直動連杆裝置及具有該直動連杆裝置的雙足步行機器人的製作方法
2023-09-17 00:01:40 2
專利名稱：直動連杆裝置及具有該直動連杆裝置的雙足步行機器人的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有保持制動器的直動連杆裝置及具有該直動連杆裝置的雙足步行機器人，所述保持制動器在促動器停止時進行保持、固定，以不使直動連杆裝置伸縮。
背景技術：
以往，作為使用平行連杆(パラレルリンク)機構的機器人，提出了各種結構的裝置。一般的，平行連杆機構，具有被伸縮驅動的6根直動連杆，各直動連杆的一端部經由萬向接頭與基座結合，另一端部經由另一個萬向接頭與末端執行裝置結合。
作為這樣的使用平行連杆機構的機器人，在特開平7-60678號公報(以下，稱為一號公報)中，公開了「一種平行連杆機械手，設有基座板和末端執行裝置以及具有連結這兩個裝置的促動器的6根直動連杆，直動連杆，在其一端具有萬向節，在另一端具有萬向節及與其串連連接的繞軸旋轉的旋轉接頭，將直動連杆相對於輸出較大方向線對稱且接近其軸地進行配置。」但是在上述以往的技術中，具有如下的課題。
(1)在一號公報所公開的平行連杆機械手中，雖然通過直動連杆支承末端執行裝置，但是不僅在動作時，即使在靜止時，為了通過直動連杆支承末端執行裝置的自重以及施加在其上的重量，也需要驅動促動器，具有在促動器上施加過大的載荷的問題。
(2)另外，在使用平行連杆機構的機器人中，在搭載電池作為電源的情況下，不僅在動作時即使在靜止時，由於也驅動促動器，因此具有通過一次更換電池或充電而能夠動作的動作時間縮短，機器人的驅動效率低下的問題。
本發明就是用於解決上述以往的問題的，其目的在於提供一種直動連杆裝置以及具有該直動連杆裝置的雙足步行機器人，該機器人由於在促動器停止時能夠通過保持制動器進行保持固定，以不使直動連杆裝置伸縮，因此能夠降低施加在促動器上的負載，同時能夠抑制電力消耗。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的直動連杆裝置以及具有該直動連杆裝置的雙足步行機器人具有如下的結構。
本發明的技術方案1所述的直動連杆裝置，具有促動器，通過上述促動器的驅動能夠在長度方向上自由伸縮，還具有保持固定上述促動器的可動部的保持制動器。
通過該結構，具有如下的作用。
(1)在通過直動連杆裝置支承重物的狀態下，即使在停止促動器時，也能夠通過保持制動器保持固定可動部，因此可不使可動部因重物的重量而從動地保持支承狀態。
(2)在通過直動連杆裝置支承重物的狀態下，由於能夠停止促動器，因此能夠降低施加在促動器上的負載，同時，能夠抑制促動器的運轉能量消耗。
在此，作為促動器，使用通過電力驅動的電動機或油壓、水壓、氣壓缸、直動促動器等。
另外，作為保持制動器，在促動器為電動機等的情況下，使用由推壓板的推壓而產生的摩擦力進行制動的裝置，在促動器為液壓缸的情況下，使用停止油、水的供給的開閉閥、伺服閥等。另外，在通過由推壓板的推壓而產生的摩擦力進行制動的情況下，為了將推壓板壓接在推壓板制動部上，可以在兩者上配置永久磁鐵或對兩者進行著磁而磁化，或者也可以通過彈簧等的彈性體的彈力將推壓板壓接在推壓板制動部上。
技術方案2所述的直動連杆裝置，在技術方案1所述的發明中，上述保持制動器，具有在上述促動器停止時，保持固定上述促動器的上述可動部的結構。
