JPH09168982A - 多関節ロボット - Google Patents
多関節ロボットInfo
- Publication number
- JPH09168982A JPH09168982A JP33171995A JP33171995A JPH09168982A JP H09168982 A JPH09168982 A JP H09168982A JP 33171995 A JP33171995 A JP 33171995A JP 33171995 A JP33171995 A JP 33171995A JP H09168982 A JPH09168982 A JP H09168982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- holons
- robot
- holon
- holonic
- articulated robot
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
- B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
- B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
- B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
- B08B9/043—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes
- B08B9/045—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes the cleaning devices being rotated while moved, e.g. flexible rotating shaft or "snake"
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
- B25J9/065—Snake robots
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多関節ロボットにおいて、安定して移動する
ことができ、しかも移動中に係る負荷が特定の関節に偏
ることがないようにする。 【解決手段】 多数のホロンを一列に連結してなり、し
かもその少なくとも一部のホロンが屈曲機能を有するも
のであるホロニックメカニズム９において、前記屈曲機
能を有するホロンを屈曲制御してホロニックメカニズム
９に波Ｗを作り、この波を移動させることにより、又
は、前記屈曲機能を有するホロンを制御することにのよ
ってホロニックメカニズム９で多角形を作り、この多角
形の重心を移動させることにより、ホロニックメカニズ
ム９自体を移動させるようにしたものである。
ことができ、しかも移動中に係る負荷が特定の関節に偏
ることがないようにする。 【解決手段】 多数のホロンを一列に連結してなり、し
かもその少なくとも一部のホロンが屈曲機能を有するも
のであるホロニックメカニズム９において、前記屈曲機
能を有するホロンを屈曲制御してホロニックメカニズム
９に波Ｗを作り、この波を移動させることにより、又
は、前記屈曲機能を有するホロンを制御することにのよ
ってホロニックメカニズム９で多角形を作り、この多角
形の重心を移動させることにより、ホロニックメカニズ
ム９自体を移動させるようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の要素を連結
してなる多関節ロボットであって、要素を駆動して全体
の形状を変化させることによって移動させるようにした
ものに関する。
してなる多関節ロボットであって、要素を駆動して全体
の形状を変化させることによって移動させるようにした
ものに関する。
【０００２】
【従来の技術】移動ロボットの大半は、車輪やクロー
ラ、まれに歩行のための脚といった移動専用の機構を備
えている。これに該当しないロボットの例としては、腕
機構と脚機構との兼用を図った例やロボットのメカニズ
ム全体を使った移動であるへびロボット、ロボット全体
を伸縮機構とすることで毛虫歩行を実現したロボット、
更には特開平５−３１８３４３号公報等に開示のホロニ
ックメカニズムを採用したもの等が挙げられる。
ラ、まれに歩行のための脚といった移動専用の機構を備
えている。これに該当しないロボットの例としては、腕
機構と脚機構との兼用を図った例やロボットのメカニズ
ム全体を使った移動であるへびロボット、ロボット全体
を伸縮機構とすることで毛虫歩行を実現したロボット、
更には特開平５−３１８３４３号公報等に開示のホロニ
ックメカニズムを採用したもの等が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に、移動
専用の車輪を備えたロボットは、高速で移動できるが、
不整地の踏破性が悪く、脚ロボットは不整地の踏破性は
良いものの、脚先を接地させる場所を選ばないと転倒す
るので低速である。又、へびロボットは、地面とロボッ
トとの間に滑りが存在するのを前提としているので、摩
擦力に打ち勝つだけの強度（剛性）とトルクを持たせる
か、滑りを良くするための車輪等の装備が必要となる。
毛虫走行ロボットは、滑りを前提としていないので、強
度、トルクの面では有利であるが、伸縮のための機構が
複雑である。
専用の車輪を備えたロボットは、高速で移動できるが、
不整地の踏破性が悪く、脚ロボットは不整地の踏破性は
良いものの、脚先を接地させる場所を選ばないと転倒す
るので低速である。又、へびロボットは、地面とロボッ
トとの間に滑りが存在するのを前提としているので、摩
擦力に打ち勝つだけの強度（剛性）とトルクを持たせる
か、滑りを良くするための車輪等の装備が必要となる。
毛虫走行ロボットは、滑りを前提としていないので、強
度、トルクの面では有利であるが、伸縮のための機構が
複雑である。
【０００４】特開平５−３１８３４３号公報等に開示の
ホロニックメカニズムでは、回転関節のみで構成され、
機構は簡略であるが、その移動原理としてこれまでに明
らかにされているものは、脚ロボットのアルゴリズムの
転用のみである。
ホロニックメカニズムでは、回転関節のみで構成され、
機構は簡略であるが、その移動原理としてこれまでに明
らかにされているものは、脚ロボットのアルゴリズムの
転用のみである。
【０００５】歩行アルゴリズムをホロニックメカニズム
に適用するためには、次の三つの条件がある。 （１） 三点以下の床面との接触点数で全自重を支える
ため、膝関節に該当するホロンに必要なトルクが大き
い。 （２） 床面が平面でない場合、脚の先端が床面と接し
ているかどうかの判断ができなくてはならない。これが
できないと、歩行中バランスをくずして転倒してしま
う。 （３） 膝関節に該当するホロンの動作範囲（角度）が
限界の±１２０°近くまで必要である。
に適用するためには、次の三つの条件がある。 （１） 三点以下の床面との接触点数で全自重を支える
ため、膝関節に該当するホロンに必要なトルクが大き
い。 （２） 床面が平面でない場合、脚の先端が床面と接し
ているかどうかの判断ができなくてはならない。これが
できないと、歩行中バランスをくずして転倒してしま
う。 （３） 膝関節に該当するホロンの動作範囲（角度）が
限界の±１２０°近くまで必要である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
の発明に係る多関節ロボットは、複数の要素を多数連結
してなる多関節ロボットにおいて、前記要素の一部を起
伏運動をさせて、前記要素に進行波を形成して移動させ
るようにしたことを特徴とする。
の発明に係る多関節ロボットは、複数の要素を多数連結
してなる多関節ロボットにおいて、前記要素の一部を起
伏運動をさせて、前記要素に進行波を形成して移動させ
るようにしたことを特徴とする。
