JPWO2017154425A1 - robot - Google Patents
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Abstract
ロボット(1)は、体幹部(12)と左上腕部(13b)とを可動に接続する左肩部(91b)を備えている。そして、左肩部(91b)は、左上腕部(13b)を当該左肩部(91b)に係止する受容部(91bv)を含んでいる。 The robot (1) includes a left shoulder (91b) that movably connects the trunk (12) and the left upper arm (13b). The left shoulder portion (91b) includes a receiving portion (91bv) that locks the left upper arm portion (13b) to the left shoulder portion (91b).
Description
本発明は、関節部材を備えたロボットに関する。 The present invention relates to a robot provided with a joint member.
近年、人または動物の形状を模したロボットの開発が活発化しており、当該ロボットの構造について、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献1には、上肢を上方に持ち上げた状態を長時間維持することを一目的としたロボットが開示されている。
In recent years, development of robots that imitate the shape of humans or animals has become active, and various ideas have been made on the structure of the robots. For example,
ところで、ロボットのある部位(例:腕部,以下に述べる第2部位)に大きい外力が印加された場合には、当該部位(第2部位)と別の部位(例:体幹部,以下に述べる第1部位)とを可動に接続する関節部材(例:肩部)が破損してしまう可能性が考えられる。しかしながら、特許文献1では、関節部材の破損を防止するための工夫については、特に考慮されていない。
By the way, when a large external force is applied to a certain part of the robot (example: arm, second part described below), the part (second part) is different from the part (second part) (example: trunk, described below). There is a possibility that the joint member (for example, the shoulder portion) that movably connects the first portion) may be damaged. However, in
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも確実に関節部材の破損を防止することが可能なロボットを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to realize a robot that can prevent damage to a joint member more reliably than in the past.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るロボットは、当該ロボットの第1部位と第2部位とを可動に接続する関節部材を備え、上記関節部材は、上記第2部位を当該関節部材に係止する係止構造体を含んでいる。 In order to solve the above-described problem, a robot according to one embodiment of the present invention includes a joint member that movably connects a first part and a second part of the robot, and the joint member includes the second part. A locking structure for locking to the joint member is included.
本発明の一態様に係るロボットによれば、従来よりも確実に関節部材の破損を防止することが可能となるという効果を奏する。 According to the robot according to one aspect of the present invention, it is possible to prevent the joint member from being damaged more reliably than in the past.
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施形態1について、図1〜図4を参照して詳細に説明する。本実施形態では、2足歩行型のヒューマノイドタイプのロボット1を例示して説明を行う。但し、本発明の一態様に係るロボットは、ヒューマノイドタイプに限定されず、複数の筐体(リンク部材)と、各筐体を接続する関節(接続部)とを有するものであればよい。従って、例えば4足型の動物タイプまたは多足型の昆虫タイプのロボットも本発明の技術的範囲に含まれる。
Hereinafter,
(ロボット1の概要)
はじめに、図2を参照して、本実施形態のロボット1の概略的な構成について述べる。図2はロボット1の外観を示す図である。なお、ロボット1は、ユーザによって携帯可能なロボットであってよい。(Overview of robot 1)
First, the schematic configuration of the
ロボット1は、複数の筐体(リンク部材)によって構成されている。なお、本発明の一態様において「リンク部材」とは、関節部材(接続部)によって互いに可動に接続される部材(筐体)を意味し、末端の部材も含まれる。ロボット1の場合には、例えば以下に述べる頭部11および体幹部12等がそれぞれリンク部材である。
The
ロボット1は、頭部11、体幹部12(第1部位)、右腕部15a、左腕部15b(腕部,第2部位)、右脚部18a、左脚部18b、首部19、挟持部20、右肩部91a、および左肩部91b(肩関節部,関節部材)を備えている。首部19は、頭部11と体幹部12とを可動に接続する関節部材である。また、体幹部12には、以下に述べる右腕部15a、左腕部15b、右脚部18a、および左脚部18bがそれぞれ接続されている。
