KR100816135B1 - 각식 이동 로봇 - Google Patents

Abstract

각식 이동 로봇(1)에 있어서, 기체(3)에 착석 보조부(80)를 설치하여 의자에 착석 가능하게 했다. 이에 따라, 점유 공간이 감소하여 보관 혹은 수송할 때의 공간을 저감시킬 수 있는 동시에, 수송에 있어서의 안전성도 향상된다. 나아가 착석시킨 상태로 고정할 수 있으므로, 메인티넌스 작업도 용이해진다. 또한 작업 범위도 확대하여, 데스크 워크 등도 가능해진다. 또한, 착석 보조부를, 로봇이 착석했을 때, 로봇이 착석하였을 때의 중심 위치보다 후방이 되는 위치에 설치했다. 이에 따라, 착석할 때에 로봇에 작용하는 중심 회전 모멘트가 로봇을 후방으로 경사지도록 작용하지 않고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇에 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

Description

각식 이동 로봇{LEG TYPE MOVABLE ROBOT}

본 발명은, 각식 이동 로봇에 관한 것이다.

최근, 각식 이동 로봇으로서, 2족 보행, 4족 보행 등 다양한 로봇이 제안되어 있는 데, 그 4족 보행 로봇에 대해, 동체부의 둔부 상당부에 설치된 평면부와 배 상당부를 연결하는 곡면부를 구비하고, 로봇의 자체 무게에 의해, 곡면부를 접지시키면서 동체부가 배 상당부측으로 적극적으로 쓰러지도록, 그 평면부를 형성하고, 따라서 자세 변위를 보다 자연스럽고 원활하게 행할 수 있도록 하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] : 일본 특허공개 2003-71753호 공보

[발명이 해결하고자 하는 과제]

상기한 종래 기술은 비교적 소형이고 경량인 펫(pet) 로봇에 있어서 둔부 상당부에 곡면부를 형성하여 착석을 포함하는 자세 변위를 원활하게 행하도록 하고 있는 데, 다른 각식 이동 로봇, 특히 사람을 모방한 휴머노이드형 2족 로봇 등에 있어서도, 의자 등에 착석시킬 수 있으면, 보관(격납) 공간을 저감시킬 있는 동시에, 수송 도중의 안전성도 향상되고, 나아가 메인티넌스(maintenance) 작업도 용이하게 되는 등의 이점이 있다.

그러나, 다른 각식 이동 로봇, 특히 사람을 모방한 휴머노이드형의 2족 로봇 등은 비교적 대형이고 자체 무게가 큰 동시에, 착석의 전후를 통해 안정된 자세를 유지하는 것이 최우선이므로, 종래 기술을 그대로 적용시키는 것은 곤란하다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 과제를 해결하여, 비교적 대형이고 자체 무게가 큰 각식 이동 로봇에 있어서 착석 자세를 잡는 것을 가능하게 하는 동시에, 착석의 전후를 통해 안정된 자세를 유지할 수 있도록 한 각식 이동 로봇을 제공하는 데에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해, 후술하는 청구항 1에 기재한 바와 같이, 기체(基體)와, 상기 기체에 관절을 통해 연결되고, 그 선단에 발부를 구비한 다리부 링크 기구로 적어도 이루어지는 동시에, 상기 다리부 링크 기구를 구동하여 상기 발부를 접지시키면서 바닥면 상을 보행하도록 한 각식 이동 로봇에 있어서, 상기 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석 가능하게 하는 동시에, 상기 착석 보조부의 상기 의자에 접촉하는 부위를 탄성재로 구성하고, 따라서 상기 착석 보조부를 상기 의자에 대해 변위 자유롭게 구성했다.

또한, 본 발명은, 후술하는 청구항 2에 기재한 바와 같이, 상기 착석 보조부를, 상기 로봇이 착석했을 시의 중심 위치보다 후방이 되는 위치에 형성하도록 구성했다.

삭제

또한, 본 발명은, 후술하는 청구항 4에 기재된 바와 같이, 기체와, 상기 기체에 대퇴 관절을 통해 요동 가능하게 연결되고, 그 선단에 발부를 구비한 다리부 링크 기구와, 상기 기체에 어깨 관절을 통해 요동 가능하게 연결되고, 그 선단에 손을 구비한 팔부 링크 기구로 적어도 이루어지는 동시에, 적어도 상기 팔부 링크 기구를 구동하여 작업 공간 내에서 작업을 행하도록 한 각식 이동 로봇에 있어서, 상기 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석하면서 상기 작업 공간 내의 작업 대상물군에 대한 작업을 할 수 있도록 하는 동시에, 상기 로봇 착석 시의 상기 발부 접지면에서 상기 어깨 관절까지의 높이를, 상기 작업 대상물군의 상기 바닥면으로부터의 높이를 평균하여 얻은 평균치와 이들 편차에 의거하여 결정되는 범위 내로 설정하고, 또한 상기 착석 보조부를, 상기 어깨 관절로부터 중력 방향으로 소정 거리 아래쪽 위치에 형성하도록 구성했다.

또한, 본 발명은, 후술하는 청구항 5에 기재된 바와 같이, 상기 다리부 링크 기구가 대퇴 링크와 무릎 관절을 통해 연결되는 하부 대퇴 링크를 구비하는 동시에, 상기 발부의 접지면에서 상기 무릎 관절까지의 거리를 H로 할 때, 상기 로봇의 착석 시의 상기 착석 보조부를 상기 발부의 접지면에서 H±((1/3)·H)의 범위 내의 위치에 설치하도록 구성했다.

삭제

또한, 본 발명은, 후술하는 청구항 7에 기재된 바와 같이, 기체와, 상기 기체에 관절을 통해 연결되고, 그 선단에 발부를 구비한 다리부 링크 기구로 적어도 이루어지는 동시에, 상기 다리부 링크 기구를 구동하여 상기 발부를 접지시키면서 바닥면 상을 보행하도록 한 각식 이동 로봇에 있어서, 상기 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석 가능하게 하는 동시에, 상기 착석 보조부의 상기 의자에 접촉하는 부위를 회전체로 구성하고, 따라서 상기 착석 보조부를 상기 의자에 대해 변위 자유롭게 하도록 구성했다.

또한, 본 발명은, 후술하는 청구항 8에 기재된 바와 같이, 기체와, 상기 기체에 관절을 통해 연결되고, 그 선단에 발부를 구비한 다리부 링크 기구로 적어도 이루어지는 동시에, 상기 다리부 링크 기구를 구동하여 상기 발부를 접지시키면서 바닥면 상을 보행하도록 한 각식 이동 로봇에 있어서, 상기 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석 가능하게 하는 동시에, 상기 착석 보조부의 상기 의자에 접촉하는 부위를 탄성재로 제작되는 회전체로 구성하고, 따라서 상기 착석 보조부를 상기 의자에 대해 변위 자유롭게 하도록 구성했다.

또한, 본 발명은, 후술하는 청구항 9에 기재된 바와 같이, 상기 착석 보조부에, 상기 로봇의 탑재 기기를 구동하는 배터리를 충전하기 위한 단자를 구비하도록 구성했다.

