自由度で回転可能に上腕部２４を胴体部１２に接続する。肩関節部は腕部５を回転可能に胴体部１２に接続する。

肩関節部２７では、ＥＬ４軸の回りの回転可能範囲は、例えば－１０度から７５度である。ここで、肩関節部２７におけるＥＬ４軸の回転角度（上腕部傾斜角）は、上腕部２４が腕基部２２と直交する場合に角度を０度とする。上腕部２４と腕基部２２との間の角度が小さくなる、すなわち上腕部２４が胴体部１２から離れるように回転する場合に、ＥＬ４軸の角度を正とする。肩関節部２４では、基準状態では上腕部２４を横方向の外側に７５度まで上げることができ、上腕部２４が胴体部１２に近づく方向には、１０度まで回転できる。上腕部傾斜角δ_ＥＬ４は、例えば－１０度≦δ_ＥＬ４≦７５度の範囲内の何れかの値をとることができる。

肩関節部２７では、上腕部２４を通るＡＺ５軸の回りの回転可能範囲は、例えば－９０度から２０度である。ここで、ＡＺ５軸の回りの回転角度（上腕部回転角）は、基準状態で０度であり、上腕部２４が胴体部１２の側に回転する場合に角度を負とする。上腕部２４を下に向けて肘関節部２８を９０度に曲げた状態では、ＡＺ５軸の回りの回転により、前腕部２５を腕接続部１９の前面に平行になるまで内側に回転できる。外側には、腕接続部１９の正面方向に対して前腕部２５が２０度の角度をなすまで回転できる。上腕部回転角θ_ＡＺ５は、例えば－９０度≦θ_ＡＺ５≦２０度の範囲内の何れかの値をとることができる。

肘関節部２８が、回転軸接続部２５Ａに対して前腕基部２５Ｂを回転させる機構を含むと考えてもよい。そう考える場合には、肘関節部２８は、前腕部２５を２回転自由度で回転可能に上腕部２４に接続する。肘関節部２８は、前腕部２５を通る前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の回りの回転と、前腕部２５と上腕部２４とがなす角度を変更する回転軸（ＥＬ５軸）の回りの回転とを可能とする。ＡＺ６軸の回りの回転は、前腕部２５およびハンド部２６を回転させる。ＡＺ６軸の回りに前腕部２５を回転させる場合には、手首関節部２９でハンド部２６をＡＺ６軸の回りに回転できるようにする場合よりも、構造が簡単になる。

肘関節部２８は、ＥＬ５軸の回りの１回転自由度で前腕部２５を回転可能に上腕部２４に接続すると考えてもよい。前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の回りに前腕部２５を回転可能にする機構は、肘関節部２８ではなく、前腕部２５に設けられていると考えてもよい。そのように考える場合には、肘関節部２８は、前腕部２５を上腕部２４に少なくとも１回転自由度で回転可能に接続する。また、前腕部２５を通る前腕部回転軸の回りに前腕部２５が回転可能である。

肘関節部２８では、ＥＬ５軸の回りの回転可能範囲は、例えば１０度から１２５度である。ここで、ＥＬ５軸の回りの回転角度（前腕部傾斜角）は、前腕部２５と上腕部２４とが同一直線に存在する場合を０度とする。つまり、上腕部２４を肘関節部２８よりも前腕部２５が存在する側に延長した直線と前腕部２５とがなす角度が、ＥＬ５軸の回りの回転角度である。前腕部２５が上腕部２４よりも前側に存在する場合に、ＥＬ５軸の回りの回転角度を正とする。前腕部傾斜角が０度の場合に、前腕部２５と上腕部２４とがなす角度は１８０度である。したがって、肘関節部２８は、前腕部２５と上腕部２４とがなす角度が約１７０度から約５５度である範囲で、曲げ伸ばしできる。前腕部傾斜角δ_ＥＬ５は、例えば１０度≦δ_ＥＬ５≦１２５度の範囲内の何れかの値をとることができる。

肘関節部２８では、前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の回りの回転可能範囲は、例えば－１００度から１００度までである。基準状態では、前後方向回転平面が前腕部２５の正面方向と平行になる。ＡＺ６軸の回りの回転角度（前腕部回転角）は、基準状態ではＡＺ６軸の角度を０度とする。前後回転平面が外側に傾く場合に、ＡＺ６軸の角度を正とする。前腕部回転角θ_ＡＺ６は、例えば－１００度≦θ_ＡＺ６≦１００度の範囲内の何れかの値をとることができる。

手首関節部２９は、ハンド部２６を２回転自由度で回転可能に前腕部２５に接続する。手首関節部２９は、２軸ジンバルである。手首関節部２９は、前後方向回転平面および左右方向回転平面のそれぞれで前腕部２５とハンド部２６とがなす角度を変更できる。前後方向回転平面および左右方向回転平面は、どちらも前腕部２５を含む平面であり、互いに直交する。ＥＬ６軸は、前後方向回転平面に直交する。ＥＬ６軸は、前後方向回転平面でハンド部２６が回転することを可能にする回転軸である。ＸＥＬ２軸は、左右方向回転平面に直交する。ＸＥＬ２軸は、左右方向回転平面でハンド部２６が回転することを可能にする回転軸である。前後方向回転平面が、前腕部回転軸（ＡＺ６軸）を含む第１前腕平面である。左右方向回転平面が、ＡＺ６軸を含み前後方向回転平面と直交する第２前腕平面である。前後方向回転平面および左右方向回転平面は、互いに直交しなくともよく、交差していればよい。第１前腕平面である前後方向回転平面は、ＡＺ６軸を含まなくてもよい。第２前腕平面である左右方向回転平面は、ＡＺ６軸を含まなくてもよい。前後方向回転平面と左右方向回転平面とは、互いに交差していればよい。

手首関節部２９では、ＥＬ６軸の回りの回転による前後方向回転平面での回転角度は、ハンド部２６を例えば－４５度から６０度まで回転できる。ＸＥＬ２軸の回りの回転による左右方向回転平面での回転角度は、ハンド部２６を例えば－６０度から６０度まで回転できる。ＥＬ６軸およびＸＥＬ２軸の回りの回転角度は、ハンド部２６と前腕部２５とが同一の直線上に存在する場合に、角度を０度とする。前後方向回転平面でハンド部２６が前側に存在する場合に、ＥＬ６軸の回りの回転角度（ハンド第１傾斜角）を正とする。左右方向回転平面でハンド部２６が外側に存在する場合に、ＸＥＬ２軸の回りの回転角度（ハンド第２傾斜角）を正とする。ハンド第１傾斜角δ_ＥＬ６は、例えば－４５度≦δ_ＥＬ６≦６０度の範囲内の何れかの値をとることができる。ハンド第２傾斜角δ_ＸＥＬ２は、例えば－６０度≦δ_ＸＥＬ２≦６０度の範囲内の何れかの値をとることができる。

肘関節部２８で前腕部２５が前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の回りに回転するので、ハンド部２６は前腕部２５に対する向きを大きく変更できる。手首関節部２９では、互いに直交する前後方向回転平面および左右方向回転平面で前腕部２５とハンド部２６との接続角度を変更できるので、ハンド部２６を前腕部２５に対して意図する方向に向けることが容易である。手首関節部が、前腕部２５に対してハンド部２６を回転させ、ハンド部２６が前腕部２５となす角度を変更する方式の関節部である場合は、ハンド部２６と前腕部２５とがなす角度が１８０度に近い場合（前腕部２５が延在する方向にハンド部２６が存在する場合）には、ハンド部２６を前腕部回転軸の回りに大きく回転させる必要があり、ハンド部２６を前腕部２５に対して意図した方向に向けることが難しくなる。

手首関節部を、ハンド部２６が前腕部２５となす角度だけを変更するようにしてもよい。その場合には、手首関節部での回転自由度が１回転自由度でよく、手首関節部を簡素にできる。肘関節部２８で前腕部２５が前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の回りに回転するので、ハンド部２６は前腕部回転軸に対する回転可能範囲は、手首関節部で必要な範囲にできる。ただし、ハンド部２６と前腕部２５とがなす角度が１８０度に近い場合には、ハンド部２６を前腕部回転軸に対して意図した方向に向けることが難しくなる。

腕基部関節部は、２回転自由度を有してもよい。肩関節部２７は、１回転自由度あるいは３回転自由度を有してもよい。肘関節部２８は、１回転自由度あるいは３回転自由度を有してもよい。手首関節部２９は、１回転自由度あるいは３回転自由度を有してもよい。腕基部関節部の回転自由度、肩関節部２７の回転自由度、肘関節部２８の回転自由度、手首関節部２９の回転自由度の合計は、６回転自由度あるいは８回転自由度でもよい。

肩関節部２７は、肩関節構造部２７Ａ、モータ２７Ｂ、モータ設置部２７Ｃおよび回転軸部材２７Ｄを有する。回転軸部材２７Ｄは、ＥＬ４軸に平行な棒状の部材である。回転軸部材２７Ｄに、上腕部２４が接続する。回転軸部材２７Ｄが回転すると、上腕部２４がＥＬ４軸の回りを回転する。上腕部２４を、ＡＺ５軸の回りに回転させる機構は、上腕部２４に設けられる。

肩関節構造部２７Ａおよびモータ設置部２７Ｃは、回転軸部材２７Ｄを回転可能に保持する部材である。回転軸部材２７Ｄは、肩関節構造部２７Ａに垂直である。基準状態では肩関節構造部２７Ａは前後方向に水平に延在し、回転軸部材２７Ｄは下方に延在する。肩関節構造部２７Ａは、フランジを有する円筒と、腕接続部１９側に接続した直方体とを有する形状である。肩関節構造部２７Ａの円筒を前方から見ると、フランジの部分は、円の左右の対向する部分を直線で切り取った形状である。モータ設置部２７Ｃも、フランジを有する円筒状の形状である。フランジは、肩関節構造部２７Ａおよびモータ設置部２７Ｃで同じ形状である。肩関節構造部２７Ａの円筒のフランジおよびモータ設置部２７Ｃのフランジは、互いに接合する。モータ設置部２７Ｃには、その内部にモータ２７Ｂが設置される。モータ２７Ｂは、回転軸部材２７Ｄを回転させる動力を発生する。モータ設置部２７Ｃの内部には、モータ２７Ｂの回転トルクを回転軸部材２７Ｄに伝えるギアも収納される。

上腕部２４は、関節接続部２４Ａ、中間円筒部２４Ｂ、フタ２４Ｃおよび下側円柱２４Ｄを有する。関節接続部２４Ａは、肩関節部２７が有する回転軸部材２７Ｄと接続する四角い棒状の部分を有する部材である。回転軸部材２７Ｄと関節接続部２４Ａは、一体に形成される。関節接続部２４Ａは、四角い棒状の部分の下側に円柱状の部分を有する。円柱状の部分は、中間円筒部２４Ｂの内部に回転可能に挿入される。中間円筒部２４Ｂが関節接続部２４Ａに対して回転することで、上腕部２４がＡＺ５軸の回りを回転する。

関節接続部２４Ａは、肩関節構造部２７Ａに設けられた開口を通る。肩関節構造部２７Ａに設けられた開口は、基準状態では下側を向く。関節接続部２４Ａの角棒の部分が開口と接触することで、肩関節部２７において左右方向の回転角度が制限される。肩関節部２７は、上腕部２７を下に向けた状態から左右方向の外側に回転させる場合は、上腕部２７が水平に近い角度になるまで回転できる。

中間円筒部２４Ｂには、背面側に開口が設けられる。背面側の開口は、中間円筒部２４Ｂの内部のモータなどをメンテナンスなどするために設けている。フタ２４Ｃは、中間円筒部２４Ｂの開口をふさぐ。中間円筒部２４Ｂの上側の内部には、関節接続部２４Ａに対して中間円筒部２４Ｂを回転させるモータやギアが収納される。肘関節部２８で使用するモータ２４Ｅ（図示せず）も、中間円筒部２４Ｂの下側の内部に収納される。モータ２４Ｅの回転軸は、中間円筒部２４Ｂの下側から外部に出る。

下側円柱２４Ｄは、中間円筒部２４Ｂの下側に接続する。下側円柱２４Ｄは、中間円筒部２４Ｂよりも径が小さい円筒である。関節接続部２４Ａ、中間円筒部２４Ｂおよび下側円柱２４Ｄは、１本の直線上に存在する。下側円柱２４Ｄは、肘関節部２８が有する回転軸保持ヨーク２８Ａに接続する。

