WO2017212899A1

WO2017212899A1 - 受動歩行装置及び受動歩行モジュール

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Publication number: WO2017212899A1
Application number: PCT/JP2017/018885
Authority: WO
Inventors: 貴夫澤野; 敬三太田; 眞史塩見
Original assignee: 任天堂株式会社
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2017-12-14
Also published as: EP3450115B1; JPWO2017212899A1; EP3450115A4; US11142267B2; JP6909783B2; US20180370585A1; EP3450115A1

Abstract

一実施形態に係るの受動歩行装置（１００）は、腰部（１）と、第１脚（２１）と、第２脚（２２）と、第１脚側クランク部（３１）と、第２脚側クランク部（３４）と、クランク軸（３３）と、第１脚側連接部（３２）と、第２脚側連接部（３５）とを有するクランク機構（３）と備えている。第１脚（２１）が歩行面（ＧＲ）上に接して腰部（１）に対して相対的に前方から後方に向かって移動する際に、第１脚側連接部（３２）は第１脚側クランク部（３１）を回転させ、第１脚側クランク部（３１）はクランク軸（３３）を介して第２脚側クランク部（３４）を回転させ、第２脚側クランク部（３４）は、第２脚側連接部（３５）を介して第２脚（２２）を腰部（１）に対して相対的に後方から前方に向かって移動させる。

Description

受動歩行装置及び受動歩行モジュール

　本発明は、受動歩行装置及び受動歩行モジュールに関する。

　従来の受動歩行装置としては、特開２０１１－１３１６７７号公報（特許文献１）に記載の受動歩行装置がある。特許文献１に記載の受動歩行装置は、２つの脚と、腰軸を含む股関節部を有している。この２つの脚は、腰軸に回転可能に連結されることにより、股関節部に取り付けられてる。

特開２０１１－１３１６７７号公報

　特許文献１に記載の受動歩行装置においては、２つの脚の各々が、協働して動作するような機構を有していない。そのため、特許文献１に記載の受動歩行装置は、安定的に歩行を継続することが困難である。

　本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。本発明は、より具体的には、安定的に受動歩行を継続することが可能な受動歩行装置を提供するものである。

　本発明の一態様に係る受動歩行装置は、第１側部と、第１側部の反対側に位置する第２側部とを有する腰部と、第１側部に連結される第１脚と、第２側部に連結される第２脚と、第１側部側に設けられる第１脚側クランク部と、第１脚側クランク部と反対位相となるように第２側部側に設けられる第２脚側クランク部と、第１脚側クランク部と第２脚側クランク部とを連結するクランク軸と、第１脚と第１脚側クランク部とに連接されている第１脚側連接部と、第２脚側クランク部と第２脚とに連接されている第２脚側連接部とを有するクランク機構と備えている。

　第１脚が歩行面上に接して腰部に対して相対的に前方から後方に向かって移動する際、第１脚側連接部は第１脚側クランク部を回転させ、第１脚側クランク部はクランク軸を介して第２脚側クランク部を回転させる。第２脚側クランク部は、第２脚側連接部を介して第２脚を腰部に対して相対的に後方から前方に向かって移動させる。

　上記によると、受動歩行装置は、安定的な受動歩行を継続することが可能となる。

第１の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。支持脚が歩行面に接地した時点での第１の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。支持脚が腰部直下近傍を通過する時点での第１の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。遊脚が歩行面に接地した時点における第１の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。第１の実施形態の変形例１に係る受動歩行装置の側面図である。第１の実施形態の変形例２に係る受動歩行装置の側面図である。第１脚側の構成が示された第２の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。第２脚側の構成のみが示された第２の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。第１脚が歩行面に接地する直前の時点での第２の実施形態に係る受動歩行装置の第１脚側の動作を説明するための模式図である。第１脚が歩行面に接地する直前の時点での第２の実施形態に係る受動歩行装置の第２脚側の動作を説明するための模式図である。第１脚が歩行面に接地した直後の時点での第２の実施形態に係る受動歩行装置の第１脚側の動作を説明するための模式図である。第１脚が歩行面に接地した直後の時点での第２の実施形態に係る受動歩行装置の第２脚側の動作を説明するための模式図である。第３の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。第２脚側の構成のみが示される第３の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。第１脚側の構成のみが示される第４の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。第２脚側の構成のみが示される第４の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。第１脚が歩行面への接地を開始した際の第４の実施形態に係る受動歩行装置の第１脚側の構成のみが示される側面図である。第１脚が歩行面から離れる際の第４の実施形態に係る受動歩行装置の第１脚側の構成のみが示される側面図である。第１脚が歩行面に接地する際の第４の実施形態に係る受動歩行装置の第１脚側の構成のみが示される側面図である。第５の実施形態に係る受動歩行装置の斜視図である。第５の実施形態に係る受動歩行装置の平面図である。歩行中に第１脚が前方に位置している場合の第５の実施形態に係る受動歩行装置の平面図である。歩行中に第２脚が前方に位置している場合の第５の実施形態に係る受動歩行装置の平面図である。第６の実施形態に係る受動歩行装置の側面図である。

　以下に、実施形態について図を参照して説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

　（第１の実施形態）
　以下に、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００の側面図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００は、腰部１を有している。腰部１は、第１側部１１と、第２側部１２（図示せず）とを有している。第２側部１２は、第１側部１１の反対側に位置する腰部１の側部である。

　第１の実施形態に係る受動歩行装置１００は、脚部２を有している。脚部２に含まれる脚の数は、例えば２である。但し、脚部２に含まれる脚の数はこれに限られるものではない。脚部２に含まれる脚の数は、３以上であってもよい。以下においては、便宜上、脚部２に含まれる脚の数が２である場合、すなわち、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００が第１脚２１と第２脚２２とを有している場合について説明を行う。

　図１に示すように、第１脚２１は、第１側部１１に連結されている。第１脚２１は、第１側部１１に対して回転可能となっている。より具体的には、第１脚２１は、腰部１との連結点を軸として、前後に移動可能となっている。なお、ここで、前とは第１の実施形態に係る受動歩行装置１００の進行方向をいい、後とは第１の実施形態に係る受動歩行装置１００の進行方向の反対方向をいう。

