JPH10193286A - 駆動装置及びロボツト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】第１の部品と第２の部品との接続部を回動させ
ることにより第１又は第２の部品を第２又は第１の部品
に対して相対的に回動させる駆動装置において、回転数
及びトルクを調整するために減速機構を用いていたた
め、駆動装置を小型化することができなかつた。 【解決手段】リニアアクチユエータの駆動力を受けるこ
とにより当該駆動力に応じた方向に駆動される被駆動部
材が駆動力によつて駆動されたとき、一対の回動部材に
よつて被駆動部材を駆動力に応じた方向に回動させるこ
とにより被駆動部材に与えられた駆動力を回転力に変換
し、当該回転力を第１の部品と第２の部品との接続部に
伝達する。これにより減速機構を用いずに回動部材の径
を変えるだけで回転数及びトルクを調整することができ
る。かくして小型化及び軽量化し得る駆動装置を実現す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術（図１１） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態（図１〜図１０） 発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は駆動装置及びロボツ
ト装置に関し、例えば関節型の複数の脚部をもつ歩行型
ロボツトに適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種の歩行型ロボツトとして、
電磁モータで発生する回転力を歩行の際における脚部の
推進力として使用するものが考えられている。この場
合、電磁モータは脚部に組み込まれるため小型の電磁モ
ータが用いられている。一般にこの種の小型電磁モータ
は高回転数及び低トルクであるのに対して、ロボツトの
脚部は本体部を含む全荷重を支えて移動するため、低回
転数及び高トルクの出力が必要である。従つて高回転数
で低トルクの電磁モータの出力を何らかの減速機構を用
いて低回転数及び高トルクの出力に変換する必要があ
る。

【０００４】このような減速機構として、ハーモニツク
ドライブ型減速機構、遊星歯車型減速機構やボールねじ
型減速機構等が知られており、これらの減速機構を電磁
モータに組み込んでロボツトの脚部等の関節部分に使用
している。ここでこの種の減速機構を用いた水平多関節
型ロボツトの一構成例を図１１に示す。

【０００５】図１１に示すように、水平多関節型ロボツ
ト１は、シリンダ２にアーム３を介して減速機構４Ａ及
び電磁モータ５Ａが設けられており、電磁モータ５Ａを
駆動することによりアーム３が矢印ａで示す方向に回動
するようになされている。またアーム３を構成する第１
のアーム部３Ａに減速機構４Ｂ及び電磁モータ５Ｂが設
けられており、電磁モータ５Ｂを駆動することにより第
１のアーム部３Ａと第２のアーム部３Ｂの接続部を中心
として第１のアーム部３Ａが矢印ａで示す方向に回動す
るようになされている。

【０００６】さらに第１のアーム部３Ａの先端部には、
減速機構４Ｃ及び電磁モータ５Ｃが設けられていると共
に、その下端には電磁モータ５Ｃの回転に応じて回転す
る回転軸６を介して雌型の接続部（他の部材を接続する
ためのもの）７が設けられている。この場合、電磁モー
タ５Ｃを駆動することにより回転軸６が回転し、これに
より接続部７を回転させるようになされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところがモータの回転
数及びトルクの出力を調整するためにこのような減速機
構を電磁モータに組み込むと、減速機構を用いた分関節
機構が大型化するためロボツト全体が大型化する問題が
あつた。またこのような関節機構に外力が加わつた場合
には、減速機構が破損するおそれがあり、ロボツトに適
用するには実用上未だ不十分であつた。

【０００８】また減速機構として遊星歯車型減速機構や
ボールねじ型減速機構を用いた場合には、歯車等の構成
部品が多くなるため関節機構が複雑化してロボツトの保
守管理時における作業が煩雑になる問題があつた。また
減速機構としてハーモニツクドライブ型減速機構を用い
た場合には、構成部品を少なくすることができるが、構
成部品の形状が複雑であるため保守管理に手間がかかる
問題があつた。

【０００９】また電磁モータに減速機構を組み込んだこ
とにより高トルクを得ることができるが、電磁モータと
減速機構とのバランスによつては必要以上の高トルクと
なり、電力を必要以上に消費するおそれがあつた。さら
に電磁モータに減速機構を組み込んだ場合、図１１に示
すように、電磁モータ５Ａ〜５Ｃがアーム３本体外部に
露出することが多く、ロボツトの美観が損なわれる問題
があつた。