[발명의 효과]

청구항 1에 관한 각식 이동 로봇에 있어서, 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석가능하게 하였으므로, 점유 공간이 감소하여 보관(격납) 혹은 수송할 때의 공간을 저감시킬 수 있는 동시에, 수송에 있어서의 안전성도 향상된다. 나아가 착석시킨 상태로 고정할 수 있으므로, 메인티넌스 작업도 용이해진다. 또한, 작업 범위도 확대되어, 데스크 워크(desk work) 등도 가능해진다. 또한, 착석 보조부를 상기 의자에 대해 변위 가능하게 한, 구체적으로는, 착석할 때, 혹은 착석 상태에서 일어설 때에 기체(상체)를 의자부에 대해 변위(전후 이동 자재) 자유롭게 하였으므로, 로봇의 중심 위치를 전방으로 이동시킬 수 있고, 마찬가지로, 착석할 때 로봇에 작용하는 중심 회전 모멘트가 로봇을 뒤로 기울어지게 작용하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 착석 상태에서 일어설 때에 있어서도 상기한 모멘트를 원하는 대로 작용시킬 수 있고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇에 안정된 자세를 유지시킬 수 있다. 또한, 착석 보조부의 의자에 접촉하는 부위를 탄성재로 구성했으므로, 상기한 효과에 추가해, 착석 시에 충격이 생겨도 이를 효과적으로 흡수할 수 있는 동시에, 착석 시의 안정성도 향상되므로, 착석의 전후를 통해 로봇에 한층 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

청구항 2에 관한 각식 이동 로봇에 있어서, 착석 가능하게 함으로써 상기한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 착석 보조부를, 로봇이 착석했을 때, 로봇이 착석했을 시의 중심 위치보다 후방이 되는 위치에 형성하도록 구성했으므로, 환언하면, 바닥 반력을 받는 발부와 반대 방향 위치에 착석 보조부를 설치하도록 구성했으므로, 착석할 때에 로봇에 작용하는 중심 회전 모멘트가 로봇을 뒤로 기울어지게 작용하지 않고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇에 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

삭제

청구항 4에 관한 각식 이동 로봇에 있어서, 착석 보조부를 설치하여 의자에 착석하면서 작업 공간 내의 작업 대상물 군에 대한 작업을 행할 수 있도록 함으로써, 상기한 것과 동일한 효과, 특히 작업 범위도 확대하고, 데스크 워크(desk work) 등도 가능해지는 효과가 한층 더 현저해지는 동시에, 착석 시의 발부 접지면으로부터 어깨 관절까지의 높이를 작업 대상물 군의 바닥면으로부터의 높이를 평균하여 얻은 평균치와 이들 편차에 의거해 결정되는 범위 내로 설정함으로써, 어깨 관절의 높이를 착석 시의 작업 대상물군의 높이에 따라 최적으로 결정할 수 있다. 또한, 착석 보조부를 어깨 관절로부터 중력 방향으로 소정 거리 아래쪽 위치에 형성하도록 구성하였으므로, 그 위치에 어깨 관절이 일치하도록 착석 높이를 설정함으로써, 안정된 자세로 착석할 수 있고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇에 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

청구항 5에 관한 각식 이동 로봇에 있어서, 발부의 접지면에서 무릎 관절까지의 거리를 H로 할 때, 상기 로봇의 착석 시의 둔부 상당부를 접지면에서 H±((1/3)·H)의 범위 내의 위치에 설치하도록 구성했으므로, 로봇이 착석 상태에서 다양한 작업을 하는 경우에 있어서, 어깨 관절을 작업하기 쉬운 높이에 위치시킬 수 있고, 따라서 상기한 효과에 추가하여, 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

삭제

청구항 7에 관한 각식 이동 로봇에 있어서, 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성해 의자에 착석 가능하게 하는 동시에, 착석 보조부의 의자에 접촉하는 부위를 회전체로 구성하고, 따라서 착석 보조부를 의자에 대해 변위 자유롭게 하도록 구성했으므로, 청구항 1에서 기술한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 로봇의 중심 위치를 전방으로 이동시키는 것이 한층 용이해지고, 따라서 착석 전후를 통해 로봇에 한층 안정된 자세를 유지시킬 수 있다. 또한, 기체의 자세에 상관없이 안정된 자세로 착석할 수 있는 동시에 의자에 다소의 경사가 있어도 그 영향을 받지 않고, 착석 전후를 통해 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

청구항 8에 관한 각식 이동 로봇에 있어서, 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성해 의자에 착석 가능하게 하는 동시에, 착석 보조부의 의자에 접촉하는 부위를 탄성재로 제작되는 회전체로 구성하고, 따라서 착석 보조부를 의자에 대해 변위 자유롭게 하도록 구성했으므로, 청구항 1과 7에서 기술한 바와같이, 착석 시의 충격을 흡수할 수 있는 동시에, 중심 위치의 전방으로의 이동도 한층 더 용이해지고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇에 한층 더 안정된 자세를 유지시킬 수 있다. 또한, 청구항 1과 7에서 기술한 구성보다 간이한 구성으로, 이들과 동등한 효과를 얻을 수 있다.

청구항 9에 관한 각식 이동 로봇에 있어서, 착석 보조부에 로봇의 탑재 기기를 구동하는 배터리를 충전하기 위한 단자를 구비하도록 구성하였으므로, 충전 등의 메인티넌스 작업이 한층 더 용이해 진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 각식 이동 로봇(2족 보행 로봇)의 정면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 로봇의 측면도이다.

도 3은 도 1에 도시한 로봇의 내부 구조를 관절을 중심으로 설명하는 개략도이다.

도 4는 도 1에 도시한 로봇의 발부의 저면도이다.

도 5는 도 3에 도시한 ECU의 구성을 상세하게 도시한 블록부이다.

도 6은 도 1에 도시한 로봇이 착석 보조부를 통해 의자에 착석하는 동작을 도시한 로봇의 측면도이다.

도 7은 도 1에 도시한 로봇이 착석 보조부를 통해 의자에 착석하는 동작을 도시한 로봇의 측면도이다.

도 8은 마찬가지로 도 1에 도시한 로봇이 착석 보조부를 통해 의자에 착석한 상태를 도시한 로봇의 측면도이다.

도 9는 도 8에 도시한 착석하였을 때의 로봇의 배면도이다.

도 10은 도 6 등에 도시한 기체 프레임의 정면도이다.

도 11은 도 6 등에 도시한 기체 프레임의 측면도이다.

도 12는 도 6 등에 도시한 기체 프레임 하단의 부분 사시도이다.

도 13은 도 1에 도시한 로봇의 어깨 관절의 바닥면으로부터의 높이 등을 도시한 로봇의 정면도이다.

도 14는 도 1에 도시한 로봇의 작업 대상물군을 도시한 로봇의 측면도이다.

도 15는 본 발명의 제2 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시한, 도 10과 동일한 기체 프레임의 정면도이다.

도 16은 도 15에 도시한 기체 프레임의 측면도이다.

도 17은 본 발명의 제3 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시한, 도 10과 동일한 기체 프레임의 정면도이다.

도 18은 도 17에 도시한 기체 프레임의 측면도이다.

도 19는 본 발명의 제4 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시한, 도 10과 동일한 기체 프레임의 정면도이다.

도 20은 도 19에 도시한 기체 프레임의 측면도이다.

도 21은 본 발명의 제5 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시한, 착석 보조부의 정면도이다.

도 22는 도 21에 도시한 착석 보조부의 측면도이다.

도 23은 본 발명의 제6 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시한, 착석 보조부의 정면도이다.

도 24는 도 23에 도시한 착석 보조부의 측면도이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명에 관한 각식 이동 로봇을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해 설명한다.