　第１脚２１は、大腿部２１ａと、下腿部２１ｂと、足部２１ｃを有している。足部２１ｃは、歩行面ＧＲに接する部分である。下腿部２１ｂは、足部２１ｃに連結されている。大腿部２１ａは、後述する第１連接部材３２ａを介して下腿部２１ｂに連結されている。第１脚２１は、脹脛部２１ｄをさらに有していてもよい。脹脛部２１ｄは、一方端が足部２１ｃに連結されている。

　第２脚２２は、第１脚２１と同様の構成を有している。すなわち、第２脚２２は、第２側部１２に、腰部１との連結点を軸として前後に移動可能に連結されており、大腿部２２ａと、下腿部２２ｂと、足部２２ｃとを有している。

　第１の実施形態に係る受動歩行装置１００は、クランク機構３を有している。クランク機構３は、クランク部３１と、連接部３２と、クランク軸３３と、クランク部３４と、連接部３５とを有している。

　クランク部３１は、腰部１の第１側部１１に設けられている。連接部３２は、クランク部３１と第１脚２１とに連接されている。クランク部３４は、腰部１の第２側部１２に設けられている。連接部３５は、クランク部３４と第２脚２２とを連接されている。クランク軸３３は、クランク部３１とクランク部３４とに連結されている。クランク部３４は、クランク部３１に対して反対位相となるように設けられている。すなわち、クランク部３４は、クランク軸３３に対してクランク部３１と点対称となるように設けられている。

　連接部３２は、第１脚２１が支持脚（歩行面ＧＲに接している側の脚）となっている場合において、第１脚２１が歩行面ＧＲに接して腰部１に対して相対的に前方から後方に向かって移動する際に、クランク部３１を回転させる。クランク部３１は、クランク軸３３を介してこの回転をクランク部３４に伝達する。クランク部３４は、この回転により、連接部３５を介して、遊脚（歩行面ＧＲに接していない側の脚）となっている第２脚２２を腰部１に対して相対的に後方から前方に向かって移動させる。

　第２脚２２が支持脚となっている場合についても同様である。より具体的にいえば、連接部３５は、第２脚２２が腰部１に対して相対的に前方から後方に向かって移動する際、クランク部３４を回転させる。クランク部３４は、クランク軸３３を介してこの回転をクランク部３１に伝達する。クランク部３１は、この回転により、連接部３２を介して、遊脚となっている第１脚２１を腰部１に対し相対的に後方から前方に向かって移動させる。

　以下に、第１の実施形態に係るクランク機構３の詳細について説明する。クランク部３１は、第１クランク３１ａと、第２クランク３１ｂとを有している。連接部３２は、第１連接部材３２ａと、第２連接部材３２ｂとを有している。

　第１連接部材３２ａは、一方端において、第１クランク３１ａに連結されている。第１連接部材３２ａは、第１脚２１とも連結されている。第１連接部材３２ａは、大腿部２１ａと連結されていることが好ましい。第１連接部材３２ａは、第１脚２１が歩行面ＧＲに接地した時点における第１脚２１の接地位置と第１クランク３１ａの第１連接部材３２ａとの連接点とを結んだ直線が、第１クランク３１ａの回転の接線（第１クランク３１ａが回転する円軌道の接線）と略一致するように、第１クランク３１ａ及び第１脚２１に連結されていることが好ましい。

　なお、第１脚２１が歩行面ＧＲに接地した時点における第１脚２１の接地位置と第１クランク３１ａの第１連接部材３２ａとの連接点とを結んだ直線が、第１クランク３１ａの回転の接線と略一致する場合は、第１脚２１が歩行面ＧＲに接地した時点における第１脚２１の接地位置と第１クランク３１ａの第１連接部材３２ａとの連接点とを結んだ直線と第１クランク３１ａの回転の接線とが一致する場合に加え、第１脚２１が歩行面ＧＲに接地した時点における第１脚２１の接地位置と第１クランク３１ａの第１連接部材３２ａとの連接点とを結んだ直線と第１クランク３１ａの回転の接線とのなす角度が、±１０°の範囲内に入る場合も含む。

　第２連接部材３２ｂは、一方端において、第２クランク３１ｂに連結されている。第２連接部材３２ｂは、第１脚２１とも連結されている。第２連接部材３２ｂは、下腿部２１ｂに連結されていることが好ましい。第２連接部材３２ｂは、脹脛部２１ｄの他方端に連結されていてもよい。なお、第２連接部材３２ｂは、複数の部材から構成されていてもよい。第２連接部材３２ｂは、第１脚２１が腰部１の下を通過する時点における第１脚２１の接地位置と第２クランク３１ｂの第２連接部材３２ｂとの連接点とを結んだ直線が、第２クランク３１ｂの回転の接線と略一致するように、第２クランク３１ｂに連結されていることが好ましい。

　なお、第１脚２１が腰部１の下を通過する時点における第１脚２１の接地位置と第２クランク３１ｂの第２連接部材３２ｂとの連接点とを結んだ直線と第２クランク３１ｂの回転の接線とが略一致する場合は、第１脚２１が腰部１の下を通過する時点における第１脚２１の接地位置と第２クランク３１ｂの第２連接部材３２ｂとの連接点とを結んだ直線と第２クランク３１ｂの回転の接線とが一致する場合に加え、第１脚２１が腰部１の下を通過する時点における第１脚２１の接地位置と第２クランク３１ｂの第２連接部材３２ｂとの連接点とを結んだ直線と第２クランク３１ｂの回転の接線とのなす角度が±１０°の範囲内に入る場合も含む。

　第１クランク３１ａのアームの延在方向と、第２クランク３１ｂのアームの延在方向とは、所定の角度をなしている。このことを別の観点からいえば、第１クランク３１ａと第２クランク３１ｂとは、互いに死点位置が重ならないように配置されている。第１クランク３１ａのアームの延在方向と第２クランク３１ｂのアームの延在方向とがなす角度は、例えば９０°である。