【０００７】上記構成の多関節ロボットによれば、ロボ
ット自体に波を形成し、この波を移動することによりロ
ボットを移動するようにしたので、床面に接触する関節
部分が増え、各関節部分が支える荷重が軽減される。
又、荷重を受ける関節部分が交代することから、特定の
関節部分のみが定常的に負荷を受けるということがなく
なる。
ット自体に波を形成し、この波を移動することによりロ
ボットを移動するようにしたので、床面に接触する関節
部分が増え、各関節部分が支える荷重が軽減される。
又、荷重を受ける関節部分が交代することから、特定の
関節部分のみが定常的に負荷を受けるということがなく
なる。
【０００８】上記課題を解決する第２の発明に係る多関
節ロボットは、屈曲機能を持った機能要素と屈曲機能を
持たない機能要素との組み合わせからなるホロニックメ
カニズムにおける前記屈曲機能を持った機能要素を動作
させて進行波を作り、前記屈曲機能を持った機能要素の
屈曲角度を変えることによって進行波を移動することを
特徴とする。
節ロボットは、屈曲機能を持った機能要素と屈曲機能を
持たない機能要素との組み合わせからなるホロニックメ
カニズムにおける前記屈曲機能を持った機能要素を動作
させて進行波を作り、前記屈曲機能を持った機能要素の
屈曲角度を変えることによって進行波を移動することを
特徴とする。
【０００９】上記第１、第２の発明は、例えば、機能要
素であるホロンを多数連結してなるホロニックメカニズ
ムにおいて実現される。ホロンが屈曲機能を有すること
が必要であるが、すべてのホロンが屈曲機能を有する必
要はなく、例えば一つ置きのものが屈曲機能を有すれば
よく、又、ホロン列の途中に屈曲機能を有しないホロン
が複数存在していてもよい。
素であるホロンを多数連結してなるホロニックメカニズ
ムにおいて実現される。ホロンが屈曲機能を有すること
が必要であるが、すべてのホロンが屈曲機能を有する必
要はなく、例えば一つ置きのものが屈曲機能を有すれば
よく、又、ホロン列の途中に屈曲機能を有しないホロン
が複数存在していてもよい。
【００１０】ホロニックメカニズムは、ホロン列を一
本、又は複数本並列に組み合わせることによって構成さ
れる。この一本又は複数本のホロン列からなるホロニッ
クメカニズムを一文字（直線状）にして腹這い状態に
し、ホロニックメカニズム自体に波を発生させるのであ
る。
本、又は複数本並列に組み合わせることによって構成さ
れる。この一本又は複数本のホロン列からなるホロニッ
クメカニズムを一文字（直線状）にして腹這い状態に
し、ホロニックメカニズム自体に波を発生させるのであ
る。
【００１１】上記課題を解決する第３の発明に係る多関
節ロボットは、複数の要素を多数連結してなる多関節ロ
ボットにおいて、前記要素を屈曲させてできる形状を変
化させて重心を移動することにより移動させるようにし
たことを特徴とする。
節ロボットは、複数の要素を多数連結してなる多関節ロ
ボットにおいて、前記要素を屈曲させてできる形状を変
化させて重心を移動することにより移動させるようにし
たことを特徴とする。
【００１２】上記第３の発明に係る関節ロボットの移動
の原理を説明すると、先ず図２１に示すように任意の多
角形（ａｂｃｄｅ）１１を考える。この多角形を鉛直面
内で一辺ｂｃを底辺と決め、水平面１２に置きたいとす
る。これが成立する、つまり多角形１１が転がらないた
めの条件は、図２２に示すようにこの多角形の重心位置
Ｇから、底辺にしたい辺ｂｃを含む直線に垂線を引いた
とき、交点ｇが底辺にしたい辺ｂｃを内分することであ
る。
の原理を説明すると、先ず図２１に示すように任意の多
角形（ａｂｃｄｅ）１１を考える。この多角形を鉛直面
内で一辺ｂｃを底辺と決め、水平面１２に置きたいとす
る。これが成立する、つまり多角形１１が転がらないた
めの条件は、図２２に示すようにこの多角形の重心位置
Ｇから、底辺にしたい辺ｂｃを含む直線に垂線を引いた
とき、交点ｇが底辺にしたい辺ｂｃを内分することであ
る。
【００１３】この多角形をわずかに変形させると、図２
３に示すように、その重心位置Ｇもそれに伴って重心位
置Ｇ1 へ移動する。辺の長さが変化する必要はないが、
ここでは説明をわかりやすくするため、辺の長さもわず
かに変化するものとする。辺ｂｃの内分点である交点ｇ
も移動して交点ｇ1 となるが、この交点ｇ1 が対応する
辺ｂ1 ｃ1 を内分する限り、この変形する多角形１１
（１１α）は安定で転がらない。
３に示すように、その重心位置Ｇもそれに伴って重心位
置Ｇ1 へ移動する。辺の長さが変化する必要はないが、
ここでは説明をわかりやすくするため、辺の長さもわず
かに変化するものとする。辺ｂｃの内分点である交点ｇ
も移動して交点ｇ1 となるが、この交点ｇ1 が対応する
辺ｂ1 ｃ1 を内分する限り、この変形する多角形１１
（１１α）は安定で転がらない。
【００１４】この多角形１１を意図的に回転させるに
は、底辺を隣の辺へと順次更新すればよい。即ち、次に
底辺にしたい隣の辺に向けて重心位置Ｇの投影点（交
点）ｇを移動させてやればよい。図２４に示すように、
多角形１１βの辺ｂ2 ｃ2 の隣の辺ｃ2 ｄ2 の上に重心
位置Ｇ2 の投影点ｇ2 が移動した時点でこれまでの辺ｂ
2ｃ2 は底辺ではなくなり、転がる。
は、底辺を隣の辺へと順次更新すればよい。即ち、次に
底辺にしたい隣の辺に向けて重心位置Ｇの投影点（交
点）ｇを移動させてやればよい。図２４に示すように、
多角形１１βの辺ｂ2 ｃ2 の隣の辺ｃ2 ｄ2 の上に重心
位置Ｇ2 の投影点ｇ2 が移動した時点でこれまでの辺ｂ
2ｃ2 は底辺ではなくなり、転がる。
【００１５】図２５に示すように、適当に多角形（ｈｉ
ｊｋｌ）１１γを変形させると、重心Ｇ3 の投影点ｇ3
は移動するが、投影点ｇ4 がｊ点を超えると、多角形１
１δは、図中矢印Ｂで示すようにｊ1 点を軸に回転（転
倒）してしまう。これを避けるためには、図２６の
（ａ）の状態から（ｂ）の状態に移行するとき、（ｂ）
に示すように新しい底辺ｊ1 ｋ1 がこれまでの底辺ｉ1
ｊ1 と一直線になるようにしてから、重心Ｇ5 の投影点
ｇ5 が点ｊ1 を通過するように多角形１１の形状を変化
させればよい。図２６の（ｃ）には、（ｂ）に示す状態
から更に形状を変化させて重心位置がＧ6 に移動した状
態を示す。
ｊｋｌ）１１γを変形させると、重心Ｇ3 の投影点ｇ3
は移動するが、投影点ｇ4 がｊ点を超えると、多角形１
１δは、図中矢印Ｂで示すようにｊ1 点を軸に回転（転
倒）してしまう。これを避けるためには、図２６の
（ａ）の状態から（ｂ）の状態に移行するとき、（ｂ）
に示すように新しい底辺ｊ1 ｋ1 がこれまでの底辺ｉ1
ｊ1 と一直線になるようにしてから、重心Ｇ5 の投影点
ｇ5 が点ｊ1 を通過するように多角形１１の形状を変化
させればよい。図２６の（ｃ）には、（ｂ）に示す状態
から更に形状を変化させて重心位置がＧ6 に移動した状
態を示す。
【００１６】上記構成の多関節ロボットによれば、形状
が変化することによる重心の移動によりロボットを移動
させるので、床面に接触する関節部分が増え、各関節部
分が支える荷重が軽減される。又、荷重を受ける関節部
分が交代することから、特定の関節部分のみが定常的に
負荷を受けるということがなくなる。更に、複数の連続
した関節部分が床面に接触するので、床面に穴等の凹部
があっても踏破できる。
が変化することによる重心の移動によりロボットを移動
させるので、床面に接触する関節部分が増え、各関節部
分が支える荷重が軽減される。又、荷重を受ける関節部
分が交代することから、特定の関節部分のみが定常的に
負荷を受けるということがなくなる。更に、複数の連続
した関節部分が床面に接触するので、床面に穴等の凹部
があっても踏破できる。
【００１７】上記第３の発明は、例えば、機能要素であ
るホロンを多数連結してなるホロニックメカニズムにお
いて実現される。ホロンが屈曲機能を有することが必要
であるが、すべてのホロンが屈曲機能を有する必要はな
く、例えば一つ置きのものが屈曲機能を有すればよく、
