JP2003340753A - robot - Google Patents
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来に比して脚部に用いられるアクチュエー
タの小型化、脚部の剛性の向上、及び動作の高速化が可
能であるとともに、脚部の先端部の位置決め精度の向上
が期待できる脚式移動型のロボットを提供する。
【解決手段】 ロボット1の脚部3を、アーム8と、パ
ラレルメカニズム9とによって構成する。パラレルメカ
ニズム9は、アーム8の先端に取り付けられたベース1
5、足先部16及びこれらの間を夫々連結する3つのシ
リンダ17によって構成される。
PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of an actuator used for a leg, improve rigidity of a leg, and increase the speed of operation, as well as the positioning accuracy of the tip of the leg, as compared with the related art. Provide a legged mobile robot that can be expected to be improved. SOLUTION: The leg 3 of the robot 1 is constituted by an arm 8 and a parallel mechanism 9. The parallel mechanism 9 includes a base 1 attached to the tip of the arm 8.
5, the foot portion 16 and three cylinders 17 connecting these components to each other.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の脚部を備
え、該脚部を動作させて移動するロボットに関し、特に
前記脚部にパラレルメカニズムを有するロボットに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot having a plurality of legs and moving by moving the legs, and more particularly to a robot having parallel mechanisms on the legs.
【0002】[0002]
【従来の技術】複数の脚部を備え、該脚部を動作させて
移動する所謂脚式移動型のロボットが広く知られてい
る。従来のロボットの脚部は、複数のリンクを直列に連
結したシリアルリンク機構を利用したものが一般的であ
る。この種のロボットは、各リンクの接続部分たる関節
にモータ等のアクチュエータが設けられており、これら
のアクチュエータを駆動することによって、各関節を動
作させるようになっている。2. Description of the Related Art A so-called leg type mobile robot having a plurality of legs and moving by operating the legs is widely known. The leg portion of a conventional robot generally uses a serial link mechanism in which a plurality of links are connected in series. In this type of robot, actuators such as motors are provided at joints which are connecting portions of each link, and each joint is operated by driving these actuators.
【0003】また、この他にも、脚部に平行リンク機構
を利用したロボットも存在する。平行リンク機構は、4
つのリンクを平行四辺形を形成するように組み合わせた
機構である。かかる平行リンク機構を用いたロボットで
は、脚部基端側(ロボット胴体側)に設けたアクチュエ
ータによって脚部関節を動作させるようになっている。In addition to this, there is also a robot using a parallel link mechanism for the legs. Parallel link mechanism is 4
It is a mechanism that combines two links to form a parallelogram. In a robot using such a parallel link mechanism, the leg joint is operated by an actuator provided on the leg base end side (robot body side).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た如き脚部にシリアルリンク機構を利用したロボットに
あっては、脚部の先端部から基端部へ向かうに従って、
関節に作用するモーメントが増大するため、基端側のア
クチュエータが大型化していた。また、片持ち梁の構造
となっているため、各リンクに曲げ応力が作用すること
となり、十分な剛性を確保するために、高剛性のリンク
を必要とし、これによるリンクの質量の増大及びアクチ
ュエータの更なる大型化を招いていた。従って、かかる
ロボットの脚部に用いられるアクチュエータには、脚部
を動作させることが可能な出力を確保しつつ、可及的に
小型化するという要望があるが、このような要望を満た
すためには動作の高速化が困難となるという問題があっ
た。However, in the robot using the serial link mechanism for the legs as described above, the distance from the distal end to the proximal end of the leg is increased.
Since the moment acting on the joint increases, the actuator on the proximal end side has become large. In addition, since the structure is a cantilever, bending stress acts on each link, and a highly rigid link is required to ensure sufficient rigidity, which increases the mass of the link and the actuator. Had led to a further increase in size. Therefore, there is a demand for the actuator used for the leg portion of such a robot to be as small as possible while ensuring an output capable of operating the leg portion. Has a problem that it is difficult to speed up the operation.
【0005】また、各アクチュエータに接続された減速
機等のバックラッシュにより、先端部の位置決め精度が
低いという問題もあった。There is also a problem that the positioning accuracy of the tip portion is low due to the backlash of the speed reducer or the like connected to each actuator.
【0006】また、脚部に平行リンク機構を利用したロ
ボットにあっては、脚部の基端部に脚部を動作させるた
めのアクチュエータを集中的に配置する必要があり、ア
クチュエータの設置スペースを確保するために、ロボッ
トが大型化するという問題があった。Further, in a robot that uses a parallel link mechanism for the legs, it is necessary to centrally arrange actuators for operating the legs at the base ends of the legs, which requires a space for installing the actuators. There is a problem that the robot becomes large in size in order to secure it.
【0007】また、アクチュエータが脚部の基端部に集
中配置されるため、ロボットの重心位置が高くなるとい
う問題があった。Further, since the actuators are concentratedly arranged at the base ends of the legs, there is a problem that the center of gravity of the robot becomes high.
【0008】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、パラレルメカニズムを利用することにより、従
来に比してアクチュエータの小型化、剛性の向上、及び
動作の高速化が可能であるとともに、脚部の先端部の位
置決め精度の向上が期待できるロボットを提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and by using the parallel mechanism, the actuator can be made smaller, the rigidity can be improved, and the operation speed can be increased as compared with the conventional one. An object of the present invention is to provide a robot that can be expected to improve the positioning accuracy of the tip portions of the legs.
【0009】また、本発明の他の目的は、従来に比して
小型であり、重心位置が低いロボットを提供することに
ある。Another object of the present invention is to provide a robot which is smaller than the conventional one and has a low center of gravity.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係るロボット
は、複数の脚部を備え、該脚部を動作させて移動するロ
ボットにおいて、前記脚部は、基端部と、先端部と、該
基端部及び該先端部に接続され、夫々の接続箇所の相対
位置を変化させる動作部とを有し、前記基端部及び前記
先端部が、複数の前記動作部によって連結されているパ
ラレルメカニズムを備えることを特徴とする。A robot according to the present invention is provided with a plurality of legs, and the robot moves by operating the legs, wherein the legs have a base end portion, a tip end portion, and A parallel mechanism having a base end portion and a distal end portion, and an operating portion for changing the relative position of each connection portion, wherein the base end portion and the distal end portion are connected by a plurality of the operating portions. It is characterized by including.
【0011】図11(a),(b)は、パラレルメカニ
ズムを例示する概念図である。パラレルメカニズムと
は、互いに離隔して対向配置された第1部材91及び第
2部材92を、複数のリンク(動作部)93夫々によっ
て連結した機械構造をいう。このようなパラレルメカニ
ズムには、伸縮型、回転型、直動型、及びワイヤ型等の
種類が存在する。FIGS. 11A and 11B are conceptual diagrams illustrating the parallel mechanism. The parallel mechanism is a mechanical structure in which a first member 91 and a second member 92, which are spaced apart from each other and face each other, are connected by a plurality of links (operating units) 93. Such parallel mechanisms include telescopic type, rotary type, linear type, and wire type.
【0012】図11(a)は、伸縮型のパラレルメカニ
ズムを示しており、図11(b)は、回転型のパラレル
メカニズムを示している。図11(a)に示す如く、伸
縮型のパラレルメカニズムは、リンク93が、その両端
が第1部材91及び第2部材92に夫々接続された棒状
をなし、長手方向へ伸縮する構造となっている。このパ
ラレルメカニズムでは、リンク93の第1部材91との
接続箇所、リンク93の第2部材91との接続箇所の夫
々に、ユニバーサルジョイント等が用いられ、リンク9
3が第1部材91及び第2部材92に対して、所定範囲
であらゆる角度に傾倒可能とされている。このような伸
縮型のパラレルメカニズムでは、各リンク93の伸縮を
独立に制御することにより、第1部材91及び第2部材
92を、その動作範囲内でいかなる方向にでも相対的に
移動させることができる。FIG. 11A shows a telescopic parallel mechanism, and FIG. 11B shows a rotary parallel mechanism. As shown in FIG. 11A, the telescopic parallel mechanism has a structure in which the link 93 has a rod shape with both ends thereof connected to the first member 91 and the second member 92, respectively, and has a structure that expands and contracts in the longitudinal direction. There is. In this parallel mechanism, a universal joint or the like is used at each of the connecting portion of the link 93 with the first member 91 and the connecting portion of the link 93 with the second member 91.
3 is tiltable with respect to the first member 91 and the second member 92 at any angle within a predetermined range. In such a telescopic parallel mechanism, the first member 91 and the second member 92 can be relatively moved in any direction within their operating range by independently controlling the expansion and contraction of each link 93. it can.
【0013】また、図11(b)に示す如く、回転型の
パラレルメカニズムは、夫々の一端部が枢着された2つ
の棒状のジョイントによってリンク93が構成され、一
方のジョイントの他端部が第1部材91に接続され、他
方のジョイントの他端部が第2部材92に接続された構
造となっている。また、第1部材91側のジョイント
は、回転式のアクチュエータによって基端部(他端部)
を中心として揺動されるようになっており、第2部材9
2側に接続されるジョイントは、ユニバーサルジョイン
ト等により、所定の範囲であらゆる角度に傾倒可能とさ
れている。このような回転型のパラレルメカニズムで
は、各リンク93の第1部材91側のジョイントの揺動
を独立に制御することにより、第1部材91及び第2部
材92を、その動作範囲内でいかなる方向にでも相対的
に移動させることができる。Further, as shown in FIG. 11 (b), in the rotary type parallel mechanism, a link 93 is constituted by two rod-shaped joints each of which one end is pivotally attached, and the other end of one joint is The structure is such that it is connected to the first member 91 and the other end of the other joint is connected to the second member 92. Further, the joint on the first member 91 side is a base end portion (the other end portion) by a rotary actuator.
The second member 9
The joint connected to the second side can be tilted at any angle within a predetermined range by a universal joint or the like. In such a rotary type parallel mechanism, by independently controlling the swing of the joint on the side of the first member 91 of each link 93, the first member 91 and the second member 92 can be moved in any direction within their operating range. It can be moved relatively even to.
【0014】このようなパラレルメカニズムは、各リン
ク93を動作させるためのアクチュエータを小型のもの
としても、各アクチュエータの出力が並列的に作用する
ため、パラレルメカニズム全体として大きな出力を発生
させることができるという利点がある。また、第1部材
91,第2部材92に如何なる方向の力が作用した場合
であっても、夫々のリンク93には曲げ応力が殆ど作用
せず、引っ張り応力又は圧縮応力のみが作用する。従っ
て、かかるパラレルメカニズムは、軽量な材料を用いて
各リンクを構成した場合であっても、使用目的に対して
十分な剛性を確保しやすいという特徴がある。In such a parallel mechanism, even if the actuator for operating each link 93 is small, the output of each actuator acts in parallel, so that a large output can be generated as a whole of the parallel mechanism. There is an advantage. Further, no matter what direction force is applied to the first member 91 and the second member 92, almost no bending stress acts on each link 93, but only tensile stress or compressive stress acts on each link 93. Therefore, such a parallel mechanism is characterized in that it is easy to secure sufficient rigidity for the intended purpose even when each link is made of a lightweight material.