【００１０】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、小型化及び軽量化し得る駆動装置及びロボツト装置
を提案しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、第１の部品と第２の部品とを接続
する接続部を回動させることにより第１又は第２の部品
を第２又は第１の部品に対して相対的に回動させる駆動
装置において、リニアアクチユエータの駆動力を受ける
ことにより当該駆動力に応じた方向に駆動される被駆動
部材が駆動されたとき、一対の回動部材によつて被駆動
部材を駆動力に応じた方向に回動させることにより被駆
動部材に与えられた駆動力を回転力に変換し、当該回転
力を第１及び第２の部品の接続部に伝達するようにし
た。本発明によれば、リニアアクチユエータの駆動力を
回動部材によつて回転力に変換することができるので、
減速機構を用いずに回動部材の径を変えるだけで回転数
及びトルクを調整することができる。

【００１２】また本発明においては、第１の部品と第２
の部品とを接続する接続部を回動させて第１又は第２の
部品を第２又は第１の部品に対して相対的に回動させる
ことにより所定の動作を行うようになされたロボツト装
置において、リニアアクチユエータの駆動力を受けるこ
とにより当該駆動力に応じた方向に駆動される被駆動部
材が駆動されたとき、一対の回動部材によつて被駆動部
材を駆動力に応じた方向に回動させることにより被駆動
部材に与えられた駆動力を回転力に変換し、当該回転力
を第１及び第２の部品の接続部に伝達するようにした。
本発明によれば、リニアアクチユエータの駆動力を回転
力に変換することができるので、減速機構を用いずに回
動部材の径を変えるだけで回転数及びトルクを調整する
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００１４】図１において、１０は全体として本発明を
適用したアミユーズメント用歩行ロボツトを示し、無線
による遠隔操作によつて伏臥姿勢、座り姿勢、作業姿
勢、立ち姿勢、歩行動作を所定手順で選択するようにな
されている。この歩行ロボツト１０は、全体の荷重を関
節型の４つの脚部１１〜１４によつて接地面１５上で支
持し、この４つの脚部１１〜１４を所定の手順で制御す
ることにより接地面１５に平行な推力を発生し、この推
力により歩行するようになされている。

【００１５】脚部１１〜１４は、それぞれ第１の部品及
び第２の部品として大腿部ユニツト１１Ａ〜１４Ａ及び
脛部ユニツト１１Ｂ〜１４Ｂから構成されており、それ
ぞれ大腿部ユニツト１１Ａ〜１４Ａが本体枠１６の下面
の４隅にそれぞれ配設されることにより、本体枠１６に
配設されている。また本体枠１６の下面中央部には、歩
行ロボツト１０全体の動作を制御するマイロクコンピユ
ータ構成の制御部１７が設けられている。また本体枠１
６の上面には、本体枠１６の先端から順に首頭機構１
８、バツテリでなる電源部１９及び受信部２０が配設さ
れている。首頭機構１８は、第１の部品及び第２の部品
として頭ユニツト１８Ａ及び首ユニツト１８Ｂによつて
構成されている。

【００１６】実際上、この歩行ロボツト１０は、ユーザ
が遠隔操作装置（図示せず）を操作することにより遠隔
操作装置から送信される遠隔制御信号を受信部２０で受
信し、受信部２０が当該遠隔制御信号に応じた制御信号
を脚部１１〜１４及び又は首頭機構１８のアクチユエー
タに送出することにより、伏臥姿勢、座り姿勢、作業姿
勢、立ち姿勢又は歩行動作を行うようになされている。

【００１７】ここでこの歩行ロボツト１０における脚部
１１〜１４における関節機構について説明する。ここで
は脚部１１を例に説明する。

【００１８】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、
脚部１１は、大腿部ユニツト１１Ａの先端部に接続部材
及び回動部材として形成されたプーリ２１の側面にそれ
ぞれ突出するように形成された突起部２１Ａ及び２１Ｂ
が、それぞれ脛部ユニツト１１Ｂの側壁に設けられたベ
アリング２２Ａ及び２２Ｂに回動自在に挿入されること
により、大腿部ユニツト１１Ａが脛部ユニツト１１Ｂに
対して回動自在に設けられて構成されている。ここで脛
部ユニツト１１Ｂには、大腿部ユニツト１１Ａが回動し
た際に、プーリ２１の側部２１Ａ及び２１Ｂが回動し得
るように当該測部２１Ａ及び２１Ｂの幅より大きい幅の
切込みが形成されている。