通過該結構，在技術方案1的作用的基礎上，還具有如下的作用。
(1)在通過直動連杆裝置支承重物的狀態下，即使在由於機器的故障等而導致電動機意外停止的情況下，也可通過利用保持制動器保持固定可動部而保持支承狀態，因此穩定性及安全性優異。
技術方案3所述的直動連杆裝置，在技術方案2所述的發明中，具有作為上述促動器的電動機；固定在上述電動機的旋轉軸上、並設置在上述直動連杆裝置的長度方向上的長棒狀的外螺紋軸部；與上述外螺紋軸部螺合的內螺紋螺母部；固定在上述內螺紋螺母部上並通過上述電動機的驅動而在上述直動連杆裝置的長度方向上滑動的內杆部；保持固定上述電動機的上述旋轉軸的保持制動器。
通過該結構，在技術方案2的作用的基礎上，還具有如下的作用。
(1)由於通過保持制動器能夠制動旋轉軸的旋轉並固定內杆部，因此在通過直動連杆裝置支承重物的狀態下，能夠停止電動機，保持支承狀態。
(2)在通過直動連杆裝置支承重物的狀態下，在靜止的情況下，由於可以通過保持制動器在保持靜止的狀態下停止電動機，因此可以減輕施加在電動機上的負載轉矩，同時，可以抑制電動機的電能消耗。
技術方案4所述的雙足步行機器人，具有基座部；右足部及左足部；分別設置在上述基座部和上述右足部及左足部上的多個從動聯軸節(受動ジョイント)；平行連杆機構部，該平行連杆機構部分別配設在設置於上述基座部的上述從動聯軸節和設置於上述右足部的上述從動聯軸節之間，及設置於上述基座部的上述從動聯軸節和設置於上述左足部的上述從動聯軸節之間；作為上述平行連杆機構部的連杆的技術方案1至3中的任何一項所述的直動連杆裝置。
通過該結構，具有如下的作用。
(1)在雙足步行機器人的靜止狀態，即，姿勢固定狀態下，由於可以通過保持制動器保持固定促動器的可動部，因此可以不使促動器的可動部由於機器人的自重等而隨動地、保持靜止狀態的姿勢，同時可以降低施加在促動器上的負載。
(2)在雙足步行機器人的靜止狀態，即，姿勢固定狀態下，由於可以停止向促動器供給運轉能量，因此可以降低促動器的消耗能量，例如，在通過搭載的電池向電促動器供給電力的情況下，通過一次的電池更換或充電而能夠動作的動作時間變長，可提高雙足步行機器人的效率。
(3)即使在由於機器的故障等而導致在動作中促動器意外停止的情況下，由於雙足步行機器人可以保持姿勢，因此不會發生由於翻倒而引起的雙足步行機器人自身的破損或由於翻倒而引起的事故，穩定性及安全性優異。
(4)在雙足步行機器人的輸送時或待機時，由於可以不驅動促動器地保持姿勢，因此可以減輕施加在促動器上的負載轉矩，同時可以抑制促動器的運轉能量的消耗。
技術方案5所述的雙足步行機器人，在技術方案4所述的發明中，具有在上述基座部和上述右足部之間、以及在上述基座部和上述左足部之間設置的各三組的上述平行連杆機構部。
通過該結構，在技術方案4的作用的基礎上，還具有如下的作用。
(1)用於左右的腳部的各平行連杆機構部，以兩根連杆為一組設置成V字形狀，並通過將其設置3組的斯特瓦爾特(Stewart)平臺而構成，因此穩定性及剛性優異，同時能夠使動作控制簡便化。
圖1是實施方式1的直動連杆裝置的要部立體圖。
圖2(a)是實施方式1中的直動連杆裝置的要部側視圖。
圖2(b)是沿著圖2(a)的A-A線的要部剖面圖。
圖3(a)是表示保持制動器的電動機驅動時的狀態的結構圖。
