JPH11188668A - 人型作業ロボットの腕体構造 - Google Patents
人型作業ロボットの腕体構造Info
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- JPH11188668A JPH11188668A JP9354604A JP35460497A JPH11188668A JP H11188668 A JPH11188668 A JP H11188668A JP 9354604 A JP9354604 A JP 9354604A JP 35460497 A JP35460497 A JP 35460497A JP H11188668 A JPH11188668 A JP H11188668A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0241—One-dimensional joints
- B25J17/025—One-dimensional joints mounted in series
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
- Y10T74/20305—Robotic arm
- Y10T74/20329—Joint between elements
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】人型ロボットの腕体による通常的な作業時に肩
関節の特異点状態が発生するのを極力排除して、腕体の
円滑な動作性を確保することができる人型ロボットの腕
体構造を提供する。 【解決手段】肩関節５を構成する第１関節１１の第１軸
１０と第３関節１５の第３軸１４とが同軸となる肩関節
５の特異点状態に肩関節５を動作させると共に肘関節６
を胴体１の側方に位置させた状態で、肘関節６が肩関節
５の第１乃至第３関節１１，１３，１５の各軸１０，１
２，１４の交点を通る水平面Ｓよりも上方に存するよう
に、肩関節５の第１関節乃至第３関節１１，１３，１５
の位置及び姿勢、並びに第３関節１５に対する肘関節６
の位置を設定する。
関節の特異点状態が発生するのを極力排除して、腕体の
円滑な動作性を確保することができる人型ロボットの腕
体構造を提供する。 【解決手段】肩関節５を構成する第１関節１１の第１軸
１０と第３関節１５の第３軸１４とが同軸となる肩関節
５の特異点状態に肩関節５を動作させると共に肘関節６
を胴体１の側方に位置させた状態で、肘関節６が肩関節
５の第１乃至第３関節１１，１３，１５の各軸１０，１
２，１４の交点を通る水平面Ｓよりも上方に存するよう
に、肩関節５の第１関節乃至第３関節１１，１３，１５
の位置及び姿勢、並びに第３関節１５に対する肘関節６
の位置を設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人型ロボットの腕
体構造に関する。
体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】人間と同様に胴体の両側に腕体を有する
人型ロボットにあっては、例えば図７に示すような腕体
の関節構造を採用したものが一般的に知られている。
人型ロボットにあっては、例えば図７に示すような腕体
の関節構造を採用したものが一般的に知られている。
【０００３】この人間型ロボットの各腕体Ａは、肩関節
ａ、肘関節ｂ、及び手首関節ｃを備えている。そして、
肩関節ａは、胴体Ｂの上部の側部から水平方向に延設さ
れた第１軸ｄの回りに回転自在に胴体Ｂに連結された第
１関節ｅと、第１軸ｄと直交する第２軸ｆ（図７の紙面
に垂直な軸）の回りに回転自在に第１関節ｅに連結され
た第２関節ｇと、第２軸ｆと直交する第３軸ｈの回りに
回転自在に第２関節ｇに連結された第３関節ｉとにより
構成されている。この場合、第１乃至第３関節ｅ，ｇ，
ｉは、その任意の動作位置（回転位置）においてそれぞ
れの回転軸心である第１乃至第３軸ｄ，ｆ，ｈが一点で
交わるような位置関係で設けられている。
ａ、肘関節ｂ、及び手首関節ｃを備えている。そして、
肩関節ａは、胴体Ｂの上部の側部から水平方向に延設さ
れた第１軸ｄの回りに回転自在に胴体Ｂに連結された第
１関節ｅと、第１軸ｄと直交する第２軸ｆ（図７の紙面
に垂直な軸）の回りに回転自在に第１関節ｅに連結され
た第２関節ｇと、第２軸ｆと直交する第３軸ｈの回りに
回転自在に第２関節ｇに連結された第３関節ｉとにより
構成されている。この場合、第１乃至第３関節ｅ，ｇ，
ｉは、その任意の動作位置（回転位置）においてそれぞ
れの回転軸心である第１乃至第３軸ｄ，ｆ，ｈが一点で
交わるような位置関係で設けられている。
【０００４】尚、肘関節ｂは、第４軸ｊ（図７では紙面
に垂直な軸）の回りに回転自在に肩関節ａの第３関節ｉ
に上腕部ｋを介して連結された第４関節ｂにより構成さ
れている。さらに、手首関節ｃは、第５乃至第７軸ｍ，
ｎ，ｏ（図示の状態では、これらの軸ｍ，ｎ，ｏは互い
に直交している）の回りにそれぞれ回転自在な第５乃至
第７関節ｐ，ｑ，ｒを順次、肘関節ｂから連結して構成
されている。そして、手首関節ｃの先端に手先部ｓが連
結されている。
に垂直な軸）の回りに回転自在に肩関節ａの第３関節ｉ
に上腕部ｋを介して連結された第４関節ｂにより構成さ
れている。さらに、手首関節ｃは、第５乃至第７軸ｍ，
ｎ，ｏ（図示の状態では、これらの軸ｍ，ｎ，ｏは互い
に直交している）の回りにそれぞれ回転自在な第５乃至
第７関節ｐ，ｑ，ｒを順次、肘関節ｂから連結して構成
されている。そして、手首関節ｃの先端に手先部ｓが連
結されている。
【０００５】このような腕体Ａの構造によって、該腕体
の肩関節ａ、肘関節ｂ、及び手首関節ｃは人間の腕とほ
ぼ同様の動作が可能とされている。
の肩関節ａ、肘関節ｂ、及び手首関節ｃは人間の腕とほ
ぼ同様の動作が可能とされている。
【０００６】尚、図７のロボットでは、肘関節ｂは肩関
節ａの第３関節ｉの第３軸ｈの軸心上に配置している
が、肘関節ｂを第３関節の第３軸の軸心上から径方向に
離間した位置で該第３関節に連結する場合もある。
節ａの第３関節ｉの第３軸ｈの軸心上に配置している
が、肘関節ｂを第３関節の第３軸の軸心上から径方向に
離間した位置で該第３関節に連結する場合もある。
【０００７】ところで、このような構造のロボットの腕
体Ａでは、図８に示すように肩関節ａの第１関節ｅの第
１軸ｄと第３関節ｉの第３軸ｈとが同軸となる状態があ
り、このような状態は、一般に肩関節ａの特異点状態
（もしくは特異点姿勢）と言われている。尚、該特異点
状態は、第１関節ｅあるいは第３関節ｉの回転位置によ
らずに、第１関節ｅの第１軸ｄと第３関節ｉの第３軸ｈ
とが同軸となる状態を指すものであり、このことは、肘
関節を第３関節の第３軸の軸心上から径方向に離間した
位置で該第３関節に連結した場合でも同様である。
体Ａでは、図８に示すように肩関節ａの第１関節ｅの第
１軸ｄと第３関節ｉの第３軸ｈとが同軸となる状態があ
り、このような状態は、一般に肩関節ａの特異点状態
（もしくは特異点姿勢）と言われている。尚、該特異点
状態は、第１関節ｅあるいは第３関節ｉの回転位置によ
らずに、第１関節ｅの第１軸ｄと第３関節ｉの第３軸ｈ
とが同軸となる状態を指すものであり、このことは、肘
関節を第３関節の第３軸の軸心上から径方向に離間した
位置で該第３関節に連結した場合でも同様である。
【０００８】このような特異点状態では、肩関節ａは第
１関節ｅもしくは第３関節ｉによる第１軸ｄ（＝第３軸
ｈ）回りの回転動作と、第２関節ｇによる第２軸ｆ回り
の回転動作しか行うことができなくなる。このため、肩
関節ａの第３関節ｉに連結されている肘関節ｂの姿勢の
自由度が少なくなって、腕体Ａの動作性が悪くなる。
