JPH04226885A - ロボット関節 - Google Patents

ロボット関節

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JPH04226885A
JPH04226885A JP3191319A JP19131991A JPH04226885A JP H04226885 A JPH04226885 A JP H04226885A JP 3191319 A JP3191319 A JP 3191319A JP 19131991 A JP19131991 A JP 19131991A JP H04226885 A JPH04226885 A JP H04226885A
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actuator
housing
limb
robot
joint
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JP3191319A
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Inventor
Gordon Walter Culp
ゴードン　ウオルター　カルプ
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Boeing North American Inc
Original Assignee
Rockwell International Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボット肢体の関節に
関するものであって、更に詳細には、剛性の電気的に動
作可能な物質を有するアクチュエータによって関節動作
されるロボットジョイント（関節）に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術】質量及び速度に関係する工学上の問題は
、従来、より多くのエネルギ供給源を与えることによっ
て解決されている。その結果、比較的非効率的な電力変
換が当り前のこととなっている。宇宙探査の分野におい
て、研究の結果によれば、有人探査に対する先駆けとし
て多数の構成の効率的なロボットが必要とされている。 ロボットは、一般的には、有人の宇宙飛行船よりも重量
及びコストの面でより低く、且つ込入った生命維持シス
テムを必要とすることはない。
【０００３】ピエゾ電気アクチュエータは、格納した電
力を宇宙船における運動力へ変換させるために検討中の
装置の中に含まれるものである。ピエゾ電気アクチュエ
ータは、潤滑又は冷却に対する必要性無しで、ＤＣで動
作させることが可能であり且つ高効率であるので、遠隔
し且つ極端な環境において使用する場合に有利である。 ピエゾ電気「平滑歩行」を発生するピエゾ電気アクチュ
エータ及び電子駆動システムの詳細な説明は、１９８８
年９月３０に出願した米国特許出願第２５２，１９７号
、及び１９９０年３月５日に出願した米国特許第４８８
，５４８号に記載されている。
【０００４】幾つかのロボット関節における慢性的な問
題はスロップと呼ばれる効果である。スロップは、例え
ば歯車のバックラッシュ、軸受クリヤランスの遊び、弾
性曲げ及び機械的コンプライヤンス等のような現象を包
含し、それらが集約的に、ロボット肢体が所望の精度及
び安定性を持って所定の位置へ延在することを失策させ
る。宇宙空間での適応においては、大型のものから極小
型のものの範囲に亘る種々の寸法に亘り、スロップが最
小のロボットジョイント、即ち関節が必要とされている
。ロボット用の電磁アクチュエータは、比較的大型のも
のに制限されている。なぜならば、小型化した構成要素
の表面積対体積比が著しく増加し、フラックスの漏れが
悪化するからである。更に、磁気的アクチュエータは、
一定の力を維持する場合に、電流の流れの形態で継続的
に電力を散逸する。
【０００５】磁気的アクチュエータと対照して、ピエゾ
電気アクチュエータは小型の適用に対して理想的なもの
である。電界フラックスの漏れは、構成要素の寸法が減
少しても劇的に増加することはない。何故ならば、ピエ
