JP2011098425A - Leg for human type walking robot - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain a slim proportion like a human's leg, especially a female leg in a leg for a human type walking robot. <P>SOLUTION: A motor 13a arranged on an upper part of a lower thigh 8 and a linear drive mechanism 13b are driving-bonded by a belt type transmission mechanism 13d, a motor 14a arranged on a lower part of the lower thigh 8 and a middle shaft 14b extending in a right/left direction of the lower thigh 8 are driving-bonded by a pair of bevel gears 14c, and a leg 9 is supported on a joint member 11c supported on the lower thigh 8 rockably around an axis P4 rockably around an axis R3. A coaxial type speed reducer 14d is arranged on the axis R3, its output element is bonded to the leg 9, and a portion removed from the portion on the axis P4 of the joint member 11c and the output element 13f of the linear drive mechanism 13b are connected by a link member 13h. The middle shaft 14e turnably supported at a position on the axis P4 of the joint member 11c and the middle shaft 14b are driving-bonded by a belt type transmission mechanism 14h, and an input element of the coaxial type speed reducer 14d and the middle shaft 14e are driving-bonded by a pair of bevel gears 14i. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、人型歩行ロボットに用いられる脚に関し、特には、人の脚に近いプロポーション（長さに対する太さの比率）を実現する人型歩行ロボット用脚に関するものである。なお、この明細書中、ロボットの「前」および「後」とは、ロボット自身から見て「前」および「後」を意味し、ロボットの「左」および「右」とは、ロボット自身から見て「左」および「右」を意味する。   The present invention relates to a leg used for a humanoid walking robot, and more particularly to a leg for a humanoid walking robot that realizes a proportion (ratio of thickness to length) close to a human leg. In this specification, “front” and “rear” of the robot mean “front” and “rear” when viewed from the robot itself, and “left” and “right” of the robot refer to the robot itself. When viewed, it means “left” and “right”.

人型歩行ロボットとしては従来、例えば特許文献１記載のものが知られており、かかる人型歩行ロボットはその歩行機能を担保するため、脚の足首関節に、足を下腿に対しピッチ軸線およびロール軸線周りにそれぞれ揺動させる二つの駆動機構を具えるとともに、下腿に、それらピッチ軸用とロール軸用との駆動機構をそれぞれ駆動する二台のモータを具えている。   As a humanoid walking robot, for example, the one described in Patent Document 1 has been known, and in order to secure the walking function, such a humanoid walking robot has a pitch axis line and a roll at the ankle joint of the leg and the foot with respect to the lower leg. In addition to having two drive mechanisms that swing around the axis, the lower leg has two motors that respectively drive the pitch axis and roll axis drive mechanisms.

そして、一般に人型歩行ロボットの関節においては、駆動機構が例えば商品名ハーモニックドライブ等の、入出力要素が同一軸線上に位置する同軸型減速機を関節軸線上に有し、その同軸型減速機の入力要素とモータの出力要素との間の動力伝達が、ベルト式伝動機構等の、二軸を平行に配置した平行軸型伝動機構により行われており、上記特許文献１記載の人型歩行ロボットの足首関節でも、上記二つの駆動機構がそれぞれハーモニックドライブを有し、それらのハーモニックドライブと二台のモータとの間の動力伝達がベルト式伝動機構により行われている。   In general, in a joint of a humanoid walking robot, the drive mechanism has a coaxial reduction gear on the joint axis whose input / output elements are located on the same axis, such as a product name harmonic drive, and the coaxial reduction gear The power transmission between the input element and the output element of the motor is performed by a parallel shaft type transmission mechanism in which two axes are arranged in parallel, such as a belt type transmission mechanism. Also in the ankle joint of the robot, the above two drive mechanisms each have a harmonic drive, and power transmission between these harmonic drives and the two motors is performed by a belt type transmission mechanism.

また、人型歩行ロボットの足首関節においては、ロール軸線とピッチ軸線とを足首の中心付近で互いに直交するよう配置するとともに、それらの軸線上でモータから同軸型減速機に回転を入力するのが通常であり、上記特許文献１記載の人型歩行ロボットの脚の足首関節でも、ピッチ軸線上で二台のモータからの回転を入力するとともに、ロール軸用モータからの回転は足首の中心付近に位置する、二軸を交差配置した交差軸型伝動機構としてのベベルギヤ組を介してロール軸線上の回転に変換してロール軸用のハーモニックドライブに伝達している。   In the ankle joint of a humanoid walking robot, the roll axis and the pitch axis are arranged so as to be orthogonal to each other in the vicinity of the center of the ankle, and rotation is input from the motor to the coaxial reduction gear on these axes. Normally, the ankle joint of the leg of the humanoid walking robot described in Patent Document 1 also inputs rotation from two motors on the pitch axis, and the rotation from the roll axis motor is near the center of the ankle. The rotation is converted to rotation on the roll axis via a bevel gear set as a cross axis transmission mechanism in which the two axes are arranged so as to intersect with each other, and transmitted to the harmonic drive for the roll axis.

特開２００７−３２６２１８号公報JP 2007-326218 A

ところで近年、人型歩行ロボット、特に会場や商品の案内等の、人と対面する仕事に用いられる人型歩行ロボットとして、そのプロポーション（長さに対する太さの比率）が人のプロポーション、特に女性のプロポーションに近いものが求められており、このことは、その人型歩行ロボットの脚のプロポーションに関しても例外ではない。   By the way, in recent years, as a humanoid walking robot, especially a humanoid walking robot used for work facing people such as venues and product guidance, its proportion (ratio of thickness to length) is proportional to human proportions, especially women A thing close to a proportion is required, and this is no exception for the proportion of the legs of the humanoid walking robot.

しかしながら、前述のように人型歩行ロボットの脚の足首関節の二つの駆動機構がそれぞれ同軸型減速機を有し、それらの同軸型減速機と二台のモータとの間の動力伝達をベルト式伝動機構により行うようにすると、ピッチ軸線が水平に延在することから、二台のモータをそれらの軸線が水平に延在するようにそれぞれ横向きにして下腿の上部および下部に配置する必要があり、かかるモータの配置では、歩行機能を担保し得る出力のモータを用いると必然的に、下腿全体が左右に幅広くなって長さに対する太さの割合が大きい太目のプロポーションになり、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することは困難であった。   However, as described above, the two driving mechanisms of the ankle joints of the legs of the humanoid walking robot each have a coaxial reduction gear, and the power transmission between the coaxial reduction gear and the two motors is a belt type. When the transmission mechanism is used, the pitch axis extends horizontally, so it is necessary to place the two motors sideways so that their axes extend horizontally and above and below the lower leg. In such a motor arrangement, when using a motor with an output that can guarantee the walking function, the entire lower leg is widened to the left and right, and the proportion of the thickness with respect to the length is large. In particular, it has been difficult to achieve a slim proportion close to that of women.

また、前述のようにピッチ軸線上でロール軸用モータからの回転を入力し、ベベルギヤ組を介してロール軸用同軸型減速機に入力するようにすると、そのロール軸用同軸型減速機が、足首の中心付近に位置するベベルギヤ組で足首の前後方向へ追いやられるため、必然的に足首が前後に幅広くなって長さに対する太さの割合が大きい太目のプロポーションになり、この点でも人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することは困難であった。   Moreover, when the rotation from the roll shaft motor is input on the pitch axis as described above and is input to the roll shaft coaxial reduction device via the bevel gear set, the roll shaft coaxial reduction device is Because the bevel gear set located near the center of the ankle is driven back and forth in the ankle's front and rear, the ankle is inevitably widened in the front and back, resulting in a thick proportion with a large ratio of thickness to length. In particular, it was difficult to achieve a slim proportion close to the legs of women.

それゆえこの発明は、人型歩行ロボット用脚において、長さに対する太さの比率が従来のものより小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to realize a slim proportion close to a human leg, particularly a female leg, in which the ratio of the thickness to the length is smaller than that of a conventional leg for a humanoid walking robot.

この発明は上記課題を有利に解決するものであり、この発明の人型歩行ロボット用脚は、人型歩行ロボットの足を足首関節で下腿に対し、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させるものであって、第１の態様では、前記下腿の上部に第１のモータとねじ式直線駆動機構とをそれらの軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置して、前記第１のモータの出力要素と前記ねじ式直線駆動機構の入力要素とを第１の平行軸型伝動機構により駆動結合し、前記下腿の下部に、第２のモータをその軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置するとともに、第１の中間軸をその軸線が前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち一方の軸線と平行に延在するように回転可能に支持して、前記第２のモータの出力要素と前記第１の中間軸とを第１の交差軸型伝動機構により駆動結合し、前記下腿に関節部材を、前記一方の軸線周りに揺動可能に支持するとともに、その関節部材に前記足を、前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち他方の軸線周りに揺動可能に支持し、前記他方の軸線上に同軸型減速機を配置してその出力要素を前記足に結合し、前記関節部材の、前記一方の軸線上から外れた部位と前記ねじ式直線駆動機構の出力要素とをリンク部材によって連結し、前記関節部材の、前記一方の軸線上の位置に第２の中間軸を回転可能に支持するとともに、前記第１の中間軸と前記第２の中間軸とを第２の平行軸型伝動機構により駆動結合し、前記同軸型減速機の入力要素と前記第２の中間軸とを第２の交差軸型伝動機構により駆動結合したことを特徴としている。   The present invention advantageously solves the above problems, and the humanoid walking robot leg of the present invention swings the legs of the humanoid walking robot around the pitch axis and the roll axis perpendicular to the lower leg at the ankle joint. In the first aspect, the first motor and the screw-type linear drive mechanism are arranged on the upper part of the lower leg so that their axes extend along the longitudinal direction of the lower leg. The output element of the first motor and the input element of the screw-type linear drive mechanism are drive-coupled by a first parallel shaft type transmission mechanism, and the second motor is connected to the lower leg of the lower leg at the axis thereof. The first intermediate shaft is rotatably supported so that its axis extends in parallel with one of the pitch axis and the roll axis of the ankle joint. Then, the second mode The output element and the first intermediate shaft are drive-coupled by a first cross-axis type transmission mechanism, and a joint member is supported on the lower leg so as to be swingable around the one axis line. The foot is supported so as to be swingable around the other axis of the pitch axis and roll axis of the ankle joint, and a coaxial speed reducer is disposed on the other axis, and its output element is coupled to the foot. A portion of the joint member that is off the one axis and an output element of the screw type linear drive mechanism are connected by a link member, and a second intermediate position is provided at a position on the one axis of the joint member. A shaft is rotatably supported, and the first intermediate shaft and the second intermediate shaft are drive-coupled by a second parallel shaft transmission mechanism, and the input element of the coaxial reduction gear and the second intermediate shaft are coupled. Drive the intermediate shaft with the second cross shaft transmission mechanism It is characterized by bound.

またこの発明の人型歩行ロボット用脚は、人型歩行ロボットの足を足首関節で下腿に対し、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させるものであって、第２の態様では、前記下腿の上部に第１のモータと第１の同軸型減速機とをそれらの軸線が互いに平行にかつ前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち一方の軸線と平行に延在するように配置して、前記第１のモータの出力要素と前記第１の同軸型減速機の入力要素とを第１の平行軸型伝動機構により駆動結合し、前記下腿の下部に、第２のモータをその軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置するとともに、第１の中間軸をその軸線が前記一方の軸線と平行に延在するように回転可能に支持して、前記第２のモータの出力要素と前記第１の中間軸とを第１の交差軸型伝動機構により駆動結合し、前記下腿に関節部材を、前記一方の軸線周りに揺動可能に支持するとともに、その関節部材に前記足を、前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち他方の軸線周りに揺動可能に支持し、前記他方の軸線上に第２の同軸型減速機を配置してその出力要素を前記足に結合し、前記関節部材の、前記一方の軸線上から外れた部位と前記第１の同軸型減速機の出力要素に設けたアームとをリンク部材によって連結し、前記関節部材の、前記一方の軸線上の位置に第２の中間軸を回転可能に支持するとともに、前記関節部材の、前記一方の軸線上から前記第２の同軸型減速機の側と反対の側へ外れた位置に前記第２の中間軸と平行に第３の中間軸を回転可能に支持して、それら第２の中間軸と第３の中間軸とを第２の平行軸型伝動機構により駆動結合し、前記第１の中間軸と前記第２の中間軸とを第３の平行軸型伝動機構により駆動結合するとともに、前記第２の同軸型減速機の入力要素と前記第３の中間軸とを第２の交差軸型伝動機構により駆動結合したことを特徴としている。   Further, the leg for the humanoid walking robot of the present invention swings the foot of the humanoid walking robot around the pitch axis and the roll axis perpendicular to each other with respect to the lower leg at the ankle joint. In the second aspect, The first motor and the first coaxial speed reducer are arranged on the upper part of the lower leg so that their axes are parallel to each other and extend parallel to one of the pitch axis and the roll axis of the ankle joint. Then, the output element of the first motor and the input element of the first coaxial type speed reducer are drive-coupled by a first parallel shaft type transmission mechanism, and a second motor is attached to the lower part of the lower leg. The second intermediate shaft is disposed so as to extend along the longitudinal direction of the lower leg, and the first intermediate shaft is rotatably supported so that the first axial line extends in parallel with the one axial line. Motor output element and the first intermediate shaft Are coupled by the first cross-axis type transmission mechanism, the joint member is supported on the lower leg so as to be swingable around the one axis, the foot is supported on the joint member, and the pitch axis of the ankle joint and A roll axis is supported so as to be swingable around the other axis, a second coaxial type speed reducer is disposed on the other axis, an output element thereof is coupled to the foot, and the one of the joint members A portion of the joint member and an arm provided on the output element of the first coaxial speed reducer are connected by a link member, and a second intermediate shaft is disposed at a position on the one axis line of the joint member. A third intermediate parallel to the second intermediate shaft at a position where the joint member is rotatably supported and is disengaged from the one axial line to the side opposite to the second coaxial reduction gear. A shaft rotatably supporting the second intermediate shaft and the second Are coupled to the first intermediate shaft and the second intermediate shaft by a third parallel shaft type transmission mechanism, and the second parallel shaft type transmission mechanism is coupled to the second shaft. The input element of the coaxial reduction gear and the third intermediate shaft are drive-coupled by a second cross-axis transmission mechanism.

そしてこの発明の人型歩行ロボット用脚は、人型歩行ロボットの足を足首関節で下腿に対し、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させるものであって、前記第１の態様の下腿の部分と前記第２の態様の足首関節の部分とを組み合わせた第３の態様では、前記下腿の上部に第１のモータとねじ式直線駆動機構とをそれらの軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置して、前記第１のモータの出力要素と前記ねじ式直線駆動機構の入力要素とを第１の平行軸型伝動機構により駆動結合し、前記下腿の下部に、第２のモータをその軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置するとともに、第１の中間軸をその軸線が前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち一方の軸線と平行に延在するように回転可能に支持して、前記第２のモータの出力要素と前記第１の中間軸とを第１の交差軸型伝動機構により駆動結合し、前記下腿に関節部材を、前記一方の軸線周りに揺動可能に支持するとともに、その関節部材に前記足を、前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち他方の軸線周りに揺動可能に支持し、前記他方の軸線上に同軸型減速機を配置してその出力要素を前記足に結合し、前記関節部材の、前記一方の軸線上から外れた部位と前記ねじ式直線駆動機構の出力要素とをリンク部材によって連結し、前記関節部材の、前記一方の軸線上の位置に第２の中間軸を回転可能に支持するとともに、前記関節部材の、前記一方の軸線上から前記同軸型減速機の側と反対の側へ外れた位置に前記第２の中間軸と平行に第３の中間軸を回転可能に支持して、それら第２の中間軸と第３の中間軸とを第２の平行軸型伝動機構により駆動結合し、前記第１の中間軸と前記第２の中間軸とを第３の平行軸型伝動機構により駆動結合するとともに、前記同軸型減速機の入力要素と前記第３の中間軸とを第２の交差軸型伝動機構により駆動結合したことを特徴としている。   The leg for the humanoid walking robot of the present invention swings the foot of the humanoid walking robot around the pitch axis and the roll axis perpendicular to each other with respect to the lower leg at the ankle joint. In the third aspect in which the lower leg part and the ankle joint part of the second aspect are combined, the first motor and the screw-type linear drive mechanism are disposed on the upper part of the lower leg, and their axes are in the longitudinal direction of the lower leg. The output element of the first motor and the input element of the screw-type linear drive mechanism are drive-coupled by a first parallel shaft type transmission mechanism, and are attached to the lower part of the lower leg. The second motor is arranged such that its axis extends along the longitudinal direction of the lower leg, and the first intermediate shaft is arranged with one of the pitch axis and the roll axis of the ankle joint. To extend in parallel The output element of the second motor and the first intermediate shaft are drive-coupled by a first cross-axis transmission mechanism, and a joint member is attached to the lower leg about the one axis. The foot is supported on the joint member so as to be swingable around the other axis of the pitch axis and the roll axis of the ankle joint, and a coaxial speed reducer is provided on the other axis. Arranging and connecting the output element to the foot, connecting a portion of the joint member that is off the one axis and the output element of the screw type linear drive mechanism by a link member; The second intermediate shaft is rotatably supported at a position on the one axis, and the first intermediate shaft is disengaged from the one axis on the side opposite to the coaxial reduction gear. Rotate the third intermediate shaft parallel to the two intermediate shafts The second intermediate shaft and the third intermediate shaft are drive-coupled by a second parallel shaft type transmission mechanism, and the first intermediate shaft and the second intermediate shaft are connected to the third intermediate shaft. The parallel shaft type transmission mechanism is coupled by driving, and the input element of the coaxial reduction gear and the third intermediate shaft are coupled by driving by the second cross axis transmission mechanism.