[실시예 1]

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 설명한다. 또한, 각식 이동 로봇으로서 2족 보행 로봇을 예로 든다.

도 1은 그 2족 보행 로봇(이하「로봇」이라고 한다)(1)의 정면도, 도 2는 그 측면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 로봇(1)은, 2개의 다리부 링크 기구(이하 「다리부」라고 한다)(2)를 구비하는 동시에, 그 상방에는 기체(상체)(3)가 설치된다. 기체(3)의 상부에는 머리부(4)가 설치되는 동시에, 기체(3)의 양측에는 2개의 팔부 링크 기구(이하「팔부」라고 한다)(5)가 연결된다. 또한, 도 2에 도시한 바와같이, 기체(3)의 등부에는 격납부(6)가 설치되고, 그 내부에는 ECU(Electronic Control Unit. 전자 제어 유닛. 후술) 및 로봇(1)의 관절을 구동하는 전동 모터(탑재 기기)의 배터리 전원(도시하지 않음) 등이 수용된다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시한 로봇(1)은 내부 구조를 보호하기 위한 커버가 씌워진 것을 도시한다.

도 3을 참조하여 상기한 로봇(1)의 내부 구조를 관절을 중심으로 설명한다.

도시와 같이, 로봇(1)은 좌우 각각의 다리부(2)에 6개의 관절을 구비한다. 계 12개의 관절은, 허리부의 다리 선회용의 연직축(Z축 혹은 중력축) 회전의 관절(10R, 10L)(우측을 R, 좌측을 L로 한다. 이하 동일), 대퇴(허리부)의 롤 방향(X축 회전)의 관절(12R, 12L), 대퇴(허리부)의 피치 방향(Y축 회전)의 관절(14R, 14L), 무릎부의 피치 방향(Y축 회전)의 관절(16R, 16L), 발목의 피치 방향(Y축 회전)의 관절(18R, 18L) 및 동 롤 방향(X축 회전)의 관절(20R, 20L)로 구성된다. 다리부(2R(L))의 하부에는 발부(22R, 22L)가 부착된다.

도 4에 도시한 바와같이, 발부(22R(L))의 저면(접지면)에는, 고무 등으로 이루어진 탄성체(22a)가 그 전면에 걸쳐 부착되어, 발부(22R(L))의 접지면을 구성한다. 발부(22R(L))의 접지면을 구성하는 탄성체(22a)의 소재는, 구체적으로는 고무이고, 그 마찰 계수는 대략 0.6정도이다.

이와 같이, 다리부(2)는, 대퇴 관절(허리 관절)(10R(L), 12R(L), 14R(L)), 무릎 관절(16R(L)) 및 발 관절(18R(L), 20R(L))로 구성된다. 대퇴 관절과 무릎 관절은 대퇴 링크(24R(L))로, 무릎 관절과 발 관절은 하부 대퇴 링크(26R(L))로 연결된다.

다리부(2)는 대퇴 관절을 통해 기체(3)에 연결되는 데, 도 3에서는 기체(3)를 기체 링크(28)로서 간략적으로 도시한다. 상기한 바와같이, 기체(3)에는 팔부(5)가 연결된다. 팔부(5)는, 어깨부의 피치 방향(Y축 회전)의 관절(30R(L)), 동 롤 방향(X축 회전)의 관절(32R(L)), 팔의 선회용 연직축 회전의 관절(34R(L)), 팔꿈치부의 피치 방향(Y축 회전)의 관절(36R(L)), 손목 선회용의 연직축 회전 관절(38R(L))로 구성된다. 손목 끝에는 손(엔트 이펙터(end effector))(40R(L))이 부착된다.

이와 같이, 팔부(5)는, 어깨 관절(30R(L), 32R(L), 34R(L)), 팔꿈치 관절(36R(L)), 손목 관절(38R(L))로 구성된다. 또한 어깨 관절과 팔꿈치 관절은 상부 팔 링크(42R(L))로, 팔 꿈치 관절과 손은 하부 팔 링크(44R(L))로 연결된다.

머리부(4)는, 연직축 회전의 목 관절(46) 및 이와 직교하는 축으로 머리부(4)를 회전시키는 머리부 요동 기구(48)로 구성된다. 머리부(4)의 내부에는, 2개의 CCD 카메라(촬상 수단)(50R(L))가, 좌우로 병렬하여 스테레오 시(視)(복안(複眼:compound eye) 시야로 볼 수 있게) 자유롭게 부착된다. CCD 카메라(50R(L))가 각각 촬상하여 얻은 화상(컬러 화상)은 ECU(60)에 보내지고, 거기서 이동체의 검출 처리가 행해진다.

로봇(1)은 상기와 같이, 좌우의 다리부(2R(L))에 대해 합계 12의 자유도가 주어지고, 보행 중에 이들 12개의 관절을 적당한 각도로 구동시킴으로써, 다리부(2)를 구동하여 발부(22R(L))를 접지시키면서, 임의로 3차원 공간에서 바닥면(도 3에서 도시하지 않음)을 보행(이동)할 수 있다. 또한, 팔부(5)도 좌우 팔에 대해 각각 5개의 자유도가 주어지고, 이들 관절을 적당한 각도로 구동시킴으로써 팔부(5)를 구동하여 3차원 공간(작업 공간)에서 원하는 작업을 행할 수 있다.

또한, 발 관절의 하방의 발부(22R(L))에는 공지의 6축력 센서(54R(L))가 부착되고, 로봇(1)에 작용하는 외력 중, 접지면에서 로봇(1)에 작용하는 바닥 반력의 3방향 성분(Fx, Fy, Fz)과 모멘트의 3방향 성분(Mx, My, Mz)을 표시하는 신호를 출력한다. 또한, 기체(3)에는 경사 센서(56)가 설치되고, 연직축에 대한 경사와 그 각 속도를 표시하는 신호를 출력한다.

전술한 대로, 격납부(6)의 내부에는 마이크로 컴퓨터로 이루어지는 ECU(60) 등이 수용되고, 6축력 센서(54R(L)) 등의 센서 출력 및 CCD 카메라(50R(L))의 화상 출력은 ECU(60)에 보내진다.

도 5는, ECU(60)의 구성을 상세히 도시한 블록부이다. 도시와 같이, 6축력 센서(54R(L))나 CCD 카메라(50R(L)) 등의 출력은, ECU(60)의 내부에서 A/D 변환기(62)에서 디지털값으로 변환된 후, 버스(64)를 통해 RAM(66)에 보내져, 기억된다. RAM(66)에는, 또한, 상기한 각 관절을 구동하는 전동 모터(M)에 인접하여 배치되는 인코더(E)의 출력이, 카운터(68)를 통해 입력된다.

또한, ECU(60)에는, CPU(70)가 설치된다. CPU(70)는 ROM(72)에 격납되어 있는 각종 데이터 및 RAM(66)에 기억된 각종 출력에 의거해 각 관절의 구동에 필요한 전동 모터(M)의 제어값(조작량)을 산출하고, D/A 변환기(74)와 증폭기(A)를 통해 전동 모터(M)에 출력한다.

도 1 등에 도시한 로봇(1)에 있어서 특징적인 것은, 기체(3)와 다리부(2)중, 적어도 어느 하나가, 보다 구체적으로는 기체(3)에 착석 보조부(80)를 설치하여 의자(82)에 착석 가능하게 한 것에 있다. 이하, 이에 대해 설명한다.