【0015】本発明に係るロボットは、脚部がこのよう
なパラレルメカニズムによって構成されているので、全
体としての出力を、使用目的に対して十分なだけ確保し
ながら、従来に比してアクチュエータを小型化すること
ができる。また使用目的に対して、軽量でありながら十
分な剛性を確保することもできる。更に、従来に比して
軽量且つ高出力であることにより、動作を高速化するこ
とが可能となる。In the robot according to the present invention, since the legs are constructed by such a parallel mechanism, the actuator as compared with the conventional one can be used while securing the output as a whole sufficiently for the purpose of use. It can be miniaturized. Moreover, it is possible to secure sufficient rigidity while being lightweight for the purpose of use. Further, the lighter weight and higher output than the conventional one enables the operation to be speeded up.
【0016】また、各動作部(各動作部に設けられたア
クチュエータ)の出力は比較的小さくてもよいので、減
速機等を必要としない場合が多い。これによって、更に
小型化、軽量化が可能となる。また、減速機等を設けて
いない場合には、これによるバックラッシュが殆ど発生
しないので、脚部の先端部の位置決め精度を向上させる
ことが可能となる。また、減速機等を必要としないこと
により、更に動作の高速化が期待できる。Further, since the output of each operation unit (actuator provided in each operation unit) may be relatively small, a speed reducer or the like is not required in many cases. This enables further size reduction and weight reduction. Further, when a speed reducer or the like is not provided, backlash due to this hardly occurs, so that it is possible to improve the positioning accuracy of the tip portions of the legs. Further, by not requiring a speed reducer or the like, higher speed operation can be expected.
【0017】また、パラレルメカニズムは各動作部を基
端部及び先端部の間に配置した構造であるため、脚部の
基端側にアクチュエータを集中配置させる必要がなく、
ロボットの胴体部分の大型化を抑制することができる。
また、このことによって、ロボットの重心位置を低くす
ることも可能である。Further, since the parallel mechanism has a structure in which the respective operating parts are arranged between the base end portion and the tip end portion, it is not necessary to centrally arrange the actuators on the base end side of the leg portion,
It is possible to prevent the body portion of the robot from increasing in size.
Further, this also makes it possible to lower the position of the center of gravity of the robot.
【0018】上記発明においては、前記動作部が、前記
接続箇所の離隔距離を変化させるように、動作すべく構
成することも可能である。これにより、夫々の動作部
は、前記接続箇所の離隔距離を変化させるだけの単純な
動作を行うだけでよく、各動作部の構成を単純化するこ
とが可能となる。In the above invention, the operating portion may be configured to operate so as to change the separation distance of the connection point. Accordingly, each operating unit only needs to perform a simple operation of changing the separation distance of the connection point, and the configuration of each operating unit can be simplified.
【0019】この場合においては、前記動作部が、回転
動作する回転動作部と、該回転動作部の回転運動を直線
運動へ変換する変換手段とを有する構成とすることも可
能である。これにより、変換手段として、カム機構、ボ
ールねじ機構、リンク機構等、公知の各種の機構を利用
することができ、簡単な構造の動作部を構成することが
可能となる。In this case, it is also possible that the operating unit has a rotary operating unit that performs a rotary operation, and a conversion unit that converts the rotary motion of the rotary operating unit into a linear motion. As a result, various known mechanisms such as a cam mechanism, a ball screw mechanism, a link mechanism, etc. can be used as the converting means, and an operating unit having a simple structure can be configured.
【0020】また、上記発明においては、前記動作部
が、直動式のアクチュエータを有する構成とすることも
可能である。これにより、ロボットの脚部の構造を更に
単純化することが可能である。Further, in the above invention, it is possible that the operating portion has a direct-acting actuator. This makes it possible to further simplify the structure of the legs of the robot.
【0021】また、この場合においては、前記動作部
が、ピストンロッド及びシリンダチューブの一方が、前
記基端部及び前記先端部の一方に接続され、ピストンロ
ッド及びシリンダチューブの他方が、前記基端部及び前
記先端部の他方に接続されている流体シリンダを有する
構成とすることもできる。これにより、各動作部の構造
が単純になるだけでなく、動作部を比較的高速に動作さ
せることができ、また比較的大きな動力を得ることが可
能となる。Further, in this case, in the operating portion, one of the piston rod and the cylinder tube is connected to one of the base end portion and the tip end portion, and the other of the piston rod and the cylinder tube is the base end portion. It is also possible to have a configuration in which a fluid cylinder is connected to the other of the section and the tip section. This not only simplifies the structure of each operating unit, but also allows the operating unit to operate at a relatively high speed and obtains relatively large power.
【0022】また、このような構成とすることにより、
バックラッシュの発生を排除することができる。Further, by adopting such a configuration,
The occurrence of backlash can be eliminated.
【0023】また、上記発明においては、4つの前記脚
部が設けられている構成とすることもできる。ロボット
の脚数が多くなるほど、動作の制御が煩雑となるので、
脚数は可及的に少なくすることが望ましい。また、脚数
が4以上の場合には、ロボットが重心を常に支持面内に
保持しながら移動する所謂静的安定移動を行うことがで
き、ロボットの姿勢を安定させ易く、転倒等の虞が少な
い。従って、上記発明により、比較的動作の制御が容易
であり、しかも転倒等の虞が少なく、姿勢を安定させ易
いロボットを構成することができる。In the above invention, the four leg portions may be provided. As the number of legs of the robot increases, the control of the movement becomes complicated, so
It is desirable to reduce the number of legs as much as possible. Further, when the number of legs is 4 or more, the robot can perform so-called static stable movement in which the center of gravity is always held within the support surface, so that the posture of the robot can be easily stabilized and there is a risk of falling or the like. Few. Therefore, according to the invention described above, it is possible to configure a robot in which the control of the operation is relatively easy, the risk of falling is small, and the posture is easily stabilized.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0025】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1に係るロボットの構成を示す斜視図である。図1
に示す如く、本実施の形態1に係るロボット1は、胴体
部2と、4つの脚部3とから主として構成されている。
胴体部2は、前側部材4と、後側部材5とを備えてい
る。前側部材4は、長手方向の両端が開口した略直方体
の筒型をなしており、その前後端が夫々開口端とされて
いる。また、後側部材5も、前側部材4と略同様の形状
をなしている。前側部材4の後端と、後側部材5の前端
とは、中間部材6を介して連結されている。(Embodiment 1) FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a robot according to Embodiment 1 of the present invention. Figure 1
As shown in FIG. 1, the robot 1 according to the first embodiment is mainly composed of a body portion 2 and four leg portions 3.
The body portion 2 includes a front member 4 and a rear member 5. The front member 4 has a substantially rectangular parallelepiped tubular shape with both ends in the longitudinal direction open, and its front and rear ends are open ends. The rear member 5 also has a shape similar to that of the front member 4. The rear end of the front member 4 and the front end of the rear member 5 are connected via an intermediate member 6.
【0026】中間部材6は、開口部分が前側部材4及び
後側部材5の開口部分と略同一形状の短寸の筒型をなし
ており、その上面の前後端及び下面の前後端は、略円弧
状に突出せしめられている。また、前側部材4の後端部
の上下面も、夫々略円弧状に突出している。これらの前
側部材4の後端部の円弧状の突出部分は、中間部材6の
上面の前端及び下面の前端の円弧状の突出部分と重なっ
た状態とされており、これらの重ねられた部分がピン接
合にて接続されている。これによって、前側部材4と中
間部材6とは互いに横方向へ回動自在となっている。The intermediate member 6 has a short cylindrical shape whose opening is substantially the same as the opening of the front member 4 and the rear member 5, and the front and rear ends of the upper surface and the lower and front ends thereof are substantially the same. It is projected in an arc shape. Further, the upper and lower surfaces of the rear end portion of the front member 4 also project in a substantially arc shape. The arcuate projecting portions of the rear end of the front member 4 are in a state of overlapping with the arcuate projecting portions of the front end of the upper surface and the front end of the lower surface of the intermediate member 6, and these overlapped portions are Connected by pin bonding. As a result, the front member 4 and the intermediate member 6 are rotatable laterally with respect to each other.
【0027】これと同様に、後側部材5の前端部の上下
面も、夫々略円弧状に突出している。これらの後側部材
5の前端部の突出部分は、中間部材6の上下面の後端の
突出部分と重なった状態とされており、これらの重ねら
れた部分がピン接合にて接続されている。これによっ
て、後側部材5と中間部材6とは互いに横方向へ回動自
在となっている。Similarly, the upper and lower surfaces of the front end portion of the rear member 5 also project in a substantially arcuate shape. The projecting portions of the front end portions of these rear members 5 are in a state of overlapping with the projecting portions of the rear ends of the upper and lower surfaces of the intermediate member 6, and these overlapped portions are connected by pin joining. . As a result, the rear member 5 and the intermediate member 6 are rotatable laterally with respect to each other.
【0028】また、前側部材4の上面の後端部近傍に
は、空気圧式又は油圧式のダンパ7の一端が枢着されて
おり、後側部材5の上面の前端部近傍には、ダンパ7の
他端が枢着されている。これによって、前側部材4と後
側部材5とが相対的に回動した場合に減衰力が作用し、
滑らかに回動するようになっている。One end of a pneumatic or hydraulic damper 7 is pivotally mounted near the rear end of the upper surface of the front member 4, and the damper 7 is mounted near the front end of the upper surface of the rear member 5. The other end is pivotally attached. As a result, a damping force acts when the front member 4 and the rear member 5 relatively rotate,
It is designed to rotate smoothly.
