JPH05285864A - 二足移動歩行装置 - Google Patents
二足移動歩行装置Info
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- JPH05285864A JPH05285864A JP4087175A JP8717592A JPH05285864A JP H05285864 A JPH05285864 A JP H05285864A JP 4087175 A JP4087175 A JP 4087175A JP 8717592 A JP8717592 A JP 8717592A JP H05285864 A JPH05285864 A JP H05285864A
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- knee
- joint
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- wheel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 搬送物を、安定した姿勢で高速移動させる。
【構成】 ロボット本体の下肢５９に、股関節４８Ｒ，
４８Ｌおよび膝関節４９Ｒ，４９Ｌを有する２本の脚６
０Ｒ，６０Ｌを取付ける。一方の脚６０Ｌの下端部に、
俯仰足関節５０ａＬおよび左右足関節５０ｂＬを介して
足６１Ｌを取付ける。他の脚６０Ｒの下端部にも、同様
に足６１Ｒを取付ける。各足６１Ｒ，６１Ｌの爪先部分
に、車輪６７を取付ける。両側の膝関節４９Ｒ，４９Ｌ
に、ボール車輪６５を取付ける。両膝関節４９Ｒ，４９
Ｌを折曲げ、ボール車輪６５および車輪６７を接地させ
る。そしてこの状態で、搬送物を移動させる。この状態
では、二足走行時よりも重心位置が低くなり、しかも支
持が安定するので、搬送物を高速で移動させることがで
きる。
４８Ｌおよび膝関節４９Ｒ，４９Ｌを有する２本の脚６
０Ｒ，６０Ｌを取付ける。一方の脚６０Ｌの下端部に、
俯仰足関節５０ａＬおよび左右足関節５０ｂＬを介して
足６１Ｌを取付ける。他の脚６０Ｒの下端部にも、同様
に足６１Ｒを取付ける。各足６１Ｒ，６１Ｌの爪先部分
に、車輪６７を取付ける。両側の膝関節４９Ｒ，４９Ｌ
に、ボール車輪６５を取付ける。両膝関節４９Ｒ，４９
Ｌを折曲げ、ボール車輪６５および車輪６７を接地させ
る。そしてこの状態で、搬送物を移動させる。この状態
では、二足走行時よりも重心位置が低くなり、しかも支
持が安定するので、搬送物を高速で移動させることがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば原子力発電所や
化学プラントにおける巡視点検、保守作業等を行なう点
検監視用機器を備えた、二足移動歩行装置に係り、特に
重量物を高速で運搬することができる二足移動歩行装置
に関する。
化学プラントにおける巡視点検、保守作業等を行なう点
検監視用機器を備えた、二足移動歩行装置に係り、特に
重量物を高速で運搬することができる二足移動歩行装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば人の立入りが困難で遠隔自
動化が望まれる原子力発電所や化学プラントにおいて
は、巡視点検、保守作業を行う点検監視用機器をロボッ
トにより移動させる方法が採られているが、その移動方
式としては、モノレール式、クローラ式および歩行脚式
等が提案されている。
動化が望まれる原子力発電所や化学プラントにおいて
は、巡視点検、保守作業を行う点検監視用機器をロボッ
トにより移動させる方法が採られているが、その移動方
式としては、モノレール式、クローラ式および歩行脚式
等が提案されている。
【０００３】ところで、モノレール式は、軌道上を走行
するため、ロボットが暴走する危険性は少ないが、軌道
上しか走行できないため、自由な場所の点検・保守がで
きないばかりでなく、長距離の点検ルートの場合、軌道
敷設コストが嵩むという問題がある。
するため、ロボットが暴走する危険性は少ないが、軌道
上しか走行できないため、自由な場所の点検・保守がで
きないばかりでなく、長距離の点検ルートの場合、軌道
敷設コストが嵩むという問題がある。
【０００４】また、クローラ式は、障害物を乗り越える
機能は優れているが、配管や堰等を跨げないばかりでな
く、移動速度が遅く重量体であるため、走行時に床面を
損傷し易いとともに、容積が大型化して大きな占有走行
断面積を必要とし、プラント適用範囲が制限されるとい
う問題がある。
機能は優れているが、配管や堰等を跨げないばかりでな
く、移動速度が遅く重量体であるため、走行時に床面を
損傷し易いとともに、容積が大型化して大きな占有走行
断面積を必要とし、プラント適用範囲が制限されるとい
う問題がある。