【００１９】脛部ユニツト１１Ｂの内部下端部には回動
部材としてプーリ２１と同一径でなるプーリ２３が設け
られている。このプーリ２３は、その側面にそれぞれ突
出するように形成された突起部２３Ａ及び２３Ｂが、そ
れぞれ脛部ユニツト１１Ｂの側壁に設けられたベアリン
グ２４Ａ及び２４Ｂに回動自在に挿入されている。

【００２０】プーリ２１及びプーリ２３には所定のテン
シヨンを有するように弾性体のベルト２５が被駆動部材
として張設されており、このベルト２５によつて囲まれ
る領域内に超音波リニアアクチユエータ２６がリニアア
クチユエータとして設けられている。図２（Ｂ）に示す
ように、この超音波リニアアクチユエータ２６は脛部ユ
ニツト１１Ｂの側壁に設けられた支持部２７によつて脛
部ユニツト１１Ｂに支持されている。

【００２１】超音波リニアアクチユエータ２６は、例え
ばステンレスでなる下駄状に形成された弾性部材２６Ａ
の内部に２つの圧電素子２６Ｂ及び２６Ｃが埋め込まれ
て構成されている。これら圧電素子２６Ｂ及び２６Ｃ
は、弾性部材２６Ａに駆動力伝達部として形成された２
つの突起部２６Ｄ及び２６Ｅに対応する位置に埋め込ま
れている。この場合、弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及
び２６Ｅがベルト２５に対向するように、超音波リニア
アクチユエータ２６は脛部ユニツト１１Ｂ内部に設けら
れている。

【００２２】図３に示すように、超音波リニアアクチユ
エータ２６は、２つの圧電素子２６Ｂ及び２６Ｃにそれ
ぞれ位相の異なる（例えば90°位相の異なる）超音波振
動が電圧によつて与えられることにより、弾性部材２６
Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅ先端にそれぞれ駆動力とし
て矢印ｂで示す楕円運動を異なるタイミングで発生させ
るようになされており、これによりベルト２５の突起部
２６Ｄ及び２６Ｅに対向する位置に取り付けられた剛体
のプレート部材２８をベルト２５の長手方向（図３に矢
印ｃで示す方向）に駆動するようになされている。

【００２３】ここでプレート部材２８を介して弾性部材
２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅの反対側には、弾性部
材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅにプレート部材２８
が当接するようにベルト２５を介してプレート部材２８
に対して所定の付勢力を与えるバネ２９が付勢手段とし
て脛部ユニツト１１Ｂの側壁に取り付けられている。こ
れにより弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅにプ
レート部材２８を確実に当接し得るので、弾性部材２６
Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅ先端に発生した楕円運動を
プレート部材２８に確実に伝達し得ることにより、プレ
ート部材２８をベルト２５の長手方向に駆動し得るよう
になされている。

【００２４】従つてこの歩行ロボツト１０は、弾性部材
２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅ先端に発生した楕円運
動によつてプレート部材２８がベルト２５の長手方向に
駆動されたとき、プーリ２１及び２３がベルト２５を当
該ベルト２５の長手方向に回動させることによりプレー
ト部材２８に伝達された楕円運動を回転運動に変換し、
当該回転運動によつて大腿部ユニツト１１Ａが脛部ユニ
ツト１１Ｂに対して相対的に回動させ得るようになされ
ている。以上、脚部１１における関節機構について説明
したが、脚部１２〜１４及び首機構１８も同様の関節機
構を有する。

【００２５】以上の構成において、この歩行ロボツト１
０では、超音波リニアアクチユエータ２６の圧電素子２
６Ｂ及び２６Ｃにそれぞれ異なる位相の超音波振動が与
えられると、弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅ
が楕円運動する。この場合、バネ２９によつてベルト２
５を介してプレート部材２８が弾性部材２６Ａの突起部
２６Ｄ及び２６Ｅに当接しているので、プレート部材２
８は、弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅとの摩
擦によつてベルト２５の長手方向に駆動され、これによ
りベルト２５が当該駆動方向に駆動されることになる。