１関節ｅもしくは第３関節ｉによる第１軸ｄ（＝第３軸
ｈ）回りの回転動作と、第２関節ｇによる第２軸ｆ回り
の回転動作しか行うことができなくなる。このため、肩
関節ａの第３関節ｉに連結されている肘関節ｂの姿勢の
自由度が少なくなって、腕体Ａの動作性が悪くなる。
【０００９】例えば図８の特異点状態において、肘関節
ｂの第４軸ｊの向きを鉛直軸回りに僅かに変更しようと
した場合であっても、このような僅かな動きを肘関節ｂ
に行わせるためには、肩関節ａの第１関節ｅ及び第３関
節ｉをそれぞれ第１軸ｄ及び第３軸ｈの回りに互いに逆
向きに９０度づつ回転させた後に、第２関節ｇを第２軸
ｆの回りに僅かに回転させるという肩関節ａの動作を行
わなければならない。
ｂの第４軸ｊの向きを鉛直軸回りに僅かに変更しようと
した場合であっても、このような僅かな動きを肘関節ｂ
に行わせるためには、肩関節ａの第１関節ｅ及び第３関
節ｉをそれぞれ第１軸ｄ及び第３軸ｈの回りに互いに逆
向きに９０度づつ回転させた後に、第２関節ｇを第２軸
ｆの回りに僅かに回転させるという肩関節ａの動作を行
わなければならない。
【００１０】このように肩関節ａの特異点状態では、肘
関節ｂの僅かな位置あるいは姿勢変化に対して肩関節ａ
の大きな動作を要する事態が生じてしまい、肘関節ｂの
所望の位置あるいは姿勢への変更の柔軟性や迅速性が損
なわれる。
関節ｂの僅かな位置あるいは姿勢変化に対して肩関節ａ
の大きな動作を要する事態が生じてしまい、肘関節ｂの
所望の位置あるいは姿勢への変更の柔軟性や迅速性が損
なわれる。
【００１１】尚、肩関節ａの特異点状態以外の状態（非
特異点状態）では、上記のような不都合を生ぜず、例え
ば図７の状態では、肘関節ｂの第４軸ｊの向きの任意の
向きへの僅かな変更は、第１関節ｅもしくは第３関節
ｉ、あるいはその両者の僅かな回転動作によって行うこ
とができる。
特異点状態）では、上記のような不都合を生ぜず、例え
ば図７の状態では、肘関節ｂの第４軸ｊの向きの任意の
向きへの僅かな変更は、第１関節ｅもしくは第３関節
ｉ、あるいはその両者の僅かな回転動作によって行うこ
とができる。
【００１２】一方、本願発明者等の知見によれば、この
種の人型ロボットの腕体Ａによる作業においては、通
常、肘関節ｂを、肩関節ａの中心、すなわち前記第１乃
至第３関節ｅ，ｇ，ｉの各軸ｄ，ｆ，ｈの交点と同じ高
さに位置させ、あるいはそれよりも下げた状態で各種作
業が行われる。特に、人間の腕の動きと同じような動作
をロボットの腕体に行わしめるマスタースレーブ方式の
人型ロボットでは、人間の腕による作業性上、上記のよ
うな傾向が強い。
種の人型ロボットの腕体Ａによる作業においては、通
常、肘関節ｂを、肩関節ａの中心、すなわち前記第１乃
至第３関節ｅ，ｇ，ｉの各軸ｄ，ｆ，ｈの交点と同じ高
さに位置させ、あるいはそれよりも下げた状態で各種作
業が行われる。特に、人間の腕の動きと同じような動作
をロボットの腕体に行わしめるマスタースレーブ方式の
人型ロボットでは、人間の腕による作業性上、上記のよ
うな傾向が強い。
【００１３】しかるに、従来の人型ロボットでは、上記
のような実際の作業時における腕体Ａの肘関節ｂの位置
を考慮せずに、肩関節ａの第１乃至第３関節のレイアウ
トや姿勢が設計されていたため、人型ロボットの作業時
に通常的に肘関節ｂが動作し得る位置で、肩関節ａの前
記特異点状態が発生するものとなってしまう。例えば図
７の人型ロボットでは、肘関節ｂを、肩関節ａの中心と
同じ高さで胴体Ｂの側方に延ばした状態が特異点状態と
なるが、このような肘関節ｂの位置状態は、作業時に通
常的に生じ得る状態である。このため、従来の人型ロボ
ットでは、その腕体Ａによる通常的な作業時において肩
関節ａの特異点状態が発生しやすく、その結果、通常的
な作業時の腕体Ａの動作性が損なわれやすいものとなっ
ていた。
のような実際の作業時における腕体Ａの肘関節ｂの位置
を考慮せずに、肩関節ａの第１乃至第３関節のレイアウ
トや姿勢が設計されていたため、人型ロボットの作業時
に通常的に肘関節ｂが動作し得る位置で、肩関節ａの前
記特異点状態が発生するものとなってしまう。例えば図
７の人型ロボットでは、肘関節ｂを、肩関節ａの中心と
同じ高さで胴体Ｂの側方に延ばした状態が特異点状態と
なるが、このような肘関節ｂの位置状態は、作業時に通
常的に生じ得る状態である。このため、従来の人型ロボ
ットでは、その腕体Ａによる通常的な作業時において肩
関節ａの特異点状態が発生しやすく、その結果、通常的
な作業時の腕体Ａの動作性が損なわれやすいものとなっ
ていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、人型ロボットの腕体による通常的な作業時に肩関
節の特異点状態が発生するのを極力排除して、腕体の円
滑な動作性を確保することができる人型ロボットの腕体
構造を提供することを目的とする。
鑑み、人型ロボットの腕体による通常的な作業時に肩関
節の特異点状態が発生するのを極力排除して、腕体の円
滑な動作性を確保することができる人型ロボットの腕体
構造を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の人型ロボットの
腕体構造はかかる目的を達成するために、第１軸の回り
に回転自在に胴体に連結された第１関節と、該第１軸と
交差する第２軸の回りに回転自在に前記第１関節に連結
された第２関節と、該第２軸と交差する第３軸の回りに
回転自在に前記第２関節に連結された第３関節とから成
り、且つ第１乃至第３関節の各軸が一点で交わるように
設けられた肩関節と、該肩関節の第３関節に連結された
肘関節とを具備した人型作業ロボットの腕体構造におい
て、前記肩関節を構成する前記第１関節の第１軸と前記
第３関節の第３軸とが同軸となる該肩関節の特異点状態
に該肩関節を動作させると共に前記肘関節を前記胴体の
側方に位置させた状態で、該肘関節が前記第１乃至第３
関節の各軸の交点を通る水平面よりも上方に存するよう
に、前記肩関節の第１関節乃至第３関節の位置及び姿
勢、並びに該第３関節に対する前記肘関節の位置が設定
されていることを特徴とする。
腕体構造はかかる目的を達成するために、第１軸の回り
に回転自在に胴体に連結された第１関節と、該第１軸と
交差する第２軸の回りに回転自在に前記第１関節に連結
された第２関節と、該第２軸と交差する第３軸の回りに
回転自在に前記第２関節に連結された第３関節とから成
り、且つ第１乃至第３関節の各軸が一点で交わるように
設けられた肩関節と、該肩関節の第３関節に連結された
肘関節とを具備した人型作業ロボットの腕体構造におい
て、前記肩関節を構成する前記第１関節の第１軸と前記
第３関節の第３軸とが同軸となる該肩関節の特異点状態
に該肩関節を動作させると共に前記肘関節を前記胴体の
側方に位置させた状態で、該肘関節が前記第１乃至第３
関節の各軸の交点を通る水平面よりも上方に存するよう
に、前記肩関節の第１関節乃至第３関節の位置及び姿
勢、並びに該第３関節に対する前記肘関節の位置が設定
されていることを特徴とする。
【００１６】すなわち、人型ロボットの腕体による作業
においては、一般に、前記肘関節を前記胴体の側方側に
位置させ、且つ、前記第１乃至第３関節の各軸の交点、
すなわち肩関節の中心を通る水平面よりも上側に該肘関
節を位置させた状態で作業が行われることはほとんどな
い。従って、前記肩関節を前記特異点状態に動作させる
と共に前記肘関節を前記胴体の側方に位置させた状態
で、該肘関節が前記第１乃至第３関節の各軸の交点を通
る水平面よりも上方に存するように、前記肩関節の第１
関節乃至第３関節の位置及び姿勢、並びに該第３関節に
対する前記肘関節の位置を設定しておくことで、人型ロ