【０００５】これに対して、歩行脚式は、障害物を乗り
越えたり、配管や堰等を跨ぐ機能に優れており、また占
有スペースが狭くて済むため、前記点検監視用機器の移
動手段として有望である。
越えたり、配管や堰等を跨ぐ機能に優れており、また占
有スペースが狭くて済むため、前記点検監視用機器の移
動手段として有望である。
【０００６】図９は、従来の二足移動歩行装置のロボッ
ト本体の構成を人の脚と比較して示したもので、このロ
ボット本体１は、人１１の上体１２に相当する上体２、
腰関節１３に相当する腰関節３、および下肢１４に相当
する下肢４を備えており、この下肢４には、人１１の股
関節１５に相当する股関節５、膝関節１６に相当する膝
関節６、足関節１７に相当する俯仰足関節７ａおよび左
右足関節７ｂを有する２本の脚８が設けられ、各脚８の
先端には、人１１の足１９に相当する足９が設けられて
いる。そして、両脚８を交互に振出すことにより、床面
１０上を二足走行できるようになっている。
ト本体の構成を人の脚と比較して示したもので、このロ
ボット本体１は、人１１の上体１２に相当する上体２、
腰関節１３に相当する腰関節３、および下肢１４に相当
する下肢４を備えており、この下肢４には、人１１の股
関節１５に相当する股関節５、膝関節１６に相当する膝
関節６、足関節１７に相当する俯仰足関節７ａおよび左
右足関節７ｂを有する２本の脚８が設けられ、各脚８の
先端には、人１１の足１９に相当する足９が設けられて
いる。そして、両脚８を交互に振出すことにより、床面
１０上を二足走行できるようになっている。
【０００７】図１０は、従来のロボット本体１の詳細を
示すもので、前記各足９の先端には、膝を折曲げた際の
安定を図るため、爪先９ａが設けられている。
示すもので、前記各足９の先端には、膝を折曲げた際の
安定を図るため、爪先９ａが設けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の二足移動歩
行装置において、例えば図１１に示すように、腕２０に
より作業台２０上の搬送物２２を把持し、これを作業台
２３に移載する動作を考えた場合、腰をかがめて搬送物
２２を把持した状態を作業起点とすると、立ち上げ、
方向転換、移動、腰を落とすという４つのステッ
プが必要となる。このため、ロボット本体１の制御が容
易でないという問題がある。
行装置において、例えば図１１に示すように、腕２０に
より作業台２０上の搬送物２２を把持し、これを作業台
２３に移載する動作を考えた場合、腰をかがめて搬送物
２２を把持した状態を作業起点とすると、立ち上げ、
方向転換、移動、腰を落とすという４つのステッ
プが必要となる。このため、ロボット本体１の制御が容
易でないという問題がある。
【０００９】また、搬送物２２の移動は、ロボット本体
１が立ったままで行なわれるため、重心位置が高く不安
定となり、可搬重量がわずかで移動速度も遅く、しかも
移動制御が複雑となるという問題があり、定められた定
期検査作業時間内で、充分に作業を達成できないおそれ
がある。
１が立ったままで行なわれるため、重心位置が高く不安
定となり、可搬重量がわずかで移動速度も遅く、しかも
移動制御が複雑となるという問題があり、定められた定
期検査作業時間内で、充分に作業を達成できないおそれ
がある。
【００１０】本発明は、このような点を考慮してなされ
たもので、小さな占有スペースで、大きな可搬重量を高
速移動させることができる二足移動歩行装置を提供する
ことを目的とする。
たもので、小さな占有スペースで、大きな可搬重量を高
速移動させることができる二足移動歩行装置を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、股関節、膝関節、足関節および足を
有する２本の脚を備え、両脚を交互に振出して二足歩行
する二足移動歩行装置において、少なくともいずれか一
方の膝関節に、膝を折曲げた際に接地可能な従動転動体
を設けるとともに、前記両足に、少なくとも膝を折曲げ
た際に接地する駆動転動体をそれぞれ設け、これら両駆
動転動体および前記従動転動体を接地させて高速移動を
可能としたことを特徴とする。
成する手段として、股関節、膝関節、足関節および足を
有する２本の脚を備え、両脚を交互に振出して二足歩行
する二足移動歩行装置において、少なくともいずれか一
方の膝関節に、膝を折曲げた際に接地可能な従動転動体
を設けるとともに、前記両足に、少なくとも膝を折曲げ
た際に接地する駆動転動体をそれぞれ設け、これら両駆
動転動体および前記従動転動体を接地させて高速移動を
可能としたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明に係る二足移動歩行装置においては、膝
関節に設けられた従動転動体と、両足に設けられた駆動
転動体とを接地させ、両駆動転動体を駆動するととも