【0029】前側部材4及び後側部材5には、夫々2つ
ずつ脚部3が設けられている。これらの脚部3は、アー
ム8及びパラレルメカニズム9を備えている。アーム8
は、支持部材10及び4つのリンク11〜14によって
構成されており、前側部材4及び後側部材5の両側面の
長手方向略中央部に、以下に説明するように夫々取り付
けられている。支持部材10は、略チャネル状をなして
おり、互いに対向する上面部分及び下面部分と、これら
の間に位置する側面部分とからなっている。支持部材1
0の側面部分は、前側部材4(後側部材5)の側面の長
手方向略中央部に固着されており、前記上面部分及び下
面部分が前側部材4(後側部材5)の側方へ突出した状
態となっている。The front member 4 and the rear member 5 are each provided with two leg portions 3. These legs 3 include an arm 8 and a parallel mechanism 9. Arm 8
Is composed of the support member 10 and the four links 11 to 14, and is attached to the substantially central portions in the longitudinal direction of both side surfaces of the front member 4 and the rear member 5, respectively, as described below. The support member 10 has a substantially channel shape, and includes an upper surface portion and a lower surface portion facing each other, and a side surface portion positioned between them. Support member 1
The side surface portion of 0 is fixed to the substantially central portion in the longitudinal direction of the side surface of the front member 4 (rear member 5), and the upper surface portion and the lower surface portion project to the side of the front member 4 (rear member 5). It is in the state of doing.
【0030】このような支持部材10の上面部分及び下
面部分には、リンク11がピン接続されており、これに
よってリンク11が前後方向へ回動自在に支持されてい
る。リンク11〜14は、高剛性及び軽量化を達成する
ために、例えば金属製のチャネル材を用いて形成されて
おり、これらによって平行リンク機構が構成されてい
る。更に詳しく説明すると、リンク11及びリンク12
は、リンク13及びリンク14に比べて短寸であり、リ
ンク12は胴体部2から離反された位置に配されてい
る。リンク11及びリンク12は、リンク13及びリン
ク14によって連結されている。リンク11は、チャネ
ル状の対向面部分が夫々前後に位置するように配置され
ており、これらの対向面部分によってリンク13及びリ
ンク14の一端部を夫々挟んだ状態とされている。ま
た、リンク11の対向面部分が、リンク13及びリンク
14とピン接合にて接続されており、これによってリン
ク13及びリンク14は、リンク11に対して上下方向
へ回動自在とされている。The link 11 is pin-connected to the upper surface portion and the lower surface portion of the support member 10 so that the link 11 is rotatably supported in the front-rear direction. The links 11 to 14 are formed by using, for example, a metal channel material in order to achieve high rigidity and light weight, and these constitute a parallel link mechanism. More specifically, link 11 and link 12
Is shorter than the links 13 and 14, and the link 12 is arranged at a position separated from the body 2. The link 11 and the link 12 are connected by the link 13 and the link 14. The link 11 is arranged such that the channel-shaped facing surface portions are located at the front and rear, respectively, and one end portion of each of the link 13 and the link 14 is sandwiched between these facing surface portions. Further, the facing surface portion of the link 11 is connected to the link 13 and the link 14 by pin joining, whereby the link 13 and the link 14 are rotatable in the vertical direction with respect to the link 11.
【0031】リンク13は、チャネル状の開口側を略下
側へ向けた状態で配置されており、リンク14は、リン
ク13の下側に、開口側を略上側へ向け、リンク13と
略平行な状態で配置されている。また、リンク13の両
側面と、リンク14の両側面とは、重ねられた状態とさ
れている。The link 13 is arranged with its channel-shaped opening side facing substantially downward, and the link 14 faces the lower side of the link 13 with its opening side facing substantially upward and is substantially parallel to the link 13. It is arranged in a simple state. Further, both side surfaces of the link 13 and both side surfaces of the link 14 are in a state of being overlapped with each other.
【0032】リンク12は、チャネル状の開口側を上側
へ向けた状態で配置されており、その対向面部分にリン
ク13及びリンク14の他端部を夫々挟んだ状態とされ
ている。リンク13及びリンク14の他端部は、リンク
12とピン接合にて接続されており、これによってリン
ク13及びリンク14は、リンク12に対して上下方向
へ回動自在とされている。The link 12 is arranged with its channel-shaped opening side facing upward, and the other end portions of the link 13 and the link 14 are sandwiched between the facing surfaces thereof. The other ends of the link 13 and the link 14 are connected to the link 12 by pin joining, so that the link 13 and the link 14 are rotatable in the vertical direction with respect to the link 12.
【0033】リンク12は、その中間面部分を下方へ向
けて配置されており、該中間面部分の外側面に、パラレ
ルメカニズム9が取り付けられている。該パラレルメカ
ニズム9は、ベース(基端部)15,足先部(先端部)
16,及びシリンダ(動作部)17から主として構成さ
れている。ベース15は、平面視において略Y字状をな
すように、3つの部分が外方へ向けて延設された如き形
状をなしている。また、ベース15は、その中央部分の
上面が、リンク12の下面と固着されている。The link 12 is arranged with its intermediate surface portion facing downward, and the parallel mechanism 9 is attached to the outer surface of the intermediate surface portion. The parallel mechanism 9 includes a base (base end portion) 15, a foot portion (tip portion).
16 and a cylinder (operating unit) 17 are mainly configured. The base 15 has a shape such that three parts are extended outward so as to have a substantially Y shape in a plan view. The upper surface of the central portion of the base 15 is fixed to the lower surface of the link 12.
【0034】このようなベース15の夫々の延設部分
は、互いに略120°を隔てて設けられている。更に、
前側部材4に連なるベース15の延設部分の内の1つ
は、後方であって、接続されたアーム8の長手方向に対
して略直交する方向へ延びている。従って、このベース
15の延設部分の他の2つは、前方へ向けて設けられて
いる。これに対して、後側部材5に連なるベース15の
延設部分は、1つが前方であって、接続されたアーム8
の長手方向に対して略直交する方向へ延びており、他の
2つが後方へ延びている。そして、このようなベース1
5の各延設部分の先端部の下面は、ユニバーサルジョイ
ントを介してシリンダ17に接続されている。The respective extending portions of the base 15 are provided so as to be separated from each other by approximately 120 °. Furthermore,
One of the extending portions of the base 15 connected to the front member 4 is rearward and extends in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the connected arm 8. Therefore, the other two of the extending portions of the base 15 are provided forward. On the other hand, one of the extending portions of the base 15 connected to the rear member 5 is the front and the connected arm 8
Extends in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the, and the other two extend rearward. And such a base 1
The lower surface of the tip of each extended portion of 5 is connected to the cylinder 17 via a universal joint.
【0035】シリンダ17は、空気圧式又は油圧式の流
体シリンダとされている。このシリンダ17は、そのシ
リンダチューブ18が上方に、ピストンロッド19が下
方に位置するように配置され、シリンダチューブ18の
上端部分がユニバーサルジョイントを介して前記ベース
15の延設部分先端に接続されている。また、3つのシ
リンダ17夫々のピストンロッド19の下端部分は、ユ
ニバーサルジョイントを介して足先部16に接続されて
いる。The cylinder 17 is a pneumatic or hydraulic fluid cylinder. The cylinder 17 is arranged such that its cylinder tube 18 is located at the upper side and the piston rod 19 is located at the lower side, and the upper end portion of the cylinder tube 18 is connected to the tip of the extended portion of the base 15 via a universal joint. There is. Further, the lower end portion of the piston rod 19 of each of the three cylinders 17 is connected to the foot portion 16 via a universal joint.
【0036】図2は、本発明の実施の形態1に係るロボ
ット1の足先部16の構成を示す拡大斜視図である。図
2に示すように、足先部16は、接続部材20,ダンパ
21,板ばね部材22及び接地部23によって主として
構成されている。接続部材20は、平面視において略Y
字状をなしており、その三方へ延設された部分の夫々
が、ユニバーサルジョイントを介してピストンロッド1
9の下端部分に接続されている。また、接続部材20の
中央部下面には、略円柱状をなすゴム等の弾性部材から
なるダンパ21の一端が固着されている。そして、ダン
パ21の他端は、板ばね部材22に固着されている。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the structure of the foot 16 of the robot 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the foot portion 16 is mainly composed of a connecting member 20, a damper 21, a leaf spring member 22 and a grounding portion 23. The connection member 20 is substantially Y in plan view.
Each of the three parts extending in the shape of a letter is a piston rod 1 via a universal joint.
9 is connected to the lower end portion. Further, one end of a damper 21 made of an elastic member such as rubber and having a substantially cylindrical shape is fixed to the lower surface of the central portion of the connecting member 20. The other end of the damper 21 is fixed to the leaf spring member 22.
【0037】板ばね部材22は、平面視において略Y字
状をなす金属製の板状部材であり、その三方へ延設され
た部分の夫々に図示しない孔が設けられている。そし
て、この孔には接地部23が取り付けられている。接地
部23は、棒状のねじ部材24と、該ねじ部材24の一
端に取り付けられた接地部材25とを有している。接地
部材25は、一端面が円錐状に突出しており、他端面が
平坦な略円盤状をなしており、この平坦面が接地面とさ
れている。また、接地部材25の円錐面の尖端部分に
は、略球形の穴が設けられている。ねじ部材24の一端
は、略球形に形成されていて、この一端と接地部材25
の穴とが係合され、これによってユニバーサルジョイン
トが構成されている。即ち、接地部材25は、ねじ部材
24に対して、所定範囲で如何なる方向へでも傾倒する
ことが可能である。The plate spring member 22 is a plate member made of metal and having a substantially Y shape in a plan view, and holes not shown are provided in each of the portions extending in three directions. And the grounding part 23 is attached to this hole. The grounding portion 23 has a rod-shaped screw member 24 and a grounding member 25 attached to one end of the screw member 24. One end surface of the ground member 25 projects in a conical shape, and the other end surface has a substantially disk shape with a flat surface, and the flat surface serves as a ground surface. In addition, a substantially spherical hole is provided at the tip of the conical surface of the ground member 25. One end of the screw member 24 is formed in a substantially spherical shape, and the one end and the ground member 25
The holes are engaged with each other to form a universal joint. That is, the ground member 25 can be tilted with respect to the screw member 24 in any direction within a predetermined range.
【0038】このような接地部23は、ねじ部材24が
板ばね部材22の孔に貫通された状態で、ねじ部材24
のおねじ部に螺合する2つのナット26,27によって
上下から板ばね部材22を狭持することにより、板ばね
部材22に締結されている。Such a grounding portion 23 is provided with the screw member 24 in a state where the screw member 24 is penetrated into the hole of the leaf spring member 22.
The leaf spring member 22 is fastened to the leaf spring member 22 by sandwiching the leaf spring member 22 from above and below by the two nuts 26 and 27 screwed to the male thread portion.
【0039】以上の如き構成により、接地部23は、接
続部材20が水平とならない状態であっても、ダンパ2
1が屈曲することによって、接地部材25の接地面を地
面に倣わせて接地させることができる。また、地面に凹
凸が存在する場合であっても、ユニバーサルジョイント
によって接地部材25がより接地面積が大きい位置まで
傾くため、夫々の脚部3を安定した状態で接地させるこ
とができる。With the above-described structure, the grounding portion 23 is provided with the damper 2 even when the connecting member 20 is not horizontal.
