特許 6472642 可動部を有する装置、及び可動部を有する自律型ロボット装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6472642

(24)【登録日】2019年2月1日

(45)【発行日】2019年2月20日

(54)【発明の名称】可動部を有する装置、及び可動部を有する自律型ロボット装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 21/50 20060101AFI20190207BHJP

   B25J 11/00 20060101ALI20190207BHJP

【ＦＩ】

   F16H21/50

   B25J11/00 D

【請求項の数】6

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2014-236760(P2014-236760)

(22)【出願日】2014年11月21日

(65)【公開番号】特開2016-98913(P2016-98913A)

(43)【公開日】2016年5月30日

【審査請求日】2017年11月14日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２６年 ５月２４日発行 ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１４予稿集（ＣＤ−ＲＯＭ）において公開 平成２６年 ５月２４日発行 ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１４予稿集（ＣＤ−ＲＯＭ）において公開 平成２６年 ８月 ８日 身体性認知科学と実世界応用に関する若手研究会において公開 平成２６年 ８月２０日 大阪大学ヒューマンウエアイノベーション博士課程プログラム（ＯＵ−ＨＷＩＰ）と沖縄科学技術大学院大学（ＯＩＳＴ）との交流会において公開 平成２６年 ９月１４日 ＩＥＥＥ／ＲＳＪ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒｏｂｏｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ２０１４ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ：Ｆｒｏｍ Ａｃｔｉｖｅ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｔｏ Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｌｉａｎｔ ａｎｄ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ：Ｐｒｏｓ，Ｃｏｎｓ ａｎｄ Ｔｒａｄｅ−ｏｆｆｓにおいて公開 平成２６年１０月 ３日 大阪大学ヒューマンウエアイノベーション博士課程プログラム（ＯＵ−ＨＷＩＰ）における融合研究プロジェクトの紹介において公開 平成２６年１０月 ３日 大阪大学ヒューマンウエアイノベーション博士課程プログラム（ＯＵ−ＨＷＩＰ）における融合研究プロジェクトの紹介において公開

(73)【特許権者】

【識別番号】301022471

【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柏岡 秀紀

(72)【発明者】

【氏名】仲田 佳弘

(72)【発明者】

【氏名】浦井 健次

(72)【発明者】

【氏名】笠 秀行

(72)【発明者】

【氏名】中村 泰

(72)【発明者】

【氏名】石黒 浩

【審査官】 高橋 祐介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０３８３６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ２１／５０

Ｂ２５Ｊ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の可動部と、第２の可動部と、
前記第１の可動部を駆動する第１の流体圧アクチュエータを含む第１の駆動部と、
前記第２の可動部を駆動する第２の流体圧アクチュエータを含む第２の駆動部と、
前記第１の流体圧アクチュエータと前記第２の流体圧アクチュエータとの間で流体を連通させる流路と、
前記流路における前記流体の連通状態を変化させる調整器とを備え、
前記第１の駆動部は、前記第１の流体圧アクチュエータに接続される第１の部材と中間部材とを含み、
前記第２の駆動部は、前記第２の流体圧アクチュエータに接続される前記中間部材と第２の部材とを含み、
前記中間部材は、前記第１の部材と前記第２の部材の間に配置され、前記第１の可動部と前記第２の可動部に接続され、
前記流路は、前記中間部材が前記第１の流体圧アクチュエータにより前記第１の部材側から押される第１の動作と、前記中間部材が前記第２の流体圧アクチュエータにより前記第２の部材側に引かれる第２の動作とが連動されるように前記第１の流体圧アクチュエータと前記第２の流体圧アクチュエータに接続された、装置。

【請求項2】

前記調整器は、前記第１の流体圧アクチュエータと前記第２の流体圧アクチュエータに前記流体を流入させることを共通のバルブで調整して、前記第１の動作と前記第２の動作を連動させる、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第１の可動部と前記第２の可動部とは、機械的に直列に接続されている、請求項１または請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記第１の可動部は、第１の可動ジョイントを含み、
前記第２の可動部は、第２の可動ジョイントを含み、
前記第１の可動ジョイントは、前記第１の部材と前記中間部材との間に配置され、
前記第２の可動ジョイントは、前記第２の部材と前記中間部材との間に配置される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置。

