JPH0335074B2 - - Google Patents
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- JPH0335074B2 JPH0335074B2 JP59116247A JP11624784A JPH0335074B2 JP H0335074 B2 JPH0335074 B2 JP H0335074B2 JP 59116247 A JP59116247 A JP 59116247A JP 11624784 A JP11624784 A JP 11624784A JP H0335074 B2 JPH0335074 B2 JP H0335074B2
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- legs
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- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 29
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
- B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 発明の目的
〔産業上の利用分野〕
この発明は、乗用移動機械、貨物運搬機械等の
リンク機構を用いた多足歩行機械、特に不整地の
歩行に対応できる多足歩行機械の脚ユニツトリン
ク機構に関するものである。
リンク機構を用いた多足歩行機械、特に不整地の
歩行に対応できる多足歩行機械の脚ユニツトリン
ク機構に関するものである。
従来にもリンク機構を用いて動物の足と似た４
本またはそれ以上の足体を持つ機構に歩行動作を
行なわせるようにしたロボツト等の多足走行機械
は種々のものが開発されているが、一般的に歩行
動作がぎこちなく、安定性が悪いという欠点があ
り、特に足体の歩行動作に伴つてその足体に支持
されている基台が上下、前後または左右に傾きも
しくは振れ、基台上に物品を載置して運搬しよう
とする場合には、安定性及び安全性に欠けるとい
う問題があり、それらの解決が望まれていた。
本またはそれ以上の足体を持つ機構に歩行動作を
行なわせるようにしたロボツト等の多足走行機械
は種々のものが開発されているが、一般的に歩行
動作がぎこちなく、安定性が悪いという欠点があ
り、特に足体の歩行動作に伴つてその足体に支持
されている基台が上下、前後または左右に傾きも
しくは振れ、基台上に物品を載置して運搬しよう
とする場合には、安定性及び安全性に欠けるとい
う問題があり、それらの解決が望まれていた。
この点を解決するためにこの発明の発明者等は
先に改良された多足歩行機械を提案した（昭和57
年特許願第221538号、昭和58年特許願第156019
号、昭和58年特許願第213061号、及び昭和59年第
35684号等参照）。この新たに提案された多足歩行
機械は、原動機を備えた基台と、その基台の左右
両側に配備された前足、中足及び後足の合計６本
の足とを有し、前記それぞれの足は、前記基台に
取付けられ前記原動機によつて回転される駆動側
リンクと前記駆動側リンクに一端を連結され他端
は前記足に軸止めされた従動側リンクと前記従動
側リンクの中点近傍と前記基台との間を連結した
支持リンクとで構成するチエビシエフリンク機構
によつて駆動され、前記基台の片側の前足と後足
及び反対側の中足を組みにし、その様な２組を交
互に着地と空中運動（立脚相と遊脚相）とを繰返
させて前後進させるように構成したものであつ
て、多足歩行機械における制御性の単純化、高速
化、高エネルギー効率化を実現した。
先に改良された多足歩行機械を提案した（昭和57
年特許願第221538号、昭和58年特許願第156019
号、昭和58年特許願第213061号、及び昭和59年第
35684号等参照）。この新たに提案された多足歩行
機械は、原動機を備えた基台と、その基台の左右
両側に配備された前足、中足及び後足の合計６本