도 6에서, 도 8은 로봇(1)이 착석 보조부(80)를 통해 의자(82)에 착석하는 동작을 시간적으로 나타낸 로봇(1)의 측면도 및 도 9는 착석한 후의 로봇(1)의 배면도이다. 또한, 도 6 등에 있어서는 착석 보조부(80)의 기체(3)에의 부착을 상세히 도시하기 위해, 머리부(4)를 제외하고, 도 1 등에 도시한 내부 구조를 보호하기 위한 커버를 떼어낸 상태의 로봇(1)을 도시한다.

도 6 등에 도시한 바와같이, 기체(3)의 등부의 격납부(6)(격납 케이스(6a))는 박스 형상을 이루는 동시에, 그 하부에는 측면에서 봐서 L자 형상의 기체 프레 임(3a)이 배치된다. 또한, 격납 케이스(6a)에는 ECU(60) 및 모터 구동 회로 등의 탑재 기기의 일부가 격납된다.

도 10은 기체 프레임(3a)의 정면도, 도 11은 기체 프레임(3a)의 측면도, 및 도 12는 기체 프레임(3a) 하단의 부분 사시도이다.

착석 보조부(80)는, 기체 프레임(3a)의 하단에 상호 이격되면서, 2개가 부착된다. 착석 보조부(80)는, 도 12에 잘 나타낸 바와 같이, 원통형의 부재(80a)를 구비한다. 부재(80a)는 진동 방지 고무 등의 탄성재로 이루어진다. 부재(80a)에는 볼트(80b)가 끼워지고, 너트(80c)를 통해 볼트(80b)에 고정된다. 부재(80a)와 기체 프레임(3a) 하단의 사이에는 로드 셀(하중 센서)(80d)이 배치된다. 볼트(80b)는 로드 셀(80d)을 관통하여, 기체 프레임(3a)의 하단에 뚫린 구멍을 통해 상방으로 뻗고, 너트(80e)로 고정된다. 이와 같이, 볼트(80b)에 의해, 부재(80a)와 로드 셀(80d)이 기체 프레임(3a)의 하단에 부착되고, 따라서 착석 보조부(80)가 기체(3)에 장착된다(설치된다).

도 6에서 도 8을 참조하여 로봇(1)의 착석 동작을 설명하면, ECU(60)는 도 6에 도시한 바와같이, 로봇(1)이 의자(82) 앞에 직립한 상태에서, 도 7에 도시한 바와같이, 무릎 관절(16R(L))이 크게 구부러지는 동시에, 대퇴 관절(10R(L) 등)이 기체(3)에 대해 구부러지고, 또한 발 관절(18R(L) 등)이 발부(22R(L))에 대해 구부러지도록, 각각의 전동 모터(M)를 구동하여 착석 보조부(80)를 의자(82)를 향해 하강시키고, 도 8에 도시한 바와같이, 착석 보조부(80)가 의자(82)의 착석면(82a)에 충분히 접촉한 상태에서 전동 모터(M)의 구동을 정지한다.

이 때, 착석 보조부(80)의 부재(80a)는 로봇(1)이 의자(82)에 착석할 때의 충격을 흡수하는 동시에, 로드 셀(80d)은 접촉에 의한 하중에 따른 출력이 생겨, 하네스(harness)(80f)를 통해 ECU(60)에 송출한다. 도 9에 도시한 바와같이, 로봇(1)은 2개의 착석 보조부(80)에 의해 지지되므로, 의자(82)에 안정된 자세로 착석할 수 있다. 또한, 도 7에서 도 8을 통해 명백한 바와같이, 로봇(1)이 착석할 때, 직립 자세를 유지하도록 제어된다. 착석한 후, 로봇(1)의 기체(3)보다 상위 부분의 중량의 대부분은, 의자(82)로 지지된다.

도 8에서 명백한 바와 같이, 착석 보조부(80)는, 로봇(1)이 착석했을 때의(로봇(1)의) 중심 위치(1g)보다, 후방이 되는 위치에 설정된다. 또한, 부재(80a)(착석 보조부(80)의 의자(82)의 착석면(82a)에 접촉하는 부위에 상당)의 소재는 탄성재, 구체적으로는, 접촉면에 불소 수지계 코팅 등의 저 마찰화 처리를 실시한 것으로, 그 마찰 계수는 대충 0.1정도이고, 상기한 발부(22R(L))의 탄성체(22a)의 마찰 계수보다 작다.

또한, 착석 보조부(80)의 부재(80a)는 마찰 계수가 상기와 같이 비교적 작은 값이고, 부재(80a)를 통해 의자(82)의 착석면(82a)에 접촉한 것에 불과하므로, 의자(82)의 착석면(82a)에 대해 변위(슬라이드)할 수 있다. 또한, 의자(82)는 알루미늄재로 이루어지는 동시에, 착석면(82a)은 그 알루미늄재에 불소 수지계 코팅 등의 저 마찰화 처리를 실시하여 이루어지고, 마찰 계수는 대략 0.1정도이다.

또한, 도 12에 있어서, 부호 84는, 로봇(1)의 탑재 기기를 구동하는 배터리를 충전하기 위한 단자를 도시한다. 이와 같이, 착석 보조부(80), 그에 근접하여 배치된 단자(84)를 구비한다. 또한, 부호 86은 커버 등의 위치 결정 가이드를 도시한다.

이어서, 도 13 및 도 14를 참조하여, 이 실시예에 관한 로봇(1)에 있어서의 어깨 관절(30R(L) 등)의 위치(높이) 등에 대해 설명한다.

도 13은 어깨 관절의 바닥면(F)으로부터의 높이 등을 도시한 로봇(1)의 정면도이고, 도 14는 작업 대상물군을 도시한 로봇(1)의 측면도이다.

이 실시예에 관한 로봇(1)은 가정, 사무실 등의 작업 공간에서 간단한 작업을 하는 것을 목적으로 하지만, 이 때의 작업 대상물로서, 예를 들면 도 14에 도시한 것과 같은 것을 들 수 있다. 또한, 도 14에 도시한 작업 대상물과 그 바닥면(F)으로부터의 높이의 관계는, 건축용 JIS(일본 공업 규격)에 의해 추천되어 있는 것 중의 대표적인 일부이고, 도 14에 도시한 것 이외에, 예를 들면 코트 행거 등, 수많은 가정 환경 내에서 사용되는 붙박이 등의 추천 높이가 규정되어 있다.

도 14로부터 명백하듯이, 가정 환경에 있어서의 작업 대상물은, 어떤 특정한 높이 범위, 구체적으로는 700㎜에서 1100㎜의 범위에 대부분 분포해 있다. 여기서, 이들 작업 대상물군의 높이의 평균치(Havg)를 구하면, 약 862㎜가 된다. 또한, 이들 분포의 표준 편차(σ)를 공지의 표준 편차 산출식을 이용해 이끌면, 약 305㎜로 된다(또한, 평균치 및 추천 높이는 도시한 작업 대상물 이외에도 다양한 물건의 추천 높이가 포함된다). 즉, 평균치 Havg±1/2 표준편차 σ(709.5㎜에서 1014.5㎜)의 범위 내에 작업 대상물이 집중해 있다고 할 수 있다. 또한, 이 경향은, 공장 등의 인간이 활동하는 공간에서 당연히 많이 보여진다.

