KR20060051221A

KR20060051221A - 레그식 이동 로봇

Info

Publication number: KR20060051221A
Application number: KR1020050084829A
Authority: KR
Inventors: 마사토 하야카와; 스스무 미야자키; 사토시 시게미
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2006-05-19
Also published as: KR100661330B1; CN100369717C; US20060060394A1; JP2006082200A; CN1748956A; US7472765B2; EP1637050B1; DE602005017718D1; EP1637050A1; JP4504768B2

Abstract

본 발명은, 족부에 대전하는 정전기를 효과적으로 방전하여 제거하도록 한 레그식 이동 로봇을 제공한다.

기체와, 2개의 레그부와, 그 각각의 선단에 발 관절을 통하여 연결되는 족부(22)와, 족부(22)와 레그부의 사이에 배치되어 발 관절을 구동하는 전동 모터(20)와, 족부와 레그부의 사이에 배치되어 족부(22)가 접지하는 바닥면(F)으로부터 작용하는 바닥 반력을 검출하는 6축력 센서(56)를 적어도 구비하는 동시에, 족부(22)에 바닥면과 접지할 때의 충격을 완충하는 완충 부재(224)를 구비하여 이루어지는 레그식 이동 로봇에 있어서, 족부(22)의 완충 부재(224)에 도전 부재(226)를 설치한다.

Description

레그식 이동 로봇{LEGGED MOBILE ROBOT}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 레그식 이동 로봇의 정면도,

도 2는 도 2에 도시하는 로봇의 측면도,

도 3은 도 1 및 도 2에 도시하는 로봇을 골격(skeleton)으로 도시하는 설명도,

도 4는 도 1에 도시하는 로봇의 족부 부근의 구조를 모식적으로 도시하는, 족부 부근의 측면도,

도 5는 도 4에 도시하는 족부의 저면도,

도 6은 도 4에 도시하는 족부에 하중이 작용한 상태를 도시하는, 족부의 측면도,

도 7은 도 4에 도시하는 족부에서 대전한 정전기의 바닥으로의 방전을 설명하는 설명도,

도 8은 도 4에 도시하는 족부의 구조의 효과를 도시하는 설명 그래프,

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 관한 레그식 이동 로봇을 도시하는, 도 4와 동일한 족부 부근의 측면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 레그식 이동 로봇(로봇) 2 : 레그부

3 : 기체 20 : 전동 모터

22 : 족부 56 : 6축력 센서(역센서)

224 : 충격 완충 부재 224a : 오목부

226 : 도전 부재 226a : 도전재

F : 바닥면

본 발명은 레그식 이동 로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 족(足)부에 대전하는 전하를 방전·제거하도록 한 레그식 이동 로봇에 관한 것이다.

레그식 이동 로봇으로는, 하기의 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에 기재된 레그식 이동 로봇은, 기체(基體)와, 기체에 연결되는 2개의 레그부와, 그 각각의 선단에 발 관절을 통하여 연결되는 족부를 구비하는 동시에, 족부와 레그부의 사이에 제2 관절을 구동하는 전동 모터와, 족부가 접지하는 바닥면으로부터 작용하는 바닥 반력을 검출하는 역(力)센서를 적어도 구비한다. 이러한 레그식 이동 로봇에서, 족부는 알루미늄재 등으로 제작되는 평판인 프레임 등으로 이루어지는 동시에, 그 저면에는 바닥면과 접지할 때의 충격을 완충하는 우레탄 고무로 이루어지는 탄성재(완충 부재)가 부착된다.

이러한 레그식 이동 로봇은 바닥면을 이동할 때, 탄성체와 바닥면의 마찰, 또는 레그부 등을 구성하는 링크 사이의 마찰 등에 의해서 정전기를 대전하는 경우 가 있으나, 종래, 대전한 정전기를 방전하는 기술로서, 하기의 특허문헌 2 내지 4에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌 2에 기재된 기술은 무인 반송차에 관한 것으로, 그것에 대전한 정전기의 전위와, 대상으로 하는 워크를 적재한 설비의 전위를 동일하게 하기 위해, 접촉판, 접촉자 및 도선으로 이루어지는 접촉 기구(방전 기구)를 구비하는 것을 개시한다. 또한, 특허문헌 3 내지 4에 기재된 기술은, 고정형의 산업 로봇에서 마찬가지로 대전한 정전기의 방전·제거를 도모하도록 구성하고 있다.