When 1 bends, the grounding surface of the grounding member 25 can be grounded following the ground. Even if the ground has unevenness, the universal joint tilts the grounding member 25 to a position where the grounding area is larger, so that each leg 3 can be grounded in a stable state.
【0040】更に図1を参照して、脚部3の構成につい
て説明する。前側部材4の前端部上面には、2つのシリ
ンダ28が接続されている。これらのシリンダ28は、
空気圧式又は油圧式の流体シリンダであり、夫々のシリ
ンダチューブ29の基端部がユニバーサルジョイントを
介して前側部材4の前端部上面の横方向に離隔した2箇
所に夫々接続されている。また、一方のシリンダ28
は、そのピストンロッド30の先端が、前側部材4に接
続された脚部3の内、該シリンダ28に近接する方の脚
部3が備えるベース15の前側部分に、ユニバーサルジ
ョイントを介して接続されている。これと同様に、他方
のシリンダ28のピストンロッド30の先端部も、前記
脚部3とは反対側の脚部3が備えるベース15の前側部
分に、ユニバーサルジョイントを介して接続されてい
る。The structure of the leg portion 3 will be described with reference to FIG. Two cylinders 28 are connected to the upper surface of the front end of the front member 4. These cylinders 28
It is a pneumatic or hydraulic fluid cylinder, and the base ends of the respective cylinder tubes 29 are connected to two laterally spaced locations on the upper surface of the front end of the front member 4 via universal joints. Also, one cylinder 28
Of the piston rod 30 is connected via a universal joint to the front side portion of the base 15 included in the leg 3 closer to the cylinder 28 among the legs 3 connected to the front member 4. ing. Similarly, the tip end portion of the piston rod 30 of the other cylinder 28 is also connected to the front side portion of the base 15 included in the leg portion 3 on the side opposite to the leg portion 3 via a universal joint.
【0041】また、前側部材4の後端部上面の横方向に
離隔した2箇所にも、2つのシリンダ31のシリンダチ
ューブ32の基端部がユニバーサルジョイントを介して
接続されている。ここで、シリンダ31は、シリンダ2
8と、シリンダチューブ長、ピストンロッド長、及びス
トロークが同一のものとされている。一方のシリンダ3
1は、そのピストンロッド33の先端が、前側部材4に
接続された脚部3の内、該シリンダ31に近接する方の
脚部3が備えるベース15の後側部分に、ユニバーサル
ジョイントを介して接続されている。そして、他方のシ
リンダ31のピストンロッド33の先端も、前記脚部3
とは反対側の脚部3が備えるベース15の後側部分に、
ユニバーサルジョイントを介して接続されている。Further, the base end portions of the cylinder tubes 32 of the two cylinders 31 are also connected to the upper surface of the rear end portion of the front member 4 at two laterally spaced locations via a universal joint. Here, the cylinder 31 is the cylinder 2
8, the cylinder tube length, the piston rod length, and the stroke are the same. One cylinder 3
1, the end of the piston rod 33 is connected to the rear portion of the base 15 of the leg portion 3 connected to the front member 4 which is closer to the cylinder 31 via a universal joint. It is connected. The tip of the piston rod 33 of the other cylinder 31 is also connected to the leg 3
In the rear part of the base 15 of the leg part 3 on the opposite side,
Connected via a universal joint.
【0042】従って、前側部材4に接続された脚部3が
備えるベース15は、アーム8及びシリンダ28,31
によって前側部材4に連結されている。また、シリンダ
28は、アーム8の前方に配置され、シリンダ31は、
アーム8の後方に配置されている。Therefore, the base 15 of the leg portion 3 connected to the front member 4 includes the arm 8 and the cylinders 28 and 31.
Is connected to the front member 4. Further, the cylinder 28 is arranged in front of the arm 8 and the cylinder 31 is
It is arranged behind the arm 8.
【0043】なお、後側部材5に接続された脚部3も夫
々シリンダ28及びシリンダ31によって接続されてい
るが、前側部材4に接続された脚部3と同様の構成であ
るので、その説明は省略する。The leg portions 3 connected to the rear member 5 are also connected by the cylinder 28 and the cylinder 31, respectively, but since they have the same structure as the leg portion 3 connected to the front member 4, their description will be omitted. Is omitted.
【0044】次に、本発明の実施の形態1に係るロボッ
ト1の動作について説明する。かかるロボット1は、胴
体部2に内蔵された図示しない制御部によって、その動
作が制御される。図3〜図5は、本発明の実施の形態1
に係るロボット1の動作を説明するための斜視図であ
る。シリンダ28及びシリンダ31の長さ、即ちピスト
ンロッド30のシリンダチューブ29からの突出量及び
ピストンロッド33のシリンダチューブ32からの突出
量を、夫々ストロークの半分とした場合には、アーム8
は、その長手方向が横方向、即ち前側部材4及び後側部
材5の内、このアーム8が接続された方の長手方向に略
直交する方向を向く状態となる。以下、この状態をアー
ム中立状態という。Next, the operation of the robot 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. The operation of the robot 1 is controlled by a control unit (not shown) built in the body 2. 3 to 5 show Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view for explaining the operation of the robot 1 according to the present invention. When the lengths of the cylinder 28 and the cylinder 31, that is, the protrusion amount of the piston rod 30 from the cylinder tube 29 and the protrusion amount of the piston rod 33 from the cylinder tube 32 are respectively half of the stroke, the arm 8
Is in a state in which the longitudinal direction thereof is a lateral direction, that is, a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the front member 4 and the rear member 5 to which the arm 8 is connected. Hereinafter, this state is referred to as an arm neutral state.
【0045】このアーム中立状態から、図3に示すよう
に、シリンダ28を縮短させ、シリンダ31を伸張させ
た場合には、アーム8が、支持部材10とリンク11と
の接合点を中心として、前方へ回動する。この結果、こ
のアーム8に接続された足先部16が前方へ移動する。From this arm neutral state, as shown in FIG. 3, when the cylinder 28 is shortened and the cylinder 31 is extended, the arm 8 is centered on the joint point between the support member 10 and the link 11. Rotate forward. As a result, the foot portion 16 connected to the arm 8 moves forward.
【0046】これに対して、アーム中立状態からシリン
ダ28を伸張させ、シリンダ31を縮短させた場合に
は、アーム8が、前記接合点を中心として後方へ回動
し、足先部16が後方へ移動する。On the other hand, when the cylinder 28 is extended and the cylinder 31 is shortened from the arm neutral state, the arm 8 pivots rearward about the joint point, and the foot tip portion 16 rearward. Move to.
【0047】また、アーム中立状態から、図4に示すよ
うに、シリンダ28及びシリンダ31を夫々同一長さだ
け縮短させた場合には、リンク13及びリンク14が、
夫々のリンク11との接合点を中心として、上方に回動
する。これによって、リンク12が円弧状の軌跡に沿っ
て上方へ移動し、これに伴って足先部16が上方へ移動
する。When the cylinder 28 and the cylinder 31 are shortened by the same length from the arm neutral state, as shown in FIG. 4, the link 13 and the link 14 become
It rotates upward around the joint point with each link 11. As a result, the link 12 moves upward along the arcuate locus, and the foot portion 16 moves upward accordingly.
【0048】これに対して、アーム中立状態からシリン
ダ28及びシリンダ31を夫々同一長さだけ伸張させた
場合には、リンク13及びリンク14が、夫々前記接合
点を中心として下方に回動する。これによって、リンク
12が円弧状の軌跡に沿って下方へ移動し、足先部16
が下方へ移動する。On the other hand, when the cylinder 28 and the cylinder 31 are extended by the same length from the arm neutral state, the link 13 and the link 14 respectively rotate downward about the joint point. As a result, the link 12 moves downward along the arcuate locus and the toe 16
Moves downward.
【0049】また、1つのパラレルメカニズム9に含ま
れる3つのシリンダ17は、夫々等しいストローク長を
有したものである。これらのシリンダ17のピストンロ
ッド19を、そのストロークの半分の長さだけシリンダ
チューブ18から突出させた場合、パラレルメカニズム
9は、略上下方向へ延びた状態となる。以下、この状態
をパラレルメカニズム中立状態という。The three cylinders 17 included in one parallel mechanism 9 have the same stroke length. When the piston rods 19 of these cylinders 17 are projected from the cylinder tube 18 by a length of half the stroke thereof, the parallel mechanism 9 is in a state of extending in a substantially vertical direction. Hereinafter, this state is referred to as a parallel mechanism neutral state.
【0050】後側部材5に連なるパラレルメカニズム
9、即ち後脚側のパラレルメカニズム9を、上述のよう
なパラレルメカニズム中立状態から、図5に示すよう
に、これに含まれる3つのシリンダ17の内、前方の1
つの伸張させ、及び/又は後方の2つを縮短させた場合
には、足先部16が後方へ移動する。このように、1つ
のパラレルメカニズム9に含まれる3つのシリンダを伸
縮させることによって、足底部16を如何なる方向へで
も移動させることが可能である。The parallel mechanism 9 connected to the rear member 5, that is, the parallel mechanism 9 on the rear leg side, is moved from the neutral state of the parallel mechanism as described above to one of the three cylinders 17 included therein as shown in FIG. , The front one
If one is extended and / or the rear two are shortened, the toe part 16 moves rearward. In this way, by expanding and contracting the three cylinders included in one parallel mechanism 9, it is possible to move the sole 16 in any direction.
【0051】夫々の脚部3で、以上のような動作を組み
合わせて行わせることにより、ロボット1は所要の動作
を行うことができる。例えばクロール歩容と呼ばれる脚
数4の場合の静歩行等、周知の歩行パターンで各脚部3
を動作させることにより、ロボット1に歩行動作を行わ
せることができる。The robot 1 can perform the required motions by performing the above motions in combination on the respective legs 3. For example, each leg portion 3 is formed in a well-known walking pattern such as static walking when the number of legs is 4, which is called a crawl gait.
The robot 1 can be caused to perform a walking motion by operating.
【0052】また、パラレルメカニズム9は、これに含
まれる3つのシリンダ17を、パラレルメカニズム中立
状態から夫々同一長さだけ伸張させることによって、パ
ラレルメカニズム9全体の長さを伸張させることがで
き、シリンダ17を夫々同一長さだけ縮短させることに
よって、パラレルメカニズム9全体の長さを縮短させる
ことができる。このような動作及び/又は前述したよう
なアーム8を上下に回動させる動作を利用することによ
り、例えば段差を乗り越えることができる。The parallel mechanism 9 can extend the entire length of the parallel mechanism 9 by extending the three cylinders 17 included therein from the parallel mechanism neutral state by the same length. By shortening 17 respectively by the same length, the length of the entire parallel mechanism 9 can be shortened. By using such an operation and / or the above-described operation of rotating the arm 8 up and down, for example, a step can be overcome.
