JPS6230551Y2 - - Google Patents
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- JPS6230551Y2 JPS6230551Y2 JP15961481U JP15961481U JPS6230551Y2 JP S6230551 Y2 JPS6230551 Y2 JP S6230551Y2 JP 15961481 U JP15961481 U JP 15961481U JP 15961481 U JP15961481 U JP 15961481U JP S6230551 Y2 JPS6230551 Y2 JP S6230551Y2
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- robot
- legs
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Description
【考案の詳細な説明】 本考案は歩行ロボツトに関する。[Detailed explanation of the idea] The present invention relates to a walking robot.
従来、玩具又は産業用ロボツト等において、人
又は動物の歩行動作を模して移動するロボツトは
種々知られている。これら従来の歩行ロボツト
は、複数個の脚装置を有し、そしてそれらの脚装
置に歩行動作させることにより、移動するのであ
るが、この歩行動作中ロボツトのバランスを保つ
ことは非常にむづかしい。そのため、これらの歩
行ロボツトは、そのバランスを保持するために、
多数個の脚装置を必要とし、それ故純然たる２足
歩行を成し得るものは今だ実現されていない。 2. Description of the Related Art Conventionally, various types of robots, such as toys or industrial robots, that move by imitating the walking motion of humans or animals have been known. These conventional walking robots have a plurality of leg devices and move by walking on these leg devices, but it is very difficult to maintain the robot's balance during this walking motion. Therefore, in order to maintain their balance, these walking robots
It requires a large number of leg devices, and therefore no one that can achieve purely bipedal locomotion has yet been realized.
又、従来の歩行ロボツトについては、移動すべ
き面として水平面のみが対象とされており、よつ
て階段を昇降できるロボツトは今だ見られない。 In addition, conventional walking robots have only been able to move on horizontal planes, and as a result, robots that can go up and down stairs have not yet been seen.
本考案は、上記の点にかんがみ、２足歩行が可
能であつてしかも水平面及び階段のいずれにおい
ても歩行可能な歩行ロボツトを提供することを目
的とする。 In view of the above points, the present invention aims to provide a walking robot that is capable of bipedal walking and is also capable of walking on both horizontal surfaces and stairs.
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。 Hereinafter, the present invention will be explained based on drawings showing embodiments thereof.
第１図は階段１を昇る歩行ロボツトの側断面図
である。同図において、円形のボデイ基板２内で
あつてその基板２の中心に関して互いに対称な位
置に配置された脚３，４は、基板２を貫通してそ
の接面部３ａ，４ａが階段面１ａ，１ｂに当接し
ている。それらの脚３，４にはボデイ基板２の上
方にて、ブラケツト５，６及びそのブラケツト上
に取り付けられたワンウエイクラツチ（図では脚
３に対するワンウエイクラツチ７のみを示してあ
る）を介して歯車８，９が取り付けられ、一方ボ
デイ基板２の下方にて、上記ブラケツト５，６に
固定された昇降用モータ１０，１１が付設されて
いる。符号１２，１３は、その内部に配置した軸
受（図では１方の軸受１４のみを示してある）に
よつてモータ支持用ブラケツト５，６を支えるた
めのブラケツトである。脚３，４はそれぞれ昇降
用モータ１０，１１によつて軸方向、すなわちボ
デイ基板２に対して上下方向に移動可能あるが、
ボデイ基板２の上方には、上下移動する上記脚
３，４の上方停止位置に置かれた上方検知スイツ
チUS3，US4及び下方停止位置に置かれた下方検
知スイツチLS3，LS4が設けられ、それぞれの脚
の突起３′，４′を検知するようになつている。
又、接面部材３ａ，４ａには、それらが階段面１
ａ，１ｂ等に接面したときにそれを検知する接面
検知スイツチSWa，SWbが設けられている。 FIG. 1 is a side sectional view of a walking robot climbing stairs 1. In the same figure, legs 3 and 4, which are arranged in symmetrical positions with respect to the center of the circular body board 2, penetrate the board 2 so that their contact surfaces 3a and 4a are connected to the step surface 1a, It is in contact with 1b. Gears 8 are connected to the legs 3 and 4 above the body board 2 via brackets 5 and 6 and one-way clutches mounted on the brackets (only the one-way clutch 7 for the legs 3 is shown in the figure). , 9 are attached, and on the other hand, below the body board 2, lifting motors 10, 11 fixed to the brackets 5, 6 are attached. Reference numerals 12 and 13 indicate brackets for supporting the motor support brackets 5 and 6 by bearings (only one bearing 14 is shown in the figure) disposed inside the brackets. The legs 3 and 4 are movable in the axial direction, that is, in the vertical direction with respect to the body board 2, by lifting motors 10 and 11, respectively.