の足とを有し、前記それぞれの足は、前記基台に
取付けられ前記原動機によつて回転される駆動側
リンクと前記駆動側リンクに一端を連結され他端
は前記足に軸止めされた従動側リンクと前記従動
側リンクの中点近傍と前記基台との間を連結した
支持リンクとで構成するチエビシエフリンク機構
によつて駆動され、前記基台の片側の前足と後足
及び反対側の中足を組みにし、その様な２組を交
互に着地と空中運動（立脚相と遊脚相）とを繰返
させて前後進させるように構成したものであつ
て、多足歩行機械における制御性の単純化、高速
化、高エネルギー効率化を実現した。
ところで、多足歩行機械においては、そのいず
れの動作中においても各足が歩行面に対して垂直
をなすことが望ましく、この足の垂直性を確保す
るために、前記の先に提案された発明の多足歩行
機械では１脚について２個の４節チエビシエフリ
ンク機構を足に対して線対称に配設して使用して
いるが、必要な構成部材の数が多くなり、構造が
複雑になり、かつ構成が大型化して、取付けスペ
ースが大きくなるという問題があり、そのコンパ
クト化が望まれている。
れの動作中においても各足が歩行面に対して垂直
をなすことが望ましく、この足の垂直性を確保す
るために、前記の先に提案された発明の多足歩行
機械では１脚について２個の４節チエビシエフリ
ンク機構を足に対して線対称に配設して使用して
いるが、必要な構成部材の数が多くなり、構造が
複雑になり、かつ構成が大型化して、取付けスペ
ースが大きくなるという問題があり、そのコンパ
クト化が望まれている。
この発明は以上のごとき事情に鑑みてなされた
ものであつて、多足歩行機械に使用する脚ユニツ
トリンク機構において、少数のリンク部材を付加
することによつて足の垂直性を確保することがで
き、従つて、脚ユニツトの構成を簡単にし、構成
部材の数が少なく、小型化が可能で、取付けスペ
ースも少なくてすみ、かつ安価で、エネルギー効
率の高いものを提供することを目的とするもので
ある。
ものであつて、多足歩行機械に使用する脚ユニツ
トリンク機構において、少数のリンク部材を付加
することによつて足の垂直性を確保することがで
き、従つて、脚ユニツトの構成を簡単にし、構成
部材の数が少なく、小型化が可能で、取付けスペ
ースも少なくてすみ、かつ安価で、エネルギー効
率の高いものを提供することを目的とするもので
ある。
(ロ) 発明の構成
〔問題を解決するための手段〕
この目的に対応して、この発明の不整地対応型
多足歩行機械の足ユニツトリンク機構は、多足歩
行機械の脚ユニツトリンク機構であつて、多足歩
行機械の基台にＡ点で回転可能に軸止され前記原
動機によつて回転される駆動側リンクABと前記
駆動側リンクに一端をＢ点で回転可能に軸止され
他端はＤ点で前記足に回転可能に軸止された従動
側リンクBDと一端で前記従動側リンクの中点近
傍Ｃ点に回転可能に軸止し他端で前記基台のＥ点
に回転可能に軸止した支持リンクCEと、前記Ｃ
点に回転可能に軸止されたリンク部材と、前記従
動側リンクBDの一部CDと等長でかつ平行をなし
一端で前記リンク部材上の一点Ｈ点に回転可能に
軸止され他端はＫ点で前記足に回転可能に軸止さ
れた従動側副リンクHKと、前記支持リンクCE
と等長でかつ平行をなし一端で前記リンク部材上
の一点Ｉ点に回転可能に軸止され他端がＪ点で前
記基台に回転可能に軸止された支持側副リンクIJ
とで構成される10節リンク機構によつて構成され
たことを特徴としている。
多足歩行機械の足ユニツトリンク機構は、多足歩
行機械の脚ユニツトリンク機構であつて、多足歩
行機械の基台にＡ点で回転可能に軸止され前記原
動機によつて回転される駆動側リンクABと前記
駆動側リンクに一端をＢ点で回転可能に軸止され
他端はＤ点で前記足に回転可能に軸止された従動
側リンクBDと一端で前記従動側リンクの中点近
傍Ｃ点に回転可能に軸止し他端で前記基台のＥ点
に回転可能に軸止した支持リンクCEと、前記Ｃ
点に回転可能に軸止されたリンク部材と、前記従
動側リンクBDの一部CDと等長でかつ平行をなし
一端で前記リンク部材上の一点Ｈ点に回転可能に
