JPH02160482A - 歩行ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は歩行ロボットに関するものである。

（従来の技術） 従来、この種の歩行ロボットは人間の足のように歩行す
る構成となっていたため、片足で５〜６０由度、両足で
１０〜１１自由度を必要とし、さらに胴体部の重心移動
に少なくとも１自由度を必要とする。したがって、全体
で１１〜１３自由度を必要とし、構造が複雑になるとい
う問題があった。また、各自由度に設けられたアクチュ
エータを同時に駆動制御する必要があることから制御部
での処理に時間がかかり、歩行速度が遅く、実用的でな
かつた。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来の歩行ロボットにおいては、全体で
１１〜１３の自由度を必要とするため、構造が複雑とな
り、しかも歩行速度が遅いために実用的でないという問
題があった。

本発明の目的は上述した問題点に鑑みてなされたもので
あり、構造が簡単で実用的な歩行ロボットを提供しよう
とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明は、胴体と、この胴体
の重心より下部に位置し上記重心を通る鉛直線上に設け
られた支持軸と、この支持軸に揺動自在に支持された第
１リンクと、この第１リンクと平行に設けられた第２１
Ｊンクと、これら第１リンク及び第２リンクの両端に回
動自在に連結された一対の脚体と、これら脚体の下部に
回転可能に設けられたスタビライザと、このスタビライ
ザと前記脚体との間に設けられた回転駆動機構と、前記
胴体を前記支持軸を中心に揺動運動させてその慣性力に
より前記脚体の一方を床面から離間させる揺動機構とを
具備したことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明においては、揺動機構により胴体を支持軸を中心
に揺動運動させてその慣性力により一方の脚体を床面か
ら離間させ、床面から離間した脚体を回転駆動機構によ
り床面に接地した脚体を中心に歩行方向へ旋回させるこ
とにより、胴体の揺動と脚体の旋回とを組合わせた２つ
の自由度で脚体を歩行させることができる。

（実施例） 第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図（ａ）は歩行ロボットの正面図、同図（ｂ）は
その側面図である。第１図において、１は歩行ロボット
の胴体であって、この胴体１の下部中央には支持軸２を
中心に胴体１を揺動運動させる揺動機構３が設けられて
いる。上記支持軸２は胴体１の重心Ｇより下部に位置し
ており、重心Ｇを通る鉛直線り上に設けられている。

また、図中４は上記支持軸２に揺動自在に支持された第
１リンク、５は第１リンク４と平行に設けられた第２リ
ンクであり、これら第１リンク４及び第２リンク５の両
端はヒンジを介して脚体６Ａ、６Ｂの側面部に回動自在
に連結されている。

これらの脚体６Ａ、６°Ｂの下部にはスタビライザ７．
７が回転可能に設けられ、スタビライザ７゜７と脚体６
Ａ、６Ｂとの間には回転駆動機構８゜８が設けられてい
る。また、前記脚体６Ａ、６Ｂの上部には胴体１が支持
軸２を中心に所定角度揺動したときその自重を支える支
持座９．９が設けられている。

一方、前記胴体１の」二部にはＴＶカメラ１０を搭載し
た雲台１１が左右方向及び前後方向に揺動可能に設けら
れている。この雲台１１は下部にカウンタウェイト（図
示せず）を有し、胴体１の揺動運動に関係なく常に垂直
に保持されるようになっている。また、上記胴体１の左
右側面には一対のマニプレータ腕１２．１２が回動自在
に取付けられている。なお、図中１３はストッパ、１４
は照明装置、１５は床面である。

第２図は歩行ロボットの制御部の構成を示す図で、図中
１６はモータ、１７はギヤ、１８はブレーキ、１９は前
記脚体６Ａ、６Ｂを伸縮させる伸縮機構である。また、
２０はジャイロ、２１は角度センサ、２２は旋回角度セ
ンサ、２３は接地圧センサテあり、これらのセンサから
の信号は歩行ロボットの位置情報として制御装置２４に
入力されるようになっている。なお、図中２７は歩行ロ
ボットを遠隔操作するための操作室で、この操作室２７
からの指令はアンテナ２５及び信号伝送装置２６を介し
て制御装置２３に入力されるようになっている。また、
図中２８はアンテナ、２９は信号伝送部、３０は制御部
、３１は操作部、３２は表示部であり、これらは前記操
作室２７に設けられている。