【0053】なお、本実施の形態1においては、パラレ
ルメカニズム9の動作部をシリンダ17とした構成につ
いて述べたが、これに限定されるものではなく、例え
ば、動作部を、固定子がベース15及び足先部16の一
方に接続され、走行子が他方に接続されたリニアモータ
としてもよい。また、例えば夫々の動作部が、内面に雌
ねじ部が設けられた筒状の回転軸を有するモータと、外
面に雄ねじ部が設けられ、この回転軸に螺合した状態で
貫通する移動軸とを備え、モータが動作することによっ
て移動軸が軸長方向へ移動し、これによって動作部が伸
縮する構成としてもよいし、夫々の動作部が、一部の外
面に雄ねじ部が設けられた回転軸を有するモータと、内
面に雌ねじ部が設けられ、この回転軸に螺合する移動軸
とを備え、モータが動作することによって移動軸が軸長
方向へ移動し、これによって動作部が伸縮する構成とし
てもよい。In the first embodiment, the configuration in which the operating unit of the parallel mechanism 9 is the cylinder 17 has been described, but the present invention is not limited to this. Alternatively, the linear motor may be connected to one of the toes 16 and the runner to the other. Further, for example, each operating unit includes a motor having a cylindrical rotary shaft having an internal threaded portion provided on the inner surface thereof and a moving shaft having an external threaded portion provided on the outer surface thereof and penetrating in a threaded state with the rotary shaft. The moving shaft may be moved in the axial direction by the operation of the motor, and the moving parts may be expanded and contracted by the movement of the moving shaft. Each of the moving parts may be a rotary shaft having a male screw part on a part of its outer surface. And a moving shaft that is internally threaded on its inner surface and that is screwed onto this rotating shaft. When the motor operates, the moving shaft moves in the axial direction, and the operating unit expands and contracts. May be
【0054】また、これらに限らず、夫々の動作部が、
モータ等の回転式アクチュエータと、これの回転運動を
直線運動へ変換する、例えばラック・ピニオン、ベル
ト、ボールねじのような変換手段とを備え、変換手段の
直線運動によって動作部のベース15及び足先部16に
対する接続箇所間の離隔距離が変化する構成であれば、
如何なる構成であってもよい。Not limited to these, each operating unit
A rotary actuator such as a motor and a conversion means such as a rack and pinion, a belt, and a ball screw for converting the rotary motion of the motor into a linear motion are provided. If the separation distance between the connection points with respect to the tip portion 16 changes,
It may have any configuration.
【0055】また、本実施の形態1においては、シリン
ダ17により夫々の動作部を構成したが、例えばソレノ
イドのような他の直動式アクチュエータによって夫々の
動作部を構成し、この直動式アクチュエータの動作によ
って動作部のベース15及び足先部16に対する接続箇
所間の離隔距離が変化するようにしてもよい。In the first embodiment, the cylinder 17 constitutes each operating portion, but each operating portion is constituted by another linear actuator such as a solenoid, and the linear actuator is formed. The distance between the connecting portions of the operating portion with respect to the base 15 and the toe portion 16 may be changed by the operation of.
【0056】また、動作部が直動式又は回転式のアクチ
ュエータではなく、形状記憶合金のような、回転運動及
び直線運動とは異なる運動を行うアクチュエータによっ
て構成し、このアクチュエータの動作により、動作部の
ベース15及び足先部16に対する接続箇所間の離隔距
離が変化するようにしてもよい。Further, the operating portion is not a linear or rotary actuator, but an actuator such as a shape memory alloy which performs a motion different from a rotary motion and a linear motion, and the motion of this actuator causes the motion part to move. The separation distance between the connection points with respect to the base 15 and the foot portion 16 may be changed.
【0057】また、本実施の形態1においては、1つの
脚部3に1つのパラレルメカニズム9が設けられた構成
について述べたが、これに限定されるものではなく、例
えば複数のパラレルメカニズムを直列的に接続し、これ
を脚部3に用いた構成としてもよい。In addition, in the first embodiment, the configuration in which one parallel mechanism 9 is provided in one leg portion 3 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a plurality of parallel mechanisms may be connected in series. It may be configured to be connected to each other and used for the leg portion 3.
【0058】また、本実施の形態1においては、パラレ
ルメカニズム9がアーム8を介して胴体部2に連結され
た構成について述べたが、これに限定されるものではな
く、例えば、パラレルメカニズム9のベース15が直接
胴体部2に接続された構成としてもよい。In the first embodiment, the parallel mechanism 9 is connected to the body portion 2 via the arm 8. However, the present invention is not limited to this. The base 15 may be directly connected to the body portion 2.
【0059】図6は、本実施の形態1に係るロボット1
の使用例を説明するための斜視図であり、図7は、本実
施の形態1に係るロボット1の他の使用例を説明するた
めの側面図である。図6に示すロボット1の使用例は、
本実施の形態1に係るロボット1の胴体部2及びアーム
8をカバー101で覆い、パラレルメカニズム9を可撓
性を有する蛇腹状のカバー102で覆った構成としてい
る。また、カバー101の上部には、操作者が着座する
ための座部103が設けられており、この座部103の
前方には、ロボット1を操作するためのジョイスティッ
ク104が設けられている。また、このロボット1の使
用例では、パラレルメカニズム9の先端の足先部を下側
が球面の半球体としている。FIG. 6 shows the robot 1 according to the first embodiment.
FIG. 7 is a perspective view for explaining an example of use of FIG. 7, and FIG. 7 is a side view for explaining another example of use of the robot 1 according to the first embodiment. The usage example of the robot 1 shown in FIG.
The body 2 and the arm 8 of the robot 1 according to the first embodiment are covered with a cover 101, and the parallel mechanism 9 is covered with a flexible bellows-shaped cover 102. A seat portion 103 for an operator to sit on is provided on the top of the cover 101, and a joystick 104 for operating the robot 1 is provided in front of the seat portion 103. Further, in the usage example of the robot 1, the foot portion at the tip of the parallel mechanism 9 is a hemisphere whose lower side is a spherical surface.
【0060】また、本実施の形態1に係るロボット1
を、図7に示すように使用することもできる。図7に示
すロボット1の使用例は、前記カバー101の前後方向
略中央部に、車輪105を設けた構成としている。ま
た、パラレルメカニズム9の先端の足先部を、前記車輪
105よりも小径の車輪としている。その他の構成は図
6に示した使用例と同様である。このように構成するこ
とによって、本実施の形態1に係るロボット1を、車椅
子として使用することができる。この場合には、従来の
車椅子では乗り越えることが困難な障害物又は段差等に
対しても、脚部3を使用して容易に乗り越えることがで
きる。Further, the robot 1 according to the first embodiment
Can also be used as shown in FIG. The example of use of the robot 1 shown in FIG. 7 has a configuration in which wheels 105 are provided in the center of the cover 101 in the front-rear direction. The tip of the parallel mechanism 9 is a wheel having a smaller diameter than the wheel 105. Other configurations are the same as the usage example shown in FIG. With this configuration, the robot 1 according to the first embodiment can be used as a wheelchair. In this case, it is possible to easily ride over obstacles, steps, etc., which are difficult to get over with a conventional wheelchair, by using the legs 3.
【0061】更に、図6に示したような、人間が搭乗す
ることが可能なロボットを、以下のように、ロボットの
操作訓練用シミュレータとしても使用することが可能で
あるように構成することが望ましい。図8は、本発明の
実施の形態1に係るロボットを用いた操作訓練用シミュ
レータシステムを示すブロック図である。このシステム
では、ロボット1を、その脚部の足先部を、例えば室内
の床面に固定して使用する。ロボット1は、外部に設け
られた制御回路106に接続されている。ロボット1
は、このように制御回路106に接続された場合には、
ジョイスティック104からの操作信号が、ロボット1
に内蔵された制御部ではなく、制御回路106に出力さ
れ、ロボット1の各アクチュエータが、ロボット1に内
蔵された制御部ではなく、制御回路106から出力され
た制御信号によって制御されるようになっている。Further, a robot capable of being carried by a human as shown in FIG. 6 can be configured so that it can be used also as a simulator for robot operation training as described below. desirable. FIG. 8 is a block diagram showing an operation training simulator system using the robot according to the first embodiment of the present invention. In this system, the robot 1 is used by fixing the legs of its legs to, for example, the floor surface in the room. The robot 1 is connected to a control circuit 106 provided outside. Robot 1
Is connected to the control circuit 106 in this way,
The operation signal from the joystick 104 is transmitted to the robot 1
The actuators of the robot 1 are controlled by the control signals output from the control circuit 106 instead of the control units incorporated in the robot 1. ing.
【0062】また、制御回路106は、画像生成回路1
07に接続されている。この画像生成回路107は、例
えばDVD読み取り装置等を具備しており、制御回路1
06からの指示に応じた画像データを生成するようにな
っている。Further, the control circuit 106 includes the image generation circuit 1
It is connected to 07. The image generation circuit 107 includes, for example, a DVD reading device, and the control circuit 1
Image data is generated according to the instruction from 06.
【0063】また、画像生成回路107は、画像出力装
置108に接続されている。この画像出力装置108
は、CRT又はLCD等によって構成されており、画像
生成回路107から出力された画像データを受信し、こ
れに応じた画像を出力するようになっている。The image generation circuit 107 is also connected to the image output device 108. This image output device 108
Is composed of a CRT or LCD, receives image data output from the image generation circuit 107, and outputs an image corresponding to the image data.
【0064】操作訓練を行うユーザが、ロボット1の座
部103に着座し、ジョイスティック104によって、
ロボット1へ動作を指示する。この操作信号は、制御回
路106に与えられ、制御回路106は、ロボット1を
前後方向及び/又は左右方向へ移動させることなく、そ
の動作指示が与えられたときの動作(前進、後退及び旋
回等)に応じた動作をロボット1に行わせるような制御
信号をロボット1へ出力する。この制御信号によって、
ロボット1の各アクチュエータが駆動され、ロボット1
が動作する。このとき、例えばユーザが前進指示を行っ
た場合には、ロボット1は前進することはなく、前進し
たときの胴体部の上下移動又は傾倒等の動作のみを行う
こととなる。A user who conducts operation training sits on the seat 103 of the robot 1 and uses the joystick 104 to
Instruct the robot 1 to operate. This operation signal is given to the control circuit 106, and the control circuit 106 does not move the robot 1 in the front-rear direction and / or the left-right direction, but when the operation instruction is given (forward, backward, turn, etc.). ) Outputs a control signal to the robot 1 to cause the robot 1 to perform an operation according to (1). With this control signal,
Each actuator of the robot 1 is driven, and the robot 1
Works. At this time, for example, when the user gives an instruction to move forward, the robot 1 does not move forward, but only moves the body portion up and down or tilts when moving forward.