又、ホロン列の途中に屈曲機能を有しないホロンが複数
存在していてもよい。ホロニックメカニズムは、ホロン
列を一本、又は複数本並列に組み合わせることによって
構成される。この一本又は複数本のホロン列からなるホ
ロニックメカニズムを一文字（直線状）にし、かつその
状態からホロン間を屈曲させることにより多角形を形成
し、その多角形を変形させていくのである。
るホロンを多数連結してなるホロニックメカニズムにお
いて実現される。ホロンが屈曲機能を有することが必要
であるが、すべてのホロンが屈曲機能を有する必要はな
く、例えば一つ置きのものが屈曲機能を有すればよく、
又、ホロン列の途中に屈曲機能を有しないホロンが複数
存在していてもよい。ホロニックメカニズムは、ホロン
列を一本、又は複数本並列に組み合わせることによって
構成される。この一本又は複数本のホロン列からなるホ
ロニックメカニズムを一文字（直線状）にし、かつその
状態からホロン間を屈曲させることにより多角形を形成
し、その多角形を変形させていくのである。
【００１８】
（発明の実施の形態）次に、本発明に係る多関節ロボッ
トの実施の形態について説明する。先ず、本発明で対象
としている多関節ロボットの構造について説明する。本
発明で適用の対象としている多関節ロボットとしてのホ
ロニックメカニズムの外観を図４に示す。
トの実施の形態について説明する。先ず、本発明で対象
としている多関節ロボットの構造について説明する。本
発明で適用の対象としている多関節ロボットとしてのホ
ロニックメカニズムの外観を図４に示す。
【００１９】図４において、基部となっている四つのホ
ロン対１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの一方側のホロン２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄは隣合うもの同士が結合されている。
各ホロン対１ａ〜１ｄの一方側のホロン２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄともう一方側のホロン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
とは連結板４で連結されている。各ホロン対１ａ〜１ｄ
のもう一方側のホロン３ａ〜３ｄにはそれぞれホロン対
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが複数連結されている。ホロン
対５ａ〜５ｄは同じ機能を有するもので、これらのホロ
ン対５ａ〜５ｄが基部のホロン対１ａ〜１ｄに連結する
ことでホロニックメカニズム全体が十字形となってい
る。
ロン対１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの一方側のホロン２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄは隣合うもの同士が結合されている。
各ホロン対１ａ〜１ｄの一方側のホロン２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄともう一方側のホロン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
とは連結板４で連結されている。各ホロン対１ａ〜１ｄ
のもう一方側のホロン３ａ〜３ｄにはそれぞれホロン対
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが複数連結されている。ホロン
対５ａ〜５ｄは同じ機能を有するもので、これらのホロ
ン対５ａ〜５ｄが基部のホロン対１ａ〜１ｄに連結する
ことでホロニックメカニズム全体が十字形となってい
る。
【００２０】ホロン対５ａ〜５ｄにおける一方のホロン
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、ホロン対を構成するもう一
方側のホロン７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと連結板８で連結
されており、各ホロン６ａ〜６ｄは起伏軸を有するが、
ホロン７ａ〜７ｄは起伏軸を有してはいない。つまり、
ホロン６ａ〜６ｄが駆動軸を有し、その駆動軸が駆動さ
れることによりホロン対間で屈曲状態が形成されるので
あり、そのため、各ホロン対５ａ〜５ｄ間は回動できる
ように連結されている。又、基部となっているホロン対
１ａ〜１ｄと５ａ〜５ｄとの間も同様に屈曲できるよう
になっている。
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、ホロン対を構成するもう一
方側のホロン７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと連結板８で連結
されており、各ホロン６ａ〜６ｄは起伏軸を有するが、
ホロン７ａ〜７ｄは起伏軸を有してはいない。つまり、
ホロン６ａ〜６ｄが駆動軸を有し、その駆動軸が駆動さ
れることによりホロン対間で屈曲状態が形成されるので
あり、そのため、各ホロン対５ａ〜５ｄ間は回動できる
ように連結されている。又、基部となっているホロン対
１ａ〜１ｄと５ａ〜５ｄとの間も同様に屈曲できるよう
になっている。
【００２１】図５には、上記構造のホロニックメカニズ
ムの連結方向を変えて二列直線状にした状態の斜視外観
を示す。本発明を実施するに当たっては、この状態で当
該ロボット９を使用する。
ムの連結方向を変えて二列直線状にした状態の斜視外観
を示す。本発明を実施するに当たっては、この状態で当
該ロボット９を使用する。
【００２２】図６は図５に示したロボット９を床面１０
上に配置して側面から見た状態を示す。ここで、説明の
便宜上、左端のホロンから順に番号を付し、Ｈ１，Ｈ
２，Ｈ３…Ｈ１９とする。尚、番号を付したホロンのう
ち、基部をなすホロンＨ８，Ｈ９，Ｈ１０，Ｈ１１は動
かないホロンである。又、これらのホロンＨ８〜１１を
境にして両側には、一つ置きごとに駆動されるホロン６
ａ〜６ｄがあることになる。
上に配置して側面から見た状態を示す。ここで、説明の
便宜上、左端のホロンから順に番号を付し、Ｈ１，Ｈ
２，Ｈ３…Ｈ１９とする。尚、番号を付したホロンのう
ち、基部をなすホロンＨ８，Ｈ９，Ｈ１０，Ｈ１１は動
かないホロンである。又、これらのホロンＨ８〜１１を
境にして両側には、一つ置きごとに駆動されるホロン６
ａ〜６ｄがあることになる。
【００２３】上記のような構造を有する多関節ロボット
においては、左端のホロンから順にその角度目標値を、 0 °，60°，−60°, −60°,60 °,60 °,0°,0°，60°, −60°... ・・・（１） とすれば、図１の進行波（１）〜（７）が得られる。角
度目標値の中間値は、等分補間するとして、角度制御
（位置制御）する。例えば、上記（１）の角度列は、 0 °，(30 °,)60°，(0°,)−60°,(−60°,) −60°,(0 °,)60°,(30°,)60 °,(0 °,)0 °,(30°,) 0°，60°,(0 °,)−60°... ・・・（２） と補間される。このように、左側８個のホロンのよう
に、動作ホロンのすべてが等間隔にあるような軸構成で
あれば、上記方法で進行波を実現することができる。
においては、左端のホロンから順にその角度目標値を、 0 °，60°，−60°, −60°,60 °,60 °,0°,0°，60°, −60°... ・・・（１） とすれば、図１の進行波（１）〜（７）が得られる。角
度目標値の中間値は、等分補間するとして、角度制御
（位置制御）する。例えば、上記（１）の角度列は、 0 °，(30 °,)60°，(0°,)−60°,(−60°,) −60°,(0 °,)60°,(30°,)60 °,(0 °,)0 °,(30°,) 0°，60°,(0 °,)−60°... ・・・（２） と補間される。このように、左側８個のホロンのよう
に、動作ホロンのすべてが等間隔にあるような軸構成で