The
右腕部15aは、右上腕部13aおよび右前腕部14aを総称的に表す部材である。なお、右肩部91aは、体幹部12と右上腕部13a(換言すれば右腕部15a)とを可動に接続する関節部材である。また、左腕部15bは、左上腕部13bおよび左前腕部14bを総称的に表す部材である。なお、左肩部91bは、体幹部12と左上腕部13b(換言すれば左腕部15b)とを可動に接続する関節部材である。左肩部91bおよびその周辺の構成については、後により詳細に述べる(図1を参照)。
The
右脚部18aは、右腿部16aおよび右足部17aを総称的に表す部材である。また、左脚部18bは、左腿部16bおよび左足部17bを総称的に表す部材である。なお、ロボット1の各部位を接続する関節のうち、首部19、右肩部91a、および左肩部91b以外の関節については、説明および図示を省略する。
The
なお、ロボット1において、頭部11の正面の向きはあらかじめ規定されている。頭部11は、正面を向いた位置から所定の駆動範囲内において可動であるように構成されている。ここで、頭部11の正面をユーザにより容易に認識させるために、頭部11の正面には、眼球または口などの部位を模したパーツを設けてもよい。なお、上述の「左」および「右」という言葉は、頭部11の正面の向きを基準とした位置関係を示すものであることに留意されたい。
In the
挟持部20は、体幹部12の部位のうち、正面側の部位に設けられている。また、挟持部20は、下方向に伸張している。ここで、下方向とは、頭部11から体幹部12に向かう方向を意味する。なお、下方向とは逆の方向を、上方向と称する。下方向に伸張する挟持部20が設けられることにより、ロボット1を収納するための収納部(例:ユーザの衣服の胸ポケット)に、ロボット1を収納した場合に、当該収納部の一部分を、挟持部20と体幹部12との間に挟み込むことができる。従って、挟持部20によって体幹部12を挟持しつつ、ロボット1を収納部に収納できる。
The clamping
また、挟持部20は、ロボット1のデザイン性を向上させるために、首部19において少なくとも一部分が固定されたエプロン(前掛け)状の形状を有している。但し、挟持部20は、当該挟持部20によって体幹部12を挟持しつつ、ロボット1を収納部に収納できるように形成されていればよく、その形状はエプロン状に限定されない。
Further, in order to improve the design of the
なお、ロボット1の各部位は、不図示の駆動部(駆動機構)によって駆動される。本実施形態における駆動部は、例えばサーボモータである。但し、駆動部は、サーボモータのみに限定されず、空圧シリンダ、油圧シリンダ、またはリニアアクチュエータ等の自動制御が可能なアクチュエータであってもよい。
Each part of the
より具体的には、ロボット1の各関節部位(例:首部19、右肩部91a、左肩部91b)には、各部位を駆動する駆動部が設けられている。一例として、これらの駆動部は、3次元直交座標系(図2のxyz直交座標系)のいずれかの方向軸を回転軸として、当該回転軸の周りを所定の角度範囲(例えば±90°)内において回転可能であってよい。但し、駆動部の回転軸は、必ずしもx軸・y軸・z軸のみに限定されなくともよい。つまり、ロボット1の仕様に応じて、駆動部の回転軸の方向は適宜設定されてよい。
More specifically, each joint part of the robot 1 (for example, the
なお、x軸方向の周りの回転をロール、y軸方向の周りの回転をピッチ、z軸方向の周りの回転をヨーとそれぞれ称する。ここで、x軸方向の正の向きは、上述の正面方向である。また、y軸方向の正の向きは、右腕部15aから左腕部15bに向かう方向である。また、z軸方向の正の向きは、上述の上方向である。
The rotation around the x-axis direction is called a roll, the rotation around the y-axis direction is called a pitch, and the rotation around the z-axis direction is called a yaw. Here, the positive direction in the x-axis direction is the above-described front direction. The positive direction in the y-axis direction is a direction from the
一例として、首部19には、(i)ロール回転する駆動部、(ii)ピッチ回転する駆動部、および、(iii)ヨー回転する駆動部が、頭部11を駆動する駆動部として設けられている。これら3つの駆動部が設けられていることにより、頭部11を、正面を向いた位置から所定の駆動範囲内において、3次元的に駆動させることができる。
As an example, the
そして、右肩部91aには、ピッチ回転する駆動部が、右上腕部13aを駆動する駆動部として設けられている。また、左肩部91bには、ピッチ回転する駆動部が、左上腕部13bを駆動する駆動部として設けられている。なお、右前腕部14a、左前腕部14b、右腿部16a、左腿部16b、右足部17a、および左足部17bのそれぞれを駆動する駆動部については、説明を省略する。
The
駆動部の動作は、ロボット1の動作を統括的に制御する不図示の制御部によって制御されてよい。この制御部は、例えばCPU(Central Processing Unit)であってよい。また、制御部は、不図示の入力部(例:タッチパネル、押しボタン、リモコン等)に対して、ユーザが施した入力操作を取得し、当該入力操作に応じて駆動部を動作させてよい。
The operation of the drive unit may be controlled by a control unit (not shown) that comprehensively controls the operation of the
制御部によって、駆動部の動作を制御する(より具体的には、各駆動部の回転角を制御する)ことにより、ロボット1の姿勢を制御することができる。なお、制御部は、各駆動部の回転角を取得し、当該回転角に基づいてロボット1の現在の姿勢を検出することもできる。また、制御部は、各駆動部を駆動させることにより、ロボット1に歩行動作等の自立動作を行わせることもできる。
The posture of the