軸止され他端はＫ点で前記足に回転可能に軸止さ
れた従動側副リンクHKと、前記支持リンクCE
と等長でかつ平行をなし一端で前記リンク部材上
の一点Ｉ点に回転可能に軸止され他端がＪ点で前
記基台に回転可能に軸止された支持側副リンクIJ
とで構成される10節リンク機構によつて構成され
たことを特徴としている。
以下、これらの発明の詳細を一実施例を示す図
面について説明する。
面について説明する。
第２図はこの発明の多足歩行機械に用いられる
周知の基本的なリンク機構（Chebyshevリンク）
を示すもので、Ａ点を基台１に軸止めされた比較
的短い駆動側リンク２と、その他端のＢ点に連結
された長さなる従動側リンク３と、従動側リ
ンク３の中点近傍Ｃと基台のＥ点の間に連結され
た支持リンク４から成り、例えば、各リンクの長
さは大略的に下記のような関係にある。
周知の基本的なリンク機構（Chebyshevリンク）
を示すもので、Ａ点を基台１に軸止めされた比較
的短い駆動側リンク２と、その他端のＢ点に連結
された長さなる従動側リンク３と、従動側リ
ンク３の中点近傍Ｃと基台のＥ点の間に連結され
た支持リンク４から成り、例えば、各リンクの長
さは大略的に下記のような関係にある。
≒≒≒2.5
≒２
この様なリンク機構において、駆動用リンク２
を回転すれば、従動側リンク３のＤ点の描く軌跡
はa1−b1−c1−d1−a1のような線となり、駆動側
リンク２がｃ−ｄ−ａ間の180゜以上のクランク回
転角度を回転する間は、Ｄ点はc1−d1−a1のごと
く擬似直線を描き、ａ−ｂ−ｃ間を回転する間は
a1−b1−c1の様な曲線Ｑを描く。
を回転すれば、従動側リンク３のＤ点の描く軌跡
はa1−b1−c1−d1−a1のような線となり、駆動側
リンク２がｃ−ｄ−ａ間の180゜以上のクランク回
転角度を回転する間は、Ｄ点はc1−d1−a1のごと
く擬似直線を描き、ａ−ｂ−ｃ間を回転する間は
a1−b1−c1の様な曲線Ｑを描く。
したがつてＤ点に多足歩行機械の足が地面に垂
直になるように連結すれば、擬似直線Ｐ部分では
足先Ｇが擬似直線運動をし、その足を接地した静
止の状態にすれば、その足を支持している基台が
反作用として直線移動し、曲線Ｑ部分では足を持
上げた運動を行なわせることが可能である。前記
の先に提案した発明はこの様な基本的４節リンク
機構を使用して足の垂直性を保証し、二組の足を
交互に接地させて基台に上下動や傾動のきわめて
小さい連続的な歩行を行えるようにしたものであ
る。
直になるように連結すれば、擬似直線Ｐ部分では
足先Ｇが擬似直線運動をし、その足を接地した静
止の状態にすれば、その足を支持している基台が
反作用として直線移動し、曲線Ｑ部分では足を持
上げた運動を行なわせることが可能である。前記
の先に提案した発明はこの様な基本的４節リンク
機構を使用して足の垂直性を保証し、二組の足を
交互に接地させて基台に上下動や傾動のきわめて
小さい連続的な歩行を行えるようにしたものであ
る。
即ち、これを第３図につき説明すると、基台１
１の左右両側にそれぞれ前足F1とF1′、中足F2と
F2′、及び足F3とF3′が配備され、この内のF1，
F2′及びF3が一方の組を成し、F1′，F2及びF3′が
他方の組を成す。F1とF2′及びF3が着地している
間はF1′とF2及びF3′が引上げられ、その２組が交
互に着地と上下運動を繰返して前進するようにな
つている。そしてその作動中、各足がいかなる位
置にあつても、それら各足を地面に対して垂直に
保つ必要があるのは前述の通りである。
１の左右両側にそれぞれ前足F1とF1′、中足F2と
F2′、及び足F3とF3′が配備され、この内のF1，
F2′及びF3が一方の組を成し、F1′，F2及びF3′が
他方の組を成す。F1とF2′及びF3が着地している
間はF1′とF2及びF3′が引上げられ、その２組が交
互に着地と上下運動を繰返して前進するようにな
つている。そしてその作動中、各足がいかなる位
置にあつても、それら各足を地面に対して垂直に
保つ必要があるのは前述の通りである。
今回の発明では上記各足の垂直性を確保するた
めに脚ユニツトリンク機構を次のように構成し