Above the body board 2 are provided upper detection switches US 3 and US 4 placed at upper stop positions of the vertically moving legs 3 and 4 , and lower detection switches LS 3 and LS 4 placed at lower stop positions. The protrusions 3' and 4' of each leg are detected.
In addition, the contacting surface members 3a and 4a have the stair surface 1.
Contact surface detection switches SWa and SWb are provided to detect when the contact surface contacts a, 1b, etc.
ボデイ基板２のほぼ中央には、ボデイ駆動用モ
ータ１５が配置されており、そのモータ１５の出
力軸に取り付けられた歯車１６は、脚３，４に取
り付けられた前記歯車８，９の両者に噛み合つて
いる。図中、ボデイ駆動用モータ１５の背後に配
置されたウエイト駆動用モータ１７は、上方に位
置するウエイト１８を駆動するためのものであ
る。 A body drive motor 15 is arranged approximately in the center of the body board 2, and a gear 16 attached to the output shaft of the motor 15 is attached to both the gears 8 and 9 attached to the legs 3 and 4. They mesh together. In the figure, a weight drive motor 17 placed behind the body drive motor 15 is for driving a weight 18 located above.
第２図は第１図における歩行ロボツトを上方か
ら見た場合の平面図であるが、図示の通り、ウエ
イト１８は歯車１９の回転軸に連結されている。
歯車１９はウエイト駆動用モータ１７（第１図）
によつて回転される歯車２０と噛み合つており、
よつてその歯車２０が回転するとウエイト１８は
歯車１９の回転中心を中心として回動する。一
方、歯車２０の回転軸にはウエイト１８と同様の
ウエイト２１が連結されており、このウエイト２
１はウエイト１８と対称方向に回動する。図中の
２点鎖線は回動するウエイト１８，２１の態様を
示している。 FIG. 2 is a plan view of the walking robot in FIG. 1 viewed from above, and as shown, the weight 18 is connected to the rotating shaft of the gear 19.
The gear 19 is the weight drive motor 17 (Fig. 1)
is meshed with a gear 20 rotated by
Therefore, when the gear 20 rotates, the weight 18 rotates around the rotation center of the gear 19. On the other hand, a weight 21 similar to the weight 18 is connected to the rotating shaft of the gear 20.
1 rotates in a direction symmetrical to the weight 18. The two-dot chain line in the figure shows the manner in which the weights 18 and 21 rotate.
第１図において、ボデイ基板２上には、ボデイ
駆動用モータ１５若しくはウエイト駆動用モータ
１７を支持するためのフレーム（図示せず）又は
脚３，４及びウエイト１８，２１等の動作を制御
するための制御回路（図示せず）等が載置される
ことになるが、符号２２は上記ボデイ基板２上に
置かれたボデイ構成要素を覆うカバーである。 In FIG. 1, a frame (not shown) for supporting the body drive motor 15 or the weight drive motor 17, or a frame (not shown) for supporting the body drive motor 15 or the weight drive motor 17, or a frame for controlling the operations of the legs 3, 4, the weights 18, 21, etc. is provided on the body board 2. A control circuit (not shown) and the like are placed thereon, and reference numeral 22 designates a cover that covers the body components placed on the body substrate 2.
本実施例の構成は以上の通りであるが、以下、
各構成要素の作用をロボツトの階段歩行態様に関
連して説明する。 The configuration of this embodiment is as described above, but below:
The function of each component will be explained in relation to the stair walking mode of the robot.
歩行動作に先立ち、ウエイト１８，２１は第１
図及び第２図中のＡ位置にあり、従つてボデイ基
板２は脚４及び３によつて支持されるが、その重
心は脚４の垂直軸近傍にある（以下、この状態を
初期状態という）。歩行動作の開始にあたり、図
の状態で脚３の接面部３ａは階段面１ａに接して
いるので、スイツチSWaがそれを検知し、それ
によりウエイト駆動用モータ１７が駆動される。
ウエイト駆動用モータ１７が駆動されると、第２
図中歯車２０は反時計方向に、歯車１９は正時計
方向に回転し、その結果ウエイト１８，２１はそ
れぞれB1，B2の位置を経た後にＣ位置まで移動
する。ウエイト１８，２１がＣ位置に来ることに
よりロボツトの重心は脚３の垂直近傍へと変移
し、故にロボツトは脚３によつて支持されてもバ
ランスがくずれることはなくなる。ウエイト１
８，２１のＣ方向への移動は予め付設の検知スイ
ツチ（図示せず）によつて検知され、その信号に
より脚４は昇降用モータ１１によつて階段面１ｂ
から持ち上げられ、その突起４′が上方検知スイ
ツチUS4で検知された位置で静止する。スイツチ
US4の信号により、昇降用モータ１０は、ボデイ
を支持するに至つた脚３を上昇し、これによりボ
デイが持ち上げられる。ボデイの持ち上げ動作
は、下方検知スイツチLS3が脚３の突起３′を検
知するに至つた時点で停止される。 Prior to the walking motion, the weights 18 and 21 are
The body board 2 is at position A in the figures and FIG. ). At the start of the walking motion, the contact surface 3a of the leg 3 is in contact with the stair surface 1a in the state shown in the figure, so the switch SWa detects this, and the weight drive motor 17 is thereby driven.