【００２６】さらにベルト２５はプーリ２１及び２３に
張設されているので、プーリ２１及び２３はベルト２５
の駆動動作に応じて回動し、これにより大腿部ユニツト
１１Ａがプーリ２１の回転に応じて脛部ユニツト１１Ｂ
に対して相対的に回動する（図４）。

【００２７】従つてこの歩行ロボツト１０では、超音波
リニアアクチユエータ２６の楕円運動を回転運動に変換
することができるので、脚部１１〜１４及び首頭機構１
８において減速機構を用いずにプーリ２１及び２３の径
を変えるだけで回転数及びトルクを調整することがで
き、これにより減速機構の分だけ脚部１１〜１４及び首
頭機構１８の構成を小型化及び軽量化することができ
る。

【００２８】以上の構成によれば、大腿部ユニツト１１
Ａのプーリ２１の側面にそれぞれ形成された突起部２１
Ａ及び２１Ｂを、それぞれ脛部ユニツト１１Ｂの側壁に
設けられたベアリング２２Ａ及び２２Ｂに回動自在に挿
入することにより大腿部ユニツト１１Ａを脛部ユニツト
１１Ｂに接続し、脛部ユニツト１１Ｂの下端部に回動自
在にプーリ２３を設けてプーリ２１及び２３にベルト２
５を張設すると共に、脛部ユニツト１１Ｂの内部に超音
波リニアアクチユエータ２６を設け、バネ２９の付勢力
によつて弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅにベ
ルト２５を介してプレート部材２８を当接させ、圧電素
子２６Ｂ及び２６Ｃにそれぞれ位相の異なる超音波振動
を電圧によつて与えて弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及
び２６Ｅに異なるタイミングで楕円運動を発生させるよ
うにしたことにより、超音波リニアアクチユエータ２６
の楕円運動を回転運動に変換することができるので、脚
部１１〜１４及び首頭機構１８において減速機構を用い
ずにプーリ２１及び２３の径を変えるだけで回転数及び
トルクを調整することができ、これにより減速機構の分
だけ脚部１１〜１４及び首頭機構１８の構成を小型化及
び軽量化することができる。かくして小型化及び軽量化
し得るロボツト装置１０及び駆動装置を実現することが
できる。

【００２９】また上述の構成によれば、プーリ２１及び
２３の径を変えることにより、回転数及びトルクを自由
に設定することができるので、脚部１１〜１４及び首頭
機構１８の設計の自由度を大幅に向上させることができ
る。さらに上述の構成によれば、圧電素子２６Ｂ及び２
６Ｃに電圧を印加していない状態のときでも、プレート
部材２８が弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅに
当接している状態にあるので、大腿部ユニツト１１Ａの
状態を一定に保持することができる。従つて常に動いて
いる部分でなければサーボ系を組み込んだ場合でも電圧
を与える必要がないので、その分消費電力を低減するこ
とができる。

【００３０】さらに上述の構成によれば、脚部１１〜１
４及び首頭機構１８に外力が加わつた場合でも、プレー
ト部材２８が弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅ
に対して滑るように移動するので、駆動装置として減速
機構が組み込まれた駆動装置のように歯車が破損するな
ど、駆動装置が破損するおそれを大幅に低減することが
できる。またプーリ２１及びプーリ２３の径を自由に変
えることができるので、必要なトルクを得ることがで
き、これにより無駄な電力消費を回避することができ
る。

【００３１】さらに上述の構成によれば、超音波リニア
アクチユエータ２６を脛部ユニツト１１Ｂの内部に収納
することができるので、脚部１１〜１４及び首頭機構１
８を一段と小型化することができ、これにより歩行ロボ
ツト１０を一段と小型化することができる。さらに上述
の構成によれば、減速機構を用いる必要がないので、歩
行ロボツト１０の保守管理時における作業を簡易にする
ことができる。