【請求項5】

前記第１の部材と前記中間部材とが配置される方向と交差する方向において、前記中間部材は前記第１の部材よりも小さなサイズを有し、
前記第２の部材と前記中間部材とが配置される方向と交差する方向において、前記中間部材は前記第２の部材よりも小さなサイズを有する、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

第１の可動部と、第２の可動部と、
前記第１の可動部を駆動する第１の流体圧アクチュエータを含む第１の駆動部と、
前記第２の可動部を駆動する第２の流体圧アクチュエータを含む第２の駆動部と、
前記第１の流体圧アクチュエータと前記第２の流体圧アクチュエータとの間で流体を連通させる流路とを備える、自律型ロボット装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの可動部を有する装置、及び可動部を有する自律型ロボット装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの可動部を有する装置が知られている（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２３１０８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載された装置の可動部は、人間、動物、昆虫などが有する多様な応答を実現することが困難であるという問題がある。より具体的には、特許文献１に記載された装置の可動部は、例えば、可動部の可動域が狭いという問題や、可動部が外力に対して柔軟に応答することが困難であるという問題などを有している。

【0005】

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置及び自律型ロボット装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の装置は、第１の可動部と、第２の可動部と、第１の可動部を駆動する第１の流体圧アクチュエータを含む第１の駆動部と、第２の可動部を駆動する第２の流体圧アクチュエータを含む第２の駆動部と、第１の流体圧アクチュエータと第２の流体圧アクチュエータとの間で流体を連通させるための流路と、流路における流体の連通状態を変化させる調整器とを備えている。

【0007】

本発明の自律型ロボット装置は、第１の可動部と、第２の可動部と、第１の可動部を駆動する第１の流体圧アクチュエータを含む第１の駆動部と、第２の可動部を駆動する第２の流体圧アクチュエータを含む第２の駆動部と、第１の流体圧アクチュエータと前記第２の流体圧アクチュエータとの間で流体を連通させるための流路とを備えている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、従来の可動部を備えた装置よりも、多様な応答を実現することが可能な、可動部を備える装置、及び可動部を備える自律型ロボット装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１に係る装置の概略斜視図である。

【図2】（Ａ）は、本発明の実施の形態１に係る装置の、図１に示す断面線ＩＩＡ−ＩＩＡにおける概略断面図である。（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る装置の、図１に示す断面線ＩＩＢ−ＩＩＢにおける概略断面図である。（Ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る装置の、図１に示す断面線ＩＩＣ−ＩＩＣにおける概略断面図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る装置の、図１に示す断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける概略断面図である。

【図4】（Ａ）は、本発明の実施の形態１に係る装置の、模式的側面図である。（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る装置において、第１の部材に対して第２の部材がある方向に傾いた状態を示す模式的側面図である。（Ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る装置において、第１の部材に対して第２の部材が別の方向に傾いた状態を示す模式的側面図である。

【図5】（Ａ）は、本発明の実施の形態１に係る装置の模式的斜視図である。（Ｂ）から（Ｉ）は、それぞれ、本発明の実施の形態１の各種の変形例に係る装置の、模式的斜視図である。

【図6】本発明の実施の形態１及びその変形例に係る装置の可動域を示すグラフである。

【図7】本発明の実施の形態１及びその変形例に係る装置の出力を示すグラフである。

【図8】（Ａ）は、本発明の実施の形態２に係る装置の、模式的側面図である。（Ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る装置において、第１の部材に対して第２の部材が傾いた状態を示す模式的側面図である。（Ｃ）は、本発明の実施の形態２に係る装置において、中間部材に対して第１の部材及び第２の部材が同じ方向に傾いた状態を示す模式的側面図である。

