JPS6230550Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、歩行動作を成す歩行脚により移動面
上を歩行移動するロボツトのための脚装置に関す
る。

玩具又は産業用機器等において、人の歩行動作
を模して移動するロボツトがあることは周知のと
ころである。このロボツトは、歩行動作を成す歩
行脚によつて歩行移動するのであるが、従来、歩
行脚が当接すべき面としては水平面のみが想定さ
れていたに過ぎず、よつてその歩行脚によつて支
持されるロボツトが移動できる面（以下、単に移
動面という）は水平面に限定され、仮にロボツト
が斜面を移動する場合には歩行脚、従つてロボツ
ト自体が傾いてしまい、正常な歩行動作が得られ
なくなるという欠点があつた。

本考案は、上記欠点にかんがみ、斜面上に置か
れるロボツトに傾きが生ずることを防止し、もつ
てロボツトの斜面上での歩行移動を可能ならしめ
るロボツト用脚装置を提供することを目的とす
る。

以下、本考案をその実施例を示す図面に基づい
て説明する。

第１図は本考案の１実施例を示すための歩行ロ
ボツトの斜視図である。同図において、中間軸１
の両端には駆動板２，３が固定されており、駆動
板２の両端部には支軸２ａ，２ｂを介してそれぞ
れ脚装置６，７が回動自在に取り付けられ、又駆
動板３の両端部には同様にして脚装置８，９が回
動自在に取り付けられている。尚、駆動板３の支
軸については、脚装置９に対する支軸３ｂのみが
示されている。

脚装置６は、第２図に示すように、駆動板２
（第１図）から延びる歩行脚１０と、その歩行脚
１０の下部に固定されたガイド部材１３内に設け
られたガイド溝１１ａ，１１ｂ及びガイド溝１１
ａの下端から斜め上方に延びる傾斜ガイド溝１２
と、ガイド溝１１ａ，１１ｂ又は１２に嵌合しそ
れらの溝内を移動可能なガイドピン１４ａ，１４
ｂを有するスライド脚１５と、そのスライド脚１
５の下端に固定され移動面１６に当接する接面部
材１７とから成つている。尚、ガイド溝１１ａ，
１１ｂは、接面部材１７が移動面１６から離間し
たとき、スライド脚１５及び接面部材１７がその
自重でスライドし易いようにほぼ重力方向に延び
ている。図では接面部材１７が水平な移動面１６
に当接している状態を示しているので、スライド
脚１５は歩行脚１０に対して、ガイドピン１４ａ
若しくは１４ｂのどちらか一方又はその両者が同
時にガイド溝１１ａ又は１１ｂの上端によつて規
制される位置にある。歩行脚１０が歩行動作を始
めると（詳ししくは後述する）、接面部材１７は
移動面１６から離間するが、その際、ガイドピン
１４ａ，１４ｂは、スライド脚１５及び接面部材
１７の自重によつてガイド溝１１ａ，１１ｂ内を
移動し、どちらか一方又は両者がそれらの溝の下
端で規制される位置（以下、この位置をガイドピ
ン１４ａ，１４ｂのニユートラル位置という）に
至る。このように、ガイドピン１４ａはガイド溝
１１ａの一定範囲内を移動するのであるが、前記
傾斜ガイド溝１２は、その移動範囲内にあるガイ
ド溝１１ａの下端から延びている。尚、符号１８
ａ，１８ｂはそれぞれガイドピン１４ａ，１４ｂ
の上端に固定された離脱防止部材であり、この離
脱防止部材１８ａ，１８ｂによつてガイド部材１
３とスライド脚１５の離脱が防止されている。本
例では、離脱防止部材１８ａ，１８ｂとして、ガ
イド溝１１ａ，１１ｂ，１２の幅（以下、単に溝
幅という）よりも大きい径の円形状部材を使用し
ているが、これ以外にも、ガイドピン１４ａ，１
４ｂから上方に向けてねじを突出せしめ溝幅より
も大きい径を有する既製のナツトを取り付けるこ
と、又、溝幅よりも大きい径を有するワツシヤを
介てナツトを取り付けるようにすること、更に溝
幅よりも長い止めピンをガイドピン１４ａ，１４
ｂの頭部に貫通させるようにすること等種々の改
変が可能である。

脚装置６の構成は以上の通りであるが、第１図
における脚装置７はその構成と全く同一であり、
一方、脚装置８，９については、ガイド部材１
３′が脚装置６，７のガイド板１３と対称の形状
となつているものの、それ以外の部材は脚装置
６，７と全く同一である。

駆動板２，３従つて中間軸１に連結された脚装
置６，７，８，９を駆動するための手段は、中間
軸１上にその軸を中心として回動自在に取り付け
られた回動アーム１９と、その回動アームの先端
部に固定されたモータ２０と、そのモータ２０の
出力軸上のスプロケツト２１及び中間軸１上に固
定されたスプロケツト２２の間に掛け渡されたチ
エーン２３とから成つている。