ボットの腕体による実際の作業に際して該腕体の肘関節
を通常的に動作させる該肘関節の位置で、肩関節の特異
点状態が生じるような事態を排除することが可能とな
る。
においては、一般に、前記肘関節を前記胴体の側方側に
位置させ、且つ、前記第１乃至第３関節の各軸の交点、
すなわち肩関節の中心を通る水平面よりも上側に該肘関
節を位置させた状態で作業が行われることはほとんどな
い。従って、前記肩関節を前記特異点状態に動作させる
と共に前記肘関節を前記胴体の側方に位置させた状態
で、該肘関節が前記第１乃至第３関節の各軸の交点を通
る水平面よりも上方に存するように、前記肩関節の第１
関節乃至第３関節の位置及び姿勢、並びに該第３関節に
対する前記肘関節の位置を設定しておくことで、人型ロ
ボットの腕体による実際の作業に際して該腕体の肘関節
を通常的に動作させる該肘関節の位置で、肩関節の特異
点状態が生じるような事態を排除することが可能とな
る。
【００１７】よって本発明によれば、人型ロボットの腕
体による通常的な作業時に肩関節の特異点状態が発生す
るのを極力排除して、腕体の円滑な動作性を確保するこ
とが可能となる。
体による通常的な作業時に肩関節の特異点状態が発生す
るのを極力排除して、腕体の円滑な動作性を確保するこ
とが可能となる。
【００１８】かかる本発明では、前記肘関節を、前記第
３関節の第３軸の軸心上で該第３関節に連結した場合に
は、例えば前記肩関節は、その第１関節が前記第１軸を
前記胴体から該胴体の側方側であって斜め上方に向けた
姿勢で該胴体に連結されると共に前記第２関節及び第３
関節が該肩関節の前記特異点状態において前記第１関節
から肘関節に向かって順番に前記第１軸の軸心上に並ぶ
ようにそれぞれ第１関節及び第２関節に連結されてい
る。
３関節の第３軸の軸心上で該第３関節に連結した場合に
は、例えば前記肩関節は、その第１関節が前記第１軸を
前記胴体から該胴体の側方側であって斜め上方に向けた
姿勢で該胴体に連結されると共に前記第２関節及び第３
関節が該肩関節の前記特異点状態において前記第１関節
から肘関節に向かって順番に前記第１軸の軸心上に並ぶ
ようにそれぞれ第１関節及び第２関節に連結されてい
る。
【００１９】このような構成によれば、前記肩関節の特
異点状態では、前記肘関節は、胴体の側方側で前記水平
面よりも上方に存するものとなる。
異点状態では、前記肘関節は、胴体の側方側で前記水平
面よりも上方に存するものとなる。
【００２０】また、本発明では、前記肘関節を、前記第
３関節の第３軸の軸心から離間した位置で該第３関節に
連結した場合には、前記肩関節の第１乃至第３関節の位
置及び姿勢は、前記肩関節を前記特異点状態に動作させ
ると共に前記肘関節を前記胴体の側方側の任意の位置に
前記第３軸の回りに回転させた状態で、該肘関節が前記
水平面よりも上方に存するように設定されている。
３関節の第３軸の軸心から離間した位置で該第３関節に
連結した場合には、前記肩関節の第１乃至第３関節の位
置及び姿勢は、前記肩関節を前記特異点状態に動作させ
ると共に前記肘関節を前記胴体の側方側の任意の位置に
前記第３軸の回りに回転させた状態で、該肘関節が前記
水平面よりも上方に存するように設定されている。
【００２１】すなわち、前記肘関節を、前記第３関節の
第３軸の軸心から径方向に離間した位置で該第３関節に
連結した場合には、前記特異点状態において前記第１関
節あるいは第３関節をそれぞれ前記第１軸、第３軸（こ
れらは特異点状態では同軸である）の回りに回転させる
ことで、前記肘関節の位置は、該肘関節と第１及び第３
軸との距離を半径とする円周上を動き、その肘関節のど
の回転位置でも肩関節の特異点状態である。従って、こ
の場合には、前記肩関節を前記特異点状態に動作させる
と共に前記肘関節を前記胴体の側方側の任意の位置に前
記第３軸の回りに回転させた状態で、該肘関節が前記水
平面よりも上方に存するように前記肩関節の第１関節乃
至第３関節の位置及び姿勢を設定しておくことで、人型
ロボットの腕体による通常的な作業時に肩関節の特異点
状態が発生するのを極力排除することが可能となる。
第３軸の軸心から径方向に離間した位置で該第３関節に
連結した場合には、前記特異点状態において前記第１関
節あるいは第３関節をそれぞれ前記第１軸、第３軸（こ
れらは特異点状態では同軸である）の回りに回転させる
ことで、前記肘関節の位置は、該肘関節と第１及び第３
軸との距離を半径とする円周上を動き、その肘関節のど
の回転位置でも肩関節の特異点状態である。従って、こ
の場合には、前記肩関節を前記特異点状態に動作させる
と共に前記肘関節を前記胴体の側方側の任意の位置に前
記第３軸の回りに回転させた状態で、該肘関節が前記水
平面よりも上方に存するように前記肩関節の第１関節乃
至第３関節の位置及び姿勢を設定しておくことで、人型
ロボットの腕体による通常的な作業時に肩関節の特異点
状態が発生するのを極力排除することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態を図１及
び図２を参照して説明する。図１は本実施形態の腕体構
造を具備した人型ロボットの模式的正面図、図２は図１
の人型ロボットの動作説明図である。
び図２を参照して説明する。図１は本実施形態の腕体構
造を具備した人型ロボットの模式的正面図、図２は図１
の人型ロボットの動作説明図である。
【００２３】図１を参照して、この人型ロボットは、胴
体１と、胴体１の上面部に取着された頭部２と、胴体１
の上部の両側部から延設された左右一対の腕体３，３
と、胴体１の下端部から延設された左右一対の脚体４，
４とを具備して人型に構成されている。腕体３，３は左
右で同一構造とされ、また、脚体４，４も左右で同一構
造とされている。
体１と、胴体１の上面部に取着された頭部２と、胴体１
の上部の両側部から延設された左右一対の腕体３，３
と、胴体１の下端部から延設された左右一対の脚体４，
４とを具備して人型に構成されている。腕体３，３は左
右で同一構造とされ、また、脚体４，４も左右で同一構
造とされている。
【００２４】各腕体３は、胴体１側から肩関節５、肘関
節６、手首関節７、及び手先部９を順次連接して構成さ
れている。
節６、手首関節７、及び手先部９を順次連接して構成さ
れている。
【００２５】肩関節５は、胴体１からその側方側に斜め
上方に向かって延在する第１軸１０の回りに回転自在に
胴体１に連結された第１関節１１と、第１軸１０と直交
して延在する第２軸１２の回りに回転自在に第１関節１
１に連結された第２関節１３と、第２軸１２と直交して
延在する第３軸１４の回りに回転自在に第２関節１３に
連結された第３関節１５とにより構成されている。尚、
図示の状態において、第２軸１２は、前後方向（図１の
紙面に垂直な方向）に延在し、第３軸１４は、上下方向
に延在している。また、第１乃至第３関節１１，１３，
１５は、それらの任意の回転状態で、それらの各軸１
０，１２，１４が第２軸１２上の一点で交わるような位
置関係で配置されている。
上方に向かって延在する第１軸１０の回りに回転自在に
胴体１に連結された第１関節１１と、第１軸１０と直交
して延在する第２軸１２の回りに回転自在に第１関節１
１に連結された第２関節１３と、第２軸１２と直交して
延在する第３軸１４の回りに回転自在に第２関節１３に
連結された第３関節１５とにより構成されている。尚、
図示の状態において、第２軸１２は、前後方向（図１の
紙面に垂直な方向）に延在し、第３軸１４は、上下方向
に延在している。また、第１乃至第３関節１１，１３，
１５は、それらの任意の回転状態で、それらの各軸１
０，１２，１４が第２軸１２上の一点で交わるような位
置関係で配置されている。
【００２６】肘関節６は、前記第３軸１４の軸心上で第