【0065】また、制御回路106からは、ユーザから
の動作指示に応じた画像データの生成指示の信号が、画
像生成回路107へ出力される。この指示信号は、例え
ば、ユーザが指示した移動方向及び移動速度等を含んで
いる。画像生成回路107は、指示信号に応じて、現在
画像出力装置108が表示している画像から、ロボット
1が前記移動方向へ、前記移動速度で移動したときのロ
ボット1の前方の風景の画像データを生成し、これを画
像出力装置108へ出力する。そして、画像出力装置1
08は、この画像データに従って、ロボット1の前方の
画像を出力する。Further, the control circuit 106 outputs to the image generation circuit 107 a signal for instructing the generation of image data according to the operation instruction from the user. The instruction signal includes, for example, the moving direction and moving speed instructed by the user. In response to the instruction signal, the image generation circuit 107, based on the image currently displayed by the image output device 108, image data of a landscape in front of the robot 1 when the robot 1 moves in the moving direction at the moving speed. Is generated and is output to the image output device 108. Then, the image output device 1
08 outputs an image in front of the robot 1 according to this image data.
【0066】これにより、ユーザは画像出力装置108
の表示画像を視認しながら、ジョイスティック104を
操作することにより、あたかも実際にロボット1を移動
させているように、ロボット1の操作訓練を行うことが
できる。As a result, the user can operate the image output device 108.
By operating the joystick 104 while visually observing the display image of 1, the operation training of the robot 1 can be performed as if the robot 1 was actually moved.
【0067】(実施の形態2)図9は、本発明の実施の
形態2に係るロボットの構成を示す斜視図である。図9
に示すように、本発明の実施の形態2に係るロボット3
4は、胴体部2の上方に設けられた上部装置35を備え
ている。該上部装置35は、以下のように構成されてい
る。(Second Embodiment) FIG. 9 is a perspective view showing the structure of a robot according to a second embodiment of the present invention. Figure 9
As shown in FIG. 3, the robot 3 according to the second embodiment of the present invention
4 includes an upper device 35 provided above the body 2. The upper device 35 is configured as follows.
【0068】前側部材4及び後側部材5の上面に、板が
その中央部が略矩形状に突出するように屈曲された如き
形状をなす台座36,37が取り付けられており、各台
座36,37の段部の上面に、板が略L字状に屈曲され
た如き形状をなすガイド端部材38,39が、横板部分
を下側にして夫々取り付けられている。前側のガイド端
部材38は、台座36に回動自在であって、所定範囲で
移動自在に取り付けられており、後側のガイド端部材3
9は、台座37に回動自在に取り付けられている。ま
た、夫々のガイド端部材38,39は、夫々の横板部分
を互いに近接する側へ向けて配置されており、夫々の縦
板部分の対向面、即ち夫々の縦板部分の屈曲内側の面に
は、2本のガイド棒40と、1本のねじ棒41とが平行
に渡されている。これによって、各ガイド端部材38,
39間の距離は規制されるが、前述したようにガイド端
部材38,39が台座36,37に取り付けられている
ので、前側部材4及び後側部材5が互いに所定範囲で屈
曲することが可能である。Mounted on the upper surfaces of the front member 4 and the rear member 5 are pedestals 36 and 37 each having a shape in which a plate is bent so that its central portion projects in a substantially rectangular shape. Guide end members 38 and 39 each having a shape in which the plate is bent into a substantially L shape are attached to the upper surface of the stepped portion of 37 with the horizontal plate portion facing downward. The front guide end member 38 is rotatably attached to the pedestal 36 and is movably attached within a predetermined range, and the rear guide end member 3 is provided.
9 is rotatably attached to the pedestal 37. Further, the respective guide end members 38, 39 are arranged such that the respective horizontal plate portions are directed toward the side close to each other, and the facing surfaces of the respective vertical plate portions, that is, the surfaces on the inner side of bending of the respective vertical plate portions. Two guide rods 40 and one screw rod 41 are passed in parallel with each other. Thereby, each guide end member 38,
Although the distance between 39 is regulated, since the guide end members 38 and 39 are attached to the pedestals 36 and 37 as described above, the front member 4 and the rear member 5 can be bent within a predetermined range. Is.
【0069】ガイド棒40及びねじ棒41の夫々は、扁
平な略直方体形状をなす移動部材42を貫通した状態と
されている。移動部材42のねじ棒41が貫通している
部分は、雌ねじ状に形成されており、これとねじ棒41
とが螺合せしめられている。また、ねじ棒41の下端
は、ガイド端部材39の縦板部分の背面に取り付けられ
たモータ43の出力軸に接続されており、これによっ
て、モータ43が回転動作した場合に、ねじ棒41が回
転し、移動部材42がガイド棒40及びねじ棒41に沿
って前後へ移動することとなる。Each of the guide rod 40 and the screw rod 41 is in a state of penetrating the moving member 42 having a flat and substantially rectangular parallelepiped shape. A portion of the moving member 42, through which the screw rod 41 penetrates, is formed in a female screw shape.
And are screwed together. Further, the lower end of the screw rod 41 is connected to the output shaft of the motor 43 attached to the back surface of the vertical plate portion of the guide end member 39, so that the screw rod 41 can be rotated when the motor 43 is rotated. The moving member 42 rotates and moves back and forth along the guide rod 40 and the screw rod 41.
【0070】移動部材42の両側面には、縦板状の支持
板44が取り付けられている。両支持板44は、移動部
材42の上方で対向しており、この対向面間に、2つの
リンク45,46の夫々の後端部分が挟まれた状態とな
っている。リンク45,46は、その幅が、移動部材4
2の幅と略同寸とされている。また、リンク45,46
は、両支持板44の対向面間に渡された2つの枢軸(図
示せず)によって、夫々回動可能に取り付けられてい
る。また、上側のリンク45を貫通する枢軸は、下側の
リンク46を貫通する枢軸の後斜め上方に位置してい
る。Vertical plate-shaped support plates 44 are attached to both side surfaces of the moving member 42. The support plates 44 face each other above the moving member 42, and the rear end portions of the two links 45 and 46 are sandwiched between the facing surfaces. The width of the links 45 and 46 is the same as that of the moving member 4
The width is approximately the same as the width of 2. Also, links 45 and 46
Are rotatably attached by two pivots (not shown) passed between the opposing surfaces of both support plates 44. Further, the pivot that penetrates the upper link 45 is located diagonally above and rearward of the pivot that penetrates the lower link 46.
【0071】夫々のリンク45,46の長さは、略同寸
とされている。そして、リンク45,46の先端部分
は、次のような取付部材47に接続されている。取付部
材47は、金属板が、その中央部分が略矩形状に突出す
るように屈曲された如き形状をなしている。また、この
取付部材47は、両側端部分、即ち略矩形状に突出した
中央部分の両側方の部分が、鉛直板より若干後方へ傾斜
した板状をなしており、この両部分に後述する腕部48
が取り付けられている。取付部材47の矩形状に突出し
た中央部分の頂点は、腕部48の取付面よりも更に後方
へ傾斜した面を構成しており、この部分が、後述する撮
像部49の取付面とされている。The lengths of the links 45 and 46 are substantially the same. Then, the tip ends of the links 45 and 46 are connected to a mounting member 47 as described below. The mounting member 47 has a shape in which a metal plate is bent so that its central portion projects in a substantially rectangular shape. Further, the mounting member 47 has a plate shape in which both side end portions, that is, both side portions of the central portion projecting in a substantially rectangular shape, are inclined slightly rearward from the vertical plate, and both of these portions will be described later. Part 48
Is attached. The apex of the rectangular central portion of the mounting member 47 constitutes a surface inclined further rearward than the mounting surface of the arm portion 48, and this portion serves as a mounting surface of an image capturing unit 49 described later. There is.
【0072】取付部材47の矩形状に突出した中央部分
の背面側、即ち矩形状に窪んだ部分には、リンク45,
46の先端部分が挿入されている。また、取付部材47
の矩形状突出部分の対向面間には、2つの枢軸(図示せ
ず)が渡された状態とされており、これらの枢軸がリン
ク45,46を夫々貫通しており、これによってリンク
45,46が回動自在とされている。そして、リンク4
5の取付部材47に対する接続箇所は、リンク46の取
付部材47に対する接続箇所の後斜め上方に位置してお
り、両接続箇所を結ぶ直線が、リンク45,46の支持
板44に対する接続箇所間を結ぶ直線と平行とされてい
る。また、リンク45,46の取付部材47に対する接
続箇所間の距離と、リンク45,46の支持板44に対
する接続箇所間の距離とは、略同一とされている。即
ち、両支持板44,リンク45,46及び取付部材47
によって、平行リンク機構が構成されている。On the back side of the central portion of the mounting member 47 projecting in a rectangular shape, that is, in the rectangular recessed portion, the links 45,
The tip portion of 46 is inserted. Also, the mounting member 47
Two pivots (not shown) are passed between the facing surfaces of the rectangular projecting portions of the shafts, and these pivots pass through the links 45 and 46, respectively, whereby the links 45, 46 46 is rotatable. And link 4
The connection point for the attachment member 47 of 5 is located diagonally above and behind the connection point for the attachment member 47 of the link 46, and the straight line connecting both connection points extends between the connection points for the support plates 44 of the links 45, 46. It is said to be parallel to the connecting straight line. Further, the distance between the connection points of the links 45 and 46 to the mounting member 47 and the distance between the connection points of the links 45 and 46 to the support plate 44 are substantially the same. That is, both support plates 44, links 45 and 46, and mounting member 47.
The parallel link mechanism is configured by the above.
【0073】また、リンク45の上方には、これと略平
行にシリンダ50が配されている。このシリンダ50
は、空気圧式又は油圧式の流体シリンダであり、そのシ
リンダチューブの基端が、両支持板44の対向面間に渡
された枢軸51に回動自在に取り付けられており、その
ピストンロッドの先端が、取付部材47の矩形状に窪ん
だ中央部分の対向面間に渡された枢軸52に回動自在に
取り付けられている。従って、このシリンダ50が伸縮
することによって、リンク45,46が夫々の支持板4
4に対する接続箇所を中心として回動し、取付部材47
が、同じ姿勢を保ったまま、略上下に移動することとな
る。A cylinder 50 is arranged above the link 45 substantially in parallel therewith. This cylinder 50
Is a pneumatic or hydraulic fluid cylinder, and the base end of the cylinder tube is rotatably attached to a pivot 51 passed between the facing surfaces of both support plates 44, and the tip of its piston rod. Is rotatably attached to a pivot 52 extending between opposing surfaces of a central portion of the attachment member 47 which is recessed in a rectangular shape. Therefore, when the cylinder 50 expands and contracts, the links 45 and 46 are connected to the support plates 4 respectively.