圖3(b)是表示保持制動器的電動機停止時的狀態的結構圖。
圖4是實施方式2中的雙足步行機器人的立體圖。
具體實施例方式
下面使用附圖就本發明的一個實施方式進行說明。
(實施方式1)圖1是本實施方式1的直動連杆裝置的要部立體圖；圖2(a)是實施方式1中的直動連杆裝置的要部側視圖；圖2(b)是沿著圖2(a)中的A-A線的要部剖面圖；圖3(a)是表示保持制動器的電動機驅動時的狀態的結構圖；圖3(b)是表示保持制動器的電動機停止時的狀態的結構圖。
在圖1或圖2中，1為直動連杆裝置，21為保持後述的電動機、齒輪組件、保持制動器、旋轉編碼器等的保持殼體，22為從保持殼體21延伸設置的中空狀的外管部，23為插入外管部22中並在直動連杆裝置1的長度方向上滑動的內杆部。直動連杆裝置1的伸縮通過內杆部23滑動而進行。24為在內杆部23上沿其長度方向形成的外螺紋軸插通孔，25為在內杆部23的外周上上下相對且在其長度方向上形成的杆導軌部，26是杆導軌部25所嵌合、滑動的導軌引導部，27是用於檢測內杆部23的初始位置的初始位置傳感器，28是作為用於使直動連杆裝置1伸縮的促動器的電動機，29是將電動機28的旋轉軸的旋轉減速為規定的旋轉速度的齒輪組件，30是配置於電動機28的後部側的保持制動器，31是檢測電動機28的旋轉軸的旋轉的旋轉編碼器，32是經由齒輪組件29連結旋轉軸和後述的外螺紋軸部的連結器，33是支承後述的外螺紋軸部的軸承，34是插通內杆部23的外螺紋軸插通孔24並設置在外管部22的內部、外周進行螺紋切割的外螺紋軸部，35是固定在內杆部23的外管部22的內部側端部的外螺紋軸插通孔24內、與外螺紋軸部34螺合的內螺紋螺母部，36a、36b是制動器。
在圖3中，28是電動機，30是保持制動器，41是延伸設置在電動機28的後部側的電動機28的旋轉軸，42是設置在旋轉軸41的周圍的線圈部，43a、43b是線圈部42的端子。線圈部42的端子43a、43b與未圖示的邏輯電路相連接，該邏輯電路根據外部的計算機等的控制裝置的指令經由繼電器向線圈部42施加或者停止施加電壓。由此，伴隨著電動機28的驅動、停止對線圈部42進行通電、打開。此外，也可以代替邏輯電路，將端子43a、43b並列連接到與電動機28連接的驅動電源的配線，並進行控制以便伴隨著停止同步地施加電壓。
作為向線圈部42施加電壓的時間，例如，在電動機28停止的狀態下，如果沒有向線圈部42施加電壓，則從外部的控制裝置向控制電動機28的電動機驅動器施加使電動機28旋轉的速度指令，此時，邏輯電路向線圈部42施加電壓，伴隨著電動機28的驅動打開保持制動器30。作為向線圈部42停止施加電壓的時間，例如，在電動機28被驅動、向線圈部42施加電壓的狀態下，從外部的控制裝置向控制電動機28的電動機驅動器施加使電動機28的速度為0的速度指令，此時，邏輯電路停止向線圈部42施加電壓，伴隨著電動機28的停止使保持制動器30進行動作。
44是在旋轉軸41的長度方向上滑動自如地配置在旋轉軸41上的圓板狀的按壓板，44a是形成在按壓板44的後述的按壓板制動部側的按壓面，45是穿設在按壓板44的中心部、插通有旋轉軸41的旋轉軸插通孔，46是突出設置在旋轉軸41的前端部上的鍵，47是形成在按壓板44的旋轉軸插通孔45的內周面上、鍵46嵌合滑動的鍵滑動槽，48是與按壓面44a相對地設置在按壓板44的電動機28側的按壓板制動部。