３関節１５に上腕部１６を介して連結された第４関節に
より構成され、この第４関節６（＝肘関節６）は、第３
軸１４と直交する第４軸１７（図の状態では前後方向に
延在する軸）の回りに回転自在とされている。
３関節１５に上腕部１６を介して連結された第４関節に
より構成され、この第４関節６（＝肘関節６）は、第３
軸１４と直交する第４軸１７（図の状態では前後方向に
延在する軸）の回りに回転自在とされている。
【００２７】手首関節７は、第４軸１７と直交する方向
（図の状態では上下方向）に延在する第５軸１８の回り
に回転自在に第４関節６（膝関節６）に連結された第５
関節１９と、第５軸１８と直交する方向（図の状態では
前後方向）に延在する第６軸２０の回りに回転自在に第
５関節１９に連結された第６関節２１と、第６軸２０と
直交する方向（図の状態では左右方向）に延在する第７
軸２２の回りに回転自在に第６関節２１に連結された第
７関節２３とにより構成され、該第７関節２３に手先部
９が連結されている。
（図の状態では上下方向）に延在する第５軸１８の回り
に回転自在に第４関節６（膝関節６）に連結された第５
関節１９と、第５軸１８と直交する方向（図の状態では
前後方向）に延在する第６軸２０の回りに回転自在に第
５関節１９に連結された第６関節２１と、第６軸２０と
直交する方向（図の状態では左右方向）に延在する第７
軸２２の回りに回転自在に第６関節２１に連結された第
７関節２３とにより構成され、該第７関節２３に手先部
９が連結されている。
【００２８】尚、前記第１乃至第７の各関節１１，１
３，１５，６，１９，２１，２３は、それぞれモータ等
のロータリアクチュエータにより構成されたもので、そ
れらは、所要の作業に際して、図示しないロボット操縦
装置（例えばマスター装置）からの指令、あるいはあら
かじめ定められたティーチングデータ等に基づき動作す
る。この場合、各関節１１，１３，１５，６，１９，２
１，２３は、ロータリアクチュエータに限らず、例えば
シリンダ等の直動型アクチュエータによりそれぞれの軸
１０，１２，１４，１７，１８，２０，２２の回りに回
転するような構造を採用してもよい。
３，１５，６，１９，２１，２３は、それぞれモータ等
のロータリアクチュエータにより構成されたもので、そ
れらは、所要の作業に際して、図示しないロボット操縦
装置（例えばマスター装置）からの指令、あるいはあら
かじめ定められたティーチングデータ等に基づき動作す
る。この場合、各関節１１，１３，１５，６，１９，２
１，２３は、ロータリアクチュエータに限らず、例えば
シリンダ等の直動型アクチュエータによりそれぞれの軸
１０，１２，１４，１７，１８，２０，２２の回りに回
転するような構造を採用してもよい。
【００２９】以上のような肩関節５、肘関節６及び手首
関節７の構造によって、肩関節５は、後述の特異点状態
を除き３軸回りの回転動作を行うことができ、また、肘
関節６及び手首関節８はそれぞれ１軸回り、３軸回りの
回転動作を行うことができる。そして、これらの回転動
作によって、各腕体３は、人間の腕と同じような動作を
行うことができるようにされている。
関節７の構造によって、肩関節５は、後述の特異点状態
を除き３軸回りの回転動作を行うことができ、また、肘
関節６及び手首関節８はそれぞれ１軸回り、３軸回りの
回転動作を行うことができる。そして、これらの回転動
作によって、各腕体３は、人間の腕と同じような動作を
行うことができるようにされている。
【００３０】尚、各脚体４は、胴体１側から股関節２
４、膝関節２５、足首関節２６、及び足平部２７を順次
連接して構成されている。この場合、詳細な図示は省略
するが、股関節２４は前後、左右及び上下方向の３軸回
りの回転動作、膝関節２５は、左右方向の１軸回りの回
転動作、足首関節２６は、前後及び左右方向の２軸回り
の回転動作を行い得るように構成されている。
４、膝関節２５、足首関節２６、及び足平部２７を順次
連接して構成されている。この場合、詳細な図示は省略
するが、股関節２４は前後、左右及び上下方向の３軸回
りの回転動作、膝関節２５は、左右方向の１軸回りの回
転動作、足首関節２６は、前後及び左右方向の２軸回り
の回転動作を行い得るように構成されている。
【００３１】前述のような構成の各腕体３にあっては、
図１の状態から肩関節５の第２関節１３を第２軸１２の
回りに反時計方向に角度Θだけ回動させると、図２に示
すように第１関節１１の第１軸１０と第３関節１５の第
３軸１４とが同軸となって、肩関節５の特異点状態が生
じる。この特異点状態では、例えば肘関節６の第４軸１
７の向きを第２軸１２及び第３軸１４を含む平面内で僅
かに変更しようとする場合に、肩関節５の第１関節１１
及び第３関節１５をそれぞれ互いに逆向きに９０度回転
させた後、第２関節１３を回転させなければならず、第
１関節１１及び第３関節１５の大きな動作を要する。
図１の状態から肩関節５の第２関節１３を第２軸１２の
回りに反時計方向に角度Θだけ回動させると、図２に示
すように第１関節１１の第１軸１０と第３関節１５の第
３軸１４とが同軸となって、肩関節５の特異点状態が生
じる。この特異点状態では、例えば肘関節６の第４軸１
７の向きを第２軸１２及び第３軸１４を含む平面内で僅
かに変更しようとする場合に、肩関節５の第１関節１１
及び第３関節１５をそれぞれ互いに逆向きに９０度回転
させた後、第２関節１３を回転させなければならず、第
１関節１１及び第３関節１５の大きな動作を要する。
【００３２】一方、上記の特異点状態では、前述した肩
関節５の第１乃至第３関節１１，１３，１５の配置構
成、並びに肘関節６の第３関節１５への連結構成によっ
て、第１乃至第３関節１１，１３，１５、並びに肘関節
６は、胴体１からその側方側に斜め上方に向かって延在
する第１軸１０の軸心（＝第３軸１４の軸心）上で、順
番に並ぶ。このため、上記特異点状態における肘関節６
の位置は、胴体１の側方側で、第１乃至第３関節１１，
１３，１５の各軸１０，１２，１４の交点を通る水平面
Ｓの上方に存する。
関節５の第１乃至第３関節１１，１３，１５の配置構
成、並びに肘関節６の第３関節１５への連結構成によっ
て、第１乃至第３関節１１，１３，１５、並びに肘関節
６は、胴体１からその側方側に斜め上方に向かって延在
する第１軸１０の軸心（＝第３軸１４の軸心）上で、順
番に並ぶ。このため、上記特異点状態における肘関節６
の位置は、胴体１の側方側で、第１乃至第３関節１１，
１３，１５の各軸１０，１２，１４の交点を通る水平面
Ｓの上方に存する。
【００３３】他方、本実施形態の人型ロボットの腕体３
による作業は、基本的には、肘関節６を前記水平面Ｓ以
下の高さに位置させた状態で行われる。このため、前記
のように肘関節６が水平面Ｓよりも上方に存するような
状態で作業が行われることは基本的には無い。従って、
前記肩関節５の特異点状態は、腕体３による作業中に生
じることは無く、換言すれば、作業中における肩関節５
の動作状態は、非特異な状態である。その結果、腕体３
の円滑な動作性を確保しつつ該腕体３による作業を円滑
に行うことができる。
による作業は、基本的には、肘関節６を前記水平面Ｓ以
下の高さに位置させた状態で行われる。このため、前記
のように肘関節６が水平面Ｓよりも上方に存するような
状態で作業が行われることは基本的には無い。従って、
前記肩関節５の特異点状態は、腕体３による作業中に生
じることは無く、換言すれば、作業中における肩関節５
の動作状態は、非特異な状態である。その結果、腕体３
の円滑な動作性を確保しつつ該腕体３による作業を円滑
に行うことができる。
【００３４】尚、理論上は、図２の腕体３の状態から、
第２関節１３を第２軸１２の回りに１８０度回転させた
状態も特異点状態である。しかるに、実際には、このよ