に、足関節により操舵することにより、高速走行が可能
となる。しかもこの際には、膝を折曲げた状態となるの
で、重心位置が低くなって走行安定性が向上するととも
に、重量物の運搬も可能となる。
関節に設けられた従動転動体と、両足に設けられた駆動
転動体とを接地させ、両駆動転動体を駆動するととも
に、足関節により操舵することにより、高速走行が可能
となる。しかもこの際には、膝を折曲げた状態となるの
で、重心位置が低くなって走行安定性が向上するととも
に、重量物の運搬も可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の第１実施例を図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１４】図３は、本発明に係る二足移動歩行装置の
一例を示すもので、この二足移動歩行装置は、ロボット
本体３１と、このロボット本体３１を制御する制御盤３
２とを備えている。制御盤３２は、ロボットを操作する
ための操作部３３、ロボットを制御する制御部３４、ロ
ボットの制御状態・点検情報・プラントの各種情報等を
表示する表示部３５およびロボット本体３１との間で信
号の送受信を行なう信号伝送部３６から構成されてい
る。
一例を示すもので、この二足移動歩行装置は、ロボット
本体３１と、このロボット本体３１を制御する制御盤３
２とを備えている。制御盤３２は、ロボットを操作する
ための操作部３３、ロボットを制御する制御部３４、ロ
ボットの制御状態・点検情報・プラントの各種情報等を
表示する表示部３５およびロボット本体３１との間で信
号の送受信を行なう信号伝送部３６から構成されてい
る。
【００１５】また、ロボット本体３１は、制御盤３２と
の間で信号の送受信を行なう信号伝送部３７と制御装置
３８とを備えている。そして制御装置３８は、全体統一
制御部３９、走行駆動制御部４０、歩行制御部４１、マ
ニピュレータ制御部４２、および雲台制御部４３を有
し、各制御部４０，４１，４２，４３が、全体統一制御
部３９で統一制御されるようになっている。
の間で信号の送受信を行なう信号伝送部３７と制御装置
３８とを備えている。そして制御装置３８は、全体統一
制御部３９、走行駆動制御部４０、歩行制御部４１、マ
ニピュレータ制御部４２、および雲台制御部４３を有
し、各制御部４０，４１，４２，４３が、全体統一制御
部３９で統一制御されるようになっている。
【００１６】走行駆動制御部４０は、走行駆動部４４、
接地センサ４５および車輪制御ユニット４６を制御する
ようになっており、また歩行制御部４１は、腰関節４
７、両側の股関節４８Ｒ，４８Ｌ、両側の膝関節４９
Ｒ，４９Ｌ、両側の俯仰足関節５０ａＲ，５０ａＬ、お
よび両側の左右足関節５０ｂＲ，５０ｂＬをそれぞれ制
御するようになっている。そして、両側の左右足関節５
０ｂＲ，５０ｂＬは、走行時に走行駆動制御部４０によ
っても制御されるようになっている。
接地センサ４５および車輪制御ユニット４６を制御する
ようになっており、また歩行制御部４１は、腰関節４
７、両側の股関節４８Ｒ，４８Ｌ、両側の膝関節４９
Ｒ，４９Ｌ、両側の俯仰足関節５０ａＲ，５０ａＬ、お
よび両側の左右足関節５０ｂＲ，５０ｂＬをそれぞれ制
御するようになっている。そして、両側の左右足関節５
０ｂＲ，５０ｂＬは、走行時に走行駆動制御部４０によ
っても制御されるようになっている。
【００１７】また、マニピュレータ制御部４２は、両側
の腕５１Ｒ，５１Ｌの各関節および手先５２Ｒ，５２Ｌ
を制御するとともに、手先５２Ｒ，５２Ｌの触感・圧感
および滑り感覚を持つ複合センサ５３Ｒ，５３Ｌからの
情報に基づき、手先５２Ｒ，５２Ｌの状態を把握するよ
うになっている。
の腕５１Ｒ，５１Ｌの各関節および手先５２Ｒ，５２Ｌ
を制御するとともに、手先５２Ｒ，５２Ｌの触感・圧感
および滑り感覚を持つ複合センサ５３Ｒ，５３Ｌからの
情報に基づき、手先５２Ｒ，５２Ｌの状態を把握するよ
うになっている。
【００１８】さらに、雲台制御部４３は、雲台５４の俯
仰・旋回軸５５、レンズ制御駆動部５６、および外界セ
ンサ５７をそれぞれ制御するようになっており、外界セ
ンサ５７からの信号は、信号伝送部３７に入力されるよ
うになっている。
仰・旋回軸５５、レンズ制御駆動部５６、および外界セ
ンサ５７をそれぞれ制御するようになっており、外界セ
ンサ５７からの信号は、信号伝送部３７に入力されるよ
うになっている。
【００１９】図１および図２は、前記ロボット本体３１
の構成を示すもので、図２において、符号５８は上体で
あり、この上体５８は、図１および図２に示すように、
腰関節４７を介し下肢５９上に搭載されている。そし
て、この下肢５９には、下端に足６１Ｒ，６１Ｌを有す
る脚６０Ｒ，６０Ｌがそれぞれ設けられている。
の構成を示すもので、図２において、符号５８は上体で