なお、ロボット1にマイクおよびスピーカ等の部材(音声入出力部)を設けてもよい。この場合、ロボット1に音声認識機能をさらに付加することにより、当該ロボット1を、ユーザとの音声会話が可能なコミュニケーションロボットとして機能させることができる。また、ロボット1に無線通信機能をさらに付加してもよい。例えば、ロボット1に無線信号(電波)の送受信を行うためのアンテナを設けてもよい。これにより、ロボット1を携帯端末(携帯電話機)としてさらに機能させることもできる。
The
(左肩部91bおよびその周辺の詳細な構成)
続いて、図1を参照して、ロボット1の左肩部91bおよびその周辺の構成について、より詳細に述べる。なお、右肩部91aおよびその周辺の構成は、以下に述べる左肩部91bの場合と同様であるため、説明を省略する。なお、図1において、(a)は、ロボット1の左肩部91bおよびその周辺の構成を示す図であり、(b)は、(a)の領域Dにおける断面を概略的に示す図である。(Detailed configuration of
Next, the configuration of the
ここで、図1の(b)に示されるように、左上腕部13bの上下方向の面のうち、上側の面を、外側面13bu(第2面)と称する。この外側面13buは、左上腕部13bの上下方向の面のうち、ユーザによって視認され易い面である。また、左上腕部13bの面のうち、外側面13buとは反対側に位置する面を、内側面13bl(第1面)と称する。この内側面13blは、左上腕部13bの上下方向の面のうち、ユーザによって視認され難い面である。
Here, as shown in FIG. 1B, the upper surface of the upper and lower surfaces of the left
左肩部91bと体幹部12とは、締結部材であるネジ81によって互いに結合(締結)されている。なお、締結部材はネジに限定されず、締結部材としてボルトおよびナットが使用されてもよい。
The
また、内側面13blには、左肩部91bと体幹部12とを締結するネジ82(結合部材)が設けられている。このように、内側面13blは、ネジ82によって左肩部91bに対して強固に固定されている。なお、上述の第1面とは、左上腕部13bの面のうち、ネジ82によって締結されている面を意味する。本実施形態では、第1面は、ロボット1の体軸側に位置する左上腕部13bの内側面13blである。
Further, the inner side surface 13bl is provided with a screw 82 (coupling member) for fastening the
また、第2面は、左上腕部13bの面のうち、以下に述べる受容部91bv(係止構造体)によって係止される面を意味する。本実施形態では、第2面は、上述の内側面13blとは反対側に位置する外側面13buである。但し、本発明の一態様に係るロボットにおいて、第2面は、必ずしも第1面とは反対側に位置する面でなくともよい。
The second surface means a surface that is locked by a receiving portion 91bv (locking structure) described below among the surfaces of the left
外側面13buには、フック13bv(係止爪)が設けられている。また、左肩部91bは、フック13bvを係止させる(受け入れる)部材として、受容部91bvを含んでいる。この受容部91bvには、フック13bvを受け入れるための凹状の空間が形成されている。また、受容部91bvにおいて、凹状の空間に比べて、左上腕部13bにより近い側には、凹状の空間に入り込んだフック13bvを保持するための突出部(凸部)が形成されている。このように、受容部91bvは、フック13bvと係合する係止溝として機能する。受容部91bvが設けられることにより、フック13bvが設けられた外側面13buを、左肩部91bに対して着脱可能に構成することができる。
A hook 13bv (locking claw) is provided on the outer side surface 13bu. Further, the
また、左肩部91bは、比較的高い弾性を有する材料(弾性材料)によって製作されることが好ましい。一例として、左肩部91bの材料は、ポリオキシメチレン(polyoxymethylene,POM)、ポリカーボネート(polycarbonate,PC)、またはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(acrylonitrile-butadiene-styrene,ABS)等の樹脂材料であってよい。但し、左肩部91bの材料は、ある程度の機械的強度および所定の弾性を有する弾性材料であればよく、これらに限定されない。左肩部91bの材料は、ロボット1の機械的強度および弾性を考慮し、ロボット1の設計者によって適宜選択されてよい。
Moreover, it is preferable that the
なお、左腕部15b(すなわち、左上腕部13bおよび左前腕部14b)は、左肩部91bに比べて十分に弾性が低い材料(非弾性材料,換言すれば剛性が十分に高い材料)によって製作されてよい。左腕部15bの材料は、例えばポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate,PBT)等の樹脂材料である。
Note that the
但し、左肩部91bは、左腕部15bに比べて低い弾性を有するように製作されていればよい。従って、左肩部91bおよび左腕部15bのそれぞれの形状を工夫すれば、左肩部91bおよび左腕部15bを同一の材料によって製作することもできる。
However, the
(フック13bvおよび左肩部91bの利点)
続いて、図3を参照し、フック13bvおよび左肩部91bの利点について述べる。なお、図3では、簡単のために、フック13bvおよび左肩部91bの周辺の一部の部材以外については図示を省略している。この点については、以降の各図面も同様である。(Advantages of hook 13bv and left
Next, the advantages of the hook 13bv and the
図3の(a)は、ロボット1において外側面13buに外力が印加された場合を示す概略図である。一例として、この外力は、(i)ロボット1が歩行中に外側面13buが障害物に衝突し、外側面13buが当該障害物から受ける力、(ii)ロボット1が歩行中に床に転倒し、外側面13buが当該床から受ける力、(iii)机の上に配置されていたロボット1が床に落下し、外側面13buが当該床から受ける力、または、(iv)ユーザがロボット1を把持した場合に、外側面13buがユーザの手から受ける力、のいずれかであってよい。但し、外力の態様はこれらに限定されない。なお、図3の(a)のA1−A2矢視図については後述する(図7を参照)。
FIG. 3A is a schematic diagram showing a case where an external force is applied to the outer side surface 13bu in the