在此，按壓板44和按壓板制動部48，為相互磁性吸引的結構。按壓板44至少在按壓面44a中被磁化為S極或者N極，與推壓面44a相對設置的推壓板制動部48被磁化為N極或者S極。另外，推壓板44和推壓板制動部48可以分別使用磁化有規定的磁極的永久磁鐵，或者可以卷繞線圈等、通過通電產生規定的磁力。例如，在將推壓板44磁化為S極、將推壓板制動部48磁化為N極的情況下，將通過線圈42產生的磁力設定為S極，以便與推壓板44的S極相斥。另外，推壓板制動部48的磁力，設定為小於通過對線圈部42通電而產生的磁力。在對線圈部42通電時，由於線圈部42的推壓板44側產生的S極的磁力，大於推壓板制動部48的N極的磁力，因此推壓板44被向電動機28的後部側排斥，從推壓板制動部48隔離。
另外，基於保持制動器30的制動力，與推壓板制動部48推壓推壓板44的推壓力成比例。推壓板44的朝向推壓板制動部48的推壓力，通過適當設定推壓板44、推壓板制動部48的S極或者N極的磁力及由線圈部42產生的磁力，而進行調整。特別是，通過增大向線圈部42施加的電壓，能夠增大在線圈部42上產生的磁力。另外，由保持制動器30產生的制動力，最好考慮齒輪組件29的減速比、外螺紋軸部34及與其螺合的內螺紋螺母部35的導程角等進行設定。另外，為了獲得設定保持制動器30的制動力，最好設定向線圈部42施加的電壓。
另外，推壓板44，由於在形成在推壓板44的旋轉軸插通孔45上的鍵滑動槽47中，滑動自如地嵌合有突出設置在旋轉軸41的周面上的鍵46，因此伴隨著旋轉軸41的旋轉而聯動地旋轉，同時，在旋轉軸41的長度方向自由滑動。另外，雖然沒有圖示，但為了防止鍵41脫離，最好在鍵滑動槽47的至少電動機28側的端部上配置制動器。
下面，使用附圖對如上構成的本實施方式1的直動連杆裝置的動作進行說明。
如圖1或者圖2所示，若驅動電動機28，則電動機28的旋轉軸旋轉，並通過齒輪組件29以規定的減速比減速，外螺紋軸部34旋轉。在外螺紋軸部34上螺合有固定在內杆部23上的內螺紋螺母部35。在此，內杆部23，由於在導軌引導部26中嵌合有設置在外周面上的杆導軌部25，因此雖然在長度方向上滑動，但是不向軸的周向旋轉。由此，如果外螺紋軸部34旋轉，則利用進給螺紋機構經由內螺紋螺母部35，內杆部23向其長度方向滑動。如此，直動連杆裝置1伸縮。
在電動機28驅動時，如圖3(a)所示，向保持制動器30的線圈部42施加電壓，進行通電。在本實施方式1中，伴隨著電動機28的驅動，向線圈部42施加24伏的電壓。如果向線圈部42通電，則由於通過線圈部42在推壓板44側產生S極的磁力，因此向推壓板44施加的S極的磁力，與線圈部42的推壓板44側產生的S極的磁力相斥，推壓板44被向電動機28的後部側加力。如此，在電動機28的驅動時，由於推壓板44從推壓板制動部48離開，因此推壓板44與旋轉軸41聯動地沒有阻力地旋轉。
在電動機28停止時，如圖3(b)所示，停止向保持制動器30的線圈部42施加電壓。通過停止向線圈部42施加電壓，推壓板制動部48的N極和推壓板44的S極互相吸引、推壓板44被向推壓板制動部48側施力，在推壓面44a中，被壓設在推壓板制動部48上。如此，在電動機28停止時，由於推壓板42的推壓面44a與推壓板制動部48抵接，並被推壓，因此旋轉軸41通過推壓面44a的摩擦力被制動。
如果制動旋轉軸41，則如圖2所示，由於直動連杆裝置1的外螺紋軸部34被固定，因此內杆部23被固定，即使在向直動連杆裝置1的長度方向施加的力的情況下，也不會滑動。如此，在電動機28停止時，直動連杆裝置1不會伸縮。
另外，在本實施方式1中，雖然在電動機28的後部側配置保持制動器30，但是並不局限於此，也可以在電動機28的前部側配置保持制動器30。
此外，在本實施方式1中，保持制動器30通過磁力推壓推壓板44、產生制動力，但是並不局限於此，也可以通過螺旋彈簧、板彈簧等的彈性體的彈力推壓推壓板、進行制動。
另外，在本實施方式1中，直動連杆裝置1作為促動器利用使用電動機的進給螺紋機構、在長度方向上伸縮自如地形成，但是，並不局限於此，也可以使用直動型促動器代替使用電動機的進給螺紋機構，所述直動型促動器具有經由使用油壓、水壓、氣壓等的汽缸、齒條、小齒輪(ピニオン)等將旋轉運動變換為直線運動的形式等。在使用油壓缸的情況下，可以將開閉閥、伺服閥等作為保持制動器進行使用，該開閉閥、伺服閥等停止向液壓缸內供給油或者停止從液壓缸流出油。這種情況下，該開閉閥、伺服閥的開閉時間，與在實施方式1所說明的保持制動器的動作時間相同，由此，能夠獲得同樣的效果。
由於如上地構成本實施方式1的直動連杆裝置，因此具有如下的作用。
(1)由於可以通過保持制動器30制動電動機28的旋轉軸41的旋轉，因此可以在通過直動連杆裝置1支承重物的狀態下，停止電動機28，並保持支承狀態。
(2)在通過直動連杆裝置1支承重物的狀態下靜止時，由於通過保持制動器30保持靜止狀態，並在該狀態下停止電動機28，因此能夠減輕向電動機28施加的負載轉矩，同時可以抑制電動機28的電力消耗。
(3)在通過直動連杆裝置1支承重物的狀態下，即使在由於機器的故障等而造成電動機28意外停止的情況下，也能夠通過保持制動器30保持固定旋轉軸41，以此可以保持支撐狀態，因此穩定性及安全性優異。
下面，對使用在實施方式1說明的直動連杆裝置的雙足步行機器人進行說明。
(實施方式2)圖4是本實施方式2的雙足步行機器人的立體圖。
在圖4中，1是在實施方式1中說明的直動連杆裝置，101是本實施方式2的雙足步行機器人，101a是雙足步行機器人101的右腳的平行連杆機構部，101b是雙足步行機器人101的左腳的平行連杆機構部，102是基座部，103是隔離設置在基座部102的下部的右足部，103a是固定在右足部103的上部的平板狀的固定板，104是與基座部102的下部隔離、與右足部103並列設置的左足部，104a是固定在左足部104的上部的平板狀的固定板，106是固定在基座部102的下面側的規定位置上的基座部側自由從動聯軸節，107是固定在右足部103及左足部104的固定板103a、104a的上面側的規定位置上的足部側自由從動聯軸節，108是配置在基座部102的上面的控制裝置部，109是配置在控制裝置部108的後部的控制用計算機，110是羅盤，111是電池，112是電動機驅動用電路部。
在此，直動連杆裝置1，兩個為一組配置成V字形狀，即，上端部分別與基座部側自由從動聯軸節106連結，下端部與一個足部側自由從動聯軸節107連結。一組的直動連杆裝置1，在右腳及左腳上分別俯視呈三角形狀地各配置有3組，在一隻腳上配置有6根，合計12根。即，本實施方式1的雙足步行機器人101的左右腳部，分別通過斯特瓦爾特(Stewart)平臺構成。由此，動作的穩定性及強度優異。另外，在一個基座部側自由從動聯軸節106上連結有一個直動連杆裝置1的上端部，在一個足部側自由從動聯軸節107上連結有兩個直動連杆裝置1的下端部。