(특허문헌 1) 일본국 특개평 9-94785호 공보

(특허문헌 2) 일본국 실개평 6-09098호 공보

(특허문헌 3) 일본국 특개평 11-138488호 공보

(특허문헌 4) 일본국 특개 2001-267094호 공보

레그식 이동 로봇에서도, 대전한 전기(전하)는, 그 양에 따라서는 족부의 위에 배치된 역센서에서 노이즈가 되기 때문에, 대전한 전하를 방전하여 제거하는 것이 바람직하다. 그러나, 특허문헌 2 내지 4에 기재된 기술에서는 무인 반송차 또는 고정형의 산업 로봇에서의 전하의 방전 및 제거에 관한 것이고, 레그식 이동 로봇에 관해서는 전혀 대책이 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 과제를 해결하고, 족부에 역센서 등을 구비한 레그식 이동 로봇에서, 족부에 대전하는 정전기를 효과적으로 방전하여 제거하도록 한 레그식 이동 로봇을 제공하는 것에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에서는, 기체와, 상기 기체에 연결되는 복수개의 레그부와, 상기 복수개의 레그부의 각각의 선단에 발 관절을 통하여 연결되는 족부와, 상기 족부와 상기 레그부의 사이에 배치되어 상기 발 관절을 구동하는 전동 모터와, 상기 족부와 상기 레그부의 사이에 배치되어 상기 족부가 접지하는 바닥면으로부터 작용하는 바닥 반력을 검출하는 역센서를 적어도 구비하는 동시에, 상기 족부에 상기 바닥면과 접지할 때의 충격을 완충하는 완충 부재를 구비하여 이루어지는 레그식 이동 로봇에서, 상기 족부의 완충 부재에 도전 부재를 설치하도록 구성하였다.

청구항 2에 관한 레그식 이동 로봇에서는, 상기 족부의 완충 부재가 저면에 부착된 탄성 변형 가능한 부재로 이루어지는 동시에, 상기 도전 부재가 상기 완충 부재의 내부에 설치되도록 구성하였다.

청구항 3에 관한 레그식 이동 로봇에서는, 상기 완충 부재가 오목부를 구비하는 동시에, 상기 오목부에 상기 도전 부재를 수용하고, 따라서 상기 탄성 변형이 발생하였을 때, 상기 도전 부재가 상기 바닥면에 접촉하도록 구성되게 하였다.

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

〈실시예 1〉

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 관한 레그식 이동 로봇을 설명한다.

도 1은 제1 실시예에 관한 레그식 이동 로봇의 정면도, 도 2는 그 측면도이다. 또한, 레그식 이동 로봇으로는, 2족의 휴머노이드형(인간형)의 로봇을 예로 든다.

도 1에 도시하는 것과 같이, 레그식 이동 로봇(이하「로봇」이라고 한다)(1)은, 복수 개, 보다 구체적으로는 2개의 레그부(2)를 구비하는 동시에, 그 위쪽에는 기체(상체)(3)가 설치된다. 기체(3)의 더 위쪽에는 헤드부(4)가 형성되는 동시에, 기체(3)의 양측에는 2개의 아암부(5)가 연결된다. 또한, 도 2에 도시하는 것과 같이, 기체(3)의 뒷부분에는 격납부(6)가 설치되고, 그 내부에는 전자 제어 유닛(후술) 및 배터리 등이 수용된다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시하는 로봇(1)은, 내부 구조를 보호하기 위한 커버로 피복된다.

도 3은 로봇(1)을 골격으로 도시하는 설명도이다. 동 도면을 참조하여 그 내부 구조를 관절을 중심으로 설명하면, 도시와 같이, 로봇(1)은, 좌우 각각의 레그부(2) 및 아암부(5)에, 11개의 전동 모터로 동력화된 6개의 관절을 구비한다.