図3の(b)は、外側面13buが上記外力を受けた結果を示す概略図である。上述のように、左肩部91bは、弾性材料によって製作されている。このため、外側面13buが外力を受けた場合、左肩部91bは、当該外力の影響を受けて弾性変形(以下、単に変形とも称する)する。その結果、受容部91bvが変形し、受容部91bvに係止していたフック13bvが、受容部91bvから容易に外れる(離れる)。このように、フック13bvと受容部91bvとの係合が外れることにより、左腕部15bと左肩部91bとの係止状態が解除される。
FIG. 3B is a schematic view showing a result of the outer surface 13bu receiving the external force. As described above, the
以上のように、外側面13buが外力を受けた場合に、外側面13buを左肩部91bからスムーズに外すことにより、外側面13buから左肩部91bへ伝わる力(衝撃)を十分に小さくすることができる。また、左肩部91b自体が弾性変形することより、外力により左肩部91bが破損することを防止することもできる。それゆえ、左肩部91bの破損を好適に防止できる。
As described above, when the outer surface 13bu receives an external force, the force (impact) transmitted from the outer surface 13bu to the
また、上述のように、内側面13blは、ネジ82によって左肩部91bに結合されている。このため、外側面13buが外力を受けた場合であっても、内側面13blは左肩部91bから離れない。従って、左腕部15bと左肩部91bとの係止状態が解除された場合であっても、ネジ82によって左肩部91bから左腕部15bが脱落することを防止することができる。なお、この点については、後述する蝶番85(結合部材)についても同様である。
Further, as described above, the inner side surface 13bl is coupled to the
なお、図3の(b)に示されるように、外側面13buが左肩部91bから外れた場合には、ロボット1の外観は、左上腕部13bが、左肩部91bからあたかも脱臼したかのようなものとなる。また、ユーザは、手動でフック13bvを受容部91bvに再び係止させることができるので、外側面13buを左肩部91bに容易に再装着できる。
As shown in FIG. 3B, when the outer surface 13bu is detached from the
以上のように、ロボット1によれば、左肩部91bの破損を防止することができる。なお、本願の発明者による実験の結果、左肩部91bの材料をPOM(弾性材料)として、上記外力の大きさを4kgfとした場合に、外側面13buが左肩部91bからスムーズに外れ、左肩部91bが破損しないことが確認された。
As described above, according to the
(参考例)
続いて、左肩部91bの材料を弾性材料とすることの利点をより明確に説明するために、ロボット1の参考例としてのロボット101について述べる。ロボット101は、ロボット1の左肩部91bを、左肩部191bに置き換えた部材である。左肩部191bは、非弾性材料によって製造されているという点で、左肩部91bと異なる。なお、左肩部191bにおける受容部を、受容部191bvと称する。(Reference example)
Next, a
図4は、ロボット101において、外側面13buが、図3の(a)と同様の外力を受けた結果を示す概略図である。上述のように、左肩部191bは、非弾性材料によって製作されている。このため、外側面13buが外力を受けた場合に、左肩部91bにおける当該外力の影響による変形(弾性変形)は生じないか、生じたとしてもごくわずかである。このため、受容部191bvにおいても変形はほぼ生じない。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a result of the outer surface 13bu receiving the same external force as in FIG. As described above, the
従って、外側面13buが外力を受けた場合に、フック13bvが受容部191bvから外れる時に、外側面13buから左肩部191bへかなり大きい力(衝撃)が伝わってしまう。その結果、左肩部191bが破損する可能性が生じる。
Accordingly, when the outer surface 13bu receives an external force, a considerably large force (impact) is transmitted from the outer surface 13bu to the
なお、本願の発明者による実験の結果、左肩部191bの材料をPBT(非弾性材料)として、上記外力の大きさを4kgfとした場合に、外側面13buが左肩部191bから離れた時に、左肩部191bが破損してしまうことが確認された。
As a result of experiments by the inventors of the present application, when the material of the
但し、本発明の一態様に係るロボットにおいて、左肩部(関節部材)の材料は、非弾性材料であってもよいことに留意されたい。例えば、後述する実施形態2において述べる構成(フックを受容部からより容易に外すことが可能な構成)を採用することにより、左肩部の材料が非弾性材料であっても、当該左肩部の破損を防止できるためである。 Note that in the robot according to one aspect of the present invention, the material of the left shoulder (joint member) may be an inelastic material. For example, by adopting the configuration described in Embodiment 2 (a configuration in which the hook can be easily removed from the receiving portion), even if the material of the left shoulder is an inelastic material, the left shoulder is broken. It is because it can prevent.