이어서, 작업 대상물 군에 따른 로봇(1)의 어깨 관절의 바닥면(F)으로부터의 높이(환언하면, 다리부(2)의 바닥면(F)과의 접지단, 즉 발부(22L(R))의 접지면으로부터의 높이)에 대해 고찰한다. 어깨 관절의 바닥면으로부터의 높이가 결정되면, 로봇(1)이 인간을 모방한 2족 보행 로봇이면, 그 신장이나 팔부 링크(2)의 길이 등을 취할 수 있는 범위가 외관적인 관점에서 한정된다. 팔부(5)의 길이가 대충 결정되면, 어깨 관절(30R(L) 등) 및 팔꿈치 관절(36R(L))의 요동 범위에서, 팔부(5) 전체의 요동 범위, 보다 구체적으로는 손(40L(R))의 작업 영역도 결정된다.

여기서, 어깨 관절의 바닥면으로부터의 높이를 대강「작업 대상물군 높이의 평균치 Havg±1/2 표준편차 σ」로 함으로써, 일반적인 가동 범위를 갖는 관절을 이용해, 직립 자세 그대로 작업 대상물 군이 집중되는 높이 범위 전반에 손(40L(R))을 위치시킬 수 있고, 따라서 작업성을 향상시킬 수 있는 동시에, 관절에도 지나친 부담을 줄 염려가 없다.

또한, 「작업 대상물군 높이의 평균치 Havg±1/2 표준편차 σ」는 상기와 같이 709.5㎜∼1014.5㎜의 범위 내이고, 약 700㎜에서 1000㎜ 정도로 할 수 있다. 어깨 관절(30R(L) 등)의 높이가 700㎜에서 1000㎜ 정도가 되면, 통상, 인간을 모방한 경우, 그 신장은 1000㎜에서 1300㎜ 정도가 된다. 이는 초등학교 저학년 정도에 해당하는 신장이고, 따라서, 어깨 관절의 높이를 700㎜에서 1000㎜로 설정함으로써, 가정 환경에 있어서의 작업성이 높고, 또한 친밀하게 인간 사회와의 친화성을 가진 외관(사이즈)의 로봇이 된다. 이상의 이유에 의해, 이 실시예에 관한 로봇(1)은 도 13에 도시한 바와같이, 어깨 관절의 바닥면(F)으로부터의 높이를 910㎜ 로 설정하는 동시에, 신장을 약 1210㎜로 했다. 또한, 보행 시의 일보의 보폭은 335㎜이다.

이어서, 로봇(1)의 착석 시의 높이에 관해 설명한다.

상기한 바와같이, 어깨 관절의 높이가 직립 시에 910㎜로 설정된 로봇(1)이 의자(82)에 착석한 경우, 작업 대상물은, 도 14에서, 대강, 높이 500㎜에서 1000㎜의 범위로 한정된다. 이들 범위에 있어서 건축용 JIS에 의해 추천된 작업 대상물군의 높이의 평균치 Havg를 구하면, 약 780㎜로 되고, 이들 분포의 표준 편차(σ)는 동일한 수법으로 구하면, 약 240㎜이 된다. 즉, 평균치 Havg±1/2 표준 편차σ의 범위 내, 즉, 660㎜에서 900㎜의 범위 내에 작업 대상물이 집중해 있다.

또한, 로봇(1)에 있어서 어깨 관절로부터 착석 보조부(80)까지의 길이는 430㎜이므로, 그 값을 상기한 착석 시의 작업 대상물 범위(660㎜에서 900㎜)로부터 감산하면, 로봇(1)이 의자(82)에 착석했을 때, 의자(82)의 착석면(82a)(동 도면에 도시한다)의 바닥면(발부(22R(L))의 접지면)으로부터의 높이는 230㎜에서 470㎜의 범위 내에 있는 것이 바람직하게 된다. 그래서, 본 실시예에 있어서는, 의자(82)의 착석면(82a)의 높이를 380㎜±10㎜로 설정하도록 했다.

이 의자(82)의 착석면(82a)의 바닥면(발부(22R(L))의 접지면)으로부터의 높이에 대해 더욱 일반적으로 기술하면, 사람을 모방한 휴머노이드형의 2족 로봇이 사람의 생활 환경 내에서 공존하는 경우, 의자에 착석하는(걸터앉는다), 나아가 착석 상태로 다양한 작업을 하는 것도 필요성의 하나라고 생각된다.

그래서, 계속 연구한 결과, 바닥면으로부터 직립 시의 무릎 관절까지의 거리를 H로 할 때, 의자(82)의 착석면(82a)의 접지면으로부터의 높이를 H±((1/3)·H)의 범위 내의 위치로 하는, 바꾸어 말하면, 발부(22R(L))의 접지면에서 무릎 관절(16R(L))까지의 거리를 H로 할 때, 착석 시의 착석 보조부(80)(보다 정확하게는 그 부재(80a)의 접지면)로부터 발부(22R(L))의 접지면까지의 높이를 상기한 작업 대상물 범위에 의거해 설정하도록 했다. 구체적으로는, H±((1/3)·H)의 범위 내의 위치에 설치하도록 했다. 이에 따라, 2족 로봇이 착석 상태에 있고 다양한 작업을 하는 경우에 있어서, 어깨 관절을 작업하기 쉬운(가동시키기 쉬운) 높이에 위치시킬 수 있어, 작업 능률을 향상시킬 수 있는 것을 알아냈다. 또한, 도 14에 있어서, 로봇(1)이 직립했을 때, 무릎 관절의 바닥면(F)으로 부터의 높이(H)는 350㎜이다.

이 실시예에 관한 로봇(1)에 있어서는, 기체(3)에 착석 보조부(80)를 설치하여 의자(82)에 착석 가능하게 하였으므로, 로봇(1)의 점유 공간이 감소하여 보관(격납) 혹은 수송할 시의 공간을 저감시킬 수 있는 동시에, 수송에 있어서의 안전성도 향상된다. 또한 착석시킨 상태로 고정할 수 있으므로, 메인티넌스 작업도 용이해진다. 나아가, 작업 범위도 확대되어, 데스크 워크 등도 가능해진다.

또한, 착석 보조부(80)를, 로봇(1)이 착석했을 때, 로봇(1)이 착석했을 때의 중심 위치(1g)보다 후방이 되는 위치에 설치하도록 구성하였으므로, 바꾸어 말하면, 바닥 반력을 받는 발부(22R(L))와 역방향의 위치에 착석 보조부(80)를 설치하도록 구성하였으므로, 착석할 때에 로봇(1)에 작용하는 중심 회전 모멘트가 로봇(1)을 뒤로 기울어지게 작용하지 않고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇에 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

또한, 착석 보조부(80)를 의자(82)에 대해 변위 자유롭게 하였으므로, 로봇(1)의 중심 위치를 전방으로 이동시킬 수 있고, 마찬가지로, 착석할 때에 로봇(1)에 작용하는 중심 회전 모멘트가 로봇을 뒤로 기울어지게 작용하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 착석 상태에서 일어설 때에 있어서도 상기한 모멘트를 원하는데로 작용시킬 수 있고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇에 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

또한, 착석 보조부(80)의 의자(82)에 접촉하는 부재(80a)를 구성하는 소재의 마찰 계수를, 발부(22R(L))의 접지면(탄성체(22a))을 구성하는 소재의 마찰 계수보다 작게 하는, 즉, 착석 보조부(80)의 의자(82)에 대한 마찰력을, 발부(22R(L))의 접지면의 상기 바닥면(F)에 대한 마찰력보다 작게 하도록 구성했으므로, 착석할 때에 로봇(1)에 작용하는 중심 회전 모멘트를 원하는 대로 작용시키는, 예를 들면, 로봇(1)을 뒤로 기울어지지 않게 작용시킬 수 있고, 또한 착석 상태로부터 일어설 때에 있어서도 상기한 모멘트를 원하는데로 작용시킬 수 있고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇에 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