うな状態は、腕体３と胴体１との干渉、あるいは、第１
関節１１と第３関節１３との干渉等のために生じること
はない。
第２関節１３を第２軸１２の回りに１８０度回転させた
状態も特異点状態である。しかるに、実際には、このよ
うな状態は、腕体３と胴体１との干渉、あるいは、第１
関節１１と第３関節１３との干渉等のために生じること
はない。
【００３５】また、本実施形態では、胴体１に連結する
第１関節１１の第１軸１０を胴体１からその真横方向で
上方に向かって延在させるようにしたが、例えば図３に
示すように第１軸１０をロボットの前後方向で若干傾斜
させるようにしてもよい（図３では第１軸１０をロボッ
トの後方側に若干傾斜させている）。
第１関節１１の第１軸１０を胴体１からその真横方向で
上方に向かって延在させるようにしたが、例えば図３に
示すように第１軸１０をロボットの前後方向で若干傾斜
させるようにしてもよい（図３では第１軸１０をロボッ
トの後方側に若干傾斜させている）。
【００３６】次に、本発明の第２実施形態を図４を参照
して説明する。図４は本実施形態の人型ロボットの要部
の模式的正面図である。
して説明する。図４は本実施形態の人型ロボットの要部
の模式的正面図である。
【００３７】尚、本実施形態の人型ロボットは、前記図
１及び図２に示した第１実施形態のものと、肩関節の第
１乃至第３関節の配置構成、並びに肘関節の第３関節に
対する連結構成のみが相違しているものであるので、各
部の構成については前記第１実施のものと同一の参照符
号を用いて説明する。
１及び図２に示した第１実施形態のものと、肩関節の第
１乃至第３関節の配置構成、並びに肘関節の第３関節に
対する連結構成のみが相違しているものであるので、各
部の構成については前記第１実施のものと同一の参照符
号を用いて説明する。
【００３８】図４を参照して、本実施形態の人型ロボッ
トでは、左右の各腕体３（図ではロボットの左側の腕体
３のみを示す）の肩関節５は、前記第１の実施形態のも
のと同様に第１乃至第３関節１１，１３，１５を胴体１
側から順番に連結して構成されているが、この場合、第
１関節１１は、その第１軸１０を胴体１から鉛直方向上
方に向かって延在させた姿勢で胴体１に連結されてい
る。
トでは、左右の各腕体３（図ではロボットの左側の腕体
３のみを示す）の肩関節５は、前記第１の実施形態のも
のと同様に第１乃至第３関節１１，１３，１５を胴体１
側から順番に連結して構成されているが、この場合、第
１関節１１は、その第１軸１０を胴体１から鉛直方向上
方に向かって延在させた姿勢で胴体１に連結されてい
る。
【００３９】また、各腕体３の肘関節６は、第３関節１
５の第３軸１４の軸心上から離間した位置で上腕部１６
を介して連結されている。この場合、図示のように前記
第１関節１１の第１軸１０及び第３関節１５の第３軸１
４が同軸となる肩関節５の特異点状態に該肩関節５を動
作させ、さらに肘関節６を第１関節１１もしくは第３関
節１５の回転動作によって第１軸１０の回り（＝第３軸
１４の回り）に回転させて胴体１の側方側に位置させた
状態で、第１乃至第３関節１１，１３，１５の各軸１
０，１２，１４の交点を通る水平面Ｓよりも上方に肘関
節６が存するように第３関節１５に対する肘関節６の位
置が設定されている。逆に言えば、肩関節５をその特異
点状態に動作させ、さらに肘関節６を胴体１の側方側に
位置させたとき、前記水平面Ｓよりも上方に肘関節６が
存するように第１乃至第３関節１１，１３，１５の相互
の位置関係（具体的には、第１乃至第３関節１１，１
３，１５の相互の間隔）が設定されている。
５の第３軸１４の軸心上から離間した位置で上腕部１６
を介して連結されている。この場合、図示のように前記
第１関節１１の第１軸１０及び第３関節１５の第３軸１
４が同軸となる肩関節５の特異点状態に該肩関節５を動
作させ、さらに肘関節６を第１関節１１もしくは第３関
節１５の回転動作によって第１軸１０の回り（＝第３軸
１４の回り）に回転させて胴体１の側方側に位置させた
状態で、第１乃至第３関節１１，１３，１５の各軸１
０，１２，１４の交点を通る水平面Ｓよりも上方に肘関
節６が存するように第３関節１５に対する肘関節６の位
置が設定されている。逆に言えば、肩関節５をその特異
点状態に動作させ、さらに肘関節６を胴体１の側方側に
位置させたとき、前記水平面Ｓよりも上方に肘関節６が
存するように第１乃至第３関節１１，１３，１５の相互
の位置関係（具体的には、第１乃至第３関節１１，１
３，１５の相互の間隔）が設定されている。
【００４０】尚、本実施形態では、第１関節１１の第１
軸１０は鉛直方向に延在しているため、図示の特異点状
態において、肘関節６を第１軸１０の回り（＝第３軸１
４の回り）にどの位置に回転させても、肘関節６は水平
面Ｓの上方に存在することとなる。
軸１０は鉛直方向に延在しているため、図示の特異点状
態において、肘関節６を第１軸１０の回り（＝第３軸１
４の回り）にどの位置に回転させても、肘関節６は水平
面Ｓの上方に存在することとなる。
【００４１】以上説明した以外の他の構成は、図１及び
図２のロボットと全く同一である。
図２のロボットと全く同一である。
【００４２】かかる本実施形態の人型ロボットにおいて
は、図示のように肩関節５をその特異点状態に動作させ
た場合には、例えば肘関節６の第４軸１７の向きを第２
軸１２及び第３軸１４に垂直な方向回りに僅かに変更し
ようとしたとき、第１関節１１及び第３関節１５をそれ
ぞれ互いに逆向きに９０度回転させた後に、第２関節１
３を回転させなければならず、第１及び第３関節１１，
１５の大きな動作を要する。
は、図示のように肩関節５をその特異点状態に動作させ
た場合には、例えば肘関節６の第４軸１７の向きを第２
軸１２及び第３軸１４に垂直な方向回りに僅かに変更し
ようとしたとき、第１関節１１及び第３関節１５をそれ
ぞれ互いに逆向きに９０度回転させた後に、第２関節１
３を回転させなければならず、第１及び第３関節１１，
１５の大きな動作を要する。
【００４３】しかるに、前述の如く、肩関節５の特異点
状態においては、肘関節６を、胴体１の側方側を含め
て、第１軸１０の回り（＝第３軸１４の回り）にどの位
置に回転させても、前記水平面Ｓよりも上方に肘関節６
が存在することとなる。そして、このように肘関節６が
水平面Ｓよりも上方に存するような状態で腕体３による
作業が行われることは基本的には無い。
状態においては、肘関節６を、胴体１の側方側を含め
て、第１軸１０の回り（＝第３軸１４の回り）にどの位
置に回転させても、前記水平面Ｓよりも上方に肘関節６
が存在することとなる。そして、このように肘関節６が
水平面Ｓよりも上方に存するような状態で腕体３による
作業が行われることは基本的には無い。
【００４４】従って、本実施形態においても、腕体３に
よる作業中における肩関節５の動作状態は、基本的には
常に非特異な状態となり、その結果、腕体３の円滑な動
作性を確保しつつ該腕体３による作業を円滑に行うこと
ができる。
よる作業中における肩関節５の動作状態は、基本的には
常に非特異な状態となり、その結果、腕体３の円滑な動
作性を確保しつつ該腕体３による作業を円滑に行うこと
ができる。
【００４５】尚、本実施形態では、第１関節１１の第１
軸１０を鉛直方向に延在させて設けたが、本実施形態の
ように肩関節５の特異点状態において、肘関節６を、胴
体１の側方側を含めて、第１軸１０の回り（＝第３軸１
４の回り）にどの位置に回転させても、前記水平面Ｓよ
りも上方に肘関節６が存在するようにする上では、例え
ば図５に示すように第１関節１１の第１軸１０を胴体１
の内側寄りに若干傾けたり、あるいは、これと逆に第１
軸１０を胴体１の側方側に若干傾けたりしてもよい。こ
の場合、図５に示すように第１軸１０を傾けた場合に