즉, 로봇(1)은, 허리부(대퇴부)의 대퇴 관절에, 레그부(2)를 연직축(Z축 또는 연직축) 주위로 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(10R, 10L)(우측을 R, 좌측을 L로 한다. 좌우 대칭이기 때문에, 이하 R, L의 표기를 생략한다)와, 레그부(2)를 피치(진행) 방향(Y축 주위)으로 요동시키는 관절을 구동하는 전동 모터(12)와, 레그부(2)를 롤(좌우) 방향(X축 주위)으로 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(14)를 구비하는 동시에, 무릎부에 레그부(2)의 하부를 피치 방향(Y축 주위)으로 회전시키는 무릎 관절을 구동하는 전동 모터(16)를 구비하고, 또한 발목에 레그 부(2)의 선단 측을 피치 방향(Y축 주위)으로 회전시키는 발(발목) 관절을 구동하는 전동 모터(18)와 롤 방향(X축 주위)으로 회전시키는 발(발목) 관절을 구동하는 전동 모터(20)를 구비한다.

상기한 것과 같이, 도 3에서, 관절은 그것을 구동하는 전동 모터(또는 전동 모터에 접속되어 그 동력을 전동(傳動)하는 풀리 등의 전동 요소)의 회전축선으로 도시한다. 또한, 레그부(2)의 선단에는 족부(발바닥)(22)가 장착된다.

이와 같이, 레그부(2)의 대퇴 관절에는 전동 모터(10, 12, 14)가 이들의 회전축선이 직교하도록 배치되는 동시에, 발 관절(발목 관절)에는 전동 모터(18, 20)가 이들의 회전축선이 직교하도록 배치된다. 또한, 대퇴 관절과 무릎 관절은 대퇴 링크(24)로, 무릎 관절과 발 관절은 하퇴 링크(26)로 연결된다.

레그부(2)는 대퇴 관절을 통하여 기체(3)에 연결되지만, 도 3에서는 기체(3)를 기체 링크(28)로서 간략적으로 도시한다. 상기와 같이, 기체(3)에는 아암부(5)가 연결된다.

아암부(5)도, 레그부(2)와 동일하게 구성된다. 즉, 로봇(1)은, 어깨부의 어깨 관절에, 아암부(5)를 피치 방향으로 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(30)와 롤 방향으로 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(32)를 구비하는 동시에, 그 자유단 측을 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(34)와, 팔꿈치부에 그 이후의 부위를 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(36)를 구비하고, 그 선단 측에 그것을 회전시키는 손목 관절을 구동하는 전동 모터(38)를 더 구비한다. 손목의 앞에는 핸드(엔드 이펙터)(40)가 장착된다.

즉, 아암부(5)의 어깨 관절에는 전동 모터(30, 32, 34)가 이들의 회전축선이 직교하도록 배치된다. 또한, 어깨 관절과 팔꿈치 관절은 상완(上腕) 링크(42)로, 팔꿈치 관절과 손목 관절은 하완(下脘) 링크(44)로 연결된다.

도시는 생략하지만, 핸드(40)는 5개의 핑거(손가락)(40a)의 구동 기구를 구비하여, 핑거(40a)로 물건을 파지하는 등의 작업을 할 수 있도록 구성된다.

또한, 헤드부(4)는, 연직축 주위의 전동 모터(목 관절을 구성)(46)과, 그것과 직교하는 축 주위에 헤드부(4)를 회전시키는 헤드부 요동 기구(48)를 통하여 기체(3)에 연결된다. 도 3에 도시하는 것과 같이, 헤드부(4)의 내부에는 2개의 CCD 카메라(50)가 스테레오 비전(입체시) 가능하게 배치되는 동시에, 음성 입출력 장치(52)가 배치된다.

상기 구성에 의해, 레그부(2)는 좌우의 발에 관해서 6개의 관절을 구비하여 합계 12의 자유도가 주어져, 6개의 관절을 적당한 각도로 구동(관절 변위)함으로써, 레그부(2)에 원하는 움직임을 부여할 수 있어, 로봇(1)을 임의로 3차원 공간에서 보행시킬 수 있다. 또한, 아암부(5)도 좌우의 아암에 관해서 5개의 관절을 구비하여 합계 10의 자유도가 주어져, 5개의 관절을 적당한 각도로 구동(관절 변위)함으로써 원하는 작업을 행하게 할 수 있다. 또한, 헤드부(4)는 2개의 자유도로 이루어지는 관절 혹은 요동 기구가 주어져, 이들을 적당한 각도로 구동함으로써 원하는 방향으로 헤드부(4)를 향하게 할 수 있다.