또한, 착석 시에 있어서의 발부(22)의 접지면, 즉 탄성체(22a)로부터 어깨 관절까지의 높이를 작업 대상물군의 바닥면(F)으로부터의 높이를 평균하여 얻은 평균치와 이들 편차에 의거해 결정되는 범위 내로 설정함으로써, 어깨 관절의 높이를 착석 시의 작업 대상물군의 높이에 따라 최적으로 결정할 수 있다. 또한, 착석 보조부(80)를 어깨 관절로부터 중력 방향으로 소정 거리, 구체적으로는 430㎜ 하방의 위치에 설치하도록 구성하였으므로, 그 위치에 어깨 관절이 일치하도록 의자(82)의 착석면(82a)의 높이를 설정함으로써, 안정된 자세로 착석할 수 있고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇(1)에 안정한 자세를 유지시킬 수 있다.

또한, 보다 일반적으로, 발부(22R(L))의 접지면, 즉, 탄성체(22a)로부터 무릎 관절까지의 거리를 H로 할 때, 상기 로봇의 착석 시에 있어서의 착석 보조부(80)를 접지면으로부터 H±((1/3)·H)의 범위 내의 위치에 설치하도록 구성하였으므로, 로봇이 착석 상태에 있고 다양한 작업을 하는 경우에 있어서, 어깨 관절을 작업하기 쉬운 높이에 위치시킬 수 있고, 따라서 상기한 효과에 추가하여, 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 착석 보조부(80)의 의자(82)에 접촉하는 부재(80a)가 탄성체로 이루어지도록 구성하였으므로, 상기한 효과에 추가하여, 착석 시에 충격이 발생해도, 이를 효과적으로 흡수할 수 있는 동시에, 착석 시의 안정성도 향상되므로, 착석의 전후를 통해 로봇(1)에 한층 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

또한, 착석 보조부(80)에, 보다 정확하게는 그 부근에 로봇(1)의 탑재기기를 구동하는 배터리를 충전하기 위한 단자(84)를 구비하도록 구성하였으므로, 충전 등의 메인티넌스 작업이 한층 용이해진다.

[실시예 2]

도 15 및 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시하고, 도 10과 도 11은 동일한 기체 프레임(3a)의 정면도 및 측면도이다.

제2 실시예에 있어서도, 제1 실시예와 마찬가지로 착석 보조부(80)는 기체 프레임(3a)의 하단에 서로 이격되면서 2개 부착되는 데, 착석 보조부(80)의 형상을 바꾸도록 했다. 즉, 착석 보조부(80)는, 원주상을 가지는 동시에, 선단을 향해 원추대를 가지는 금속재 등으로 이루어지는 부재(80g)와, 그 내부에 회전 자유롭게 수용되는 볼(회전체)(80h)과, 부재(80g)를 기체 프레임(3a)의 하단에 로드 셀(80d)을 통해 고정하는 플랜지 상의 부착구(80i)를 구비한다.

도 16에서 상상되는 바와같이, 착석 보조부(80)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 로봇(1)이 착석했을 때의 (로봇(1)의) 중심 위치(1g)보다, 후방이 되는 위치에 설치된다. 또한, 볼(80h)(착석 보조부(80)의 의자(82)에 접촉하는 부위에 상당)의 소재는 고무 등의 탄성재로 이루어진다. 즉, 볼(80h)은 탄성재로 제작되는 회전체로 이루어진다.

또한, 나머지 구성 및 효과는, 제1 실시예와 다르지 않다.

제2 실시예에 관한 로봇(1)은 상기와 같이 구성하였으므로, 제1 실시예에서 기술한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 착석 보조부(80)의 의자(82)에 접촉하는 부위(볼(80h))가 회전체, 보다 정확하게는 탄성재로 제작되는 회전체로 이루어지도록 구성하였으므로, 착석 시의 충격을 흡수할 수 있는 동시에, 로봇(1)의 중심 위치를 전방으로 이동시키는 것이 한층 더 용이해지고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇(1)에 한층 더 안정된 자세를 유지시킬 수 있다. 또한, 기체(3)의 자세에 상관없이 안정된 자세로 착석시킬 수 있는 동시에 의자에 다소의 경사가 있어도, 그 영향을 받지 않고, 착석의 전후를 통해 안정된 자세를 유지시킬 수 있다. 또한, 구성에 있어서도 간단한 구성이다.

[실시예 3]

도 17 및 도 18은 본 발명의 제3 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시하고, 도 10 및 도 11은 동일한 기체 프레임(3a)의 정면도 및 측면도이다.

제3 실시예에 있어서도, 제1 실시예와 마찬가지로, 착석 보조부(80)는 기체 프레임(3a)의 하단에 서로 이격되면서 2개 장착되는데, 착석 보조부(80)의 형상을 바꾸도록 했다. 즉, 착석 보조부(80)는, 정면에서 봐서 U자 형상의 금속재 등으로 이루어지는 프레임(80k)과, 마찬가지로 금속재 등으로 이루어지는 동시에, 프레임(80k)에 회전 자유롭게 장착된 2개의 롤러(회전체)(801)를 구비한다. 프레임(80k)은 그 중앙부에서, 제1 실시예에서 기술한 부재(80a) 및 로드 셀(80d)을 통해 기체 프레임(3a)의 하단에 고정되는 한편, 그 양단측에는 구멍이 뚫리고, 그 내부에 너트(80m)로 기체 프레임(3a)의 하단에 고정되는 로드(80n)가 슬라이드 자유롭게 삽입된다.

제3 실시예에 있어서, 착석 보조부(80)는, 합계 4개의 롤러(801)를 통해 의자(82)의 착석면(82a)에 대해 변위 자유롭게 구성되는 동시에, 착석 시에 충격을 받았을 때, 부재(80a)가 수축하고, 또한 그에 따라 프레임(80k)이 로드에 대해 슬라이드하여 충격을 흡수한다. 이와 같이, 제3 실시예에 있어서도, 제2 실시예와 마찬가지로 착석 보조부(80)는, 탄성재로 이루어지는 회전체로 구성된다.

또한, 나머지의 구성 및 효과는, 제1 실시예와 다르지 않다.

제3 실시예에 관한 로봇(1)은 상기와 같이 구성하였으므로, 제1 실시예에서 기술한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제2 실시예와 마찬가지로 착석 보조부(80)가 탄성재로 제작되는 회전체로 이루어지도록 구성하였으므로, 착석 시의 충격을 흡수할 수 있는 동시에, 로봇(1)의 중심 위치를 전방으로 이동시키는 것이 한층 더 용이해지고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇(1)에 한층 더 안정된 자세를 유지시킬 수 있다. 또한, 기체(3)의 자세에 상관없이 안정된 자세로 착석시킬 수 있는 동시에 의자(82)에 다소의 경사가 있어도, 그 영향을 받지 않고, 착석의 전후를 통해 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

[실시예 4]

도 19 및 도 20은 본 발명의 제4 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시하고, 도 10과 도 11은 동일한 기체 프레임(3a)의 정면도 및 측면도이다.