た。
めに脚ユニツトリンク機構を次のように構成し
た。
第１図、第４図及び第５図において、１１は基
台である。基台１１は上部基台１１ａと下部基台
１１ｂとから成つている。上部基台１１ａと下部
基台１１ｂとは互いに上下重なり合つており、か
つ垂直な回転軸Ｘ−Ｘに関して相対回転変位可能
に係合している。第３図に示す前足F1、中足
F2′及び後足F3は上部基台１１ａに配備されてお
り、また前足F1′、中足F2及び後足F3′は下部基台
１１ｂに配備されている。
台である。基台１１は上部基台１１ａと下部基台
１１ｂとから成つている。上部基台１１ａと下部
基台１１ｂとは互いに上下重なり合つており、か
つ垂直な回転軸Ｘ−Ｘに関して相対回転変位可能
に係合している。第３図に示す前足F1、中足
F2′及び後足F3は上部基台１１ａに配備されてお
り、また前足F1′、中足F2及び後足F3′は下部基台
１１ｂに配備されている。
上部基台１１ａと下部基台１１ｂとが軸Ｘ−Ｘ
に関して相対回転変位することによつて基台１１
の移動方向を制御する舵取りが行なわれる。各足
はすべて同一のリンク機構で構成されるので、以
下、一つの脚ユニツトリンク機構につき説明す
る。
に関して相対回転変位することによつて基台１１
の移動方向を制御する舵取りが行なわれる。各足
はすべて同一のリンク機構で構成されるので、以
下、一つの脚ユニツトリンク機構につき説明す
る。
基台１１には、原動機の一例としての前進・後
退用駆動モータ１２がＡ軸を駆動するように設備
されている。なお、前進、後退駆動は一個のモー
タ出力をタイミングベルト、スプライン、ユニバ
ーサルジヨイント等を用いて伝達することができ
る。基台１１の側面には駆動側リンク１６の枢点
Ａが回転可能に軸止され、このリンク１６の他端
には従動側リンク１８が回転可能に軸止され、従
動側リンク１８の他端は足１７の案内フレーム２
０に回転可能に軸止し、案内フレーム２０には第
４図で後述するように足１７の足部材１０の上端
が挿通されている。他方、従動側リンク１８の中
点近傍Ｃと基台１１のＥ点との間には支持リンク
２１が連結されている。このようにＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｅを節点とするリンク機構は第２図に説明した
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅを節点とするリンク機構と同一で
ある。したがつて、駆動側リンク１６が回転する
と、従動側リンク１８の先端の案内フレーム２０
に挿通支持された足部材１０の上部支持点である
Ｄ点は地面に平行のまま、基台１１が静止してい
ると仮定すれば、第２図の擬似直線Ｐと曲線Ｑの
ような軌跡を描くことになり、反対に、足部材１
０が着地して地面とのなす角θを一定のまま静止
しているとすれば擬似直線Ｐの過程では基台１１
の方が足部材１０に対して相対的に前進すること
となる。舵取りは上部基台１１ａと下部基台１１
ｂを回転軸Ｘ−Ｘに関して相対回転変位させて行
う。この回転駆動にはモータ（図示せず）を使用
し、また回転角度の検出には角度センサ（図示せ
ず）を使用する。
退用駆動モータ１２がＡ軸を駆動するように設備
されている。なお、前進、後退駆動は一個のモー
タ出力をタイミングベルト、スプライン、ユニバ
ーサルジヨイント等を用いて伝達することができ
る。基台１１の側面には駆動側リンク１６の枢点
Ａが回転可能に軸止され、このリンク１６の他端
には従動側リンク１８が回転可能に軸止され、従
動側リンク１８の他端は足１７の案内フレーム２
０に回転可能に軸止し、案内フレーム２０には第
４図で後述するように足１７の足部材１０の上端
が挿通されている。他方、従動側リンク１８の中
点近傍Ｃと基台１１のＥ点との間には支持リンク
２１が連結されている。このようにＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｅを節点とするリンク機構は第２図に説明した