When the weight drive motor 17 is driven, the second
In the figure, the gear 20 rotates counterclockwise and the gear 19 rotates clockwise, and as a result, the weights 18 and 21 move to position C after passing through positions B 1 and B 2 , respectively. By bringing the weights 18 and 21 to the C position, the center of gravity of the robot shifts to near the vertical position of the legs 3, so that even if the robot is supported by the legs 3, the robot will not lose its balance. weight 1
The movement of the legs 8 and 21 in the C direction is detected by a detection switch (not shown) installed in advance, and based on the signal, the leg 4 is moved to the stairway surface 1b by the lifting motor 11.
The protrusion 4' comes to rest at the position detected by the upper detection switch US4 . switch
The signal US 4 causes the lifting motor 10 to raise the legs 3 supporting the body, thereby lifting the body. The lifting operation of the body is stopped when the lower detection switch LS 3 detects the protrusion 3' of the leg 3.
次いで、スイツチLS3の信号により、ボデイ駆
動用モータ１５が駆動され、第２図中歯車１６が
反時計方向に回転する。その際、歯車１６と噛合
う脚３側の歯車８は、ワンウエイクラツチ７の作
用により予め正時計方向への回転ができないよう
になつているので、歯車１６は歯車８上を矢印Ｄ
方向へ移動する。歯車１６のＤ方向への移動によ
りボデイ基板２は脚３を中心として矢印Ｅ方向へ
回動する。ボデイ基板２は180゜回動すると停止
するが、この状態で脚４は階段面１ａの更に１段
上の階段面１ｃの上方に位置することになる。こ
の状態となつた後、脚４は昇降用モータ１１によ
つて降下され、スイツチSWbが階段面１ｃを検
知した時点で静止する。かくしてロボツトは初期
状態と同様となるが、上記の一連の動作の結果そ
のロボツトは階段を１段昇つたことになる。した
がつて、その一連の動作を繰り返すことにより、
ロボツトは階段１を歩行上昇する。但し、脚４に
設けられたワンウエイクラツチ（第２図中の符号
２７）は、第２図において歯車９を正時計方向に
は回転させるが反時計方向には回転させないよう
になつているので、仮に脚４を中心としてボデイ
基板２を回動させる場合には、駆動用モータ１５
の電源の極性を変えることにより歯車１６を正時
計方向に回転させ、ボデイ基板２は脚３を中心と
する場合とは反対方向、すなわち図中の矢印Ｆ方
向へ回動させる。つまり、ロボツトは第３図に示
すように、２本の脚３，４を交互に反対方向へ回
動させることによつてＧ方向へ移動する。尚、図
中のＬは階段のピツチを示している。 Next, the body drive motor 15 is driven by the signal from the switch LS 3 , and the intermediate gear 16 in FIG. 2 rotates counterclockwise. At this time, the gear 8 on the leg 3 side that meshes with the gear 16 is prevented from rotating clockwise due to the action of the one-way clutch 7, so the gear 16 moves along the arrow D on the gear 8.
move in the direction. As the gear 16 moves in the D direction, the body substrate 2 rotates about the legs 3 in the arrow E direction. When the body base plate 2 is rotated by 180 degrees, it stops, and in this state, the legs 4 are positioned above the stair surface 1c, which is one step higher than the stair surface 1a. After reaching this state, the leg 4 is lowered by the lifting motor 11 and comes to rest when the switch SWb detects the stair surface 1c. Thus, the robot is in the same state as the initial state, but as a result of the above series of operations, the robot has climbed one flight of stairs. Therefore, by repeating that series of actions,
The robot walks up the stairs 1. However, the one-way clutch (reference numeral 27 in FIG. 2) provided on the leg 4 is designed to rotate the gear 9 clockwise in FIG. 2, but not counterclockwise. If the body board 2 is to be rotated around the legs 4, the drive motor 15
By changing the polarity of the power supply, the gear 16 is rotated in a clockwise direction, and the body board 2 is rotated in the opposite direction to the case where the legs 3 are the center, that is, in the direction of arrow F in the figure. That is, as shown in FIG. 3, the robot moves in the G direction by alternately rotating the two legs 3 and 4 in opposite directions. Note that L in the figure indicates the pitch of the stairs.