ゾ電気層の厚さ、従って絶縁性端部面積も比例的に減少
するからである。ピエゾ電気アクチュエータの相対的な
構造強度は、構造強度に対する表面積の重要性のために
、寸法が減少するに従い増加する。小型の構成要素は比
較的より高い応力レベルを可能とし、そのことは特定の
性能を改善する。更に、ピエゾ電気アクチュエータは、
適宜の量の電荷がピエゾ電気物質内に格納されると、一
定の力を付与する。該電荷が持続する限り、その付与し
た力を維持するために付加的な電気エネルギの入力は必
要ではない。
【０００６】歩行用ロボットに対する好適形態の一つは
、六本の脚部を有するものであり、各脚部が二個のジョ
イント、即ち関節を有するものである。効率的な歩行動
作は、一見無限の種類の六本足の昆虫によって例示され
る何億年かに亘る進化過程の結果である。昆虫歩行動作
の最も一般的なモードは交互の三脚台を使用するもので
ある。このモードは高速であり、且つ重心が両方の三脚
台の三角形の内側に留まる限り安定である。一度に一足
モードは、高い障害をよじ登るために使用される。この
モードにおいては、後の二対が支持及び安定性を与える
間に、前方の足が上方に伸ばされる。この運動は、平坦
な表面上を単に歩行するために必要とされるよりも足の
運動のより大きな角度に関する自由性が必要とされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】宇宙探査のためのロボ
ット乗物の分野においては、極めて小型のものから非常
に大きなものの範囲に亘る寸法に対して適したロボット
歩行用システムが必要とされている。このシステムは、
効率的に、信頼性を持って、且つスロップなしで動作さ
せることが可能な柔軟性のあるジョイント、即ち関節を
有するものでなければならない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、剛性の電気的
に動作可能な物質を有するアクチュエータを具備する機
械的なロボット関節を提供している。該アクチュエータ
は、例えば、ピエゾ電気物質を有することが可能であり
、且つ円筒状又は球状接続部を回転させるか又はロッド
を並進させるために種々の関節の実施例において使用す
ることが可能である。ロボットのジョイント、即ち関節
におけるピエゾ電気アクチュエータは、ロボット肢体に
対し運動パワー及びサポートを与えている。ピエゾ電気
平滑歩行動作は、アクチュエータサイクルの牽引部分に
おける期間中において常にロボット肢体の速度とアクチ
ュエータ牽引表面の速度とが一致する態様でアクチュエ
ータ対の交互の牽引及びリトレースを有している。ピエ
ゾ電気アクチュエータを使用することにより、牽引サイ
クルにおける摺動摩擦を除去しており、その際に発生さ
れる摩擦熱は無視可能なものであり、且つ比較的高い電
気機械的効率を達成している。平滑歩行用アクチュエー
タは、更に、滑らかな加速を与えると共に、励起が終了
した後に真の電気的及び機械的ゼロ状態ヘの復帰を与え
、且つ所望の負荷をサポートする牽引表面の長期化した
寿命を与えている。
【０００９】対向する対のアクチュエータによる平滑歩
行動作は、常にロボット肢体上に万力状のグリップ、即
ち把持を維持している。アクチュエータの全牽引表面は
、ゼロのクリヤランスでロボット肢体と接触している。 従来のローリング又はスライディング軸受は必要ではな
い。ゼロのクリヤランス及び完全な面積接触は、比較的
大きな機械的剛性を与えており、そのことは、極端な機
械的振動を発生することなしにロボット肢体の極めて精
密な位置決めを行なうことを可能としている。適宜の肢
体剛性を有しているので、スロップは、本関節から基本
的に除去されている。ピエゾ電気要素は、電気機械的に
可逆的であり、アクチュエータとして又は力センサとし
ても等しく良好に動作する。従って、ピエゾ電気アクチ
ュエータは、ロボットの各関節ジョイントにおける高さ
及び力の状態を検知し、アクチュエータの制御器へフィ
ードバックを与えることが可能である。ピエゾ電気アク
チュエータ状態センサは、その他のセンサと一体的に動
作し、例えば凸凹の地形や高い障害物等のような広範囲
