JPH06198582A - 歩行ロボット足 - Google Patents

歩行ロボット足

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JPH06198582A
JPH06198582A JP5275750A JP27575093A JPH06198582A JP H06198582 A JPH06198582 A JP H06198582A JP 5275750 A JP5275750 A JP 5275750A JP 27575093 A JP27575093 A JP 27575093A JP H06198582 A JPH06198582 A JP H06198582A
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JP
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base plate
pipe joint
walking robot
robot foot
foot according
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JP5275750A
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English (en)
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Beaucourt Philippe De
ドゥ・ブークール フィリップ
Philippe Garrec
フィリップ・ガレ
Philippe Morganti
フィリップ・モーガン
Didier Sabourin
ディジェイ・サブーリン
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 障害物等のカテゴリー、特に階段、地面に置
かれた小さな障害物、および格子状の表面等の平面変化
を区別し、使用が容易でコストがかからず、さらに信頼
性を有する歩行ロボット足を提供することを目的とす
る。 【構成】 ベースプレートを自動的に傾斜させるための
手段（２、１７）、ベースプレート傾斜センサー（７、
８）、支持体またはベアリングの広がりをチェックする
ための地面接触センサー（２５）、累進的に圧力を加え
るための足管継ぎ手（６）の圧力減衰スプリング（１
４）、および任意に側方障害物認識縁部（２１）からな
る歩行ロボット足。これら全ての手段は危険で好ましく
ないベアリング作用を除去するよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は歩行ロボット足に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術、および解決しようとする課題】ある種の
可動ロボットは、多くの生き物がするように、交互に足
を地面に着地させて足を上げている間、前進移動および
後進移動を交互に行う部材によって移動する。
【０００３】そのようなロボットは、地面に対する足の
押し付け動作特性をしばしば予想できないという重要な
問題点を有しており、このため姿勢を安定に保てなくな
り、転倒してしまう場合があった。例えば、過度に傾斜
した物体で足を滑らせたり、地面に置かれた可動障害物
でつまづいたりする。ロボットの重量が加えられるやい
なや、直ちに大きな表面積で接触が行われたり、支柱が
釣合のとれていない場所に設けられていたりすると、倒
れたり、傾いたりする。
【０００４】ロボットの周囲を調べるために使用される
人工視覚等の従来センサーは、障害物等のカテゴリー、
特に階段、地面に置かれた小さな障害物、および格子状
の表面等の平面変化を区別する点において問題を有して
いた。このため、そのようなセンサーを備えたロボット
の使用は複雑で費用がかかり、さらに容易に劣化、例え
ば容易に壊れていた。したがって、多くの環境下、特に
ロボットが工場設備の中を長い距離移動しなければなら
ない場合などでは比較的信頼性が低かった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる歩行ロボ
ット足には、地上で支持されるためまたは地面を圧迫す
るための平面状ベースプレートを備えた管継ぎ手、この
管継ぎ手とロボットの他のパーツとの間に設けられ、上
記ベースプレートが全方向を向けるように設計されてい
る自在継ぎ手、ベースプレート傾斜センサー、ベースプ
レートのそばでその平面に位置している地面接触センサ
ーが組み込まれている。上記管継ぎ手は、ロボットの他
のパーツによって作り出されて足にかかる圧力エネルギ
ーを吸収するスプリングによって連結されている２つの
パーツとして設計されている。その２つのパーツの内の
１つは自在継ぎ手を備えた管継ぎ手であり、他のパーツ
はベースプレートと接触センサーとを備えた管継ぎ手で
ある。
【０００６】これら手段の組合せにより、上記問題点を
解決することができる。上記ベースプレートはそれ自体
で配置されて地面に対して局部的に傾斜している。しか
しながら、もし滑べらない程度の大きな傾斜なら、傾斜
センサーがどのような危険な押し付け動作をも防止する
ことができる。もし、ベアリングが適当な表面に設けら
れ、それが充分安定しているなら、接触センサーでそれ
をチェックすることができる。さらに、上記管継ぎ手を
スプリングによって連結された２つのパーツに細分化す
ることによって、押し付けによって生じる全ての力を直
ちに加えないですむ。これにより、足を他の場所に配置
するために、押し付け機能をチェックして随意に足をあ
げるために必要な時間を確保することができる。
【０００７】上記接触センサーが、スプリングによっ
て、管継ぎ手に連結されている復位可能なベアリングで
あると都合がよい。その位置を調べることにより、接触
を正確にチェックすることができるからである。
【０００８】上記管継ぎ手はベースプレートの回りに配
置される側方縁部をもって完備され、それが側方の物体
に接触するとすぐに変形する。これによって、足を移動
させた方が良いということが判る。
【０００９】
【実施例】本発明は添付された図面によって、より詳細
に説明される。
【００１０】可動ケージ３からなる自在継ぎ手２によ
り、足は、図示されていないがフランス特許２６５３５
１６に開示された脚部に類似したロボット脚部１の下端
に接合されている。さらに、この可動ケージ３からは、
上記脚部１に固定されている横軸シャフト４がでてい
る。また、足の管継ぎ手６の上端には長軸シャフト５が
固定されている。上記シャフト４、５は中空であり、そ
れぞれ角度センサー７、８を保護している。この角度セ
ンサー７、８によって角度を測定することができる。以
下に説明されている他のセンサーと同様に、脚部１に沿
って配置されているワイヤー９によって、センサー７、
８はロボット制御システムに連結されている。上記脚部
１を傾斜させることなく、または傾斜を変えることなし
に配置すると、足の傾斜、特に、平面、水平等に関して
は即座に知ることができる。地面を押し付けるベースプ
レート１０は、管継ぎ手６の下部１１の下面に対して固
定されている。また、ベースプレート１０の傾斜は上記
脚部１の傾斜を知ることによって計算することができ
る。
【００１１】垂直誘導カラムまたは垂直誘導柱１２は上
記管継ぎ手の下部１１の上部表面から突き出ており、上
記自在継ぎ手２を備えている管継ぎ手６の上部１３に形
成されている開口部を貫通している。また、この垂直誘
導カラム１２を設けることによって、他の部分に関連し
て、上部１３を垂直方向に移動させることができる。ス
プリング１４は管継ぎ手６の一部１３と、他の一部１１
との間に形成されている空間１５に配置されている。脚
部１が下がり、ベースプレート１０が接地するとすぐ、
圧縮される。足にかかるロボットの重さがすべて伝達さ
せるまで圧縮されている。
【００１２】このスプリング１４は従来からある金属性
のスプリングではなく、上記下部１１に取り付けられて
いる円形ゴムバンド３５と、この円形ゴムバンド３５と
上部１３との間で押しつぶされる環状シリコンパイプ３
６とから構成されており、それらは接着されている。上
記シリコンパイプ３６は、圧力がかけられて完全に押し
つぶされるまで、ある一定の範囲の均一な剛性により楕
円化する。スプリング１４はかなりの剛性を有し、上記
円状ゴムバンド３５も弾性を有している。誤った押し付
け動作または危険な押し付け動作を処理できるように、
全ての力が加えられる前はこのシステムは足が降ろすこ
とができるほどかなり曲げやすいが、力が加えられ始め
るときは大きな圧力を加えないよう充分な硬さも有して
いる。加えて、環状シリコンパイプ３６は、それが緩ん
だとき大きく振動することなく元に戻るという大きな利
点を有している。つまり、優れた減衰特性を有してい
る。さらに、管継ぎ手６の２つの部分である１１、１３
が水平方向に移行移動するのは望ましくなく、さらにそ
のような動きは事実上不可能である。なぜなら、スプリ
ング１４はそのような動きをするにしては非常に堅いか
らである。
【００１３】上記管継ぎ手６の上部１３は自在継ぎ手２
を備えたピボット１６を有しており、このピボット１６
はベアリング１７によって他の部材と結合している。こ
のベアリング１７は垂直軸を中心として回転し、結果的
にベースプレート１０を回転させる。しかしながら、上
記自在継ぎ手２の動きにより作られる平面はそのまま動
かない。回転を制限してセンサーワイヤー９が抜けない
ようにするため、上記ピボット１６に隣接台１８を設け
ることも有用である。このようにしないと、下部表面を
除いた足の大部分を覆うために使用されるスリーブ１９
が劣化してしまう。この隣接台１８は上記柱１２のある
一部分に接触している。上記スリーブ１９の上端は脚部
１の回りに取り付けられている。それは弾力性を有し、
ベースプレート１０が回転すると捻れ、足が上げられた
ときはその足を特別な場所に移動させることができる部
材から形成されている。このスリーブ１９は、衝撃や汚
れ等から足を守るためにも有用である。上記スリーブ１
９の下部に不要な負担がかからないように、環状ベアリ
ング表面３７の管継ぎ手６の上部には補助ひだが設けら
れている。
【００１４】上記管継ぎ手６の下部１１には、上記上部
１３の回りを囲むような縁部２０が設けられている。こ
の縁部２０はその回りに、連続したまたは不連続のリン
グ部２１、およびベースプレート１０を備えている。こ
のリング部２１の外側は上記スリーブ１９で覆われてい
る。また、このリング部２１は、スプリング手段２２に
よって、縁部２０上に取り付けられている。上記スプリ
ング手段２２は柔軟性を有するパイプからなり、縁部２
０の回りに屈曲して配置されている。また、このリング
部２１は縁部２０に対してその回りを自由に動くことが
できる。例えば、それがアルミニウム製の場合、および
スプリング２２がビニル製の場合など、上記スプリング
２２にかかる摩擦作用を減少させることができるので、
好ましい。変位センサーまたは変換器２３は、上記縁部
２０にリング状に配置されている。この変位センサーま
たは変換器２３はそれが側方の障害物に接触するとすぐ
にリング部２１の変位を測定し、ついでロボットの制御
システムにそのことを知らせる。
【００１５】上記下部１１には他の変位変換器２４が取
り付けられている。この接触センサー２４の前部には弾
性体からなる小板２７にベアリング２６が取り付けられ
ており、その小板２７の反対側端部は下部１１に噛み合
っている。上記ベアリング２６はベースブロック２８に
よって固定されており、その端部はベースプレート１０
より微かに下部に延びている。ベースプレートが接地し
たとき、通常このベアリング２６がまず接地する。つい
で上記ベースブロック２８およびベアリング２６が押し
戻され、小板２７が曲がる。この変位は上記変位変換器
２４によって認識され、ロボット制御システムに知らさ
れる。ベアリング２６はベースプレート１０のそば、つ
まりベースプレート１０の回りまたはそれに任意に形成
された溝に配置されている。地面上に位置する足のベア
リングは制御システムによって遮られており、ベースプ
レート１０が過剰に小さい面積で地面に接したり、また
は地面上の障害物に接すると、センサーまたは変換器が
不適切に配置されることとなり、足はその場所を変え
る。
【００１６】上記ベアリング２６および小板２７は下部
１１に形成された溝２９に配置されており、必要な部分
を密閉することができる、または上記溝２９全体を密閉
することができる柔軟性を有する保護シート３０で覆わ
れている。また、溝２９は管継ぎ手６の下部表面にわた
って水平方向に延在している。さらにベースプレート１
０によって上記溝２９は覆われており、このベースプレ
ート１０はネジ３１手段によってしっかりと下部１１に
噛み合っている。同様に、ネジ３２によって、保護シー
ト３０はベアリング２６とベースブロック２８との間に
固定されているので、このベースブロック２８は、それ
が使用されるとき、自由に取り替えることができる。
【００１７】上記保護シート３０とスリーブ１９とを管
継ぎ手６に固定するために、ネジ３３、リベット、また
は他の手段を使用することができる。また、上記溝２９
の周囲は曲線的なエッジが形成されていることが好まし
い。このようにエッジを曲線的に形成すれば、ベアリン
グ２６が収縮した際、保護シート３０を切断する恐れが
ないからである。
【００１８】ここで述べられた足は安全を保証するもの
であり、事実上、全ての地表に対して使用可能である。
【００１９】上記変位変換器２３、２４は、誘電、光
学、磁気等に関係した機器とすることもできるし、ある
いは例えば、物質と接触するまたは接触しない、電位差
計、または精密ミクロスイッチとなすこともできる。
【００２０】
【発明の効果】本発明にかかる歩行ロボット足は、地面
を押し付けるための平板ベースプレート（１０）を備え
た管継ぎ手（６）と、全ての方向にこのベースプレート
（１０）を向けられるように設計されて、この管継ぎ手
（６）とロボットの他の部分（１）との間に設けられて
いる自在継ぎ手（２）と、ベースプレート（１０）の傾
きに関係するセンサー（７、８）と、上記ベースプレー
ト（１０）のそばおよび実質上その平面に設けられてい
る地面接触センサー（２５）と、ロボットの他の部分か
らかかる足への圧力エネルギーを吸収するために、スプ
リング（１４）によって連結されている２つの部分（１
１、１３）からなる管継ぎ手と、自在継ぎ手（２）を備
えた管継ぎ手部の一部（１３）と、ベースプレート（１
０）を備えた管継ぎ手部の他の一部（１１）と、そして
接触センサー（２５）によって特徴付けられる歩行ロボ
ット足であるので、ベースプレート（１０）が接地する
際、その接地状態を接触センサー（２５）、およびその
他のセンサー（７、８）等が認識してロボット制御シス
テムに知らせる。したがって、本発明の歩行ロボット足
によれば、ベースプレート（１０）が過剰に小さい面積
で地面に接したり、または地面上の障害物に接する等、
接地状態が好ましくない場合、それを認識して足の場所
を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明にかかる足を長軸方向に沿っ
て切断したときの様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 脚部 ２ 自在継ぎ手 ３ 可動ケージ ４ 横軸シャフト ５ 長軸シャフト ６ 管継ぎ手 ７ 角度センサー ８ 角度センサー ９ ワイヤー １０ ベースプレート １１ 管継ぎ手の下部 １２ 柱 １３ 管継ぎ手の上部 １４ スプリング １５ 空間 １６ ピボット １７ ベアリング １８ 隣接台 １９ スリーブ ２０ 縁部 ２１ リング部 ２２ スプリング手段 ２３ 変換器 ２４ 変換器 ２６ ベアリング ２７ 小板 ２８ ベースブロック ２９ 溝 ３０ 保護シート ３２ ねじ ３３ ねじ ３５ 円形ゴムバンド ３６ 環状シリコンパイプ ３７ 円形ベアリング表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ・モーガン フランス・91150・エタンプ・リュ・ル イ・モロー・41 (72)発明者 ディジェイ・サブーリン フランス・94140・アルフォートヴィル・ リュ・エミル・42

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 地面を押し付けるための平板ベースプレ
    ート（１０）を備えた管継ぎ手（６）と、全ての方向に
    このベースプレート（１０）を向けられるように設計さ
    れて、この管継ぎ手（６）とロボットの他の部分（１）
    との間に設けられている自在継ぎ手（２）と、ベースプ
    レート（１０）の傾きに関係するセンサー（７、８）
    と、上記ベースプレート（１０）のそばおよび実質上そ
    の平面に設けられている地面接触センサー（２５）と、
    ロボットの他の部分からかかる足への圧力エネルギーを
    吸収するために、スプリング（１４）によって連結され
    ている２つの部分（１１、１３）からなる管継ぎ手と、
    自在継ぎ手（２）を備えた管継ぎ手部の一部（１３）
    と、ベースプレート（１０）を備えた管継ぎ手部の他の
    一部（１１）と、そして接触センサー（２５）によって
    特徴付けられる歩行ロボット足。
  2. 【請求項２】 前記管継ぎ手の２つの部分がスライドガ
    イド柱（１２）によって連結されていることを特徴とす
    る請求項１記載の歩行ロボット足。
  3. 【請求項３】 前記スプリング（１４）が、足にかかる
    圧力によって全体の硬さが増すことを特徴とする請求項
    １記載の歩行ロボット足。
  4. 【請求項４】 前記接触センサー（２５）が、スプリン
    グ（２７）によって、管継ぎ手（６）に連結されている
    引き込み式ベアリング（２６）であることを特徴とする
    請求項１記載の歩行ロボット足。
  5. 【請求項５】 前記ベアリング（２６）が前記管継ぎ手
    （６）に設けられた溝（２９）において可動であり、こ
    の溝（２９）は柔軟性を有する保護シート（３０）によ
    って覆われていることを特徴とする請求項４記載の歩行
    ロボット足。
  6. 【請求項６】 前記柔軟性を有するシート（３０）が通
    常前記溝（２９）全体に対するものであり、前記ベース
    プレート（１０）はこの柔軟性を有するシート（３０）
    の一部を覆っている管継ぎ手（６）に取り付けられてい
    ることを特徴とする請求項５記載の歩行ロボット足。
  7. 【請求項７】 前記ベアリング（２６）が地面に接触す
    るための、復位可能なベースブロック（２８）を備えて
    いることを特徴とする請求項４記載の歩行ロボット足。
  8. 【請求項８】 前記管継ぎ手（６）が前記ベースプレー
    ト（１０）の回りに設けられている可動側方縁部（２
    １）を有していることを特徴とする請求項１記載の歩行
    ロボット足。
  9. 【請求項９】 前記管継ぎ手（６）が、ベースプレート
    （１０）の平面に設けられてベースプレート（１０）を
    回転させるピボット（１７）と、このピボットを特別な
    状態に戻すための手段（１９）とを有することを特徴と
    する請求項１記載の歩行ロボット足。
  10. 【請求項１０】 前記復元手段が前記ベースプレートお
    よび接触センサーを除いた足を包むスリーブであること
    を特徴とする請求項９記載の歩行ロボット足。
JP5275750A 1992-11-05 1993-11-04 歩行ロボット足 Withdrawn JPH06198582A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9213326A FR2697492B1 (fr) 1992-11-05 1992-11-05 Pied de robot marcheur.
FR9213326 1992-11-05

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JPH06198582A true JPH06198582A (ja) 1994-07-19

Family

ID=9435258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5275750A Withdrawn JPH06198582A (ja) 1992-11-05 1993-11-04 歩行ロボット足

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US (1) US5421426A (ja)
EP (1) EP0596797B1 (ja)
JP (1) JPH06198582A (ja)
DE (1) DE69301807T2 (ja)
ES (1) ES2086907T3 (ja)
FR (1) FR2697492B1 (ja)

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