以上のように、本実施例では脚３，４とボデイ
基板２との間の相対的な上下移動及びいづれか１
方の脚を中心とするボデイ基板２の回動に基づい
て、ロボツトの歩行が行なわれている。したがつ
て、ボデイ基板２に対する脚３，４の上方停止位
置を決めるためのスイツチUS3，US4と下方停止
位置を決めるためのスイツチLS3，LS4との間の
距離を適宜に設定することにより、又、脚３と脚
４との間隔を適宜に設定することにより、如何様
な高さの又はピツチの階段でも歩行可能である。 As described above, in this embodiment, the relative vertical movement between the legs 3 and 4 and the body board 2 and the
The robot walks based on the rotation of the body board 2 around one leg. Therefore, the distance between the switches US 3 and US 4 for determining the upper stop position of the legs 3 and 4 with respect to the body board 2 and the switches LS 3 and LS 4 for determining the lower stop position is set appropriately. By this, and by appropriately setting the distance between the legs 3 and 4, it is possible to walk on stairs of any height or pitch.
又、各モータ及び制御回路等を駆動するにあた
つては、当然のことながら電源を必要とするので
あるが、一般にこの電源は比較的重いので、仮に
これをボデイ基板２上に固定するのではロボツト
全体のバランスをとるためにはさらに重いウエイ
トが必要となる。よつて、ウエイト１８，２１の
位置に電源を配置しておけば、上記バランスの問
題を考慮する必要もなくなり、又特別にウエイト
用の部材を用意する必要もなくなるので、非常に
合理的である。 Furthermore, in order to drive each motor, control circuit, etc., a power source is naturally required, but since this power source is generally relatively heavy, it is difficult to temporarily fix it on the body board 2. In order to balance the robot as a whole, even heavier weights are required. Therefore, if the power sources are placed at the positions of the weights 18 and 21, there is no need to consider the above-mentioned balance problem, and there is no need to prepare special members for the weights, which is very rational. .
更に、前述の動作説明からもわかる通り、ロボ
ツトの歩行動作中ボデイ基板２と昇降用モータ１
０，１１とは互いに相対的に回転し合うので、そ
れらのモータ１０，１１への電源供給手段として
は、単なる電線ではなくてスリツプリング等の手
段を用いることが望ましい。 Furthermore, as can be seen from the above explanation of the operation, the body board 2 and the lifting motor 1 are connected during the robot's walking operation.
Since the motors 10 and 11 rotate relative to each other, it is desirable to use a means such as a slip ring instead of a simple electric wire as a means for supplying power to the motors 10 and 11.
以上の実施例においては、ボデイ基板２を180
゜回動させることによつてロボツトの歩行動作を
得ているが、その回動角度は180゜に限定される
ものではない。又、前述した一連の動作を逆行さ
せることによりロボツトが階段上を降りることが
できるのは言うまでもない。 In the above embodiment, the body substrate 2 is
Although the walking motion of the robot is obtained by rotating the robot by 180 degrees, the rotation angle is not limited to 180 degrees. It goes without saying that the robot can descend the stairs by reversing the series of operations described above.
又、本例では２個のウエイト１８，２１をバラ
ンスをとりながらほぼ対称に回動させているが、
２個の脚３，４でバランスが保持できる限り、ウ
エイトの移動方法は如何様にも改変可能である。 Also, in this example, the two weights 18 and 21 are rotated almost symmetrically while maintaining balance.
As long as balance can be maintained between the two legs 3 and 4, the method of moving the weight can be modified in any way.
第１図は本考案の１実施例を示す歩行ロボツト
の側断面図、第２図はその歩行ロボツトを上方か
ら見た場合の平面図、第３図は歩行するロボツト
の歩行状態を示す模式図である。
２……ボデイ基板、３，４……脚、１８，２１
……ウエイト、１５……回動手段（ボデイ駆動用
モータ）、８，９，１６……回動手段（歯車）。
Fig. 1 is a side sectional view of a walking robot showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a plan view of the walking robot seen from above, and Fig. 3 is a schematic diagram showing the walking state of the walking robot. It is. 2... Body board, 3, 4... Legs, 18, 21
... Weight, 15 ... Rotation means (body drive motor), 8, 9, 16 ... Rotation means (gear).