【００３２】なお上述の実施例においては、脛部ユニツ
ト１１Ｂに超音波リニアアクチユエータ２６を１つ設け
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図２
（Ａ）及び図２（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して
示す図５に示すように、互いに対向するように超音波リ
ニアアクチユエータ２６を設けるようにしてもよく、２
つの超音波リニアアクチユエータ２６を用いているの
で、その分トルクを一段と高めることができる。

【００３３】この場合、一方の超音波リニアアクチユエ
ータ２６の圧電素子２６Ａ及び２６Ｂにそれぞれ異なる
位相の超音波振動を与え、他方の超音波リニアアクチユ
エータ２６の圧電素子２６Ａ及び２６Ｂに、一方の超音
波リニアアクチユエータ２６の圧電素子２６Ａ及び２６
Ｂに与える超音波振動とは逆相でかつ位相の異なる超音
波振動を与えるようにする。また超音波リニアアクチユ
エータ２６を３つ以上設けるようにしてもよい。

【００３４】また図２（Ａ）及び図２（Ｂ）との対応部
分に同一符号を付して示す図６に示すように、脛部ユニ
ツト１１Ｂ内に超音波リニアアクチユエータ２６とプレ
ート部材２８との対を４組設け、２組の対同士が対向す
るように配置して上述の実施例と同様の原理で動作させ
ることにより、大腿部ユニツト１１Ａ〜１４Ｂ及び頭ユ
ニツト１８Ａの回動方向の自由度を大幅に向上させるこ
とができると共に、トルクを大幅に向上させることがで
きる。

【００３５】この場合、各プレート部材２８はワイヤ３
０を介して、軸３１に取り付けられた十字状の支持部材
３２に取り付けられており、互いに対向するプレート部
材２８において、一方のプレート部材２８が下降したと
き、他方のプレート部材２８はこれとは逆の方向に上昇
するようになされている。

【００３６】また上述の実施例においては、被駆動部材
としてベルト２５を用いた場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）との対応
部分に同一符号を付して示す図７に示すように、チエー
ン４０やタイミングベルトを用いるようにしてもよい。
この場合、チエーン４０又はタイミングベルトとプーリ
２１及び２３との間の滑りを大幅に低減することができ
るので、大腿部ユニツト１１Ａ〜１４Ａ及び首ユニツト
１８Ａの状態を所定の状態に精度良く設定することがで
きる。

【００３７】さらに上述の実施例においては、弾性部材
２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅにプレート部材２８が
当接するようにベルト２５を介してプレート部材２８に
所定の付勢力を与える付勢手段としてバネ２９を用いた
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図２
（Ａ）及び図２（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して
示す図８に示すように、弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ
及び２６Ｅにプレート部材２８が当接するようにベルト
２５を介してプレート部材２８に所定の付勢力を与える
付勢手段としてローラ５０等を用いてもよく、要は弾性
部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅにプレート部材２
８が当接するようにベルト２５を介してプレート部材２
８に所定の付勢力を与えることができれば、付勢手段と
してこの他種々の付勢手段を適用し得る。

【００３８】さらに上述の実施例においては、ベルト２
５側からプレート部材２８に付勢力を与えることにより
弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅにプレート部
材２８を当接させた場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）との対応部分に
同一符号を付して示す図９（Ａ）に示すように、弾性部
材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅと対向する側の面に
バネ２９を取り付けて弾性部材２６Ａに付勢力を与える
ことにより、弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅ
をプレート部材２８に当接させるようにしてもよい。こ
れによりバネ２９をベルト２５によつて囲まれる領域に
収納することができるので、脚部１１〜１４及び首頭機
構１８の構成を一段と小型化することができる。

【００３９】この場合、バネ２９の他端はベルト２５に
当接しており、弾性部材２６Ａに対して所定の付勢力を
与えるように、ベルト２５と超音波リニアアクチユエー
タ２６との間に設けられている。

【００４０】また図２（Ａ）及び図２（Ｂ）との対応部
分に同一符号を付して示す図９（Ｂ）に示すように、超
音波リニアアクチユエータ２６を、弾性部材２６Ａの突
起部２６Ｄ及び２６Ｅが、ベルト２５の外周面に取り付
けられたプレート部材２８に当接するように脛部ユニツ
ト１１Ｂの側壁に取り付けると共に、ベルト２５の突起
部２６Ｄ及び２６Ｅに対応する位置に付勢力が与えられ
るようにバネ２９を設けるようにしてもよい。この場
合、ベルト２５によつて囲まれる領域外に超音波リニア
アクチユエータ２６を設けることができるので、超音波
リニアアクチユエータ２６として大型のものを使用で
き、これにより一段とトルクを高めることができる。