上述したこの発明の人型歩行ロボット用脚の第１の態様にあっては、下腿の上部に配置された第１のモータの出力要素が、同じく下腿の上部に配置されたねじ式直線駆動機構の入力要素を第１の平行軸型伝動機構を介して駆動し、それによりねじ式直線駆動機構の出力要素が進退駆動されて、下腿に足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち一方の軸線周りに揺動可能に支持された関節部材の前記一方の軸線上から外れた部位をリンク部材を介して押し引きして、前記関節部材を前記一方の軸線周りに揺動させ、これにより、その関節部材に足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち他方の軸線周りに揺動可能に支持された足を前記一方の軸線周りに揺動させる。また、下腿の下部に配置された第２のモータの出力要素が、同じく下腿の下部に回転可能に支持された第１の中間軸を第１の交差軸型伝動機構を介して駆動し、それにより回転駆動された第１の中間軸が、関節部材の前記一方の軸線上の位置に回転可能に支持された第２の中間軸を第２の平行軸型伝動機構を介して駆動し、それにより回転駆動された第２の中間軸が、前記他方の軸線上に配置されて出力要素を前記足に結合された同軸型減速機の入力要素を第２の交差軸型伝動機構を介して回転駆動し、前記足を前記他方の軸線周りに揺動させる。   In the first aspect of the leg for the humanoid walking robot of the present invention described above, the screw type linear drive mechanism in which the output element of the first motor arranged at the upper part of the lower leg is also arranged at the upper part of the lower leg. And the output element of the screw-type linear drive mechanism is driven forward and backward to drive the lower leg around one of the pitch axis and roll axis of the ankle joint. The part of the joint member supported so as to be swingable is pushed and pulled through the link member to swing the joint member around the one axis, whereby the joint member A foot supported so as to be swingable around the other axis of the pitch axis and roll axis of the ankle joint is swung around the one axis. Further, the output element of the second motor arranged at the lower part of the lower leg drives the first intermediate shaft, which is also rotatably supported by the lower part of the lower leg, via the first cross axis transmission mechanism, The first intermediate shaft that is rotationally driven by the motor drives the second intermediate shaft that is rotatably supported at a position on the one axis line of the joint member via the second parallel shaft type transmission mechanism, The second intermediate shaft that is rotationally driven by the rotation of the input element of the coaxial reduction gear that is disposed on the other axis and has the output element coupled to the foot is rotated via the second cross-axis transmission mechanism. Drive to swing the foot around the other axis.

さらにこの第１の態様にあっては、下腿の上部に第１のモータとねじ式直線駆動機構とが、それらの軸線が下腿の長手方向に沿って延在するように配置されており、しかもそのねじ式直線駆動機構の出力要素が、下腿の長手方向と直交する方向へ突出しないので、第１のモータを横向きに配置した場合より下腿の上部が細く構成され、また、下腿の下部に第２のモータが、その軸線が下腿の長手方向に沿って延在するように配置されていて、その第２のモータの出力要素が、これも下腿の下部に配置された第１の中間軸に第１の交差軸型伝動機構により駆動結合されているので、第２のモータを横向きに配置した場合より下腿の下部も細く構成される。   Furthermore, in this first aspect, the first motor and the screw type linear drive mechanism are arranged on the upper part of the lower leg so that their axes extend along the longitudinal direction of the lower leg, Since the output element of the screw type linear drive mechanism does not protrude in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the lower leg, the upper part of the lower leg is configured to be thinner than when the first motor is disposed sideways, and the lower part of the lower leg is The second motor is arranged such that its axis extends along the longitudinal direction of the lower leg, and the output element of the second motor is connected to the first intermediate shaft which is also arranged at the lower part of the lower leg. Since it is drive-coupled by the first cross axis type transmission mechanism, the lower part of the lower leg is also configured to be narrower than when the second motor is disposed sideways.

従って、この発明の人型歩行ロボット用脚の第１の態様によれば、足を足首関節で、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させることができるとともに、下腿の上部から下部に亘って、長さに対する太さの比率が小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することができる。   Therefore, according to the first aspect of the leg for the humanoid walking robot of the present invention, the foot can be swung around the pitch axis and the roll axis orthogonal to each other at the ankle joint, and from the upper part to the lower part of the lower leg. In addition, a slim proportion close to a human leg, particularly a female leg, with a small ratio of thickness to length can be realized.

また、上述したこの発明の人型歩行ロボット用脚の第２の態様にあっては、下腿の上部に配置された第１のモータの出力要素が、同じく下腿の上部に配置された第１の同軸型減速機の入力要素を第１の平行軸型伝動機構を介して駆動し、それにより第１の同軸型減速機の出力要素に設けられたアームが揺動されて、下腿に足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち一方の軸線周りに揺動可能に支持された関節部材の前記一方の軸線上から外れた部位をリンク部材を介して押し引きし、その関節部材に足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち他方の軸線周りに揺動可能に支持された足を前記一方の軸線周りに揺動させる。また、下腿の下部に配置された第２のモータの出力要素が、同じく下腿の下部に回転可能に支持された第１の中間軸を第１の交差軸型伝動機構を介して駆動し、それにより回転駆動された第１の中間軸が、関節部材の前記一方の軸線上の位置に回転可能に支持された第２の中間軸を第３の平行軸型伝動機構を介して駆動し、それにより回転駆動された第２の中間軸が、関節部材の前記一方の軸線上から外れた位置に第２の中間軸と平行に支持された第３の中間軸を第２の平行軸型伝動機構を介して駆動し、それにより回転駆動された第３の中間軸が、前記他方の軸線上に配置されて出力要素を前記足に結合された第２の同軸型減速機の入力要素を第２の交差軸型伝動機構を介して回転駆動し、前記足を前記他方の軸線周りに揺動させる。   In the above-described second aspect of the leg for the humanoid walking robot of the present invention, the output element of the first motor arranged on the upper part of the lower leg is the same as the first element arranged on the upper part of the lower leg. The input element of the coaxial speed reducer is driven via the first parallel shaft type transmission mechanism, whereby the arm provided on the output element of the first coaxial speed reducer is swung, and the ankle joint is moved to the lower leg. A portion of the joint member that is swingably supported around one of the pitch axis and the roll axis is pushed and pulled through the link member, and the pitch axis of the ankle joint is pushed to the joint member. Further, the foot supported so as to be swingable around the other axis of the roll axes is swung around the one axis. Further, the output element of the second motor arranged at the lower part of the lower leg drives the first intermediate shaft, which is also rotatably supported by the lower part of the lower leg, via the first cross axis transmission mechanism, The first intermediate shaft that is rotationally driven by the motor drives the second intermediate shaft that is rotatably supported at a position on the one axis of the joint member via the third parallel shaft type transmission mechanism, The second intermediate shaft that is rotationally driven by the second intermediate shaft supported in parallel with the second intermediate shaft at a position deviated from the one axis of the joint member becomes the second parallel shaft transmission mechanism. The third intermediate shaft, which is driven through the rotary shaft, is rotated on the other axis, and the input element of the second coaxial speed reducer in which the output element is coupled to the foot is the second. Rotating drive through the cross axis type transmission mechanism, the foot is swung around the other axis.

さらにこの第２の態様にあっては、下腿の下部に第２のモータが、その軸線が下腿の長手方向に沿って延在するように配置されていて、その第２のモータの出力要素が、これも下腿の下部に配置された第１の中間軸に第１の交差軸型伝動機構により駆動結合されているので、第２のモータを横向きに配置した場合より下腿の下部が細く構成され、また、関節部材の、前記一方の軸線上の位置に第２の中間軸が配置されるとともに、関節部材の、前記一方の軸線上から第２の同軸型減速機の側と反対の側へ外れた位置に、第２の中間軸から第２の平行軸型伝動機構により伝動される第３の中間軸が配置され、その第３の中間軸が、前記他方の軸線上に配置された第２の同軸型減速機の入力要素に第２の交差軸型伝動機構を介して伝動するので、その第２の交差軸型伝動機構が足首関節の中心付近から第２の同軸型減速機の側と反対の側へ外れ、その分第２の同軸型減速機が足首関節の中心付近へ向けて引っ込むため、第２の交差軸型伝動機構を足首関節の中心付近に配置した場合より足首が細く構成される。   Further, in this second aspect, the second motor is arranged at the lower part of the lower leg such that its axis extends along the longitudinal direction of the lower leg, and the output element of the second motor is Also, this is driven and coupled to the first intermediate shaft arranged at the lower part of the lower leg by the first cross-axis type transmission mechanism, so that the lower part of the lower leg is made thinner than when the second motor is arranged laterally. In addition, a second intermediate shaft is disposed at a position on the one axis of the joint member, and from the one axis to the side opposite to the second coaxial speed reducer side. A third intermediate shaft, which is transmitted from the second intermediate shaft by the second parallel shaft type transmission mechanism, is disposed at a position deviated from the second intermediate shaft, and the third intermediate shaft is disposed on the other axis. Because it is transmitted to the input element of the two coaxial type reduction gears via the second cross axis type transmission mechanism, The second cross-axis type transmission mechanism is disengaged from the vicinity of the center of the ankle joint to the side opposite to the second coaxial speed reducer, and the second coaxial speed reducer is directed toward the center of the ankle joint. In order to retract, the ankle is configured to be thinner than when the second cross-axis transmission mechanism is disposed near the center of the ankle joint.

従って、この発明の人型歩行ロボット用脚の第２の態様によれば、足を足首関節で、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させることができるとともに、下腿の下部から足首に亘って、長さに対する太さの比率が小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することができる。   Therefore, according to the second aspect of the leg for the humanoid walking robot of the present invention, the foot can be swung around the pitch axis and the roll axis orthogonal to each other at the ankle joint, and from the lower part of the lower leg to the ankle. In addition, a slim proportion close to a human leg, particularly a female leg, with a small ratio of thickness to length can be realized.

そして、上述したこの発明の人型歩行ロボット用脚の第３の態様にあっては、下腿の上部に配置された第１のモータの出力要素が、同じく下腿の上部に配置されたねじ式直線駆動機構の入力要素を第１の平行軸型伝動機構を介して駆動し、それによりねじ式直線駆動機構の出力要素が進退駆動されて、下腿に足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち一方の軸線周りに揺動可能に支持された関節部材の前記一方の軸線上から外れた部位をリンク部材を介して押し引きし、その関節部材に足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち他方の軸線周りに揺動可能に支持された足を前記一方の軸線周りに揺動させる。また、下腿の下部に配置された第２のモータの出力要素が、同じく下腿の下部に回転可能に支持された第１の中間軸を第１の交差軸型伝動機構を介して駆動し、それにより回転駆動された第１の中間軸が、関節部材の前記一方の軸線上の位置に回転可能に支持された第２の中間軸を第３の平行軸型伝動機構を介して駆動し、それにより回転駆動された第２の中間軸が、関節部材の前記一方の軸線上から外れた位置に第２の中間軸と平行に支持された第３の中間軸を第２の平行軸型伝動機構を介して駆動し、それにより回転駆動された第３の中間軸が、前記他方の軸線上に配置されて出力要素を前記足に結合された同軸型減速機の入力要素を第２の交差軸型伝動機構を介して回転駆動し、前記足を前記他方の軸線周りに揺動させる。   And in the 3rd aspect of the leg for humanoid walking robots of this invention mentioned above, the screw type straight line in which the output element of the 1st motor arrange | positioned at the upper part of the lower leg is similarly arrange | positioned at the upper part of the lower leg. The input element of the drive mechanism is driven through the first parallel shaft type transmission mechanism, whereby the output element of the screw type linear drive mechanism is driven forward and backward, and one of the pitch axis line and the roll axis line of the ankle joint is driven on the lower leg. A portion of the joint member supported so as to be swingable around the axis is pushed and pulled through the link member, and the joint member is rotated around the other axis of the ankle joint pitch axis and roll axis. The foot supported so as to be able to swing is swung around the one axis. Further, the output element of the second motor arranged at the lower part of the lower leg drives the first intermediate shaft, which is also rotatably supported by the lower part of the lower leg, via the first cross axis transmission mechanism, The first intermediate shaft that is rotationally driven by the motor drives the second intermediate shaft that is rotatably supported at a position on the one axis of the joint member via the third parallel shaft type transmission mechanism, The second intermediate shaft that is rotationally driven by the second intermediate shaft supported in parallel with the second intermediate shaft at a position deviated from the one axis of the joint member becomes the second parallel shaft transmission mechanism. A third intermediate shaft driven by rotation and thereby driven in rotation is arranged on the other axis, and the output element is coupled to the foot with the input element of the coaxial speed reducer as the second cross axis It is rotationally driven through a mold transmission mechanism to swing the foot around the other axis.

さらにこの第３の態様にあっては、下腿の上部に第１のモータとねじ式直線駆動機構とが、それらの軸線が下腿の長手方向に沿って延在するように配置されており、しかもそのねじ式直線駆動機構の出力要素が、下腿の長手方向と直交する方向へ突出しないので、第１のモータを横向きに配置した場合より下腿の上部が細く構成され、また、下腿の下部に第２のモータが、その軸線が下腿の長手方向に沿って延在するように配置されていて、その第２のモータの出力要素が、これも下腿の下部に配置された第１の中間軸に第１の交差軸型伝動機構により駆動結合されているので、第２のモータを横向きに配置した場合より下腿の下部も細く構成され、加えて、関節部材の、前記一方の軸線上の位置に第２の中間軸が配置されるとともに、関節部材の、前記一方の軸線上から同軸型減速機の側と反対の側へ外れた位置に、第２の中間軸から第２の平行軸型伝動機構により伝動される第３の中間軸が配置され、その第３の中間軸が、前記他方の軸線上に配置された同軸型減速機の入力要素に第２の交差軸型伝動機構を介して伝動するので、その第２の交差軸型伝動機構が足首関節の中心付近から同軸型減速機の側と反対の側へ外れ、その分同軸型減速機が足首関節の中心付近へ向けて引っ込むため、第２の交差軸型伝動機構を足首関節の中心付近に配置した場合より足首が細く構成される。   Furthermore, in this third aspect, the first motor and the screw-type linear drive mechanism are arranged on the upper part of the lower leg so that their axes extend along the longitudinal direction of the lower leg, Since the output element of the screw type linear drive mechanism does not protrude in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the lower leg, the upper part of the lower leg is configured to be thinner than when the first motor is disposed sideways, and the lower part of the lower leg is The second motor is arranged such that its axis extends along the longitudinal direction of the lower leg, and the output element of the second motor is connected to the first intermediate shaft which is also arranged at the lower part of the lower leg. Since it is drive-coupled by the first cross-axis type transmission mechanism, the lower part of the lower leg is configured to be narrower than when the second motor is disposed sideways, and in addition, the joint member is positioned at the position on the one axis. A second intermediate shaft is disposed and the joint A third intermediate shaft that is transmitted from the second intermediate shaft by the second parallel shaft type transmission mechanism is disposed at a position that deviates from the one axis line to the side opposite to the side of the coaxial reduction gear. Since the third intermediate shaft is transmitted to the input element of the coaxial type reduction gear disposed on the other axis via the second cross-axis type transmission mechanism, the second cross-axis type transmission is performed. The mechanism is disengaged from the vicinity of the center of the ankle joint to the opposite side of the coaxial reduction gear, and the coaxial reduction gear is retracted toward the center of the ankle joint accordingly, so the second cross-axis transmission mechanism is connected to the ankle joint. The ankle is made narrower than the case where it is arranged near the center.

従って、この発明の人型歩行ロボット用脚の第３の態様によれば、足を足首関節で、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させることができるとともに、下腿の上部から足首に亘って、長さに対する太さの比率が小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することができる。   Therefore, according to the third aspect of the leg for the humanoid walking robot of the present invention, the foot can be swung around the pitch axis and the roll axis orthogonal to each other at the ankle joint, and from the upper part of the lower leg to the ankle. In addition, a slim proportion close to a human leg, particularly a female leg, with a small ratio of thickness to length can be realized.

なお、この発明の人型歩行ロボット用脚においては、前記下腿のフレームが、前記ねじ式直線駆動機構のねじ軸を回転可能に支持するとともに、そのねじ軸に螺合するナットの供回りを阻止しつつそのナットの移動を案内するものであっても良い。このようにすれば、下腿のフレームがねじ式直線駆動機構のフレームを兼ねるので、下腿の上部をよりスリムに構成することができる。   In the leg for the humanoid walking robot of the present invention, the lower leg frame rotatably supports the screw shaft of the screw type linear drive mechanism, and prevents the nut from being screwed into the screw shaft. However, the movement of the nut may be guided. In this way, since the lower leg frame also serves as the frame of the screw type linear drive mechanism, the upper part of the lower leg can be configured to be slimmer.

また、この発明の人型歩行ロボット用脚においては、前記一方の軸線がピッチ軸線であり、前記他方の軸線がロール軸線であっても良い。このようにすれば、ねじ式直線駆動機構の出力要素と関節部材とを連結するリンク部材が、足首関節のピッチ軸を駆動するために下肢の前側または後ろ側に位置するので、横断面形状が前後方向に細長い人の脚、特に女性の脚に近いプロポーションを実現することができる。   In the leg for a humanoid walking robot according to the present invention, the one axis may be a pitch axis, and the other axis may be a roll axis. In this way, the link member that connects the output element of the screw-type linear drive mechanism and the joint member is located on the front side or the rear side of the lower limb to drive the pitch axis of the ankle joint, so that the cross-sectional shape is A proportion close to that of a human leg, particularly a female leg, can be realized.