あれば、上記方法で進行波を実現することができる。
【００２４】左側８個のホロンについて進行して来た波
Ｗは、ホロン１ａ〜１ｄのところではこれまで一つ置き
にあった動作するホロンがなくなることから、床面とホ
ロニックメカニズムとの間に滑りが生じないようにする
ためには位置（角度）制御を行う必要がある。そのた
め、図１、図２の（７）〜（９）と（９）〜（１１）、
（１１）〜（１３）、（１３）〜（１５）について、以
下の計算式により、Ｈ５，Ｈ７，Ｈ１２，Ｈ１４の四ホ
ロンの関節角度を定め、連続した進行波を実現する。
Ｗは、ホロン１ａ〜１ｄのところではこれまで一つ置き
にあった動作するホロンがなくなることから、床面とホ
ロニックメカニズムとの間に滑りが生じないようにする
ためには位置（角度）制御を行う必要がある。そのた
め、図１、図２の（７）〜（９）と（９）〜（１１）、
（１１）〜（１３）、（１３）〜（１５）について、以
下の計算式により、Ｈ５，Ｈ７，Ｈ１２，Ｈ１４の四ホ
ロンの関節角度を定め、連続した進行波を実現する。
【００２５】図１の（７）〜（９）については、図８に
示すように、ホロンＨ１とＨ１２の角度θ1 ，θ1 2 を
前述と同じ要領で与える。ただし、ホロンＨ１は６０°
を０°とし、ホロンＨ１２については０°を６０°にす
るのではなく、０°を３２．２°とする。この二つのホ
ロンＨ１，Ｈ１２の間の距離がＨ１，Ｈ３，Ｈ５，Ｈ
７，Ｈ１２の角度がそれぞれ、−６０°，６０°，６０
°，−６０°，０°の図１の（７）の状態と同じ距離９
Ｄとなる。ここで、Ｄは、各ホロンの中心から隣のホロ
ンの中心までの距離である。Ｓは移動の開始点である。
示すように、ホロンＨ１とＨ１２の角度θ1 ，θ1 2 を
前述と同じ要領で与える。ただし、ホロンＨ１は６０°
を０°とし、ホロンＨ１２については０°を６０°にす
るのではなく、０°を３２．２°とする。この二つのホ
ロンＨ１，Ｈ１２の間の距離がＨ１，Ｈ３，Ｈ５，Ｈ
７，Ｈ１２の角度がそれぞれ、−６０°，６０°，６０
°，−６０°，０°の図１の（７）の状態と同じ距離９
Ｄとなる。ここで、Ｄは、各ホロンの中心から隣のホロ
ンの中心までの距離である。Ｓは移動の開始点である。
【００２６】ホロンＨ１、Ｈ１２の角度θ1 ，θ1 2 が
与えられると、図８に示すようにホロンＨ３、Ｈ７の位
置は一意に定まる。Ｘ−Ｚ座標形で、
与えられると、図８に示すようにホロンＨ３、Ｈ７の位
置は一意に定まる。Ｘ−Ｚ座標形で、
【数１】 X(H3)=X(H1)+2D cosθ1 ， Z(H3)=Z(H1)+2D sin θ1 X(H7)=X(H12)-5D cos θ12 ， Z(H7)=Z(H12)+5D sin θ12 =X(H1)+9D-5Dcosθ12 =Z(H1)+5D sinθ12 このとき、Ｈ３，Ｈ７間の距離はｌ3-7 は、
【数２】 で求まる。ホロンＨ３とＨ５との距離ｌ3-5 、ホロン
Ｈ５とＨ７との距離ｌ5- 7 が一定( ｌ3-5=2D，ｌ5-7=2D
)であるので、Ｈ５の位置は、図９に示す２点のホロン
Ｈ５，Ｈ５′のいずれかとなる。図１（７）の形状から
連続性を保つため、ホロンＨ５は上向きに凸となり、角
度が負になるＨ５′は選ばれない。
Ｈ５とＨ７との距離ｌ5- 7 が一定( ｌ3-5=2D，ｌ5-7=2D
)であるので、Ｈ５の位置は、図９に示す２点のホロン
Ｈ５，Ｈ５′のいずれかとなる。図１（７）の形状から
連続性を保つため、ホロンＨ５は上向きに凸となり、角
度が負になるＨ５′は選ばれない。
【００２７】ホロンＨ５の角度θ5 は、回転方向に注意
しつつ余弦定理により、
しつつ余弦定理により、
【数３】 θ5 ＝−｛π−cos -1（l3-5 2 ＋ l5-7 2−l3-7 2)/ 2 ・l3-5・ l5-7 ｝ ＝−｛π−cos -1（8D2 ・l3-7 2)/ 8D2 ｝ と求まる。
【００２８】図９のように、l3-7の傾きθαは、
【数４】θα＝tan -1［｛Z(H7) −Z(H3) ｝／｛X(H7)
− X(H3)｝］ と求まり、ホロンＨ３、Ｈ５、Ｈ７を頂点とする三角形
は二等辺三角形であるので、その底角をθβとおくと、
− X(H3)｝］ と求まり、ホロンＨ３、Ｈ５、Ｈ７を頂点とする三角形
は二等辺三角形であるので、その底角をθβとおくと、
【数５】 幾何学的に、
【数６】 θ3 ＝θα−θβ−θ1 ＝tan -1｛Z(H7)-Z(H3) ｝/ ｛X(H7)-X(H3) ｝＋（θ5 /2) −θ1 θ7 ＝θα−θβ＋θ12 ＝tan -1｛Z(H7)-Z(H3) ｝/ ｛X(H7)-X(H3) ｝−（θ5 /2) −θ12 と求まり、ホロンＨ１、Ｈ１２の間の距離を９Ｄに保っ
たまま形状を図１の（７）から（８）へ進めることがで
きる。
たまま形状を図１の（７）から（８）へ進めることがで
きる。
【００２９】図１の（９）から図２の（１０）について
は、ホロンＨ３、Ｈ１４の角度θ3、θ14を同様に与え
る。このとき、Ｈ３は、６０°を０°とし、Ｈ１４は０
°を６０°とする。この二つのホロンＨ３、Ｈ１４の間
の距離が同様に９Ｄを保つ。
は、ホロンＨ３、Ｈ１４の角度θ3、θ14を同様に与え
る。このとき、Ｈ３は、６０°を０°とし、Ｈ１４は０
°を６０°とする。この二つのホロンＨ３、Ｈ１４の間
の距離が同様に９Ｄを保つ。
【００３０】図１０において、θ3 、θ14 が与えられ
ると、
ると、
【数７】 X(H5)=X(H3)+2D cosθ3 ， Z(H5)=Z(H3)+2D sin θ3 X(H12)=X(H14)-2D cosθ14 ， Z(H12)=Z(H14)+2D sin θ14 =X(H3)+9D-2Dcos θ14 =Z(H3)+2D sinθ14 ホロンＨ５、Ｈ１２間の距離はl5-12 は、
【数８】 ホロンＨ５とＨ７の距離l5-7とホロンＨ７とＨ１２の距
離ｌ7-12が一定で
離ｌ7-12が一定で
【数９】l5-7＝２Ｄ， ｌ7-12＝５Ｄ である。Ｈ７の位置もＨ７，Ｈ７′のいずれかとなる
が、前後の形状（図２の（１０）（１１））の連続性か
らＨ７′は選ばれない。
が、前後の形状（図２の（１０）（１１））の連続性か
らＨ７′は選ばれない。
【００３１】余弦定理により、
【数１０】 θ7 ＝−｛π−cos -1（l5-7 2 ＋ l7-12 2 −l5-12 2)/ 2・l5-7・ l7-12 ｝ ＝−｛π−cos -1（29D2− l5-12 2)/ 20D2｝
【００３２】ホロンＨ５、Ｈ７、Ｈ１２を頂点とする三
角形のＨ５、Ｈ７を頂点とする角度θγ、θδは、
角形のＨ５、Ｈ７を頂点とする角度θγ、θδは、
【数１１】 θγ＝ cos-1（l5-12 2＋ l5-7 2−l7-12 2)/ (2 ・l5-12 ・ l5-7 ) ＝ cos-1（l5-12 2−21D2)/( 4D・l5-12 ) θδ＝ cos-1（l5-12 2＋ l77-12 2−l5-7 2)/ (2・l5-12 ・ l7-12) ＝ cos-1（l5-12 2＋21D2)/ (10D ・l5-12)
【００３３】l5-12 の水平面からの傾きθk は、
【数１２】θk ＝ tan-1｛Z(H12)−Z(H5) ｝/ ｛X(H12)
−X(H5) ｝ と定まり、 θ5 ＝θK ＋θγ−θ3 ＝tan -1｛Z(H12)-Z(H5)｝/ ｛X(H12)-X(H5)｝ ＋cos -1（l5-12 2−21D2)/(4D ・l5-12)−θ3 θ12＝θK ＋θδ−θ14 ＝tan -1｛Z(H12)-Z(H5)｝/ ｛X(H12)-X(H5)｝ ＋cos -1（l5-12 2＋21D2)/(10D・l5-12)−θ14 とすることで、ホロンＨ３とＨ１４の間の距離を９Ｄに
保ったまま形状を図２の（１０）から（１１）に進める
ことができる。
−X(H5) ｝ と定まり、 θ5 ＝θK ＋θγ−θ3 ＝tan -1｛Z(H12)-Z(H5)｝/ ｛X(H12)-X(H5)｝ ＋cos -1（l5-12 2−21D2)/(4D ・l5-12)−θ3 θ12＝θK ＋θδ−θ14 ＝tan -1｛Z(H12)-Z(H5)｝/ ｛X(H12)-X(H5)｝ ＋cos -1（l5-12 2＋21D2)/(10D・l5-12)−θ14 とすることで、ホロンＨ３とＨ１４の間の距離を９Ｄに