あり、この上体５８は、図１および図２に示すように、
腰関節４７を介し下肢５９上に搭載されている。そし
て、この下肢５９には、下端に足６１Ｒ，６１Ｌを有す
る脚６０Ｒ，６０Ｌがそれぞれ設けられている。
【００２０】これら各脚６０Ｒ，６０Ｌは、股関節４８
Ｒ，４８Ｌ、膝関節４９Ｒ，４９Ｌ、俯仰足関節５０ａ
Ｒ，５０ａＬ、および左右足関節５０ｂＲ，５０ｂＬを
それぞれ備えており、これら両脚６０Ｒ，６０Ｌを交互
に振出すことにより、二足走行できるようになってい
る。
Ｒ，４８Ｌ、膝関節４９Ｒ，４９Ｌ、俯仰足関節５０ａ
Ｒ，５０ａＬ、および左右足関節５０ｂＲ，５０ｂＬを
それぞれ備えており、これら両脚６０Ｒ，６０Ｌを交互
に振出すことにより、二足走行できるようになってい
る。
【００２１】各膝関節４９Ｒ，４９Ｌには、膝を折曲げ
た際に接地可能な従動転動体６２Ｒ，６２Ｌがそれぞれ
設けられており、また各足６１Ｒ，６１Ｌの爪先部分に
は、駆動転動体６３Ｒ，６３Ｌがそれぞれ設けられてい
る。これら両駆動転動体６３Ｒ，６３Ｌは、ブレーキ機
能を有し、偏心した位置で各足６１Ｒ，６１Ｌに取付け
られ、二足歩行時には妨げとならないよう収納できるよ
うになっている。
た際に接地可能な従動転動体６２Ｒ，６２Ｌがそれぞれ
設けられており、また各足６１Ｒ，６１Ｌの爪先部分に
は、駆動転動体６３Ｒ，６３Ｌがそれぞれ設けられてい
る。これら両駆動転動体６３Ｒ，６３Ｌは、ブレーキ機
能を有し、偏心した位置で各足６１Ｒ，６１Ｌに取付け
られ、二足歩行時には妨げとならないよう収納できるよ
うになっている。
【００２２】各従動転動体６２Ｒ，６２Ｌは、コ字状を
なすボール車輪取付フレーム６４と、このボール車輪取
付フレーム６４に接地センサ４５を介し回転自在に取付
けられたボール車輪６５とを備えている。そしてボール
車輪取付フレーム６４は、膝を折曲げた際にボール車輪
６５が接地するよう、取付ボルト６６を介し膝関節４９
Ｒ，４９Ｌにそれぞれ取付けられている。
なすボール車輪取付フレーム６４と、このボール車輪取
付フレーム６４に接地センサ４５を介し回転自在に取付
けられたボール車輪６５とを備えている。そしてボール
車輪取付フレーム６４は、膝を折曲げた際にボール車輪
６５が接地するよう、取付ボルト６６を介し膝関節４９
Ｒ，４９Ｌにそれぞれ取付けられている。
【００２３】また、各駆動転動体６３Ｒ，６３Ｌは、走
行駆動部４４と、この走行駆動部４４により正逆回転駆
動される車輪６７とを備えており、車輪６７は、左右足
関節５０ｂＲ，５０ｂＬを制御することにより、操舵さ
れるようになっている。
行駆動部４４と、この走行駆動部４４により正逆回転駆
動される車輪６７とを備えており、車輪６７は、左右足
関節５０ｂＲ，５０ｂＬを制御することにより、操舵さ
れるようになっている。
【００２４】図４は、前記ロボット本体３１との協調作
業を行なう搬送台車を示すもので、この搬送台車７０
は、先端に視覚装置７２とホイスト７３とを有する電動
吊具７１、アンテナ７４、走行認識部７５、工具ラック
７６、連結器７７、操舵車輪７８、駆動輪７９、障害物
センサ８０、および固定具８１を備えている。
業を行なう搬送台車を示すもので、この搬送台車７０
は、先端に視覚装置７２とホイスト７３とを有する電動
吊具７１、アンテナ７４、走行認識部７５、工具ラック
７６、連結器７７、操舵車輪７８、駆動輪７９、障害物
センサ８０、および固定具８１を備えている。
【００２５】電動吊具７１は、昇降駆動されるホイスト
７３を、水平方向および垂直方向に移動させることがで
きるようになっており、この動作により、ロボット本体
３１のマニピュレータに搬送物の荷重が加わることがな
いようになっている。
７３を、水平方向および垂直方向に移動させることがで
きるようになっており、この動作により、ロボット本体
３１のマニピュレータに搬送物の荷重が加わることがな
いようになっている。
【００２６】また、アンテナ７４は、ロボット本体３１
および制御盤３２の各信号伝送部３６，３７との間で信
号伝送を行なうものであり、ロボット本体３１との協調
作業時に操作部３３からの指令により動作するようにな
っている。このアンテナ７４への電力は、搬送台車７０
に搭載したバッテリ（図示せず）から供給される。
および制御盤３２の各信号伝送部３６，３７との間で信
号伝送を行なうものであり、ロボット本体３１との協調
作業時に操作部３３からの指令により動作するようにな
っている。このアンテナ７４への電力は、搬送台車７０
に搭載したバッテリ（図示せず）から供給される。
【００２７】走行方向のアクセス通路上の障害物や走行
マークを、ＩＴＶカメラや超音波画像装置（いずれも図
示せず）を用いて自動的に検知する走行確認部７５を備
え、その検知された信号は搬送台車７０に入力され、障
害物の回避走行が行なわれる。
マークを、ＩＴＶカメラや超音波画像装置（いずれも図