（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、この発明の人型歩行ロボット用脚の第３の態様に基づき実現した、この発明の第１実施例の脚を具える人型歩行ロボットの下半身を示す平面図、底面図、正面図および側面図である。(A), (b), (c) and (d) are humanoids comprising the legs of the first embodiment of the present invention, realized based on the third aspect of the humanoid walking robot legs of the present invention. It is the top view which shows the lower body of a walking robot, a bottom view, a front view, and a side view. （ａ）および（ｂ）は、上記人型歩行ロボットの下半身を示す背面図および斜視図である。(A) And (b) is the rear view and perspective view which show the lower body of the said humanoid walking robot. （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記人型歩行ロボットの下半身が具える上記第１実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す正面図、側面図および背面図である。(A), (b), and (c) are a front view, a side view, and a rear view showing the lower leg of the humanoid walking robot according to the first embodiment, from the lower leg to the foot, provided on the lower body of the humanoid walking robot. It is. （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記第１実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す、図３中のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線にそれぞれ沿う断面図である。(A), (b), and (c) are the AA line, BB line, and CC in FIG. 3 which show from the leg to leg of the leg for the humanoid walking robot of the first embodiment. It is sectional drawing which each follows a line. （ａ）および（ｂ）は、上記第１実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す斜視図および透視図である。(A) And (b) is the perspective view and perspective view which show from the leg of the leg for humanoid walking robots of the said 1st Example to a leg | foot. （ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、この発明の人型歩行ロボット用脚の第１の態様に基づき実現した、この発明の第２実施例の脚を具える人型歩行ロボットの下半身を示す平面図、底面図、正面図および側面図である。(A), (b), (c), and (d) are humanoids comprising the legs of the second embodiment of the present invention, realized based on the first aspect of the humanoid walking robot legs of the present invention. It is the top view which shows the lower body of a walking robot, a bottom view, a front view, and a side view. （ａ）および（ｂ）は、上記人型歩行ロボットの下半身を示す背面図および斜視図である。(A) And (b) is the rear view and perspective view which show the lower body of the said humanoid walking robot. （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記人型歩行ロボットの下半身が具える上記第２実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す正面図、側面図および背面図である。(A), (b) and (c) are a front view, a side view, and a rear view showing the leg of the humanoid walking robot according to the second embodiment, from the lower leg to the foot, provided on the lower body of the humanoid walking robot. It is. （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記第２実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す、図８中のＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線およびＦ−Ｆ線にそれぞれ沿う断面図である。(A), (b) and (c) are the DD line, EE line, and FF in FIG. 8 which show from the leg to leg of the humanoid walking robot leg of the second embodiment. It is sectional drawing which each follows a line. （ａ）および（ｂ）は、上記第２実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す斜視図および透視図である。(A) And (b) is the perspective view and perspective view which show from leg to leg for the humanoid walking robot of the second embodiment. （ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、この発明の人型歩行ロボット用脚の第２の態様に基づき実現した、この発明の第３実施例の脚を具える人型歩行ロボットの下半身を示す平面図、底面図、正面図および側面図である。(A), (b), (c), and (d) are humanoids comprising the legs of the third embodiment of the present invention, realized based on the second aspect of the humanoid walking robot legs of the present invention. It is the top view which shows the lower body of a walking robot, a bottom view, a front view, and a side view. （ａ）および（ｂ）は、上記人型歩行ロボットの下半身を示す背面図および斜視図である。(A) And (b) is the rear view and perspective view which show the lower body of the said humanoid walking robot. （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記人型歩行ロボットの下半身が具える上記第３実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す正面図、側面図および背面図である。(A), (b), and (c) are a front view, a side view, and a rear view showing the lower half of the humanoid walking robot from the lower leg to the foot of the humanoid walking robot according to the third embodiment. It is. （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記第３実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す、図１３中のＧ−Ｇ線、Ｈ−Ｈ線およびＩ−Ｉ線にそれぞれ沿う断面図である。(A), (b) and (c) are the GG line, HH line and II in FIG. 13 which show from the leg to leg of the leg for the humanoid walking robot of the third embodiment. It is sectional drawing which each follows a line. （ａ）および（ｂ）は、上記第３実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す斜視図および透視図である。(A) And (b) is the perspective view and perspective view which show from leg to leg for the humanoid walking robot of the third embodiment.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づく実施例によって詳細に説明する。ここに、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、この発明の人型歩行ロボット用脚の第１の態様の下腿の部分と第２の態様の足首関節の部分とを組み合わせた第３の態様に基づき実現した、この発明の第１実施例の脚を具える人型歩行ロボットの下半身を示す平面図、底面図、正面図および側面図、また図２（ａ）および（ｂ）は、上記人型歩行ロボットの下半身を示す背面図および斜視図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 (a), (b), (c) and (d) show the leg portion of the first aspect of the leg for the humanoid walking robot according to the present invention and the ankle joint portion of the second aspect. A plan view, a bottom view, a front view and a side view showing the lower half of the humanoid walking robot having the legs of the first embodiment of the present invention realized based on the third mode in combination with ) And (b) are a rear view and a perspective view showing the lower half of the humanoid walking robot.

この人型歩行ロボットは、顔および体型が人の女性に似ている女性型のものであり、身長１５８ｃｍ、バッテリ込み体重４３ｋｇで、日本人青年女性の平均的体型に極めて近いプロポーション（長さに対する太さの比率）を有している。そしてこの人型歩行ロボットの腰から下の部分である下半身は、図示しない上半身すなわち胸と頭と左右の腕とに胸を介して繋がる腰関節１と、その腰関節１を支持する腰フレーム２と、腰フレーム２の左右側部に設けられた二つの股関節４と、それらの股関節４を介して腰フレーム２にそれぞれ連結された二本の脚５とを具えており、それらの脚５が各々上記第１実施例の脚を構成している。   This humanoid walking robot is a female type whose face and body shape are similar to a human woman, is 158cm tall and weighs 43kg including battery, and has a proportion (relative to length) that is very close to the average body type of Japanese adolescent women. Thickness ratio). The lower body of the lower part of the humanoid walking robot is composed of an upper body (not shown), that is, a waist joint 1 connected to the chest, the head, and the left and right arms via the chest, and a waist frame 2 that supports the waist joint 1. And two hip joints 4 provided on the left and right sides of the waist frame 2 and two legs 5 respectively connected to the waist frame 2 via the hip joints 4. Each of them constitutes the leg of the first embodiment.

ここで、腰関節１と二つの股関節４とは、互いに同一の関節ユニット６を用いてそれぞれ構成されており、この関節ユニット６は、上部ベース６ａと、その上部ベース６ａの下面にそれぞれ結合された前ブラケット６ｂおよび後ブラケット６ｃと、それら前後ブラケット６ｂ，６ｃをこの人型歩行ロボットの前後方向へ延在する腰ロール軸線Ｒ１または股ロール軸線Ｒ２周りに回動可能に支持する十字状の連結部材６ｄと、その連結部材６ｄをこの人型歩行ロボットの左右方向へ延在する腰ピッチ軸線Ｐ１または股ピッチ軸線Ｐ２周りに回動可能に支持する左ブラケット６ｅおよび右ブラケット６ｆと、上部ベース６ａと連結部材６ｄとの間にこの人型歩行ロボットの前後方向へ軸線が延在する向きで配置されて前後ブラケット６ｂ，６ｃで支持されたロール軸用モータ６ｇと、後ブラケット６ｃに設けられて入力要素を平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構によりロール軸用モータ６ｇの出力軸に駆動結合されるとともに出力要素を連結部材６ｄに結合された同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブ６ｈと、その連結部材６ｄ内にこの人型歩行ロボットの左右方向へ軸線が延在する向きで配置された図示しないピッチ軸用モータと、左ブラケット６ｅに設けられて入力要素をそのピッチ軸用モータの出力軸に結合されるとともに出力要素を連結部材６ｄに結合された同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブ６ｉとを有している。   Here, the hip joint 1 and the two hip joints 4 are respectively configured using the same joint unit 6, and the joint unit 6 is coupled to the upper base 6a and the lower surface of the upper base 6a, respectively. The front bracket 6b, the rear bracket 6c, and the front and rear brackets 6b and 6c are connected in a cross shape to rotatably support the waist roll axis R1 or the crotch roll axis R2 extending in the front-rear direction of the humanoid walking robot. A member 6d, a left bracket 6e and a right bracket 6f for supporting the connecting member 6d so as to be rotatable about a waist pitch axis P1 or a crotch pitch axis P2 extending in the left-right direction of the humanoid walking robot, and an upper base 6a And the connecting member 6d are arranged in such a direction that the axis extends in the front-rear direction of the humanoid walking robot. The roll shaft motor 6g held by the rear bracket 6c is connected to the output shaft of the roll shaft motor 6g and connected to the output element by a belt-type transmission mechanism as a parallel shaft transmission mechanism. A brand name harmonic drive 6h as a coaxial reduction gear coupled to the member 6d, and a pitch axis motor (not shown) disposed in the connecting member 6d in a direction in which the axis extends in the left-right direction of the humanoid walking robot. And a brand name harmonic drive 6i as a coaxial speed reducer provided on the left bracket 6e, the input element being coupled to the output shaft of the pitch axis motor and the output element being coupled to the connecting member 6d. ing.

さらに、腰関節１を構成する関節ユニット６の上部ベース６ａは、図示しない上半身の胸の下端部をこの人型歩行ロボットの上下方向へ延在する腰ヨー軸線Ｙ１周りに回動可能に支持するとともに、その胸の下部の腰ヨー軸線Ｙ１上の位置に配置された同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブの出力要素に結合され、そのハーモニックドライブの入力要素は、胸の下部に設けられた腰ヨー軸用モータの出力軸に平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構により駆動結合されており、また腰関節１を構成する関節ユニット６の左右ブラケット６ｅ，６ｆは、腰フレーム２の上面に結合されている。これにより腰関節１は、腰ヨー軸用モータと関節ユニット６のロール軸用モータおよびピッチ軸用モータとの作動により、腰フレーム２に対し上半身を、腰ヨー軸線Ｙ１周り、腰ロール軸線Ｒ１周りおよび腰ピッチ軸線Ｐ１周りに三自由度で回動させることができる。   Further, the upper base 6a of the joint unit 6 constituting the waist joint 1 supports the lower end portion of the chest of the upper body (not shown) so as to be rotatable around the waist yaw axis Y1 extending in the vertical direction of the humanoid walking robot. In addition, it is coupled to an output element of a product name harmonic drive as a coaxial type reduction gear disposed at a position on the waist yaw axis Y1 at the lower part of the chest, and the input element of the harmonic drive is provided at the lower part of the chest The left and right brackets 6e and 6f of the joint unit 6 constituting the lumbar joint 1 are connected to the output shaft of the lumbar yaw axis motor by a belt type transmission mechanism as a parallel shaft type transmission mechanism. Is bound to. As a result, the waist joint 1 moves the upper body with respect to the waist frame 2 around the waist yaw axis Y1 and the waist roll axis R1 by the operation of the waist yaw axis motor and the roll axis motor and pitch axis motor of the joint unit 6. And it can be rotated around the waist pitch axis P1 with three degrees of freedom.

一方、各股関節４を構成する関節ユニット６の上部ベース６ａは、腰フレーム２の下端部をこの人型歩行ロボットの上下方向へ延在する股ヨー軸線Ｙ２周りに回動可能に支持するとともに、その腰フレーム２の下部の股ヨー軸線Ｙ２上の位置に配置された同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブの出力要素に結合され、そのハーモニックドライブの入力要素は、腰フレーム２の中央部に設けられた図示しない股ヨー軸用モータの出力軸に平行軸型伝動機構としての図示しないベルト式伝動機構により駆動結合されており、また各股関節４を構成する関節ユニット６の左右ブラケット６ｅ，６ｆは、この実施例の脚５の大腿フレーム７の上端面に結合されている。これにより各股関節４は、股ヨー軸用モータと関節ユニット６のロール軸用モータおよびピッチ軸用モータとの作動により、腰フレーム２に対し各脚５を、股ヨー軸線Ｙ２周り、股ロール軸線Ｒ２周りおよび股ピッチ軸線Ｐ２周りに三自由度で回動させることができる。   On the other hand, the upper base 6a of the joint unit 6 constituting each hip joint 4 supports the lower end portion of the waist frame 2 so as to be rotatable around the hip yaw axis Y2 extending in the vertical direction of the humanoid walking robot, It is coupled to an output element of a product name harmonic drive as a coaxial type speed reducer arranged at a position on the crotch yaw axis Y2 at the lower part of the waist frame 2, and the input element of the harmonic drive is connected to the center part of the waist frame 2 The left and right brackets 6e and 6f of the joint unit 6 constituting each hip joint 4 are coupled to the output shaft of a crotch yaw axis motor (not shown) provided by a belt type transmission mechanism (not shown) as a parallel shaft type transmission mechanism. Is coupled to the upper end surface of the thigh frame 7 of the leg 5 of this embodiment. As a result, each hip joint 4 causes each leg 5 to move around the crotch yaw axis Y2 and the crotch roll axis by operating the crotch yaw axis motor and the roll axis motor and pitch axis motor of the joint unit 6. It can be rotated around R2 and crotch pitch axis P2 with three degrees of freedom.

そして二本の脚５は各々、上記大腿フレーム７に加えて、下腿フレーム８と、足９とを具えるとともに、大腿フレーム７と下腿フレーム８とを連結する膝関節１０と、下腿フレーム８と足９とを連結する足首関節１１と、下腿フレーム８と足首関節１１との間に介挿されたギヤボックス１２とを具えており、これら大腿フレーム７と下腿フレーム８と足９と膝関節１０と足首関節１１とギヤボックス１２との構成は、大腿フレーム７が各々下方に向かって内向きに傾斜して左右対称をなしている点と、足９が各々足首関節１１から内側よりも外側へより大きく広がって左右対称をなしている点とを除けば、二本の脚５で互いに同一とされている。   Each of the two legs 5 includes a lower leg frame 8 and a foot 9 in addition to the above-described thigh frame 7, a knee joint 10 connecting the thigh frame 7 and the lower leg frame 8, and a lower leg frame 8. An ankle joint 11 connecting the foot 9 and a gear box 12 inserted between the crus frame 8 and the ankle joint 11 are provided. The thigh frame 7, the crus frame 8, the foot 9, and the knee joint 10 are provided. The ankle joint 11 and the gear box 12 are configured such that the thigh frames 7 are inclined inwardly downward and symmetrical to each other, and the legs 9 are respectively outward from the inside from the ankle joint 11. The two legs 5 are identical to each other except that they are more widely spread and symmetrical.

ここで、大腿フレーム７と下腿フレーム８とは、スリム化および軽量化に加えて内部でのモータ等の配線の引き回しのために各々カバーと組み合わされて概略角筒状に形成されており、膝関節１０は、大腿フレーム７の下端面に結合された左ブラケット１０ａおよび右ブラケット１０ｂと、下腿フレーム８の上端面に結合されてそれら左右ブラケット１０ａ，１０ｂを図示しない中空軸を介しこの人型歩行ロボットの左右方向へ延在する膝ピッチ軸線Ｐ３周りに回動可能に支持するＬ字状の下ブラケット１０ｃと、大腿フレーム７の下端面と下ブラケット１０ｃとの間にこの人型歩行ロボットの左右方向へ軸線が延在する向きで配置されて左右ブラケット１０ａ，１０ｂで支持された膝ピッチ軸用モータ１０ｄと、左ブラケット１０ａに設けられて入力要素を平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構により膝ピッチ軸用モータ１０ｄの出力軸に駆動結合されるとともに出力要素を下ブラケット１０ｃに結合された同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブ１０ｅとを有している。これにより膝関節１０は、膝ピッチ軸用モータ１０ｄの作動により、大腿フレーム７に対し下腿フレーム８を膝ピッチ軸線Ｐ３周りに一自由度で回動させることができる。   Here, the thigh frame 7 and the crus frame 8 are formed in a substantially rectangular tube shape in combination with a cover for the purpose of wiring the motor and the like inside in addition to slimming and weight reduction. The joint 10 is connected to the upper end surface of the left bracket 10a and the right bracket 10b connected to the lower end surface of the thigh frame 7 and the upper end surface of the lower leg frame 8, and the left and right brackets 10a and 10b are connected to this humanoid via a hollow shaft (not shown). The left and right sides of the humanoid walking robot are disposed between an L-shaped lower bracket 10c that is rotatably supported around a knee pitch axis P3 extending in the left-right direction of the robot, and a lower end surface of the thigh frame 7 and the lower bracket 10c. Knee pitch axis motor 10d, which is arranged in the direction in which the axis extends in the direction and supported by the left and right brackets 10a, 10b, and the left bracket 10a. The input element is driven and coupled to the output shaft of the knee pitch axis motor 10d by a belt-type transmission mechanism as a parallel shaft type transmission mechanism, and the product name as a coaxial type speed reducer in which the output element is coupled to the lower bracket 10c. And a harmonic drive 10e. As a result, the knee joint 10 can rotate the lower leg frame 8 around the knee pitch axis P3 with one degree of freedom by the operation of the knee pitch axis motor 10d.

図３（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記第１実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す正面図、側面図および背面図、図４（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記第１実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す、図３中のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線にそれぞれ沿う断面図、そして図５（ａ）および（ｂ）は、上記第１実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す斜視図および透視図である。   3 (a), 3 (b) and 3 (c) are a front view, a side view and a rear view showing the legs of the humanoid walking robot leg of the first embodiment from the lower leg to the foot, and FIGS. b) and (c) are cross sections taken along lines AA, BB and CC, respectively, in FIG. 3, showing from the lower leg to the foot of the leg for the humanoid walking robot of the first embodiment. FIGS. 5A and 5B are a perspective view and a perspective view showing the leg of the humanoid walking robot according to the first embodiment from the lower leg to the foot, respectively.