保ったまま形状を図２の（１０）から（１１）に進める
ことができる。
【００３４】図２の（１１）〜（１３）、（１３）〜
（１５）については、それぞれ図１の（７）〜（９）、
図１の（９）から図２の（１１）との対称性から同様に
定めることができ、図２の（１１）〜（１３）では、θ
16、θ5 をそれぞれ０°であったものを６０°、６０°
であったものを０°と与えると、
（１５）については、それぞれ図１の（７）〜（９）、
図１の（９）から図２の（１１）との対称性から同様に
定めることができ、図２の（１１）〜（１３）では、θ
16、θ5 をそれぞれ０°であったものを６０°、６０°
であったものを０°と与えると、
【数１３】θ14＝tan -1｛Z(H7)-Z(H14)｝/ ｛X(H7)-X
(H14)｝＋cos -1（l14-7 2−21D2)/(4D ・l14-7)−θ16 θ7 ＝tan -1｛Z(H7)-Z(H14)｝/ ｛X(H7)-X(H14)｝＋co
s -1（l14-7 2＋21D2)/(10D・l14-7)−θ5 θ12＝−｛π−cos -1（29D2− l14-7 2)/ 20D2｝ となる。
(H14)｝＋cos -1（l14-7 2−21D2)/(4D ・l14-7)−θ16 θ7 ＝tan -1｛Z(H7)-Z(H14)｝/ ｛X(H7)-X(H14)｝＋co
s -1（l14-7 2＋21D2)/(10D・l14-7)−θ5 θ12＝−｛π−cos -1（29D2− l14-7 2)/ 20D2｝ となる。
【００３５】ここで、
【数１４】 である。
【００３６】図２の（１３）〜（１５）では、θ18、θ
7 をそれぞれ０°であったものを６０°、３２．２°で
あったものを０°とすると、
7 をそれぞれ０°であったものを６０°、３２．２°で
あったものを０°とすると、
【数１５】θ16＝tan -1｛Z(H12)-Z(H16) ｝/ ｛X(H12)
-X(H16) ｝＋( θ14/2) −θ18 θ12＝tan -1｛Z(H12)-Z(H16) ｝/ ｛X(H12)-X(H16) ｝
−( θ14/2) −θ8 θ14＝−［π−cos -1（8D2 − l16- 12 2)/ 8D｝ となる。
-X(H16) ｝＋( θ14/2) −θ18 θ12＝tan -1｛Z(H12)-Z(H16) ｝/ ｛X(H12)-X(H16) ｝
−( θ14/2) −θ8 θ14＝−［π−cos -1（8D2 − l16- 12 2)/ 8D｝ となる。
【００３７】ここで、
【数１６】 X(H12)=X(H7)+5D cosθ7 , Z(H12)=Z(H7)+5D sinθ7 X(H16)=X(H18)+2D cos θ18 , Z(H16)=Z(H18)+2D sin θ16 =X(H7)+9D-2D cosθ18 =Z(H7)+2D sinθ16 とすることで、図２における（１１）〜（１３）、（１
３）〜（１５）の形状を定義できる。
３）〜（１５）の形状を定義できる。
【００３８】以上の如く、各ホロンの角度を求めて設定
して行くことにより、図１〜図３の（１）から（２７）
に示すように、進行波Ｗを作りそれを移動させることが
でき、進行波Ｗの移動に伴ってロボット自体が移動する
のである。同時に発生している波Ｗの数が増えると全体
の移動速度は向上するが、床面と接触しているホロンの
数を確保するためには、同時に発生させる波の数は最大
２波である。波Ｗの数を最大で２波としたので、常時１
４個以上のホロンが床面のに接触していることになり、
各ホロンが負担する自重が軽減される。
して行くことにより、図１〜図３の（１）から（２７）
に示すように、進行波Ｗを作りそれを移動させることが
でき、進行波Ｗの移動に伴ってロボット自体が移動する
のである。同時に発生している波Ｗの数が増えると全体
の移動速度は向上するが、床面と接触しているホロンの
数を確保するためには、同時に発生させる波の数は最大
２波である。波Ｗの数を最大で２波としたので、常時１
４個以上のホロンが床面のに接触していることになり、
各ホロンが負担する自重が軽減される。
【００３９】図４に示したホロニックメカニズムを図１
１に示すように４脚走行のロボットとして使用した場合
と、図５に示したように直線状とし、かつ腹這い状態
で、進行波移動させるようにした本発明の場合とにおけ
る全ホロンに生じる自重保持トルクを図１２、図１３に
示す。図中、破線が各ホロンのトルクであり、実線が最
大トルクを示す。本発明に係る進行波移動の方が大トル
クを要さず移動が可能であることがわかる。
１に示すように４脚走行のロボットとして使用した場合
と、図５に示したように直線状とし、かつ腹這い状態
で、進行波移動させるようにした本発明の場合とにおけ
る全ホロンに生じる自重保持トルクを図１２、図１３に
示す。図中、破線が各ホロンのトルクであり、実線が最
大トルクを示す。本発明に係る進行波移動の方が大トル
クを要さず移動が可能であることがわかる。
【００４０】又、各ホロン間の角度を調節して進行波を
実現する本発明に係る多関節ロボットによれば、各ホロ
ンの関節角度は、全般的に四脚走行よりも小さな関節角
度で移動できる。図１４、図１５には、本発明に係る多
関節ロボットと四脚歩行ロボットとの最大関節角度と関
節角度評価データとの関係を比較したものを示す。本発
明に係るロポットの方が全般的に小さな関節角度で移動
を実現できることがわかる。
実現する本発明に係る多関節ロボットによれば、各ホロ
ンの関節角度は、全般的に四脚走行よりも小さな関節角
度で移動できる。図１４、図１５には、本発明に係る多
関節ロボットと四脚歩行ロボットとの最大関節角度と関
節角度評価データとの関係を比較したものを示す。本発
明に係るロポットの方が全般的に小さな関節角度で移動
を実現できることがわかる。
【００４１】（他の発明の実施の形態）本実施の形態で
適用の対象としている多関節ロボットは、図４に示した
ものと同じホロニックメカニズムを採用した多関節ロボ
ットである。このロボット９をホロン列が一直線状にな
るようにし、さらに、図１９に示すように、両端のホロ
ン３１ａ，３１ｂが上部で対向するように各関節、つま
りホロンを位置制御するのである。尚、ここで制御の対
象となるホロンは、一つ置きに存在する起伏軸を有する
ホロン３２ａ〜３２ｈ（図４、５におけるホロン６ａ〜
６ｄに対応）のみである。
適用の対象としている多関節ロボットは、図４に示した
ものと同じホロニックメカニズムを採用した多関節ロボ
ットである。このロボット９をホロン列が一直線状にな
るようにし、さらに、図１９に示すように、両端のホロ
ン３１ａ，３１ｂが上部で対向するように各関節、つま
りホロンを位置制御するのである。尚、ここで制御の対
象となるホロンは、一つ置きに存在する起伏軸を有する
ホロン３２ａ〜３２ｈ（図４、５におけるホロン６ａ〜
６ｄに対応）のみである。
【００４２】制御対象であるホロン３２ａ〜３２ｈのと
る角度θa 〜θｈの拘束材料は、
る角度θa 〜θｈの拘束材料は、
【数１７】 である。そして、メカニズム全体の重心Ｇが、図１９及
び図２７に示すように底辺２１の上に位置していること
である。
び図２７に示すように底辺２１の上に位置していること
である。
【００４３】以下、重心位置Ｇについて説明する。図１
６（ａ）及び図１９に示す状態を初期状態とし、徐々に
メカニズムの形状を変化させ、重心Ｇの移動を行う。図
１６、図１７、図１８は、ロボットの移動の様子を側面
から見て概略的に表したものである。形状の変化に従っ
て重心位置Ｇが徐々に右方向に移動し、それに伴ってロ
ボット９も床面１０上を右方に移動する。
６（ａ）及び図１９に示す状態を初期状態とし、徐々に
メカニズムの形状を変化させ、重心Ｇの移動を行う。図
１６、図１７、図１８は、ロボットの移動の様子を側面
から見て概略的に表したものである。形状の変化に従っ