【００４１】ここでバネ２９はベルト２５を介してプレ
ート部材２８に所定の付勢力を与えることができるよう
に、脛部ユニツト１１Ｂの内壁（すなわちベルト２５の
長手方向と直交する方向におけるいずれか一方の内壁又
は両方の内壁）に設けられた支持部材６０によつて支持
されている。

【００４２】また図９（Ｂ）との対応部分に同一符号を
付して示す図９（Ｃ）に示すように、弾性部材２６Ａの
突起部２６Ｄ及び２６Ｅと対向する側の面にバネ２９を
取り付けて弾性部材２６Ａに所定の付勢力を与えること
により、弾性部材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅをプ
レート部材２８に当接させるようにしてもよい。この場
合、バネ２９は、脛部ユニツト１１Ａの側壁に取り付け
られている。

【００４３】さらに上述の実施例においては、ベルト２
５の突起部２６Ｄ及び２６Ｅに対向する位置に被駆動部
材としてプレート部材２８を取り付けて、バネ２９の付
勢力によつてプレート部材２８を弾性部材２６Ａの突起
部２６Ｄ及び２６Ｅに当接させた場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）
との対応部分に同一符号を付して示す図１０に示すよう
に、バネ２９の付勢力によつてベルト２５を直接弾性部
材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅに当接させるように
してもよい。

【００４４】さらに上述の実施例においては、被駆動部
材としてベルト２５を用いた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、被駆動部材としてワイヤを用いる
など、この他種々のものを適用し得る。被駆動部材とし
てワイヤを用いた場合、ワイヤを容易に駆動させること
ができると共に、容易にテンシヨンを与えることができ
る。

【００４５】さらに上述の実施例においては、プーリ２
１及びプーリ２３の径を同一径に選定した場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、プーリ２１及びプー
リ２３の径を異なる径に選定してもよい。

【００４６】さらに上述の実施例においては、超音波リ
ニアアクチユエータ２６として、内部に２つの圧電素子
２６Ｂ及び２６Ｃが設けられると共に、当該圧電素子２
６Ｂ及び２６Ｃに対応する位置に突起部２６Ｄ及び２６
Ｅが設けられた弾性部材２６Ａを用いた場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、超音波リニアアクチユ
エータ２６として、内部に１つ又は３つ以上の圧電素子
が埋め込まれると共に、当該各圧電素子に対応する位置
に突起部が設けられた弾性部材２６Ａを用いてもよい。

【００４７】さらに上述の実施例においては、弾性部材
２６Ａとしてステンレスを用いた場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、要は圧電素子２６Ｂ及び２
６Ｃに超音波振動を与えることによつて突起部２６Ｄ及
び２６Ｅに楕円運動を発生させることができれば、弾性
部材２６Ａとしてこの他種々の材料を用いることができ
る。

【００４８】さらに上述の実施例においては、圧電素子
２６Ｂ及び２６Ｃを弾性部材２６Ａの内部に埋め込んだ
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、弾性部
材２６Ａの突起部２６Ｄ及び２６Ｅが形成されている側
と対向する側に圧電素子２６Ｂ及び２６Ｃを設けるよう
にしてもよく、要は圧電素子２６Ｂ及び２６Ｃに超音波
振動を与えることによつて突起部２６Ｄ及び２６Ｅに楕
円運動を発生させることができれば、圧電素子２６Ｂ及
び２６Ｃを設ける場所としてこの他種々の場所に設ける
ことができる。

【００４９】さらに上述の実施例においては、本発明を
脚部１１〜１４及び首頭機構１８の関節部分に適用した
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、腕、指
や手首等の関節部分に本発明を適用し得、要は第１の部
品と第２の部品とを接続する接続部を回動させることに
より第１又は第２の部品を第２又は第１の部品に対して
相対的に回動させる部分に本発明を適用し得る。