　クランク部３４は、クランク部３１と同様の構成を有している。すなわち、クランク部３４は、第１クランク３４ａと、第２クランク３４ｂとを有しており、第１クランク３４ａと、第２クランク３４ｂとは、死点位置が相互に重ならないように配置されている。なお、第１クランク３４ａは、第１クランク３１ａと反対位相となっており、第２クランク３４ｂは、第２クランク３１ｂと反対位相となっている。

　連接部３５も、連接部３２と同様の構成を有している。すなわち、連接部３５は、第１連接部材３５ａと、第２連接部材３５ｂとを有している。第１連接部材３５ａは、一方端において、第１クランク３４ａに連結されている。第１連接部材３５ａは、第２脚２２とも連結されている。第１連接部材３５ａは、大腿部２２ａと連結されていることが好ましい。

　第２連接部材３５ｂは、一方端において、第２クランク３４ｂに連結されている。第２連接部材３５ｂは、第２脚２２とも連結されている。第２連接部材３５ｂは、下腿部２２ｂに連結されていることが好ましい。第２連接部材３５ｂは、脹脛部２２ｄの他方端に連結されていてもよい。

　図２は、支持脚が歩行面ＧＲに接地した時点での第１の実施形態に係る受動歩行装置１００の側面図である。図２に示すように、支持脚である第１脚２１は、歩行面ＧＲに接地した後、第１脚２１と腰部１との連結点を軸にして、腰部１に対して相対的に前方から後方に向かって移動する。

　より具体的には、大腿部２１ａが、第１脚２１と腰部１との連結点を軸にして、腰部１に対して相対的に前方から後方に向かって移動する（図中の矢印Ａ１参照）。この大腿部２１ａの動きは、第１連接部材３２ａに伝達されることにより、第１連接部材３２ａは、第１クランク３１ａを回転させる（図中の矢印Ａ２参照）。その結果、この回転がクランク軸３３によりクランク部３４にも伝達され、連接部３５が遊脚となっている第２脚２２を腰部１に対して相対的に後方から前方に向かって移動させる。

　支持脚（第１脚２１）が歩行面ＧＲに接地した時点では、第１連接部材３２ａの延在方向と第１クランク３１ａのアームの延在方向とがなす角度は大きいが、この角度は、第１脚２１が後方に向かうにつれて小さくなる。

　図３は、支持脚が腰部１直下近傍を通過する時点での第１の実施形態に係る受動歩行装置１００の側面図である。図３に示すように、支持脚（第１脚２１）が腰部１の下を通過する時点においては、第１連接部材３２ａの延在方向と第１クランク３１ａのアームの延在方向とがなす角度は小さくなっている（すなわち、第１クランク３１ａが死点に近い状態となっている）。そのため、この状態では、第１連接部材３２ａは、第１クランク３１ａを回転させることが困難となる。

　しかしながら、この時点においても、第２連接部材３２ｂの延在方向と第２クランク３１ｂのアームの延在方向とがなす角度は小さくなっていない。そのため、第２連接部材３２ｂは、第２クランク３１ｂを回転させることが可能である（図中の矢印Ａ３参照）。

　図４は、遊脚が歩行面ＧＲに接地した時点における第１の実施形態に係る受動歩行装置１００の側面図である。図４に示すように、支持脚（第１脚２１）が腰部１からみてさらに後方へ移動すると、第２連接部材３２ｂの延在方向と第２クランク３１ｂのアームの延在方向とがなす角度も小さくなる。そのため、第２連接部材３２ｂは、第２クランク３１ｂを回転させることが困難となってくる。

　しかしながら、この時点では、遊脚（第２脚２２）が歩行面ＧＲへの接地を開始する。そのため、第２脚２２が新たに支持脚となり、上記と同様のサイクルが繰り返され、クランク部３１及びクランク部３４の回転が継続する。このように、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００においては、支持脚が腰部１に対して相対的に前方から後方に移動する間を通して、第１クランク３１ａ（第１クランク３４ａ）及び第２クランク３１ｂ（第２クランク３４ｂ）のうちの少なくともいずれか一方が回転することにより、受動歩行が継続して行われることになる。

　このことを別の観点からいえば、第２連接部材３２ｂが第２クランク３１ｂを回転させることができなくなる前に、遊脚である第２脚２２に連結された第１連接部材３５ａが第１クランク３４ａを回転させ始めることにより、受動歩行が継続して行われる。

　以下に、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００の効果について説明する。上記のとおり、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００においては、支持脚（例えば、第１脚２１）が腰部１に対し相対的に前方から後方に移動する動きが、支持脚側の連接部（例えば、連接部３２）、支持脚側のクランク部（例えば、クランク部３１）、クランク軸３３、遊脚（例えば、第２脚２２）側のクランク部（例えば、クランク部３４）及び遊脚側の連接部（例えば、連接部３５）を介して、遊脚（例えば、第２脚２２）を腰部１に対して相対的に後方から前方に移動させる動きに変換される。そのため、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００によると、安定した受動歩行を継続させることが可能となる。

　また、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００において、支持脚側のクランク部（例えば、クランク部３１）が第１クランク（例えば、第１クランク３１ａ）と第１クランクと死点位置が異なる第２クランク（例えば、第２クランク３１ｂ）とを有し、支持脚が腰部１に対して相対的に前方から後方に移動している間を通して、支持脚側の連接部（例えば、連接部３２）が、第１クランク及び第２クランクのうちの少なくともいずれか一方を回転させている場合、より安定した受動歩行を継続させることが可能となる。

　第１の実施形態に係る受動歩行装置１００において、支持脚（例えば、第１脚２１）が大腿部（例えば、大腿部２１ａ）と、下腿部（例えば、下腿部２１ｂ）とを有し、連接部（例えば、連接部３２）が第１連接部材（例えば、第１連接部材３２ａ）と第２連接部材（例えば、第２連接部材３２ｂ）とを有し、第１連接部材が大腿部に接続され、第２連接部材が下腿部に接続されている場合には、支持脚が歩行面ＧＲから受ける力を、より効率的に第１クランク及び第２クランクの回転に変換することができる。そのため、この場合には、より安定した受動歩行を継続させることが可能となる。