の探査環境におけるロボットの挙動を制御することが可
能である。
【００１０】
【実施例】図１は簡単化した二重三脚台歩行ロボット２
の概略斜視図であり、それは本体４及び、例えば脚部６
のような六本の関節動作可能な脚部を有している。実際
のロボットにおいては、ロボットの関節から汚染を排除
するために柔軟なダストカバー（不図示）が使用される
。本発明のジョイント、即ち関節のアクチュエータは、
剛性の電気的に動作可能な物質を有している。説明の便
宜上、本発明の好適実施例のアクチュエータを、層形成
したピエゾ電気ダイモルフの形態のピエゾ電気物質を有
するものとして説明する。
【００１１】図２は、脚部６の運動範囲を示してしてい
る。脚部６は、ピエゾ電気ヒップジョイント（股関節）
８と、同様にピエゾ電気ニイジョイント（膝間接）１０
と、上部脚部セグメント１２と、下部脚部セグメント１
４と、足部１６とを有している。一転鎖線で示した円１
８，２２，２０は、夫々、上部足部１２、下部足部１４
、足部１６の運動範囲を示している。上部脚部１２及び
下部脚部１４がほぼ同一の長さである実施例においては
、これらの脚部を点線２４で示した如くに格納のために
折曲げることが可能である。点線２６は、高い障害物を
よじ登るために伸ばされたロボット２の前方脚部の位置
を示している。
【００１２】図３はピエゾ電気ジョイント（関節）８の
透明状態な概略斜視図である。ジョイント８は、ロボッ
ト２のニイジョイント１０及びその他のジョイントと実
質的に同一である。図３に示した如く、ジョイント８は
円筒状の関節ハウジング２８と二対の対向するピエゾ電
気アクチュエータ３０を有している。アクチュエータ３
０は、ハウジング２８の内部円筒表面上に装着されてお
り、且つ複数個の対向する対を有することが可能である
。アクチュエータ３０は、ハウジング２８内に挿入され
る脚部１２内（点線で示してある）の端部の外側円筒表
面と係合する牽引表面を具備する円筒状のアーク、即ち
円弧形状として形成されている。アクチュエータ３０の
対向する対のものは一体的に作用して、万力状のグリッ
プ、即ち把持を与え且つ脚部１２の円筒状表面に対して
のアクチュエータの牽引表面の滑らかな歩行運動により
脚部１２を回転させる。電気的リードは簡単化のために
図面から省略してあるが、従来公知の如く各アクチュエ
ータに対して電気信号を供給するために接続されている
。
【００１３】図４は図３のピエゾ電気アクチュエータ３
０の概略斜視図である。アクチュエータ３０は、牽引表
面３２と、ピエゾ電気リフタ３４と、ピエゾ電気タンゼ
ンタ３６と、取付け表面３８とを有する層状のセグメン
トを有している。リフタ３４は矢印４０で示した方向に
おける剪断変形に対して配列されたピエゾ電気物質層及
び電極を有している。タンゼンタ３６は、矢印４２で示
した方向における剪断変形に対して配列されたピエゾ電
気物質層及び電極を有している。リフタ３４は、脚部１
２に対して牽引表面３２によって付与されるグリップ（
把持）力を制御し、一方タンゼンタ３６は牽引表面７２
によって付与される接線方向の力を制御して脚部１２を
回転させる。リフタ３４及びタンゼンタ３６は電気的制
御器（不図示）によって電気的ループにおいて励起され
ると、牽引表面３２がリフタ運動とタンゼンタ運動との
ベクトル和である所定の経路に沿って周期的に移動する
。
【００１４】アクチュエータ３０は、脚部１２の円筒状
部分の回転軸と平行な方向に作用するピエゾ電気アクシ
ャ（不図示）を有することも可能である。このアクシャ
は、脚部位置検知手段（不図示）に応答して動作し、脚
部１２をハウジング２８内の中心位置に維持するように
動作することが可能である。本実施例においては、脚部
の中心位置決めは、従来技術における限界ストッパ又は
スラスト軸受等のようなものではなく、電気制御によっ
て与えられている。このアクシャは、更に、足部１６の
スタンスの幅を増加するか又は減少するために脚部１２
の円筒状部分の延長部を並進運動させるために使用する
ことも可能である。
【００１５】図５は、本体４と、水平方向ロッド４６と
、ロッド支持体４８と、アクチュエータハウジング５０
と、六本の垂直な脚部５２とを有するロボット４４の概