肘関節部２８は、２回転自由度で前腕部２５を上腕部２４に接続する。肘関節部２８は、前腕部２５を通る前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の回りの回転と、上腕部２４と前腕部２５とがなす角度を変更する回転とを可能にする。肘関節部２８は、回転軸保持ヨーク２８Ａ、回転軸部材２８Ｂ、ウォームホイール２８Ｃ、ウォーム２８Ｄ、ギア部２８Ｅ、モータ２８Ｆ、ギア部２８Ｇ、モータ収納部２８Ｈおよびギアカバー２８Ｊを有する。ウォームギア機構を使用しているので、肘関節部２８で前腕部２５と上腕部２４とがなす角度は、電力の供給が途絶えた場合でも維持できる。

回転軸部材２８Ｂは、前腕部２５と上腕部２４との間の角度を変更する回転軸（ＥＬ５軸）を構成する軸部材である。回転軸部材２８Ｂに前腕部２５が接続する。回転軸部材２８Ｂは、上腕部２４に対して直交する方向に延在する。回転軸保持ヨーク２８Ａは、回転軸部材２８Ｂを回転可能に保持する。回転軸保持ヨーク２８Ａは、回転軸部材２８Ｂが貫通する２枚の対向する板状の部分と、２枚の板の上部を接続する板状の部分を有する形状である。回転軸保持ヨーク２８Ａは、上側の板状の部分で下側円柱２４Ｄに接続する。

図３５に示すように、ウォームホイール２８Ｃ、ウォーム２８Ｄおよびギア部２８Ｅは、上腕部２４の内部に収納されたモータ２４Ｅにより回転軸部材２８Ｂを回転させる機構を構成する。ウォームホイール２８Ｃは、回転軸部材２８Ｂに取り付けられている。ウォームホイール２８Ｃが回転することで、回転軸部材２８Ｂが回転する。ウォームホイール２８Ｃは、肘関節部２８の左右方向の外側に存在する。ギア部２８Ｅは、モータ２４Ｅの回転により回転する。ギア部２８Ｅは、中間円筒部２４Ｂの下面に平行に設置される。ギア部２８Ｅは、モータ２４Ｅの回転軸と噛み合うギアと、ウォーム２８Ｄと噛み合うギアとを有する。ウォーム２８Ｄは、中間円筒部２４Ｂが延在する方向に存在する。ウォーム２８Ｄは、中間円筒部２４Ｂに近い側でギア部２８Ｅと噛み合う。また、中間円筒部２４Ｂから遠い側で、ウォーム２８Ｄはウォームホイール２８Ｃと噛み合う。ギアカバー２８Ｊは、ウォームホイール２８Ｃ、ウォーム２８Ｄおよびギア部２８Ｅを覆うカバーである。

モータ２４Ｅが回転すると、モータ２４Ｅの回転がギア部２８Ｅによりウォーム２８Ｄに伝えられて、ウォーム２８Ｄが回転する。ウォーム２８Ｄが回転すると、ウォームホイール２８Ｃおよび回転軸部材２８Ｂが回転して、前腕部２５と上腕部２４とがなす角度が変化する。

図３４に示すように、モータ２８Ｆ、ギア部２８Ｇおよびモータ収納部２８Ｈは、前腕部２５に設けられる。モータ２８Ｆ、ギア部２８Ｇおよびモータ収納部２８Ｈは、肘関節部２８において前腕部２５を通る前腕部回転軸の回りに前腕部２５を回転させる機構を構成する。モータ２８Ｆは、前腕部２５を回転させる動力を発生する。ギア部２８Ｇは、モータ２８Ｆの回転により前腕部２５を回転させるためのギアである。モータ収納部２８Ｈは、モータ２８Ｆを収納する。ギア部２８Ｇの外形は、フランジを有する円筒状である。モータ収納部２８Ｈは、ギア部２８Ｇの手首側に接続する。モータ収納部２８Ｈは、モータ２８Ｆを挟む２個の側面と、側面をつなぐ底面とを有する部材である。ギア部２８Ｇは、モータ２８Ｆと前腕基部２５Ｂ（後述）の間に存在する。ギア部２８Ｇの内部には、回転軸接続部２５Ａ（後述）、ギア機構およびモータ２８Ｆの回転軸が存在する。ギア機構は、モータ２８Ｆの回転により、前腕基部２５Ｂを回転軸接続部２５Ａに対して回転させる機構である。

前腕部２５は、回転軸接続部２５Ａ、前腕基部２５Ｂ、前腕骨部２５Ｃ、アクチュエータ構造部２５Ｄ、ねじ棒保持部２５Ｅおよびねじ棒保持部２５Ｆを有する。回転軸接続部２５Ａは、回転軸部材２８Ｂともに回転する部材である。回転軸接続部２５Ａと回転軸部材２８Ｂは、一体に形成する。回転軸接続部２５Ａは、関節接続部２４Ａと同様な形状を有する。回転軸接続部２５Ａの形状は、肘関節部２８が有する回転軸部材２８Ｂと接続する円柱状の部分と、円柱状の部分の下側に接続する円筒状の部分とを有する形状である。前腕基部２５Ｂは、フランジを有する円筒状の形状である。前腕基部２５Ｂの上面の円形の開口に、回転軸接続部２５Ａの円筒状の部分が回転可能に挿入される。前腕基部２５Ｂのフランジとギア部２８Ｇのフランジとが接合されるギア部２８Ｇは、前腕基部２５Ｂよりもハンド部２６が存在する側に存在する。モータ２８Ｆが回転すると、ギア部２８Ｇの内部に設けられたギア機構により、前腕基部２５Ｂが回転軸接続部２５Ａに対して回転する。

前腕骨部２５Ｃは、前腕基部２５Ｂのハンド部２６が存在する側に接続する角柱状の部材である。前腕骨部２５Ｃの先端に、手首関節部２９が設けられる。前腕基部２５Ｂの下側には、外形が円筒状のギア部２８Ｇが接続する。前腕骨部２５Ｃは、ギア部２８Ｇを貫通して手首側に延在する。

アクチュエータ構造部２５Ｄは、手首関節部２９において接続角度を変更する２個のアクチュエータを設置するための構造部材である。アクチュエータ構造部２５Ｄは、前腕骨部２５Ｃに固定される。アクチュエータ構造部２５Ｄが固定される面は、基準状態で前腕骨部２５Ｃの前側を向く面である。アクチュエータ構造部２５Ｄは、手首関節部２９の半分の断面がＴ字状であり、肘関節部２８側がＴの縦棒だけである形状を有する部材である。Ｔの縦棒だけの部分（縦板部）は、外形が円筒状のギア部２８Ｇの外側およびフランジに接続する。ねじ棒保持部２５Ｅは、アクチュエータ構造部２５Ｄの断面がＴ字状であるハンド部２６側の端部に取り付けられる。ねじ棒保持部２５Ｆは、アクチュエータ構造部２５Ｄの縦板部の端部および前腕基部２５Ｂのフランジに接続する。ねじ棒保持部２５Ｅおよびねじ棒保持部２５Ｆの間に、２本のねじ棒が回転可能に保持される。

手首関節部２９は、２回転自由度でハンド部２６を前腕部２５に接続する。手首関節部２９は、交線が前腕部２５を通る互いに直交する２平面のそれぞれで、ハンド部２６と前腕部２５との間の角度を変更する。交線が前腕部２５を通る互いに直交する２平面は、前後方向回転平面および左右方向回転平面である。前後方向回転平面および左右方向回転平面は、アクチュエータ構造部２５Ｄにより決まる平面に対して４５度の角度をなす。図３９に、手首関節部２９の断面図を示す。図３９は、図３５に示すＡ－Ａ断面での断面図である。

手首関節部２９は、Ｔ字部材２９Ａ、Ｔ字部材保持ヨーク２９Ｂ、Ｔ字部材保持部２９Ｃおよび手首基部２９Ｄを有する。Ｔ字部材２９Ａは、２回転自由度の接続を可能とするＴ字状の部材である。Ｔ字部材２９Ａは、前腕骨部２５Ｃと手首基部２９Ｄとを２回転自由度で接続する。Ｔ字部材保持ヨーク２９Ｂは、前腕骨部２５Ｃの先端に設けられる。Ｔ字部材保持部２９Ｃは、手首基部２９Ｄに設けられる。Ｔ字部材２９ＡのＴの横棒の部分をＥＬ６軸が通り、Ｔの縦棒の部分をＸＥＬ２軸が通る。Ｔ字部材２９ＡのＴの横棒の部分は円柱状であり、Ｔの横棒の部分の円柱の中心がＥＬ６軸である。Ｔ字部材２９ＡのＴの縦棒の部分は円柱状であり、Ｔの縦棒の部分の円柱の中心がＸＥＬ２軸である。Ｔ字部材２９Ａでは、ＥＬ６軸とＸＥＬ６軸が同一平面上に存在する。

Ｔ字部材保持ヨーク２９Ｂは、２枚の対向する板材と、前腕骨部２５Ｃ側で２枚の板材をつなぐ板材とを有する部材である。Ｔ字部材保持ヨーク２９Ｂは、Ｔ字部材２９ＡのＴの横棒の両端を回転可能に保持する。ベアリング２９Ｅ（図３９に図示）は、Ｔ字部材保持ヨーク２９ＢとＴ字部材２９Ａとの間に存在して、両者を回転可能にする。Ｔ字部材保持部２９Ｃは、Ｔ字部材２９ＡのＴの縦棒を回転可能に保持する部材である。ベアリング２９Ｆ（図３９に図示）は、Ｔ字部材保持部２９ＣとＴ字部材２９Ａとの間に存在して、両者を互いに回転可能にする。Ｔ字部材保持部２９Ｃは、等脚台形のような断面を有する部材である。Ｔ字部材保持部２９Ｃの台形の下底側の側面に、Ｔ字部材２９ＡのＴの縦棒の部分が挿入される。手首基部２９Ｄは、円盤状の部材である。ハンド部２６が存在する側とは反対の側の手首基部２９Ｄの面に、Ｔ字部材保持部２９Ｃが垂直に接続する。Ｔ字部材２９ＡのＸＥＬ２軸が延在する部分（Ｔの縦棒の部分）は、Ｔ字部材保持部２９Ｃに回転可能に保持される。ＸＥＬ２軸およびＥＬ６軸は、円盤状の手首基部２９Ｄに平行である。ＸＥＬ２軸およびＥＬ６軸の交点を、前腕部回転軸（ＡＺ６軸）が通る。

Ｔ字部材保持部２９Ｃには、前腕外側アクチュエータ３５および前腕内側アクチュエータ３６が有する固定長リンクの他端が回転可能に接続する。

前腕外側アクチュエータ３５および前腕内側アクチュエータ３６は、手首関節部２９での回転角度を変更する。前腕外側アクチュエータ３５と前腕内側アクチュエータ３６は、同様な形状である。前腕外側アクチュエータ３５および前腕内側アクチュエータ３６は、それぞれ移動部材と、移動部材に一端が接続する固定長リンクを有する。２本の固定長リンクの他端が手首関節部２９に接続する。手首関節部２９は、一端が移動部材により移動する２本の固定長リンクにより駆動される。前腕外側アクチュエータ３５および前腕内側アクチュエータ３６は、前腕部２５に設けられる。

前腕外側アクチュエータ３５の構造を説明する。前腕外側アクチュエータ３５は、ねじ棒３５Ａ、移動部材３５Ｂ、レール３５Ｃ、リンク３５Ｄ、モータ設置板３５Ｅ、モータ３５Ｆ、ベルト３５Ｇ、プーリ３５Ｈおよびプーリ３５Ｊを有する。ねじ棒３５Ａの両端は、ねじ棒保持部２５Ｅおよびねじ棒保持部２５Ｆに回転可能に保持される。ねじ棒保持部２５Ｅおよびねじ棒保持部２５Ｆでは、ねじ棒３５Ａを保持する部分に直方体状の部材を設けている。移動部材３５Ｂは、ねじ棒３５Ａの雄ねじに噛み合う雌ねじが設けられた貫通穴を有する。レール３５Ｃは、アクチュエータ構造部２５Ｄの縦板部の側面に、ねじ棒３５Ａと平行に設けられる。移動部材３５Ｂは、レール３５Ｃを挟む部分を有する。移動部材３５Ｂはレール３５Ｃを挟むので、ねじ棒３５Ａが回転すると、移動部材３５Ｂが回転することなくねじ棒３５Ａに沿って移動する。