　そして、支持脚（例えば、第１脚２１）が歩行面ＧＲに接地を開始する時点において、支持脚と歩行面との接点と第１クランク（例えば、第１クランク３１ａ）の第１連接部材（例えば、第１連接部材３２ａ）との連接点とを結ぶ直線が、第１クランク（例えば、第１クランク３１ａ）の回転の接戦と略一致し、かつ支持脚が腰部１の下を通過する時点において、支持脚と歩行面ＧＲとの接点と第２クランク（例えば、第２クランク３１ｂ）の第２連接部材（例えば、第２連接部材３２ｂ）との連接点とを結ぶ直線が、第２クランクの回転の接戦と略一致する場合には、支持脚が歩行面ＧＲから受ける力を、さらに効率的に第１クランク及び第２クランクの回転に変換することができる。そのため、この場合には、さらに安定した受動歩行を継続させることが可能となる。

　（第１の実施形態の変形例）
　以下に、第１の実施形態の変形例に係る受動歩行装置１１０の構成について説明する。なお、ここでは第１の実施形態との相違点について主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

　図５は、第１の実施形態の変形例１に係る受動歩行装置１１０の側面図である。図５に示すように、第１の実施形態の変形例１に係る受動歩行装置１１０は、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００と同様、腰部１と、脚部２と、クランク機構３とを有している。

　第１の実施形態の変形例１に係る受動歩行装置１１０は、脚部２の構成及びクランク機構３の構成に関して、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００と異なっている。より具体的には、第１の実施形態の変形例１に係る受動歩行装置１１０においては、大腿部２１ａ（大腿部２２ａ）が下腿部２１ｂ（下腿部２２ｂ）と直接連結されている。また、第１連接部材３２ａ（第１連接部材３５ａ）は、大腿部２１ａ（大腿部２２ａ）と下腿部２１ｂ（下腿部２２ｂ）とが連結している部分に連結されている。

　また、第１の実施形態の変形例１に係る受動歩行装置１１０においては、第１クランク３１ａ（第１クランク３４ａ）のアームの延在方向と第２クランク３１ｂ（第２クランク３４ｂ）のアームの延在方向とがなす角度が９０°よりも小さく、かつ、第２連接部材３２ｂ（第２連接部材３５ｂ）が第２クランク３１ｂ（第２クランク３４ｂ）と大腿部２１ａ（大腿部２２ａ）とに連接されている。

　さらに、第１の実施形態の変形例１に係る受動歩行装置１１０においては、脹脛部２１ｄ（脹脛部２２ｄ）は、第１連接部材３２ａ（第１連接部材３５ａ）に連結されている。

　図６は、第１の実施形態の変形例２に係る受動歩行装置１２０の側面図である。図６に示すように、第１の実施形態の変形例２に係る受動歩行装置１２０は、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００及び第１の実施形態の変形例１に係る受動歩行装置１１０と同様に、腰部１と、脚部２と、クランク機構３とを有している。

　第１の実施形態の変形例２に係る受動歩行装置１２０は、脚部２及びクランク機構３が設けられる位置に関して、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００及び第１の実施形態の変形例１に係る受動歩行装置１１０と異なっている。より具体的には、第１の実施形態の変形例２に係る受動歩行装置１２０においては、第１脚２１（第２脚２２）が、クランク部３１（クランク部３４）よりも、後方に配置されている。

　このように、各部材の連結箇所、各部材のなす角度等を調整することにより、より円滑に受動歩行を継続させることが可能となる。

　（第２の実施形態）
　以下に、第２の実施形態に係る受動歩行装置２００の構成について説明する。なお、ここでは第１の実施形態との相違点について主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

　図７Ａは、第１脚２１側の構成が示された第２の実施形態に係る受動歩行装置２００の側面図である。図７Ｂは、第２脚２２側の構成のみが示された第２の実施形態に係る受動歩行装置２００の側面図である。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第２の実施形態に係る受動歩行装置２００は、第１側部１１と第２側部１２とを含む腰部１と、第１側部１１に連結される第１脚２１と第２側部１２に連結される第２脚２２とを含む脚部２と、クランク機構３とを有している。

　第１側部１１には、突出部１３が、第２側部１２には、突出部１４が、それぞれ設けられている。この突出部１３及び突出部１４が設けられる位置は、好ましくは、クランク機構３が設けられる位置の後方かつ上方である。

　第２の実施形態に係る受動歩行装置２００のクランク機構３は、第１側部１１側に設けられるクランク部３１と、クランク部３１と第１脚２１とを連接する連接部３２と、クランク部３１とクランク部３４とを連結するクランク軸３３と、クランク部３４と、クランク部３４と第２脚２２とを連接する連接部３５とを有している。

　クランク部３１は、クランク３１ｃである。連接部３２は、連接部材３２ｃである。連接部材３２ｃは、クランク３１ｃと第１脚２１とを連接している。連接部材３２ｃは、第１脚２１に向かって延在している部分である第１の部分３２ｃａと、第１の部分３２ｃａとは異なる方向に延在している部分である第２の部分３２ｃｂとを含んでいる。

　クランク部３４は、クランク３４ｃである。連接部３５は、連接部材３５ｃである。連接部材３５ｃは、クランク３４ｃと第２脚２２とを連接している。連接部材３５ｃは、第２脚２２に向かって延在している部分である第１の部分３５ｃａと、回転アシスト部４に向かう方向に延在している部分である第２の部分３５ｃｂとを含んでいる。

　第２の実施形態に係る受動歩行装置２００は、回転アシスト部４をさらに有している。回転アシスト部４は、第１側部１１側及び第２側部１２側の双方に設けられている。二つの回転アシスト部４は、連接部材３２ｃの第２の部分３２ｃｂ及び連接部材３５ｃの第２の部分３５ｃｂにそれぞれ連結されている。これにより、回転アシスト部４は、クランク３１ｃ及びクランク３４ｃにそれぞれ連結されている。

　回転アシスト部４は、溝４１を有している。回転アシスト部４は、溝４１に突出部１３及び突出部１４を通すことにより、第１側部１１及び第２側部１２に連結されている。回転アシスト部４は、溝４１と突出部１３及び突出部１４とが摺動することによりその位置が可変とされており、かつ突出部１３及び突出部１４を軸として回転可能とされている。