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅを節点とするリンク機構と同一で
ある。したがつて、駆動側リンク１６が回転する
と、従動側リンク１８の先端の案内フレーム２０
に挿通支持された足部材１０の上部支持点である
Ｄ点は地面に平行のまま、基台１１が静止してい
ると仮定すれば、第２図の擬似直線Ｐと曲線Ｑの
ような軌跡を描くことになり、反対に、足部材１
０が着地して地面とのなす角θを一定のまま静止
しているとすれば擬似直線Ｐの過程では基台１１
の方が足部材１０に対して相対的に前進すること
となる。舵取りは上部基台１１ａと下部基台１１
ｂを回転軸Ｘ−Ｘに関して相対回転変位させて行
う。この回転駆動にはモータ（図示せず）を使用
し、また回転角度の検出には角度センサ（図示せ
ず）を使用する。
ここで足部材の地面に対する角度を常に走行中
一定に保つため、点Ｄが画く軌跡を平行移動させ
た軌跡を画く機構を付加する必要がある。このた
めの機構として、前述の通り、本発明者はこれま
で同一のチエビシエフリンク機構を垂直軸に関し
対称にする機構を発明しているが、本発明は平行
リンク機構の使用により、脚ユニツトの大幅な単
純化を図り、かつ脚ユニツトと基台の取付け部分
の幅を小さくすることを可能とするものである。
一定に保つため、点Ｄが画く軌跡を平行移動させ
た軌跡を画く機構を付加する必要がある。このた
めの機構として、前述の通り、本発明者はこれま
で同一のチエビシエフリンク機構を垂直軸に関し
対称にする機構を発明しているが、本発明は平行
リンク機構の使用により、脚ユニツトの大幅な単
純化を図り、かつ脚ユニツトと基台の取付け部分
の幅を小さくすることを可能とするものである。
第１図はこの一例を示すもので、Ｄ、Ｋが平行
運動を行なうのに不必要なリンク機構は省略して
ある。これを図につき説明すると、前記Ｃ点にリ
ンク部材２２を回転可能に軸止し、その一点Ｈに
従動側副リンク２３を軸支する。従動側副リンク
２３は従動側リンク１８の一部CD間と等長でか
つ平行をなし、一端で前記リンク部材２２上の一
点Ｈに回転可能に軸止し、他端はＫ点で案内フレ
ーム２０に回転可能に軸止している。したがつて
リンクCD，CH，HK及びKDは平行四辺形リン
ク機構を構成する。この平行四辺形リンク機構は
変形の両極端位置間のほぼ中間で矩形を呈するよ
うに調整しておくことが望ましい。
運動を行なうのに不必要なリンク機構は省略して
ある。これを図につき説明すると、前記Ｃ点にリ
ンク部材２２を回転可能に軸止し、その一点Ｈに
従動側副リンク２３を軸支する。従動側副リンク
２３は従動側リンク１８の一部CD間と等長でか
つ平行をなし、一端で前記リンク部材２２上の一
点Ｈに回転可能に軸止し、他端はＫ点で案内フレ
ーム２０に回転可能に軸止している。したがつて
リンクCD，CH，HK及びKDは平行四辺形リン
ク機構を構成する。この平行四辺形リンク機構は
変形の両極端位置間のほぼ中間で矩形を呈するよ
うに調整しておくことが望ましい。
一方リンク部材２２上の他の点Ｉに支持側副リ
ンク２４の一端を回転可能に軸止する。支持側副
リンク２４は支持リンク２１と等長でかつ平行を
なし、一端で前記リンク部材２２上の一点Ｉに回
転可能に軸止し、他端はＪ点で基台１１に回転可
能に軸止されている。したがつてリンクCE，
EJ，IJ、及びICはEJを固定リンクとする平行四
辺形リンクを構成する。この平行四辺形リンク機
構は変形の両極端位置間のほぼ中間で矩形を呈す
るように調整しておくことが望ましい。
ンク２４の一端を回転可能に軸止する。支持側副
リンク２４は支持リンク２１と等長でかつ平行を
なし、一端で前記リンク部材２２上の一点Ｉに回
転可能に軸止し、他端はＪ点で基台１１に回転可
能に軸止されている。したがつてリンクCE，
EJ，IJ、及びICはEJを固定リンクとする平行四
辺形リンクを構成する。この平行四辺形リンク機
構は変形の両極端位置間のほぼ中間で矩形を呈す
るように調整しておくことが望ましい。
この２つの平行四辺形リンク機構からなる平行
運動機構によつて案内フレーム２０上の直線KD
の傾きは、リンク機構がいかなる位置に変位して