羅盤110、電池111、電動機驅動用線路部112設置在控制裝置部108上。在本實施方式2中，作為電池111使用鎳氫電池。
另外，在右足部103及左足部104的底面側上，設置有檢測地面反作用力的6軸力覺傳感器。6軸力覺傳感器，能夠同時且逐次連續地高精度檢測出各軸方向的力的三個成分和各軸的周圍的力矩的三個成分。另外，可以根據6軸力覺傳感器所檢測出的值進行ZMP(ZeroMoment Point)控制。
下面使用附圖對如上構成的本實施方式2的雙足步行機器人的動作進行說明。在本實施方式2中，對雙足步行機器人101的右腳的動作進行說明。由於左腳的動作與右腳的動作相同，所以省略說明。
在使右腳動作的情況下，根據預先設定的步行模式計算右足部103的逆運動學，並根據算出的值驅動直動連杆裝置1的各個電動機28，使內杆部23滑動、使直動連杆裝置1伸縮。配置在直動連杆裝置1與基座部102或者與右足部103的連結部分上的基座部側自由從動聯軸節106、足部側自由從動聯軸節107，追隨直動連杆裝置1的伸縮且不對其造成妨礙地圓滑從動。直動連杆裝置1的電動機28的旋轉，通過分別配置在其上的旋轉編碼器31進行檢測，取得的檢測值作為角度數據進行反饋，對直動連杆裝置1進行反饋控制。由此，右足部103，能夠進行一步踏出動作、原地踏步動作等。進而，通過利用右足部103和左足部104交替連續進行這樣的動作，能夠進行步行動作。
在雙足步行機器人101處於動作的情況下，向電動機28供給電力，並向線圈部42通電。由此，打開保持制動器30。
在雙足步行機器人101處於靜止狀態、即姿勢固定狀態的情況下，若停止向電動機28供給電力，則與此同時，停止向線圈部42通電，通過保持制動器30保持固定電動機28的旋轉軸41，固定內杆部23。由此，直動連杆裝置1不會由於自重而從動伸縮地保持靜止狀態的姿勢。
另外，在本實施方式2中，可以設置能夠進行保持制動器30的動作、電動機28的停止的外部開關。由此，雙足步行機器人101的操作者，在操作中察覺到危險的情況下，能夠迅速地停止雙足步行機器人101的動作，同時，由於雙足步行機器人101能夠保持姿勢，因此在緊急停止時，不會發生由於翻倒而引起的雙足步行機器人101自身的破損和由於翻倒而引起的事故，穩定性及安全性優異。
由於本實施方式2的雙足步行機器人如上述地構成，因此具有如下的作用。
(1)在雙足步行機器人101的靜止狀態、即姿勢固定的狀態下，由於通過保持制動器30能夠保持固定電動機28的旋轉軸41，因此可以不使內杆部23由於自重而從動地保持靜止狀態的姿勢，同時，能夠減少向電動機28施加的負載。
(2)在雙足步行機器人101的靜止狀態、即姿勢固定狀態下，由於能夠停止向電動機28供給電力，因此能夠減少電動機28的消耗能量，通過所搭載的電池111的一次更換或者充電而能夠動作的動作時間變長，能夠提高雙足步行機器人101的工作效率。
(3)即使在由於設備的故障等而導致電動機28在動作中意外停止的情況下，雙足步行機器人101也能夠保持姿勢，因此，不會發生由於翻倒而引起的雙足步行機器人101自身的破損和由於翻倒而引起的事故，穩定性及安全性優異。