モータ設置板３５Ｅは、ハンド部２６側に存在するねじ棒保持部２５Ｅに設けられる。モータ設置板３５Ｅは、前腕部２５が延在する方向に対して略垂直に設けられる。モータ設置板３５Ｅに垂直に、かつねじ棒３５Ａに平行に、モータ３５Ｆがモータ設置板３５に取り付けられる。ねじ棒３５Ａおよびモータ３５Ｆの回転軸は、モータ設置板３５に設けられた開口を通る。ベルト３５Ｇ、プーリ３５Ｈおよびプーリ３５Ｊは、モータ３５Ｆの回転をねじ棒３５Ａに伝える。プーリ３５Ｈは、ねじ棒３５Ａに取り付けられる。プーリ３５Ｊは、モータ３５Ｆの回転軸に取り付けられる。ベルト３５Ｇは、プーリ３５Ｈおよびプーリ３５Ｊにかけ渡される。モータ設置板３５のモータ３５Ｆが存在しない側に、プーリ３５Ｈ、プーリ３５Ｊおよびベルト３５Ｇが設けられる。プーリ３５Ｈおよびプーリ３５Ｊがベルト３５Ｇにより連結されているので、モータ３５Ｆの回転軸が回転すると、ねじ棒３５Ａが回転する。

移動部材３５Ｂは、ねじ棒３５Ａが延在する方向から見ると、１個の角を共有して互いに直交する２個の長方形を組み合わせて、共有する角を凹な円弧面により除いたような形状である。移動部材３５Ｂの２個の長方形の部分の厚さは、同じである。別の言い方をすると、移動部材３５Ｂは、２個の直方体を連結部材で結合したような形状を有する部材である。連結部材は、凹な円弧状の側面と２個の互いに直交する平面とを有する形状を有する部材である。移動部材３５Ｂの１個の直方体には、ねじ棒３５Ａが貫通する。もう１個の直方体は、レール３５Ｃを挟む。レール３５Ｃを挟む側の直方体の部分にリンク３５Ｄの一端が２回転自由度で回転可能に接続する。リンク３５Ｄの長さは、一定で変化しない。リンク３５Ｄは、ねじれを可能とする１回転自由度を有する。

リンク３５Ｄの一端が移動部材３５Ｂに回転可能に接続する箇所を、前腕外側リンク取付部Ｊ１１と呼ぶ。前腕外側リンク取付部Ｊ１１は、２軸ジンバルである。前腕外側リンク取付部Ｊ１１では、移動部材３５Ｂに回転可能に設けられたヨークがリンク３５Ｄの一端に設けられた軸部材を回転可能に保持する。前腕外側リンク取付部Ｊ１１のヨークは、アクチュエータ構造部２５Ｄの縦板部に垂直に設けられる。

リンク３５Ｄの他端は、ハンド部２６（厳密には、Ｔ字部材保持部２９Ｃ）に２回転自由度で回転可能に接続する。リンク３５Ｄの一端がハンド部２６に接続する箇所を、手外側リンク取付部Ｊ１３と呼ぶ。手外側リンク取付部Ｊ１３は、前腕外側リンク取付部Ｊ１１と同様な構造である。

前腕内側アクチュエータ３６は、ねじ棒３６Ａ、移動部材３６Ｂ、レール３６Ｃ、リンク３６Ｄ、モータ設置板３６Ｅ、モータ３６Ｆ、ベルト３６Ｇ、プーリ３６Ｈおよびプーリ３６Ｊを有する。リンク３６Ｄの一端は、前腕内側リンク取付部Ｊ１２により、２回転自由度で回転可能に移動部材３６Ｄに接続する。前腕内側リンク取付部Ｊ１２は、２軸ジンバルである。前腕内側リンク取付部Ｊ１２は、前腕外側リンク取付部Ｊ１１と同様な構造を有する。リンク３６Ｄの他端は、手内側リンク取付部Ｊ１４により、２回転自由度で回転可能に移動部材３６Ｄに接続する。

前腕内側アクチュエータ３６は、前腕外側アクチュエータ３５と同様な構造を有する。前腕内側アクチュエータ３６については、詳細な構造の説明を省略する。

前腕部２５の裏側に、モータ３５Ｆ、モータ２８Ｆおよびモータ３６Ｆを並行して配置している。そうすることで、前腕部２５の幅および厚みを小さくできる。

腕部５では、ギア駆動による関節部とリンク駆動による関節部とを組み合わせるハイブリッド方式の駆動方式を採用している。２回転自由度を持たせる肩関節部では、１回転自由度は、上腕部を通り上腕部を回転させる。２回転自由度を有する肘関節部では、１回転自由度は、前腕部を通り前腕部を回転させる。そのため、腕部５をコンパクトにでき、ハンド部２６が存在できる範囲を人間と同等以上にできる。ハイブリッド駆動方式は、腕部５が必要なパワーを出すことができ、かつ静かである。また、ハイブリッド駆動方式では、腕部５が有する各関節部を高精度に駆動することが可能になる。

スライド機構１７により仰角が変化する際に、腕基部関節部２２Ａの接続角度が仰角と連動して変更するモード（腕部連動モードと呼ぶ）でもロボット１は動作できる。なお、仰角は、胴体部１２が延在する方向と車両部基準面とがなす角度である。腕部連動モードでは、スライド機構１７が仰角を変化させても、腕部５が延在する方向が変化しない。そのために、スライド機構１７で仰角を変更する際に、腕基部関節部２２Ａでの接続角度をＡＺ４軸の回りに、仰角が変化する方向とは反対方向に仰角が変化する角度と同じ角度だけ変更する。つまり、スライド機構１７で仰角をδ１だけ変更する場合に、腕基部関節部２２ＡをＥＬ４軸の回りにδ２（＝－δ１）だけ回転させる。δ１は、仰角を変更する第１の角度である。δ２は、δ１と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度である。腕部連動モードでの制御装置６０は、スライド機構１７が仰角δを第１の角度δ１だけ変更する際に、第２の角度δ２（＝－δ１）だけ腕基部回転角を変更するように腕基部関節部２２Ａを制御する腕部連動制御部である。

右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの光軸の方向を変化させない機能と合わせて、胴体位置変更機構１Ｂで胴体部１２の仰角を変更する場合でも、オペレータ９０は腕部５、右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌを同じ方向に向けたままで操作することができる。仰角の変更に合わせて、腕部５の方向および右目カメラ２_Ｒおよび左目カメラ２_Ｌの視線方向を変更する操作をオペレータ９０がすることが不要になる。

図４０から図５３を参照して、ハンド部２６の構造を説明する。図４０は、ハンド部２６の斜視図である。図４１から図４６は、ハンド部２６の正面図、右側面図、背面図、左側面図、平面図および底面図である。ハンド部２６は、使用する際には指部が水平になる場合が多い。ここでのハンド部２６の正面は、指部が水平になる状態で、指部が延在する方向と直交する方向とする。ハンド部２６は、５本の指部を有する。ハンド部２６は、１本の指部と並んだ４本の指部とが対向して配置される。１本の指部および４本の指部は、その間隔が増減するように直線的に移動する。５本の指部は、根元から指全体が回転可能である。図４７から図５１は、ハンド部２６の変化した状態１から状態５を示す斜視図である。図５２は、変化した状態５で電動ドライバを操作している斜視図である。

ハンド部２６は、第１指部９１と、並んだ４本の第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５、第１指接続部９６、第２指接続部９７、および手首接続部９８を有する。第１指部９１は、第３指部９３に対向して配置される。第２指部９２は、第３指部９３に並んで配置される。第２指部９２が並ぶ側とは反対の側に第３指部９３に並んで、第４指部９４が配置される。第３指部９３が並ぶ側とは反対の側に第４指部９４に並んで、第５指部９５が配置される。第１指接続部９６に、第１指部９１が回転可能に接続する。第２指接続部９７に、４本の指部である第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５がそれぞれ独立に回転可能に接続する。手首接続部９８は、手首関節部２９と接続する。第１指部９１が人間の手の親指に対応し、第２指部９２が人差指に対応し、第３指部９３が中指に対応し、第４指部９４が薬指に対応し、第５指部９５が小指に対応すると考えることができる。

ハンド部２６の構造を説明するために、以下のように第４の直交座標系を定義する。
Ｘ４軸:手首接続部９８に垂直な軸。
Ｙ４軸:指部が直線移動する方向に平行な軸。
Ｚ４軸:４本の指部が並ぶ方向に平行な軸。
基準状態での指先の方向をＸ４軸の正の向きとし、第１指部９１から第３指部９３に向かう方向をＹ４軸の正の向きとし、第５指部９５から第２指部９２に向かう方向をＺ４軸の正の方向とする。Ｘ４軸に平行な方向を指先方向と呼ぶ。Ｘ４座標値が大きい側を指先側と呼び、小さい側を指元側と呼ぶ。Ｚ４軸に平行な方向を手幅方向と呼ぶ。Ｚ４座標値が大きい側を第２指部側と呼び、小さい側を第５指部側と呼ぶ。Ｙ４軸に平行な方向をスライド方向と呼ぶ。Ｙ４座標値が大きい側を第３指部側と呼び、小さい側を第１指部側と呼ぶ。

第１指接続部９６は、手首接続部９８に対してスライド方向に移動可能である。第１指接続部９６には、第１指部９１が回転可能に接続する。第２指接続部９７は、手首接続部９８に対してスライド方向に移動可能である。第２指接続部９７には、第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５が回転可能に接続する。第１指接続部９６および第２指接続部９７がスライド方向に移動する際には、連動して移動する。手首接続部９８に対して移動する距離は、第１指接続部９６および第２指接続部９７で同じであり、移動方向は互いに反対である。

手首接続部９８は、手基部９８Ａ、接続円柱部９８Ｂ、第１レール９８Ｃ、第２レール９８Ｄ、ピニオン９８Ｅ（図４１に図示）、モータ９８Ｆ（図示せず）を有する。手基部９８Ａは、Ｙ４Ｚ４平面に平行な板状の部材である。手基部９８Ａに、第１指接続部９６および第２指接続部９７が接続する。手基部９８ＡをＸ４軸に平行な方向から見ると、Ｚ４軸方向の長さとＹ４軸方向の長さの比が１０：１１程度の長方形である。接続円柱部９８Ｂは、手首関節部２９と接続する部材である。接続円柱部９８Ｂは、手基部９８Ａの指元側の主面に接続する。接続円柱部９８Ｂは、外形が円柱状であり、径は指先側で大きく、手首関節部２９が存在する側で径が階段状に小さくなる。接続円柱部９８Ｂは、手首関節部２９が有する手首基部２９Ｄに固定される。接続円柱部９８Ｂの中心軸を、Ｘ４軸とする。接続円柱部９８Ｂの中心軸は、手基部９８ＡのＺ４軸方向の中央であり、かつＹ４軸方向では少し第１指部９１が存在する側である位置に存在する。第１レール９８Ｃなどが設けられた手基部９８Ａの主面とＸ４軸との交点を、第４の直交座標系の原点とする。

接続円柱部９８Ｂの中心軸（Ｘ４軸）は、手首関節部２９が有する２個の回転軸であるＥＬ６軸とＸＥＬ軸の交点を通る。ＥＬ６軸とＸＥＬ軸の交点には、前腕部回転軸（ＡＺ６軸）も通る。そのため、手首関節部２９は、Ｘ４軸がＡＺ６軸と一致する状態（Ｘ４軸がＡＺ６軸と同じ直線上に存在する状態）で、ハンド部２６を前腕部２５に接続することができる。Ｘ４軸がＡＺ６軸と一致する状態で前腕部２５およびハンド部２６を前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の回りに回転させると、ハンド部２６はＸ４軸の回りを回転する。

第１レール９８Ｃは、第１指接続部９６がＹ４軸に平行な方向にスライドして移動するためのレールである。第２レール９８Ｄは、第２指接続部９７がＹ４軸に平行な方向にスライドして移動するためのレールである。第１レール９８Ｃと第２レール９８Ｄは、手基部９８Ａの指先側の主面に設けられる。第１レール９８Ｃは、手基部９８Ａの主面の第２指部側の辺に沿って設けられる。第２レール９８Ｄは、手基部９８Ａの主面の第５指部側の辺に沿って設けられる。ピニオン９８Ｅは、Ｘ４軸の回りを回転するギアである。ピニオン９８Ｅは、第１指接続部９６に設けられた第１ラック９６Ａと第２指接続部９７に設けられた第２ラック９７Ａと係合する。ピニオン９８Ｅが回転すると、第１ラック９６Ａすなわち第１指接続部９６と第２ラック９７Ａすなわち第２指接続部９７とが、互いに反対方向に同じ距離だけ移動する。モータ９８Ｆは、第１ラック９６Ａおよび第２ラック９７Ａがピニオン９８Ｅに対して移動する動力を発生する。

ハンド部２６は、第１指接続部９６および第２指接続部９７を移動させる移動機構ではなく、第１指接続部９６または第２指接続部９７のどちらかだけを移動させる移動機構を備えてもよい。ハンド部２６は、第１指接続部９６および第２指接続部９７の少なくとも一方を移動させる移動機構を備えればよい。