も、一定であり、案内フレーム２０に支持される
足部材１０の向きを常に垂直方向に保つことがで
きる。
運動機構によつて案内フレーム２０上の直線KD
の傾きは、リンク機構がいかなる位置に変位して
も、一定であり、案内フレーム２０に支持される
足部材１０の向きを常に垂直方向に保つことがで
きる。
案内フレーム２０には足部材１０に直線運動を
与えるための回転運動−直線運動変換機構１９と
が設けられている。回転運動−直線運動変換機構
１９はピニオン３０を有し、このピニオン３０の
回転軸３７は案内フレーム２０に支持されてい
る。また足上下駆動用モータ４７が基台１１に取
り付けられている。また足部材１０にはラツク３
２が形成されていて、このラツク３２はピニオン
３０と噛合つている。足上下駆動用モータ４７
は、プーリー４２、ベルト３８、プーリー４３、
ベルト３９、プーリー４４、ベルト４０、プーリ
ー４５、ウオーム３３及びウオームホイール３４
を介してピニオン３０と回転伝達関係にあり、プ
ーリー４２の軸を足上下駆動用モータ４７で回転
駆動すれば、その回転がピニオン３０に伝達さ
れ、足部材１０は上下動し、足１７は伸縮する。
こうして足の歩行動作と伸縮を独立に制御するこ
とができる。このことは昭和58年特許願第156019
号でも示している。このようにして、脚の伸縮に
必要な重量の大きなアクチユエータを運動する位
置に設ける必要がなく、基台上に設けることがで
きる。
与えるための回転運動−直線運動変換機構１９と
が設けられている。回転運動−直線運動変換機構
１９はピニオン３０を有し、このピニオン３０の
回転軸３７は案内フレーム２０に支持されてい
る。また足上下駆動用モータ４７が基台１１に取
り付けられている。また足部材１０にはラツク３
２が形成されていて、このラツク３２はピニオン
３０と噛合つている。足上下駆動用モータ４７
は、プーリー４２、ベルト３８、プーリー４３、
ベルト３９、プーリー４４、ベルト４０、プーリ
ー４５、ウオーム３３及びウオームホイール３４
を介してピニオン３０と回転伝達関係にあり、プ
ーリー４２の軸を足上下駆動用モータ４７で回転
駆動すれば、その回転がピニオン３０に伝達さ
れ、足部材１０は上下動し、足１７は伸縮する。
こうして足の歩行動作と伸縮を独立に制御するこ
とができる。このことは昭和58年特許願第156019
号でも示している。このようにして、脚の伸縮に
必要な重量の大きなアクチユエータを運動する位
置に設ける必要がなく、基台上に設けることがで
きる。
このように構成された多足歩行機械における脚
ユニツトは、足上下駆動用モータ４７が駆動され
ると、これと伝動関係にあるピニオン３０が回転
しラツク３２を介して足部材１０を上下動させ
る。つまり、この足部材１０の上下動によつて、
足部材の足先Ｇと基台１１との連結点（ラツク３
２とピニオン３０の噛合い点）の距離が伸縮す
る。しかも足の上下駆動用動力伝達系にウオー
ム、ウオームホイールが入つているので自重はセ
ルフロツクされるため、自重支持のためのエネル
ギーは必要なくなる。また、この脚の伸縮によつ
て、不整地において、足が凹部に接地する場合に
は脚を伸ばし、また、凸部に接地する場合には脚
を縮めることによつて、基台は上下動することな
く、一定の高さを保つことができる。足先Ｇが接
地したかどうかを検出するためには足先Ｇに取り
付けた地面の接触センサと５１によつて行い、ま
た、足部材１０の繰り出し量は足の長さセンサ５
２によつて行う。これらのセンサとしては市販の
ポテンシヨメータを使用することができる。
ユニツトは、足上下駆動用モータ４７が駆動され
ると、これと伝動関係にあるピニオン３０が回転
しラツク３２を介して足部材１０を上下動させ
る。つまり、この足部材１０の上下動によつて、
足部材の足先Ｇと基台１１との連結点（ラツク３
２とピニオン３０の噛合い点）の距離が伸縮す
る。しかも足の上下駆動用動力伝達系にウオー
ム、ウオームホイールが入つているので自重はセ
ルフロツクされるため、自重支持のためのエネル
ギーは必要なくなる。また、この脚の伸縮によつ