(4)在雙足步行機器人101的輸送時、待機時，由於能夠不驅動電動機28地保持姿勢，因此能夠減輕向電動機28施加的負載轉矩，並能夠抑制電動機28的電力消耗。
(5)由於腳部由平行連杆機構形成，因此右足部103及左足部104的輸出較大，能夠經受較大的負載，能夠輸送重物、且實用性優異，所述平行連杆機構在各個基座部102和右足部103、左足部104之間並列地配置有多個直動連杆裝置1。
(6)由於雙足步行機器人101的左右的腳部分別由平行連杆機構形成，該平行連杆機構在各個基座部102和右足部103、左足部104之間並列地配置有多個直動連杆裝置1，因此能夠經受較大的負載，能夠輸送重物、且實用性優異，同時，由於在雙足步行機器人101的腳部的動作中不需要上半身的補償動作，因此能夠搭載或者組裝重量大的上半身，設計自由度優異。
(7)由於由步行動作中的直動連杆裝置1的可動變位的誤差引起的右足部103或者左足部104的位置誤差平均化，因此能夠進行高精度的動作，同時，由於在檢測直動連杆裝置1的變位的旋轉編碼器31中不需要較高的解析度，因此生產性優異。
(8)由於向各個直動連杆裝置1僅施加拉伸力及壓縮力，而不施加彎矩，因此強度及剛性優異，同時材料、形狀的選擇的範圍較寬，設計上的自由度優異。另外，由於利用使用外螺紋軸部34和內螺紋螺母部35的進給螺紋機構使內杆部23滑動，因此控制容易且強度及剛性優異。
(9)由於能夠使用同一結構的裝置作為多個直動連杆裝置1，因此製造時的經濟性及生產性優異，同時能夠提高維護性。
(10)由於直動連杆裝置1兩個為一組配置成V字形狀，並且在右足部及左足部上分別至少配置三組、且配置成俯視三角形狀，因此雙足步行機器人的左右的腳部分別由斯特瓦爾特(Stewart)平臺構成，穩定性及強度優異。
如上所述，根據本發明的直動連杆裝置及具有其的雙足步行機器人，具有如下的有利的效果。
根據技術方案1所記載的發明，(1)由於在通過直動連杆裝置支承重物的狀態下，即使在停止促動器的情況下，也可以通過保持制動器保持固定可動部，因此可以提供可動部不會由於重物的重量而從動、能夠保持支承狀態的直動連杆裝置。
(2)由於在通過直動連杆裝置支承重物的狀態下能夠停止促動器，因此可以提供能夠減輕向促動器施加的負載、同時能夠抑制促動器的運轉能量的消耗的直動連杆裝置。
根據技術方案2所記載的發明，在技術方案1的效果的基礎上，(1)由於在通過直動連杆裝置支承重物的狀態下，即使在由於設備的故障等而引起電動機意外停止的情況下，也能夠通過利用保持制動器保持固定可動部而保持支承狀態，因此可以提供穩定性及安全性優異的直動連杆裝置。
根據技術方案3所記載的發明，在技術方案2的效果的基礎上，(1)由於可以通過保持制動器制動旋轉軸的旋轉並固定內杆部，因此可以提供在通過直動連杆裝置保持重物的狀態下能夠停止電動機、並能夠保持支承狀態的直動連杆裝置。
(2)由於在通過直動連杆裝置保持重物的狀態下，在靜止的情況下，能夠通過保持制動器保持靜止狀態並停止電動機，因此，可以提供能夠減輕向電動機施加的負載轉矩並可以抑制電動機的消耗電力的直動連杆裝置。
根據技術方案4所記載的發明，(1)由於在雙足步行機器人的靜止狀態、即姿勢固定狀態下，能夠通過保持制動器保持固定促動器的可動部，因此可以提供如下的雙足步行機器人，即，可以不使促動器的可動部由於機器人的自重等而從動地保持靜止狀態的姿勢，同時，能夠減輕向促動器施加的負載。