モータ２０の出力軸は一定の回転数で軸方向か
ら見て正時計方向に回転するようになつており、
その場合チエーン２３は矢印方向に移動する。こ
こで、中間軸１上のスプロケツト２２はその中間
軸１に固定されているため、モータ２０が回転し
ても脚装置７，９を支点とした脚装置６，８側の
回転モーメントが大きいので、モータ２０を担持
する回動アーム１９は中間軸１の周りを矢印Ｂ方
向へ回動する。回動アーム１９の回動によりモー
タ２０がある一定位置まで回動すると脚装置７，
９を支点としたモータ２０側右回りの回転モーメ
ントが脚装置６，８側左回りの回転モーメントよ
り大きくなるため、モータ２０の回転によつて駆
動板２，３が支軸２ｂ，３ｂを中心として矢印Ｃ
方向へ回動し、これにより脚装置６，８が脚装置
７，９の上方へ上り更に前方へ移動する。この動
作を繰り返すことにより、ロボツトは歩行移動す
ることになるのであるが、以下にその歩行移動の
状態を図式的に示して説明する。

第３図は水平面上を歩行するロボツトの状態を
順を追つて示しており、ロボツトは図中〜の
順に動作して移動する。尚、図では脚装置６，７
及び駆動板２のみを示しているが、第１図におけ
る脚装置８，９及び駆動板３については、脚装置
８が脚装置６と、脚装置９が脚装置７と、そして
駆動板３が駆動板２とそれぞれ同様の動きをす
る。

第３−図において、駆動板２を介して脚装置
６及び７によつて支持される回動アーム１９は、
モータ２０の回転が始まるとＢ方向へ回動し出
す。アーム１９の回動によりモータ２０は次第に
移動し、（図）、ある一定位置に達すると脚装置
７を支点としたモータ２０側右回りの回転モーメ
ントが脚装置６側左回りの回転モーメントより大
きくなり、モータ２０の回転によつて駆動板２は
支軸２ｂの周りに回動を始め、同時に脚装置６は
移動面１６を離れる（図）、モータ２０によつ
て尚も回動を続ける駆動板２に従つて移動する脚
装置６は、中間位置（図）を経た後はその自重
によつて移動面１６方向へ向つて降下する（
図）。この場合、脚装置７を支点としたモータ２
０側の回転モーメントは左回りとなり、脚装置６
をゆつくり降下させるブレーキの役割を果す。脚
装置６が移動面１６に当接した時点で脚装置７側
に傾いたアーム１９は、モータ２０の回転によつ
て再度Ｂ方向への回動を続け（図）、結果的に
図の状態と同様の状態に戻る（図）。但し、
以上の説明からもわかるように、図におけるロ
ボツトは図の状態よりも駆動板２の長さ分だけ
移動している。

以上の動作を繰り返すことによりロボツトは移
動面１６上を歩行移動する。

以上、ロボツトの歩行態様について、移動面が
水平面である場合について述べたが、この場合に
おいて脚装置６，７，８，９自体は次のように動
作する。尚、それらの脚装置の動作はすべて同一
であるので、以下の説明は脚装置６のみについて
行なうものとする。

第２図に示す接面状態により脚装置６が上方に
持ち上げられ、接面部材１７が移動面１６から離
間すると、ガイドピン１４ａ，１４ｂは、スライ
ド脚１５及び接面部材１７の自重によつてガイド
溝１１ａ，１１ｂ内を下方へ移動し、それらのガ
イド溝の下端によつて規制される位置、すなわち
ニユートラル位置で静止する。接面部材１７が再
度移動面１６に当接すると、歩行脚１０に固定さ
れたガイド部材１３がスライド脚１５に対して下
方へ移動し、相対的にガイドピン１４ａ，１４ｂ
はガイド溝１１ａ，１１ｂ内を上昇し、最終的に
図示の状態へ戻る。すなわち、ロボツトが水平面
を、歩行移動する際、すなわち接面部材１７が水
平面に対して接面・離面を繰返す際、スライド脚
１５は、歩行脚１０と相対的にガイド溝１１ａ，
１１ｂが延びる重力方向へ往復スライド動作す
る。その際、接面部材１７は常に水平状態を保持
している。

第４図に示すように、脚装置６が傾斜する移動
面３６上を矢印Ｄ方向へ移動する場合、接面部材
１７が傾動面３６から離間していれば、ガイドピ
ン１４ａ，１４ｂは前述の如くスライド脚１５及
び接面部材１７の自重によりニユートラル位置に
あり、接面部材１７は水平状態にある。脚装置６
が降下して接面部材１７が傾斜する移動面３６に
当接するに際しては、まず接面部材１７のかかと
部分１７ａに垂直方向の力が加わり、これにより
上方のガイドピン１４ａは傾斜ガイド溝１２に入
る。脚装置６が更に降下するとガイドピン１４ａ
はガイド溝１２内を移動し、それに応じて接面部
材１７は移動面３６と一様に接するまで傾動す
る。このように、傾斜する移動面３６に対して
も、接面部材１７及びスライド脚１５の傾動によ
り、歩行脚１０は垂直を保持できるので、ロボツ
ト全体がその傾斜方向に倒れることはない。