て重心位置Ｇが徐々に右方向に移動し、それに伴ってロ
ボット９も床面１０上を右方に移動する。
【００４４】ロボット９の任意の形状で、その形状を内
包する最小の凸多角形を考える。図１６〜１８の中から
六形状を選んで示したのが図２７〜３２である。太線で
示した多角形２２が、ロボット９が作る形状を内包する
凸形の多角形である。ロボット９において、床面１０に
接する底辺２１と重心位置Ｇを問題とするが、図２９に
示すように、ロボット９を内包する多角形２２の底辺２
３とロボット９自体の底辺２１とは若干異なる。重心位
置Ｇが底辺２１の真上に位置するとき、すなわち重心位
置Ｇから鉛直に下ろした点２４が底辺２１を内分してい
るとき、ロボット９は辺２１を底辺として安定する。つ
まり、転がらない。
包する最小の凸多角形を考える。図１６〜１８の中から
六形状を選んで示したのが図２７〜３２である。太線で
示した多角形２２が、ロボット９が作る形状を内包する
凸形の多角形である。ロボット９において、床面１０に
接する底辺２１と重心位置Ｇを問題とするが、図２９に
示すように、ロボット９を内包する多角形２２の底辺２
３とロボット９自体の底辺２１とは若干異なる。重心位
置Ｇが底辺２１の真上に位置するとき、すなわち重心位
置Ｇから鉛直に下ろした点２４が底辺２１を内分してい
るとき、ロボット９は辺２１を底辺として安定する。つ
まり、転がらない。
【００４５】逆に、任意の多角形２２の任意の一辺を底
辺とすることができるかどうかは、全体の重心位置から
その辺へ伸ばした直交線とその交点が、その辺を内分す
るかしないかで判別できる。
辺とすることができるかどうかは、全体の重心位置から
その辺へ伸ばした直交線とその交点が、その辺を内分す
るかしないかで判別できる。
【００４６】以上のような状態を作るべく起伏軸を有す
るホロン３２ａ〜３２ｈの起伏を制御してロボット９を
屈曲させることにより、ロボット９をスムースにかつ安
定して、しかも比較的高速度で移動することができるの
である。
るホロン３２ａ〜３２ｈの起伏を制御してロボット９を
屈曲させることにより、ロボット９をスムースにかつ安
定して、しかも比較的高速度で移動することができるの
である。
【００４７】
【発明の効果】第１の発明に係る多関節ロボットによれ
ば、複数の要素を多数連結してなる多関節ロボットにお
いて、前記要素の一部を起伏運動をさせて、前記要素に
進行波を形成して移動させるようにしたので、床面に接
触する関節部分が増え、各関節部分が支える荷重が軽減
されると共に、いわゆる腹這い状態での移動であるの
で、バランスを崩して転倒したりすることもない。又、
荷重を受ける関節部分が交代することから、特定の関節
部分のみが定常的に負荷を受けるということがなくな
る。更に、四脚歩行に比べ、小さな関節角度で移動が実
現でき、各関節の機能を緩和することができ、制御も容
易となる。例えば、このロボットを発電プラント等の機
器や配管の検査や補修に使用した場合には、機器や配管
等をくぐり抜けてのアクセスが可能であるので極めて有
効となる。
ば、複数の要素を多数連結してなる多関節ロボットにお
いて、前記要素の一部を起伏運動をさせて、前記要素に
進行波を形成して移動させるようにしたので、床面に接
触する関節部分が増え、各関節部分が支える荷重が軽減
されると共に、いわゆる腹這い状態での移動であるの
で、バランスを崩して転倒したりすることもない。又、
荷重を受ける関節部分が交代することから、特定の関節
部分のみが定常的に負荷を受けるということがなくな
る。更に、四脚歩行に比べ、小さな関節角度で移動が実
現でき、各関節の機能を緩和することができ、制御も容
易となる。例えば、このロボットを発電プラント等の機
器や配管の検査や補修に使用した場合には、機器や配管
等をくぐり抜けてのアクセスが可能であるので極めて有
効となる。
【００４８】第２の発明に係る多関節ロボットによれ
ば、屈曲機能を持った機能要素と屈曲機能を持たない機
能要素との組み合わせからなるホロニックメカニズムに
おける前記屈曲機能を持った機能要素を動作させて進行
波を作り、前記屈曲機能を持った機能要素の屈曲角度を
変えることによって進行波を移動するようにしたので、
すべての要素が駆動機構を有する必要はなく、構造の簡
素化、制御の簡素化が図れる。
ば、屈曲機能を持った機能要素と屈曲機能を持たない機
能要素との組み合わせからなるホロニックメカニズムに
おける前記屈曲機能を持った機能要素を動作させて進行
波を作り、前記屈曲機能を持った機能要素の屈曲角度を
変えることによって進行波を移動するようにしたので、
すべての要素が駆動機構を有する必要はなく、構造の簡
素化、制御の簡素化が図れる。
【００４９】第３の発明に係る多関節ロボットによれ
ば、複数の要素を多数連結してなる多関節ロボットにお
いて、前記要素を屈曲させてできる形状を変化させて重
心を移動することによりロボット自体を移動させるよう
にしたので、床面に接触する関節部分が増え、各関節部
分が支える荷重が軽減される。又、荷重を受ける関節部
分が交代することから、特定の関節部分のみが定常的に
負荷を受けるということがなくなる。更に、複数の連続
した関節部分が床面に接触するので、床面に穴等の凹部
があっても踏破することができる。例えば、このロボッ
トを発電プラント等の機器や配管の検査や補修に使用し
た有効であり、特に、水平床面や下り斜面での移動に有
効である。
ば、複数の要素を多数連結してなる多関節ロボットにお
いて、前記要素を屈曲させてできる形状を変化させて重
心を移動することによりロボット自体を移動させるよう
にしたので、床面に接触する関節部分が増え、各関節部
分が支える荷重が軽減される。又、荷重を受ける関節部
分が交代することから、特定の関節部分のみが定常的に
負荷を受けるということがなくなる。更に、複数の連続
した関節部分が床面に接触するので、床面に穴等の凹部
があっても踏破することができる。例えば、このロボッ
トを発電プラント等の機器や配管の検査や補修に使用し
た有効であり、特に、水平床面や下り斜面での移動に有
効である。
【００５０】上記第３の発明を、機能要素であるホロン
を多数連結してなるホロニックメカニズムに適用した場
合には、ホロンが屈曲機能を有することが必要である
が、すべてのホロンが屈曲機能を有する必要はなく、例
えば一つ置きのものが屈曲機能を有すればよく、又、ホ
ロン列の途中に屈曲機能を有しないホロンが複数存在し
ていてもよい、などホロニックメカニズムの選択の自由
度が増す。
を多数連結してなるホロニックメカニズムに適用した場
合には、ホロンが屈曲機能を有することが必要である
が、すべてのホロンが屈曲機能を有する必要はなく、例
えば一つ置きのものが屈曲機能を有すればよく、又、ホ
ロン列の途中に屈曲機能を有しないホロンが複数存在し
ていてもよい、などホロニックメカニズムの選択の自由
度が増す。
【図１】本発明の実施の一形態に係る多関節ロボットの
移動の様子を示す説明図である。
移動の様子を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る多関節ロボットの
移動の様子を示す説明図であり、図１の続きを示す。
移動の様子を示す説明図であり、図１の続きを示す。
【図３】本発明の実施の一形態に係る多関節ロボットの
移動の様子を示す説明図であり、図２の続きを示す。
移動の様子を示す説明図であり、図２の続きを示す。
【図４】多関節ロボットの一例の外観図である。
【図５】多関節ロボットの一例の移動中の斜視図であ
る。
る。
【図６】多関節ロボットにおけるホロンに付した番号の
説明図である。
説明図である。
【図７】多関節ロボットにおける角度導出手順の説明図
である。
である。
【図８】多関節ロボットにおける角度導出手順の説明図
である。
である。
【図９】多関節ロボットにおける角度導出手順の説明図
である。
である。
【図１０】多関節ロボットにおける角度導出手順の説明
図である。
図である。
【図１１】多関節ロボットによる四脚歩行状態の外観図