第１指接続部９６は、第１ラック９６Ａ、第１フレーム９６Ｂ、第１把持部９６Ｃ、第１指接続フレーム９６Ｄを有する。第１フレーム９６Ｂは、Ｙ４Ｚ４平面に平行な主面を有する外形が直方体のフレームである。第１ラック９６Ａは、第１フレーム９６Ｂの第５指部側の側面の指元側の辺（Ｙ４軸に平行）に沿って設けられる。第１把持部９６Ｃは、第１レール９８Ｃを把持する部材である。第１把持部９６Ｃが第１レール９８Ｃを把持することで、第１指接続部９６が手基部９８Ａと分離することなく、第１レール９８Ｃに沿って移動できる。第１把持部９６Ｃは、第１フレーム９６Ｂの指元側の主面の第２指部側の辺（Ｙ４軸に平行）に沿って設けられる。第１指接続フレーム９６Ｄは、第１指部９１が回転可能に接続する部材である。第１指接続フレーム９６Ｄは、第１フレーム９６Ｂの第１指部側の側面に接続する。

第２指接続部９７は、第２ラック９７Ａ、第２フレーム９７Ｂ、第２把持部９７Ｃ、第２指接続フレーム９７Ｄ、掌肉部９７Ｅを有する。第２フレーム９７Ｂは、Ｙ４Ｚ４平面に平行な主面を有する外形が直方体のフレームである。第２フレーム９７ＢのＸ４軸方向の長さは、第１フレーム９６Ｂよりも少し短い。第２ラック９７Ａは、第２フレーム９７Ｂの第２指部側の側面の指元側の辺（Ｙ４軸に平行）に沿って設けられる。第２ラック９７Ａと手基部９８Ａとの距離は、第１ラック９６Ａと手基部９８Ａとの距離と同じである。第２把持部９７Ｃは、第２レール９８Ｄを把持する部材である。第２把持部９７Ｃが第２レール９８Ｄを把持することで、第２指接続部９７が手基部９８Ａと分離することなく、第２レール９８Ｄに沿って移動できる。第２把持部９７Ｃは、第２フレーム９７Ｂの指元側の主面の第５指部側の辺（Ｙ４軸に平行）に沿って設けられる。第２指接続フレーム９７Ｄは、第２指部９２、第３指部９３、第４指部９５が回転可能に接続する部材である。第２指接続フレーム９７Ｄは、第２フレーム９７Ｂの第３指部側の側面に接続する。

第１レール９８Ｃ、第１把持部９６Ｃ、第２レール９８Ｄ、第２把持部９７Ｃ、第１ラック９６Ａ、第２ラック９７Ａ、ピニオン９８Ｅおよびモータ９８Ｆは、第１指部９１と第３指部９３の間隔が増減するように、第１指接続部９６および第２指接続部９７の少なくとも一方を手基部９８に対して移動させる移動機構である指移動部を構成する。

ハンド部２６が有する指移動部は、第１指接続部９６および第２指接続部９７を移動させる。指移動部としては、第１指接続部または第２指接続部の一方だけを手基部に対して移動させるものでもよい。

掌肉部９７Ｅは、第２指接続フレーム９７Ｄの第１指部側の側面に第２フレーム９７Ｂよりも指先側の位置で接続する。掌肉部９７Ｅは、手幅方向で第１指部９１と対向する部分ではスライド方向に直方体状の切り欠き９７Ｆを有する。切り欠き９７Ｆは、第１指接続フレーム９６Ｄに対して回転した第１指部９１を収納できる。掌肉部９７Ｅは、ハンド部２６が物体を把持する際に、物体に指元側で接触する。掌肉部９７Ｅは、第２指接続フレーム９７Ｄに対して回転した第２指部９２、第４指部９４および第５指部９５を指元側で支持する。

第２指部９２、第４指部９４および第５指部９５のそれぞれは、手基部９８Ａに対して垂直な角度から掌肉部９７Ｅに接触する角度までの範囲で回転できる。第１指部９１は、手基部９８Ａに対して垂直な角度から第１フレーム９６Ｂまたは第３指部９３に接触する角度までの範囲で回転できる。第３指部９３は、手基部９８Ａに対して垂直な角度から掌肉部９７Ｅまたは第１指部９１に接触する角度までの範囲で回転できる。

指部の構造を説明する。第１指部９１は、指本体部９１Ａ、指先部９１Ｂ、指内側部９１Ｃ、指関節部９１Ｄ、ウォームホイール９１Ｅ（図４８に図示）、ウォーム９１Ｆ（図示せず）、モータ９１Ｇ（図示せず）、距離センサ９１Ｈおよび開口９１Ｊを有する。指本体部９１Ａは、鋼板でできた指部の内側の面およびその両側の側面を有する形状である。第１指部９１で内側とは、回転させる際に手基部９８Ａに向かう面である。第２指部９２などでも同様に内側を定義する。指本体部９１Ａの側面は、指先側での高さが低く指元側で高さが高い。指本体部９１Ａは、指元側に側面よりも厚い底面を有する。指本体部９１Ａの指先側は開いている。指本体部９１Ａの底面の指元側には、手幅方向の幅が狭い鋼材の部分が存在する。

指先部９１Ｂは、指本体部９１Ａの指先の内側に取り付けられた樹脂製の部材である。指先部９１Ｂの表面には、２ｍｍ程度の高さの凹凸を設けており、指先部９１Ｂと物体とがよりしっかりと接触するようにしている。指先部９１Ｂは、物体を持つ際に物体に接触する十分な面積を有するようにしている。指内側部９１Ｃは、指本体部９１Ａの内側の面に取り付けた樹脂製の部材である。指内側部９１Ｃは、指先部９１Ｂよりも薄い。

指関節部９１Ｄは、第１指接続フレーム９６Ｄに設けられたヨーク９１ＤＡが第１指部９１に設けられた指節回転軸９１ＤＢを回転可能に保持する構成である。ウォームホイール９１Ｅは、指節回転軸９１ＤＢとともに回転するように、指本体部９１Ａの指元側の底面に接続する。ウォーム９１Ｆは、ウォームホイール９１Ｅと嵌合する。ウォーム９１Ｆは、第１指接続フレーム９６Ｄに収納される。第１指接続フレーム９６Ｄの指関節部９１Ｄが存在する側の面に開口があり、その開口の中にウォームホイール９１Ｅが入り、ウォーム９１Ｆと嵌合する。モータ９１Ｇは、ウォーム９１Ｆを回転させる動力を発生する。
モータ９１Ｇは、第１指接続フレーム９６Ｄに収納される。第１指接続フレーム９６Ｄには、モータ９１Ｇの回転をウォーム９１Ｆに伝えるギアも収納される。

距離センサ９１Ｈは、指先部９１Ｂと近くに存在する物体との距離を計測するセンサである。距離センサ９１Ｈは、指本体部９１Ａおよびに設けられた開口９１Ｊを通る光線を放射して物体との距離を計測する。距離センサ９１Ｈは、第１指部９１の指先に設けられた第１距離センサである。

第３指部９３は、第１指部９１と同様な構造を有する。第３指部９３は、指本体部９３Ａ、指先部９３Ｂ、指内側部９３Ｃ、指関節部９３Ｄ、ウォームホイール９３Ｅ（図４９に図示）、ウォーム９３Ｆ（図４９に図示）、モータ９３Ｇ（図示せず）、距離センサ９３Ｈ、開口９３Ｊを有する。距離センサ９３Ｈは、第３指部９３の指先に設けられた第２距離センサである。本体部９３Ａは、鋼板製である。指先部９３Ｂおよび指内側部９３Ｃは、樹脂製である。指本体部９３Ａは、内側の面が段差を有する形状である。指本体部９３Ａの内側の面には、指先部９３Ｂが設けられる部分と指内側部９３Ｃが設けられる部分とに段差が存在する。指先部９３Ｂが設けられる部分と、指内側部９３Ｃが設けられる部分とは平行であるが、指先部９３Ｂが設けられる部分の方が内側に存在する。ウォーム９３Ｆおよびモータ９３Ｇは、第２指接続フレーム９７Ｄに収納される。

第４指部９４および第５指部９５は、第３指部９５と同様な形状である。第４指部９４および第５指部９５は、距離センサおよび開口を有しない。第４指部９４は、第２指部９２が並ぶ側とは反対の側に第３指部９３に並び、第２指接続部９７に回転可能に接続する。第５指部９５は、第３指部９３が並ぶ側とは反対の側に第４指部９４に並び、第２指接続部９７に回転可能に接続する。

第２指部９２は、第４指部９４と同様な構造に加えて、指本体部９２Ａに沿って指元側に移動するスライド指先部９２Ｋおよびその駆動機構を有する。第２指部９２は、指本体部９２Ａ、指先部９２Ｂ、指内側部９２Ｃ、指関節部９２Ｄ、ウォームホイール９２Ｅ（図４９に図示）、ウォーム９２Ｆ（図４９に図示）、モータ９２Ｇ（図示せず）、スライド指先部９２Ｋ、モータ収納部９２Ｌ、モータ９２Ｍ（図示せず）、ネジ棒９２Ｎ（図４５に図示）、溝９２Ｐ（図４５に図示）、ナット９２Ｑ（図示せず）を有する。スライド指先部９２Ｋは、指本体部９２Ａの第３指部９３に隣接しない側の側面に設けられる。スライド指先部９２Ｋは、Ｚ４軸の方向から見ると内側に曲がった形状である。スライド指先部９２Ｋの曲がった先端の指先部９２Ｂに垂直な方向での位置は指先部９２Ｂの表面の位置とほぼ同じであり、第２指部９２が延在する方向での位置は指先部９２Ｂの指元側の端とほぼ同じである。そのため、第２指部９２で物体を把持する際に、スライド指先部９２Ｋは支障にはならない。スライド指先部９２Ｋは、指本体部９２Ａに沿って指本体部９２Ａの長さの２０％程度の距離を指元側に移動できる。スライド指先部９２Ｋは、第２指部９２の指先の第３指部９３が並ぶ側とは反対の側に設けられた、第１指部９１が存在する側（内側）に曲がった引っ掛け部である。

指本体部９２Ａは、内部にスライド指先部９２Ｋを移動させる機構を収納しており、外形が角筒状である。指本体部９２Ａの第３指部９３が並ぶ側ではない側の側面には、指本体部９２Ａの長さ方向に延在する溝９２Ｐが設けられている。溝９２Ｐの長さは、スライド指先部９２Ｋが移動可能な長さとほぼ等しい。ネジ棒９２Ｎは、溝９２Ｐの中に設けられている。ネジ棒９２Ｎは、指元側では指本体部９２Ａの内部に入る。指本体部９２Ａの内部にネジ棒９２Ｎと嵌合する雌ネジを有する貫通穴が設けられたナット９２Ｑが存在する。ナット９２Ｑの指本体部９２Ａに対する長さ方向の位置は決まっており、ナット９２Ｑが回転することで、指本体部９２Ａから出るネジ棒９２Ｎの長さが変化する。モータ９２Ｇは、ナット９２Ｑを回転させる動力を発生させる。モータ収納部９２Ｌは、モータ９２Ｇを収納する。スライド指先部９２Ｋを移動させる機構は、スライド指先部９２Ｋを第２指部９２に沿って第２指接続部９７に近づける方向に移動させる引っ掛け部移動部である。

ハンド部２６が有する移動可能な部分の個数は、７個である。ハンド部２６では、第１指部９１、第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５という５本の指部がそれぞれ回転する。第１指接続部９６と第２指接続部９７の間隔を変更できる。第２指部９２が有するスライド指先部９２Ｋが移動できる。ハンド部２６は、簡素な構造である。例えば、５本の指部が２個の指関節部で曲がる場合は、少なくとも１０個の駆動機構が必要になる。

第１指部９１は、手基部９８Ａに対して垂直な位置から平行な位置まで回転できる。第１指部９１が手基部９８Ａに対して平行な場合は、第１指部９１は掌肉部９７Ｅに設けられた切り欠き９７Ｆの中に入る。第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５は、それぞれ独立に手基部９８Ａに対する角度を変更できる。第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５は、手基部９８Ａに垂直な位置から掌肉部９７Ｅに接する位置まで回転できる。

図４７に示す状態１では、第１指部９１、第２指部９３、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５を手基部９８Ａに対して垂直にして、第１指部９１の指先部９１Ｂと第３指部９３の指先部９３Ｂを接触させることができる。状態１では、指先部９１Ｂと指先部９３Ｂの間に物体を挟んで持つことができる。状態１のハンド部２６は、紙などの薄い物体も挟んで持つことができる。状態１のハンド部２６では、４本の指部と第１指部９１とで物体を挟むので、大きな物体でも挟むことができる。

図４８に示す状態２では、第１指部９１だけを手基部９８Ａに平行にして、第２指部９３、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５を手基部９８Ａに垂直にできる。状態２のハンド部２６を、第２指部９３、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５の内側が上に向くように手首関節部２９を回転させれば、ハンド部２６が有する４本の指部の上に物体を載せることができる。また、４本の指部をスコップのように使用することもできる。