これらの図に示すように、この第１実施例の脚５の足首関節１１は、下腿フレーム８の下端面にギヤボックス１２を介してそれぞれ結合された左ブラケット１１ａおよび右ブラケット１１ｂと、それら左右ブラケット１１ａ，１１ｂをこの人型歩行ロボットの左右方向へ延在する足首ピッチ軸線Ｐ４周りに回動可能に支持する、関節部材としての、概略球殻状の上半部と概略筒状の下半部とを持つ連結部材１１ｃと、その連結部材１１ｃをこの人型歩行ロボットの前後方向へ延在する足首ロール軸線Ｒ３周りに回動可能に支持する前ブラケット１１ｄおよび後ブラケット１１ｅと、足首ピッチ軸線Ｐ４と足首ロール軸線Ｒ３との交点を通ってそれらと直交する足９の支持中心軸線Ｃ１の周囲に周方向に等間隔に配置された三本の弾性ブッシュ１１ｆと、それらの弾性ブッシュ１１ｆを介して足９に弾性支持されるとともに力センサ１１ｇを介して前後ブラケット１１ｄ，１１ｅに結合された足首基台１１ｈとを有している。   As shown in these drawings, the ankle joint 11 of the leg 5 of the first embodiment includes a left bracket 11a and a right bracket 11b respectively coupled to the lower end surface of the lower leg frame 8 via a gear box 12, and the left and right brackets 11a and 11b. A substantially spherical shell-like upper half and a substantially cylindrical lower half as joint members that support the brackets 11a, 11b so as to be rotatable around an ankle pitch axis P4 extending in the left-right direction of the humanoid walking robot. A connecting member 11c having a portion, a front bracket 11d and a rear bracket 11e that support the connecting member 11c so as to be rotatable around an ankle roll axis R3 extending in the front-rear direction of the humanoid walking robot, and an ankle pitch axis Three elastic bushes arranged at equal intervals in the circumferential direction around the support center axis C1 of the foot 9 passing through the intersection of P4 and the ankle roll axis R3 and orthogonal thereto And 1f, back and forth through a force sensor 11g while being elastically supported by the legs 9 via their elastic bushings 11f bracket 11d, and a ankle base 11h coupled to 11e.

加えてこの第１実施例の脚５の足首関節１１は、足首ピッチ軸駆動系１３と足首ロール軸駆動系１４とを有し、足首ピッチ軸駆動系１３は、下腿フレーム８の上部内に、その下腿フレーム８の長手方向に沿ってそれぞれ軸線が延在するように前後に並べて配置された第１のモータとしての足首ピッチ軸用モータ１３ａおよびねじ式直線駆動機構１３ｂを有するとともに、その足首ピッチ軸用モータ１３ａの出力要素としての出力軸と、ねじ式直線駆動機構１３ｂの入力要素としてのねじ軸１３ｃとを駆動結合する第１の平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構１３ｄを有している。また足首ロール軸駆動系１４は、下腿フレーム８の下部内に、その下腿フレーム８の長手方向に沿って軸線が延在するように配置された第２のモータとしての足首ロール軸用モータ１４ａを有するとともに、下腿フレーム８の下端面に固定されたギヤボックス１２の側部に、軸線が足首ピッチ軸線Ｐ４と平行に延在するようにそのギヤボックス１２を貫通して回転可能に支持された第１の中間軸１４ｂを有し、さらにギヤボックス１２内に、足首ロール軸用モータ１４ａの出力要素としての出力軸と第１の中間軸１４ｂとを駆動結合する第１の交差軸型伝動機構としてのベベルギヤ組１４ｃを有している。   In addition, the ankle joint 11 of the leg 5 of the first embodiment has an ankle pitch axis drive system 13 and an ankle roll axis drive system 14, and the ankle pitch axis drive system 13 is located in the upper part of the crus frame 8. The ankle pitch shaft motor 13a and the screw-type linear drive mechanism 13b as the first motor are arranged side by side so that the axis extends along the longitudinal direction of the lower leg frame 8 and the ankle pitch. It has a belt-type transmission mechanism 13d as a first parallel shaft type transmission mechanism for drivingly coupling an output shaft as an output element of the shaft motor 13a and a screw shaft 13c as an input element of the screw-type linear drive mechanism 13b. ing. The ankle roll shaft drive system 14 includes an ankle roll shaft motor 14a as a second motor arranged in the lower part of the crus frame 8 so that the axis extends along the longitudinal direction of the crus frame 8. And is supported on the side of the gear box 12 fixed to the lower end surface of the lower leg frame 8 so as to be rotatable through the gear box 12 so that the axis extends parallel to the ankle pitch axis P4. As a first cross shaft type transmission mechanism that has one intermediate shaft 14b and that drives and couples the output shaft as the output element of the ankle roll shaft motor 14a and the first intermediate shaft 14b in the gear box 12. Bevel gear set 14c.

ここで、ねじ式直線駆動機構１３ｂは、ねじ軸１３ｃに螺合するボール循環式ナット１３ｅと、そのボール循環式ナット１３ｅを基端部に固定されて下腿フレーム８の長手方向に沿って延在するとともに、その延在方向へ進退移動可能にガイドスリーブを介して下腿フレーム８に支持された出力要素としての中空の駆動ロッド１３ｆと、ボール循環式ナット１３ｅとともに駆動ロッド１３ｆの基端部に固定されて、下腿フレーム８の長手方向へ延在する下腿フレーム８の内面と摺接し、ねじ軸１３ｃに対するボール循環式ナット１３ｅの供回りを阻止する概略矩形の摺動部材１３ｇとを有し、そのねじ軸１３ｃの回転により駆動ロッド１３ｆを進退移動させる。   Here, the screw type linear drive mechanism 13b includes a ball circulation nut 13e that is screwed onto the screw shaft 13c, and the ball circulation nut 13e that is fixed to the base end portion and extends along the longitudinal direction of the crus frame 8. At the same time, a hollow drive rod 13f as an output element supported by the crus frame 8 through a guide sleeve so as to be capable of moving forward and backward in the extending direction, and a ball circulation nut 13e and a base end portion of the drive rod 13f are fixed. A generally rectangular sliding member 13g that is in sliding contact with the inner surface of the crus frame 8 extending in the longitudinal direction of the crus frame 8 and prevents the ball circulating nut 13e from rotating around the screw shaft 13c. The drive rod 13f is moved forward and backward by the rotation of the screw shaft 13c.

さらに足首ピッチ軸駆動系１３は、ギヤボックス１２の後方に、連結部材１１ｃの、足首ピッチ軸線Ｐ４上から後方へ外れた部位をねじ式直線駆動機構１３ｂの駆動ロッド１３ｆの先端部に連結するリンク部材としての連結ロッド１３ｈを有し、また足首ロール駆動系１４は、足首ロール軸線Ｒ３上で連結部材１１ｃの前部に配置されるとともに出力要素を前ブラケット１１ｄに結合された同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブ１４ｄと、連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上の位置とその足首ピッチ軸線Ｐ４上からハーモニックドライブ１４ｄ側と反対の側である後方へ外れた位置とにそれぞれ回転可能にかつ互いに平行に支持された第２の中間軸１４ｅおよび第３の中間軸１４ｆと、それら第２の中間軸１４ｅと第３の中間軸１４ｆとを駆動結合する第２の平行軸型伝動機構としてのスパーギヤ組１４ｇと、上記第１の中間軸１４ｂと第２の中間軸１４ｅとを駆動結合する第３の平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構１４ｈと、ハーモニックドライブ１４ｄの入力要素と第３の中間軸１４ｆとを駆動結合する第２の交差軸型伝動機構としてのベベルギヤ組１４ｉとを有している。   Further, the ankle pitch axis drive system 13 is a link that connects the portion of the connecting member 11c that is displaced rearward from above the ankle pitch axis P4 to the tip of the drive rod 13f of the screw linear drive mechanism 13b, behind the gear box 12. The ankle roll drive system 14 has a connecting rod 13h as a member. The ankle roll drive system 14 is disposed at the front portion of the connecting member 11c on the ankle roll axis R3, and the output element is coupled to the front bracket 11d. The harmonic drive 14d, the position of the connecting member 11c on the ankle pitch axis P4 and the position away from the ankle pitch axis P4 on the opposite side of the harmonic drive 14d from each other are rotatable and mutually. The second intermediate shaft 14e and the third intermediate shaft 14f supported in parallel, and the second intermediate shaft 14e and the third intermediate shaft 14f A spur gear set 14g as a second parallel shaft transmission mechanism for drivingly coupling the shaft 14f, and a third parallel shaft transmission mechanism for drivingly coupling the first intermediate shaft 14b and the second intermediate shaft 14e. Belt-type transmission mechanism 14h, and a bevel gear set 14i as a second cross-axis transmission mechanism for drivingly coupling the input element of the harmonic drive 14d and the third intermediate shaft 14f.

上述したこの第１実施例の脚５にあっては、下腿フレーム８の上部に配置された足首ピッチ軸用モータ１３ａの出力軸が、同じく下腿フレーム８の上部に配置されたねじ式直線駆動機構１３ｂのねじ軸１３ｃを、ベルト式伝動機構１３ｄを介して駆動し、それによりねじ式直線駆動機構１３ｂの駆動ロッド１３ｆが進退駆動されて、下腿フレーム８に足首関節１１の足首ピッチ軸線Ｐ４周りに揺動可能に支持された連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上から外れた部位を、連結ロッド１３ｈを介して押し引きし、その連結部材１１ｃに足首関節１１の足首ロール軸線Ｒ３周りに揺動可能に支持された足９を足首ピッチ軸線Ｐ４周りに揺動させる。   In the above-described leg 5 of the first embodiment, the output shaft of the ankle pitch axis motor 13a disposed on the upper part of the lower leg frame 8 is the screw type linear drive mechanism which is also disposed on the upper part of the lower leg frame 8. The screw shaft 13c of 13b is driven via the belt-type transmission mechanism 13d, whereby the drive rod 13f of the screw-type linear drive mechanism 13b is driven forward and backward, and the lower leg frame 8 is moved around the ankle pitch axis P4 of the ankle joint 11. A portion of the connecting member 11c supported so as to be able to swing can be pushed and pulled through the connecting rod 13h from the ankle pitch axis P4 so that the connecting member 11c can swing around the ankle roll axis R3 of the ankle joint 11. The foot 9 supported by is pivoted around the ankle pitch axis P4.

また、下腿フレーム８の下部に配置された足首ロール軸用モータ１４ａの出力軸が、下腿フレーム８の下端に固定されたギヤボックス１２に回転可能に支持された第１の中間軸１４ｂを、ベベルギヤ組１４ｃを介して駆動し、それにより回転駆動された第１の中間軸１４ｂが、連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上の位置に回転可能に支持された第２の中間軸１４ｅを、ベルト式伝動機構１４ｈを介して駆動し、それにより回転駆動された第２の中間軸１４ｅが、連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上から外れた位置に第２の中間軸１４ｅと平行に支持された第３の中間軸１４ｆを、スパーギヤ組１４ｇを介して駆動し、それにより回転駆動された第３の中間軸１４ｆが、足首ロール軸線Ｒ３上に配置されて出力要素を足９に結合されたハーモニックドライブ１４ｄの入力要素を、ベベルギヤ組１４ｉを介して回転駆動し、足９を足首ロール軸線Ｒ３周りに揺動させる。   Further, the output shaft of the ankle roll shaft motor 14a disposed at the lower portion of the lower leg frame 8 is connected to the first intermediate shaft 14b rotatably supported by the gear box 12 fixed to the lower end of the lower leg frame 8 with the bevel gear. A belt-type second intermediate shaft 14e, which is driven through the set 14c and is rotatably supported by the first intermediate shaft 14b, is rotatably supported at a position on the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c. The second intermediate shaft 14e that is driven via the transmission mechanism 14h and is driven to rotate is supported in parallel with the second intermediate shaft 14e at a position off the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c. The third intermediate shaft 14f is driven via the spur gear set 14g, and the third intermediate shaft 14f that is rotationally driven thereby is disposed on the ankle roll axis R3 and the output element is coupled to the foot 9. The input elements over monic drive 14d, rotationally driven via a bevel gear assembly 14i, to swing the foot 9 around the ankle roll axis R3.

さらにこの第１実施例の脚５にあっては、下腿フレーム８の上部に足首ピッチ軸用モータ１３ａとねじ式直線駆動機構１３ｂとが、それらの軸線が下腿フレーム８の長手方向に沿って延在するように配置されており、しかもそのねじ式直線駆動機構１３ｂの出力要素である駆動ロッド１３ｆが、下腿フレーム８の長手方向と直交する方向へ突出しないので、足首ピッチ軸用モータ１３ａを横向きに配置した場合より下腿の上部が細く構成され、また、下腿フレーム８の下部に足首ロール軸用モータ１４ａが、その軸線が下腿フレーム８の長手方向に沿って延在するように配置されていて、その足首ロール軸用モータ１４ａの出力軸が、下腿フレーム８の下端に固定されたギヤボックス１２に配置された第１の中間軸１４ｂにベベルギヤ組１４ｃにより駆動結合されているので、足首ロール軸用モータ１４ａを横向きに配置した場合より下腿の下部も細く構成される。   Further, in the leg 5 of the first embodiment, an ankle pitch shaft motor 13a and a screw type linear drive mechanism 13b are provided on the upper part of the lower leg frame 8 and their axes extend along the longitudinal direction of the lower leg frame 8. Since the drive rod 13f, which is an output element of the screw type linear drive mechanism 13b, does not protrude in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the crus frame 8, the ankle pitch axis motor 13a is turned sideways. The ankle roll shaft motor 14a is arranged at the lower part of the lower leg frame 8 so that its axis extends along the longitudinal direction of the lower leg frame 8. The output shaft of the ankle roll shaft motor 14a is connected to the first intermediate shaft 14b disposed in the gear box 12 fixed to the lower end of the lower leg frame 8 with the bevel gear set 14. Because it is driven coupled by slender also configured bottom of the lower leg than the case of arranging the ankle roll axis motor 14a sideways.

加えてこの第１実施例の脚５にあっては、連結部材１１ｃの、足首ピッチ軸線Ｐ４上の位置に第２の中間軸１４ｃが配置されるとともに、連結部材１１ｃの、足首ピッチ軸線Ｐ４上から後方へ外れた位置に、第２の中間軸１４ｃからスパーギヤ組１４ｇにより伝動される第３の中間軸１４ｆが配置され、その第３の中間軸１４ｆが、足首ロール軸線Ｒ３上に配置されたハーモニックドライブ１４ｄの入力要素にベベルギヤ組１４ｉを介して伝動するので、そのベベルギヤ組１４ｉが足首関節１１の中心付近から後方へ外れ、その分ハーモニックドライブ１４ｄが足首関節１１の中心付近へ向けて引っ込むため、ベベルギヤ組１４ｉを足首関節１１の中心付近に配置した場合より足首が細く構成される。   In addition, in the leg 5 of the first embodiment, the second intermediate shaft 14c is arranged at a position on the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c, and on the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c. The third intermediate shaft 14f, which is transmitted from the second intermediate shaft 14c by the spur gear set 14g, is disposed at a position deviated rearward from the second intermediate shaft 14c, and the third intermediate shaft 14f is disposed on the ankle roll axis R3. Since the bevel gear set 14i is transmitted to the input element of the harmonic drive 14d via the bevel gear set 14i, the bevel gear set 14i is moved backward from the vicinity of the center of the ankle joint 11, and the harmonic drive 14d is retracted toward the center of the ankle joint 11 correspondingly. The ankle is configured to be thinner than when the bevel gear set 14 i is disposed near the center of the ankle joint 11.

従って、この第１実施例の脚５を具える人型歩行ロボットの下半身によれば、腰関節１で腰フレーム２に対し図示しない上半身を、腰ヨー軸線Ｙ１周り、腰ロール軸線Ｒ１周りおよび腰ピッチ軸線Ｐ１周りに三自由度で回動させることができ、また股関節４で腰フレーム２に対し二本の脚５をそれぞれ、股ヨー軸線Ｙ２周り、股ロール軸線Ｒ２周りおよび股ピッチ軸線Ｐ２周りに三自由度で回動させることができ、さらに膝関節１０で大腿フレーム７に対し下腿フレーム８を、膝ピッチ軸線Ｐ３周りに一自由度で回動させることができ、そして足首関節１１で下腿フレーム８に対し足９を、足首ピッチ軸線Ｐ４および足首ロール軸線Ｒ３周りに二自由度で揺動させることができるので、人型歩行ロボットの自然な歩行動作を実現することができ、しかも脚５の大腿から足首に亘り、特に上述した下腿の上下部および足首の細い構成により下腿の上部から足首に亘って、長さに対する太さの比率が小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することができる。   Therefore, according to the lower body of the humanoid walking robot having the legs 5 of the first embodiment, the upper body (not shown) with respect to the waist frame 2 at the waist joint 1 is placed around the waist yaw axis Y1, the waist roll axis R1, and the waist. It can be rotated around the pitch axis P1 with three degrees of freedom, and the two legs 5 with respect to the waist frame 2 at the hip joint 4 around the crotch yaw axis Y2, the crotch roll axis R2, and the crotch pitch axis P2, respectively. The lower leg frame 8 can be rotated with respect to the thigh frame 7 at the knee joint 10 with one degree of freedom around the knee pitch axis P3, and the ankle joint 11 can be rotated at the lower leg. Since the foot 9 can be swung with two degrees of freedom around the ankle pitch axis P4 and the ankle roll axis R3 with respect to the frame 8, a natural walking motion of the humanoid walking robot can be realized. Furthermore, the leg 5 has a small ratio of thickness to length from the upper leg to the ankle due to the thin upper and lower legs and the ankle, particularly from the upper leg to the ankle. Slim proportions close to the legs can be realized.

さらに、この第１実施例の脚５を具える人型歩行ロボットの下半身によれば、下腿フレーム８が、ねじ式直線駆動機構１３ｂのねじ軸１３ｃを回転可能に支持するとともに、そのねじ軸１３ｃに螺合するボール循環式ナット１３ｅの供回りを阻止しつつボール循環式ナット１３ｅの移動をガイドスリーブを介して案内することから、下腿フレーム８がねじ式直線駆動機構１３ｂのフレームを兼ねるので、下腿の上部をよりスリムに構成することができる。   Furthermore, according to the lower half of the humanoid walking robot having the legs 5 of the first embodiment, the lower leg frame 8 rotatably supports the screw shaft 13c of the screw type linear drive mechanism 13b and the screw shaft 13c. Since the movement of the ball circulation nut 13e is guided through the guide sleeve while preventing the circulation of the ball circulation nut 13e screwed to the lower leg frame 8, the lower leg frame 8 also serves as the frame of the screw linear drive mechanism 13b. The upper part of the lower leg can be made slimmer.