The mounting member 47 is rotated around the connection point with respect to 4.
However, they will move up and down while maintaining the same posture.
【0074】取付部材47の矩形状に突出した中央部分
の頂点の面には、撮像部49が取り付けられている。こ
の撮像部49は、半球状の透明のカバーの内部に、CC
D又はテレビカメラ等の撮像装置が設けられて構成され
ている。An image pickup section 49 is attached to the surface of the apex of the central portion of the attachment member 47 which projects in a rectangular shape. The image pickup unit 49 is provided with a CC inside the transparent cover of a hemisphere.
An imaging device such as a D or a television camera is provided and configured.
【0075】また、後側部材5の長手方向中央部よりも
若干後方の上面には、制御装置を載置するための架台5
3が設けられている。撮像部49による撮像画像のデー
タは、この架台53に取り付けられた制御装置へ出力さ
れるようになっている。Further, on the upper surface slightly rearward of the longitudinal center portion of the rear member 5, a pedestal 5 for mounting a control device is provided.
3 is provided. The data of the image picked up by the image pickup unit 49 is output to the control device attached to the pedestal 53.
【0076】前述したように、取付部材47の両側端部
分には、腕部48が取り付けられている。図10は、腕
部48の構成を示す斜視図である。図10に示すよう
に、腕部48は、ベース54,エンドエフェクタ55,
動作部56,57,及び中間部材58から主として構成
されている。ベース54は、中央に丸孔が設けられた板
状をなしており、取付部材47の両側端部分の表面に取
り付けられている。ベース54の取付部材47に対する
取付面の反対面には、次のような6つの動作部56が夫
々ユニバーサルジョイント59によって接続されてい
る。As described above, the arm portions 48 are attached to both end portions of the attachment member 47. FIG. 10 is a perspective view showing the structure of the arm portion 48. As shown in FIG. 10, the arm portion 48 includes a base 54, an end effector 55,
Mainly composed of the operating parts 56, 57 and the intermediate member 58. The base 54 has a plate shape with a round hole in the center, and is attached to the surfaces of both end portions of the attachment member 47. The following six operating parts 56 are connected to the surface of the base 54 opposite to the mounting surface of the mounting member 47 by universal joints 59, respectively.
【0077】夫々の動作部56は、シリンダ60を備え
ている。シリンダ60のシリンダチューブ61の基端部
には、前述したユニバーサルジョイント59が取り付け
られており、ピストンロッド62の先端部には、ユニバ
ーサルジョイント63が取り付けられている。また、ピ
ストンロッド62の中間部には、円盤状の当接部材64
が取り付けられている。更に詳しく説明すると、当接部
材64は、シリンダ60のシリンダチューブ61の外径
と略同一の外径の円盤状をなしており、ピストンロッド
62がその中心を貫通した状態で、ピストンロッド62
の中間部に固着されている。また、シリンダチューブ6
1のヘッドカバー(ピストンロッド62が突出している
端面)からは、ピストンロッド62と略並行な丸棒状の
2本のガイド65が延設されている。これらのガイド6
5は、当接部材64を夫々適度な遊びが設けられた状態
で貫通しており、これによって当接部材64がガイド6
5を摺動することが可能とされている。Each operating unit 56 has a cylinder 60. The above-mentioned universal joint 59 is attached to the base end portion of the cylinder tube 61 of the cylinder 60, and the universal joint 63 is attached to the tip end portion of the piston rod 62. In addition, a disc-shaped contact member 64 is provided at an intermediate portion of the piston rod 62.
Is attached. More specifically, the contact member 64 has a disk shape having an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the cylinder tube 61 of the cylinder 60, and the piston rod 62 penetrates the center of the piston rod 62.
Is fixed to the middle part of. Also, the cylinder tube 6
From the first head cover (the end surface from which the piston rod 62 projects), two round bar-shaped guides 65 extending substantially parallel to the piston rod 62 are provided. These guides 6
5 penetrates the abutting member 64 in a state in which appropriate play is provided, whereby the abutting member 64 is guided by the guide 6
5 can be slid.
【0078】また、ガイド65の先端には、当接部材6
4と略同寸の外径の円盤状をなすストッパ66が設けら
れている。ストッパ66の中心には、ピストンロッド6
2の直径よりも若干大きい直径の孔が設けられており、
この孔をピストンロッド62が貫通せしめられている。
従って、ピストンロッド62は、当接部材64が、シリ
ンダチューブ61のヘッドカバーに当接する状態から、
ストッパ66に当接する状態までの範囲で、ガイド65
に案内されて、軸長方向へ移動することが可能となって
いる。At the tip of the guide 65, the contact member 6
4, a disk-shaped stopper 66 having an outer diameter approximately the same as that of No. 4 is provided. At the center of the stopper 66, the piston rod 6
There is a hole with a diameter slightly larger than the diameter of 2,
The piston rod 62 penetrates this hole.
Therefore, in the piston rod 62, from the state where the contact member 64 contacts the head cover of the cylinder tube 61,
Within the range of contacting the stopper 66, the guide 65
It is possible to move in the axial direction by being guided by.
【0079】また、ピストンロッド62の先端は、ユニ
バーサルジョイント63によって、板状をなす中間部材
58の縁部に接続されている。中間部材58は、ベース
54の直径よりも若干小さい板状とされており、その中
心部分には丸孔が設けられている。このように、動作部
56は、ユニバーサルジョイント59,63によってベ
ース54及び中間部材58に接続されているため、ベー
ス54及び中間部材58に対して如何なる向きでも傾倒
することが可能となっている。The tip of the piston rod 62 is connected to the edge of the plate-shaped intermediate member 58 by a universal joint 63. The intermediate member 58 has a plate shape slightly smaller than the diameter of the base 54, and has a round hole at the center thereof. As described above, since the operating portion 56 is connected to the base 54 and the intermediate member 58 by the universal joints 59 and 63, the operating portion 56 can be tilted with respect to the base 54 and the intermediate member 58 in any direction.
【0080】また、このような動作部56は、夫々互い
に交差しないように、その両端がベース54の外縁部及
び中間部材58の外縁部に接続されている。しかも、各
動作部56の内の相隣する2つは、互いに平行とはなら
ないように配置されている。即ち、相隣する2つの動作
部56は、夫々のベース54に対する接続箇所の間隔
と、夫々の中間部材58に対する接続箇所の間隔とが相
違している。このように構成することにより、各動作部
56の伸縮によって、例えばベース54に対して中間部
材58が捻れるような動作、即ちベース54と中間部材
58とが相対的に回転する動作が可能となっている。Further, both ends of the operating portion 56 are connected to the outer edge portion of the base 54 and the outer edge portion of the intermediate member 58 so as not to intersect each other. Moreover, two adjacent operation units 56 are arranged so as not to be parallel to each other. That is, in the two adjacent operating portions 56, the distance between the connection points to the respective bases 54 and the distance between the connection points to the respective intermediate members 58 are different. With such a configuration, expansion and contraction of each operating portion 56 enables, for example, an operation in which the intermediate member 58 is twisted with respect to the base 54, that is, an operation in which the base 54 and the intermediate member 58 are relatively rotated. Has become.
【0081】このように、ベース54,動作部56,及
び中間部材58によって、パラレルメカニズムが構成さ
れている。Thus, the base 54, the operating portion 56, and the intermediate member 58 constitute a parallel mechanism.
【0082】一方、図10に示すように、中間部材58
のベース54との対向面の反対面には、6つの動作部5
7が接続されている。これらの動作部57は、夫々シリ
ンダ67を備えており、動作部56と略同様に構成され
ている。また、シリンダ67のシリンダチューブの基端
には、ユニバーサルジョイント68が取り付けられてお
り、これによりシリンダ67が中間部材58に接続され
ている。また、シリンダ67のピストンロッド69の先
端には、ユニバーサルジョイント70が取り付けられて
おり、これによってシリンダ67が後述するようなエン
ドエフェクタ55に接続されている。そして、このよう
な動作部57は、夫々互いに交差しないように、その両
端が中間部材58の外縁部及びエンドエフェクタ55の
外縁部に接続されている。しかも、各動作部57の内の
相隣する2つは、互いに平行とはならないように配置さ
れている。その他、動作部57の構成は、動作部56の
構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。On the other hand, as shown in FIG. 10, the intermediate member 58
On the surface opposite to the surface facing the base 54 of the
7 is connected. Each of these operating parts 57 is provided with a cylinder 67, and is configured substantially similarly to the operating part 56. A universal joint 68 is attached to the base end of the cylinder tube of the cylinder 67, which connects the cylinder 67 to the intermediate member 58. Further, a universal joint 70 is attached to the tip of the piston rod 69 of the cylinder 67, which connects the cylinder 67 to an end effector 55, which will be described later. Both ends of the operating portion 57 are connected to the outer edge portion of the intermediate member 58 and the outer edge portion of the end effector 55 so as not to intersect each other. Moreover, two adjacent operation units 57 are arranged so as not to be parallel to each other. Other than that, the configuration of the operation unit 57 is the same as the configuration of the operation unit 56, and thus detailed description thereof will be omitted.
【0083】このように、中間部材58,動作部57,
及びエンドエフェクタ55によって、パラレルメカニズ
ムが構成されている。即ち、本実施の形態2に係る腕部
48は、2つのパラレルメカニズムが直列接続されて構
成されている。In this way, the intermediate member 58, the operating portion 57,
And the end effector 55 constitutes a parallel mechanism. That is, the arm portion 48 according to the second embodiment is configured by connecting two parallel mechanisms in series.
【0084】次に、エンドエフェクタ55の構成につい
て説明する。図10に示すように、エンドエフェクタ5
5は、円錐形の頂点部分から略円柱状の部分が延設され
た如き形状をなすベース部71を備えている。このベー
ス部71の円柱状の部分には、板状の部材をチャネル状
に屈曲させた如き形状をなす枢支部材72が取り付けら
れており、この枢支部材72の対向面間に挟まれた状態
で、夫々指状をなす3つの指部材73の夫々の基端部が
枢支されている。2つの指部材73は、夫々同一の枢軸
にて枢支されており、他の1つの指部材73は、これと
は異なる位置に設けられた枢軸にて枢支されている。こ
のように、エンドエフェクタ55は、手の如き形状とさ
れており、夫々の指部材73が夫々の枢軸回りに回動す
ることにより、対象物を把持したり、解放する動作が可
能となっている。Next, the structure of the end effector 55 will be described. As shown in FIG. 10, the end effector 5
5 includes a base portion 71 having a shape in which a substantially cylindrical portion extends from a conical apex portion. A pivotal support member 72 having a shape obtained by bending a plate-like member into a channel shape is attached to a columnar portion of the base portion 71, and is sandwiched between opposing surfaces of the pivotal support member 72. In this state, the respective base ends of the three finger members 73 each having a finger shape are pivotally supported. The two finger members 73 are pivotally supported by the same pivot, and the other one finger member 73 is pivotally supported by a pivot provided at a different position. In this way, the end effector 55 is shaped like a hand, and when the finger members 73 rotate about their respective pivots, the operation of gripping or releasing the object becomes possible. There is.