略斜視図である。図６は、ロボット４４の脚部５２及び
アクチュエータメカニズムを示した概略拡大図である。 図６に示した如く、脚部５２及びロッド４６は断面が正
方形であり、且つハウジング５０はピエゾ電気アクチュ
エータ５４及び６０の複数個の対を有している。二対の
対向するアクチュエータ５４が、点線５６及び５８で示
した如く、垂直方向において脚部５２の位置決めを行な
う。二対の対向するアクチュエータ６０が、点線６２で
示したハウジング５０の極限位置間において水平方向ロ
ッド４６に沿って脚部５２の位置決めを行なう。足部６
４の移動範囲を一転鎖線６６で示してある。
【００１６】図７は垂直脚部５２と係合するハウジング
５０の部分を示した一部破断概略斜視図である。水平方
向ロッド４６と係合するハウジング５０の部分は、図示
した部分と実質的に同一であるが直角方向に配向されて
いる。二対の対向するアクチュエータ５４がハウジング
５０を介して正方形のボアホールの内側表面上に取付け
られている。アクチュエータ５４は、滑らかな歩行運動
を使用して脚部５２を把持し且つ垂直方向の位置決めを
行なう。図８に示した如く、各アクチュエータ５４は、
リフタ６８と、タンゼンタ７０と、牽引表面７２と、取
付け表面７４とを有している。リフタ６８は、矢印７６
の方向においてアクチュエータ運動を与え、脚部５２に
対して垂直方向の力を付与し、且つタンゼンタ７０は矢
印７８の方向における運動を与えて脚部５２に対して並
進方向の力を付与する。アクチュエータ５４は、方向７
６及び７８の両方に対して直行する方向において牽引表
面７０の位置決めを行なう第二タンゼンタ（不図示）を
有することが可能である。この第二タンゼンタは、タン
ゼンタ７０のストローク、即ち行程と相対的に小さな行
程を有するものであり、ロボットの歩行動作期間中に力
ベクトルが変化する場合に、脚部５２をハウジング５０
内に中心位置決めした状態を維持するために使用される
。この第二タンゼンタは、限界ストッパ又はスラスト軸
受の必要性なしに、完全な位置制御を与える。
【００１７】図９は本体４と、六本の脚部８２と、脚部
８２を本体４へ接続する脚部ジョイント（関節）８４を
有するロボット８０の概略斜視図である。図１０はジョ
イント８４の概略拡大図であり、それは、球状空洞乃至
はソケットに連通する開口８８を具備するハウジング８
６を有している。脚部８２は足部９０と球体９２とを有
しており、球体９２は、ハウジング８６の球状ソケット
内に保持されており、脚部８２が開口８８を介して延在
している。ハウジング８６と球体９２との間の球状ギャ
ップ内に装着されているピエゾ電気アクチュエータが、
三つの回転自由度を持って球体９２を位置決めし、それ
らの三つの回転自由度の内の二つは、足部９０を、点線
９４で示した球状表面セグメント上の任意の位置に位置
決めさせる。
【００１８】図１１は、ジョイント（関節）８４の一部
破断概略図を示しており、それはハウジング８６と、開
口８８と、球体９２と、球体９２に取付けた脚部８２と
、ハウジング８６の球状内側表面に固着された複数個の
ピエゾ電気アクチュエータ対９６とを示している。アク
チュエータ対９６は、例えば、ハウジング８６内に内接
して画定される四面体の頂点において等間隔で配置させ
ることが可能である。図１０及び１１に示した実施例に
おいては、開口８８は、大略三角形状をしており、脚部
８２の角運動を制限している。点線９４で示した移動限
界は、ほぼ、球状表面から切取った三角形である。図９
乃至１１に示したロボット８０の実施例においては、ア
クチュエータ９６は、通常、脚部８２の軸周りに球体９
２を回転させることはない。しかしながら、脚部８２が
屈曲されている別の実施例においては（不図示）、脚部
８２の軸方向回転を発生する球体９２の回転が上述した
脚部８２の二軸回動運動と結合させることが可能である
。
【００１９】図１２は図１１の一対の三軸ピエゾ電気ア
クチュエータ９６の概略斜視図である。各アクチュエー
タ９６は、球状牽引表面９８と、第一タンゼンタ１００
と、第二タンゼンタ１０２と、リフタ１０４とを有して
いる。適宜の電気信号が供給されると、リフタ１０４は
牽引表面９８を矢印１０６の方向において位置決めを行