加えて、この第１実施例の脚５を具える人型歩行ロボットの下半身によれば、下腿フレーム８を連結部材１１ｃで足首ピッチ軸線Ｐ４周りに揺動可能に支持するとともに、その連結部材１１ｃを足９で足首ロール軸線Ｒ３周りに揺動可能に支持することから、ねじ式直線駆動機構１３ｂの駆動ロッド１３ｆおよび、その駆動ロッド１３ｆと連結部材１１ｃとを連結する連結ロッド１３ｈが、足首関節１１のピッチ軸を駆動するために下腿の後側に位置するので、横断面形状が前後方向に細長い人の脚、特に女性の脚に近いプロポーションを実現することができる。   In addition, according to the lower half of the humanoid walking robot having the legs 5 of the first embodiment, the lower leg frame 8 is supported by the connecting member 11c so as to be swingable around the ankle pitch axis P4, and the connecting member 11c. Is supported by the foot 9 so as to be swingable around the ankle roll axis R3, the drive rod 13f of the screw-type linear drive mechanism 13b and the connecting rod 13h for connecting the drive rod 13f and the connecting member 11c are the ankle joint. Since it is located on the rear side of the lower leg to drive the 11 pitch axes, a proportion close to that of a human leg, particularly a female leg, whose cross-sectional shape is elongated in the front-rear direction can be realized.

図６（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、この発明の人型歩行ロボット用脚の第１の態様に基づき実現した、この発明の第２実施例の脚を具える人型歩行ロボットの下半身を示す平面図、底面図、正面図および側面図、また図７（ａ）および（ｂ）は、上記人型歩行ロボットの下半身を示す背面図および斜視図であり、図中、先の実施例におけると同様の部分はそれと同一の符号にて示す。   6 (a), 6 (b), 6 (c) and 6 (d) include the leg of the second embodiment of the present invention realized based on the first aspect of the humanoid walking robot leg of the present invention. FIG. 7 is a plan view, a bottom view, a front view, and a side view showing the lower half of the humanoid walking robot, and FIGS. 7A and 7B are a rear view and a perspective view showing the lower half of the humanoid walking robot. Among them, the same parts as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals.

この人型歩行ロボットも、先の第１実施例の脚５を具えるものと同様に、女性型のものであり、身長１５８ｃｍ、バッテリ込み体重４３ｋｇで、日本人青年女性の平均的体型に極めて近いプロポーション（長さに対する太さの比率）を有している。そしてこの人型歩行ロボットの腰から下の部分である下半身は、図示しない上半身すなわち胸と頭と左右の腕とに胸を介して繋がる腰関節１と、その腰関節１を支持する腰フレーム２と、腰フレーム２の左右側部に設けられた二つの股関節４と、それらの股関節４を介して腰フレーム２にそれぞれ連結された二本の脚５とを具えており、それらの脚５が各々上記第２実施例の脚を構成している。   This humanoid walking robot is also of a female type, similar to the one having the leg 5 of the first embodiment, is 158 cm tall and has a weight of 43 kg including a battery, and is extremely suitable for the average figure of Japanese adolescent women. Has a close proportion (ratio of thickness to length). The lower body of the lower part of the humanoid walking robot is composed of an upper body (not shown), that is, a waist joint 1 connected to the chest, the head, and the left and right arms via the chest, and a waist frame 2 that supports the waist joint 1. And two hip joints 4 provided on the left and right sides of the waist frame 2 and two legs 5 respectively connected to the waist frame 2 via the hip joints 4. Each of them constitutes the leg of the second embodiment.

ここで、腰関節１と二つの股関節４とは、互いに同一の関節ユニット６を用いてそれぞれ構成されており、この関節ユニット６は先の第１実施例におけると同様の構成を有しているので、ここでは詳細な説明を省略する。これにより腰関節１は、腰ヨー軸用モータと関節ユニット６のロール軸用モータおよびピッチ軸用モータとの作動により、腰フレーム２に対し上半身を、腰ヨー軸線Ｙ１周り、腰ロール軸線Ｒ１周りおよび腰ピッチ軸線Ｐ１周りに三自由度で回動させることができ、また各股関節４は、股ヨー軸用モータと関節ユニット６のロール軸用モータおよびピッチ軸用モータとの作動により、腰フレーム２に対し各脚５を、股ヨー軸線Ｙ２周り、股ロール軸線Ｒ２周りおよび股ピッチ軸線Ｐ２周りに三自由度で回動させることができる。   Here, the hip joint 1 and the two hip joints 4 are respectively configured by using the same joint unit 6, and the joint unit 6 has the same configuration as in the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted here. As a result, the waist joint 1 moves the upper body with respect to the waist frame 2 around the waist yaw axis Y1 and the waist roll axis R1 by the operation of the waist yaw axis motor and the roll axis motor and pitch axis motor of the joint unit 6. The hip joint 4 can be rotated around the waist pitch axis P1 with three degrees of freedom, and each hip joint 4 is operated by the hip yaw axis motor, the roll axis motor of the joint unit 6, and the pitch axis motor. 2, each leg 5 can be rotated around the crotch yaw axis Y2, the crotch roll axis R2 and the crotch pitch axis P2 with three degrees of freedom.

そして二本の脚５も各々、先の第１実施例におけると同様、大腿フレーム７と、下腿フレーム８と、足９とを具えるとともに、大腿フレーム７と下腿フレーム８とを連結する膝関節１０と、下腿フレーム８と足９とを連結する足首関節１１と、下腿フレーム８と足首関節１１との間に介挿されたギヤボックス１２とを具えており、これら大腿フレーム７と下腿フレーム８と足９と膝関節１０と足首関節１１とギヤボックス１２との構成は、大腿フレーム７が各々下方に向かって内向きに傾斜して左右対称をなしている点と、足９が各々足首関節１１から内側よりも外側へより大きく広がって左右対称をなしている点とを除けば、二本の脚５で互いに同一とされている。   Each of the two legs 5 includes a thigh frame 7, a crus frame 8, and a foot 9 as in the first embodiment, and connects the thigh frame 7 and the crus frame 8. 10, an ankle joint 11 connecting the crus frame 8 and the foot 9, and a gear box 12 interposed between the crus frame 8 and the ankle joint 11, and the thigh frame 7 and the crus frame 8. And the foot 9, the knee joint 10, the ankle joint 11, and the gear box 12 are configured such that the thigh frame 7 is inclined inwardly downward and symmetrical, and the foot 9 is ankle joint. The two legs 5 are the same as each other except that they are widened from 11 to the outside and are symmetrical to the outside.

ここで、大腿フレーム７と下腿フレーム８とは、スリム化および軽量化に加えて内部でのモータ等の配線の引き回しのために各々カバーと組み合わされて概略角筒状に形成されており、膝関節１０は、大腿フレーム７の下端面に結合された左ブラケット１０ａおよび右ブラケット１０ｂと、下腿フレーム８の上端面に結合されてそれら左右ブラケット１０ａ，１０ｂを図示しない中空軸を介しこの人型歩行ロボットの左右方向へ延在する膝ピッチ軸線Ｐ３周りに回動可能に支持するＬ字状の下ブラケット１０ｃと、大腿フレーム７の下端面と下ブラケット１０ｃとの間にこの人型歩行ロボットの左右方向へ軸線が延在する向きで配置されて左右ブラケット１０ａ，１０ｂで支持された膝ピッチ軸用モータ１０ｄと、左ブラケット１０ａに設けられて入力要素を平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構により膝ピッチ軸用モータ１０ｄの出力軸に駆動結合されるとともに出力要素を下ブラケット１０ｃに結合された同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブ１０ｅとを有している。これにより膝関節１０は、膝ピッチ軸用モータ１０ｄの作動により、大腿フレーム７に対し下腿フレーム８を膝ピッチ軸線Ｐ３周りに一自由度で回動させることができる。   Here, the thigh frame 7 and the crus frame 8 are formed in a substantially rectangular tube shape in combination with a cover for the purpose of wiring the motor and the like inside in addition to slimming and weight reduction. The joint 10 is connected to the upper end surface of the left bracket 10a and the right bracket 10b connected to the lower end surface of the thigh frame 7 and the upper end surface of the lower leg frame 8, and the left and right brackets 10a and 10b are connected to this humanoid via a hollow shaft (not shown). The left and right sides of the humanoid walking robot are disposed between an L-shaped lower bracket 10c that is rotatably supported around a knee pitch axis P3 extending in the left-right direction of the robot, and a lower end surface of the thigh frame 7 and the lower bracket 10c. Knee pitch axis motor 10d, which is arranged in the direction in which the axis extends in the direction and supported by the left and right brackets 10a, 10b, and the left bracket 10a. The input element is driven and coupled to the output shaft of the knee pitch axis motor 10d by a belt-type transmission mechanism as a parallel shaft type transmission mechanism, and the product name as a coaxial type speed reducer in which the output element is coupled to the lower bracket 10c. And a harmonic drive 10e. As a result, the knee joint 10 can rotate the lower leg frame 8 around the knee pitch axis P3 with one degree of freedom by the operation of the knee pitch axis motor 10d.

図８（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記第２実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す正面図、側面図および背面図、図９（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記第２実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す、図８中のＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線およびＦ−Ｆ線にそれぞれ沿う断面図、そして図１０（ａ）および（ｂ）は、上記第２実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す斜視図および透視図である。   8 (a), (b) and (c) are a front view, a side view and a rear view showing the leg of the humanoid walking robot leg of the second embodiment from the lower leg to the foot, and FIG. b) and (c) are cross sections taken along lines DD, EE, and FF in FIG. 8, respectively, showing from the lower leg to the foot of the leg for the humanoid walking robot of the second embodiment. FIGS. 10A and 10B are a perspective view and a perspective view showing the leg of the humanoid walking robot according to the second embodiment from the lower leg to the foot.

これらの図に示すように、この第２実施例の脚５の足首関節１１も、下腿フレーム８の下端面にギヤボックス１２を介してそれぞれ結合された左ブラケット１１ａおよび右ブラケット１１ｂと、それら左右ブラケット１１ａ，１１ｂをこの人型歩行ロボットの左右方向へ延在する足首ピッチ軸線Ｐ４周りに回動可能に支持する、関節部材としての、概略球殻状の上半部と概略筒状の下半部とを持つ連結部材１１ｃと、その連結部材１１ｃをこの人型歩行ロボットの前後方向へ延在する足首ロール軸線Ｒ３周りに回動可能に支持する前ブラケット１１ｄおよび後ブラケット１１ｅと、足首ピッチ軸線Ｐ４と足首ロール軸線Ｒ３との交点を通ってそれらと直交する足９の支持中心軸線Ｃ１の周囲に周方向に等間隔に配置された三本の弾性ブッシュ１１ｆと、それらの弾性ブッシュ１１ｆを介して足９に弾性支持されるとともに力センサ１１ｇを介して前後ブラケット１１ｄ，１１ｅに結合された足首基台１１ｈとを有している。   As shown in these drawings, the ankle joint 11 of the leg 5 of the second embodiment is also provided with a left bracket 11a and a right bracket 11b respectively coupled to the lower end surface of the crus frame 8 via a gear box 12, and A substantially spherical shell-like upper half and a substantially cylindrical lower half as joint members that support the brackets 11a, 11b so as to be rotatable around an ankle pitch axis P4 extending in the left-right direction of the humanoid walking robot. A connecting member 11c having a portion, a front bracket 11d and a rear bracket 11e that support the connecting member 11c so as to be rotatable around an ankle roll axis R3 extending in the front-rear direction of the humanoid walking robot, and an ankle pitch axis Three elastic bushes arranged at equal intervals in the circumferential direction around the support center axis C1 of the foot 9 passing through the intersection of P4 and the ankle roll axis R3 and orthogonal thereto And 1f, back and forth through the force sensor 11g while being elastically supported by the legs 9 via their elastic bushings 11f bracket 11d, and a ankle base 11h coupled to 11e.

加えてこの第２実施例の脚５の足首関節１１は、第１実施例におけると同様の足首ピッチ軸駆動系１３と、第１実施例におけると異なる足首ロール軸駆動系１４とを有している。すなわち、足首ピッチ軸駆動系１３は、下腿フレーム８の上部内に、その下腿フレーム８の長手方向に沿ってそれぞれ軸線が延在するように前後に並べて配置された第１のモータとしての足首ピッチ軸用モータ１３ａおよびねじ式直線駆動機構１３ｂを有するとともに、その足首ピッチ軸用モータ１３ａの出力要素としての出力軸と、ねじ式直線駆動機構１３ｂの入力要素としてのねじ軸１３ｃとを駆動結合する第１の平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構１３ｄを有している。また足首ロール軸駆動系１４は、下腿フレーム８の下部内に、その下腿フレーム８の長手方向に沿って軸線が延在するように配置された第２のモータとしての足首ロール軸用モータ１４ａを有するとともに、下腿フレーム８の下端面に固定されたギヤボックス１２の側部に、軸線が足首ピッチ軸線Ｐ４と平行に延在するようにそのギヤボックス１２を貫通して回転可能に支持された第１の中間軸１４ｂを有し、さらにギヤボックス１２内に、足首ロール軸用モータ１４ａの出力要素としての出力軸と第１の中間軸１４ｂとを駆動結合する第１の交差軸型伝動機構としてのベベルギヤ組１４ｃを有している。   In addition, the ankle joint 11 of the leg 5 of the second embodiment has an ankle pitch axis drive system 13 similar to that in the first embodiment and an ankle roll axis drive system 14 different from that in the first embodiment. Yes. In other words, the ankle pitch axis drive system 13 is an ankle pitch as a first motor arranged in the front and back in the upper part of the lower leg frame 8 such that the axis extends along the longitudinal direction of the lower leg frame 8. The shaft motor 13a and the screw type linear drive mechanism 13b are provided, and an output shaft as an output element of the ankle pitch shaft motor 13a and a screw shaft 13c as an input element of the screw type linear drive mechanism 13b are drive-coupled. It has a belt-type transmission mechanism 13d as a first parallel shaft type transmission mechanism. The ankle roll shaft drive system 14 includes an ankle roll shaft motor 14a as a second motor arranged in the lower part of the crus frame 8 so that the axis extends along the longitudinal direction of the crus frame 8. And is supported on the side of the gear box 12 fixed to the lower end surface of the lower leg frame 8 so as to be rotatable through the gear box 12 so that the axis extends parallel to the ankle pitch axis P4. As a first cross shaft type transmission mechanism that has one intermediate shaft 14b and that drives and couples the output shaft as the output element of the ankle roll shaft motor 14a and the first intermediate shaft 14b in the gear box 12. Bevel gear set 14c.

ここで、ねじ式直線駆動機構１３ｂは、ねじ軸１３ｃに螺合するボール循環式ナット１３ｅと、そのボール循環式ナット１３ｅを基端部に固定されて下腿フレーム８の長手方向に沿って延在するとともに、その延在方向へ進退移動可能にガイドスリーブを介して下腿フレーム８に支持された出力要素としての中空の駆動ロッド１３ｆと、ボール循環式ナット１３ｅとともに駆動ロッド１３ｆの基端部に固定されて、下腿フレーム８の長手方向へ延在する下腿フレーム８の内面と摺接し、ねじ軸１３ｃに対するボール循環式ナット１３ｅの供回りを阻止する概略矩形の摺動部材１３ｇとを有し、そのねじ軸１３ｃの回転により駆動ロッド１３ｆを進退移動させる。   Here, the screw type linear drive mechanism 13b includes a ball circulation nut 13e that is screwed onto the screw shaft 13c, and the ball circulation nut 13e that is fixed to the base end portion and extends along the longitudinal direction of the crus frame 8. At the same time, a hollow drive rod 13f as an output element supported by the crus frame 8 through a guide sleeve so as to be capable of moving forward and backward in the extending direction, and a ball circulation nut 13e and a base end portion of the drive rod 13f are fixed. A generally rectangular sliding member 13g that is in sliding contact with the inner surface of the crus frame 8 extending in the longitudinal direction of the crus frame 8 and prevents the ball circulating nut 13e from rotating around the screw shaft 13c. The drive rod 13f is moved forward and backward by the rotation of the screw shaft 13c.

さらに足首ピッチ軸駆動系１３は、ギヤボックス１２の後方に、連結部材１１ｃの、足首ピッチ軸線Ｐ４上から後方へ外れた部位をねじ式直線駆動機構１３ｂの駆動ロッド１３ｆの先端部に連結するリンク部材としての連結ロッド１３ｈを有し、その一方足首ロール駆動系１４は、足首ロール軸線Ｒ３上で連結部材１１ｃの前部に第１実施例におけるよりも足首中心から前方へ離間して配置されるとともに出力要素を前ブラケット１１ｄに結合された同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブ１４ｄと、連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上の位置に回転可能に支持された第２の中間軸１４ｅと、上記第１の中間軸１４ｂと第２の中間軸１４ｅとを駆動結合する第２の平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構１４ｈと、ハーモニックドライブ１４ｄの入力要素と第２の中間軸１４ｅとを駆動結合する第２の交差軸型伝動機構としてのベベルギヤ組１４ｉとを有している。   Further, the ankle pitch axis drive system 13 is a link that connects the portion of the connecting member 11c that is displaced rearward from above the ankle pitch axis P4 to the tip of the drive rod 13f of the screw linear drive mechanism 13b, behind the gear box 12. The connecting rod 13h as a member has an ankle roll drive system 14 disposed on the ankle roll axis R3 at a front portion of the connecting member 11c at a position farther forward from the center of the ankle than in the first embodiment. In addition, a brand name harmonic drive 14d as a coaxial type reduction gear having an output element coupled to the front bracket 11d, a second intermediate shaft 14e rotatably supported at a position on the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c, A belt type transmission mechanism 14h as a second parallel shaft type transmission mechanism for drivingly coupling the first intermediate shaft 14b and the second intermediate shaft 14e; And a bevel gear pair 14i of the input element and the second intermediate shaft 14e of Kkudoraibu 14d as a second cross-shaft transmission mechanism for driving coupling.