(ロボット1の効果)
(1)以上のように、本実施形態のロボット1では、左肩部91bに、左上腕部13bを当該左肩部91bに係止する受容部91bvが設けられている。このため、外側面13buが外力を受けた場合に、左肩部91bの破損を防止することができる。従って、ロボット1において、左上腕部13bが本来回転しない方向(例:ピッチ回転以外の方向)の外力が外側面13buに印加された場合に、フック13bvが受容部91bvから外れるように構成することにより、左肩部91bの破損を特に効果的に防止できる。(Effect of robot 1)
(1) As described above, in the
また、外力に対する左肩部91bの耐力は、左肩部91bの材料(換言すれば左肩部91bの弾性)を変更することによって、適宜調整(変更)できる。また、受容部91bvに対するフック13bvの掛り量(受容部91bvに入り込むフック13bvの長さ)を変更することによっても、適宜調整できる。さらに、後述するように、フック13bvまたは受容部91bvの少なくともいずれかの形状を変更することによっても、外力に対する左肩部91bの耐力を調整できる。
Moreover, the proof stress of the
なお、本実施形態では、体幹部12と左上腕部13bとを接続する左肩部91bの破損を防止するための構造について説明したが、当該構造は、左肩部91b以外の任意の接続部についても適用可能である。例えば、首部19についても、同様の構造により破損を防止することができる。また、不図示のその他の関節部(例:手首、足首、および膝関節等)についても同様である。
In the present embodiment, the structure for preventing breakage of the
(2)ところで、従来のロボットでは、左上腕部の外側面についても、内側面と同様に、ネジ(締結部材)によって左肩部に対して固定されている構成が一般的であった。すなわち、左上腕部および左肩部を強固に固定することにより(換言すれば、左上腕部および左肩部の剛性を高めて)、ロボットの機械的強度を確保することが一般的であった。しかしながら、当該構成では、ユーザによって視認され易い外側面にネジが露出してしまう。このため、ロボットのデザイン性を確保したい場合には、外側面に露出したネジを覆い隠すためのカバー構造を設ける必要がある。従って、ロボットの部品数が増加し、また、当該カバー構造を設けるためのスペースを確保する必要がある。 (2) By the way, in the conventional robot, the configuration in which the outer side surface of the left upper arm portion is fixed to the left shoulder portion by a screw (fastening member) as well as the inner side surface is common. That is, it is common to secure the mechanical strength of the robot by firmly fixing the left upper arm and the left shoulder (in other words, increasing the rigidity of the left upper arm and the left shoulder). However, in the said structure, a screw will be exposed to the outer side surface which is easy to be visually recognized by the user. For this reason, when it is desired to ensure the design of the robot, it is necessary to provide a cover structure for covering the screws exposed on the outer surface. Therefore, the number of parts of the robot increases, and it is necessary to secure a space for providing the cover structure.
他方、本実施形態のロボット1では、外側面13buにはネジを設ける必要がないため、カバー構造を設けることなく、ロボットのデザイン性を確保することができる。また、当該カバー構造を設ける必要もないので、ロボットの部品数、および、各部材を設けるためのスペースが厳しく制限されている小型ロボットの場合には、特に有益である。
On the other hand, in the
但し、ロボット1において、内側面13blに外力が印加されるケースが想定される場合には、外側面13buにネジを設け、内側面13blにフック13bvを設けてもよい。この場合、受容部91bvは、左肩部91bの下方に設けられることとなる。
However, in the
(3)なお、ロボット1に無線通信機能を付加する場合には、左肩部91bの材料としては、非金属材料(例:樹脂材料)を用いることが好ましい。非金属材料は、金属材料に比べて、電磁波の遮蔽性能が十分に低く、無線の通信特性に影響をほとんど及ぼさないためである。非金属材料を用いることにより、無線通信機能に悪影響を及ぼすことなく、ロボット1の破損を防止できる。
(3) When a wireless communication function is added to the
但し、ロボット1に無線通信機能を付加しない場合には、左肩部91bの材料として金属材料を用いてもよい。例えば、板厚が十分に薄い金属板(例:アルミニウム薄板)は、ある程度高い弾性を有するので、当該金属板を用いて左肩部91bを製造してもよい。
However, when the wireless communication function is not added to the
〔変形例〕
なお、本発明の一態様に係るロボットにおいて、内側面13blと左肩部91bとを結合する結合部材は、ネジ82に限定されない。図5は、実施形態1のロボット1の変形例としてのロボット1aの概略的な構成を示す図である。[Modification]
Note that in the robot according to one embodiment of the present invention, the coupling member that couples the inner side surface 13bl and the
ロボット1aは、実施形態1のロボット1において、ネジ82を蝶番85に置き換えた構成である。蝶番85は、左肩部91bに左上腕部13bを回動可能に連結する部材である。蝶番85は、所定の回転軸の周り(例:y軸の周り、すなわちピッチ方向)に回転自在である。
The
ロボット1aによれば、左上腕部13bに外力が印加され、左肩部91bと左上腕部13bとの係止状態が解除された場合に、蝶番85によって左上腕部13bが回動する。これにより、左上腕部13bから左肩部91bへ伝わる力(衝撃)を十分に小さくすることができるため、左肩部91bの破損を防止できる。