ない、タンゼンタ１００は牽引表面９８を矢印１０８の
方向において位置決めを行ない、且つタンゼンタ１０２
は矢印１１０の方向において牽引表面９８の位置決めを
行なう。これらの運動は独立的且つ同時的に制御可能な
ものである。牽引表面９８の運動は、リフタ及びタンゼ
ンタの夫々の運動のベクトル和であり、且つ球状半径方
向運動及び点線１１２によって示した球体９２の表面と
平行な運動を有している。
【００２０】本発明のピエゾ電気ジョイント、即ち関節
の多数の変形例を構成することが可能である。例えば、
図５のロボット４４の正方形ロッド４６及び脚部５２は
図３のジョイント８と結合させることが可能である。従
って、ロボット肢体に対する所望の範囲の運動を得るた
めに二軸及び三軸ピエゾ電気アクチュエータの多数の組
合わせをロボット関節において使用することが可能であ
ることを理解することが可能である。本発明の原理は、
位置決め器、部品採取器、溶接器、塗装器、検査器及び
工作機械等を包含する、大型及び小型のロボットに対し
て等しく適用可能なものである。ロボットジョイント、
即ち関節において平滑歩行ピエゾ電気剪断アクチュエー
タを使用することの主要な利点は、効率が高く、堅牢で
あり、且つ位置決めの精度が高いことである。本発明を
、極めて小さな寸法に縮小する場合、適宜のマスクを使
用して、ピエゾ電気層及び電極をエピタキシャル的に付
着形成させることが可能である。電気的ループ配線及び
相互接続部も付着形成させることが可能である。電気的
励起及び結合構成要素を、付着形成時に電気的ループ内
に組込むことが可能である。制御器構成要素を別々に付
着形成させることが可能であり、且つピエゾ電気アクチ
ュエータと同一の構成体内に組込むことが可能である。 機械的構成要素も、例えば、トポグラフィ（地形）付着
方法によって所定位置に成長させることが可能である。
【００２１】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明はこれら具体例にのみ限定さ
れるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱する
ことなしに種々の変形が可能であることは勿論である。 特に、本発明のアクチュエータは、上述した力及び運動
を与える任意の剛性の電気的に活性化可能な物質を有す
ることが可能である。例えば、ピエゾ電気物質以外に、
該アクチュエータは、電気歪み物質、電磁物質、磁気残
留物質、磁気歪み物質、ピエゾ複合物質、強誘電物質及
び熱膨張物質等を有することが可能である。同一の電気
的にアドレス可能なアクチュエータセグメント内におい
て容量性及び誘導性物質を使用することにより、相互に
一時的な電気エネルギの格納を行なうことが可能である
。このことは、機械的な力及び位置決め用構成要素がア
クチュエータによってベクトル的に加算されている間に
容量及びインダクタンスが共振的に振動する場合に動作
効率を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　本発明の一実施例に基づいて構成した１６
個の円筒状関節を有する六脚型歩行用ロボットを示した
概略斜視図。
【図２】　　図１のロボットの一本の脚部の運動範囲を
示した説明図。
【図３】　　図１のロボットの一本の脚部のジョイント
、即ち関節を示した概略斜視図。
【図４】　　図１のロボットの円筒形状のピエゾ電気ア
クチュエータを示した概略斜視図。
【図５】　　本発明の別の実施例に基づいて構成した六
本の並進用の脚部及びジョイントを有するロボットを示
した概略斜視図。
【図６】　　図５のロボットの一本の脚部の運動範囲を
示した説明図。
【図７】　　図５のロボットの並進用関節の一部破断概
略斜視図。
【図８】　　図５のロボットの並進用ピエゾ電気アクチ
ュエータの概略斜視図。
【図９】　　本発明の更に別の実施例に基づいて構成さ
れた回動用脚部及び球状関節を有する六脚型歩行用ロボ
ットを示した外力斜視図。
【図１０】　　図９のロボットの一本の脚部に対する球
状関節によって与えられる運動範囲を示した説明図。
【図１１】　　図９のロボットの球状関節の一部破断概
略図。