て、不整地において、足が凹部に接地する場合に
は脚を伸ばし、また、凸部に接地する場合には脚
を縮めることによつて、基台は上下動することな
く、一定の高さを保つことができる。足先Ｇが接
地したかどうかを検出するためには足先Ｇに取り
付けた地面の接触センサと５１によつて行い、ま
た、足部材１０の繰り出し量は足の長さセンサ５
２によつて行う。これらのセンサとしては市販の
ポテンシヨメータを使用することができる。
以上の機構により本体の重心の上下動及びペイ
ロードを支えるエネルギー消費が殆どなく、階段
の登降も可能な多足歩行機構用脚ユニツトリンク
機構を備えた多足歩行機械を得ることができる。
ロードを支えるエネルギー消費が殆どなく、階段
の登降も可能な多足歩行機構用脚ユニツトリンク
機構を備えた多足歩行機械を得ることができる。
特に重要な点として、この脚ユニツトリンク機
構では、脚の垂直性を確保するのに、１脚につき
２個の４節リンク機構を必要とせず、リンク部材
２２、従動側副リンク２３及び支持側副リンク２
４の３個のリンクを付加するだけで10節リンク機
構を構成して、足の垂直性を確保することがで
き、例えば、この脚ユニツトリンク機構の基台へ
の取付けに要する幅はの範囲に納めることが
できて、従来の４節リンク機構を２個使用した場
合の(1/2)となるなど、コンパクト化を実現し、
かつ、構成部材を少なくして、軽量化、高エネル
ギー化を図ることができ、かつ安価となる。
構では、脚の垂直性を確保するのに、１脚につき
２個の４節リンク機構を必要とせず、リンク部材
２２、従動側副リンク２３及び支持側副リンク２
４の３個のリンクを付加するだけで10節リンク機
構を構成して、足の垂直性を確保することがで
き、例えば、この脚ユニツトリンク機構の基台へ
の取付けに要する幅はの範囲に納めることが
できて、従来の４節リンク機構を２個使用した場
合の(1/2)となるなど、コンパクト化を実現し、
かつ、構成部材を少なくして、軽量化、高エネル
ギー化を図ることができ、かつ安価となる。
第１図は脚ユニツトの基本的なリンク機構を示
す線図、第２図は多足歩行機械に用いられる基本
的なリンク機構を示す線図、第３図はこの発明に
係わる多足歩行機械の基台と足部材の位置関係を
示す平面図、第４図は脚ユニツトを示す説明図、
及び第５図はこの発明の多足歩行機械を示す側面
図である。 １０…足部材、１１…基台、１１ａ…上部基
台、１１ｂ…下部基台、１２…前進・後退用駆動
モータ、Ａ…軸、１６…駆動側リンク、１７…
足、１８…従動側リンク、１９…回転運動−直線
運動変換機構、２０…案内フレーム、２１…支持
リンク、２２…リンク部材、２３…従動側副リン
ク、２４…支持側副リンク、３０…ピニオン、３
２…ラツク、３７…回転軸、４７…足上下駆動用
モータ、５０…角度センサ、５１…地面の接触セ
ンサ、５２…足の長さセンサ。
す線図、第２図は多足歩行機械に用いられる基本
的なリンク機構を示す線図、第３図はこの発明に
係わる多足歩行機械の基台と足部材の位置関係を
示す平面図、第４図は脚ユニツトを示す説明図、
及び第５図はこの発明の多足歩行機械を示す側面
図である。 １０…足部材、１１…基台、１１ａ…上部基
台、１１ｂ…下部基台、１２…前進・後退用駆動
モータ、Ａ…軸、１６…駆動側リンク、１７…
足、１８…従動側リンク、１９…回転運動−直線
運動変換機構、２０…案内フレーム、２１…支持
リンク、２２…リンク部材、２３…従動側副リン
ク、２４…支持側副リンク、３０…ピニオン、３
２…ラツク、３７…回転軸、４７…足上下駆動用
モータ、５０…角度センサ、５１…地面の接触セ
ンサ、５２…足の長さセンサ。
Claims (1)
- １ 多足歩行機械の脚ユニツトリンク機構であつ
て、多足歩行機械の基台にＡ点で回転可能に軸止
され前記原動機によつて回転される駆動側リンク
ABと前記駆動側リンクに一端をＢ点で回転可能
に軸止され他端はＤ点で前記足に回転可能に軸止
された従動側リンクBDと一端で前記従動側リン
クの中点近傍Ｃ点に回転可能に軸止し他端で前記
基台のＥ点に回転可能に軸止した支持リンクCE
と、前記Ｃ点に回転可能に軸止されたリンク部材