である。
である。
【図１２】本発明の実施の一形態に係る多関節ロボット
において関節にかかるトルクを示すグラフである。
において関節にかかるトルクを示すグラフである。
【図１３】四脚歩行した場合に多関節ロボットの関節に
かかるトルクを示すグラフである。
かかるトルクを示すグラフである。
【図１４】本発明の実施の一形態に係る多関節ロボット
における最大関節角度を示すグラフである。
における最大関節角度を示すグラフである。
【図１５】四脚歩行した場合の多関節ロボットの最大関
節角度を示すグラフである。
節角度を示すグラフである。
【図１６】本発明の他の実施の形態に係る多関節ロボッ
トの移動の説明図である。
トの移動の説明図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態に係る多関節ロボッ
トの移動の説明図であり、図１６の続きを示す
トの移動の説明図であり、図１６の続きを示す
【図１８】本発明の他の実施の形態に係る多関節ロボッ
トの移動の説明図であり、図１７の続きを示す。
トの移動の説明図であり、図１７の続きを示す。
【図１９】多関節ロボットを移動のために変形させた状
態の側方から見た外観図である。
態の側方から見た外観図である。
【図２０】多関節ロボットを移動のために、図１９に示
した状態からさらに変形させた状態の外観図である。
した状態からさらに変形させた状態の外観図である。
【図２１】本発明に係る多関節ロボットの移動の原理の
説明図である。
説明図である。
【図２２】本発明に係る多関節ロボットの移動の原理の
説明図である。
説明図である。
【図２３】本発明に係る多関節ロボットの移動の原理の
説明図である。
説明図である。
【図２４】本発明に係る多関節ロボットの移動の原理の
説明図である。
説明図である。
【図２５】本発明に係る多関節ロボットの移動の原理の
説明図である。
説明図である。
【図２６】本発明に係る多関節ロボットの移動の原理の
説明図である。
説明図である。
【図２７】多関節ロボットを構成するホロニックメカニ
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
【図２８】多関節ロボットを構成するホロニックメカニ
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
【図２９】多関節ロボットを構成するホロニックメカニ
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
【図３０】多関節ロボットを構成するホロニックメカニ
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
【図３１】多関節ロボットを構成するホロニックメカニ
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
ズムの変形と重心の移動を示す説明図である。
【図３２】多関節ロボットを構成するホロニックメカニ
ズムの変形と重心の移動を示す説
ズムの変形と重心の移動を示す説
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ ホロン対 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ホロン ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ ホロン ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ ホロン対 ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 起伏軸を有するホロン ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 起伏軸を有しないホロン ９ 多関節ロボット １０ 床面 ２２ 多関節ロボットを内包する多角形 ３２ａ〜３２ｈ 起伏軸を有するホロン
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の要素を多数連結してなる多関節ロ
ボットにおいて、前記要素の一部を起伏運動をさせて、
前記要素に進行波を形成して移動させるようにしたこと
を特徴とする多関節ロボット。 - 【請求項２】 屈曲機能を持った機能要素と屈曲機能を
持たない機能要素との組み合わせからなるホロニックメ
カニズムにおける前記屈曲機能を持った機能要素を動作
させて進行波を作り、前記屈曲機能を持った機能要素の
屈曲角度を変えることによって進行波を移動することを
特徴とする多関節ロボット。 - 【請求項３】 複数の要素を多数連結してなる多関節ロ
ボットにおいて、前記要素を屈曲させてできる形状を変
化させて重心を移動することにより移動させるようにし
たことを特徴とする多関節ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33171995A JPH09168982A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 多関節ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33171995A JPH09168982A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 多関節ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09168982A true JPH09168982A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18246835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33171995A Pending JPH09168982A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 多関節ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09168982A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003022666A1 (fr) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Tda Armements S.A.S. | Vehicule a deplacement par reptation propulse conjointement par ondulations longitudinales et laterales |
| JP2006343114A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | International Rescue System Institute | フレキシブルセンサチューブ |
| JP2008094267A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Univ Chuo | 全方向移動機構 |
| KR100850987B1 (ko) * | 2002-04-17 | 2008-08-12 | 엘지전자 주식회사 | 애완용 보행로봇의 보행 제어 장치 및 그 제어 방법 |
| JP2011075569A (ja) * | 2010-10-02 | 2011-04-14 | International Rescue System Institute | フレキシブルセンサチューブ |
| CN102528805A (zh) * | 2012-02-23 | 2012-07-04 | 西华大学 | 一种多功能蛇形机器人 |