【図１２】　　図９のロボットの一対の三軸球状形状型
ピエゾ電気アクチュエータを示した概略斜視図。
【符号の説明】
２　　歩行用ロボット ４　　本体 ６　　肢体（脚部） ８，１０　　関節（ジョイント） １２　　上部脚部セグメント １４　　下部脚部セグメント １６　　足部 ２８　　ハウジング ３０　　ピエゾ電気アクチュエータ ３２　　牽引表面 ３４　　ピエゾ電気リフタ ３６　　ピエゾ電気タンゼンタ

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ロボット本体に取付けた関節ハウジン
    グ、前記ハウジング内に装着されており剛性の電気的に
    動作可能な物質を有するアクチュエータ、前記ハウジン
    グ内に延在しており且つ前記アクチュエータと係合する
    端部を具備する関節動作可能のロボット肢体、を有する
    ことを特徴とするロボット関節。
  2. 【請求項２】　　請求項１において、更に、前記ハウジ
    ング内に複数個のアクチュエータが装着されており、前
    記各アクチュエータが、リフタセグメントと、タンゼン
    タセグメントと、前記肢体の前記端部と係合する牽引表
    面とを有することを特徴とするロボット関節。
  3. 【請求項３】　　請求項２において、前記複数個のアク
    チュエータが前記肢体の端部上に万力状のグリップを与
    える対向するアクチュエータを有することを特徴とする
    ロボット関節。
  4. 【請求項４】　　請求項３において、前記複数個のアク
    チュエータが、前記肢体の関節動作のための平滑歩行運
    動を与えるアクチュエータ対を有することを特徴とする
    ロボット関節。
  5. 【請求項５】　　請求項４において、前記肢体の端部が
    球体を有しており、前記ハウジングが球状空洞を有して
    おり、前記アクチュエータが前記球体と係合するソケッ
    トを形成するために前記球状空洞内に装着されている複
    数個のアクチュエータ対を有することを特徴とするロボ
    ット関節。
  6. 【請求項６】　　請求項４において、前記肢体の端部が
    、矩形状断面を有するロッドを有しており、前記ハウジ
    ングが矩形状開口を有しており、且つ前記アクチュエー
    タが前記ロッドと係合するために前記矩形状開口内に装
    着されている二対の開口するアクチュエータを有するこ
    とを特徴とするロボット関節。
  7. 【請求項７】　　請求項４において、前記肢体の端部が
    、円筒状シャフトを有しており、前記ハウジングが円筒
    状開口を有しており、且つ前記アクチュエータが前記円
    筒状シャフトと係合するために前記円筒状開口内に装着
    されている少なくとも二対の対向する円筒状アークを有
    することを特徴とするロボット関節。
  8. 【請求項８】　　請求項７において、前記ロボット肢体
    が、更に、膝関節によって接続されている上部脚部及び
    下部脚部を有することを特徴とするロボット関節。
  9. 【請求項９】　　請求項８において、前記膝関節が、膝
    ハウジングと、前記膝ハウジング内に延在する前記下部
    脚部の端部と係合するために前記膝ハウジング内に装着
    されている複数個のピエゾ電気膝アクチュエータとを有
    することを特徴とするロボット関節。
  10. 【請求項１０】　　ロボット本体に取付けられた関節ハ
    ウジング、前記ハウジング内に装着されており剛性の電
    気的に動作可能な物質を有する一対のアクチュエータ、
    前記ハウジング内に延在しており且つ前記アクチュエー
    タによって係合される端部を具備する関節動作可能なロ
    ボット肢体、を有することを特徴とするロボット関節。
  11. 【請求項１１】　　請求項１０において、前記各アクチ
    ュエータが、リフタセグメントと、タンゼンタセグメン
    トと、前記肢体の端部と係合するための牽引表面とを有
    することを特徴とするロボット関節。
  12. 【請求項１２】　　請求項１１において、更に、前記第