図４９に示す状態３では、第１指部９１だけを手基部９８Ａに対して垂直にして、第２指部９３、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５を掌肉部９７Ｅに接触させている。状態３のハンド部２６は、第１指部９１の指先部９１Ｂで、ボタンなどを押すことができる。

図５０に示す状態４では、第１指部９１および第３指部９３を手基部９８Ａに対して垂直にして、第２指部９３、第４指部９４および第５指部９５を掌肉部９７Ｅに接触させている。状態４は状態１と同様に、指先部９１Ｂと指先部９３Ｂの間に物体を挟んで持つことができる。第２指部９３、第４指部９４および第５指部９５を立てた状態では入らないような狭い空間にも、第１指部９１および第３指部９３の指先を入れて物体を持つことができる。

図５１に示す状態５では、第１指部９１を手基部９８Ａに対して垂直にして、第２指部９３、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５を傾斜させて、第３指部９３の指先部９３Ｂが第１指先部９１Ｂに斜めに接触している。状態５のハンド部２６は、図５２に示すように、例えば電動ドライバのグリップを把持する際のハンド部２６が取るべき状態である。図５２に示すように、５本の指部で電動ドライバ４０のグリップ４１を把持する。さらに、第２指部９２が有するスライド指先部９２Ｋを電動ドライバ４０のレバー４２にかけた状態にして、スライド指先部９２Ｋを指元側に移動させることで、レバー４２を引くことができる。つまり、状態５のハンド部２６は、例えば電動ドライバ４０を使用できる。

図５３は状態４のハンド部２６を使用する例を示す図である。図５３(A)に斜視図を示し、図５３(B)に正面図を示す。状態４のハンド部２６は、第１指部９１の指先部９１Ｂと第３指部９３の指先部９３Ｂの間に、正八角形の筒状の物体４５を挟んで持っている。図５３(B)に示すように、第１指部９１および第３指部９３が手基部９８Ａに対して垂直な状態では、指先部９１Ｂおよび指先部９３Ｂは平行になる。手基部９８Ａを回転させる回転軸（Ｘ４軸）が指先部９１Ｂおよび指先部９３Ｂの間の空間の中心を通る。この空間の中心は、第１指部９１および第３指部９３の指先の中間点でもある。ハンド部２６をＸ４軸の回りに回転させる場合に、物体４５の位置は変化しないで回転することになる。ハンド部２６は、物体４５を安定して容易に回転させることができる。

腕部５では、ハンド部２６は前腕部２５とともに肘関節部２８が有する前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の回りに回転する。手首関節部２９では、ハンド部２６は接続円柱部９８Ｂの中心軸（Ｘ４軸）の回りに回転できない。ＡＺ６軸をＸ４軸の替わりに使用することで、腕部５はハンド部２６をＡＺ６軸（Ｘ４軸）の回りに回転させることができる。そのためには、ハンド部２６を前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の方向に向ける。すなわち、Ｘ４軸をＡＺ６軸と一致させる。別の言葉で言うと、Ｘ４軸とＡＺ６軸とが１個の直線上に存在するように、ハンド部２６を前腕部２５に接続する。そうすると、前腕部回転軸（ＡＺ６軸）が手基部９８Ａを回転させる回転軸（Ｘ４軸）になる。この状態で、肘関節部２６において前腕部２５を前腕部回転軸（ＡＺ６軸）の回りに回転させると、ハンド部２６もＸ４軸の回りに回転する。このようにして、ロボット１は、工具の一種であるドライバなどをハンド部２６で持って回転させることができる。このように、腕部５は、関節部の回転自由度の合計が７回転自由度であるが、ハンド部２６を回転させる動作も含めて多様な動作をすることができる。

手首関節部を、ハンド部２６を通る回転軸の回りにも回転可能な３回転自由度にしてもよい。その場合には、ハンド部２６を前腕部２５とは異なる方向に向けた状態でも、ハンド部２６でドライバなどを持って回転させることができる。手首関節部が３回転自由度である場合は、肘関節部２８で前腕部２５が前腕部回転軸の回りに回転できなくてもよい。手首関節部が３回転自由度にする場合は、球面軸受けを使用するか、２軸ジンバルを回転可能に保持する部材を追加する必要があり、さらに関節部を駆動するリンクを３本にするなどが必要である。その結果、３回転自由度の手首関節部は、２回転自由度である手首関節部２９よりも構造が複雑になる。

ハンド部２６は、指回転モード、間隔変更モード、スライドモードの３個のモードで動作する。指回転モードでは、第１指部９１が第１指接続部９６との間の角度を変更でき、第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５のそれぞれが独立に第２指接続部９７に対してなす角度を変更できる。間隔変更モードでは、第１指接続部９６と第２指接続部９７との間の間隔を変更できる。なお、図４８に示す状態２では、第１指接続部９６と第２指接続部９７との間の間隔は変更できない。状態２は、第１指接続部９６と第２指接続部９７との間の間隔が最も広い場合に取ることができる。スライドモードでは、スライド指先部９２Ｋを指元側に移動させることができる。ハンド部２６およびハンド操作装置８０の動作モードは、オペレータ９０が足でモード切替ペダル９を操作することで容易に変更できる。そのため、オペレータ９０はハンド部２６およびハンド操作装置８０の動作モードを変更することが、ハンド部２６に物体を持つなどの状態を維持したままで可能である。モード切替以外の、ハンド部２６を動かす操作指示は、ハンド操作装置８０によりオペレータ９０が入力する。ハンド操作装置８０は、オペレータ９０が手に持つ。ハンド操作装置８０に、動作モードの切替のための釦やスイッチやレバーなどを設けてもよい。ハンド操作装置８０については、後で説明する。

複数の動作モードで使用できるハンド部２６は、複数の機能を有するハイブリッドなロボットハンドと考えることができる。ハンド部２６は、移動可能な部分は７個だけという簡素な構造である。それでいながら、多くのバリエーションで物体を持たせたり、工具を使用したり、４本の指部で雪かきなどのような動作をさせたりと、多くの使用形態でハンド部２６を使用できる。ハンド部２６は、人がする作業に同等あるいは近い多くの作業をすることができる。ハンド部２６、ハンド操作装置８０および制御演算装置をセットにし、このセットだけを使用することが可能である。ハンド部２６、ハンド操作装置８０および制御演算装置のセットは、ロボットハンドを操作するロボットハンドシステムを構成する。

ハンド部２６は、様々な形態で物体を把持できる。例えば、第１指部９１と第３指部９３とで物体を挟んで持つことができる。第１指部９１と、第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５とで、物体を挟んで持つことができる。５本の指部を使用して物体を把持する場合には、物体が重い場合でも物体に働く回転モーメントを５本の指部で分散して受け止めて安定して物体をつかめる。工具などを把持して、工具を使用するために手首関節部２９を回転させる場合に、回転モーメントに対する反力を５本の指部で受けることができる。第１指部９１、第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５を適切に曲げて、物体の形状に適した持ち方で物体を持つことができる。通常のマニピュレータは、２本の指での把持だけが可能であるが、ハンド部２６は２本から５本の指で物体を把持できる。平面を有しない物体でも、物体の形状に合わせて５本の指を適切に回転させて、物体を持つことができる。指をどの角度まで曲げるかはオペレータ９０が判断して、オペレータ９０がハンド部２６を操作して適切な形状になるように、５本の指部、第１指接続部９６および第２指接続部９７を操作する。物体を持つ際に使用する指部の本数および各指部の角度を、物体に合わせて変更できるので、ハンド部２６が持てる物体のバリエーションが大きく広がる。

人指し指に相当する第２指部９２は、指先が内側に曲がって指元側に移動可能なスライド指先部９２Ｋを有する。電動ドライバや放水ノズルなどを５本の指部で把持し、レバーにスライド指先部９２Ｋを掛けて引く（指元側に移動させる）ことで、電動ドライバや放水ノズルなどを容易に操作できる。スライド指先部９２Ｋを掛けることができれば、レバーなどはどのような形状でもよい。電動ドライバや放水ノズルなどを操作可能であり、かつ多様な形態で物体を持つことができるような他のロボットハンドまたはマニピュレータを、発明者らは知らない。

図５４および図５５を参照して、操作装置３の構成を説明する。図５４は、操作装置３の使用状態での斜視図である。図５４では、オペレータ９０も図示する。図５５は、操作装置３の斜視図である。図５５では、オペレータ９０は図示しない。操作装置３は、表示装置４、上体入力装置８、モード切替ペダル９、足操作入力装置１０（図示せず）および制御演算装置６０を有する。表示装置４は、現場カメラ２が撮影した画像、ロボット１および周囲環境の３次元モデルをオペレータ９０が指定した視点から見た画像であるモデル画像などを表示する。制御演算装置６０は、表示装置４に表示する画像を生成する機能を有する。表示装置４は、立体視表示が可能な表示装置でもよい。立体視表示とは、立体的に見えるように表示することである。立体視表示装置および他の種類の表示装置を併用してもよい。

上体入力装置８は、ロボット１の左右の腕部５および左右のハンド部２６を操作するための操作指示を入力する装置である。モード切替ペダル９は、ハンド部２６が動くモードの切り替えをオペレータ９０が入力するために使用する。モード切替ペダル９は、オペレータ９０が上体入力装置８に向かう姿勢をとる場合に、オペレータ９０の右側に存在するものをモード切替ペダル９_Ｒと呼び、左側に存在するものをモード切替ペダル９_Ｌと呼ぶ。オペレータ９０は、右足でモード切替ペダル９_Ｒを踏み、左足でモード切替ペダル９_Lを踏む。足操作入力装置１０は、車両部１Ｗおよび腕部５を含まないヒューマノイド部１Ｈを操作するために、オペレータ９０が足で操作する。足操作入力装置１０は、日本特許出願である特願２０２０－５７２７５（出願日：２０２０年３月２７日）に記載されたものと同様なものを使用する。足操作入力装置１０については、本明細書では説明しない。特願２０２０－５７２７５は、特開２０２１－４９６３３として２０２１年４月１日に公開公報が出されている。特願２０２０－５７２７５の記載内容は、参照により本願に取り込まれる。

上体入力装置８は、国際特許出願であるＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０４５５２７（出願日：２０２１年１２月１０日）に記載されたものと同様なものを使用する。ＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０４５５２７は、日本出願特願２０２０－２０５１８３（出願日：２０２０年１２月１０日）に優先権主張した出願である。ＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０４５５２７の記載内容は、参照により本願に取り込まれる。

上体入力装置８の構造を説明する。上体入力装置８は、アーム操作装置５０_Ｒ、５０_Ｌ、ハンド操作装置８０_Ｒ、８０_Ｌ、支持フレーム５１を有する。オペレータ９０はアーム操作装置５０_Ｒにより、右の腕部５を操作する。アーム操作装置５０_Ｌにより、左の腕部５を操作する。ハンド操作装置８０_Ｒにより、右のハンド部２６を操作する。ハンド操作装置８０_Ｌにより、左のハンド部２６を操作する。支持フレーム５１は、アーム操作装置５０_Ｒ、５０_Ｌを決められた位置に配置する。支持フレーム５１の向って右側に、アーム操作装置５０_Ｒの上端が接続される。支持フレーム５１の向って左側に、アーム操作装置５０_Ｌの上端が接続される。支持フレーム５１は、アーム操作装置５０_Ｒ、５０_Ｌの上端を椅子に座ったオペレータ９０の胸よりも少し低い位置の前方に配置する。ハンド操作装置８０_Ｒは、アーム操作装置５０_Ｒの先端に接続する。ハンド操作装置８０_Ｌは、アーム操作装置５０_Ｌの先端に接続する。

制御演算装置６０は、右用のアーム操作装置５０_Ｒから入力される操作指示に基づき右の腕部５を制御し、左用のアーム操作装置５０_Ｌから入力される操作指示に基づき左の腕部５を制御する。制御演算装置６０は、右用のハンド操作装置８０_Ｒから入力される操作指示に基づき右のハンド部２６を制御し、左用のハンド操作装置８０_Ｌから入力される操作指示に基づき左のハンド部２６を制御する。

アーム操作装置５０は、オペレータ９０が腕および手で操作して各計測関節部の角度を変更する機械式の角度入力装置を用いる。ロボット１が有する関節部と区別するため、アーム操作装置５０が有する関節部を計測関節部と呼ぶ。そのため、オペレータ９０の癖などによらない安定したロボット１の腕部５（ロボットアーム）の操作が可能になる。加速度センサなどを使用するアーム操作装置では、バッテリの容量などにより駆動できる時間が制約される場合がある。また、加速度センサは、ドリフト等の発生で微小な角度差が発生する場合がある。アーム操作装置５０は、各計測関節部の角度を機械式でオペレータ９０が入力し、角度のデータに基づきロボット１の各関節部を制御するので、長時間にわたって動作する場合でも、安定的に腕部５を操作できる。