　回転アシスト部４は、弾性部材４２を有している。弾性部材４２は、例えばコイルばねである。弾性部材４２は、回転アシスト部４と連接部材３２ｃ、連接部材３５ｃとが連結されている部分に設けられている。弾性部材４２の一方端は、回転アシスト部４に取り付けられており、弾性部材４２の他方端は、連接部材３２ｃ、連接部材３５ｃに取り付けられている。これにより、弾性部材４２は、支持脚となっている側の脚部２が遊脚に移行する際の連接部材３２ｃ、連接部材３５ｃの動きに伴って収縮し、遊脚となっている側の脚部２が腰部１に対して相対的に後方から前方に移動する際の連接部材３２ｃ、連接部材３５ｃの動きに伴って伸長する。

　図８は、第１脚２１が歩行面に接地する直前の時点での第２の実施形態に係る受動歩行装置２００の第１脚２１側の動作を説明するための模式図である。図９は、第１脚２１が歩行面に接地する直前の時点での第２の実施形態に係る受動歩行装置２００の第２脚２２側の動作を説明するための模式図である。図１０は、第１脚２１が歩行面に接地した直後の時点での第２の実施形態に係る受動歩行装置２００の第１脚２１側の動作を説明するための模式図である。図１１は、第１脚２１が歩行面に接地した直後の時点での第２の実施形態に係る受動歩行装置２００の第２脚２２側の動作を説明するための模式図である。

　図８に示すように、第１脚２１が歩行面に接地する直前の時点においては、第１脚２１が遊脚となっており、第２脚２２が歩行面に接している支持脚となっている。この時点においては、連接部材３５ｃの第１の部分３５ｃａの延在方向とクランク３４ｃのアームの延在方向とがなす角が十分に大きい。そのため、連接部材３５ｃは、第２脚２２より伝達された地面反力により、クランク３４ｃを回転させることができる。図９に示すように、このクランク３４ｃの回転は、クランク軸３３を介してクランク３１ｃに伝達され、連接部材３２ｃが第１脚２１を腰部１に対して相対的に前方から後方に移動させる。

　図１０に示すように、第１脚２１が歩行面に接地した直後の時点においては、連接部材３２ｃの第１の部分３２ｃａの延在方向とクランク３１ｃのアームの延在方向との角度が小さくなっている。そのため、第１脚２１より伝達された地面反力によりクランク３１ｃ及びクランク３４ｃを回転させることは困難である。

　しかしながら、上記のとおり、第２脚２２側の弾性部材４２は、第２脚２２が支持脚から遊脚に移行した際に（歩行面から第２脚２２が離れた際に）、収縮した状態となっている。そのため、弾性部材４２は、伸長することにより、連接部材３５ｃを腰部１に対して相対的に後方から前方に向かって移動させるように付勢する。これにより、図１１に示すように、回転アシスト部４が、クランク３４ｃの回転をアシストする。その結果、第１脚２１の状態は、図８と同様の状態に移行し、第２脚２２の状態は、図９と同様の状態に移行し、同様の動作が繰り返され、受動歩行が継続される。

　以下に、第２の実施形態に係る受動歩行装置２００の効果について説明する。上記のとおり、第２の実施形態に係る受動歩行装置２００においては、回転アシスト部４の弾性部材４２が、例えば第２脚２２が歩行面を離れた際に収縮するとともに、第２脚２２が腰部１に対して相対的に後方から前方に向かって移動する際に伸長することにより、連接部材３５ｃを付勢する。その結果、クランク３１ｃ、クランク３４ｃの回転をアシストすることができる。

　そのため、第１脚２１及び第２脚２２並びに連接部材３２ｃ及び連接部材３５ｃを介して歩行面から得られる地面反力のみでクランク３１ｃ、クランク３４ｃを回転させることが困難な場合であっても受動歩行を継続させることが可能であるため、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００のように複数のクランクを有しない場合であっても、より安定した受動歩行を継続させることが可能となる。

　（第３の実施形態）
　以下に、第３の実施形態に係る受動歩行装置４００の構成について説明する。なお、ここでは、第１の実施形態との相違点について主に説明し、重複する説明は繰り返さない。図１２は、第３の実施形態に係る受動歩行装置４００の側面図である。図１３は、第２脚２２側の構成のみが示される第３の実施形態に係る受動歩行装置４００の側面図である。

　図１２及び１３に示すように、第３の実施形態に係る受動歩行装置４００は、第１側部１１と第２側部１２とを含む腰部１と、第１側部１１に連結される第１脚２１と第２側部１２に連結される第２脚２２とを含む脚部２と、クランク機構３とを有している。クランク機構３は、クランク部３１と、連接部３２と、クランク軸３３と、クランク部３４と、連接部３５と、第３クランク３６と、第３クランク３７と、クランク軸３８と、同期機構３９とを有している。

　第１脚２１は、大腿部２１ａと、下腿部２１ｂと、足部２１ｃを有している。第２脚２２は、大腿部２２ａと、下腿部２２ｂと、足部２２ｃを有している。第３クランク３６と第３クランク３７とは、クランク軸３８により連結されている。第３クランク３６は、第１側部１１側に位置している。第３クランク３７は、第２側部１２側に位置している。大腿部２１ａは、第３クランク３６に連結されている。大腿部２２ａは、第３クランク３７に連接されている。第３クランク３６は、第３クランク３７に対して反対位相となるように設けられている。

　より具体的には、大腿部２１ａは、第１脚２１が歩行面ＧＲから離れている際の第３クランク３６との連接点の位置が、第１脚２１が歩行面ＧＲに接地している際の第３クランク３６との連接点の位置よりも歩行面ＧＲから離れるように、第３クランク３６に連接されている。同様に、大腿部２２ａは、第２脚２２が歩行面ＧＲから離れている際の第３クランク３７との連接点の位置が、第２脚２２が歩行面ＧＲに接地している際の第３クランク３７との連接点の位置よりも歩行面ＧＲから離れるように、第３クランク３７に連接されている。