    一対のアクチュエータに対して対向する関係で前記ハウ
    ジング内に装着されている第二対のアクチュエータが設
    けられており、前記対向するアクチュエータは前記肢体
    の端部上に万力状のグリップを与え、且つ前記対のアク
    チュエータは前記肢体の関節動作に対し平滑歩行運動を
    与えることを特徴とするロボット関節。
  13. 【請求項１３】　　請求項１２において、前記アクチュ
    エータがピエゾ電気アクチュエータを有することを特徴
    とするロボット関節。
  14. 【請求項１４】　　請求項１３において、前記肢体の端
    部が球体を有しており、前記ハウジングが球状空洞を有
    しており、且つ前記アクチュエータが前記球体と係合す
    るためのソケットを形成するために前記球状空洞内に装
    着されている複数個のアクチュエータ対を有することを
    特徴とするロボット関節。
  15. 【請求項１５】　　請求項１３において、前記肢体の端
    部が矩形状断面を有するロッドを有しており、前記ハウ
    ジングが矩形状開口を有しており、且つ前記アクチュエ
    ータが前記ロッドと係合するために前記矩形状開口内に
    装着されている二対の対向するアクチュエータを有する
    ことを特徴とするロボット関節。
  16. 【請求項１６】　　請求項１３において、前記肢体の端
    部が円筒状シャフトを有しており、前記ハウジングが円
    筒状開口を有しており、且つ前記アクチュエータが前記
    円筒状シャフトと係合するために前記円筒状開口内に装
    着されている少なくとも二対の対向する円筒状アークを
    有することを特徴とするロボット関節。
  17. 【請求項１７】　　関節動作のためのピエゾ電気アクチ
    ュエータを有するロボット関節において、ロボット本体
    に取付けてアクチュエータハウジングが設けられており
    、少なくとも二対のピエゾ電気アクチュエータが対向し
    た関係で前記ハウジング内に装着されており、前記各ア
    クチュエータはリフタセグメントと、タンゼンタセグメ
    ントと、牽引表面とを有しており、前記ピエゾ電気アク
    チュエータの牽引表面によって係合される表面を具備す
    る関節動作可能なロボット肢体が設けられており、前記
    対向するアクチュエータは前記肢体の端部上に万力状の
    グリップを与え、且つ前記対のアクチュエータは前記肢
    体の関節に対し平滑な歩行運動を与えることを特徴とす
    るロボット関節。
  18. 【請求項１８】　　請求項１７において、前記肢体の端
    部が球体を有しており、前記ハウジングが球状空洞を有
    しており、且つ前記アクチュエータが前記球体と係合す
    るためのソケットを形成するために前記球状空洞内に装
    着されている複数個のアクチュエータ対を有することを
    特徴とするロボット関節。
  19. 【請求項１９】　　請求項１７において、前記肢体の端
    部が、実質的に正方形断面を有するロッドを有しており
    、前記ハウジングが実質的に正方形の開口を有しており
    、且つ前記アクチュエータが前記ロッドと係合するため
    に前記正方形の開口内に装着されている二対の対向する
    アクチュエータを有することを特徴とするロボット関節
    。
  20. 【請求項２０】　　請求項１７において、前記肢体の端
    部が円筒状のシャフトを有しており、前記ハウジングが
    円筒状の開口を有しており、且つ前記アクチュエータが
    前記円筒状のシャフトと係合するために前記円筒状の開
    口内に装着されている対向する円筒状のアークを有する
    ことを特徴とするロボット関節。
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JPH071367A (ja) * 1993-06-12 1995-01-06 Yotaro Hatamura 歩行アクチュエータ

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