示せず）を用いて自動的に検知する走行確認部７５を備
え、その検知された信号は搬送台車７０に入力され、障
害物の回避走行が行なわれる。
【００２８】また、工具ラック７６は、搬送台車７０上
に設けられており、この工具ラック７６には、ロボット
本体３１のマニピュレータの作業工具が収納され、一部
の工具は、手先５２Ｒ，５２Ｌから着脱可能となってい
る。
に設けられており、この工具ラック７６には、ロボット
本体３１のマニピュレータの作業工具が収納され、一部
の工具は、手先５２Ｒ，５２Ｌから着脱可能となってい
る。
【００２９】連結器７７は、搬送台車７０とロボット本
体３１とを機械的・電気的に結合するために、搬送台車
７０の前端部に設けられており、この連結器７７で搬送
台車７０とロボット本体３１とを結合することにより、
搬送物の搬送作業時に、複雑な制御を要することなく、
同期して移動させることができる。この連結器７７の連
結・開放動作は、鉄道車輌等の自動連結器と同様、搬送
台車７０あるいはロボット本体３１のいずれか一方を停
止させておき、他方を微速で走行させて行なわれる。
体３１とを機械的・電気的に結合するために、搬送台車
７０の前端部に設けられており、この連結器７７で搬送
台車７０とロボット本体３１とを結合することにより、
搬送物の搬送作業時に、複雑な制御を要することなく、
同期して移動させることができる。この連結器７７の連
結・開放動作は、鉄道車輌等の自動連結器と同様、搬送
台車７０あるいはロボット本体３１のいずれか一方を停
止させておき、他方を微速で走行させて行なわれる。
【００３０】また、操舵車輪７８は、走行方向を制御す
るための操舵機構を備えており、この操舵機構は、走行
認識部７５による認識結果および制御盤３２の制御部３
４からの指令に基づき、操舵車輪７８を操舵するように
なっている。そして、駆動輪７９を駆動するとともに、
操舵車輪７８を操舵することにより、搬送台車７０が所
定方向に移動するようになっており、搬送台車７０周囲
の作業空間および移動空間内の障害物は、障害物センサ
８０で検知され、搬送台車７０の安全走行が確保される
ようになっている。
るための操舵機構を備えており、この操舵機構は、走行
認識部７５による認識結果および制御盤３２の制御部３
４からの指令に基づき、操舵車輪７８を操舵するように
なっている。そして、駆動輪７９を駆動するとともに、
操舵車輪７８を操舵することにより、搬送台車７０が所
定方向に移動するようになっており、搬送台車７０周囲
の作業空間および移動空間内の障害物は、障害物センサ
８０で検知され、搬送台車７０の安全走行が確保される
ようになっている。
【００３１】さらに、固定具８１は、弁等の搬送物８２
が搬送台車７０の移動中に転倒落下して損傷しないよ
う、スプリングまたはアクチュエータにより三方向から
内側に搬送物８２を押付ける構造になっている。そして
この固定具８１には、保持時に押付け力を制限するため
の抑え具（図示せず）が設けられている。
が搬送台車７０の移動中に転倒落下して損傷しないよ
う、スプリングまたはアクチュエータにより三方向から
内側に搬送物８２を押付ける構造になっている。そして
この固定具８１には、保持時に押付け力を制限するため
の抑え具（図示せず）が設けられている。
【００３２】次に、本実施例の作用について説明する。
【００３３】制御盤３２によりロボット本体３１を制御
する場合には、まず操作部３３により制御部３４を操作
し、制御部３４からの動作信号を、信号伝送部３６を介
し出力する。この動作信号は、信号伝送部３７を介し制
御装置３８で受信され、全体統一制御部３９の制御下に
おいて、各制御部４０，４１，４２，４３が制御され
る。そして、これにより、各機構部が動作する。
する場合には、まず操作部３３により制御部３４を操作
し、制御部３４からの動作信号を、信号伝送部３６を介
し出力する。この動作信号は、信号伝送部３７を介し制
御装置３８で受信され、全体統一制御部３９の制御下に
おいて、各制御部４０，４１，４２，４３が制御され
る。そして、これにより、各機構部が動作する。
【００３４】一方、指令とは逆に、各機構部の動作状態
は、各制御部４０，４１，４２，４３を介して全体統一
制御部３９に集められ、その後信号伝送部３７に送られ
る。外界センサ５７等のセンサからの情報は、直接信号
伝送部３７に送られる。そして、これらのデータは、信
号伝送部３７から発信されるとともに、信号伝送部３６
で受信され、制御部３４および表示部３５に送られる。
は、各制御部４０，４１，４２，４３を介して全体統一
制御部３９に集められ、その後信号伝送部３７に送られ
る。外界センサ５７等のセンサからの情報は、直接信号
伝送部３７に送られる。そして、これらのデータは、信
号伝送部３７から発信されるとともに、信号伝送部３６