　同期機構３９は、本実施形態では、第１側部１１側に配置されるギア３９ａ、ギア３９ｂ及びギア３９ｃと、第２側部１２側に配置されるギア３９ｄ、ギア３９ｅ及びギア３９ｆとを有している。ギア３９ａ及びギア３９ｄは、クランク軸３３に取り付けられている。ギア３９ｂ及びギア３９ｅは、クランク軸３８に取り付けられている。ギア３９ｃは、ギア３９ａとギア３９ｂとの間に配置され、ギア３９ａ及びギア３９ｂに噛み合っている。ギア３９ｆは、ギア３９ｄとギア３９ｅとの間に配置され、ギア３９ｄ及びギア３９ｅに噛み合っている。そのため、クランク軸３３が回転することにより、クランク軸３８に連結している第３クランク３６及び第３クランク３７が、クランク軸３３と同期して、クランク軸３３と同じ方向に回転する。なお、ギア３９ａ及びギア３９ｄ、ギア３９ｂ及びギア３９ｅ、ギア３９ｃ及びギア３９ｆは、それぞれ１つづつのギアであってもよい。

　なお、同期機構３９の構成は、これに限られるものではない。例えば、ギア３９ｃ及びギア３９ｆを設けることなく、ギア３９ａ（ギア３９ｄ）とギア３９ｂ（ギア３９ｅ）とをチェーン、ベルト等により連結することにより、クランク軸３３の回転を、クランク軸３８に連結されている第３クランク３６及び第３クランク３７に伝達してもよい。

　上記のとおり、第２脚２２が腰部１に対して相対的に前方から後方に移動する際、第２脚２２からの地面反力により、連接部３５は、クランク部３４及びクランク軸３３を回転させる。上記のとおり、クランク軸３８は、クランク軸３３と同期し、クランク軸３３と同じ方向に回転する。その結果として、第１脚２１が腰部１に対して相対的に後方から前方に移動する際に、第３クランク３６は、第１脚２１を歩行面ＧＲから離れるように持ち上げる。このように、第３の実施形態に係る受動歩行装置４００によると、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００と比較し、遊脚をより大きく持ち上げた歩行が可能となる。

　（第４の実施形態）
　以下に、第４の実施形態に係る受動歩行装置５００の構成について説明する。なお、ここでは、第１の実施形態との相違点について主に説明し、重複する説明については繰り返さない。

　図１４は、第１脚２１側の構成のみが示される第４の実施形態に係る受動歩行装置５００の側面図である。図１５は、第２脚２２側の構成のみが示される第４の実施形態に係る受動歩行装置５００の側面図である。図１４及び図１５に示すように、第４の実施形態に係る受動歩行装置５００は、第１側部１１と第２側部１２とを含む腰部１と、第１側部１１に連結される第１脚２１と第２側部１２に連結される第２脚２２とを含む脚部２と、クランク機構３とを有している。クランク機構３は、クランク部３１と、連接部３２と、クランク軸３３と、クランク部３４と、連接部３５とを有している。

　第１脚２１は、大腿部２１ａと、下腿部２１ｂとを有している。第２脚２２は、大腿部２２ａと、下腿部２２ｂとを有している。下腿部２１ｂは、第１端２１ｂａと、第２端２１ｂｂとを有している。第１端２１ｂａは、下腿部２１ｂの歩行面ＧＲ側の端である。第２端２１ｂｂは、第１端２１ｂａの反対側の端である。下腿部２１ｂは、第１端２１ｂａと第２端２１ｂｂとの間において、大腿部２１ａに回転可能に連結されている。下腿部２１ｂは、大腿部２１ａとの連結点において、第３連接部材３２ｄ側に向かって屈曲していることが好ましい。

　下腿部２２ｂは、第１端２２ｂａと、第２端２２ｂｂとを有している。第１端２２ｂａは、下腿部２２ｂの歩行面ＧＲ側の端である。第２端２２ｂｂは、第１端２２ｂａの反対側の端である。下腿部２２ｂは、第１端２２ｂａと第２端２２ｂｂとの間において、大腿部２２ａに回転可能に連結されている。下腿部２２ｂは、大腿部２２ａとの連結点において、第３連接部材３５ｄ側に向かって屈曲していることが好ましい。

　クランク部３１は、クランク３１ｄである。連接部３２は、第３連接部材３２ｄと、第４連接部材３２ｅとを有している。第３連接部材３２ｄは、クランク３１ｄに連接されている。第４連接部材３２ｅは、一方端において、下腿部２１ｂの第２端２１ｂｂ側に回転可能に連結されている。第４連接部材３２ｅは、他方端において、第３連接部材３２ｄに連結されている。

　クランク部３４は、クランク３４ｄである。連接部３５は、第３連接部材３５ｄと、第４連接部材３５ｅとを有している。第３連接部材３５ｄは、クランク３４ｄに連接されている。第４連接部材３５ｅは、一方端において、下腿部２２ｂの第２端２２ｂｂ側に回転可能に連結されている。第４連接部材３５ｅは、他方端において、第３連接部材３５ｄに連結されている。

　図１６は、第１脚２１が歩行面ＧＲへの接地を開始した際の第４の実施形態に係る受動歩行装置５００の第１脚２１側の構成のみが示される側面図である。図１６に示すように、第１脚２１は、腰部１に対して相対的に前方から後方に移動する。この移動に伴い、下腿部２１ｂの第１端２１ｂａ側は、歩行面ＧＲと接触する。この接触に伴って、地面反力が、連接部３２（第３連接部材３２ｄ及び第４連接部材３２ｅ）に伝達され、クランク３１ｄを回転させる。クランク３１ｄの回転は、クランク軸３３を介してクランク３４ｄを介して、連接部３５（第３連接部材３５ｄ及び第４連接部材３５ｅ）に伝達され、第２脚２２を腰部１に対して相対的に後方から前方に移動させる。

　図１７は、第１脚２１が歩行面ＧＲから離れる際の第４の実施形態に係る受動歩行装置５００の第１脚２１側の構成のみが示される側面図である。図１７に示すように、クランク３１ｄの回転が進展するにしたがって、クランク３１ｄと第３連接部材３２ｄとの連接点と大腿部２１ａと腰部１との連結点との距離が縮まる。その結果、第４連接部材３２ｅは、大腿部２１ａと下腿部２１ｂとの連結点から第１端２１ｂａに向かう方向と大腿部２１ａの延在方向とがなす角度が大きくなるように、下腿部２１ｂを回転させる。この下腿部２１ｂの回転に伴い、第１端２１ｂａが、歩行面ＧＲから離れる。