전동 모터(10) 등의 각각에는 로터리 인코더(도시하지 않음)가 설치되고, 전동 모터의 회전축의 회전을 통하여 대응하는 관절의 각도, 각속도, 및 각가속도 중 적어도 어느 하나를 나타내는 신호를 출력한다. 또한, 전동 모터(10) 등은 구체적으로는, DC 서보 모터로 이루어진다.

족부(22)에는 공지의 6축력 센서(이하 「역센서」라고 한다)(56)가 장착되어, 로봇에 작용하는 외력 중, 접지면으로부터 로봇(1)에 작용하는 바닥 반력의 3방향 성분(Fx, Fy, Fz)과 모멘트의 3방향 성분(Mx, My, Mz)을 나타내는 신호를 출력한다. 또한, 역센서(56)는 공지와 같이, 하중을 전달하는 2개의 플랜지부를 연결하는 동시에, 거기에 복수의 변형 검출 소자를 장착하여 이루어지고, 이들 출력 신호에 기초하여 센서 기준점에 작용하는 힘이나 모멘트의 각 성분을 산출하여 출력하는 구조를 구비한다.

손목 관절과 핸드(40)의 사이에는 동종의 역센서(6축력 센서)(58)가 장착되어, 로봇(1)에 작용하는 바닥 반력 이외의 외력, 구체적으로는 핸드(40)에 대상물로부터 작용하는 외력(대상물 반력)의 3방향 성분(Fx, Fy, Fz)와 모멘트의 3방향 성분(Mx, My, Mz)을 나타내는 신호를 출력한다.

기체(3)에는 경사 센서(60)가 설치되어, 연직축에 대한 기체(3)의 기울기(경사 각도)와 그 각속도 중 적어도 어느 하나, 즉, 로봇(1)의 기체(3)의 경사(자세) 등의 상태량을 나타내는 신호를 출력한다.

이들 역센서(56) 등의 출력군은, 격납부(6)에 수용된 마이크로컴퓨터로 이루어지는 전자 제어 유닛(Electric Control Unit. 이하 「ECU」라고 한다)(70)에 보내어진다(도시의 편의를 위해 로봇(1)의 우측에 대해서만, 입출력을 도시한다). ECU(70)는 CPU, 메모리 및 입출력 인터페이스 등으로 이루어지는 마이크로컴퓨터를 구비하여, 로봇(1)이 안정한 자세로 이동할 수 있도록, 관절각 변위 지령을 산출하여 각 관절을 구성하는 전동 모터(10) 등의 구동을 제어한다. 격납부(6)에는, 전동 모터(10) 등의 구동 회로(모터 드라이버)(72)가 회로 유닛으로서 수용되는 동시에, 무선계(無線系)(74)와 배터리(76)도 수용된다.

ECU(70)는, 무선계(74)를 통하여 마찬가지로 마이크로컴퓨터로 이루어지는 조작용 ECU(78)과 통신 자유롭게 접속된다. 조작용 ECU(78)은 조작용 유저 I/F(78a)를 구비하고, 유저(조작자)가 조작용 유저 I/F(78a)로부터 입력한 긴급 정지 등의 코맨드는, 무선계(74)를 통하여 ECU(70)에 보내어진다.

상기한 구성에서, ECU(70)는 그 메모리에 격납된 보용(步容) 파라미터에 기초하여 로봇(1)의 보행(이동)에 보용을 생성하고, 생성된 보용에 기초하여 각 관절의 변위량(구동량)을 결정하고, 결정된 변위량이 되도록 구동 회로(72)를 통하여 해당하는 전동 모터를 구동한다. 또한, ECU(70)는, 조작용 ECU(78)을 통하여 조작 코맨드가 입력되었을 때, 그것에 따라서 정지 등의 동작을 행한다.

본원의 특징은, 상기한 로봇(1)에서, 족부(22)에 대전한 정전기를 방전하여 제거하도록 한 구성에 있으므로, 이하, 그것에 관하여 설명한다.

도 4는, 도 1 내지 도 3에 도시하는 족부(22)의 부근의 구조를 모식적으로 도시하는, 족부(22)의 부근의 측면도, 도 5는 그 저면도이다. 또한, 족부(22)의 구조는 구체적으로는, 특허문헌 1에 기재된 구조와 유사한 것이다.