アーム操作装置５０は、各計測関節部の角度を維持する（ロックする）機能を有する。腕部５に取らせるべき姿勢に対応するアーム操作装置５０の姿勢を維持することが、オペレータ９０の筋肉にとって負担になる場合は、アーム操作装置５０が有する各計測関節部の角度維持機構（ロック機構）をＯＮにする。そうすることで、オペレータ９０は腕などを休めることができる。アーム操作装置５０は、人と同様な合計７自由度の関節自由度を有するので、オペレータ９０は自分の腕を動かすのと同様な感覚でアーム操作装置５０を動かし、腕部５を操縦できる。アーム操作装置５０は、オペレータ９０が腕部５を操作する負担を従来よりも軽減できる。

アーム操作装置５０が有するロック機構を働かせるかどうかのスイッチ（ロックスイッチ）は、ハンド操作装置８０に設ける。ハンド操作装置８０_Ｒが有するロックスイッチは、アーム操作装置５０_Ｒをロックし、ロックを解除する。ハンド操作装置８０_Ｌが有するロックスイッチは、アーム操作装置５０_Ｌをロックし、ロックを解除する。ハンド操作装置８０_Ｒ、８０_Ｌのどちらかのロックスイッチを操作することで、アーム操作装置５０_Ｒ、５０_Ｌの両方をロックし、ロック解除できるようにしてもよい。ハンド操作装置８０を、ロック可能にしてもよい。ハンド操作装置８０をロックするとは、ジョイスティックが動いても操作指示を生成しないようにすることである。ハンド操作装置８０をロックするロックスイッチをハンド操作装置８０に設けてもよいし、ハンド操作装置８０とは別に設けてもよい。ハンド操作装置８０をロックするロックスイッチをハンド操作装置８０に設ける場合は、ハンド操作装置８０がロック中でもロックスイッチだけは操作できる。

ロックスイッチは、アーム操作装置５０において、肩、肘および手首の計測関節部が動かないようにロックするロック状態とロックしない非ロック状態とを一律に切り替える。ロック状態では、アーム操作装置５０が有する各計測関節部の角度が変化しない。非ロック状態では、アーム操作装置５０が有する各計測関節部の角度が変化できる。ロックスイッチは、ハンド操作装置８０とは別に設けてもよい。ロックスイッチは、オペレータ９０が足で操作するものでもよい。

図５６から図５８を参照して、ハンド操作装置８０の構造を説明する。ハンド操作装置８０_Ｒとハンド操作装置８０_Ｌは、同様な構造である。ハンド操作装置８０_Ｒとハンド操作装置８０_Ｌは、人間の右手と左手のように互いに鏡像の関係にある。図５６は、オペレータ９０が左手で操作して左のハンド部２６_Ｌを動かすハンド操作装置８０_Ｌの斜視図である。図５７と図５８は、ハンド操作装置８０_Ｌの別の方向から見た斜視図である。図では、アーム操作装置５０_Ｌの下端付近も図に描いている。

図５６から図５８では、ハンド操作装置８０を基準とする直交座標系であるＵＶＷ座標系も示す。Ｕ軸は、ハンド操作装置８０の厚み方向の軸である。オペレータ９０の手がある側をＵ軸の正の向きとする。Ｖ軸は、ハンド操作装置８０の前後方向の軸である。Ｖ軸の正の向きは、前から後ろに向かう方向とする。Ｗ軸は、ハンド操作装置８０の高さ方向の軸である。Ｗ軸の正の向きは、下から上に向かう方向とする。

ハンド操作装置８０は、第１ジョイスティック８１、第２ジョイスティック８２、第３ジョイスティック８３、第４ジョイスティック８４、第５ジョイスティック８５、本体部８６および手装着部８７を有する。第１ジョイスティック８１、第２ジョイスティック８２、第３ジョイスティック８３、第４ジョイスティック８４および第５ジョイスティック８５は、ハンド部２６が有する第１指部９１、第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５にそれぞれ対応する。本体部８６は、オペレータ９０が把持する部分である。手装着部８７は、本体部８６の外側（オペレータ９０の手の甲側）の主面に設けられる。手装着部８７にオペレータ９０が手を入れることで、オペレータ９０が本体部８６を握っていなくても、オペレータ９０の手から本体部８６が離れなくなる。

本体部８６は、正面から見ると略長方形、側面から見ると四角形の１辺をその途中で３０度弱折り曲げたような略五角形である。ハンド操作装置８０では、５個のジョイスティックを、人間の手の５本指で操作しやすい位置に配置する。オペレータ９０は親指で、第１ジョイスティック８１を操作する。人指し指で第２ジョイスティック８２を操作する。中指で第３ジョイスティック８３を操作する。薬指で第４ジョイスティック８４を操作する。小指で第５ジョイスティック８５を操作する。指回転モードでは、第１ジョイスティック８１を操作すると、第１指部９１が動く。第２ジョイスティック８２を操作すると、第２指部９２が動く。第３ジョイスティック８３を操作すると、第３指部９３が動く。第４ジョイスティック８４を操作すると、第４指部９４が動く。第５ジョイスティック８５を操作すると、第５指部９５が動く。複数のジョイスティックを同時に操作すれば、複数の指部が同時に動く。

モード切替ペダル９_Ｒ、９_Ｌにより、オペレータ９０はハンド部２６およびハンド操作装置８０の動作モードを切り替える。ハンド部２６およびハンド操作装置８０は、動作モードが切り替えられると、切り替えられた動作モードで動作する。左右のハンド部２６は同じ動作モードで動作する。ハンド操作装置８０_Ｒを操作すると、右のハンド部２６が動く。ハンド操作装置８０_Ｌを操作すると、左のハンド部２６が動く。例えば、モード切替ペダル９_Ｒ、９_Ｌのどちらも踏んでいない場合は、ハンド操作装置８０_Ｒ、８０_Ｌを操作することで、左右のハンド部２６は指回転モードで操作できる。例えば、モード切替ペダル９_Ｒだけを踏んでいる場合は、ハンド操作装置８０_Ｒ、８０_Ｌを操作することで、左右のハンド部２６は間隔変更モードで操作できる。例えば、モード切替ペダル９_Ｌだけを踏んでいる場合は、ハンド操作装置８０_Ｒ、８０_Ｌを操作することで、左右のハンド部２６はスライドモードで操作できる。例えば、モード切替ペダル９_Ｒ、９_Ｌを同時に踏んでいる場合は、ハンド操作装置８０_Ｒ、８０_Ｌを操作することで、左右のハンド部２６は指回転モードで操作できる。

ハンド操作装置８０では、ジョイスティックを操作することで対応する指部を回転させる。ジョイスティックを傾けていないときは、指部は回転しない。オペレータ９０は、指部を意図する角度まで回転させるまでジョイスティックを傾け、意図する角度になるとジョイスティックから指を離す。このようなオペレーションで、オペレータ９０は容易に各指部を意図する角度にすることができる。ジョイスティックを動かす速度に応じて単調非減少に決められた速度で、ジョイスティックに対応する指部が回転する。例えば、第１ジョイスティック８１を速く動かすと、第１指部９１が速く動く。第１ジョイスティック８１をゆっくり動かすと、第１指部９１がゆっくり動く。他のジョイスティックと対応する指部でも同様である。そのため、速く動かしたい場合、意図した角度に正確に動かしたい場合のどちらでも容易に、オペレータ９０は指を回転させることができる。

間隔変更モードでは、例えば第１ジョイスティック８１により第１指接続部９６および第２指接続部９７を制御する。第１ジョイスティック８１を左右方向でオペレータ９０の掌に近づく向き（Ｕ軸の正の向き）に傾けると、第１指接続部９６と第２指接続部９７の間隔が広がる方向に第１指接続部９６および第２指接続部９７が移動する。第１ジョイスティック８１を左右方向でオペレータ９０の掌から離れる向き（Ｕ軸の負の向き）に傾けると、第１指接続部９６と第２指接続部９７の間隔が狭まる方向に第１指接続部９６および第２指接続部９７が移動する。ただし、第１指部９１の回転角度が閾値以下の場合は、間隔変更モードで第１ジョイスティック８１を操作しても、第１指接続部９６および第２指接続部９７は移動しない。第１指部９１の回転角度は、第１指部９１が第１フレーム９６Ｂの上面と平行になる場合にゼロ度とする。閾値は、例えば３度などのように適切に決める。

第１指接続部９６と第２指接続部９７の間隔が可能な範囲の最大になると、それ以上には間隔は広がらない。第１指接続部９６と第２指接続部９７の間隔が可能な範囲の最小になると、それ以上には間隔は狭まらない。第１指部９１および第３指部９３の少なくとも一方が手基部９８Ａに対して垂直ではない場合は、第１指部９１と第３指部９３が接触すると、それ以上には間隔は狭くすることはできない。

ハンド部２６では、指回転モードと間隔変更モードの切替は、５本の指部の状態によらず可能である。指部を回転させた後に間隔を変更し、さらに指部を回転させることができる。間隔を変更した後に、指部を回転させ、さらに間隔を変更できる。なお、第１指部９１と第３指部９３が接触する状況では、第１指部９１および第３指部９３は接触を解消する側への回転または移動だけができる。

物体を把持するために、例えばオペレータ９０は以下のような手順で操作する。指回転モードで、第１指部９１の第１指接続部９６に対する角度を意図した角度にする。第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５のそれぞれの第２指接続部９７に対する角度を意図した角度にする。その後、間隔変更モードで、第１指接続部９６と第２指接続部９７の間隔が意図する距離になるまで、第１指接続部９６および第２指接続部９７を移動させる。指回転モードに戻して、第１指部９１、第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５の角度を微調整する。必要であれば、さらに間隔変更モードで、第１指接続部９６と第２指接続部９７の間隔を変更する。

物体によっては、先に間隔変更モードで、第１指接続部９６と第２指接続部９７の間隔が意図する距離になるまで、第１指接続部９６および第２指接続部９７を移動させる。その後、指回転モードで、第１指部９１を第１指接続部９６に対して意図した角度にする。第２指部９２、第３指部９３、第４指部９４および第５指部９５のそれぞれを第２指接続部９７に対して意図した角度にする。

ハンド部２６は、第１指部９１と第３指部９３との２本の指部で、物体を把持できる。さらに、ハンド部２６は、第２指部９２、第４指部９４および第５指部９５の内の少なくとも１本の指部を加えた３本から５本の指部で、物体を把持できる。

スライドモードでは、例えば第２ジョイスティック８２によりスライド指先部９２Ｋを移動させることを制御する。第２ジョイスティック８２を左右方向でオペレータ９０の掌から離れる向き（Ｕ軸の負の向き）に傾けると、スライド指先部９２Ｋが掌肉部９７Ｅに近づく向きに移動する。第２ジョイスティック８２を左右方向でオペレータ９０の掌に近づく向き（Ｕ軸の正の向き）に傾けると、スライド指先部９２Ｋが掌肉部９７Ｅから離れる向きに移動する。第２ジョイスティック８２を傾斜させている間は、スライド指先部９２Ｋは移動する。力が加えられなくなり第２ジョイスティック８２が垂直な位置に戻ると、スライド指先部９２Ｋは移動を停止する。第２ジョイスティック８２を傾斜させる速度に応じて、スライド指先部９２Ｋが移動する速度が変化する。傾斜させる速度に応じて、スライド指先部９２Ｋが移動する速度は単調非減少に決められる。第２ジョイスティック８２を速く傾斜させると、スライド指先部９２Ｋが速く移動する。第２ジョイスティック８２をゆっくり傾斜させると、スライド指先部９２Ｋがゆっくり移動する。

ハンド部２６は、スライドモードでも動作するので、電動ドライバや放水ノズル等のグリップを把持して操作レバーにスライド指先部９２Ｋを引っ掛けた状態で、スライド指先部９２Ｋを指元側に移動させることで、電動ドライバや放水ノズル等を操作できる。電動ドライバや放水ノズル等の操作する場合に、ハンド部２６を付け替えることは不要である。

ハンド部２６が有する指部を操作するためにジョイスティックを使用することで、オペレータ９０の負担を従来よりも軽減できる。ジョイスティックを使用することで、物体を把持した状態をキープすることが容易になる。ジョイスティックを操作しない場合に、指部はその時点の状態を保持できる。そのため、オペレータ９０は操作中に手および神経を休めることができる。ジョイスティックを使用することで、物体を把持する、あるいは物体を手放すなどの操作を、オペレータ９０がＯＮ／ＯＦＦ制御の感覚で実施できる。