| CN103056882A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-04-24 | 哈尔滨工程大学 | 仿尺蠖步态式攀爬机器人 |
| US9845122B2 (en) | 2014-12-25 | 2017-12-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Mobile robot and front end tool |
| WO2018021171A1 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Ｇｒｏｏｖｅ Ｘ株式会社 | 多関節ロボット |
| CN108582054A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-09-28 | 毛忠杰 | 一种蛇形机器人 |
| CN109015655A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-12-18 | 清华大学深圳研究生院 | 蛇形机器人运动控制与末端定位方法及装置、存储介质 |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP33171995A patent/JPH09168982A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003022666A1 (fr) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Tda Armements S.A.S. | Vehicule a deplacement par reptation propulse conjointement par ondulations longitudinales et laterales |
| KR100850987B1 (ko) * | 2002-04-17 | 2008-08-12 | 엘지전자 주식회사 | 애완용 보행로봇의 보행 제어 장치 및 그 제어 방법 |
| JP2006343114A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | International Rescue System Institute | フレキシブルセンサチューブ |
| JP2008094267A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Univ Chuo | 全方向移動機構 |
| JP2011075569A (ja) * | 2010-10-02 | 2011-04-14 | International Rescue System Institute | フレキシブルセンサチューブ |
| CN102528805A (zh) * | 2012-02-23 | 2012-07-04 | 西华大学 | 一种多功能蛇形机器人 |
| CN103056882A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-04-24 | 哈尔滨工程大学 | 仿尺蠖步态式攀爬机器人 |
| US9845122B2 (en) | 2014-12-25 | 2017-12-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Mobile robot and front end tool |
| US10220897B2 (en) | 2014-12-25 | 2019-03-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Mobile robot and front end tool |
| WO2018021171A1 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Ｇｒｏｏｖｅ Ｘ株式会社 | 多関節ロボット |
| JPWO2018021171A1 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-07-26 | Ｇｒｏｏｖｅ Ｘ株式会社 | 多関節ロボット |
| CN108582054A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-09-28 | 毛忠杰 | 一种蛇形机器人 |
| CN108582054B (zh) * | 2018-07-18 | 2021-03-05 | 毛忠杰 | 一种蛇形机器人 |
| CN109015655A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-12-18 | 清华大学深圳研究生院 | 蛇形机器人运动控制与末端定位方法及装置、存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH09168982A (ja) | 多関節ロボット | |
| US5929585A (en) | Robot system and its control method | |
| US5355064A (en) | Control system for legged mobile robot | |
| US6902015B2 (en) | Two-leg walking humanoid robot | |
| JP2520019B2 (ja) | 脚式移動ロボットの駆動制御装置 | |
| RU2611027C2 (ru) | Приводимый в движение вибрацией робот с возможностью подъема | |
| JP2008200813A (ja) | 二足歩行ロボット | |
| JPH0871967A (ja) | 歩行ロボットの歩行制御装置および歩行制御方法 | |
| CN101500764A (zh) | 多指机器手 | |
| JP2569278B2 (ja) | 空間３および４自由度の駆動装置 | |
| US20100271540A1 (en) | Eyeball device for use in robots | |
| JP6606672B2 (ja) | 多軸回転構造体及び全方向移動体 | |
| JP3050992B2 (ja) | パラレルロボット | |
| JP3956414B2 (ja) | ロボット装置及びロボット装置の制御方法 | |
| JPH04503395A (ja) | 傾斜可能な取付ヘッドのための制御装置 | |
| JP4733875B2 (ja) | 歩行ロボットの足機構及び歩行制御方法 | |
| JP2018034239A (ja) | 移動ロボット及びそのほふく移動方法 | |
| WO2018171615A1 (en) | Toy construction set with articulating linkable elements | |
| JPH023755B2 (ja) | ||
| Rasanga et al. | The flatworm-like pedal locomotory robot WORMESH-I: locomotion based on the combination of pedal waves | |
| JP2003035314A (ja) | 転がり直動案内装置の設計方法及びこれにより設計された転がり直動案内装置 | |
| JPS61134805A (ja) | 歩行機械の制御方法 | |
| JP2003176850A (ja) | 免振装置および制振装置 | |
| JP7126929B2 (ja) | 多関節ロボット | |
| JPH05138555A (ja) | 移動ロボツトの制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030701 |