上述したこの第２実施例の脚５にあっては、下腿フレーム８の上部に配置された足首ピッチ軸用モータ１３ａの出力軸が、同じく下腿フレーム８の上部に配置されたねじ式直線駆動機構１３ｂのねじ軸１３ｃを、ベルト式伝動機構１３ｄを介して駆動し、それによりねじ式直線駆動機構１３ｂの駆動ロッド１３ｆが進退駆動されて、下腿フレーム８に足首関節１１の足首ピッチ軸線Ｐ４周りに揺動可能に支持された連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上から外れた部位を、連結ロッド１３ｈを介して押し引きし、その連結部材１１ｃに足首関節１１の足首ロール軸線Ｒ３周りに揺動可能に支持された足９を足首ピッチ軸線Ｐ４周りに揺動させる。   In the above-described leg 5 of the second embodiment, the output shaft of the ankle pitch axis motor 13a disposed on the upper part of the lower leg frame 8 is also a screw type linear drive mechanism which is also disposed on the upper part of the lower leg frame 8. The screw shaft 13c of 13b is driven via the belt-type transmission mechanism 13d, whereby the drive rod 13f of the screw-type linear drive mechanism 13b is driven forward and backward, and the lower leg frame 8 is moved around the ankle pitch axis P4 of the ankle joint 11. A portion of the connecting member 11c supported so as to be able to swing can be pushed and pulled through the connecting rod 13h from the ankle pitch axis P4 so that the connecting member 11c can swing around the ankle roll axis R3 of the ankle joint 11. The foot 9 supported by is pivoted around the ankle pitch axis P4.

また、下腿フレーム８の下部に配置された足首ロール軸用モータ１４ａの出力軸が、下腿フレーム８の下端に固定されたギヤボックス１２に回転可能に支持された第１の中間軸１４ｂを、ベベルギヤ組１４ｃを介して駆動し、それにより回転駆動された第１の中間軸１４ｂが、連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上の位置に回転可能に支持された第２の中間軸１４ｅを、ベルト式伝動機構１４ｈを介して駆動し、それにより回転駆動された第２の中間軸１４ｅが、足首ロール軸線Ｒ３上に配置されて出力要素を足９に結合されたハーモニックドライブ１４ｄの入力要素を、ベベルギヤ組１４ｉを介して回転駆動し、足９を足首ロール軸線Ｒ３周りに揺動させる。   Further, the output shaft of the ankle roll shaft motor 14a disposed at the lower portion of the lower leg frame 8 is connected to the first intermediate shaft 14b rotatably supported by the gear box 12 fixed to the lower end of the lower leg frame 8 with the bevel gear. A belt-type second intermediate shaft 14e, which is driven through the set 14c and is rotatably supported by the first intermediate shaft 14b, is rotatably supported at a position on the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c. The second intermediate shaft 14e, which is driven via the transmission mechanism 14h and rotationally driven by it, is arranged on the ankle roll axis R3 and the input element of the harmonic drive 14d, whose output element is coupled to the foot 9, is connected to the bevel gear. The pair 9 is rotationally driven through the set 14i to swing the foot 9 around the ankle roll axis R3.

さらにこの第２実施例の脚５にあっては、下腿フレーム８の上部に足首ピッチ軸用モータ１３ａとねじ式直線駆動機構１３ｂとが、それらの軸線が下腿フレーム８の長手方向に沿って延在するように配置されており、しかもそのねじ式直線駆動機構１３ｂの出力要素である駆動ロッド１３ｆが、下腿フレーム８の長手方向と直交する方向へ突出しないので、足首ピッチ軸用モータ１３ａを横向きに配置した場合より下腿の上部が細く構成され、また、下腿フレーム８の下部に足首ロール軸用モータ１４ａが、その軸線が下腿フレーム８の長手方向に沿って延在するように配置されていて、その足首ロール軸用モータ１４ａの出力軸が、下腿フレーム８の下端に固定されたギヤボックス１２に配置された第１の中間軸１４ｂにベベルギヤ組１４ｃにより駆動結合されているので、足首ロール軸用モータ１４ａを横向きに配置した場合より下腿の下部も細く構成される。   Further, in the leg 5 of the second embodiment, an ankle pitch shaft motor 13a and a screw-type linear drive mechanism 13b are provided on the upper part of the crus frame 8, and their axes extend along the longitudinal direction of the crus frame 8. Since the drive rod 13f, which is an output element of the screw type linear drive mechanism 13b, does not protrude in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the crus frame 8, the ankle pitch axis motor 13a is turned sideways. The ankle roll shaft motor 14a is arranged at the lower part of the lower leg frame 8 so that its axis extends along the longitudinal direction of the lower leg frame 8. The output shaft of the ankle roll shaft motor 14a is connected to the first intermediate shaft 14b disposed in the gear box 12 fixed to the lower end of the lower leg frame 8 with the bevel gear set 14. Because it is driven coupled by slender also configured bottom of the lower leg than the case of arranging the ankle roll axis motor 14a sideways.

従って、この第２実施例の脚５を具える人型歩行ロボットの下半身によれば、腰関節１で腰フレーム２に対し図示しない上半身を、腰ヨー軸線Ｙ１周り、腰ロール軸線Ｒ１周りおよび腰ピッチ軸線Ｐ１周りに三自由度で回動させることができ、また股関節４で腰フレーム２に対し二本の脚５をそれぞれ、股ヨー軸線Ｙ２周り、股ロール軸線Ｒ２周りおよび股ピッチ軸線Ｐ２周りに三自由度で回動させることができ、さらに膝関節１０で大腿フレーム７に対し下腿フレーム８を、膝ピッチ軸線Ｐ３周りに一自由度で回動させることができ、そして足首関節１１で下腿フレーム８に対し足９を、足首ピッチ軸線Ｐ４および足首ロール軸線Ｒ３周りに二自由度で揺動させることができるので、人型歩行ロボットの自然な歩行動作を実現することができ、しかも脚５の大腿から下腿に亘り、特に上述した下腿の上下部の細い構成により下腿の上部から下部に亘って、長さに対する太さの比率が小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することができる。   Therefore, according to the lower body of the humanoid walking robot having the legs 5 of the second embodiment, the upper body (not shown) with respect to the waist frame 2 at the waist joint 1 is placed around the waist yaw axis Y1, the waist roll axis R1, and the waist. It can be rotated around the pitch axis P1 with three degrees of freedom, and the two legs 5 with respect to the waist frame 2 at the hip joint 4 around the crotch yaw axis Y2, the crotch roll axis R2, and the crotch pitch axis P2, respectively. The lower leg frame 8 can be rotated with respect to the thigh frame 7 at the knee joint 10 with one degree of freedom around the knee pitch axis P3, and the ankle joint 11 can be rotated at the lower leg. Since the foot 9 can be swung with two degrees of freedom around the ankle pitch axis P4 and the ankle roll axis R3 with respect to the frame 8, a natural walking motion of the humanoid walking robot can be realized. In addition, the leg 5 has a small thickness ratio with respect to the length of the human leg, particularly the female leg, particularly from the upper part to the lower part of the lower leg due to the thin configuration of the upper and lower part of the lower leg. Close slim proportions can be realized.

さらに、この第２実施例の脚５を具える人型歩行ロボットの下半身によれば、下腿フレーム８が、ねじ式直線駆動機構１３ｂのねじ軸１３ｃを回転可能に支持するとともに、そのねじ軸１３ｃに螺合するボール循環式ナット１３ｅの供回りを阻止しつつボール循環式ナット１３ｅの移動をガイドスリーブを介して案内することから、下腿フレーム８がねじ式直線駆動機構１３ｂのフレームを兼ねるので、下腿の上部をよりスリムに構成することができる。   Furthermore, according to the lower half of the humanoid walking robot having the legs 5 of the second embodiment, the lower leg frame 8 rotatably supports the screw shaft 13c of the screw type linear drive mechanism 13b and the screw shaft 13c. Since the movement of the ball circulation nut 13e is guided through the guide sleeve while preventing the circulation of the ball circulation nut 13e screwed to the lower leg frame 8, the lower leg frame 8 also serves as the frame of the screw linear drive mechanism 13b. The upper part of the lower leg can be made slimmer.

加えて、この第２実施例の脚５を具える人型歩行ロボットの下半身によれば、下腿フレーム８を連結部材１１ｃで足首ピッチ軸線Ｐ４周りに揺動可能に支持するとともに、その連結部材１１ｃを足９で足首ロール軸線Ｒ３周りに揺動可能に支持することから、ねじ式直線駆動機構１３ｂの駆動ロッド１３ｆおよび、その駆動ロッド１３ｆと連結部材１１ｃとを連結する連結ロッド１３ｈが、足首関節１１のピッチ軸を駆動するために下腿の後側に位置するので、横断面形状が前後方向に細長い人の脚、特に女性の脚に近いプロポーションを実現することができる。   In addition, according to the lower half of the humanoid walking robot having the legs 5 of the second embodiment, the lower leg frame 8 is supported by the connecting member 11c so as to be swingable around the ankle pitch axis P4, and the connecting member 11c. Is supported by the foot 9 so as to be swingable around the ankle roll axis R3, the drive rod 13f of the screw-type linear drive mechanism 13b and the connecting rod 13h for connecting the drive rod 13f and the connecting member 11c are the ankle joint. Since it is located on the rear side of the lower leg to drive the 11 pitch axes, a proportion close to that of a human leg, particularly a female leg, whose cross-sectional shape is elongated in the front-rear direction can be realized.

図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、この発明の人型歩行ロボット用脚の第２の態様に基づき実現した、この発明の第３実施例の脚を具える人型歩行ロボットの下半身を示す平面図、底面図、正面図および側面図、また図１２（ａ）および（ｂ）は、上記人型歩行ロボットの下半身を示す背面図および斜視図であり、図中、先の実施例におけると同様の部分はそれと同一の符号にて示す。   FIGS. 11 (a), (b), (c) and (d) comprise the legs of the third embodiment of the present invention realized on the basis of the second aspect of the legs for the humanoid walking robot of the present invention. FIGS. 12A and 12B are a plan view, a bottom view, a front view and a side view showing the lower body of the humanoid walking robot, and FIGS. 12A and 12B are a rear view and a perspective view showing the lower body of the humanoid walking robot. Among them, the same parts as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals.

この人型歩行ロボットも、先の第１実施例の脚５を具えるものと同様に、女性型のものであり、身長１５８ｃｍ、バッテリ込み体重４３ｋｇで、日本人青年女性の平均的体型に極めて近いプロポーション（長さに対する太さの比率）を有している。そしてこの人型歩行ロボットの腰から下の部分である下半身は、図示しない上半身すなわち胸と頭と左右の腕とに胸を介して繋がる腰関節１と、その腰関節１を支持する腰フレーム２と、腰フレーム２の左右側部に設けられた二つの股関節４と、それらの股関節４を介して腰フレーム２にそれぞれ連結された二本の脚５とを具えており、それらの脚５が各々上記第３実施例の脚を構成している。   This humanoid walking robot is also of a female type, similar to the one having the leg 5 of the first embodiment, is 158 cm tall and has a weight of 43 kg including a battery, and is extremely suitable for the average figure of Japanese adolescent women. Has a close proportion (ratio of thickness to length). The lower body of the lower part of the humanoid walking robot is composed of an upper body (not shown), that is, a waist joint 1 connected to the chest, the head, and the left and right arms via the chest, and a waist frame 2 that supports the waist joint 1. And two hip joints 4 provided on the left and right sides of the waist frame 2 and two legs 5 respectively connected to the waist frame 2 via the hip joints 4. Each of them constitutes the leg of the third embodiment.

ここで、腰関節１と二つの股関節４とは、互いに同一の関節ユニット６を用いてそれぞれ構成されており、この関節ユニット６は先の第１実施例におけると同様の構成を有しているので、ここでは詳細な説明を省略する。これにより腰関節１は、腰ヨー軸用モータと関節ユニット６のロール軸用モータおよびピッチ軸用モータとの作動により、腰フレーム２に対し上半身を、腰ヨー軸線Ｙ１周り、腰ロール軸線Ｒ１周りおよび腰ピッチ軸線Ｐ１周りに三自由度で回動させることができ、また各股関節４は、股ヨー軸用モータと関節ユニット６のロール軸用モータおよびピッチ軸用モータとの作動により、腰フレーム２に対し各脚５を、股ヨー軸線Ｙ２周り、股ロール軸線Ｒ２周りおよび股ピッチ軸線Ｐ２周りに三自由度で回動させることができる。   Here, the hip joint 1 and the two hip joints 4 are respectively configured by using the same joint unit 6, and the joint unit 6 has the same configuration as in the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted here. As a result, the waist joint 1 moves the upper body with respect to the waist frame 2 around the waist yaw axis Y1 and the waist roll axis R1 by the operation of the waist yaw axis motor and the roll axis motor and pitch axis motor of the joint unit 6. The hip joint 4 can be rotated around the waist pitch axis P1 with three degrees of freedom, and each hip joint 4 is operated by the hip yaw axis motor, the roll axis motor of the joint unit 6, and the pitch axis motor. 2, each leg 5 can be rotated around the crotch yaw axis Y2, the crotch roll axis R2 and the crotch pitch axis P2 with three degrees of freedom.

そして二本の脚５も各々、先の第１実施例におけると同様、大腿フレーム７と、下腿フレーム８と、足９とを具えるとともに、大腿フレーム７と下腿フレーム８とを連結する膝関節１０と、下腿フレーム８と足９とを連結する足首関節１１と、下腿フレーム８と足首関節１１との間に介挿されたギヤボックス１２とを具え、さらに先の第1，第２実施例と異なり下腿フレーム８と膝関節１０との間に介挿された連結フレーム１５を具えており、これら大腿フレーム７と下腿フレーム８と足９と膝関節１０と足首関節１１とギヤボックス１２と連結フレーム１５との構成は、大腿フレーム７が各々下方に向かって内向きに傾斜して左右対称をなしている点と、足９が各々足首関節１１から内側よりも外側へより大きく広がって左右対称をなしている点とを除けば、二本の脚５で互いに同一とされている。   Each of the two legs 5 includes a thigh frame 7, a crus frame 8, and a foot 9 as in the first embodiment, and connects the thigh frame 7 and the crus frame 8. 10, an ankle joint 11 connecting the lower leg frame 8 and the foot 9, and a gear box 12 inserted between the lower leg frame 8 and the ankle joint 11, and further the first and second embodiments. Unlike the thigh frame 8 and the knee joint 10, a tether frame 15 is inserted between the thigh frame 7, the thigh frame 8, the foot 9, the knee joint 10, the ankle joint 11, and the gear box 12. The structure with the frame 15 is that the thigh frames 7 are inclined inwardly downward and symmetrical to each other, and the feet 9 are symmetrically extended from the ankle joint 11 to the outside rather than the inside. Have The two legs 5 are identical to each other.

ここで、スリム化および軽量化に加えて内部でのモータ等の配線の引き回しのために、大腿フレーム７はカバーと組み合わされて、また下腿フレーム８はそれ自体で、各々概略角筒状に形成され、そして連結フレーム１５は、互いに平行に延在する左側壁部材１５ａおよび右側壁部材１５ｂによって構成されており、膝関節１０は、大腿フレーム７の下端面に結合された左ブラケット１０ａおよび右ブラケット１０ｂと、連結フレーム１５の上端面に結合されてそれら左右ブラケット１０ａ，１０ｂを図示しない中空軸を介しこの人型歩行ロボットの左右方向へ延在する膝ピッチ軸線Ｐ３周りに回動可能に支持するＬ字状の下ブラケット１０ｃと、大腿フレーム７の下端面と下ブラケット１０ｃとの間にこの人型歩行ロボットの左右方向へ軸線が延在する向きで配置されて左右ブラケット１０ａ，１０ｂで支持された膝ピッチ軸用モータ１０ｄと、左ブラケット１０ａに設けられて入力要素を平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構により膝ピッチ軸用モータ１０ｄの出力軸に駆動結合されるとともに出力要素を下ブラケット１０ｃに結合された同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブ１０ｅとを有している。これにより膝関節１０は、膝ピッチ軸用モータ１０ｄの作動により、大腿フレーム７に対し連結フレーム１５ひいては下腿フレーム８を膝ピッチ軸線Ｐ３周りに一自由度で回動させることができる。   Here, in addition to slimming and weight reduction, the thigh frame 7 is combined with a cover and the crus frame 8 itself is formed in a substantially rectangular tube shape for routing the wiring of the motor and the like inside. The connecting frame 15 includes a left side wall member 15a and a right side wall member 15b extending in parallel with each other, and the knee joint 10 includes a left bracket 10a and a right bracket coupled to a lower end surface of the thigh frame 7. 10b and the left and right brackets 10a and 10b coupled to the upper end surface of the connecting frame 15 are rotatably supported around a knee pitch axis P3 extending in the left-right direction of the humanoid walking robot via a hollow shaft (not shown). Between the L-shaped lower bracket 10c, the lower end surface of the thigh frame 7 and the lower bracket 10c, an axis is formed in the left-right direction of the humanoid walking robot. The knee pitch shaft motor 10d is disposed in the extending direction and is supported by the left and right brackets 10a and 10b, and the belt pitch transmission mechanism as the parallel shaft transmission mechanism provided on the left bracket 10a. It has a product name harmonic drive 10e as a coaxial type reduction gear which is drivingly coupled to the output shaft of the shaft motor 10d and whose output element is coupled to the lower bracket 10c. As a result, the knee joint 10 can rotate the connecting frame 15 and thus the lower leg frame 8 around the knee pitch axis P3 with one degree of freedom with respect to the thigh frame 7 by the operation of the knee pitch axis motor 10d.