According to the
但し、ロボット1aにおいては、蝶番85によって左上腕部13bが回動するため、当該回動による衝撃の大部分がフック13bvに伝わる。このため、フック13bvの機械的強度をある程度大きく設定しておく必要がある。
However, in the
なお、蝶番85として、バネ蝶番を用いることにより、左上腕部13bが容易に回動することを避けることができる。バネ蝶番によれば、上記外力がある程度大きくなるまでは当該バネ蝶番が回動しないためである。これにより、外力が小さい場合に、フック13bvに印加される機械的な負荷を低減できる。
In addition, it can avoid that the left
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2について、図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。[Embodiment 2]
The following describes Embodiment 2 of the present invention with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
上述したように、外力に対する左肩部91bの耐力を調整するための一方法としては、フック13bvまたは受容部91bvの少なくともいずれかの形状を変更することが挙げられる。本実施形態では、受容部91bvの形状のバリエーションについて述べる。図6の(a)および(b)はそれぞれ、受容部91bvの形状のバリーションを示す図である。なお、上述のロボット1・1aとの区別のため、図6の(a)および(b)のロボットをそれぞれ、ロボット2aおよびロボット2bと称する。
As described above, one method for adjusting the strength of the
(ロボット2a)
図6の(a)に示されるように、ロボット2aでは、受容部91bvの突出部は、上面から下面に向かうにつれて、幅がより広くなるテーパ形状として製作されている。すなわち、上記突出部には、テーパ面である傾斜面92bv(内壁面)が設けられている。(
As shown in FIG. 6A, in the
換言すれば、上述の係止溝は、当該係止溝の底面に繋がる傾斜面92bvを含むように形成されている。そして、傾斜面92bvは、係止溝の底面に向かって、当該係止溝の幅が小さくなるように傾斜している。 In other words, the above-mentioned locking groove is formed so as to include an inclined surface 92bv connected to the bottom surface of the locking groove. The inclined surface 92bv is inclined so that the width of the locking groove becomes smaller toward the bottom surface of the locking groove.
なお、傾斜面92bvの傾斜角は、フック13bvの下部のテーパ形状(下面から上面に向かうにつれて、幅がより広くなる形状)のテーパ面の傾斜角とほぼ同じに設定されている。 Note that the inclination angle of the inclined surface 92bv is set to be substantially the same as the inclination angle of the tapered surface of the lower portion of the hook 13bv (the shape whose width becomes wider from the lower surface to the upper surface).
なお、上述の図1の(b)に示されるように、ロボット1では、受容部91bvの突出部は、当該ロボットの正面から見た断面形状が、略直角三角形状であった。このように、ロボット2aにおける受容部91bvの突出部の形状は、ロボット1と大きく異なる。
As shown in FIG. 1B described above, in the
傾斜面92bvが設けられることにより、外側面13buが外力を受けた場合に、フック13bvを受容部91bvからより容易に外すことができる。このため、左肩部91bの破損をより確実に防止することができる。また、フック13bvの破損をより確実に防止することもできる。
By providing the inclined surface 92bv, the hook 13bv can be more easily detached from the receiving portion 91bv when the outer surface 13bu receives an external force. For this reason, it is possible to more reliably prevent the
(ロボット2b)
また、図6の(b)に示されるように、ロボット2bでは、受容部91bvの突出部は、ロボット2bの正面から見た断面形状が、略円形状となるように形成されている。但し、当該断面形状は、略円形状に限定されず、例えば略楕円形状であってもよい。すなわち、突出部には、曲面93bvが設けられていればよい。(
Further, as shown in FIG. 6B, in the
ロボット2bでは、曲面93bvが設けられることにより、フック13bvの下部のテーパ面は、曲面93bvにおいてのみ受容部91bvの突出部と接触する。つまり、フック13bvを、受容部91bvの突出部に対して線接触させることができる。なお、上述のロボット2aでは、フック13bvの下部のテーパ面は、受容部91bvの突出部に対して面接触していた。
In the
従って、ロボット2bによれば、上述のロボット2aに比べて、フック13bvと受容部91bvの突出部との接触面積を減少させることができるので、外側面13buが外力を受けた場合に、フック13bvを受容部91bvからさらに容易に外すことができる。このため、左肩部91bの破損をさらに確実に防止することができる。また、フック13bvの破損をさらに確実に防止することもできる。
Therefore, according to the
〔実施形態3〕
続いて、本発明の実施形態3について、図7に基づいて説明する。なお、上述の各実施形態のロボットとの区別のため、本実施形態のロボットを、ロボット3と称する。本実施形態では、フック13bvの個数のバリエーションについて述べる。[Embodiment 3]
Next,
図7の(a)は、実施形態1のロボット1における、上述の図3の(a)のA1−A2矢視における断面を概略的に示す図である。なお、図7の(a)では、簡単のため、ネジ82等の図示を省略している。図7の(a)に示されるように、ロボット1では、フック13bvの個数は1つであった。但し、以下に述べるように、フック13bvの個数は1つに限定されない。
FIG. 7A is a diagram schematically showing a cross section of the