도 4에 도시하는 것과 같이, 족부(22)와 레그부(2)의 사이, 보다 구체적으로는 족부(22)와 레그부(2)를 구성하는 하퇴 링크(26)의 사이에는, 발 관절을 구성하 는 전동 모터 중 1개인 전동 모터(20)가 배치되는 동시에, 그 하부에는 역센서(56)가 배치된다. 역센서(56)는, 검출 정밀도를 높이기 위해서, 위쪽의 전동 모터(20)와 하부의 족부(22)의 사이에서 절연재(220)를 통하여 절연된다.

족부(22)는, 알루미늄 등의 금속재(도전재)로 이루어지는 평판인 프레임(222)을 구비하는 동시에, 그 하부의 바닥면(F)과 접촉하는 저면에는, 탄성 변형 가능한 소재, 예를 들어 우레탄 고무재로 이루어지는 완충 부재(탄성체)(224)가 부착된다. 완충 부재(224)는, 족부(22)가 바닥면(F)과 접지할 때(하중이 작용할 때), 도 6에 도시하는 것과 같이, 탄성 변형하여, 족부(22)를 통하여 로봇(1)에 작용하는 충격을 완화한다.

완충 부재(224)에는, 도 5에 도시하는 것과 같이, 족부(22)의 길이 방향 중심선(파선)을 경계로 하여 그 양측에 2개소씩, 합계 4개소에서 오목부(절결)(224a)가 형성되고, 그 내부에 도전 부재(226)가 수용된다. 도전 부재는 구리 등 도전성이 뛰어난 금속재로 이루어지고, 그 일단(일면)은 프레임(222)에 접촉하는 동시에, 그 타단(타면)은, 완충 부재(224)의 표면으로부터 안쪽으로 후퇴하여 위치하도록, 완충 부재(224)의 내부에 설치된다(배치된다). 또한, 도전 부재로서 도전성 고무재를 이용하여도 좋다.

즉, 도전 부재(226)는, 완충 부재(224)의 오목부(224a)에 수용되고, 로봇(1)이 보행할 때, 도 6에 도시하는 것과 같이, 족부(22)가 착지하였을 때의 하중에 의해서 완충 부재(224)가 탄성 변형하여 수축하였을 때, 바닥면(F)과 접촉하여, 도 6(및 도 4)에 화살표로 도시하는 것과 같이, 족부(22)의 프레임(222) 및 완충 부재 (224)에 대전하고 있는 정전기를 바닥면(F)에(또는 그 하부의 바닥재로) 방전하여 제거하도록 구성된다.

바닥면(F)은, 통상적으로, 매트 또는 수지재 등이 깔려서 매워져 있기 때문에, 바닥면(F)은 도전체로는 제작되어 있지 않다. 그렇지만, 정전기도 전기의 일종이므로, 보다 전위가 낮은 쪽으로 흐르고자 한다. 바닥면(F)은 도전체가 아니라고 해도, 그 하부에는 바닥재나 기둥 등의 건물의 구조물을 통하여 전위 영(零)인 대지가 있으므로, 결과적으로, 도 7에 도시하는 것과 같이, 족부(22)에 대전하고 있는 정전기는, 바닥면(F)을 향하여 흐르고자 한다. 또한, 바닥면(F)은 도전체가 아니라고 해도, 완전 절연체가 아니므로, 에너지적으로는 미소한 정전기이면, 충분히 방전할 수 있다고 생각된다.

가령, 바닥면(F)의 저항값을 1㏁, 정전기의 대전압을 4㎸로 하면, 4 ㎸/1㏁=4㎃가 되어, 그 값까지 방전 가능해진다. 그러나, 미소 에너지인 정전기에서는 이 값까지 흐르는 일이 없기 때문에, 따라서 상기한 구성에 의해서 족부(22)에 대전한 정전기는 바닥면(F)에 충분히 방전할 수 있다고 생각된다.

이와 같이, 이 실시예에 관한 로봇(1)에서는, 족부(22)의 바닥면(F)과 접지할 때의 충격을 완충하는 완충 부재(224)에 도전 부재(226)를 설치하도록 구성하였으므로, 족부(22)에 대전한 정전기를 필요에 따라서 방전하여 제거할 수 있어, 이에 의하여 족부(22)의 위쪽에 배치된 역센서(56)에 있어서 노이즈가 되는 일이 없다.