図１３（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記第３実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す正面図、側面図および背面図、図１４（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記第３実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す、図１３中のＧ−Ｇ線、Ｈ−Ｈ線およびＩ−Ｉ線にそれぞれ沿う断面図、そして図１５（ａ）および（ｂ）は、上記第３実施例の人型歩行ロボット用脚の下腿から足までを示す斜視図および透視図である。   FIGS. 13A, 13B and 13C are a front view, a side view and a rear view showing the legs of the humanoid walking robot leg of the third embodiment from the lower leg to the foot, and FIGS. b) and (c) are cross sections taken along lines G-G, H-H and II, respectively, in FIG. 13, showing the legs of the humanoid walking robot according to the third embodiment from the lower leg to the foot. FIGS. 15A and 15B are a perspective view and a perspective view showing the legs of the humanoid walking robot according to the third embodiment from the lower leg to the foot, respectively.

これらの図に示すように、この第３実施例の脚５の足首関節１１も、下腿フレーム８の下端面にギヤボックス１２を介してそれぞれ結合された左ブラケット１１ａおよび右ブラケット１１ｂと、それら左右ブラケット１１ａ，１１ｂをこの人型歩行ロボットの左右方向へ延在する足首ピッチ軸線Ｐ４周りに回動可能に支持する、関節部材としての、概略球殻状の上半部と概略筒状の下半部とを持つ連結部材１１ｃと、その連結部材１１ｃをこの人型歩行ロボットの前後方向へ延在する足首ロール軸線Ｒ３周りに回動可能に支持する前ブラケット１１ｄおよび後ブラケット１１ｅと、足首ピッチ軸線Ｐ４と足首ロール軸線Ｒ３との交点を通ってそれらと直交する足９の支持中心軸線Ｃ１の周囲に周方向に等間隔に配置された三本の弾性ブッシュ１１ｆと、それらの弾性ブッシュ１１ｆを介して足９に弾性支持されるとともに力センサ１１ｇを介して前後ブラケット１１ｄ，１１ｅに結合された足首基台１１ｈとを有している。   As shown in these drawings, the ankle joint 11 of the leg 5 of the third embodiment is also provided with a left bracket 11a and a right bracket 11b respectively coupled to the lower end surface of the lower leg frame 8 via a gear box 12, and A substantially spherical shell-like upper half and a substantially cylindrical lower half as joint members that support the brackets 11a, 11b so as to be rotatable around an ankle pitch axis P4 extending in the left-right direction of the humanoid walking robot. A connecting member 11c having a portion, a front bracket 11d and a rear bracket 11e that support the connecting member 11c so as to be rotatable around an ankle roll axis R3 extending in the front-rear direction of the humanoid walking robot, and an ankle pitch axis Three elastic bushes arranged at equal intervals in the circumferential direction around the support center axis C1 of the foot 9 passing through the intersection of P4 and the ankle roll axis R3 and orthogonal thereto And 1f, back and forth through a force sensor 11g while being elastically supported by the legs 9 via their elastic bushings 11f bracket 11d, and a ankle base 11h coupled to 11e.

加えてこの第３実施例の脚５の足首関節１１は、第１実施例におけると異なる足首ピッチ軸駆動系１３と、第１実施例におけると同様の足首ロール軸駆動系１４とを有している。すなわち、足首ピッチ軸駆動系１３は、連結フレーム１５にその左右方向に沿ってそれぞれ軸線が延在するように上下に並べて配置された第１の同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブ１３ｉおよび第１のモータとしての足首ピッチ軸用モータ１３ａを有するとともに、その足首ピッチ軸用モータ１３ａの出力要素としての出力軸とハーモニックドライブ１３ｉの入力要素とを駆動結合する第１の平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構１３ｄを有しており、ハーモニックドライブ１３ｉは、連結フレーム１５の右側壁部材１５ｂを貫通してその右側壁部材１５ｂで支持され、また足首ピッチ軸用モータ１３ａは、連結フレーム１５の左右側壁部材１５ａ，１５ｂを貫通してその右側壁部材１５ｂで支持されている。さらに足首ピッチ軸駆動系１３は、左右側壁部材１５ａ，１５ｂの間に配置されてハーモニックドライブ１３ｉの出力要素に基部を結合されるとともに先端部を左右側壁部材１５ａ，１５ｂの後方へ突出させた駆動アーム１３ｊを有している。   In addition, the ankle joint 11 of the leg 5 of the third embodiment has an ankle pitch axis drive system 13 different from that in the first embodiment and an ankle roll axis drive system 14 similar to that in the first embodiment. Yes. In other words, the ankle pitch shaft drive system 13 has a product name harmonic drive 13i as a first coaxial type speed reducer and the first coaxial reducer arranged on the connection frame 15 so that the axis extends along the left and right direction. As a first parallel shaft type transmission mechanism having an ankle pitch axis motor 13a as one motor and drivingly coupling an output shaft as an output element of the ankle pitch axis motor 13a and an input element of a harmonic drive 13i The harmonic drive 13i penetrates the right side wall member 15b of the connecting frame 15 and is supported by the right side wall member 15b. The ankle pitch shaft motor 13a is connected to the connecting frame 15 by the belt type transmission mechanism 13d. The left and right side wall members 15a and 15b are passed through and supported by the right side wall member 15b. Further, the ankle pitch axis drive system 13 is disposed between the left and right side wall members 15a and 15b, the base is coupled to the output element of the harmonic drive 13i, and the tip is protruded rearward of the left and right side wall members 15a and 15b. It has an arm 13j.

また足首ロール軸駆動系１４は、下腿フレーム８内に、その下腿フレーム８の長手方向に沿って軸線が延在するように配置された第２のモータとしての足首ロール軸用モータ１４ａを有するとともに、下腿フレーム８の下端面に固定されたギヤボックス１２の側部に、軸線が足首ピッチ軸線Ｐ４と平行に延在するようにそのギヤボックス１２を貫通して回転可能に支持された第１の中間軸１４ｂを有し、さらにギヤボックス１２内に、足首ロール軸用モータ１４ａの出力要素としての出力軸と第１の中間軸１４ｂとを駆動結合する第１の交差軸型伝動機構としてのベベルギヤ組１４ｃを有している。   The ankle roll shaft drive system 14 has an ankle roll shaft motor 14a as a second motor disposed in the crus frame 8 so that the axis extends along the longitudinal direction of the crus frame 8. The first side of the gear box 12 fixed to the lower end surface of the lower leg frame 8 is rotatably supported through the gear box 12 so that the axis extends parallel to the ankle pitch axis P4. A bevel gear as a first cross shaft type transmission mechanism having an intermediate shaft 14b and drivingly coupling an output shaft as an output element of the ankle roll shaft motor 14a and the first intermediate shaft 14b in the gear box 12 It has a set 14c.

さらに足首ピッチ軸駆動系１３は、ギヤボックス１２の後方に、連結部材１１ｃの、足首ピッチ軸線Ｐ４上から後方へ外れた部位を駆動アーム１３ｊの先端部に連結するリンク部材としての連結ロッド１３ｈを有し、また足首ロール駆動系１４は、足首ロール軸線Ｒ３上で連結部材１１ｃの前部に配置されるとともに出力要素を前ブラケット１１ｄに結合された第２の同軸型減速機としての商品名ハーモニックドライブ１４ｄと、連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上の位置とその足首ピッチ軸線Ｐ４上からハーモニックドライブ１４ｄ側と反対の側である後方へ外れた位置とにそれぞれ回転可能にかつ互いに平行に支持された第２の中間軸１４ｅおよび第３の中間軸１４ｆと、それら第２の中間軸１４ｅと第３の中間軸１４ｆとを駆動結合する第２の平行軸型伝動機構としてのスパーギヤ組１４ｇと、上記第１の中間軸１４ｂと第２の中間軸１４ｅとを駆動結合する第３の平行軸型伝動機構としてのベルト式伝動機構１４ｈと、ハーモニックドライブ１４ｄの入力要素と第３の中間軸１４ｆとを駆動結合する第２の交差軸型伝動機構としてのベベルギヤ組１４ｉとを有している。   Further, the ankle pitch shaft drive system 13 has a connecting rod 13h as a link member for connecting a portion of the connecting member 11c that is detached rearward from the ankle pitch axis P4 to the tip of the drive arm 13j, behind the gear box 12. The ankle roll drive system 14 is disposed at the front portion of the connecting member 11c on the ankle roll axis R3, and has an output element as a second coaxial type speed reducer coupled to the front bracket 11d. The drive 14d and the position of the connecting member 11c on the ankle pitch axis P4 and the position away from the ankle pitch axis P4 to the rear side opposite to the harmonic drive 14d are rotatably supported in parallel with each other. The second intermediate shaft 14e and the third intermediate shaft 14f are connected to the second intermediate shaft 14e and the third intermediate shaft 14f. A spur gear set 14g as a second parallel shaft type transmission mechanism and a belt type transmission mechanism 14h as a third parallel shaft type transmission mechanism for drivingly coupling the first intermediate shaft 14b and the second intermediate shaft 14e. And a bevel gear set 14i as a second cross shaft type transmission mechanism for drivingly coupling the input element of the harmonic drive 14d and the third intermediate shaft 14f.

上述したこの第３実施例の脚５にあっては、連結フレーム１５に配置された足首ピッチ軸用モータ１３ａの出力軸が、同じく連結フレーム１５に配置されたハーモニックドライブ１３ｉの入力要素を、ベルト式伝動機構１３ｄを介して駆動し、それによりハーモニックドライブ１３ｉの出力要素に結合された駆動アーム１３ｊが揺動駆動されて、下腿フレーム８に足首関節１１の足首ピッチ軸線Ｐ４周りに揺動可能に支持された連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上から外れた部位を、連結ロッド１３ｈを介して押し引きし、その連結部材１１ｃに足首関節１１の足首ロール軸線Ｒ３周りに揺動可能に支持された足９を足首ピッチ軸線Ｐ４周りに揺動させる。   In the leg 5 of the third embodiment described above, the output shaft of the ankle pitch shaft motor 13a disposed on the connection frame 15 is connected to the input element of the harmonic drive 13i also disposed on the connection frame 15. The drive arm 13j, which is driven through the transmission mechanism 13d and coupled to the output element of the harmonic drive 13i, is driven to swing, so that the lower leg frame 8 can swing around the ankle pitch axis P4 of the ankle joint 11. A portion of the supported connecting member 11c that is off the ankle pitch axis P4 is pushed and pulled through the connecting rod 13h, and is supported by the connecting member 11c so as to be swingable around the ankle roll axis R3 of the ankle joint 11. The foot 9 is swung around the ankle pitch axis P4.

また、下腿フレーム８に配置された足首ロール軸用モータ１４ａの出力軸が、下腿フレーム８の下端に固定されたギヤボックス１２に回転可能に支持された第１の中間軸１４ｂを、ベベルギヤ組１４ｃを介して駆動し、それにより回転駆動された第１の中間軸１４ｂが、連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上の位置に回転可能に支持された第２の中間軸１４ｅを、ベルト式伝動機構１４ｈを介して駆動し、それにより回転駆動された第２の中間軸１４ｅが、連結部材１１ｃの足首ピッチ軸線Ｐ４上から外れた位置に第２の中間軸１４ｅと平行に支持された第３の中間軸１４ｆを、スパーギヤ組１４ｇを介して駆動し、それにより回転駆動された第３の中間軸１４ｆが、足首ロール軸線Ｒ３上に配置されて出力要素を足９に結合されたハーモニックドライブ１４ｄの入力要素を、ベベルギヤ組１４ｉを介して回転駆動し、足９を足首ロール軸線Ｒ３周りに揺動させる。   Further, the output shaft of the ankle roll shaft motor 14a disposed on the lower leg frame 8 is connected to the first intermediate shaft 14b rotatably supported by the gear box 12 fixed to the lower end of the lower leg frame 8, and the bevel gear set 14c. The first intermediate shaft 14b, which is driven through the rotation of the first intermediate shaft 14b, is rotatably supported at a position on the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c. The second intermediate shaft 14e driven through 14h and driven to rotate by the third intermediate shaft 14e is supported in parallel with the second intermediate shaft 14e at a position off the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c. The intermediate shaft 14f is driven via the spur gear set 14g, and the third intermediate shaft 14f that is rotationally driven by the intermediate shaft 14f is disposed on the ankle roll axis R3 and the output element is coupled to the foot 9. The input element of Kkudoraibu 14d, rotationally driven via a bevel gear assembly 14i, to swing the foot 9 around the ankle roll axis R3.

さらにこの第３実施例の脚５にあっては、下腿フレーム８に足首ロール軸用モータ１４ａが、その軸線が下腿フレーム８の長手方向に沿って延在するように配置されていて、その足首ロール軸用モータ１４ａの出力軸が、下腿フレーム８の下端に固定されたギヤボックス１２に配置された第１の中間軸１４ｂにベベルギヤ組１４ｃにより駆動結合されているので、足首ロール軸用モータ１４ａを横向きに配置した場合より下腿の下部が細く構成される。   Furthermore, in the leg 5 of the third embodiment, the ankle roll shaft motor 14a is arranged on the lower leg frame 8 so that the axis thereof extends along the longitudinal direction of the lower leg frame 8, and the ankle Since the output shaft of the roll shaft motor 14a is drivingly coupled to the first intermediate shaft 14b disposed in the gear box 12 fixed to the lower end of the lower leg frame 8 by the bevel gear set 14c, the ankle roll shaft motor 14a is connected. The lower part of the lower leg is configured to be thinner than when the is placed sideways.

加えてこの第３実施例の脚５にあっては、連結部材１１ｃの、足首ピッチ軸線Ｐ４上の位置に第２の中間軸１４ｃが配置されるとともに、連結部材１１ｃの、足首ピッチ軸線Ｐ４上から後方へ外れた位置に、第２の中間軸１４ｃからスパーギヤ組１４ｇにより伝動される第３の中間軸１４ｆが配置され、その第３の中間軸１４ｆが、足首ロール軸線Ｒ３上に配置されたハーモニックドライブ１４ｄの入力要素にベベルギヤ組１４ｉを介して伝動するので、そのベベルギヤ組１４ｉが足首関節１１の中心付近から後方へ外れ、その分ハーモニックドライブ１４ｄが足首関節１１の中心付近へ向けて引っ込むため、ベベルギヤ組１４ｉを足首関節１１の中心付近に配置した場合より足首が細く構成される。   In addition, in the leg 5 of the third embodiment, the second intermediate shaft 14c is disposed at a position on the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c, and on the ankle pitch axis P4 of the connecting member 11c. The third intermediate shaft 14f, which is transmitted from the second intermediate shaft 14c by the spur gear set 14g, is disposed at a position deviated rearward from the second intermediate shaft 14c, and the third intermediate shaft 14f is disposed on the ankle roll axis R3. Since the bevel gear set 14i is transmitted to the input element of the harmonic drive 14d via the bevel gear set 14i, the bevel gear set 14i is moved backward from the vicinity of the center of the ankle joint 11, and the harmonic drive 14d is retracted toward the center of the ankle joint 11 correspondingly. The ankle is configured to be thinner than when the bevel gear set 14 i is disposed near the center of the ankle joint 11.

従って、この第３実施例の脚５を具える人型歩行ロボットの下半身によれば、腰関節１で腰フレーム２に対し図示しない上半身を、腰ヨー軸線Ｙ１周り、腰ロール軸線Ｒ１周りおよび腰ピッチ軸線Ｐ１周りに三自由度で回動させることができ、また股関節４で腰フレーム２に対し二本の脚５をそれぞれ、股ヨー軸線Ｙ２周り、股ロール軸線Ｒ２周りおよび股ピッチ軸線Ｐ２周りに三自由度で回動させることができ、さらに膝関節１０で大腿フレーム７に対し下腿フレーム８を、膝ピッチ軸線Ｐ３周りに一自由度で回動させることができ、そして足首関節１１で下腿フレーム８に対し足９を、足首ピッチ軸線Ｐ４および足首ロール軸線Ｒ３周りに二自由度で揺動させることができるので、人型歩行ロボットの自然な歩行動作を実現することができ、しかも脚５の大腿から足首に亘り、特に上述した下腿の下部および足首の細い構成により下腿の下部から足首に亘って、長さに対する太さの比率が小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することができる。   Therefore, according to the lower body of the humanoid walking robot having the legs 5 of the third embodiment, the upper body (not shown) with respect to the waist frame 2 at the waist joint 1 is placed around the waist yaw axis Y1, the waist roll axis R1, and the waist. It can be rotated around the pitch axis P1 with three degrees of freedom, and the two legs 5 with respect to the waist frame 2 at the hip joint 4 around the crotch yaw axis Y2, the crotch roll axis R2, and the crotch pitch axis P2, respectively. The lower leg frame 8 can be rotated with respect to the thigh frame 7 at the knee joint 10 with one degree of freedom around the knee pitch axis P3, and the ankle joint 11 can be rotated at the lower leg. Since the foot 9 can be swung with two degrees of freedom around the ankle pitch axis P4 and the ankle roll axis R3 with respect to the frame 8, a natural walking motion of the humanoid walking robot can be realized. In addition, the leg 5 has a small ratio of thickness to length from the thigh to the ankle, particularly from the lower leg to the ankle due to the thin structure of the lower leg and the ankle described above. A slim proportion close to that can be realized.