は、肩関節５の特異点状態において、図示のように肘関
節６が胴体１の側方側に位置する状態から同図の仮想線
で示すように肘関節６を第１軸１０の回り（＝第３軸１
４の回り）に１８０度回転させた状態で（但し、図５の
ロボットでは実際上は、腕体３が頭部２に干渉するた
め、このような状態は生じ得ない）、肘関節６の高さが
最も低くなるが、この状態においても、該肘関節６は水
平面Ｓよりも上方に存在する。従って、肩関節５の特異
点状態において、肘関節６を第１軸１０の回り（＝第３
軸１４の回り）にどの位置に回転させても、肘関節６は
水平面Ｓよりも上方に存在することとなる。
軸１０を鉛直方向に延在させて設けたが、本実施形態の
ように肩関節５の特異点状態において、肘関節６を、胴
体１の側方側を含めて、第１軸１０の回り（＝第３軸１
４の回り）にどの位置に回転させても、前記水平面Ｓよ
りも上方に肘関節６が存在するようにする上では、例え
ば図５に示すように第１関節１１の第１軸１０を胴体１
の内側寄りに若干傾けたり、あるいは、これと逆に第１
軸１０を胴体１の側方側に若干傾けたりしてもよい。こ
の場合、図５に示すように第１軸１０を傾けた場合に
は、肩関節５の特異点状態において、図示のように肘関
節６が胴体１の側方側に位置する状態から同図の仮想線
で示すように肘関節６を第１軸１０の回り（＝第３軸１
４の回り）に１８０度回転させた状態で（但し、図５の
ロボットでは実際上は、腕体３が頭部２に干渉するた
め、このような状態は生じ得ない）、肘関節６の高さが
最も低くなるが、この状態においても、該肘関節６は水
平面Ｓよりも上方に存在する。従って、肩関節５の特異
点状態において、肘関節６を第１軸１０の回り（＝第３
軸１４の回り）にどの位置に回転させても、肘関節６は
水平面Ｓよりも上方に存在することとなる。
【００４６】次に、本発明の第３の実施形態を図６を参
照して説明する。図６は本実施形態の人型ロボットの要
部の模式的正面図である。
照して説明する。図６は本実施形態の人型ロボットの要
部の模式的正面図である。
【００４７】尚、本実施形態の人型ロボットは、前記図
１及び図２に示した第１実施形態のものと、肩関節の第
１乃至第３関節の配置構成、並びに肘関節の第３関節に
対する連結構成のみが相違しているものであるので、各
部の構成については前記第１実施のものと同一の参照符
号を用いて説明する。
１及び図２に示した第１実施形態のものと、肩関節の第
１乃至第３関節の配置構成、並びに肘関節の第３関節に
対する連結構成のみが相違しているものであるので、各
部の構成については前記第１実施のものと同一の参照符
号を用いて説明する。
【００４８】図６を参照して本実施形態の人型ロボット
では、左右の各腕体３（図ではロボットの左側の腕体３
のみを示す）の肩関節５は、前記第１の実施形態のもの
と同様に第１乃至第３関節１１，１３，１５を胴体１側
から順番に連結して構成されているが、この場合、第１
関節１１は、前記図５に示したものと同様に、その第１
軸１０を胴体１から該胴体１の内側寄りに斜め上方に向
かって延在させた姿勢で胴体１に連結されている。
では、左右の各腕体３（図ではロボットの左側の腕体３
のみを示す）の肩関節５は、前記第１の実施形態のもの
と同様に第１乃至第３関節１１，１３，１５を胴体１側
から順番に連結して構成されているが、この場合、第１
関節１１は、前記図５に示したものと同様に、その第１
軸１０を胴体１から該胴体１の内側寄りに斜め上方に向
かって延在させた姿勢で胴体１に連結されている。
【００４９】また、各腕体３の肘関節６は、その中心
（第４軸１７上の点）と第１乃至第３軸１０，１２，１
４の交点とを結ぶ線分Ｌ（図に破線で示す）が、肩関節
５の図示の特異点状態（第１軸１０及び第３軸１４が同
軸となる状態）において第１軸１０及び第３軸１４と直
交するようにして、第３関節１５の第３軸１４の軸心か
ら離間した位置で第３関節１５に上腕部１６を介して連
結されている。
（第４軸１７上の点）と第１乃至第３軸１０，１２，１
４の交点とを結ぶ線分Ｌ（図に破線で示す）が、肩関節
５の図示の特異点状態（第１軸１０及び第３軸１４が同
軸となる状態）において第１軸１０及び第３軸１４と直
交するようにして、第３関節１５の第３軸１４の軸心か
ら離間した位置で第３関節１５に上腕部１６を介して連
結されている。
【００５０】他の構成は第１の実施形態のものと全く同
一である。
一である。
【００５１】かかる構成の人型ロボットの腕体３では、
肩関節５を特異点状態に動作させた状態で、肘関節６
を、肩関節５の第１軸１０（＝第３軸１４）の回りに回
転させて、図示のように胴体１の側方側（より詳しく
は、第２軸１２よりもロボットの左側）に位置させたと
きには、該肘関節６は第１乃至第３軸１０，１２，１４
の交点を通る水平面Ｓよりも上方に存在することとな
る。
肩関節５を特異点状態に動作させた状態で、肘関節６
を、肩関節５の第１軸１０（＝第３軸１４）の回りに回
転させて、図示のように胴体１の側方側（より詳しく
は、第２軸１２よりもロボットの左側）に位置させたと
きには、該肘関節６は第１乃至第３軸１０，１２，１４
の交点を通る水平面Ｓよりも上方に存在することとな
る。
【００５２】一方、肩関節５の特異点状態において、肘
関節６を、胴体１の内方側（より詳しくは、第２軸１２
よりもロボットの右側）に第１軸１０（＝第３軸１４）
の回りに回転させたときには、該肘関節６は前記水平面
Ｓよりも下方に存在することとなる。しかるに、実際に
は、腕体３が頭部２や胴体１に干渉するため、肩関節５
の特異点状態において肘関節６を胴体１の内方側の任意
の位置に回転させることはできず、該肘関節６を胴体１
の内方側に回転させ得る範囲は比較的小さなものに限ら
れる。そして、このように、肩関節５の特異点状態にお
いて肘関節６を胴体１の内方側に位置させて作業を行う
機会は少ないと考えられる。また、肩関節５の特異点状
態において該肘関節６を胴体１の側方側に回転させた状
態では前記水平面Ｓよりも上方に該肘関節６が位置する
ため、このような状態で作業を行うことは基本的には無
い。
関節６を、胴体１の内方側（より詳しくは、第２軸１２
よりもロボットの右側）に第１軸１０（＝第３軸１４）
の回りに回転させたときには、該肘関節６は前記水平面
Ｓよりも下方に存在することとなる。しかるに、実際に
は、腕体３が頭部２や胴体１に干渉するため、肩関節５
の特異点状態において肘関節６を胴体１の内方側の任意
の位置に回転させることはできず、該肘関節６を胴体１
の内方側に回転させ得る範囲は比較的小さなものに限ら
れる。そして、このように、肩関節５の特異点状態にお
いて肘関節６を胴体１の内方側に位置させて作業を行う
機会は少ないと考えられる。また、肩関節５の特異点状
態において該肘関節６を胴体１の側方側に回転させた状
態では前記水平面Ｓよりも上方に該肘関節６が位置する
ため、このような状態で作業を行うことは基本的には無
い。
【００５３】従って、本実施形態においても、腕体３に
よる通常的な作業は、ほとんどの場合、肩関節５の非特
異な状態で行われ、腕体３の円滑な動作性を確保するこ
とができる。
よる通常的な作業は、ほとんどの場合、肩関節５の非特
異な状態で行われ、腕体３の円滑な動作性を確保するこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を適用した人型ロボッ
トの模式的正面図。
トの模式的正面図。
【図２】図１のロボットの要部の動作説明図。
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例を示す人型ロ
ボットの要部の模式的側面図。
ボットの要部の模式的側面図。
【図４】本発明の第２の実施形態を適用した人型ロボッ