　図１８は、第１脚２１が歩行面ＧＲに接地する際の第４の実施形態に係る受動歩行装置５００の第１脚２１側の構成のみが示される側面図である。図１８に示すように、クランク３１ｄの回転がさらに進展するにしたがって、クランク３１ｄと第３連接部材３２ｄとの連接点と大腿部２１ａと腰部１との連結点との距離が再び大きくなる。その結果、第４連接部材３２ｅは、大腿部２１ａと下腿部２１ｂとの連結点から第１端２１ｂａに向かう方向と大腿部２１ａの延在方向とがなす角度が小さくなるように、下腿部２１ｂを回転させる。この回転に伴い、第１端２１ｂａが、再び歩行面ＧＲに接地する。

　このように、第４の実施形態に係る受動歩行装置５００によると、クランク３１ｄ（クランク３４ｄ）の回転に伴い、下腿部２１ｂ（下腿部２２ｂ）の第１端２１ｂａ（第１端２２ｂａ）側の部分と大腿部２１ａ（大腿部２２ａ）とがなす角度が変化する。したがって、第４の実施形態に係る受動歩行装置５００は、第１端２１ｂａ（第１端２２ｂａ）が歩行面ＧＲに対して上下動し、歩行を継続することができる。

　（第５の実施形態）
　以下に、第５の実施形態に係る受動歩行装置６００の構成について説明する。なお、ここでは、第１の実施形態との相違点について主に説明し、重複する説明は繰り返さない。図１９は、第５の実施形態に係る受動歩行装置６００の斜視図である。図２０は、第５の実施形態に係る受動歩行装置６００の平面図である。

　図１９及び図２０に示すように、第５の実施形態に係る受動歩行装置６００は、腰部１と、第１脚２１と、第２脚２２と、回転軸６と、上体部７とを有している。第５の実施形態に係る受動歩行装置６００は、好ましくは、クランク機構３を有している。クランク機構３は、例えば、上記の第１の実施形態ないし第４の実施形態に係るクランク機構３のいずれかである。但し、第５の実施形態に係る受動歩行装置６００は、クランク機構３を有してなくてもよい。

　回転軸６は、腰部１に取り付けられている。より具体的には、回転軸６は、腰部１に固定されている。すなわち、回転軸６は、腰部１に対して中心軸６ａ周りに回転しないように、腰部１に取り付けられている。回転軸６は、平面視において、クランク軸３３よりも前方に位置するように取り付けられていることが好ましい。

　上体部７は、回転軸６に取り付けられている。上体部７は、回転軸６に対して中心軸６ａ周りに回転可能に取り付けられている。上体部７が回転軸６に対して中心軸６ａ周りに回転できる角度には、制限があってもよい。上体部７は、胸部７１と、腕部７２とを有している。上体部７には、第５の実施形態に係る受動歩行装置６００が歩行を継続するための外部からの力が印加される。この力は、腕部７２を牽引することによって加えられてもよく、後方から前方に向かって胸部７１を押すことによって加えられてもよい。なお、別の実施形態においては、回転軸６は、上体部７に固定され、腰部１に回転可能に取り付けられていてもよいし、上体部７と腰部１の両方に回転可能に取り付けられた上で回転できる角度が制限されていてもよい。

　図２１は、牽引等による歩行中に第２脚２２が前方、第１脚２１が後方に位置している場合の第５の実施形態に係る受動歩行装置６００の平面図である。図２２は、牽引等による歩行中に第１脚２１が前方、第２脚２２が後方に位置している場合の第５の実施形態に係る受動歩行装置６００の平面図である。上記のとおり、回転軸６は、腰部１に対しては固定されている一方で、上体部７に対しては中心軸６ａ周りに回転可能となっている。そのため、腕部７２を牽引する等により上体部７に歩行を継続するための力が加えられた際に、回転軸６、腰部１、第１脚２１及び第２脚２２は、中心軸６ａ周りに回転する。その結果、図２１及び図２２に示すように、第１脚２１及び第２脚２２のうち前方の位置する方は、より重心に近い位置において歩行面ＧＲに接地することができる。そのため、第５の実施形態に係る受動歩行装置６００によると、歩行動作の継続に伴う左右のブレが抑制される。

　（第６の実施形態）
　以下に、第６の実施形態に係る受動歩行装置３００（受動歩行モジュール）の構成について説明する。なお、ここでは第１の実施形態との相違点について主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

　図２３は、第６の実施形態に係る受動歩行装置３００の側面図である。図２３に示すように、第６の実施形態に係る受動歩行装置３００は、第１の実施形態に係る受動歩行装置１００を、進行方向に向かって複数連結した構成を有している。

　より具体的には、第６の実施形態に係る受動歩行装置３００は、複数（例えば２）の第１の実施形態に係る受動歩行装置１００と、連結機構５とを有している。連結機構５は、ギア５１と、ギア５２とを有している。ギア５１は、クランク軸３３に設けられている。なお、ギア５２は、複数のギア５１が同期して回転するように設けられている。例えば、奇数個（図２３においては３個）のギア５２を複数のギア５１の間に介在させることにより、各々のギア５１を同期させている。ギア５２は、一方の第１の実施形態に係る受動歩行装置１００のギア５１の動力を、ギア５２を介して、他方の第１の実施形態に係る受動歩行装置１００のギア５１に伝達する。このように、連結機構５は、複数の第１の実施形態に係る受動歩行装置１００の受動歩行を、相互に同調させるものである。

　なお、上記においては、複数の第１の実施形態に係る受動歩行装置１００を連結機構５によって連結した例を説明したが、連結機構５は、複数の第２の実施形態に係る受動歩行装置２００、第３の実施形態に係る受動歩行装置４００又は第４の実施形態に係る受動歩行装置５００を連結してもよい。