傾斜移動面３６の傾きとガイドピン１４ａが傾
斜ガイド溝１２の上端にまで入つた時の接面部材
１７の傾きとが等しければ、接面部材１７が接地
している時、歩行脚１０は正確に垂直に保持され
る。これに対し両者の傾きが異なる場合には、歩
行脚１０は垂直ではなくて傾きの相違に応じてあ
る程度傾斜する。このように歩行脚１０が傾斜す
る場合にも歩行ロボツト全体が転がらないように
するためには、接面部材１７の歩行方向（脚１０
の揺動方向）の長さを所要長さ以上にする必要が
ある。各脚装置６，７，８，９がそれぞれ支軸２
ａ，２ｂ，３ａ，３ｂを中心として回動する点を
考慮すれば、歩行脚１０が歩行させようとする斜
面の斜度の違いによつて傾斜する場合であつても
それらの支軸２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂから下した
垂線が常に接面部材１７を横切るように該接面部
材１７の長さを決めておけば良い。

以上のように、本考案によれば、上方のガイド
ピン１４ａは、接面部材１７の接面位置換言すれ
ば接面部材１７のどの部分に始めに力が加わるか
により、自動的に重力方向のガイド溝１１ａ又は
傾斜ガイド溝１２のどちらかへ向うので、移動面
が水平面又は斜面のいずれにあつても常にロボツ
トは垂直に保持され、よつて安定したロボツトの
歩行が得られる。

尚、移動面の傾斜が種々に変化する場合には、
傾斜ガイド溝１２の角度を種々に設定したり、又
は傾斜ガイド溝１２の長さを調節することにより
その溝１１２内を移動するガイドピン１４ａの行
程を変えたりすれば良い。又、上記実施例ではロ
ボツトが斜面を降りる場合を示しているが、モー
タ２０の回転方向を変えれば又は傾斜ガイド溝１
２を第５図に示す右傾斜位置から左傾斜位置に換
えれば、斜面を昇ることができることは言うまで
もない。

以上の実施例では、ガイド溝１１ａ，１１ｂ，
１２が歩行脚１０に固定されたガイド部材１３
内、換言すれば歩行脚１０に間接的に設けてある
が、これらの溝を歩行脚１０内に直接設けるよう
にしても何等の支障はない。

又、重力方向のガイド溝は１１ａ及び１１ｂの
如く２個に分割されているが、これらの代りに１
個の長いガイド溝を設けるようにしても良い。

又、接面部材１７が移動面１６，３６から離間
する際、ガイドピン１４ａ，１４ｂはスライド脚
１５及び接面部材１７の自重によつてニユートラ
ル位置へ入るようになつているが、この方法以外
に、ゴム、ばね又はその他の弾性部材により、ガ
イドピン１４ａ，１４ｂをニユートラル位置へ強
制的に引き戻すようにしても良い。これにより、
ガイド溝１１ａ，１１ｂ又は１２内におけるガイ
ドピン１４ａ，１４ｂの移動動作はより正確とな
る。

又、ガイドピンとしては１４ａ，１４ｂの２個
を用いる場合を示したが、仮に長い脚部を有する
ロボツトを作るにあたつては、ガイドピンの数を
増やすことにより安定性が良くなる。

更に、ガイドピン１４ａ，１４ｂはスライド脚
１５に、一方ガイド溝１１ａ，１１ｂは歩行脚１
０にそれぞれ設けられているが、スライド脚にガ
イド溝を、そして歩行脚にガイドピンを設けるよ
うにしても一向に差し支えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示す歩行ロボツト
の斜視図、第２図は第１図中の脚装置６を示す斜
視図、第３図は上記歩行ロボツトの水平面上での
歩行態様を示す模式図、第４図は斜面に当接した
脚装置６を示す側面図である。 ６，７，８，９……脚装置、１０……歩行脚、
１２……傾斜ガイド溝、１１ａ，１１ｂ……ガイ
ド溝、１４ａ，１４ｂ……ガイドピン、１５……
スライド脚、１６，３６……移動面、１７……接
面部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 歩行動作を成す歩行脚により移動面上を歩行移
   動するロボツトのための脚装置において、移動面
   に当接し且つロボツトの脚の揺動方向に所要の長
   さをもつて延在する接面部材を備えるスライド脚
   と、歩行脚又はスライド脚のいずれか一方に直接
   又は間接に設けられた少なくとも２個のガイドピ
   ンと、歩行脚又はスライド脚のいずれか他方に直
   接又は間接に設けられ上記ガイドピンをほぼ重力
   方向へ案内するためのガイド溝と、そのガイド溝
   から枝わかれして重力方向に対して斜め上方へ延
   びる傾斜ガイド溝とを有することを特徴とする脚
   装置。