제4 실시예에 있어서도, 제1 실시예와 마찬가지로, 착석 보조부(80)는 기체 프레임(3a)의 하단에 서로 이격되면서 2개가 장착되는데, 착석 보조부(80)의 형상을 바꾸도록 했다. 즉, 착석 보조부(80)는, 금속재 등으로 이루어지는 포스트(80p)와, 탄성재로 이루어지는 동시에, 포스트(80p)에 회전 자유롭게 장착된 2개의 롤러(회전체)(80q)를 구비한다. 포스트(80p)는 로드 셀(80d)을 통해 기체 프레임(3a)의 하단에 고정된다.

제4 실시예에 있어서도, 착석 보조부(80)는, 합계 4개의 롤러(80q)를 통해 의자(82)의 착석면(82a)에 대해 변위 자유롭게 구성되는 동시에, 착석 시에 충격을 받았을 때, 롤러(80q)가 수축하여 충격을 흡수한다. 이와 같이, 제4 실시예에 있어서도, 제2 실시예와 마찬가지로, 착석 보조부(80)는, 탄성재로 이루어지는 회전체로서 구성된다.

또한, 나머지 구성 및 효과는, 제1 실시예와 다르지 않다.

제4 실시예에 관한 로봇(1)은 상기와 같이 구성하였으므로, 제2 실시예 및 제3 실시예에서 기술한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 제3 실시예에 비해 간소한 구성이 된다.

[실시예 5]

도 21은 본 발명의 제5 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시하고, 착석 보조부(80)의 정면도 및 도 22는 그 측면도이다.

제5 실시예에 있어서, 착석 보조부(80)는, 상하 2개의 금속재로 이루어지는 플레이트(80r, 80s)와, 플레이트(80r, 80s)의 사이에 탄성 장착되는 코일 스프링(80t)과, 상기 플레이트(80r, 80s)를 접속하는 유압 실린더로 이루어지는 댐퍼(80u)와, 이들을 로드 셀(80d)을 통해 기체 프레임(3a)의 하단에 장착하는 장착구(80v)를 구비한다. 플레이트(80r, 80s) 중, 의자(82)의 착석면(82a)에 접촉하는 하방의 플레이트(80s)에는 불소 수지계 코팅 등의 저 마찰화 처리가 이루어지고, 마찰 계수를 감소시켜 착석면(82a) 상의 변위를 용이하게 한다. 또한, 도시는 생략하지만, 제5 실시예에 있어서도, 종전의 실시예와 마찬가지로 착석 보조부(80)는 기체 프레임(3a)의 하단에 서로 이격되면서 2개 장착된다.

제5 실시예에 있어서, 착석 보조부(80)는 착석면(82a) 상을 변위 자유롭게 구성되는 동시에, 착석 시에 충격을 받았을 때, 코일 스프링(80t)이 수축하여 충격을 흡수한다. 이 때, 댐퍼(80u)가 충격 흡수에 의한 진동을 감쇠시키도록 동작하므로, 로드 셀(80d)의 출력 등에 따라 로봇(1)의 착석을 제어할 때도, 진동이 발생하지 않는다.

또한, 나머지 구성 및 효과는, 제1 실시예와 다르지 않다.

제5 실시예에 관한 로봇(1)은 상기와 같이 구성하였으므로, 제1 실시예에서 기술한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

[실시예 6]

도 23 및 도 24는 본 발명의 제6 실시예에 관한 각식 이동 로봇을 도시하고, 도 21 및 도 22은 동일한 착석 보조부(80)의 정면도 및 측면도이다.

제6 실시예는 제2 실시예의 변형예이고, 금속재 등으로 이루어지는 부재(80g)를 진동 방지 고무 등의 탄성체(80w)를 통해 부착구(80i)에 의해 기체 프레임(3a)의 하단에 로드 셀(80d)을 통해 고정하도록 했다. 부재(80g)에는 불소수지계 코팅 등의 저마찰화 처리가 이루어진다. 또한, 도시는 생략하였지만, 제6 실시예에 있어서도, 종전 실시예와 마찬가지로, 착석 보조부(80)는 기체 프레임(3a)의 하단에 서로 이격되면서 2개 장착된다.

제6 실시예에 있어서, 착석 보조부(80)는 착석면(82a) 상을 변위 자유롭게 구성되는 동시에, 착석 시에 충격을 받았을 때, 탄성체(80w)가 수축하여 충격을 흡수한다.

또한, 나머지 구성 및 효과는, 제1 실시예와 다르지 않다.

상기한 바와 같이, 제1 실시예에서 제6 실시예에 있어서는, 기체(3)와, 상기 기체(3)에 관절(대퇴 관절(10R(L) 등))을 통해 연결되고, 그 선단에 발부(22R(L))를 구비한 다리부(다리부 링크 기구)(2)로 적어도 이루어지는 동시에, 상기 다리부(2)를 구동하여 상기 발부를 접지시키면서 바닥면 상을 보행하도록 한 각식 이동 로봇(1)에 있어서, 상기 기체(3)와 다리부 중, 적어도 어느 하나가, 보다 구체적으로는 기체 프레임(3a)에 착석 보조부(80)를 형성하여 의자(82)에 착석 가능하게 하는 동시에, 상기 착석 보조부(80)를 상기 의자(82)에 접촉하는 부위를 탄성재로 구성하고, 또한 상기 착석 보조부(80)를 상기 의자(82)에 대해 변위 자유롭게, 구체적으로는 착석할 때 혹은 착석 상태로부터 일어설 때에 기체(상체)를 의자부에 대해 변위 자유롭도록(전후 이동 자재) 구성했다.

또한, 상기 착석 보조부(80)를, 상기 로봇(1)이 착석했을 때, 상기 로봇이 착석했을 시의 중심 위치(1g)보다 후방이 되는 위치에 형성하도록 구성했다.

삭제

또한, 기체(3)와, 상기 기체(3)에 대퇴 관절(10R(L) 등)을 통해 요동 가능하게 연결되고, 그 선단에 발부(22R(L))를 구비한 다리부(다리부 링크 기구)(2)와, 상기 기체에 어깨 관절(30R(L) 등)을 통해 요동 가능하게 연결되고, 그 선단에 손(40R(L))을 구비한 팔부(팔부 링크 기구)(5)로 적어도 이루어지는 동시에, 적어도 상기 팔부를 구동하여 작업 공간내에서 작업을 행하도록 한 각식 이동 로봇에 있어서, 상기 기체와 다리부 중, 적어도 어느 하나, 보다 구체적으로는 기체 프레임(3a)에 착석 보조부(80)를 형성하여 의자(82)에 착석하면서 상기 작업 공간내의 작업 대상물군에 대한 작업을 할 수 있도록 하는 동시에, 상기 로봇의 착석 시에 있어서의 상기 발부 접지면(탄성체(22a))으로부터 상기 어깨 관절까지의 높이를, 상기 작업 대상물군의 상기 바닥면(F)으로부터의 높이를 평균하여 얻은 평균치(Havg)와 이들 편차(δ)에 의거해 결정되는 범위 내로 설정하고, 또한 상기 착석 보조부를, 상기 어깨 관절로부터 중력 방향으로 소정 거리 하방의 위치에 형성하도록 구성했다.

또한, 상기 다리부가 대퇴 링크(24R(L))와 무릎 관절(16R(L))을 통해 연결되는 하부 대퇴 링크(26R(L))를 구비하는 동시에, 상기 발부의 접지면으로부터 상기 무릎 관절까지의 거리를 H로 할 때, 상기 로봇(1)의 착석 시에 있어서의 상기 착석 보조부(80)를 상기 발부의 접지면(탄성체(22a))으로부터 H±((1/3)·H)의 범위 내의 위치에 형성하도록 구성했다.