で受信され、制御部３４および表示部３５に送られる。
【００３５】ここで、制御装置３８の全体統一制御部３
９は、他の制御部４０，４１，４２，４３を統括制御す
るとともに、制御情報の交換を行なう。
９は、他の制御部４０，４１，４２，４３を統括制御す
るとともに、制御情報の交換を行なう。
【００３６】また、走行駆動制御部４０は、車輪６７を
駆動する走行駆動部４４、接地センサ４５および車輪制
御ユニット４６からの信号を受け、走行駆動制御を行な
うとともに、左右足関節５０ｂＲ，５０ｂＬの左右の自
由度を利用し、歩行制御部４１を介して車輪６７の操舵
を行なう。
駆動する走行駆動部４４、接地センサ４５および車輪制
御ユニット４６からの信号を受け、走行駆動制御を行な
うとともに、左右足関節５０ｂＲ，５０ｂＬの左右の自
由度を利用し、歩行制御部４１を介して車輪６７の操舵
を行なう。
【００３７】また、歩行制御部４１は、歩行や姿勢変更
に必要な各関節４８Ｒ，４８Ｌ、４９Ｒ，４９Ｌ、５０
ａＲ，５０ａＬ、５０ｂＲ，５０ｂＬを制御するととも
に、人の歩行時と同様、腕５１Ｒ，５１Ｌでバランスを
とりながら移動するために、マニピュレータ制御部４２
との協調制御を行なう。
に必要な各関節４８Ｒ，４８Ｌ、４９Ｒ，４９Ｌ、５０
ａＲ，５０ａＬ、５０ｂＲ，５０ｂＬを制御するととも
に、人の歩行時と同様、腕５１Ｒ，５１Ｌでバランスを
とりながら移動するために、マニピュレータ制御部４２
との協調制御を行なう。
【００３８】このマニピュレータ制御部４２は、腕５１
Ｒ，５１Ｌの各関節および手先５２Ｒ，５２Ｌを制御す
るとともに、複合センサ５３Ｒ，５３Ｌからの情報に基
づき、手先５２Ｒ，５２Ｌの状態を把握する。また、重
量物を把持した場合には、腕５１Ｒ，５１Ｌの各関節の
可搬重量とマニピュレータのアームモーメントの作業姿
勢とを計算し、腕５１Ｒ，５１Ｌの動作を制限制御す
る。
Ｒ，５１Ｌの各関節および手先５２Ｒ，５２Ｌを制御す
るとともに、複合センサ５３Ｒ，５３Ｌからの情報に基
づき、手先５２Ｒ，５２Ｌの状態を把握する。また、重
量物を把持した場合には、腕５１Ｒ，５１Ｌの各関節の
可搬重量とマニピュレータのアームモーメントの作業姿
勢とを計算し、腕５１Ｒ，５１Ｌの動作を制限制御す
る。
【００３９】さらに、雲台制御部４３は、雲台５４の俯
仰・旋回軸５５からの信号に基づき、外界センサ５７の
方向を制御するとともに、レンズ制御駆動部５６を介し
ズーム比・フォーカスを制御し、また外界センサ５７の
電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう。
仰・旋回軸５５からの信号に基づき、外界センサ５７の
方向を制御するとともに、レンズ制御駆動部５６を介し
ズーム比・フォーカスを制御し、また外界センサ５７の
電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう。
【００４０】なお、外界センサ５７は、原子力発電所や
化学プラントにおける巡視点検・保守作業の内容に合わ
せ、ＩＴＶカメラ、赤外線カメラ、マイクロホン、温度
計、湿度計、放射線量計、ガス濃度計、煙センサ、距離
センサ等の各種機器を組合わせて構成される。
化学プラントにおける巡視点検・保守作業の内容に合わ
せ、ＩＴＶカメラ、赤外線カメラ、マイクロホン、温度
計、湿度計、放射線量計、ガス濃度計、煙センサ、距離
センサ等の各種機器を組合わせて構成される。
【００４１】次に、本実施例に係るロボット本体３１の
動作について説明する。
動作について説明する。
【００４２】図５に示すように、腕５１Ｒ，５１Ｌによ
り作業台２０上の搬送物２２を把持し、これを作業台２
３に移載する動作を考える。この場合には、両脚６０
Ｒ，６０Ｌを制御し、両側の車輪６７と一方のボール車
輪６５とが床面１０に接地するようにする。
り作業台２０上の搬送物２２を把持し、これを作業台２
３に移載する動作を考える。この場合には、両脚６０
Ｒ，６０Ｌを制御し、両側の車輪６７と一方のボール車
輪６５とが床面１０に接地するようにする。
【００４３】この際、図６（ａ），（ｂ）に示すよう
に、両車輪６７とボール車輪６５とを結ぶ線が、二等辺
三角形にできるだけ近い形状になるよう、股関節４８Ｌ
および各足関節５０ａＲ，５０ａＬ，５０ｂＲ，５０ｂ
Ｌを制御する。
に、両車輪６７とボール車輪６５とを結ぶ線が、二等辺
三角形にできるだけ近い形状になるよう、股関節４８Ｌ
および各足関節５０ａＲ，５０ａＬ，５０ｂＲ，５０ｂ
Ｌを制御する。
【００４４】この状態で、腰をかがめて搬送物２２を把
持した状態を作業起点とすると、走行駆動部４４による
移動と、腰関節４７による方向転換という２つのス
テップで済み、ステップ数を従来の１／２にすることが
できる。このため、ロボット本体３１の制御が簡単にな
るとともに、立上げ動作が不要となるため、脚５１Ｒ，