動作を説明する。ロボット１を収納姿勢にして、作業する場所まで移動させる。作業する場所に着くと、胴体位置変更機構１Ｂおよび腕部５を操作して、ハンド部２６を作業対象の物体の近くに移動させる。ハンド部２６および腕部５を操作して、ロボット１に物体を扱わせる。ある場所での作業が終了し、別の作業場所に移動する場合は、ロボット１を収納姿勢にして、次の作業場所に移動させる。こうして、すべての場所での作業を実施する。すべての作業が終了した後は、ロボット１を収納姿勢にして保管場所に移動させる。

ロボット１は、腕接続部１９からハンド部２６までの間に障害物が存在する場合も、２本の腕部５を適切に曲げることで障害物を避けて物体を扱うことができる。障害物の位置が操作対象の物体とロボット１の間において腕接続部１９よりも近い側に存在する場合も、障害物を避けて物体を扱うことができる。その場合には、胴体部１２が延在する方向を障害物が存在しない方向に向け、２本の腕部５を物体に向けることで、ロボット１は物体を扱うことができる。なお、障害物が存在しない方向に胴体部１２を向けた姿勢で、腕部５が届く範囲に物体が存在する必要がある。

ロボット１は、ロボットの高さを低くする姿勢（収納姿勢）においてロボットの高さを従来よりも低くできる。特許文献５のロボットでは、胴体支持アームと胴体支持部が上下に重なるように配置する必要があり、ロボットの高さを低くすることが難しい。

本開示に係るロボットおよびロボット操作システムでは、予期しない事象が発生する状況でも、その状況に適した動作をロボットが取れるように、オペレータの判断により遠隔操作ができる。人工知能技術を応用した自律型のロボットでは対応できないような多様な環境において、本開示に係るロボット操作システムによれば、オペレータが臨機応変な作業指示ができるようになる。本開示に係るロボット操作システムは、オペレータがロボットを操作する負担を従来よりも軽減できる。

本開示に係るロボットおよびロボット操作システムの適用先は、非常に多岐にわたる。例えば、以下が考えられる。
・人命に係る危険作業で人間の代替作業を必要とされる分野。
・省人化を要求される分野。介護分野や農業分野など。
・テレワークの実現を図る遠隔操作事業分野。

例えば、以下のような作業に使用することが期待される。
・地雷、爆弾などを処理する作業。
・テロ対応時などの人命に関わる危険な作業。
・事故が発生した原子力発電所での作業。
・化学物質等での長時間作業が不可能な作業環境での作業。塗装作業など。
・介護現場での人を補助あるいは支援する作業。
・農作業における各種作業。
・警備、監視作業。例えば、無人施設での２４時間にわたる警備業務など。

上に例を示したどの作業も、その時の状況に応じた判断が必要であり、ロボットだけでは対応できないような作業である。ロボットが人工知能を有していたとしても、ロボットだけでは対応することは現在の技術では難しい。これらの作業では、作業内容をあらかじめ決めることができない。これらの作業は、予測不可能な事態が発生し、臨機応変な判断が必要となる作業である。状況に応じて状況に適切な多様な作業を、ロボットができるようにするためには、人の判断を利用する遠隔操作が必要である。両手を使用する細かい様々な作業まで、人がロボットを遠隔操作できるようになれば、社会的に非常に有益である。本開示に係るロボットおよびロボット操作システムは、両手を使用する細かい作業を含む多種多様な作業を、人がロボットを遠隔操作できるようにするものである。

また、重要施設などを警備する分野でも、ロボット操作システムは活用できる。無人通信局や無人駅などの無人施設での、２４時間警備などに適用できる。必要な場合に、人によりロボットを遠隔操作することで、例えば、監視、警備業務での業務の質を向上させることができる。

ロボットは、クローラではなく通常の車輪で移動するロボットでもよい。車輪が回転することで移動するものであれば、車両部はどのようなものでもよい。ヒューマノイド部は、２本の腕部と、２本の腕部が接続する胴体部を有するものであれば、どのようなものでもよい。車両部、胴体部および車両部に対する胴体部の位置を変更可能に胴体部を支持する胴体位置変更機構を有するロボットであればよい。胴体位置変更機構は、伸縮機構を有さないものでもよい。伸縮機構を有さない場合は、第１リンクが胴体部を支持する。

実施の形態の変形や一部の構成要素を省略すること、変形や省略の自由な組み合わせが可能である。

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
２本の腕部と、
２本の前記腕部が接続する胴体部と、
車輪が回転することで移動する車両部と、
前記車両部に対する前記胴体部の位置を変更可能に、前記胴体部を支持する胴体位置変更機構とを備え、
前記胴体位置変更機構は、
前記車両部と交差する方位角軸に垂直な平面である車両部基準面と前記胴体部が延在する方向とがなす角度である仰角を変更可能に、前記胴体部を支持する仰角変更機構と、
前記方位角軸の回りに回転可能に前記仰角変更機構を支持する、前記車両部に設けられた方位角変更機構とを有し、
前記仰角変更機構は、
前記方位角変更機構に支持される基部と、
前記基部の上側で前記車両部基準面に平行な直線に沿って移動する移動部と、
前記移動部に下端が回転可能に接続し、前記車両部基準面と前記仰角をなす方向に延在し、前記胴体部を支持する第１リンクと、
前記第１リンクに、上端が回転可能に接続する第２リンクと、
前記第２リンクの下端が回転可能に接続する、前記基部に設けられたリンク下端支持部とを有する、ロボット。
（付記２）
前記移動部が移動する直線よりも下側に前記リンク下端支持部が存在する、付記１に記載のロボット。
（付記３）
前記移動部が移動できる範囲である移動可能範囲を前記移動部が移動する各状態での前記仰角の最小値である仰角最小値が決められた最小仰角許容値以下になり、
前記移動可能範囲を前記移動部が移動する各状態での前記仰角の最大値である仰角最大値が決められた最大仰角許容値以上になり、
前記移動可能範囲を前記移動部が移動する各状態での、前記胴体部の決められた個所の前記車両部基準面からの距離であるロボット高の最小値であるロボット高最小値が決められたロボット高許容値以下になる、付記１または付記２に記載のロボット。
（付記４）
決められた前記移動可能範囲で、前記ロボット高最小値が最小になるように、前記第１リンクにおける前記移動部との接続箇所と前記第２リンクとの接続箇所の間の距離、第２リンクにおける第１リンクとの接続箇所と前記リンク下端支持部の間の距離、前記移動部が移動する直線と前記リンク下端支持部の高さの差、および前記リンク下端支持部と前記方位角軸の間の距離が決められている、付記３に記載のロボット。
（付記５）
前記胴体部を支持し、前記第１リンクに支持される胴体支持部と、
前記胴体支持部を前記第１リンクに沿って移動可能にする伸縮機構とを備えた付記１から付記４の何れか１項に記載のロボット。
（付記６）
前記胴体部の上側に設けられたカメラと、
前記胴体部と交差する頭部回転軸の回りに回転可能に前記胴体部に支持され、前記頭部回転軸に垂直な胴体部基準面と前記カメラの光軸とがなす角度である視線仰角を変更可能に前記カメラを支持する首部と、
前記頭部回転軸の回りに回転可能に、前記首部を前記胴体部に接続する頭部回転部と、
前記視線仰角を変更可能に、前記カメラを前記首部に接続する視線仰角変更部とを備えた付記１から付記５の何れか１項に記載のロボット。
（付記７）
前記仰角変更機構が前記仰角を第１の角度だけ変更する際に、前記第１の角度と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度だけ前記視線仰角を変更するように前記視線仰角変更部を制御する視線連動制御部を備えた付記６に記載のロボット。
（付記８）
胴体部基準面に平行な腕基部回転軸の回りに回転可能に、２本の前記腕部のそれぞれを前記胴体部に接続する２個の腕基部関節部を備え、
前記仰角変更機構が前記仰角を第１の角度だけ変更する際に、前記第１の角度と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度だけ、前記腕部が延在する方向と前記胴体部基準面とがなす角度である腕基部回転角を変更するように前記腕基部関節部を制御する腕部連動制御部を備えた付記１から付記６の何れか１項に記載のロボット。
（付記９）
前記胴体部基準面に平行な腕基部回転軸の回りに回転可能に、２本の前記腕部のそれぞれを前記胴体部に接続する２個の腕基部関節部を備え、
前記仰角変更機構が前記仰角を前記第１の角度だけ変更する際に、前記第２の角度だけ、前記腕部が延在する方向と前記胴体部基準面とがなす角度である腕基部回転角を変更するように前記腕基部関節部を制御する腕部連動制御部を備えた付記７に記載のロボット。

１００ ロボット操作システム、
１ クローラ移動ロボット（ロボット）、
１Ｗ 車両部、
１ＷＡ サイドカバー、
１Ｈ ヒューマノイド部、
１Ｂ 胴体位置変更機構、
２、２_Ｒ、２_Ｌ、２_Ｃ 現場カメラ、
２_Ｒ 右目カメラ、
２_Ｌ 左目カメラ、
２_Ｃ 広角カメラ、
３ 操作装置、
４ 表示装置、
５ 腕部（ロボットアーム）、
６ 無線通信装置、
７ バッテリ、
８ 上体入力装置、
９、９_Ｒ、９_Ｌ モード切替ペダル、
１０ 足操作入力装置、

１１ 頭部、
１１Ａ 頭部カバー、
１１Ｂ 胴体接続部、
１１Ｃ 首部、
１１Ｄ カメラ保持部、
１１Ｅ 仰角軸受部、
１１Ｆ プーリ（頭部回転部）、
１１Ｇ 駆動プーリ（頭部回転部）、
１１Ｈ 駆動ベルト（頭部回転部）、
１１Ｊ モータ（頭部回転部）、
１１Ｋ プーリ（視線仰角変更部）、
１１Ｌ 駆動プーリ（視線仰角変更部）、
１１Ｍ 駆動ベルト（視線仰角変更部）、
１１Ｎ モータ１１（視線仰角変更部）、

１２ 胴体部、
１３、１３_Ｒ、１３_Ｌ クローラ移動部、
１４ 車輪、
１５ クローラ、

１６ 車両接続部（方位角変更機構）、
１６Ａ 車両側固定部、
１６Ｂ 車両側プーリ、
１６Ｃ 回転側基部、
１６Ｄ スライド機構基部（基部）、
１６Ｅ 駆動機構収納部、
１６Ｆ ベアリング、
１６Ｇ 駆動ベルト、
１６Ｈ モータ、
１６Ｊ 駆動ギア、
１６Ｋ 移動側プーリ、
１６Ｌ 回転側保持穴、

１７ スライド機構（仰角変更機構）、
１７Ａ 第１リンク、
１７Ｂ スライド移動部材（移動部）、
１７Ｃ 第２リンク、
１７ＣＡ リンク部、
１７ＣＢ 連結部、
１７Ｄ レール、
１７Ｅ レール把持部、
１７Ｆ ネジ棒、
１７Ｇ ナット、
１７Ｈ モータ、
１７Ｊ 駆動機構収納部、
１７Ｋ 保護板、

１８ 伸縮機構、
１８Ａ 伸縮移動部材（胴体支持部）、
１８Ｂ レール、
１８Ｃ レール把持部、
１８Ｄ ネジ棒、
１８Ｅ ナット、
１８Ｆ モータ、
１８Ｇ 駆動機構収納部、
１８Ｈ 保護板
１８Ｊ ケーブル、

１９ 腕接続部、
１９Ａ 腕接続構造部、
１９Ｂ 腕回転部、
１９Ｄ モータ、
１９Ｅ ウォームホイール、
１９Ｆ ウォーム、
２０ 制御基板収納部、
２２ 腕基部、
２２Ａ 腕基部関節部、
２４ 上腕部、
２４Ａ 関節接続部、
２４Ｂ 中間円筒部、
２４Ｃ フタ、
２４Ｄ 下側円柱、
２４Ｅ モータ、
２５ 前腕部、
２５Ａ 回転軸接続部、
２５Ｂ 前腕基部、
２５Ｃ 前腕骨部、
２５Ｄ アクチュエータ構造部、
２５Ｅ ねじ棒保持部、
２５Ｆ ねじ棒保持部、
２６ ハンド部（ロボットハンド）、
２７ 肩関節部、
２７Ａ 肩関節構造部、
２７Ｂ モータ、
２７Ｃ モータ設置部、
２７Ｄ 回転軸部材、
２７Ｅ 開口、
２８ 肘関節部、
２８Ａ 回転軸保持ヨーク、
２８Ｂ 回転軸部材、
２８Ｃ ウォームホイール、
２８Ｄ ウォーム、
２８Ｅ ギア部、
２８Ｆ モータ、
２８Ｇ ギア部、
２８Ｊ ギアカバー、
２９ 手首関節部、
２９Ａ Ｔ字部材、
２９Ｂ Ｔ字部材保持ヨーク、
２９Ｃ Ｔ字部材保持部、
２９Ｄ 手首基部、
２９Ｅ ベアリング、
２９Ｆ ベアリング、

３５ 前腕外側アクチュエータ、
３５Ｌ 前腕外側リンク、
３５Ｍ モータ、
３５Ａ ねじ棒、
３５Ｂ 移動部材、
３５Ｃ レール、
３５Ｄ リンク、
３５Ｅ モータ設置板、
３５Ｆ モータ、
３５Ｇ ベルト、
３５Ｈ プーリ、
３５Ｊ プーリ、
３６ 前腕内側アクチュエータ、
３６Ｌ 前腕内側リンク、
３６Ｍ モータ、
３６Ａ ねじ棒、
３６Ｂ 移動部材、
３６Ｃ レール、
３６Ｄ リンク、
３６Ｅ モータ設置板、
３６Ｆ モータ、
３６Ｇ ベルト、
３６Ｈ プーリ、
３６Ｊ プーリ、

４０ 電動ドライバ、
４１ グリップ、
４２ レバー、
４５ 物体、

５０、５０_Ｒ、５０_Ｌ アーム操作装置、
５１ 支持フレーム、

６０ 制御演算装置、
６１ ＣＰＵ、
６２ メモリ部、

８０、８０_Ｒ、８０_Ｌ ハンド操作装置、

９０ オペレータ（操作者）、

９１ 第１指部、
９２ 第２指部、
９３ 第３指部、
９４ 第４指部、
９５ 第５指部、

９１Ａ、９２Ａ、９３Ａ、９４Ａ、９５Ａ 指本体部、
９１Ｂ、９２Ｂ、９３Ｂ、９４Ｂ、９５Ｂ 指先部、
９１Ｃ、９２Ｃ、９３Ｃ、９４Ｃ、９５Ｃ 指内側部、
９１Ｄ、９２Ｄ、９３Ｄ、９４Ｄ、９５Ｄ 指関節部、
９１ＤＡ、９２ＤＡ、９３ＤＡ、９４ＤＡ、９５ＤＡ ヨーク、
９１ＤＢ、９２ＤＢ、９３ＤＢ、９４ＤＢ、９５ＤＢ 指節回転軸、
９１Ｅ、９２Ｅ、９３Ｅ、９４Ｅ、９５Ｅ ウォームホイール、
９１Ｆ、９２Ｆ、９３Ｆ、９４Ｆ、９５Ｆ ウォーム、
９１Ｇ、９２Ｇ、９３Ｇ、９４ＧＦ、９５Ｆ モータ、
９１Ｈ 距離センサ（第１距離センサ）、
９３Ｈ 距離センサ（第２距離センサ）、
９１Ｊ、９３Ｊ 開口、
９２Ｋ スライド指先部（引っ掛け部）、
９２Ｌ モータ収納部、
９２Ｍ モータ（引っ掛け部移動部）、
９２Ｎ ネジ棒（引っ掛け部移動部）、
９２Ｐ 溝（引っ掛け部移動部）、
９２Ｑ ナット（引っ掛け部移動部）、

９６ 第１指接続部、
９６Ａ 第１ラック（指移動部）、
９６Ｂ 第１フレーム、
９６Ｃ 第１把持部（指移動部）、
９６Ｄ 第１指接続フレーム、

９７ 第２指接続部、
９７Ａ 第２ラック（指移動部）、
９７Ｂ 第２フレーム、
９７Ｃ 第２把持部（指移動部）、
９７Ｄ 第２指接続フレーム、
９７Ｅ 掌肉部、
９７Ｆ 切り欠き、

９８ 手首接続部、
９８Ａ 手基部、
９８Ｂ 接続円柱部、
９８Ｃ 第１レール（指移動部）、
９８Ｄ 第２レール（指移動部）、
９８Ｅ ピニオン（指移動部）、
９８Ｆ モータ（指移動部）、

Ｊ１ 車両側リンク取付部（リンク下端支持部）、
Ｊ２ 移動部材取付部、
Ｊ３ 移動側リンク取付部、

Ｊ１１ 前腕外側リンク取付部、
Ｊ１２ 前腕内側リンク取付部、
Ｊ１３ 手外側リンク取付部、
Ｊ１３Ａ 回転ヨーク、
Ｊ１３Ｂ ベアリング、
Ｊ１３Ｃ ベアリング、
Ｊ１４ 手内側リンク取付部、
Ｊ１４Ａ 回転ヨーク、
Ｊ１４Ｂ ベアリング、
Ｊ１４Ｃ ベアリング。

Claims (17)

1. ２本の腕部と、
   ２本の前記腕部が接続する胴体部と、
   車輪が回転することで移動する車両部と、
   前記車両部に対する前記胴体部の位置を変更可能に、前記胴体部を支持する胴体位置変更機構とを備え、
   前記胴体位置変更機構は、
   前記車両部と交差する方位角軸に垂直な平面である車両部基準面と前記胴体部が延在する方向とがなす角度である仰角を変更可能に、前記胴体部を支持する仰角変更機構と、
   前記方位角軸の回りに回転可能に前記仰角変更機構を支持する、前記車両部に設けられた方位角変更機構とを有し、
   前記仰角変更機構は、
   前記方位角変更機構に支持される基部と、
   前記基部の上側で前記車両部基準面に平行な直線に沿って移動する移動部と、
   前記移動部に下端が回転可能に接続し、前記車両部基準面と前記仰角をなす方向に延在し、前記胴体部を支持する第１リンクと、
   前記第１リンクに、上端が回転可能に接続する第２リンクと、
   前記第２リンクの下端が回転可能に接続する、前記基部に設けられたリンク下端支持部とを有する、ロボット。
2. 前記移動部が移動する直線よりも下側に前記リンク下端支持部が存在する、請求項１に記載のロボット。
3. 前記移動部が移動できる範囲である移動可能範囲を前記移動部が移動する各状態での前記仰角の最小値である仰角最小値が決められた最小仰角許容値以下になり、
   前記移動可能範囲を前記移動部が移動する各状態での前記仰角の最大値である仰角最大値が決められた最大仰角許容値以上になり、
   前記移動可能範囲を前記移動部が移動する各状態での、前記胴体部の決められた個所の前記車両部基準面からの距離であるロボット高の最小値であるロボット高最小値が決められたロボット高許容値以下になる、請求項１に記載のロボット。
4. 前記移動部が移動できる範囲である移動可能範囲を前記移動部が移動する各状態での前記仰角の最小値である仰角最小値が決められた最小仰角許容値以下になり、
   前記移動可能範囲を前記移動部が移動する各状態での前記仰角の最大値である仰角最大値が決められた最大仰角許容値以上になり、
   前記移動可能範囲を前記移動部が移動する各状態での、前記胴体部の決められた個所の前記車両部基準面からの距離であるロボット高の最小値であるロボット高最小値が決められたロボット高許容値以下になる、請求項２に記載のロボット。
5. 決められた前記移動可能範囲で、前記ロボット高最小値が最小になるように、前記第１リンクにおける前記移動部との接続箇所と前記第２リンクとの接続箇所の間の距離、第２リンクにおける第１リンクとの接続箇所と前記リンク下端支持部の間の距離、前記移動部が移動する直線と前記リンク下端支持部の高さの差、および前記リンク下端支持部と前記方位角軸の間の距離が決められている、請求項３に記載のロボット。
6. 決められた前記移動可能範囲で、前記ロボット高最小値が最小になるように、前記第１リンクにおける前記移動部との接続箇所と前記第２リンクとの接続箇所の間の距離、第２リンクにおける第１リンクとの接続箇所と前記リンク下端支持部の間の距離、前記移動部が移動する直線と前記リンク下端支持部の高さの差、および前記リンク下端支持部と前記方位角軸の間の距離が決められている、請求項４に記載のロボット。
7. 前記胴体部を支持し、前記第１リンクに支持される胴体支持部と、
   前記胴体支持部を前記第１リンクに沿って移動可能にする伸縮機構とを備えた請求項１から請求項６の何れか１項に記載のロボット。
8. 前記胴体部の上側に設けられたカメラと、
   前記胴体部と交差する頭部回転軸の回りに回転可能に前記胴体部に支持され、前記頭部回転軸に垂直な胴体部基準面と前記カメラの光軸とがなす角度である視線仰角を変更可能に前記カメラを支持する首部と、
   前記頭部回転軸の回りに回転可能に、前記首部を前記胴体部に接続する頭部回転部と、
   前記視線仰角を変更可能に、前記カメラを前記首部に接続する視線仰角変更部とを備えた請求項１から請求項６の何れか１項に記載のロボット。
9. 前記胴体部の上側に設けられたカメラと、
   前記胴体部と交差する頭部回転軸の回りに回転可能に前記胴体部に支持され、前記頭部回転軸に垂直な胴体部基準面と前記カメラの光軸とがなす角度である視線仰角を変更可能に前記カメラを支持する首部と、
   前記頭部回転軸の回りに回転可能に、前記首部を前記胴体部に接続する頭部回転部と、
   前記視線仰角を変更可能に、前記カメラを前記首部に接続する視線仰角変更部とを備えた請求項７に記載のロボット。
10. 前記仰角変更機構が前記仰角を第１の角度だけ変更する際に、前記第１の角度と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度だけ前記視線仰角を変更するように前記視線仰角変更部を制御する視線連動制御部を備えた請求項８に記載のロボット。
11. 前記仰角変更機構が前記仰角を第１の角度だけ変更する際に、前記第１の角度と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度だけ前記視線仰角を変更するように前記視線仰角変更部を制御する視線連動制御部を備えた請求項９に記載のロボット。
12. 胴体部基準面に平行な腕基部回転軸の回りに回転可能に、２本の前記腕部のそれぞれを前記胴体部に接続する２個の腕基部関節部を備え、
    前記仰角変更機構が前記仰角を第１の角度だけ変更する際に、前記第１の角度と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度だけ、前記腕部が延在する方向と前記胴体部基準面とがなす角度である腕基部回転角を変更するように前記腕基部関節部を制御する腕部連動制御部を備えた請求項１から請求項６の何れか１項に記載のロボット。
13. 胴体部基準面に平行な腕基部回転軸の回りに回転可能に、２本の前記腕部のそれぞれを前記胴体部に接続する２個の腕基部関節部を備え、
    前記仰角変更機構が前記仰角を第１の角度だけ変更する際に、前記第１の角度と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度だけ、前記腕部が延在する方向と前記胴体部基準面とがなす角度である腕基部回転角を変更するように前記腕基部関節部を制御する腕部連動制御部を備えた請求項７に記載のロボット。
14. 前記胴体部基準面に平行な腕基部回転軸の回りに回転可能に、２本の前記腕部のそれぞれを前記胴体部に接続する２個の腕基部関節部を備え、
    前記仰角変更機構が前記仰角を第１の角度だけ変更する際に、前記第１の角度と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度だけ、前記腕部が延在する方向と前記胴体部基準面とがなす角度である腕基部回転角を変更するように前記腕基部関節部を制御する腕部連動制御部を備えた請求項８に記載のロボット。
15. 前記胴体部基準面に平行な腕基部回転軸の回りに回転可能に、２本の前記腕部のそれぞれを前記胴体部に接続する２個の腕基部関節部を備え、
    前記仰角変更機構が前記仰角を第１の角度だけ変更する際に、前記第１の角度と絶対値が同じで符号が異なる第２の角度だけ、前記腕部が延在する方向と前記胴体部基準面とがなす角度である腕基部回転角を変更するように前記腕基部関節部を制御する腕部連動制御部を備えた請求項９に記載のロボット。
16. 前記胴体部基準面に平行な腕基部回転軸の回りに回転可能に、２本の前記腕部のそれぞれを前記胴体部に接続する２個の腕基部関節部を備え、
    前記仰角変更機構が前記仰角を前記第１の角度だけ変更する際に、前記第２の角度だけ、前記腕部が延在する方向と前記胴体部基準面とがなす角度である腕基部回転角を変更するように前記腕基部関節部を制御する腕部連動制御部を備えた請求項１０に記載のロボット。
17. 前記胴体部基準面に平行な腕基部回転軸の回りに回転可能に、２本の前記腕部のそれぞれを前記胴体部に接続する２個の腕基部関節部を備え、
    前記仰角変更機構が前記仰角を前記第１の角度だけ変更する際に、前記第２の角度だけ、前記腕部が延在する方向と前記胴体部基準面とがなす角度である腕基部回転角を変更するように前記腕基部関節部を制御する腕部連動制御部を備えた請求項１１に記載のロボット。

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