さらに、この第３実施例の脚５を具える人型歩行ロボットの下半身によれば、下腿フレーム８を連結部材１１ｃで足首ピッチ軸線Ｐ４周りに揺動可能に支持するとともに、その連結部材１１ｃを足９で足首ロール軸線Ｒ３周りに揺動可能に支持することから、ハーモニックドライブ１３ｉの出力要素に結合された駆動アーム１３ｊおよび、その駆動アーム１３ｊと連結部材１１ｃとを連結する連結ロッド１３ｈが、足首関節１１のピッチ軸を駆動するために下腿の後側に位置するので、横断面形状が前後方向に細長い人の脚、特に女性の脚に近いプロポーションを実現することができる。   Furthermore, according to the lower half of the humanoid walking robot having the legs 5 of the third embodiment, the lower leg frame 8 is supported by the connecting member 11c so as to be swingable around the ankle pitch axis P4, and the connecting member 11c is Since the foot 9 is supported so as to be swingable around the ankle roll axis R3, the drive arm 13j coupled to the output element of the harmonic drive 13i, and the coupling rod 13h coupling the drive arm 13j and the coupling member 11c, Since it is located on the rear side of the lower leg to drive the pitch axis of the ankle joint 11, a proportion close to that of a human leg, particularly a female leg, whose cross-sectional shape is elongated in the front-rear direction can be realized.

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述した実施例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができるものであり、例えば、上記実施例の脚を具える人型歩行ロボットは、女性型でなく顔および体型が人の男性に似ている男性型のものでも良く、また上記人型歩行ロボットの各関節の自由度は、歩行動作に支障のない範囲で適宜増減させても良い。なお、この発明の構成は、その足を手に、足首関節を手首関節に、下腿を前腕（または下腕）にそれぞれ変更することで、人型ロボットの腕、特に前腕（または下腕）および手首にも容易に適用することができる。   Although the present invention has been described above based on the illustrated examples, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed within the scope of the claims. The humanoid walking robot with legs may be of a male type that is similar to a human male in terms of face and body shape, not a female type, and the degree of freedom of each joint of the above humanoid walking robot will interfere with walking motion. You may increase / decrease suitably in the range without this. The configuration of the present invention is to change the arm of the humanoid robot, particularly the forearm (or lower arm) and the arm of the humanoid robot by changing the foot to the hand, the ankle joint to the wrist joint, and the lower leg to the forearm (or lower arm). It can be easily applied to the wrist.

かくしてこの発明の人型歩行ロボット用脚の第１の態様によれば、足を足首関節で、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させることができるとともに、下腿の上部から下部に亘って、長さに対する太さの比率が小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することができる。   Thus, according to the first aspect of the leg for the humanoid walking robot of the present invention, the foot can be swung around the pitch axis and the roll axis that are orthogonal to each other at the ankle joint, and from the upper part to the lower part of the lower leg. Thus, a slim proportion close to a human leg, particularly a female leg, with a small ratio of thickness to length can be realized.

またこの発明の人型歩行ロボット用脚の第２の態様によれば、足を足首関節で、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させることができるとともに、下腿の下部から足首に亘って、長さに対する太さの比率が小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することができる。   According to the second aspect of the leg for a humanoid walking robot of the present invention, the foot can be swung around the pitch axis and the roll axis perpendicular to each other at the ankle joint, and from the lower part of the lower leg to the ankle. Thus, a slim proportion close to a human leg, particularly a female leg, with a small ratio of thickness to length can be realized.

そしてこの発明の人型歩行ロボット用脚の第３の態様によれば、足を足首関節で、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させることができるとともに、下腿の上部から足首に亘って、長さに対する太さの比率が小さい、人の脚、特に女性の脚に近いスリムなプロポーションを実現することができる。   According to the third aspect of the leg for the humanoid walking robot of the present invention, the foot can be swung around the pitch axis and the roll axis perpendicular to each other at the ankle joint, and from the upper part of the lower leg to the ankle. Thus, a slim proportion close to a human leg, particularly a female leg, with a small ratio of thickness to length can be realized.

１ 腰関節
２ 腰フレーム
４ 股関節
５ 脚
６ 関節ユニット
６ａ 上部ベース
６ｂ 前ブラケット
６ｃ 後ブラケット
６ｄ 連結部材
６ｅ 左ブラケット
６ｆ 右ブラケット
６ｇ ロール軸用モータ
６ｈ，６ｉ ハーモニックドライブ
７ 大腿フレーム
８ 下腿フレーム
９ 足
１０ 膝関節
１０ａ 左ブラケット
１０ｂ 右ブラケット
１０ｃ 下ブラケット
１０ｄ 膝ピッチ軸用モータ
１０ｅ ハーモニックドライブ
１１ 足首関節
１１ａ 左ブラケット
１１ｂ 右ブラケット
１１ｃ 連結部材
１１ｄ 前ブラケット
１１ｅ 後ブラケット
１１ｆ 弾性ブッシュ
１１ｇ 力センサ
１１ｈ 足首基台
１２ ギヤボックス
１３ 足首ピッチ軸駆動系
１３ａ 足首ピッチ軸用モータ
１３ｂ ねじ式直線駆動機構
１３ｃ ねじ軸
１３ｄ ベルト式伝動機構
１３ｅ ボール循環式ナット
１３ｆ 駆動ロッド
１３ｇ 摺動部材
１３ｈ 連結ロッド
１３ｉ ハーモニックドライブ
１３ｊ 駆動アーム
１４ 足首ロール軸駆動系
１４ａ 足首ロール軸用モータ
１４ｂ 第１の中間軸
１４ｃ ベベルギヤ組
１４ｄ ハーモニックドライブ
１４ｅ 第２の中間軸
１４ｆ 第３の中間軸
１４ｇ スパーギヤ組
１４ｈ ベルト式伝動機構
１４ｉ ベベルギヤ組
１５ 連結フレーム
１５ａ 左側壁部材
１５ｂ 右側壁部材
Ｐ１ 腰ピッチ軸線
Ｒ１ 腰ロール軸線
Ｙ１ 腰ヨー軸線
Ｐ２ 股ピッチ軸線
Ｒ２ 股ロール軸線
Ｙ２ 股ヨー軸線
Ｐ３ 膝ピッチ軸線
Ｐ４ 足首ピッチ軸線
Ｒ３ 足首ロール軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waist joint 2 Waist frame 4 Hip joint 5 Leg 6 Joint unit 6a Upper base 6b Front bracket 6c Rear bracket 6d Connecting member 6e Left bracket 6f Right bracket 6g Roll shaft motor 6h, 6i Harmonic drive 7 Thigh frame 8 Lower thigh frame 9 Foot 10 Knee joint 10a Left bracket 10b Right bracket 10c Lower bracket 10d Knee pitch shaft motor 10e Harmonic drive 11 Ankle joint 11a Left bracket 11b Right bracket 11c Connecting member 11d Front bracket 11e Rear bracket 11f Elastic bush 11g Force sensor 11h Ankle base 12 Gear Box 13 Ankle pitch shaft drive system 13a Ankle pitch shaft motor 13b Screw type linear drive mechanism 13c Screw shaft 13d Belt type transmission mechanism 13e Ball circulation type 13f Drive rod 13g Sliding member 13h Connecting rod 13i Harmonic drive 13j Drive arm 14 Ankle roll shaft drive system 14a Ankle roll shaft motor 14b First intermediate shaft 14c Bevel gear set 14d Harmonic drive 14e Second intermediate shaft 14f First Intermediate shaft 3g 14g spur gear set 14h belt-type transmission mechanism 14i bevel gear set 15 connecting frame 15a left side wall member 15b right side wall member P1 waist pitch axis R1 waist roll axis Y1 waist yaw axis P2 crotch pitch axis R2 crotch roll axis Y2 crotch yaw axis P3 Knee pitch axis P4 Ankle pitch axis R3 Ankle roll axis

Claims (5)

人型歩行ロボットの足を足首関節で下腿に対し、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させる人型歩行ロボット用脚において、
前記下腿の上部に第１のモータとねじ式直線駆動機構とをそれらの軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置して、前記第１のモータの出力要素と前記ねじ式直線駆動機構の入力要素とを第１の平行軸型伝動機構により駆動結合し、
前記下腿の下部に、第２のモータをその軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置するとともに、第１の中間軸をその軸線が前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち一方の軸線と平行に延在するように回転可能に支持して、前記第２のモータの出力要素と前記第１の中間軸とを第１の交差軸型伝動機構により駆動結合し、
前記下腿に関節部材を、前記一方の軸線周りに揺動可能に支持するとともに、その関節部材に前記足を、前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち他方の軸線周りに揺動可能に支持し、
前記他方の軸線上に同軸型減速機を配置してその出力要素を前記足に結合し、
前記関節部材の、前記一方の軸線上から外れた部位と前記ねじ式直線駆動機構の出力要素とをリンク部材によって連結し、
前記関節部材の、前記一方の軸線上の位置に第２の中間軸を回転可能に支持するとともに、前記第１の中間軸と前記第２の中間軸とを第２の平行軸型伝動機構により駆動結合し、
前記同軸型減速機の入力要素と前記第２の中間軸とを第２の交差軸型伝動機構により駆動結合したことを特徴とする、人型歩行ロボット用脚。 In the legs of a humanoid walking robot that swings the legs of the humanoid walking robot around the pitch axis and roll axis perpendicular to the lower leg at the ankle joint,
The first motor and the screw type linear drive mechanism are arranged on the upper part of the lower leg so that their axes extend along the longitudinal direction of the lower leg, and the output element of the first motor and the screw type The input element of the linear drive mechanism is drivingly coupled by the first parallel shaft type transmission mechanism,
A second motor is arranged at the lower part of the lower leg such that its axis extends along the longitudinal direction of the lower leg, and the first intermediate axis is arranged between the pitch axis and the roll axis of the ankle joint. The first motor is coupled to the output element of the second motor and the first intermediate shaft by a first cross-axis transmission mechanism, rotatably supported so as to extend parallel to one of the axes,
The joint member is supported on the lower leg so as to be swingable around the one axis, and the foot is supported on the joint member so as to be swingable around the other axis of the pitch axis and the roll axis of the ankle joint. And
A coaxial speed reducer is disposed on the other axis and its output element is coupled to the foot,
A portion of the joint member that is off the one axis and an output element of the screw-type linear drive mechanism are connected by a link member,
A second intermediate shaft is rotatably supported at a position on the one axis line of the joint member, and the first intermediate shaft and the second intermediate shaft are supported by a second parallel shaft transmission mechanism. Drive coupled,
A leg for a humanoid walking robot, wherein an input element of the coaxial reduction gear and the second intermediate shaft are drivingly coupled by a second cross-axis transmission mechanism. 人型歩行ロボットの足を足首関節で下腿に対し、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させる人型歩行ロボット用脚において、
前記下腿の上部に第１のモータと第１の同軸型減速機とをそれらの軸線が互いに平行にかつ前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち一方の軸線と平行に延在するように配置して、前記第１のモータの出力要素と前記第１の同軸型減速機の入力要素とを第１の平行軸型伝動機構により駆動結合し、
前記下腿の下部に、第２のモータをその軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置するとともに、第１の中間軸をその軸線が前記一方の軸線と平行に延在するように回転可能に支持して、前記第２のモータの出力要素と前記第１の中間軸とを第１の交差軸型伝動機構により駆動結合し、
前記下腿に関節部材を、前記一方の軸線周りに揺動可能に支持するとともに、その関節部材に前記足を、前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち他方の軸線周りに揺動可能に支持し、
前記他方の軸線上に第２の同軸型減速機を配置してその出力要素を前記足に結合し、
前記関節部材の、前記一方の軸線上から外れた部位と前記第１の同軸型減速機の出力要素に設けたアームとをリンク部材によって連結し、
前記関節部材の、前記一方の軸線上の位置に第２の中間軸を回転可能に支持するとともに、前記関節部材の、前記一方の軸線上から前記第２の同軸型減速機の側と反対の側へ外れた位置に前記第２の中間軸と平行に第３の中間軸を回転可能に支持して、それら第２の中間軸と第３の中間軸とを第２の平行軸型伝動機構により駆動結合し、
前記第１の中間軸と前記第２の中間軸とを第３の平行軸型伝動機構により駆動結合するとともに、前記第２の同軸型減速機の入力要素と前記第３の中間軸とを第２の交差軸型伝動機構により駆動結合したことを特徴とする、人型歩行ロボット用脚。 In the legs of a humanoid walking robot that swings the legs of the humanoid walking robot around the pitch axis and roll axis perpendicular to the lower leg at the ankle joint,
The first motor and the first coaxial speed reducer are arranged on the upper part of the lower leg so that their axes are parallel to each other and extend parallel to one of the pitch axis and the roll axis of the ankle joint. Then, the output element of the first motor and the input element of the first coaxial reduction gear are drivingly coupled by a first parallel shaft type transmission mechanism,
A second motor is arranged at the lower part of the lower leg such that its axis extends along the longitudinal direction of the lower leg, and the first intermediate axis extends parallel to the one axis. The output element of the second motor and the first intermediate shaft are drive-coupled by a first cross-axis transmission mechanism,
The joint member is supported on the lower leg so as to be swingable around the one axis, and the foot is supported on the joint member so as to be swingable around the other axis of the pitch axis and the roll axis of the ankle joint. And
Placing a second coaxial reducer on the other axis and coupling its output element to the foot;
A portion of the joint member deviated from the one axis and an arm provided on an output element of the first coaxial speed reducer are connected by a link member,
A second intermediate shaft is rotatably supported at a position on the one axis of the joint member, and opposite to the second coaxial speed reducer side from the one axis of the joint member. A third intermediate shaft is rotatably supported in parallel with the second intermediate shaft at a position deviated to the side, and the second intermediate shaft and the third intermediate shaft are connected to a second parallel shaft type transmission mechanism. Driven by
The first intermediate shaft and the second intermediate shaft are drive-coupled by a third parallel shaft type transmission mechanism, and the input element of the second coaxial type reduction gear and the third intermediate shaft are connected to each other. A leg for a humanoid walking robot, characterized in that it is drive-coupled by two cross-axis transmission mechanisms. 人型歩行ロボットの足を足首関節で下腿に対し、互いに直交するピッチ軸線およびロール軸線周りに揺動させる人型歩行ロボット用脚において、
前記下腿の上部に第１のモータとねじ式直線駆動機構とをそれらの軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置して、前記第１のモータの出力要素と前記ねじ式直線駆動機構の入力要素とを第１の平行軸型伝動機構により駆動結合し、
前記下腿の下部に、第２のモータをその軸線が前記下腿の長手方向に沿って延在するように配置するとともに、第１の中間軸をその軸線が前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち一方の軸線と平行に延在するように回転可能に支持して、前記第２のモータの出力要素と前記第１の中間軸とを第１の交差軸型伝動機構により駆動結合し、
前記下腿に関節部材を、前記一方の軸線周りに揺動可能に支持するとともに、その関節部材に前記足を、前記足首関節のピッチ軸線およびロール軸線のうち他方の軸線周りに揺動可能に支持し、
前記他方の軸線上に同軸型減速機を配置してその出力要素を前記足に結合し、
前記関節部材の、前記一方の軸線上から外れた部位と前記ねじ式直線駆動機構の出力要素とをリンク部材によって連結し、
前記関節部材の、前記一方の軸線上の位置に第２の中間軸を回転可能に支持するとともに、前記関節部材の、前記一方の軸線上から前記同軸型減速機の側と反対の側へ外れた位置に前記第２の中間軸と平行に第３の中間軸を回転可能に支持して、それら第２の中間軸と第３の中間軸とを第２の平行軸型伝動機構により駆動結合し、
前記第１の中間軸と前記第２の中間軸とを第３の平行軸型伝動機構により駆動結合するとともに、前記同軸型減速機の入力要素と前記第３の中間軸とを第２の交差軸型伝動機構により駆動結合したことを特徴とする、人型歩行ロボット用脚。 In the legs of a humanoid walking robot that swings the legs of the humanoid walking robot around the pitch axis and roll axis perpendicular to the lower leg at the ankle joint,
The first motor and the screw type linear drive mechanism are arranged on the upper part of the lower leg so that their axes extend along the longitudinal direction of the lower leg, and the output element of the first motor and the screw type The input element of the linear drive mechanism is drivingly coupled by the first parallel shaft type transmission mechanism,
A second motor is arranged at the lower part of the lower leg such that its axis extends along the longitudinal direction of the lower leg, and the first intermediate axis is arranged between the pitch axis and the roll axis of the ankle joint. The first motor is coupled to the output element of the second motor and the first intermediate shaft by a first cross-axis transmission mechanism, rotatably supported so as to extend parallel to one of the axes,
The joint member is supported on the lower leg so as to be swingable around the one axis, and the foot is supported on the joint member so as to be swingable around the other axis of the pitch axis and the roll axis of the ankle joint. And
A coaxial speed reducer is disposed on the other axis and its output element is coupled to the foot,
A portion of the joint member that is off the one axis and an output element of the screw-type linear drive mechanism are connected by a link member,
A second intermediate shaft is rotatably supported at a position on the one axis of the joint member, and is disengaged from the one axis on the opposite side to the coaxial reduction gear. A third intermediate shaft is rotatably supported at a position parallel to the second intermediate shaft, and the second intermediate shaft and the third intermediate shaft are driven and coupled by a second parallel shaft type transmission mechanism. And
The first intermediate shaft and the second intermediate shaft are drive-coupled by a third parallel shaft type transmission mechanism, and the input element of the coaxial reduction gear and the third intermediate shaft are connected at a second intersection. A leg for a humanoid walking robot, characterized by being driven and coupled by an axial transmission mechanism. 前記下腿のフレームが、前記ねじ式直線駆動機構のねじを回転可能に支持するとともに、そのねじに螺合するナットの供回りを阻止しつつそのナットの移動を案内することを特徴とする、請求項１または３記載の人型歩行ロボット用脚。   The lower leg frame rotatably supports a screw of the screw-type linear drive mechanism and guides the movement of the nut while preventing rotation of the nut screwed into the screw. Item 4. The humanoid walking robot leg according to Item 1 or 3. 前記一方の軸線はピッチ軸線であり、前記他方の軸線はロール軸線であることを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項記載の人型歩行ロボット用脚。   The leg for a humanoid walking robot according to any one of claims 1 to 4, wherein the one axis is a pitch axis and the other axis is a roll axis.
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