次にこのように構成される歩行ロボットの歩行方法につ
いて説明する。

第３図は揺動機構３により胴体１を揺動運動させた状態
を示すもので、同図（ａ）に示す如く胴体１が支持軸２
を中心に図中反時計方向に揺動運動すると、胴体１の一
部が脚体６Ａの支持座９に当接し、胴体１の自重が支持
座９によって受は止められる。このとき、胴体１には重
心移動による慣性力が作用し、第３図（ｂ）に示す如く
支持座９に当接した箇所を支点として図中反時計方向に
回動する。これにより脚体６Ｂには支持軸２及び第１リ
ンク４を介して上向きの力が作用し、床面１５から離間
する。そして、脚体６Ｂが所定高さまで持ち上げられる
と第１リンク４がストッパ１３に当接することによって
胴体１の回動が停止する。次にこの状態で脚体６Ａとス
タビライザ７との間に設けられた回転駆動機構上を駆動
すると床面１５から離間した脚体６Ｂが脚体６Ａを中心
に旋回する。したがって、上記の動作を脚体６Ａ。

６Ｂに対して交互に行なうことにより、第４図に示すよ
うに歩行ロボットを歩行させることができる。

また、脚体６Ａ、６Ｂの＾さを伸縮機構１９で調整する
ことにより、第５図に示す如く階段３３を昇降すること
もできる。さらに、通路のコーナ一部を曲がる場合は第
６図（ａ）に示す如く床面１５から離間した脚体６Ｂを
９０度旋回させればよい。また、歩行ロボットの歩行方
向を反転させる場合は第６図（ｂ）に示す如く床面１５
から離間した脚体６Ｂを１８０度旋旋回せればよい。

このように本実施例においては、揺動機構３により胴体
１を支持軸２を中心に揺動運動させてその慣性力により
脚体６Ａ、６Ｂの一方（例えば６Ｂ）を床面１５から離
間させ、床面１５から離間した脚体６Ｂを回転駆動機構
８により他方の脚体６Ａを中心に旋回させることにより
、胴体１の揺動と脚体６Ａ、６Ｂの旋回とを組合わせた
３つの自由度で歩行させることができる。

なお、第７図に示すようにスタビライザ７．７を脚体６
Ａ、６Ｂの外側に折り曲げ可能な構造とし、第８図に示
すようにスタビライザ７．７と操舵輪３４で走行できる
ようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、胴体と、この胴体の重心
より下部に位置し上記重心を通る鉛直線上に設けられた
支持軸と、この支持軸に揺動自在に支持された第１リン
クと、この第１リンクと平行に設けられた第２リンクと
、これら第１リンク及び第２リンクの両端に回動自在に
連結された一対の脚体と、これら脚体の下部に回転可能
に設けられたスタビライザと、このスタビライザと前記
脚体との間に設けられた回転駆動機構と、前記胴体を前
記支持軸を中心に揺動運動させてその慣性力により前記
脚体の一方を床面から離間させる揺動機構とを具備した
ものである。したがって、胴体の揺動自由度と脚体の旋
回自由度とを組合わせて３つの自由度で歩行することが
でき、構造が簡単で実用性の高い歩行ロボットを提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示す図で、
第１図（ａ）は歩行ロボットの正面図、同図（ｂ）はそ
の側面図、第２図は制御部の構成図、第３図及び第４図
は歩行ロボットの歩行方法を示す図、第５図は歩行ロボ
ットが階段を昇降する状態を示す図、第６図は歩行ロボ
ットの方向転換を示す図、第７図及び第８図は本発明の
第２実施例を示す図である。 １・・・胴体、２・・・支持軸、３・・・揺動機構、４
・・・第１リンク、５・・・第２リンク、６Ａ、６Ｂ・
・・脚体、７・・・スタビライザ、８・・・回転駆動機
構、９・・・支持座。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 （ａ） 第 フ 図 （ｂ） 第 図 （ａ） （ｂ） 第 ６図 （ａ） 第 ア 図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 胴体と、この胴体の重心より下部に位置し上記重心を通
   る鉛直線上に設けられた支持軸と、この支持軸に揺動自
   在に支持された第１リンクと、この第１リンクと平行に
   設けられた第２リンクと、これら第１リンク及び第２リ
   ンクの両端に回動自在に連結された一対の脚体と、これ
   ら脚体の下部に回転可能に設けられたスタビライザと、
   このスタビライザと前記脚体との間に設けられた回転駆
   動機構と、前記胴体を前記支持軸を中心に揺動運動させ
   てその慣性力により前記脚体の一方を床面から離間させ
   る揺動機構とを具備したことを特徴とする歩行ロボット
   。