と、前記従動側リンクBDの一部CDと等長でかつ
平行をなし一端で前記リンク部材上の一点Ｈ点に
回転可能に軸止され他端はＫ点で前記足に回転可
能に軸止された従動側副リンクHKと、前記支持
リンクCEと等長でかつ平行をなし一端で前記リ
ンク部材上の一点Ｉ点に回転可能に軸止され他端
がＪ点で前記基台に回転可能に軸止された支持側
副リンクIJとで構成される10節リンク機構によつ
て構成されたことを特徴とする不整地対応型多足
歩行機械の脚ユニツトリンク機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59116247A JPS60259580A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 不整地対応型多足歩行機械の脚ユニツトリンク機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59116247A JPS60259580A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 不整地対応型多足歩行機械の脚ユニツトリンク機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60259580A JPS60259580A (ja) | 1985-12-21 |
| JPH0335074B2 true JPH0335074B2 (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=14682412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59116247A Granted JPS60259580A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 不整地対応型多足歩行機械の脚ユニツトリンク機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60259580A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003248836A1 (en) * | 2002-07-02 | 2004-01-23 | Mitch Randall | Apparatus and method for producing ambulatory motion |
| US6866557B2 (en) | 2002-07-02 | 2005-03-15 | Mitch Randall | Apparatus and method for producing ambulatory motion |
| CN102781529B (zh) | 2010-01-06 | 2016-08-03 | M·兰德尔 | 用于产生步行运动的改进方法和设备 |
| JP5729288B2 (ja) * | 2011-12-12 | 2015-06-03 | 株式会社豊田自動織機 | ロボットハンド装置 |
| US11142267B2 (en) | 2016-06-08 | 2021-10-12 | Nintendo Co., Ltd. | Passive walking apparatus and passive walking module |
| CN110422246B (zh) * | 2019-07-08 | 2021-08-06 | 南京航空航天大学 | 四足机器人及运动方法 |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP59116247A patent/JPS60259580A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60259580A (ja) | 1985-12-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |