JPH06254780A

JPH06254780A - 歩行ロボット

Info

Publication number: JPH06254780A
Application number: JP5043847A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yanagisawa; 健柳沢
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1994-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】容易に障害物を避けることができると共に、
バランスをとり易い歩行ロボットを提供する。【構成】本体部１２は、Ｘ軸部材５２上およびＹ軸部
材５８上を移動可能である。Ｘ軸脚部６２ａ〜ｄは、Ｘ
軸部材５２に設けられ、伸縮可能であり、支持状態にあ
る際には本体部１２等を支持可能である。Ｙ軸脚部６６
ａ〜ｄは、Ｙ軸部材５８に設けられ、伸縮可能であり、
支持状態にある際には本体部１２等を支持可能である。
Ｘ軸駆動機構８８は、本体部１２をＸ軸方向へ移動させ
る。Ｙ軸駆動機構７４は、本体部１２をＹ軸方向へ移動
させる。第１のＺ軸駆動機構６８ａ〜ｄは、Ｘ軸脚部６
２ａ〜ｄを伸縮させる。第２のＺ軸駆動機構７０ａ〜ｄ
は、Ｙ軸脚部６６ａ〜ｄを伸縮させる。油圧駆動部３６
は、Ｘ軸駆動機構８８、Ｙ軸駆動機構７４、第１のＺ軸
駆動機構６８ａ〜ｄおよび第２のＺ軸駆動機構７０ａ〜
ｄに駆動力を供給する。

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に関し、一
層詳細には本体部を脚部の駆動で移動させる歩行ロボッ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物品の運搬用等に歩行ロボットが
使用されている。これらの歩行ロボットは移動手段とし
てタイヤやクローラが用いられている。また、研究段階
ではあるが、関節をモータで駆動させ、４本足の動物や
人間の歩行と類似の動作を行わせる４本足または２本足
の歩行ロボットも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の歩行ロボットには次のような課題がある。移動手
段としてタイヤやクローラを用いた歩行ロボットの場
合、進路上に障害物が存在する場合、進路を変更しない
と干渉を避けることができない。従って、幅の狭い通路
において障害物が存在すると干渉を避け得ないという課
題がある。一方、４本足または２本足の歩行ロボットの
場合、歩行中に３本足または片足の状態が発生するた
め、バランスをとるための制御が非常に難しく実用段階
に至ってはいない。従って、本発明は容易に障害物を避
けることができると共に、バランスをとり易い歩行ロボ
ットを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、Ｘ軸方向へ
配設されたＸ軸部材と、前記Ｘ軸と直角なＹ軸方向へ配
設されたＹ軸部材と、前記Ｘ軸部材上および前記Ｙ軸部
材上を、Ｘ軸部材とＹ軸部材の長さ方向へ相対的に移動
可能な本体部と、前記Ｘ軸部材に設けられ、前記Ｘ軸方
向および前記Ｙ軸方向と直角なＺ軸方向へ伸縮可能であ
り、支持状態にある際には前記本体部、Ｙ軸部材および
Ｘ軸部材を支持可能なＸ軸脚部と、前記Ｙ軸部材に設け
られ、前記Ｚ軸方向へ伸縮可能であり、支持状態にある
際には前記本体部、Ｘ軸部材およびＹ軸部材を支持可能
なＹ軸脚部と、前記本体部を前記Ｘ軸部材に対して相対
的に前記Ｘ軸方向へ移動させるためのＸ軸駆動機構と、
前記本体部を前記Ｙ軸部材に対して相対的に前記Ｙ軸方
向へ移動させるためのＹ軸駆動機構と、前記Ｘ軸脚部を
前記Ｚ軸方向へ伸縮させるための第１のＺ軸駆動機構
と、前記Ｙ軸脚部を前記Ｚ軸方向へ伸縮させるための第
２のＺ軸駆動機構と、前記Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機
構、第１のＺ軸駆動機構および第２のＺ軸駆動機構に駆
動力を供給する油圧駆動部とを具備することを特徴とす
る。

【０００５】

【作用】作用について説明する。本体部、Ｘ軸部材、Ｙ
軸部材を支持するＸ軸脚部およびＹ軸脚部は油圧駆動部
から駆動力の供給を受けてＺ軸方向へ伸縮可能であるの
で、直進中であってもＸ軸脚部またはＹ軸脚部を伸長さ
せることで進路上の障害物を跨ぐことができる。また、
Ｘ軸脚部またはＹ軸脚部で本体部、Ｘ軸部材、Ｙ軸部材
を支持可能なので、Ｘ軸脚部またはＹ軸脚部が支持して
いる間に本体部、Ｘ軸部材またはＹ軸部材を移動させて
進行することができ、歩行中であっても容易にバランス
をとることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。まず、構成について説明する。図１
には実施例の歩行ロボットの平面図を示し、図２にはそ
の本体部近傍の部分破断側面図を示す。

【０００７】１２は本体部であり、第１の本体構成部で
ある上部本体１４、第２の本体構成部である下部本体１
６、および昇降テーブル１８から成る。最上部に配設さ
れている昇降テーブル１８には被運搬物、工具、計測
器、ワーク等が取付、載置が可能になっている。昇降テ
ーブル１８の底面の４隅に垂設されているガイドロッド
２０が、上部本体１４内の４隅に固定されているガイド
筒２２内へ挿通されており、昇降テーブル１８はガイド
筒２２に沿って上下動可能になっている。上部本体１４
の底面には中空の軸筒部２４が垂設されている。軸筒部
２４は、下部本体１６内に配設されている軸受部２５内
へ回動可能に嵌入されている。従って、上部本体１４と
下部本体１６は相対的に水平面内で回動可能になってい
る。

【０００８】２６は油圧駆動の上下動シリンダであり、
上部本体１４内に固定されている。上下動シリンダ２６
は、上部本体１４の中央に透設された中央孔３０ａ、軸
筒部２４および下部本体１６の中央に透設された中央孔
３０ｂへ挿通されている。上下動シリンダ２６の上下動
ロッド２８の上端は昇降テーブル１８の底面に固定され
ている。従って、上下動シリンダ２６が駆動され、上下
動ロッド２８の伸縮に伴い昇降テーブル１８が上下動す
る。３２はエンジンであり、上部本体１４から延設され
ているエンジン支持部３４上に配設されている。エンジ
ン３２は、例えば４サイクルガソリンエンジンが使用さ
れる。３６は油圧駆動部であるオイルポンプであり、上
部本体１４内に固定されている。オイルポンプ３６は、
オイルタンク３７内の圧油を上下動シリンダ２６等、各
油圧作動装置（後述）へ供給することにより、駆動力を
供給する。オイルポンプ３６はエンジン３２の回転力を
受けて回転、作動する。

【０００９】３８は発電機であり、エンジン３２に付設
されている。発電機３８はエンジン３２の回転力を受け
て回転し、制御ボックス４０内に配設されている電源バ
ッテリへ充電する。制御ボックス４０内には本実施例の
歩行ロボット１０の動作を制御するための制御システム
が内蔵されている。４２は操作盤であり、ハンドル４４
へ固定されている。操作盤４２から制御ボックス４０内
に内蔵されている制御システムへ各種コマンド、制御デ
ータを入力したり、表示装置を見ながら、歩行ロボット
１０の制御状況をモニタ可能になっている。なお、ハン
ドル４４は後部ローラ４６と連繋されており、後部ロー
ラ４６の転動方向を変えることが可能になっている。

【００１０】４８は自走機構を構成する１対の油圧モー
タであり、対応する前部ローラ５０をそれぞれ転動させ
る。油圧モータ４８は、オイルポンプ３６から圧油の供
給を受けて駆動する。両油圧モータ４８は同一の油圧回
路内に接続されており、一方の前部ローラ５０の回転抵
抗が大きくなると、一方の油圧モータ４８の回転が遅
れ、他方の油圧モータ４８の回転が速くなり、他方の前
部ローラ５０は一方の前部ローラ５０より回転が速くな
る。この動作を利用して１対の前部ローラ５０に自動車
のディファレンシャルギアと同様の機能を持たせてい
る。５２は１対のＸ軸部材であり、剛性を有する金属棒
である。Ｘ軸部材５２はＸ軸方向へ間隔をおいて平行に
配設されている。Ｘ軸部材５２は、詳しくは後述する
が、上部本体１４へ配設されている。

【００１１】５４ａ、５４ｂはＸ連結体であり、Ｘ軸部
材５２の両端部がそれぞれ固定されると共に、Ｘ軸部材
５２同士を連結している。１対の油圧モータ４８はＸ連
結体５４ｂ上に固定されている。また、前部ローラ５０
はＸ連結体５４ｂの下部に配設されている。なお、５４
ｃはサブＸ連結体であり、中央部がＸ連結体５４ａの中
央部と軸５６ａを介して軸着されており、後部ローラ４
６はサブＸ連結体５４ｃの下部に配設されている。５８
は１対のＹ軸部材であり、剛性を有する金属棒である。
Ｙ軸部材５８はＸ軸方向と直角なＹ軸方向へ間隔をおい
て平行に配設されている。Ｙ軸部材５８は、詳しくは後
述するが、Ｘ軸部材５２より下方の下部本体１６内に配
設されている。

【００１２】６０ａ、６０ｂはＹ連結体であり、Ｙ軸部
材５８の両端部がそれぞれ固定されると共に、Ｙ軸部材
５８同士を連結している。なお、６０ｃはサブＹ連結体
であり、中央部がＹ連結体６０ａの中央部と軸５６ａを
介して軸着されている。６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２
ｄはＸ軸脚部であり、Ｘ連結体５４ａ、５４ｂおよびサ
ブＸ連結体５４ｃを介してＸ軸部材５２に設けられてい
る。具体的には、Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂがサブＸ連結
体５４ｃの各端部に配設され、Ｘ軸脚部６２ｃ、６２ｄ
がＸ連結体５４ｂの各端部に配設されている。Ｘ軸脚部
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、Ｘ軸方向およびＹ
軸方向と直角なＺ軸方向下方へ伸縮可能であり、伸長し
た支持状態では下面が接地して本体部１２、Ｘ軸部材５
２、Ｙ軸部材５８等を支持可能になっている。その際、
前部ローラ５０および後部ローラ４６は地面６４と離間
する。Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄの足首
に相当する部分はボールジョイント（自在継手）で形成
されており、関節としての機能を有している。なお、Ｘ
軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが短縮した状態
が不支持状態である。

【００１３】６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄはＹ軸脚
部であり、Ｙ連結体６０ａ、６０ｂおよびサブＹ連結体
６０ｃを介してＹ軸部材５８に設けられている。具体的
には、Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂがサブＹ連結体６０ｃの
各端部に配設され、Ｙ軸脚部６６ｃ、６６ｄがＹ連結体
６０ｂの各端部に配設されている。Ｙ軸脚部６６ａ、６
６ｂ、６６ｃ、６６ｄは、Ｚ軸方向下方へ伸縮可能であ
り、伸長した支持状態では下面が接地して本体部１２、
Ｘ軸部材５２、Ｙ軸部材５８等を支持可能になってい
る。その際、前部ローラ５０および後部ローラ４６は地
面６４と離間する。Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、
６６ｄの足首に相当する部分はボールジョイントで形成
されており、関節としての機能を有している。なお、Ｙ
軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄが短縮した状態
が不支持状態である。Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２
ｃ、６２ｄ、Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄ
が不支持状態の場合、前部ローラ５０および後部ローラ
４６が接地可能となる。

【００１４】６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄは第１の
Ｚ軸駆動機構の一例である油圧駆動の第１のＺ軸シリン
ダであり、各Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ
を伸縮させる。第１のＺ軸シリンダ６８ａ、６８ｂは、
サブＸ連結体５４ｃの各端部に配設され、第１のＺ軸シ
リンダ６８ｃ、６８ｄは、Ｘ連結体５４ｂの各端部に配
設されている。本実施例において、Ｘ軸脚部６２ａ、６
２ｂ、６２ｃ、６２ｄは各第１のＺ軸シリンダ６８ａ、
６８ｂ、６８ｃ、６８ｄのシリンダロッドである。７０
ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄは第２のＺ軸駆動機構の一
例である油圧駆動の第２のＺ軸シリンダであり、各Ｙ軸
脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを伸縮させる。第
２のＺ軸シリンダ７０ａ、７０ｂは、サブＹ連結体６０
ｃの各端部に配設され、第２のＺ軸シリンダ７０ｃ、７
０ｄは、Ｙ連結体６０ｂの各端部に配設されている。本
実施例において、Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６
６ｄは各第２のＺ軸シリンダ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、
７０ｄのシリンダロッドである。

【００１５】次に図３と共に下部本体１６内の構造につ
いて説明する。Ｙ軸部材５８は、下部本体１６の内底面
に固定されているスライド支持部７２ａへそれぞれＹ軸
方向へスライド可能に挿通されている。また、Ｙ軸部材
５８は、下部本体１６のＹ軸方向の壁部も挿通され、各
端部は下部本体１６外へ突出している。従って、下部本
体１６とＹ軸部材５８は相対的にＹ軸方向へ移動可能に
なっている。７４はＹ軸駆動機構の一例である油圧駆動
のＹ軸シリンダである。Ｙ軸シリンダ７４は下部本体１
６の内底面に固定されている。Ｙ軸シリンダ７４のＹ軸
ロッド７６は下部本体１６の壁部を挿通され、先端はＹ
連結体６０ｂへ固定されている。従って、Ｙ軸ロッド７
６を伸縮することにより、Ｙ軸部材５８を下部本体１６
に対してＹ軸方向へ移動させることができる。

【００１６】７８は回動駆動機構の一例である油圧駆動
の回動シリンダである。回動シリンダ７８は下部本体１
６の内底面に固定されている。回動シリンダ７８のロッ
ド８０は軸筒部２４の外周面に一端が固定されたリンク
片８２の他端へ軸着されている。従って、ロッド８０を
伸縮することにより、上部本体１４（昇降テーブル１８
を含め）を下部本体１６に対して所定角度（例えば４５
度）回動させることができる。なお、８３は１対のスペ
ーサであり、Ｙ連結体６０ａの外面に突設され、先端面
はサブＹ連結体６０ｃの内面に当接している。スペーサ
８３を設けることにより、Ｙ連結体６０ａとサブＹ連結
体６０ｃとの間の距離を一定に保持している。本実施例
において、Ｙ連結体６０ａとサブＹ連結体６０ｃを軸５
６ｂを介して軸着しているが、この揺動機構について図
４（図３におけるＡ部近傍を示した側面図）と共に説明
する。

【００１７】８４は１対の押動プランジャであり、Ｙ連
結体６０ａの上部からサブＹ連結体６０ｃの上方へ逆Ｌ
字状に延設された取付部８６の水平部へ、離間して、か
つ軸５６ｂに対して対称の位置に取り付けられている。
押動プランジャ８４は、内装されているスプリングによ
りプランジャ８４が常時下方へ付勢され、サブＹ連結体
６０ｃの上面へ当接している。通常状態では、１対のプ
ランジャ８４の付勢力が同一なので、サブＹ連結体６０
ｃはＹ連結体６０ａと平行な水平状態が保持されてい
る。例えばＹ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄが
接地した際に、いづれか１個が石等の突起物を踏んでも
サブＹ連結体６０ｃが傾くので、４個のＹ軸脚部６６
ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄが確実に接地でき、安定し
た状態を保つことが可能となる。サブＹ連結体６０ｃの
上面が一点鎖線Ｍに示すよう傾いても、左方のプランジ
ャ８４は上動し、右方のプランジャ８４は下動しつつサ
ブＹ連結体６０ｃを下方へ付勢するので、サブＹ連結体
６０ｃがシーソー状に振れるのを防止可能になってい
る。

【００１８】次に図５（上部本体１４近傍を示した底面
図）と共に上部本体１４底部の構造について説明する。
Ｘ軸部材５２は、上部本体１４の底面に固定されている
スライド支持部７２ｂへそれぞれＸ軸方向へスライド可
能に挿通されている。Ｘ軸部材５２の各端部は上部本体
１４の外縁より外方へ突出している。従って、上部本体
１４とＸ軸部材５２は相対的にＸ軸方向へ移動可能にな
っている。８８はＸ軸駆動機構の一例である油圧駆動の
Ｘ軸シリンダである。Ｘ軸シリンダ８８は上部本体１４
の底面に固定されている。Ｘ軸シリンダ８８のＸ軸ロッ
ド９０の先端はＸ連結体５４ａへ固定されている。従っ
て、Ｘ軸ロッド９０を伸縮することにより、Ｘ軸部材５
２を上部本体１４に対してＸ軸方向へ移動させることが
できる。

【００１９】本実施例において、Ｘ連結体５４ａとサブ
Ｘ連結体５４ｃは、Ｙ連結体６０ａとサブＹ連結体６０
ｃのように軸５６ａを介して軸着され、同じく揺動機構
（Ｃ部）を構成している。Ｃ部の構成はＹ連結体６０ａ
とサブＹ連結体６０ｃを含む揺動機構と同一の構成なの
で説明は省略するが、通常状態では、サブＸ連結体５４
ｃはＸ連結体５４ａと平行な水平状態が保持されてい
る。一方、例えばＸ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６
２ｄが接地した際に、いづれか１個が石等の突起物を踏
み、サブＸ連結体５４ｃの上面が傾いても、一方のプラ
ンジャが上動し、他方のプランジャは下動しつつサブＸ
連結体５４ｃを下方へ付勢するので、４個のＸ軸脚部６
２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは安定した状態で接地し
続けることが可能となる。なお、９１は１対のスペーサ
であり、Ｘ連結体５４ａの外面に突設され、先端面はサ
ブＸ連結体５４ｃの内面に当接している。スペーサ９１
を設けることにより、Ｘ連結体５４ａとサブＸ連結体５
４ｃとの間の距離を一定に保持している。

【００２０】次に、この様に構成された歩行ロボットの
動作について説明する。まず、直線歩行について図６と
共に説明する。なお、図面に●で示すＸ軸脚部６２ａ、
６２ｂ、６２ｃ、６２ｄまたはＹ軸脚部６６ａ、６６
ｂ、６６ｃ、６６ｄは支持状態にあり、○で示すＸ軸脚
部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄまたはＹ軸脚部６６
ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄは接地していない不支持状
態にあることを示す（以下、同じ）。

【００２１】図６（ａ）に示す状態はＸ軸脚部６２ａ、
６２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ軸脚部６６ａ、６６
ｂ、６６ｃ、６６ｄが全て支持状態にあり、歩行ロボッ
ト１０は当該位置に停止している。この状態において、
Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを短縮させて
不支持状態とし、Ｘ軸シリンダ８８を駆動してＸ軸部材
５２を右方へ移動させる（図６（ｂ）の状態）。Ｘ軸部
材５２が右方へ移動したら、Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂ、
６２ｃ、６２ｄを伸長させて支持状態とし、Ｘ軸脚部６
２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ軸脚部６６ａ、
６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを全て支持状態とする。続い
て、Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを短縮さ
せて不支持状態とし、Ｘ軸シリンダ８８を駆動して本体
部１２を右方へ移動させる（図６（ｃ）の状態）。この
一連の動作の繰り返しにより、本体部１２はＸ軸方向へ
直線的に進行する。Ｙ軸方向へも同様であるのはもちろ
んである。

【００２２】次に、斜め方向への直線歩行について図７
と共に説明する。図７（ａ）に示す状態はＸ軸脚部６２
ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ軸脚部６６ａ、６
６ｂ、６６ｃ、６６ｄが全て支持状態にあり、歩行ロボ
ット１０は当該位置に停止している。この状態におい
て、Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを短縮さ
せて不支持状態とし、Ｘ軸シリンダ８８を駆動して本体
部１２を右方へ移動させると共に、Ｙ軸シリンダ７４も
駆動してＹ軸部材５８を上方へ移動させる（図７（ｂ）
の状態）。その後、Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、
６６ｄを伸長させて支持状態とし、Ｘ軸脚部６２ａ、６
２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ軸脚部６６ａ、６６ｂ、
６６ｃ、６６ｄを全て支持状態とする。続いて、Ｘ軸脚
部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを短縮させて不支持
状態とし、Ｙ軸シリンダ７４を駆動して本体部１２を上
方へ移動させ、その後、Ｘ軸シリンダ８８を駆動してＸ
軸部材５２を右方へ移動させる（図７（ｃ）の状態）。
この一連の動作の繰り返しにより、本体部１２は右上方
向へ斜めに進行する。つまり、Ｘ軸方向とＹ軸方向への
直線歩行を組み合わせて斜め方向へ進行可能となる。さ
らに斜め歩行を組み合わせることにより、方向転換も可
能である。

【００２３】次に、本体部１２の旋回について図８と共
に説明する。図８（ａ）に示す状態はＸ軸脚部６２ａ、
６２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ軸脚部６６ａ、６６
ｂ、６６ｃ、６６ｄが全て支持状態にあり、歩行ロボッ
ト１０は当該位置に停止している。この状態において、
Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを短縮させて
不支持状態とし、回動シリンダ７８を駆動させ、上部本
体１４およびＸ軸部材５２を、軸筒部２４を中心に時計
方向へ回動させる（図８（ｂ）の状態）。上部本体１４
およびＸ軸部材５２が回動したら、Ｘ軸脚部６２ａ、６
２ｂ、６２ｃ、６２ｄを伸長させて支持状態とし、Ｘ軸
脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ軸脚部６
６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを全て支持状態とする。
続いて、Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを短
縮させて不支持状態とし、回動シリンダ７８を駆動さ
せ、下部本体１６およびＹ軸部材５８を、軸筒部２４を
中心に時計方向へ回動させる（図８（ｃ）の状態）。こ
の回動で本体部１２を回動させることができる。この一
連の動作の繰り返しにより、本体部１２を所望の角度旋
回させることが可能となる。

【００２４】次に、傾斜面の歩行について図９と共に説
明する。図９（ａ）に示す状態は、歩行ロボット１０が
右方へ進行中、傾斜面９０の手前に位置する状態であ
り、Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが不支持
状態で、Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄが支
持状態にある。歩行ロボット１０が傾斜面９０を登るた
めには本体部１２を当該傾斜面９０に対して略平行に傾
斜させる必要があるため、Ｙ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６
６ｃ、６６ｄを傾斜面９０側とその反対側で別々に伸縮
させ、本体部１２を傾斜面９０に対して略平行に傾斜さ
せる（図９（ｂ）の状態）。この状態で歩行ロボット１
０は前述の直進歩行を行い傾斜面９０を登ることができ
る。その際、各足首に相当する部分にはボールジョイン
トが内包されているのでしっかり接地することができ
る。なお、傾斜面９０の傾斜角度が大きい場合は直線歩
行で登ると、バランスを崩し転落するおそれがあるの
で、その場合は傾斜面９０を斜め方向に上るようにする
ばよい。また、各Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６
２ｄおよびＹ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄに
地面までの距離を計測する測距センサを取付ることによ
り、Ｘ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ
軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄの伸縮量をコン
ピュータ制御でき、より精密なコントロールが可能とな
る。

【００２５】次に、進路変更について図１０と共に説明
する。従来のロボットが直角に進路を変更する場合、弧
を描くような軌跡で進路を変更するため、いわゆる内輪
差が発生し、進路の幅はロボットの幅を越える幅が必要
とされる。しかし、本実施例の歩行ロボット１０におい
ては、Ｙ軸方向の歩行とＸ軸方向の歩行を組み合わせた
り、本体部１２の旋回を行うことにより、例えば図示の
ように、Ｙ軸方向への移動から直ちにＸ軸方向への方向
転換を含む移動が可能なので、内輪差の問題は発生せ
ず、歩行ロボット１０の幅と同一の幅の進路９４へ進入
が可能である。また、本体部１２の旋回を応用して進路
を鋭角的に変更することも可能である。

【００２６】次に、不整地の進行について図１１と共に
説明する。図１１において、右方向へ歩行ロボット１０
が進行する場合、路面に凸部９６や凹部９８が存在して
もＸ軸脚部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ軸
脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを伸縮させること
により、本体部１２の凸部９６との干渉や、Ｘ軸脚部６
２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ軸脚部６６ａ、
６６ｂ、６６ｃ、６６ｄの凹部９８内への落下を防止可
能となる。特に、本体部１２とＸ軸部材５２および／ま
たはＹ軸部材５８の相対的な移動量を制御可能にすれ
ば、当該移動量を調整しつつ凸部９６や凹部９８を跨い
で干渉を防止することも可能である。

【００２７】歩行ロボット１０の動作については、上述
の他、Ｘ連結体５４ｂ、サブＸ連結体５４ｃおよびＹ連
結体６０ｂ、サブＹ連結体６０ｃに、Ｘ軸脚部６２ａ、
６２ｂ、６２ｃ、６２ｄおよびＹ軸脚部６６ａ、６６
ｂ、６６ｃ、６６ｄに対応する測距センサをそれぞれ設
け、Ｘ連結体５４ｂ、サブＸ連結体５４ｃおよびＹ連結
体６０ｂ、サブＹ連結体６０ｃと路面との間の距離を常
時測定し、コンピュータで昇降テーブル１８上面を常に
水平に維持するよう制御することで容器内の液体をこぼ
すことなく搬送することが可能となり、例えば階段を登
りつつ液体を搬送する運搬ロボットに応用可能である。
用途としては、運搬ロボットの他、危険な環境で無人で
作業を行うべく昇降テーブル１８等に各種機械装置類を
搭載した作業ロボットとして利用することができる。以
上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、
本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例えば
Ｘ軸脚部、Ｙ軸脚部の本数は４本に限定されず、歩行ロ
ボットをバランスよく支持できる本数であればよい等、
発明の精神を逸脱しない範囲でさらに多くの改変を施し
得るのはもちろんである。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る歩行ロボットを用いると、
本体部、Ｘ軸部材、Ｙ軸部材を支持するＸ軸脚部および
Ｙ軸脚部は油圧駆動部から駆動力の供給を受けてＺ軸方
向へ伸縮可能であるので、直進中であってもＸ軸脚部ま
たはＹ軸脚部を伸長させることで進路上の障害物を跨ぐ
ことができるので、平坦地以外でも使用することができ
る。特に、Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構、第１のＺ軸駆
動機構および第２のＺ軸駆動機構を油圧で駆動するので
大きな力を発揮することができる。また、Ｘ軸脚部また
はＹ軸脚部で本体部、Ｘ軸部材、Ｙ軸部材を支持可能な
ので、Ｘ軸脚部またはＹ軸脚部が支持している間に本体
部、Ｘ軸部材またはＹ軸部材を移動させて進行すること
ができ、歩行中であっても容易にバランスをとることが
できるので、コンピュータ制御を行う場合であっても制
御が容易になる。特に請求項２の構成を採用すると、歩
行ロボットの方向転換を迅速に行うことが可能となる。
また、請求項３の構成を採用すると、平坦地はローラを
転動させる自走機構で移動可能となり、移動時間の短縮
を図ることができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歩行ロボットの実施例を示した平
面図。

【図２】その要部を示した側面図。

【図３】下部本体およびその近傍を示した平面図。

【図４】揺動機構を示す図３Ａ部近傍の側面図。

【図５】上部本体およびその近傍を示した底面図。

【図６】直線方向の移動について示した説明図。

【図７】斜め方向の移動について示した説明図。

【図８】本体部の旋回について示した説明図。

【図９】斜面の歩行について示した説明図。

【図１０】直角方向の方向転換について示した説明図。

【図１１】非平坦路面の歩行について示した説明図。

【符号の説明】

１０歩行ロボット１２本体部１４上部本体１６下部本体２４軸筒部２６上下動シリンダ３２エンジン３６オイルポンプ４６後部ローラ４８油圧モータ５０前部ローラ５２Ｘ軸部材５８Ｙ軸部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄＸ軸脚部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄＹ軸脚部６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ第１のＺ軸シリンダ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ第２のＺ軸シリンダ７４Ｙ軸シリンダ７８回動シリンダ８８Ｘ軸シリンダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ軸方向へ配設されたＸ軸部材と、前記Ｘ軸と直角なＹ軸方向へ配設されたＹ軸部材と、前記Ｘ軸部材上および前記Ｙ軸部材上を、Ｘ軸部材とＹ
軸部材の長さ方向へ相対的に移動可能な本体部と、前記Ｘ軸部材に設けられ、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸
方向と直角なＺ軸方向へ伸縮可能であり、支持状態にあ
る際には前記本体部、Ｙ軸部材およびＸ軸部材を支持可
能なＸ軸脚部と、前記Ｙ軸部材に設けられ、前記Ｚ軸方向へ伸縮可能であ
り、支持状態にある際には前記本体部、Ｘ軸部材および
Ｙ軸部材を支持可能なＹ軸脚部と、前記本体部を前記Ｘ軸部材に対して相対的に前記Ｘ軸方
向へ移動させるためのＸ軸駆動機構と、前記本体部を前記Ｙ軸部材に対して相対的に前記Ｙ軸方
向へ移動させるためのＹ軸駆動機構と、前記Ｘ軸脚部を前記Ｚ軸方向へ伸縮させるための第１の
Ｚ軸駆動機構と、前記Ｙ軸脚部を前記Ｚ軸方向へ伸縮させるための第２の
Ｚ軸駆動機構と、前記Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構、第１のＺ軸駆動機構
および第２のＺ軸駆動機構に駆動力を供給する油圧駆動
部とを具備することを特徴とする歩行ロボット。
【請求項２】前記本体部は、前記Ｘ軸部材上を前記Ｘ
軸方向へ移動可能な第１の本体構成部と、前記Ｙ軸部材
上を前記Ｙ軸方向へ移動可能な第２の本体構成部とから
成り、前記第１の本体構成部と第２の本体構成部とは互
いに回動可能に連結され、前記第１の本体構成部と第２の本体構成部を互いに回動
させるための回動駆動機構を設け、前記油圧駆動部は、該回動駆動機構に駆動力を供給する
ことを特徴とする請求項１記載の歩行ロボット。
【請求項３】前記Ｘ軸脚部およびＹ軸脚部が不支持状
態において、前記本体部等を支持可能なローラを転動さ
せて移動するための自走機構を具備することを特徴とす
る請求項１または２記載の歩行ロボット。