図7の(b)は、本実施形態のロボット3における、図7の(a)と同様の概略図である。図7の(b)に示されるように、ロボット3では、フック13bvの個数は2つであり、2つのフック13bvはそれぞれ離間して配置されている。また、ロボット3では、2つのフック13bvのそれぞれに対応するように、2つの受容部91bvが設けられている。
FIG. 7B is a schematic view similar to FIG. 7A in the
ロボット3では、フック13bvの個数を2つにすることにより、フック13bvのそれぞれに印加される力(負荷)を、ロボット1(フック13bvの個数が1つである場合)に比べて低減することができる。このため、フック13bvに要求される機械的強度が低くなるため、ロボット1に比べてフック13bvを小型化することができる。
In the
このように、ロボット3では、比較的大型のフック13bvを設ける必要がなく、フック13bvが配置可能である位置が、ロボット1に比べて制限されない。すなわち、フック13bvの配置の自由度を向上させることができる。
Thus, in the
なお、ロボット3において、フック13bvの個数は、2つに限定されず、3つ以上であってもよい。すなわち、本発明の一態様に係るロボットにおいて、フックの個数は単数であってもよいし複数であってもよい。
In the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係るロボット(1)は、当該ロボットの第1部位(体幹部12)と第2部位(左上腕部13b)とを可動に接続する関節部材(左肩部91b)を備え、上記関節部材は、上記第2部位を当該関節部材に係止する係止構造体(受容部91bv)を含んでいることを特徴としている。[Summary]
A robot (1) according to
上記の構成では、第2部位に外力が加えられた場合、関節部材の係止構造体と第2部位との係止状態が解除されることにより、第2部位から関節部材へ伝わる力(衝撃)を小さくすることができる。従って、関節部材の破損を従来よりも確実に防止できる。 In the above configuration, when an external force is applied to the second part, the force (impact transmitted from the second part to the joint member is released by releasing the locking state between the locking structure of the joint member and the second part. ) Can be reduced. Therefore, damage to the joint member can be prevented more reliably than before.
本発明の態様2に係るロボットは、上記態様1において、上記関節部材は、弾性材料からなっていてもよい。上記の構成では、第2部位に外力が加えられた場合、当該外力の影響を受けて関節部材(係止構造体)が弾性変形することより、係止構造体と第2部位との係止状態が解除され易くなる。また、関節部材自体が弾性変形することより、外力により関節部材が破損することを防止することができる。従って、関節部材の破損を好適に防止できる。
In the robot according to aspect 2 of the present invention, in the
本発明の態様3に係るロボットは、上記態様1または2において、上記関節部材と上記第2部位とを結合する結合部材(ネジ82)をさらに備え、上記結合部材は、上記第2部位の第1面(内側面13bl)側を上記関節部材に結合し、上記係止構造体は、上記第1面とは異なる上記第2部位の第2面(外側面13bu)側を係止してもよい。
The robot according to
上記の構成では、第2部位は、第1面側が結合部材によって関節部材に結合され、第1面とは異なる第2面側が係止構造体に係止される。従って、係止構造体と第2部位との係止状態が解除された場合であっても、結合部材によって関節部材から第2部位が脱落することを防止できる。 In the above configuration, the second portion of the second portion is coupled to the joint member on the first surface side by the coupling member, and the second surface side different from the first surface is locked to the locking structure. Therefore, even when the locking state between the locking structure and the second part is released, it is possible to prevent the second part from dropping from the joint member by the coupling member.
本発明の態様4に係るロボットは、上記態様1または2において、上記第1面は、上記ロボットの体軸側に位置する上記第2部位の内側面(13bl)であり、上記第2面は、上記内側面とは反対側に位置する上記第2部位の外側面(13bu)であってもよい。
In the robot according to aspect 4 of the present invention, in the
上記の構成では、第2部位の外側面側が係止構造体に係止されるため、ユーザによって視認され易い面である第2部位の外側面側に結合部材(例:ネジ)が露出することがない。従って、ロボットのデザイン性を向上させることができるとともに、従来のように外側面に露出した結合部材を覆い隠すためのカバー構造を設ける必要性がないため、ロボットの部品数を減少させることができる。 In the above configuration, since the outer surface side of the second part is locked to the locking structure, the coupling member (eg, screw) is exposed on the outer surface side of the second part, which is a surface that is easily visible by the user. There is no. Therefore, the design of the robot can be improved and the number of parts of the robot can be reduced because there is no need to provide a cover structure for concealing the coupling member exposed to the outer surface as in the conventional case. .