トの要部の模式的正面図。
トの要部の模式的正面図。
【図５】本発明の第２の実施形態の変形例を示す人型ロ
ボットの要部の模式的正面図。
ボットの要部の模式的正面図。
【図６】本発明の第３の実施形態を適用した人型ロボッ
トの要部の模式的正面図。
トの要部の模式的正面図。
【図７】従来の人型ロボットの模式的正面図。
【図８】図７のロボットの要部の動作説明図。
１…胴体、３…腕体、５…肩関節、６…肘関節、１０…
第１軸、１１…第１関節、１２…第２軸、１３…第２関
節、１４…第３軸、１５…第３関節、Ｓ…水平面。
第１軸、１１…第１関節、１２…第２軸、１３…第２関
節、１４…第３軸、１５…第３関節、Ｓ…水平面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 隆志 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 五味 洋 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 高橋 秀明 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】第１軸の回りに回転自在に胴体に連結され
た第１関節と、該第１軸と交差する第２軸の回りに回転
自在に前記第１関節に連結された第２関節と、該第２軸
と交差する第３軸の回りに回転自在に前記第２関節に連
結された第３関節とから成り、且つ第１乃至第３関節の
各軸が一点で交わるように設けられた肩関節と、該肩関
節の第３関節に連結された肘関節とを具備した人型作業
ロボットの腕体構造において、 前記肩関節を構成する前記第１関節の第１軸と前記第３
関節の第３軸とが同軸となる該肩関節の特異点状態に該
肩関節を動作させると共に前記肘関節を前記胴体の側方
に位置させた状態で、該肘関節が前記第１乃至第３関節
の各軸の交点を通る水平面よりも上方に存するように、
前記肩関節の第１関節乃至第３関節の位置及び姿勢、並
びに該第３関節に対する前記肘関節の位置が設定されて
いることを特徴とする人型作業ロボットの腕体構造。 - 【請求項２】前記肘関節は、前記第３関節の第３軸の軸
心上で該第３関節に連結され、前記肩関節は、その第１
関節が前記第１軸を前記胴体から該胴体の側方側であっ
て斜め上方に向けた姿勢で該胴体に連結されると共に前
記第２関節及び第３関節が該肩関節の前記特異点状態に
おいて前記第１関節から肘関節に向かって順番に前記第
１軸の軸心上に並ぶようにそれぞれ第１関節及び第２関
節に連結されていることを特徴とする請求項１記載の人
型作業ロボットの腕体構造。 - 【請求項３】前記肘関節は、前記第３関節の第３軸の軸
心から離間した位置で該第３関節に連結され、前記肩関
節の第１乃至第３関節の位置及び姿勢は、前記肩関節を
前記特異点状態に動作させると共に前記肘関節を前記胴
体の側方側の任意の位置に前記第３軸の回りに回転させ
た状態で、該肘関節が前記水平面よりも上方に存するよ
うに設定されていることを特徴とする請求項１記載の人
型作業ロボットの腕体構造。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006159359A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Toyota Motor Corp | 超冗長自由度ロボットの動作制御方法 |
| JP2013505147A (ja) * | 2009-09-22 | 2013-02-14 | ジーエム・グローバル・テクノロジー・オペレーションズ・インコーポレーテッド | 人間型ロボット |
| JP2016052710A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 富士ソフト株式会社 | ロボット |
| JP2016150409A (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-22 | 本田技研工業株式会社 | ロボット |
| WO2022269693A1 (ja) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | 東京ロボティクス株式会社 | リンク機構、ロボットアーム及び双腕ロボット |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19940603B4 (de) * | 1999-08-27 | 2004-02-12 | Schäfer, Christian, Dipl.-Ing. M.Sc. | Manipulator |
| CA2426991C (en) * | 2000-11-17 | 2008-04-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Biped robot |
| JP2002154076A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-05-28 | Honda Motor Co Ltd | ロボットの腕 |
| EP1215019A3 (en) * | 2000-11-17 | 2003-01-22 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for designing a robot arm |
| JP4628602B2 (ja) * | 2001-04-05 | 2011-02-09 | ナブテスコ株式会社 | ロボットアーム |
| US6845295B2 (en) * | 2002-03-07 | 2005-01-18 | Fanuc Robotics America, Inc. | Method of controlling a robot through a singularity |
| JP3804780B2 (ja) * | 2002-04-25 | 2006-08-02 | ナブテスコ株式会社 | ロボットアーム及びロボット |
| CN1317109C (zh) * | 2002-12-26 | 2007-05-23 | 哈尔滨工业大学 | 多关节仿人型机器人手臂 |
| DE502005003478D1 (de) | 2005-08-16 | 2008-05-08 | Brainlab Ag | Anthropomorpher medizintechnischer Roboterarm mit Bewegungseinschränkung |
| US8160743B2 (en) * | 2005-08-16 | 2012-04-17 | Brainlab Ag | Anthropomorphic medical robot arm with movement restrictions |
| US20070105070A1 (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-10 | Luther Trawick | Electromechanical robotic soldier |
| KR100749878B1 (ko) | 2006-05-30 | 2007-08-16 | 한양대학교 산학협력단 | 휴머노이드 로봇용 로봇 암 |
| KR101457147B1 (ko) * | 2008-05-14 | 2014-11-03 | 삼성전자 주식회사 | 인간형 로봇과 그 어깨관절 어셈블리 |
| US8712602B1 (en) | 2011-05-24 | 2014-04-29 | Timothy S. Oliver | Mobile target system |