도 8은, 이 실시예에 관한 로봇(1)의 대전 전압을 종래 기술(특허문헌 1)과 비교하여 도시하는 설명 그래프이다. 종래 기술에서는 대전 전압이 경시적으로 증가하는 것에 대하여, 이 실시예에서는 상기와 같이 구성함으로써, 대전 전압은 증가하지 않고, 미소하고 일정하게 유지된다. 또한, 도 8에 도시하는 특성은, 바닥면(F)의 재질이나 습도에 따라서 변화하는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 역센서(56)의 정밀도 향상을 위해, 도 4에 도시하는 것과 같이, 주위, 예를 들어 전동 모터(20)의 자계의 영향을 받지 않도록 전동 모터(20)로부터 절연되도록 구성한 경우, 족부(22)의 위쪽은 절연되게 되고, 대전한 전하는 족부(22)에서 축적된다. 대전한 전하는 전위가 낮은 곳에 방전되기 때문에, 그 방전 에너지에 의한 쇼크로 역센서의 처리 회로 등을 정지시키거나, 오동작시킬 우려가 있지만, 상기와 같이 구성함으로써, 그와 같은 문제가 발생하지 않는다.

또, 족부(22)의 완충 부재(224)가 저면에 부착된 탄성 변형 가능한 부재(우레탄 고무 등)로 이루어지는 동시에, 도전 부재(226)가 완충 부재(224)의 내부에 설치되도록 구성하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 완충 부재(224)의 충격 완충 동작을 방해하지 않는 동시에, 구조적으로 콤팩트해진다.

또한, 완충 부재(224)가 오목부(224a)를 구비하는 동시에, 그 오목부(224a)에 도전 부재(226)를 수용하고, 따라서 탄성 변형이 발생하였을 때, 도전 부재(226)가 바닥면(F)에 접촉하도록 구성되게 하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 보행 중에 족부(22)에 하중이 가해져 완충 부재(224)가 탄성 변형하였을 때에 접지하여 대전한 정전기를 방전하여 제거시킴으로써, 만일, 로봇(1)의 기체(3) 등에 수용한 배터리(76) 등으로부터의 누전이 발생하여도, 족부(22)에 하중이 작용하고 있지 않는 한, 바닥면(F)에까지 누전하는 일이 없다.

또한, 도전 부재(226)는 하중이 작용하지 않는 한, 오목부(224a)에 수용되어 있기 때문에, 보행 중에 바닥면(F)과 상시 접촉하는 일이 없어, 따라서 도전 부재(226)는 오염되는 일이 적고, 그러므로 그 방전 성능이 저하하는 경우가 적다.

〈실시예 2〉

도 9는, 본 발명의 제2 실시예에 관한 레그식 이동 로봇, 보다 구체적으로는 그 족부(22)의 부근의 구조를 도시하는, 도 4와 유사한 족부(22)의 부근의 측면도이다.

제1 실시예와 상이한 점에 초점을 두어 설명하면, 제2 실시예에서는, 완충 부재(224)를 도전성 고무재로 제작하도록 하였다. 즉, 고무 중에 카본블랙 등의 도전재(226a)를 첨가하여 이루어지는 재료로 완충 부재(224)를 제작하도록 하였다(도면에서 도전재(226a)를 과장하여 도시한다). 따라서, 완충 부재(224)는 도전 부재(226)와 일체로 제작하고, 바꾸어 말하면, 완충 부재(224)에 도전 부재(226)를, 또는 완충 부재(224)의 내부에 도전 부재(226)를 설치하도록 구성하였다.

제2 실시예에서는 상기와 같이 구성함으로써, 완충 부재(224)가 바닥면(F)과 접촉하고 있는 한, 대전한 정전기가 계속 방전된다. 처음에 서술한 것과 같이, 정전기의 대전은 보행 시의 완충 부재(224)와 바닥면(F)의 마찰 등에 의해서 발생하지만, 로봇(1)의 보행 시, 족부(22)는 번갈아 바닥면(F)에 접촉하므로, 제2 실시예에서는, 실제로는, 정전기의 대전이 거의 발생하지 않게 된다.

이와 같이 제2실시예에 관한 로봇(1)에서는, 제1 실시예와 같이 하중이 작용 하였을 때에만 방전되는 구성과는 약간 상이하지만, 정전기가 대전하지 않거나, 또는 대전하더라도 즉시 방전하여 제거되므로, 제1 실시예에서 서술한 것과 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도전성 고무를 대신하여, 도전성 수지, 즉, 도전성이 없는 고분자 매트릭스 중에 도전성이 있는 금속이나 금속 섬유, 카본블랙, 흑연, 탄소 섬유, 은 입자 등을 혼합·분산시킨 것을 이용하여도 좋다.