５１Ｌの駆動部を小型軽量化することができる。
持した状態を作業起点とすると、走行駆動部４４による
移動と、腰関節４７による方向転換という２つのス
テップで済み、ステップ数を従来の１／２にすることが
できる。このため、ロボット本体３１の制御が簡単にな
るとともに、立上げ動作が不要となるため、脚５１Ｒ，
５１Ｌの駆動部を小型軽量化することができる。
【００４５】また、腰をかがめた状態での三点支持の移
動となるため、ロボット本体３１の重心位置が低くなる
とともに、安定した姿勢となり、搬送物２２が重量物で
ある場合でも、安定した高速走行移動が可能となる。
動となるため、ロボット本体３１の重心位置が低くなる
とともに、安定した姿勢となり、搬送物２２が重量物で
ある場合でも、安定した高速走行移動が可能となる。
【００４６】図７および図８は、本発明の第２実施例を
示すもので、前記第１実施例における従動転動体６２
Ｒ，６２Ｌおよび駆動転動体６３Ｒ，６３Ｌに代え、従
動転動体１６２Ｒ，１６２Ｌおよび駆動転動体１６３
Ｒ，１６３Ｌを用いるようにしたものである。
示すもので、前記第１実施例における従動転動体６２
Ｒ，６２Ｌおよび駆動転動体６３Ｒ，６３Ｌに代え、従
動転動体１６２Ｒ，１６２Ｌおよび駆動転動体１６３
Ｒ，１６３Ｌを用いるようにしたものである。
【００４７】すなわち、各従動転動体１６２Ｒ，１６２
Ｌは、各膝関節４９Ｒ，４９Ｌの幅方向中央部に溶着固
定されたボール車輪取付部材１６４と、このボール車輪
取付部材１６４に図示しない接地センサを介し取付けら
れたボール車輪１６５とを備えており、膝を折曲げた際
に、ボール車輪１６５が接地するようになっている。
Ｌは、各膝関節４９Ｒ，４９Ｌの幅方向中央部に溶着固
定されたボール車輪取付部材１６４と、このボール車輪
取付部材１６４に図示しない接地センサを介し取付けら
れたボール車輪１６５とを備えており、膝を折曲げた際
に、ボール車輪１６５が接地するようになっている。
【００４８】また、各駆動転動体１６３Ｒ，１６３Ｌ
は、脚６０Ｒ，６０Ｌに取付けられた空気ユニット１６
６と、足６１Ｒ，６１Ｌの部分に取付けられた車輪１６
７、スタビライザ１６８、およびガイド１６９付きのフ
レーム１７０とを備えている。車輪１６７は、空気ユニ
ット１６６からの空気の供給により車輪形状に展空開さ
れるとともに、空気ユニット１６６で空気を抜くことに
より縮小してガイド１６９の内側に収納されるようにな
っている。そして、この収納状態では、図８に示すよう
に、スタビライザ１６８を床面１０に接地させて二足移
動歩行できるようになっている。
は、脚６０Ｒ，６０Ｌに取付けられた空気ユニット１６
６と、足６１Ｒ，６１Ｌの部分に取付けられた車輪１６
７、スタビライザ１６８、およびガイド１６９付きのフ
レーム１７０とを備えている。車輪１６７は、空気ユニ
ット１６６からの空気の供給により車輪形状に展空開さ
れるとともに、空気ユニット１６６で空気を抜くことに
より縮小してガイド１６９の内側に収納されるようにな
っている。そして、この収納状態では、図８に示すよう
に、スタビライザ１６８を床面１０に接地させて二足移
動歩行できるようになっている。
【００４９】なお、その他の点については、前記第１実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。
施例と同一構成となっており、作用も同一である。
【００５０】このように、本実施例によっても、前記第
１実施例と同様の効果が期待できる。
１実施例と同様の効果が期待できる。
【００５１】なお、前記両実施例においては、膝関節４
９Ｒ，４９Ｌに従動転動体６２Ｒ，６２Ｌ，１６２Ｒ，
１６２Ｌを設ける場合について説明したが、ロボット本
体３１の尻の部分に例えばスタビライザ兼走行車輪を設
け、この転動体と足６１Ｒ，６１Ｌの車輪６７，１６７
とを組合わせて走行できるようにしてもよい。また腕５
１Ｒ，５１Ｌの肘部に転動体を設け、この転動体とボー
ル車輪６５，１６５あるいは車輪６７，１６７とを組合
わせて走行できるようにしてもよい。また、転動体は、
ボール車輪や車輪に限らず、クローラやキャスタ等を用
いることもできる。また、走行時の支持点数は、三点支
持に限らず４点以上で支持するようにしてもよい。
９Ｒ，４９Ｌに従動転動体６２Ｒ，６２Ｌ，１６２Ｒ，
１６２Ｌを設ける場合について説明したが、ロボット本
体３１の尻の部分に例えばスタビライザ兼走行車輪を設
け、この転動体と足６１Ｒ，６１Ｌの車輪６７，１６７
とを組合わせて走行できるようにしてもよい。また腕５
１Ｒ，５１Ｌの肘部に転動体を設け、この転動体とボー
ル車輪６５，１６５あるいは車輪６７，１６７とを組合
わせて走行できるようにしてもよい。また、転動体は、
ボール車輪や車輪に限らず、クローラやキャスタ等を用
いることもできる。また、走行時の支持点数は、三点支