　以下に、第６の実施形態に係る受動歩行装置３００の効果について説明する。第６の実施形態に係る受動歩行装置３００によると、例えば４足歩行等の多足歩行の受動歩行装置においても、安定した受動歩行を継続させることが可能となる。

　今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

　１　腰部、１１　第１側部、１２　第２側部、１３，１４　突出部、２　脚部、２１　第１脚、２１ａ　大腿部、２１ｂ　下腿部、２１ｃ　足部、２１ｄ　脹脛部、２２　第２脚、２２ａ　大腿部、２２ｂ　下腿部、２２ｃ　足部、２２ｄ　脹脛部、３　クランク機構、３１　クランク部、３１ａ　第１クランク、３１ｂ　第２クランク、３１ｃ　クランク、３１ｄ　クランク、３２　連接部、３２ａ　第１連接部材、３２ｂ　第２連接部材、３２ｃ　連接部材、３２ｃａ　第１の部分、３２ｃｂ　第２の部分、３２ｄ　第３連接部材、３２ｅ　第４連接部材、３３　クランク軸、３４　クランク部、３４ａ　第１クランク、３４ｂ　第２クランク、３４ｃ　クランク、３４ｄ　クランク、３５　連接部、３５ａ　第１連接部材、３５ｂ　第２連接部材、３５ｃ　連接部材、３５ｃａ　第１の部分、３５ｃｂ　第２の部分、３５ｄ　第３連接部材。３５ｅ　第４連接部材、３６　第３クランク、３７　第３クランク、３８　クランク軸、３９　同期機構、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，３９ｆ　ギア、４　回転アシスト部、４１　溝、４２　弾性部材、５　連結機構、５１，５２　ギア、１００，１１０，１２０，２００，３００，４００，５００，６００　受動歩行装置。

Claims

　第１側部と、前記第１側部の反対側に位置する第２側部とを有する腰部と、
　前記第１側部に連結される第１脚と、
　前記第２側部に連結される第２脚と、
　前記第１側部側に設けられる第１脚側クランク部と、前記第１脚側クランク部と反対位相となるように前記第２側部側に設けられる第２脚側クランク部と、前記第１脚側クランク部と前記第２脚側クランク部とを連結するクランク軸と、前記第１脚と前記第１脚側クランク部とに連接されている第１脚側連接部と、前記第２脚側クランク部と前記第２脚とに連接されている第２脚側連接部とを有するクランク機構と備え、
　前記第１脚が歩行面上に接して前記腰部に対して相対的に前方から後方に向かって移動する際に、前記第１脚側連接部は前記第１脚側クランク部を回転させ、前記第１脚側クランク部は前記クランク軸を介して前記第２脚側クランク部を回転させ、前記第２脚側クランク部は、前記第２脚側連接部を介して前記第２脚を前記腰部に対して相対的に前記後方から前記前方に向かって移動させる、受動歩行装置。
　前記第１脚側クランク部は、第１クランクと、前記第１クランクと死点位置が重ならない第２クランクとを含み、
　前記第１脚側連接部は、前記第１脚が前記歩行面に接して前記腰部に相対的に前記前方から前記後方に向かって移動する間を通して、前記第１クランク及び前記第２クランクの少なくともいずれか一方を回転させている、請求項１に記載の受動歩行装置。
　前記第１脚は、大腿部材と、下腿部材とを有し、
　前記第１脚側連接部は、第１連接部材と、第２連接部材とを含み、
　前記第１連接部材は、前記大腿部材と前記第１クランクとに連結され、
　前記第２連接部材は、前記下腿部材と前記第２クランクとに連結されている、請求項２に記載の受動歩行装置。
　前記第１脚が前記歩行面に接地を開始する時点において、前記第１脚と前記歩行面との接点と前記第１クランクの前記第１連接部材との連接点とを結ぶ直線が、前記第１クランクの回転の接線と略一致し、
　前記第１脚が前記腰部の下を通過する時点において、前記第１脚と前記歩行面との接点と前記第２クランクの前記第２連接部材との連接点とを結ぶ直線が、前記第２クランクの回転の接線と略一致する、請求項３に記載の受動歩行装置。
　前記クランク機構に連結され、かつ弾性部材を有する回転アシスト部をさらに備え、
　前記弾性部材は、前記第２脚が前記歩行面から離れた際に収縮し、前記第２脚が前記腰部に対して相対的に前記後方から前記前方に向かって移動する際に伸長することにより前記第２脚側クランク部を付勢して回転させる、請求項１に記載の受動歩行装置。
　前記クランク機構は、前記第１側部側に設けられる第３クランクをさらに有し、
　前記第１脚は、前記第３クランクに連接され、
　前記第３クランクは、前記クランク軸と同期して同一方向に回転し、
　前記第２脚が前記腰部に対して相対的に前記後方から前記前方に移動する際に、前記第３クランクは、前記第１脚との連接点が前記歩行面から離れる方向に回転する、請求項１に記載の受動歩行装置。
　前記第１脚は、大腿部材と、下腿部材とを有し、
　前記下腿部材は、第１端と、前記第１端の反対側の端である第２端とを有し、かつ前記第１端と前記第２端との間で前記大腿部材に対して回転可能に連結され、
　前記第１脚側連接部は、第３連接部材と、第４連接部材とを含み、
　前記第３連接部材は、前記第１脚側クランク部に連接され、
　前記第４連接部材は、一方端において、前記第３連接部材に回転可能に連結され、かつ他方端において、前記下腿部材の前記第２端側に回転可能に連結され、
　前記第３連接部材と前記第１脚側クランク部との連接点と前記大腿部材と前記腰部との連結点との距離に応じて、前記大腿部材の延在方向と前記大腿部材と前記下腿部材との連結点から前記第１端に向かう方向とがなす角度が変化する、請求項１に記載の受動歩行装置。
　前記腰部に固定される回転軸と、
　前記回転軸の中心軸周りに回転可能に取り付けられる上体部とをさらに備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の受動歩行装置。
　複数の請求項１～８のいずれか１項に記載の前記受動歩行装置と、
　前記受動歩行装置の受動歩行を相互に同調させる連結機構とを備える、受動歩行モジュール。