또, 상기에서 역센서의 예로서 6축력 센서를 도시하였으나, 그것에 한정되는 것이 아니라, 족부를 통하여 로봇에 작용하는 바닥 반력을 검출하는 것이라면, 어떠한 것이라도 좋다.

또한, 레그식 이동 로봇으로서 2족 로봇을 예시하였으나, 그것에 한정되는 것이 아니라, 3족 이상의 로봇이더라도 좋다.

청구항 1에 관한 레그식 이동 로봇에서는, 족부의 바닥면과 접지할 때의 충격을 완충하는 완충 부재에 도전 부재를 설치하도록 구성하였으므로, 족부에 대전한 정전기를 필요에 따라서 방전하여 제거할 수 있어, 이에 의하여 족부의 위쪽에 배치된 역센서에 있어서 노이즈가 되는 일이 없다.

또한, 역센서 등은 정밀도 향상을 위해, 주위, 예를 들어 전동 모터 등의 자계의 영향을 받지 않도록 전동 모터로부터 절연되는 것이 많지만, 그 결과, 족부의 위쪽은 절연되게 되고, 대전한 전하는 족부에서 축적된다. 대전한 전하는 전위가 낮은 곳에 방전되기 때문에, 그 방전 에너지에 의한 쇼크로 역센서의 처리 회로 등 을 정지시키거나, 오동작시킬 우려가 있지만, 상기한 바와 같이 구성함으로써, 그와 같은 문제가 발생하는 일이 없다.

청구항 2에 관한 레그식 이동 로봇에서는, 족부의 완충 부재가 저면에 부착된 탄성 변형 가능한 부재로 이루어지는 동시에, 도전 부재가 완충 부재의 내부에 설치되도록 구성하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 완충 부재의 충격 완충 동작을 방해하지 않는 동시에, 구조적으로 콤팩트해진다.

청구항 3에 관한 레그식 이동 로봇에서는, 완충 부재가 오목부를 구비하는 동시에, 그 오목부에 도전 부재를 수용하여, 따라서 탄성 변형이 발생하였을 때, 도전 부재가 바닥면에 접촉하도록 구성되게 하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 보행 중에 족부에 하중이 가해져 완충 부재가 탄성 변형하였을 때에 접지하여 대전한 정전기를 방전하여 제거시킴으로써, 만일, 로봇의 기체 등에 수용된 배터리원으로부터 누전이 발생하여도, 족부에 하중이 작용하고 있지 않는 한, 바닥면까지 누전하는 일이 없다.

또한, 도전 부재는 하중이 작용하지 않는 한, 오목부에 수용되어 있기 때문에, 보행 중에 바닥면과 상시 접촉하지 않아, 따라서 도전 부재가 오염되는 일이 적고, 그러므로 그 방전 성능이 저하하는 일이 적다.

Claims

기체와, 상기 기체에 연결되는 복수개의 레그부와, 상기 복수개의 레그부의 각각의 선단에 발 관절을 통하여 연결되는 족부와, 상기 족부와 상기 레그부의 사이에 배치되어 상기 발 관절을 구동하는 전동 모터와, 상기 족부와 상기 레그부의 사이에 배치되어 상기 족부가 접지하는 바닥면으로부터 작용하는 바닥 반력을 검출하는 역센서를 적어도 구비하는 동시에, 상기 족부에 상기 바닥면과 접지할 때의 충격을 완충하는 완충 부재를 구비하여 이루어지는 레그식 이동 로봇에서, 상기 족부의 완충 부재에 도전 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 레그식 이동 로봇.
제1항에 있어서, 상기 족부의 완충 부재가 저면에 부착된 탄성 변형 가능한 부재로 이루어지는 동시에, 상기 도전 부재가 상기 완충 부재의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 레그식 이동 로봇.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 완충 부재가 오목부를 구비하는 동시에, 상기 오목부에 상기 도전 부재를 수용하고, 따라서 상기 탄성 변형이 발생하였을 때, 상기 도전 부재가 상기 바닥면에 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 레그식 이동 로봇.