| CN105437234B (zh) * | 2016-01-25 | 2017-09-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种多奇异点处理方法、***和工业机器人 |
| JP6565752B2 (ja) * | 2016-03-17 | 2019-08-28 | 株式会社安川電機 | ロボット制御装置及びロボット制御方法 |
| RU173813U1 (ru) * | 2016-07-12 | 2017-09-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Антропоморфный робот |
| CN106041957B (zh) * | 2016-07-20 | 2019-03-01 | 北京光年无限科技有限公司 | 一种人形机器人的上肢结构及人形机器人 |
| CN111599100B (zh) * | 2020-04-17 | 2021-11-30 | 温州大学 | 一种智能无人售货*** |
| CN114147745A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-08 | 浙江大学湖州研究院 | 一种基于3d打印的空间站舱内活动人形机器人 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2228598A1 (de) * | 1972-06-12 | 1974-01-03 | Jens Dr Rer Nat Geerk | Anthropomorpher manipulator |
| JPS5275760A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-25 | Hitachi Ltd | Manipulator joints mechanism |
| JPS58502189A (ja) * | 1981-12-24 | 1983-12-22 | ブロンベルグ ロボテルテクニ−ク ジ−エム ビ− エイチ | 組立用ロボット |
| JP2625432B2 (ja) | 1987-07-01 | 1997-07-02 | ヤマハ発動機株式会社 | 自動二輪車のタンクレールカバー取付構造 |
| JPH0544072Y2 (ja) * | 1987-07-03 | 1993-11-08 | ||
| JPH01252380A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 多次元アクチュエータを用いたマニピュレータ |
| US5142803A (en) * | 1989-09-20 | 1992-09-01 | Semborg-Recrob, Corp. | Animated character system with real-time contol |
| JPH04315589A (ja) * | 1991-04-16 | 1992-11-06 | Fanuc Ltd | ７自由度関節形マニプレータ |
| WO1997002520A1 (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-23 | Ross-Hime Designs, Inc. | Robotic manipulator |
| US5624398A (en) * | 1996-02-08 | 1997-04-29 | Symbiosis Corporation | Endoscopic robotic surgical tools and methods |
| US6155960A (en) * | 1998-05-01 | 2000-12-05 | Roberts; Donald | Training dummy assembly in human form |
| KR100299210B1 (ko) * | 1999-03-12 | 2001-09-22 | 박호군 | 인간팔 장착형 힘 재현기능을 갖는 마스터 장치 |
| US6198247B1 (en) * | 1999-04-20 | 2001-03-06 | Steven Barr | Servo-articulated modules and robotic assemblies incorporating them |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP35460497A patent/JP3908366B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
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- 1998-10-20 CN CN98812580A patent/CN1119220C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-28 US US09/581,220 patent/US6332372B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-12-21 US US10/023,868 patent/US20020050183A1/en not_active Abandoned
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006159359A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Toyota Motor Corp | 超冗長自由度ロボットの動作制御方法 |
| JP4525325B2 (ja) * | 2004-12-08 | 2010-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | 超冗長自由度ロボットの動作制御方法 |
| JP2013505147A (ja) * | 2009-09-22 | 2013-02-14 | ジーエム・グローバル・テクノロジー・オペレーションズ・インコーポレーテッド | 人間型ロボット |
| JP2016052710A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 富士ソフト株式会社 | ロボット |
| JP2016150409A (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-22 | 本田技研工業株式会社 | ロボット |
| US10399238B2 (en) | 2015-02-17 | 2019-09-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Robot having a base body, a shoulder joint mechanism assembly, and a movable link coupled to the base body through the shoulder joint mechanism assembly |
| WO2022269693A1 (ja) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | 東京ロボティクス株式会社 | リンク機構、ロボットアーム及び双腕ロボット |
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