JP2005253127A - 関節アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】歩行ロボットの脚部βのそれぞれにおける関節部Aに適用される駆動用のアクチュエータであって、関節部Aに、所定の交流電圧を印加したときに固有振動を振動する圧電振動子11,12を積層して、外接振動端面S上に任意の振動を励振する固定子1と、固定子1の外接振動端面S上に励振された振動を固定子1との外接接触により回転運動として伝達される回転子2と、固定子1と回転子2とに所要の予圧力を与える予圧手段5,61,62とを具備して、予圧手段5,61,62により固定子1の外接振動端面S上に励振した振動に基づき回転子2に回転運動を強制付与して、回転運動を関節部Aに伝達することで、関節上部A1と関節下部A2との屈曲をなすよう構成される特徴的構成手段の採用。
【選択図】図1
Description
まず、図1は、本発明の実施形態例1に係る関節アクチュエータの一部断面にて示した側面図であり、2以上の脚部βを備えた歩行ロボットの片足が歩行面Gに着地している状態を示している。
図4は、本発明の実施形態例2に係る関節アクチュエータの一部断面にて示した側面図であり、2以上の脚部βを備えた歩行ロボットの片足が歩行面Gに着地している状態を示している。なお、図1に示したものと同一又は同等な構成要素につき同一の符号を当てるものとし、当該構成要素の詳細な説明については省略するものとする。
β…脚部
A…関節部
A1,A11…関節上部
A2,A12…関節下部
B…大腿部
C…足部
C1…足首関節部
C2…着地部
G…歩行面
O…回転中心
P,R…回転子2の回転中心Oを通る水平面
Q…傾斜面
S…外接振動端面
1…固定子
11,12…圧電振動子
2…回転子
3a,3b…シャフト
4a,4b…固定子懸架部
5…回転子空転把持部
51…ボールベアリング
61,62…予圧発生弾性体群
7…中立均衡部
71…円筒軸受
81,82…均衡力発生弾性体群
9…回転ストッパ
Claims (7)
- 歩行ロボットの2以上の脚部のそれぞれにおいて、関節部の関節上部と関節下部とを屈曲駆動するための当該関節部に適用されるアクチュエータであって、
当該関節部に、
所定の交流電圧を印加したときに固有振動を振動する圧電振動子を積層して、外接振動端面上に任意の振動を励振する固定子と、
前記固定子の前記外接振動端面上に励振された振動を当該固定子との外接接触により回転運動として伝達される回転子と、
当該固定子と当該回転子とに所要の予圧力を与える予圧手段とを具備して、
当該予圧手段により前記固定子の前記外接振動端面上に励振した振動に基づき前記回転子に前記回転運動を強制付与して、当該回転運動を前記関節部に伝達することで、前記関節上部と前記関節下部との屈曲をなすよう構成される、
ことを特徴とする関節アクチュエータ。 - 前記関節アクチュエータは、
下端を前記回転子に固着されて突立する一方、上端を前記関節上部上方に臨む大腿部と連結されて、当該回転子に付与された前記回転運動を当該大腿部に伝達するシャフトと、
前記固定子の振動の節となる部位にて前記圧電振動子とともに一体積層固定されて、当該固定子を中空に懸架するとともに前記関節下部下方の前記歩行ロボットの歩行面に着地する足部と枢結された固定子懸架部とを具備する、
ことを特徴とする請求項1に記載の関節アクチュエータ。 - 前記関節アクチュエータは、
上端を前記回転子に固着されて突垂する一方、下端を前記関節下部下方に臨む歩行ロボットの歩行面に着地する足部と枢結されて、当該回転子に付与された前記回転運動を当該足部に伝達するシャフトと、
前記固定子の振動の節となる部位にて前記圧電振動子とともに一体積層固定されて、当該固定子を中空に懸架するとともに前記関節上部上方に臨む大腿部と連結された固定子懸架部とを具備する、
ことを特徴とする請求項1に記載の関節アクチュエータ。 - 前記予圧手段は、
前記回転子を空転可能に把持する回転子空転把持部と、
当該回転子と前記固定子を中に置いて対称配置かつ当該回転子空転把持部と前記固定子懸架部との間に亙り張架されて、前記回転子と前記固定子とを圧接する予圧発生弾性体群とを有し、
当該予圧発生弾性体群は、
当該予圧発生弾性体群下端に作用する重力と拮抗する引張弾性力を常時付勢するよう予め所要の伸張量を与えて張架される、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の関節アクチュエータ。 - 前記予圧発生弾性体群は、
前記脚部が前記足部にて前記歩行面に着地しているときには、前記回転子と前記固定子とを圧接するよう前記引張弾性力を付勢する一方、当該足部が当該歩行面から離隔し前記脚部が遊脚となったときには、前記回転子と前記固定子とを前記予圧発生弾性体群下端に作用する重力による当該予圧発生弾性体群の伸張量分だけ前記引張弾性力を減ずるとともに、当該足部を釣支可能となる弾性定数を有する、
ことを特徴とする請求項4に記載の関節アクチュエータ。 - 前記アクチュエータは、
前記固定子懸架部と対向配置された中立均衡部と、
当該中立均衡部と当該固定子懸架部間に亙り前記予圧発生弾性体群の外方対側に均衡力発生弾性体群を並行張架し、
当該均衡力発生弾性体群は、
当該中立均衡部が関節上部に配置された場合は圧縮弾性力を常時付勢発揮し、当該中立均衡部が関節下部に配置された場合は引張弾性力を常時付勢発揮する弾性特性を有する、
ことを特徴とする請求項2、3、4、又は5に記載の関節アクチュエータ。 - 前記中立均衡部は、
前記シャフトを上下滑動可能に貫通支承する軸受を有する、
ことを特徴とする請求項6に記載の関節アクチュエータ。
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