삭제

또한, 기체(3)와, 상기 기체(3)에 관절(넓적다리 관절, 10R(L) 등)을 통해 연결되고, 그 선단에 발부(22R(L))를 구비한 다리부 링크 기구(다리부)(2)로 이루어지는 동시에, 상기 다리부 링크 기구(2)를 구동해 상기 발부를 접지시키면서 바닥면 상을 보행하도록 한 각식 이동 로봇(1)에 있어서, 상기 기체(3)와 다리부 링크 기구(2)중 적어도 어느 하나, 보다 구체적으로는 기체 프레임(3a)에 착석 보조부(80)를 형성하여 의자(82)에 착석 가능하게 하는 동시에, 상기 착석 보조부(80)의 상기 의자(82)에 접촉하는 부위(부재(80h, 80l, 80q)를 회전체로 구성하고, 따라서 상기 착석 보조부(80)를 상기 의자(82)에 대해 변위 자유롭게 구성했다.

또한, 기체(3)와, 상기 기체(3)에 관절(넓적다리관절,10R(L) 등)을 통해 연결되고, 그 선단에 발부(22R(L))를 구비한 다리부 링크 기구(다리부)(2)로 이루어지는 동시에, 상기 다리부 링크 기구(2)를 구동해 상기 발부를 접지시키면서 바닥면 상을 보행하도록 한 각식 이동 로봇(1)에 있어서, 상기 기체(3)와 다리부 링크 기구(2)중 적어도 어느 하나, 보다 구체적으로는 기체 프레임(3a)에 착석 보조부(80)를 형성하여 의자(82)에 착석 가능하게 하는 동시에, 상기 착석 보조부(80)의 상기 의자(82)에 접촉하는 부위(부재(80q)를 탄성재로 제작되는 회전체로 구성하고, 따라서 상기 착석 보조부(80)를 상기 의자(82)에 대해 변위 자유롭게 구성했다.

또한, 상기 착석 보조부(80)에, 상기 로봇의 탑재 기기를 구동하는 배터리를 충전하기 위한 단자(84)를 구비하도록 구성했다.

또한, 상기에 있어서, 착석 보조부(80)를 기체(3)(기체 프레임(3a))에 설치했는데, 다리부(2)에 설치해도 된다.

또한, 착석 보조부(80)의 개수, 재질 및 형상 등에 대해서도 기재한 것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 각식 이동 로봇에 있어서, 기체에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석 가능하게 되므로, 점유 공간이 감소하여 보관 혹은 수송할 때의 공간을 저감시킬 수 있는 동시에, 수송에 있어서의 안전성도 향상된다. 또한 착석시킨 상태로 고정할 수 있으므로, 메인티넌스 작업도 용이해 진다. 또한 작업 범위도 확대되어, 데스크 워크 등도 가능해진다. 또한, 착석 보조부는, 로봇이 착석하였을 때, 로봇이 착석했을 때의 중심 위치보다 후방이 되는 위치에 설정되므로, 착석할 때에 로봇에 작용하는 중심 회전 모멘트가 로봇을 뒤로 기울어지게 작용하지 않고, 따라서 착석의 전후를 통해 로봇에 안정된 자세를 유지시킬 수 있다.

Claims (9)

1. 기체(基體)와, 상기 기체에 관절을 통해 연결되고, 그 선단에 발부를 구비한 다리부 링크 기구로 적어도 이루어지는 동시에, 상기 다리부 링크 기구를 구동하여 상기 발부를 접지시키면서 바닥면 상을 보행하도록 한 각식 이동 로봇에 있어서,

   상기 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석 가능하게 하는 동시에, 상기 착석 보조부의 상기 의자에 접촉하는 부위를 탄성재로 구성하고, 따라서 상기 착석 보조부가 상기 의자에 대해 변위 자유롭게 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 각식 이동 로봇.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 로봇의 정면측을 전방으로 하였을 때, 상기 착석 보조부를, 상기 로봇이 착석했을 시의 중심 위치보다 후방이 되는 위치에 설치하는 것을 특징으로 하는 각식 이동 로봇.
3. 삭제
4. 기체와, 상기 기체에 대퇴 관절을 통해 요동 가능하게 연결되고, 그 선단에 발부를 구비한 다리부 링크 기구와, 상기 기체에 어깨 관절을 통해 요동 가능하게 연결되고, 그 선단에 손을 구비한 팔부 링크 기구로 적어도 이루어지는 동시에, 적어도 상기 팔부 링크 기구를 구동하여 작업 공간 내에서 작업을 행하도록 한 각식 이동 로봇에 있어서,

   상기 기체와 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석하면서 상기 작업 공간 내의 작업 대상물 군에 대한 작업을 할 수 있도록 하는 동시에, 상기 로봇의 착석 시의 상기 발부 접지면에서 상기 어깨 관절까지의 높이를, 상기 작업 대상물 군의 상기 바닥면으로부터의 높이를 평균하여 얻은 평균치와 이들 편차에 의거해 결정되는 범위 내로 설정하고, 또한 상기 착석 보조부를, 상기 어깨 관절로부터 중력 방향으로 소정 거리 하방의 위치에 설치하는 것을 특징으로 하는 각식 이동 로봇.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 다리부 링크 기구가 대퇴 링크와 무릎 관절을 통해 연결되는 하부 대퇴 링크를 구비하는 동시에, 상기 발부의 접지면에서 상기 무릎 관절까지의 거리를 H로 할 때, 상기 로봇의 착석 시의 상기 착석 보조부를 상기 발부의 접지면에서 H±((1/3)·H)의 범위 내의 위치에 설치하는 것을 특징으로 하는 각식 이동 로봇.
6. 삭제
7. 기체와, 상기 기체에 관절을 통해 연결되고, 그 선단에 발부를 구비한 다리부 링크 기구로 적어도 이루어지는 동시에, 상기 다리부 링크 기구를 구동하여 상기 발부를 접지시키면서 바닥면 상을 보행하도록 한 각식 이동 로봇에 있어서,

   상기 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석 가능하게 하는 동시에, 상기 착석 보조부의 상기 의자에 접촉하는 부위를 회전체로 구성하고, 따라서 상기 착석 보조부가 상기 의자에 대해 변위 자유롭게 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 각식 이동 로봇.
8. 기체와, 상기 기체에 관절을 통해 연결되고, 그 선단에 발부를 구비한 다리부 링크 기구로 적어도 이루어지는 동시에, 상기 다리부 링크 기구를 구동하여 상기 발부를 접지시키면서 바닥면 상을 보행하도록 한 각식 이동 로봇에 있어서,

   상기 기체와, 다리부 링크 기구 중, 적어도 어느 하나에 착석 보조부를 형성하여 의자에 착석 가능하게 하는 동시에, 상기 착석 보조부의 상기 의자에 접촉하는 부위를 탄성재로 제작되는 회전체로 구성하고, 따라서 상기 착석 보조부가 상기 의자에 대해 변위 자유롭게 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 각식 이동 로봇.
9. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4, 청구항 5, 청구항 7, 또는 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 착석 보조부에, 상기 로봇의 탑재 기기를 구동하는 배터리를 충전하기 위한 단자를 설치하는 것을 특징으로 하는 각식 이동 로봇.

Images