Claims (1)
て歩行する歩行ロボツトにおいて、 上記ロボツトボデイ上に設けられ歩行ロボツ
トの重心が上記２本の脚のうちの片方のみの上
に位置するように移動するウエイトと、 上記ロボツトボデイ上に設けられ上記２本の
脚をロボツトボデイに対して回転させるボデイ
回転手段と、 歩行ロボツトの重心を一方の脚の上に置き、
上記ボデイ回動手段によつて該一方の脚を中心
として上記ロボツトボデイを所定角度だけ回動
し、その後更に上記ウエイトを移動して歩行ロ
ボツトの重心を他の一方の脚の上に移し、その
後再び上記ボデイ回動手段によつて該他の一方
の脚を中心として上記ロボツトボデイを再び回
動させるように上記ウエイト及び上記ボデイ回
動手段の動作を制御する制御装置とを有するこ
とを特徴とする歩行ロボツト。 (2) 上記２本の脚の少なくとも一方を上記ロボツ
トボデイに対して該脚の軸方向に昇降移動させ
る脚移動手段と、 上記２本の脚のうちの片方の脚を中心として
上記ロボツトボデイを所定角度だけ回動する前
に、該片方の脚に対し他の片方の脚を上記脚移
動手段によつて上記ロボツトボデイ方向に相対
移動させる制御装置とを有することを特徴とす
る実用新案登録請求の範囲第１項に記載の歩行
ロボツト。 (3) 上記ボデイ回動手段が片方の脚を中心として
上記ロボツトボデイを180゜回転させることを
特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項又は
第２項に記載の歩行ロボツト。 (4) 上記ウエイトが、上記２本の脚のそれぞれの
軸線を含む平面の両側に１個づつ計２個設けら
れ、それらのウエイトがそれぞれ上記ロボツト
ボデイのほぼ中央部を中心として上記２本の脚
とほぼ直交する平面内において一方の脚に近い
位置から他方の脚に近い位置へと互いに対称に
回動することにより、歩行ロボツトの重心が一
方の脚上から他方の脚上へと移動することを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載
の歩行ロボツト。[Claims for Utility Model Registration] (1) In a walking robot that walks using two legs provided on a robot body, the center of gravity of the walking robot provided on the robot body is only one of the two legs. a weight that moves to be positioned above the robot body; body rotation means that is provided on the robot body and rotates the two legs relative to the robot body; and a center of gravity of the walking robot that is placed on one of the legs.
The robot body is rotated by a predetermined angle around the one leg by the body rotation means, and then the weight is further moved to shift the center of gravity of the walking robot onto the other leg, and then again. Walking characterized by comprising a control device that controls the operations of the weight and the body rotation means so that the body rotation means rotates the robot body again about the other leg. Robot. (2) a leg moving means for moving up and down at least one of the two legs in the axial direction of the leg with respect to the robot body; and a leg moving means that moves the robot body at a predetermined angle about one of the two legs. and a control device for moving one leg relative to the other leg in the direction of the robot body by the leg moving means before rotating the other leg by the amount of rotation of the robot body. The walking robot according to item 1. (3) The walking robot according to claim 1 or 2, wherein the body rotating means rotates the robot body 180 degrees around one leg. (4) A total of two weights are provided, one on each side of a plane including the axes of each of the two legs, and each of these weights is attached to one of the two legs, with each weight centered approximately at the center of the robot body. The walking robot's center of gravity moves from one leg to the other by rotating symmetrically from a position close to one leg to a position close to the other leg in a plane substantially orthogonal to the A walking robot according to claim 1 of the utility model registration claim, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15961481U JPS5867683U (en) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | walking robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15961481U JPS5867683U (en) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | walking robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5867683U JPS5867683U (en) | 1983-05-09 |
| JPS6230551Y2 true JPS6230551Y2 (en) | 1987-08-05 |
Family
ID=29952065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15961481U Granted JPS5867683U (en) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | walking robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5867683U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012086604A1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 住友重機械工業株式会社 | Cleaning device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60183271A (en) * | 1984-02-29 | 1985-09-18 | Ohbayashigumi Ltd | Mobile robot |
| CN101429200B (en) | 2004-03-23 | 2012-05-30 | 日产化学工业株式会社 | Tricyclic benzopyran compound as anti-arrhythmic agents |
-
1981
- 1981-10-28 JP JP15961481U patent/JPS5867683U/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012086604A1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 住友重機械工業株式会社 | Cleaning device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5867683U (en) | 1983-05-09 |
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