【００５０】さらに上述の実施例においては、本発明を
歩行ロボツト１０に適用した場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、要は第１の部品と第２の部品とを
接続する接続部を回動させることにより第１又は第２の
部品を第２又は第１の部品に対して相対的に回動させる
ようなものであれば、この他種々のものに本発明を適用
し得る。

【００５１】さらに上述の実施例においては、本発明を
４脚型の歩行ロボツト１０に適用した場合について述べ
たが、本発明はこれに限らす、２足歩行型の歩行ロボツ
トや多関節型ロボツト等にも適用し得る。

【００５２】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、第１の部
品と第２の部品とを接続する接続部を回動させることに
より第１又は第２の部品を第２又は第１の部品に対して
相対的に回動させる駆動装置において、リニアアクチユ
エータの駆動力を受けることにより当該駆動力に応じた
方向に駆動される被駆動部材が駆動されたとき、一対の
回動部材によつて被駆動部材を駆動力に応じた方向に回
動させることにより被駆動部材に与えられた駆動力を回
転力に変換し、当該回転力を第１及び第２の部品の接続
部に伝達することにより、減速機構を用いずに回動部材
の径を変えるだけで回転数及びトルクを調整することが
できる。かくして小型化及び軽量化し得る駆動装置を実
現することができる。

【００５３】また本発明によれば、第１の部品と第２の
部品とを接続する接続部を回動させて第１又は第２の部
品を第２又は第１の部品に対して相対的に回動させるこ
とにより所定の動作を行うようになされたロボツト装置
において、リニアアクチユエータの駆動力を受けること
により当該駆動力に応じた方向に駆動される被駆動部材
が駆動されたとき、一対の回動部材によつて被駆動部材
を駆動力に応じた方向に回動させることにより被駆動部
材に与えられた駆動力を回転力に変換し、当該回転力を
第１及び第２の部品の接続部に伝達することにより、減
速機構を用いずに回動部材の径を変えるだけで回転数及
びトルクを調整することができる。かくして小型化及び
軽量化し得るロボツト装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した歩行ロボツトの一実施例を示
す略線図である。