(2)由於在雙足步行機器人的靜止狀態、即姿勢固定狀態下，能夠停止向促動器供給運轉能量，因此可以提供如下的雙足步行機器人，即，能夠減少促動器的消耗能量，例如，在通過搭載的電池向電促動器供給電力的情況下，通過一次電池的更換或者充電而能夠動作的工作時間變長，能夠提高雙足步行機器人的運轉效率。
(3)由於即使在因設備的故障等而引起促動器在工作中意外停止的情況下，雙足步行機器人也能夠保持姿勢，因此可以提供不會發生由於翻倒而引起的雙足步行機器人自身的破損和由於翻倒而引起的事故、穩定性及安全性優異的雙足步行機器人。
(4)由於在雙足步行機器人的輸送時和待機時，能夠不驅動促動器地保持姿勢，因此可以提供能夠減少向促動器施加的負載轉矩、同時可以抑制促動器的運轉能量的消耗的雙足步行機器人。
根據技術方案5所述的發明，在技術方案4的效果的基礎上，(1)由於左右的腳部所使用的各個平行連杆機構部，以兩根連杆為一組並配置成V字形狀，並通過將其配置三組的斯特瓦爾特(Stewart)平臺構成，因此能夠提供穩定性及剛性優異並且能使動作控制簡單化的雙足步行機器人。
權利要求
1.一種直動連杆裝置，具有促動器，通過上述促動器的驅動能夠在長度方向上自由伸縮，其特徵在於，還具有保持固定上述促動器的可動部的保持制動器。
2.如權利要求1所述的直動連杆裝置，其特徵在於，上述保持制動器，在上述促動器停止時，保持固定上述促動器的上述可動部。
3.如權利要求1或者2所述的直動連杆裝置，其特徵在於，具有作為上述促動器的電動機；固定在上述電動機的旋轉軸上、並設置在上述直動連杆裝置的長度方向上的長棒狀的外螺紋軸部；與上述外螺紋軸部螺合的內螺紋螺母部；固定在上述內螺紋螺母部上、並通過上述電動機的驅動而在上述直動連杆裝置的長度方向上滑動的內杆部；保持固定上述電動機的上述旋轉軸的保持制動器。
4.一種雙足步行機器人，其特徵在於，具有基座部；右足部及左足部；分別設置在上述基座部和上述右足部及上述左足部上的多個從動聯軸節；平行連杆機構部，該平行連杆機構部分別配設在設置於上述基座部的上述從動聯軸節和設置於上述右足部的上述從動聯軸節之間，及設置於上述基座部的上述從動聯軸節和設置於上述左足部的上述從動聯軸節之間；作為上述平行連杆機構部的連杆的、權利要求1至3中的任何一項所述的直動連杆裝置。
5.如權利要求4所述的雙足步行機器人，其特徵在於，具有在上述基座部和上述右足部之間、及在上述基座部和上述左足部之間設置的各三組的上述平行連杆機構部。
全文摘要
本發明的目的是提供一種直動連杆裝置及具有該直動連杆裝置的雙足步行機器人，該直動連杆裝置由於在促動器停止時能夠通過保持制動器進行保持固定，以不使直動連杆裝置伸縮，因此能夠減輕向促動器施加的負載，同時能夠抑制電力消耗。本發明的直動連杆裝置(1)，具有促動器(28)，通過上述促動器(28)的驅動能夠在長度方向上自由伸縮，還具有保持固定上述促動器(28)的可動部(41)的保持制動器。另外，本發明的雙足步行機器人，具有直動連杆裝置(1)，該直動連杆裝置(1)具有保持固定促動器(28)的可動部(41)的保持制動器(30)。
文檔編號B25J19/00GK1819900SQ03826958
公開日2006年8月16日 申請日期2003年9月12日 優先權日2003年9月12日
發明者高西淳夫, 井野重秋, 高本陽一, 馬場勝之 申請人:提姆查克股份有限公司, 高西淳夫