【0085】また、エンドエフェクタ55には、モータ
(図示せず)が設けられており、モータが動作すること
によって、各指部材73が夫々の枢軸回りに回動するこ
とが可能となっている。Further, the end effector 55 is provided with a motor (not shown), and by operating the motor, the finger members 73 can rotate about their respective pivots. .
【0086】なお、エンドエフェクタ3をモータによっ
て動作させる構成に限定されるものではなく、例えば、
エアシリンダ、又は油圧シリンダ等によって動作させる
構成であってもよい。The end effector 3 is not limited to the structure in which it is operated by a motor.
It may be configured to be operated by an air cylinder, a hydraulic cylinder, or the like.
【0087】また、エンドエフェクタ3を、対象物を把
持することが可能な手型のものとする構成に限定される
ものではなく、例えば、溶接用、ドリル用、又はネジ締
め用等のエンドエフェクタを用いる構成としてもよいこ
とは言うまでもない。Further, the end effector 3 is not limited to the structure of a hand type capable of gripping an object, and for example, an end effector for welding, drilling, screwing or the like. It goes without saying that the configuration using may be used.
【0088】このような腕部48は、架台53に載置さ
れた制御装置によってその動作が制御されるようになっ
ている。腕部48の制御に関する構成は、例えば、次の
ようなものがある。撮像部49の撮像画像のデータが、
制御装置へ与えられ、この制御装置に接続された画像表
示装置によって撮像画像が表示される。これを操作者が
確認しながら、制御装置に接続された操作装置を操作す
る。そして、腕部48の操作に関するデータが制御装置
に入力され、このデータに基づいて、制御装置が腕部4
8の動作を制御する。The operation of the arm portion 48 is controlled by the control device mounted on the pedestal 53. The configuration relating to the control of the arm portion 48 is as follows, for example. The data of the image captured by the image capturing unit 49 is
The captured image is displayed by the image display device which is provided to the control device and is connected to the control device. While confirming this, the operator operates the operating device connected to the control device. Then, data regarding the operation of the arm portion 48 is input to the control device, and based on this data, the control device causes the arm portion 4 to move.
8 operation is controlled.
【0089】その他、本実施の形態2に係るロボット3
4の構成は、実施の形態1に係るロボット1の構成と同
様であるので、同符号を付し、その説明を省略する。In addition, the robot 3 according to the second embodiment
The configuration of 4 is the same as the configuration of the robot 1 according to the first embodiment, and therefore, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.
【0090】なお、操作者が操作装置を操作し、この操
作に従って腕部48を動作させる構成に限定されるもの
ではなく、例えば、制御装置が、エンドエフェクタ55
の目標位置を撮像部49による撮像画像に基づいて演算
し、エンドエフェクタ55がこの目標位置に到達するよ
うに、各動作部56,57の動作量を演算し、この演算
結果に従って腕部48を動作させる構成としてもよい。The operator is not limited to the configuration in which the operating device is operated and the arm portion 48 is operated in accordance with this operation. For example, the control device is an end effector 55.
Is calculated based on the image picked up by the image pickup unit 49, the movement amounts of the respective movement units 56 and 57 are calculated so that the end effector 55 reaches this target position, and the arm 48 is moved according to the calculation result. It may be configured to operate.
【0091】また、本実施の形態2においては、2つの
パラレルメカニズムが直列接続された腕部48の構成に
ついて述べたが、これに限定されるものではなく、3つ
以上のパラレルメカニズムを直列接続して腕部48を構
成してもよい。Further, although the configuration of the arm portion 48 in which two parallel mechanisms are connected in series is described in the second embodiment, the present invention is not limited to this, and three or more parallel mechanisms are connected in series. Alternatively, the arm portion 48 may be configured.
【0092】[0092]
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係るロボッ
トによれば、脚部がパラレルメカニズムによって構成さ
れているので、全体としての出力を、使用目的に対して
十分なだけ確保しながら、従来に比してアクチュエータ
を小型化することができる。また使用目的に対して、軽
量でありながら十分な剛性を確保することもできる。更
に、従来に比して軽量且つ高出力であることにより、動
作を高速化することが可能となる。As described above in detail, according to the robot of the present invention, the legs are formed by the parallel mechanism, so that the output as a whole is sufficiently secured for the purpose of use. The actuator can be downsized as compared with the conventional one. Moreover, it is possible to secure sufficient rigidity while being lightweight for the purpose of use. Further, the lighter weight and higher output than the conventional one enables the operation to be speeded up.
【0093】また、パラレルメカニズムは各動作部を基
端部及び先端部の間に配置した構造であるため、脚部の
基端側にアクチュエータを集中配置させる必要がなく、
ロボットの胴体部分の大型化を抑制することができる。
また、このことによって、ロボットの重心位置を低くす
ることも可能である等、本発明は優れた効果を奏する。Further, since the parallel mechanism has a structure in which the respective operating parts are arranged between the base end portion and the tip end portion, it is not necessary to centrally arrange the actuators on the base end side of the leg portion,
It is possible to prevent the body portion of the robot from increasing in size.
Further, this makes it possible to lower the position of the center of gravity of the robot, and the present invention has excellent effects.
【図1】本発明の実施の形態1に係るロボットの構成を
示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a robot according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態1に係るロボットの足先部
の構成を示す拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a configuration of a foot portion of the robot according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態1に係るロボットの動作を
説明するための斜視図である。FIG. 3 is a perspective view for explaining the operation of the robot according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態1に係るロボットの動作を
説明するための斜視図である。FIG. 4 is a perspective view for explaining the operation of the robot according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態1に係るロボットの動作を
説明するための斜視図である。FIG. 5 is a perspective view for explaining the operation of the robot according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施の形態1に係るロボットの使用例
を説明するための斜視図である。FIG. 6 is a perspective view for explaining an example of use of the robot according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の形態1に係るロボットの使用例
を説明するための斜視図である。FIG. 7 is a perspective view for explaining an example of use of the robot according to the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施の形態1に係るロボットを用いた
操作訓練用シミュレータシステムを示すブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing a simulator system for operation training using a robot according to the first embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施の形態2に係るロボットの構成を
示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a robot according to a second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施の形態2に係るロボットの腕部
の構成を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of an arm portion of the robot according to the second embodiment of the present invention.
【図11】パラレルメカニズムを例示する概念図であ
り、(a)は伸縮型のパラレルメカニズムを示し、
(b)は回転型のパラレルメカニズムを示す図である。FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a parallel mechanism, in which (a) shows a telescopic parallel mechanism,
(B) is a diagram showing a rotary parallel mechanism.
1,34 ロボット 2 胴体部 3 脚部 4 前側部材 5 後側部材 6 中間部材 8 アーム 9 パラレルメカニズム 10 支持部材 11〜14 リンク 15 ベース(基端部) 16 足先部(先端部) 17 シリンダ(動作部) 20 接続部材 21 ダンパ 22 板ばね部材 23 接地部 24 ねじ部材 25 接地部材 28,31 シリンダ 35 上部装置 42 移動部材 43 モータ 44 支持板 45,46 リンク 47 取付部材 48 腕部 49 撮像部 54 ベース 55 エンドエフェクタ 56,57 動作部 58 中間部材 60,67 シリンダ 1,34 robot 2 torso 3 legs 4 Front member 5 Rear member 6 Intermediate member 8 arms 9 Parallel mechanism 10 Support member 11-14 links 15 Base (base end) 16 Toe (tip) 17 cylinders (operating part) 20 Connection member 21 damper 22 Leaf spring member 23 Grounding part 24 screw members 25 Grounding member 28, 31 cylinders 35 Upper device 42 Moving member 43 motor 44 Support plate 45,46 links 47 Mounting member 48 arms 49 Imaging unit 54 base 55 End Effector 56,57 Working unit 58 Intermediate member 60,67 cylinders
Claims (6)
移動するロボットにおいて、 前記脚部は、基端部と、先端部と、該基端部及び該先端
部に接続され、夫々の接続箇所の相対位置を変化させる
動作部とを有し、前記基端部及び前記先端部が、複数の
前記動作部によって連結されているパラレルメカニズム
を備えることを特徴とするロボット。1. A robot comprising a plurality of legs, wherein the robot moves by operating the legs, wherein the legs are connected to a base end portion, a tip end portion, the base end portion and the tip end portion, A robot having an operating part that changes relative positions of respective connection points, and a parallel mechanism in which the base end part and the distal end part are connected by a plurality of the operating parts.
を変化させるように、動作すべくなしてあることを特徴
とする請求項1に記載のロボット。2. The robot according to claim 1, wherein the operation unit is configured to operate so as to change a separation distance of the connection point.
と、該回転動作部の回転運動を直線運動へ変換する変換
手段とを有することを特徴とする請求項2に記載のロボ
ット。3. The robot according to claim 2, wherein the operation unit includes a rotation operation unit that performs a rotation operation, and a conversion unit that converts a rotation motion of the rotation operation unit into a linear motion.
を有することを特徴とする請求項2に記載のロボット。4. The robot according to claim 2, wherein the operation unit has a linear actuator.
ンダチューブの一方が、前記基端部及び前記先端部の一
方に接続され、ピストンロッド及びシリンダチューブの
他方が、前記基端部及び前記先端部の他方に接続されて
いる流体シリンダを有することを特徴とする請求項4に
記載のロボット。5. In the operating part, one of a piston rod and a cylinder tube is connected to one of the base end part and the tip end part, and the other of the piston rod and the cylinder tube is connected to the base end part and the tip end part. The robot according to claim 4, further comprising a fluid cylinder connected to the other of the robots.
特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のロボット。6. The robot according to claim 1, wherein the four leg portions are provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002144906A JP2003340753A (en) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002144906A JP2003340753A (en) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003340753A true JP2003340753A (en) | 2003-12-02 |
Family
ID=29766294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002144906A Pending JP2003340753A (en) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003340753A (en) |
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2002
- 2002-05-20 JP JP2002144906A patent/JP2003340753A/en active Pending
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