【図２】本発明を適用した脚部の構成の説明に供する部
分的断面図である。

【図３】超音波リニアアクチユエータの動作の説明に供
する略線的断面図である。

【図４】脚部の動作の説明に供する部分的断面図であ
る。

【図５】他の実施例を示す略線的断面図である。

【図６】他の実施例を示す略線的斜視図である。

【図７】他の実施例を示す略線的断面図である。

【図８】他の実施例を示す略線的断面図である。

【図９】他の実施例を示す略線的断面図である。

【図１０】他の実施例を示す略線的断面図である。

【図１１】従来の水平多関節型ロボツト装置の構成を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１０……歩行ロボツト、１１〜１４……脚部、１１Ａ〜
１４Ａ……大腿部ユニツト、１１Ｂ〜１４Ｂ……脛部ユ
ニツト、１６……本体枠、１７……制御部、１８……首
頭機構、１８Ａ……頭ユニツト、１８Ｂ……首ユニツ
ト、１９……電源部、２０……受信部、２１、２３……
プーリ、２１Ａ、２１Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ、２６Ｄ、２
６Ｅ……突起部、２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ……
ベアリング、２５……ベルト、２７、３１、６０……支
持部、２８……プレート部材、２９……バネ、３０……
ワイヤ、３１……軸、４０……チエーン、５０……ロー
ラ。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の部品と第２の部品とを接続する接続
   部を回動させることにより上記第１又は第２の部品を上
   記第２又は第１の部品に対して相対的に回動させる駆動
   装置において、 所定の駆動力を出力するリニアアクチユエータと、 上記リニアアクチユエータの駆動力を受けることにより
   当該駆動力に応じた方向に駆動される被駆動部材と、 上記被駆動部材が上記駆動力によつて駆動されたとき、
   上記被駆動部材を上記駆動力に応じた方向に回動させる
   ことにより上記被駆動部材に与えられた上記駆動力を回
   転力に変換し、当該回転力を上記第１及び第２の部品の
   上記接続部に伝達する一対の回動部材とを具えることを
   特徴とする駆動装置。
2. 【請求項２】上記被駆動部材はベルトであり、上記一対
   の回動部材に張設されていることを特徴とする請求項１
   に記載の駆動装置。
3. 【請求項３】上記リニアアクチユエータは、 上記ベルトを当該ベルトの長手方向に駆動する上記駆動
   力を発生する圧電素子と、 上記圧電素子によつて発生された上記駆動力を上記ベル
   トに伝達する駆動力伝達部が形成された弾性部材とを具
   えることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 【請求項４】上記圧電素子は、 超音波振動が与えられることにより上記ベルトを当該ベ
   ルトの長手方向に駆動する上記駆動力を上記弾性部材の
   上記駆動力伝達部に与えることを特徴とする請求項３に
   記載の駆動装置。
5. 【請求項５】上記弾性部材の上記駆動力伝達部に上記ベ
   ルトが当接するように上記ベルトに対して所定の付勢力
   を与える付勢手段を具えることを特徴とする請求項３に
   記載の駆動装置。
6. 【請求項６】上記ベルトは、 上記弾性部材の上記駆動力伝達部に対向する位置にプレ
   ート部材を具え、上記付勢手段は、上記弾性部材の上記
   駆動力伝達部に上記プレート部材が当接するように上記
   ベルトを介して上記プレート部材に対して上記所定の付
   勢力を与えることを特徴とする請求項５に記載の駆動装
   置。
7. 【請求項７】上記ベルトは、 上記弾性部材の上記駆動力伝達部に対向する位置にプレ
   ート部材を具え、上記付勢手段は、上記弾性部材の上記
   駆動力伝達部が上記プレート部材に当接するように上記
   弾性部材に対して上記所定の付勢力を与えることを特徴
   とする請求項５に記載の駆動装置。
8. 【請求項８】第１の部品と第２の部品とを接続する接続
   部を回動させて上記第１又は第２の部品を上記第２又は
   第１の部品に対して相対的に回動させることにより所定
   の動作を行うようになされたロボツト装置において、 所定の駆動力を出力するリニアアクチユエータと、 上記リニアアクチユエータの駆動力を受けることにより
   当該駆動力に応じた方向に駆動される被駆動部材と、 上記被駆動部材が上記駆動力によつて駆動されたとき、
   上記被駆動部材を上記駆動力に応じた方向に回動させる
   ことにより上記被駆動部材に与えられた上記駆動力を回
   転力に変換し、当該回転力を上記第１及び第２の部品の
   上記接続部に伝達する一対の回動部材とを具えることを
   特徴とするロボツト装置。
9. 【請求項９】上記被駆動部材はベルトであり、上記一対
   の回動部材に張設されていることを特徴とする請求項８
   に記載のロボツト装置。
10. 【請求項１０】上記リニアアクチユエータは、 上記ベルトを当該ベルトの長手方向に駆動する上記駆動
    力を発生する圧電素子と、 上記圧電素子によつて発生された上記駆動力を上記ベル
    トに伝達する駆動力伝達部が形成された弾性部材とを具
    えることを特徴とする請求項９に記載のロボツト装置。
11. 【請求項１１】上記圧電素子は、 超音波振動が与えられることにより上記ベルトを当該ベ
    ルトの長手方向に駆動する上記駆動力を発生することを
    特徴とする請求項１０に記載のロボツト装置。
12. 【請求項１２】上記弾性部材の上記駆動力伝達部に上記
    ベルトが当接するように上記ベルトに対して所定の付勢
    力を与える付勢手段を具えることを特徴とする請求項１
    ０に記載のロボツト装置。
13. 【請求項１３】上記ベルトは、 上記弾性部材の上記駆動力伝達部に対向する位置にプレ
    ート部材を具え、上記付勢手段は、上記弾性部材の上記
    駆動力伝達部に上記プレート部材が当接するように上記
    ベルトを介して上記プレート部材に対して上記所定の付
    勢力を与えることを特徴とする請求項１２に記載のロボ
    ツト装置。
14. 【請求項１４】上記ベルトは、 上記弾性部材の上記駆動力伝達部に対向する位置にプレ
    ート部材を具え、上記付勢手段は、上記弾性部材の上記
    駆動力伝達部が上記プレート部材に当接するように上記
    弾性部材に対して上記所定の付勢力を与えることを特徴
    とする請求項１２に記載のロボツト装置。