持に限らず４点以上で支持するようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、搬送物を
移動させる際に、膝関節に設けられた従動転動体と、両
足に設けられた駆動転動体とを接地させ、膝を折曲げた
状態で行なうようにしているので、重心位置が低くなっ
て充分な走行安定性が得られ、小さな占有スペースで大
きな可搬重量を高速移動させることができる。
移動させる際に、膝関節に設けられた従動転動体と、両
足に設けられた駆動転動体とを接地させ、膝を折曲げた
状態で行なうようにしているので、重心位置が低くなっ
て充分な走行安定性が得られ、小さな占有スペースで大
きな可搬重量を高速移動させることができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る二足移動歩行装置の
ロボット本体の要部を示す構成図。
ロボット本体の要部を示す構成図。
【図２】図１のロボット本体の全体構成を示す概略図。
【図３】二足移動歩行装置の全体構成を示すブロック
図。
図。
【図４】ロボット本体とともに用いられる搬送台車の構
成を示す斜視図。
成を示す斜視図。
【図５】搬送物を移動させる際のロボット本体の動作を
示す説明図。
示す説明図。
【図６】（ａ）は従動転動体と駆動転動体とによる三点
支持の状態を示す説明図、（ｂ）は（ａ）を上方から見
た構成図。
支持の状態を示す説明図、（ｂ）は（ａ）を上方から見
た構成図。
【図７】本発明の第２実施例を示す図１相当図。
【図８】図７の要部詳細図。
【図９】（ａ）は人間の下肢構造を示す説明図、（ｂ）
は従来の二足移動歩行装置の構成を示す説明図。
は従来の二足移動歩行装置の構成を示す説明図。
【図１０】従来の二足移動歩行装置の要部を示す図１相
当図。
当図。
【図１１】従来の二足移動歩行装置により搬送物を移動
させる際の動作を示す説明図。
させる際の動作を示す説明図。
３１ ロボット本体 ４７ 腰関節 ４８Ｒ，４８Ｌ 股関節 ４９Ｒ，４９Ｌ 膝関節 ５０ａＲ，５０ａＬ 俯仰足関節 ５０ｂＲ，５０ｂＬ 左右足関節 ５８ 上体 ５９ 下肢 ６０Ｒ，６０Ｌ 脚 ６１Ｒ，６１Ｌ 足 ６２Ｒ，６２Ｌ，１６２Ｒ，１６２Ｌ 従動転動体 ６３Ｒ，６３Ｌ，１６３Ｒ，１６３Ｌ 駆動転動体 ６５，１６５ ボール車輪 ６７，１６７ 車輪 １６８ スタビライザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２５Ｊ 13/00 Ｚ Ｂ６２Ｄ 57/032 57/02 57/028
Claims (1)
- 【請求項１】股関節、膝関節、足関節および足を有する
２本の脚を備え、両脚を交互に振出して二足歩行する二
足移動歩行装置において、少なくともいずれか一方の膝
関節に、膝を折曲げた際に接地可能な従動転動体を設け
るとともに、前記両足に、少なくとも膝を折曲げた際に
接地する駆動転動体をそれぞれ設け、これら両駆動転動
体および前記従動転動体を接地させて高速移動を可能と
したことを特徴とする二足移動歩行装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087175A JPH05285864A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 二足移動歩行装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4087175A JPH05285864A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 二足移動歩行装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05285864A true JPH05285864A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=13907655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4087175A Pending JPH05285864A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 二足移動歩行装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05285864A (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-04-08 JP JP4087175A patent/JPH05285864A/ja active Pending
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