本発明の態様5に係るロボットは、上記態様3または4において、上記結合部材は、上記関節部材に上記第2部位を回動可能に連結する蝶番(85)であってもよい。上記の構成によれば、蝶番によって関節部材に第2部位が連結されているため、係止構造体と第2部位との係止状態が解除された場合であっても、関節部材から第2部位が脱落することを防止することができる。また、外力により関節部材と第2部位との係止状態が解除された場合、蝶番によって第2部位が回動することにより、第2部位から関節部材へ伝わる力(衝撃)をさらに小さくすることができる。
In the robot according to aspect 5 of the present invention, in the
本発明の態様6に係るロボットは、上記態様1から5のいずれか1つにおいて、上記係止構造体は、上記第2部位に設けられた係止爪(フック13bv)と係合する係止溝であってもよい。上記の構成では、第2部位に外力が加えられた場合、係止爪と係止溝との係合が外れることにより、関節部材と第2部位との係止状態が解除される。この結果、第2部位から関節部材へ伝わる力(衝撃)を小さくすることができる。従って、第2部位を係止する係止構造体を関節部材に容易に設けることができる。
The robot according to Aspect 6 of the present invention is the robot according to any one of
本発明の態様7に係るロボットは、上記態様1から6のいずれか1つにおいて、上記係止溝は、当該係止溝の底面に繋がる内壁面(傾斜面92bv)を含み、上記内壁面は、上記底面に向かって上記係止溝の幅が小さくなるように傾斜していてもよい。上記の構成では、内壁面が傾斜していることにより、第2部位に外力が加えられた場合に、係止爪を係止溝からより容易に外すことができる。従って、関節部材の破損を好適に防止できる。
The robot according to aspect 7 of the present invention is the robot according to any one of the
本発明の態様8に係るロボットは、上記態様1から7のいずれか1つにおいて、上記関節部材は、上記ロボットの肩関節部(左肩部91b)を構成し、上記第2部位は、上記肩関節部に連結される上記ロボットの腕部(左腕部15b)を構成してもよい。上記の構成では、ロボットの腕部が外力を受けた場合、肩関節部と腕部との係止状態が解除されることにより、腕部から肩関節部へ伝わる力(衝撃)を小さくできる。
A robot according to an eighth aspect of the present invention is the robot according to any one of the first to seventh aspects, wherein the joint member constitutes a shoulder joint (
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Embodiments are also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1,1a,2a,2b,3 ロボット、 12 体幹部(第1部位)、
13b 左上腕部(第2部位)、 13bl 内側面(第1面)
13bu 外側面(第2面)、 13bv フック(係止爪)、
15b 左腕部(腕部)、 82 ネジ(結合部材)、
85 蝶番(結合部材)、 91b 左肩部(関節部材,肩関節部)、
91bv 受容部(係止構造体)、92bv 傾斜面(内壁面)1, 1a, 2a, 2b, 3 robot, 12 trunk (first part),
13b Left upper arm (second part), 13bl inner side (first side)
13bu outer surface (second surface), 13bv hook (locking claw),
15b Left arm part (arm part), 82 Screw (coupling member),
85 Hinge (joint member), 91b Left shoulder (joint member, shoulder joint),
91 bv receiving part (locking structure), 92 bv inclined surface (inner wall surface)
Claims (8)
上記関節部材は、上記第2部位を当該関節部材に係止する係止構造体を含んでいることを特徴とするロボット。A joint member movably connecting the first part and the second part of the robot;
The said joint member contains the latching structure which latches the said 2nd site | part to the said joint member, The robot characterized by the above-mentioned.
上記結合部材は、上記第2部位の第1面側を上記関節部材に結合し、
上記係止構造体は、上記第1面とは異なる上記第2部位の第2面側を係止することを特徴とする請求項1または2に記載のロボット。A coupling member that couples the joint member and the second part;
The coupling member couples the first surface side of the second part to the joint member,
The robot according to claim 1, wherein the locking structure locks a second surface side of the second part different from the first surface.
上記第2面は、上記内側面とは反対側に位置する上記第2部位の外側面であることを特徴とする請求項3に記載のロボット。The first surface is an inner surface of the second part located on the body axis side of the robot,
The robot according to claim 3, wherein the second surface is an outer surface of the second part located on the opposite side to the inner surface.
上記内壁面は、上記底面に向かって上記係止溝の幅が小さくなるように傾斜していることを特徴とする請求項6に記載のロボット。The locking groove includes an inner wall surface connected to the bottom surface of the locking groove,
The robot according to claim 6, wherein the inner wall surface is inclined so that the width of the locking groove becomes smaller toward the bottom surface.
上記第2部位は、上記肩関節部に連結される上記ロボットの腕部を構成することを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載のロボット。The joint member constitutes a shoulder joint of the robot,
The robot according to any one of claims 1 to 7, wherein the second portion constitutes an arm portion of the robot connected to the shoulder joint portion.
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