【図9】本発明の実施の形態２の変形例に係る流路及びバルブの配置の模式図である。

【図10】本発明の実施の形態３に係る装置の、模式的側面図である。

【図11】本発明の実施の形態４に係る装置の、模式的側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１から図４（Ｃ）を参照して、本実施の形態の装置１は、二重関節機構を備えている。二重関節機構とは、２つの関節（可動部）の間の距離を短くするとともに、２つの関節（可動部）を連動して動かすことによって、この２つの関節（可動部）をあたかも１つの関節（可動部）とみなすことができる関節機構（可動機構）を意味する。本実施の形態の可動部を有する装置１は、人間の肩のように可動域の広い二重関節機構を備えている。

【0011】

図１から図４（Ｃ）を参照して、本実施の形態の可動部を有する装置１は、第１の可動部１０と、第２の可動部２０と、第１の駆動部３０と、第２の駆動部５０と、流路６２、６３、７２、７３、バルブ６１ａ、７１ａとを備えている。なお、図１から図３では、流路６２、６３、７２、７３、バルブ６１ａ、７１ａが省略されている。

【0012】

第１の可動部１０は、第１のリンク部材１１と、第２のリンク部材１２と、第１の可動ジョイント１３とを有している。

【0013】

第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とは、中空の管状部材であってもよいし、中実の棒状部材であってもよい。本実施の形態では、第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とは、中空の管状部材である。そのため、第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とを軽量化することができる。第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とは、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。本実施の形態では、第１のリンク部材１１及び第２のリンク部材１２として、金属が用いられている。

【0014】

第１のリンク部材１１と第２のリンク部材１２とは、互いに動くことができるように、第１の可動ジョイント１３を介して機械的に接続されている。第１の可動ジョイント１３として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。本実施の形態では、第１の可動ジョイント１３として、ボールジョイントが用いられている。第１のリンク部材１１の一方の端部に設けられたけ受け部１１ａに、第２のリンク部材１２に一方の端部に設けられたボール部１２ａを収容することによって、ボールジョイントである本実施の形態の第１の可動ジョイント１３が構成されている。

【0015】

第２の可動部２０は、第３のリンク部材２１と、第４のリンク部材２２と、第２の可動ジョイント２３とを有している。

【0016】

第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とは、中空の管状部材であってもよいし、中実の棒状部材であってもよい。本実施の形態では、第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とは、中空の管状部材である。そのため、第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とを軽量化することができる。第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とは、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。本実施の形態では、第３のリンク部材２１及び第４のリンク部材２２として、金属が用いられている。本実施の形態では、第２のリンク部材１２と第３のリンク部材２１とは別の部材であるが、第２のリンク部材１２と第３のリンク部材２１とは、一本のリンク部材から構成されていてもよい。

【0017】

第３のリンク部材２１と第４のリンク部材２２とは、互いに動くことができるように、第２の可動ジョイント２３を介して機械的に接続されている。第２の可動ジョイント２３として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。本実施の形態では、第２の可動ジョイント２３として、ボールジョイントが用いられている。第３のリンク部材２１の一方の端部に設けられた受け部２１ａに、第４のリンク部材２２に一方の端部に設けられたボール部２２ａを収容することによって、ボールジョイントである本実施の形態の第２の可動ジョイント２３が構成されている。

【0018】

第１の駆動部３０は、第１の部材３１と、中間部材４０と、第１の部材３１と中間部材４０とを機械的に接続する流体圧アクチュエータ３２、３３、３４とを備えている。

【0019】

第１の部材３１は、板状部材から構成されていてもよい。本実施の形態では、第１の部材３１は、最も大きな面積を有する表面が正六角形を有する板状部材から構成されている。第１の部材３１は、側面３１ａ−３１ｆを有している。第１の部材３１は、正六角形を有する表面がｚ軸に交差する、より特定的には、ｚ軸に直交するように配置される。また、第１の部材３１は、側面３１ａと側面３１ａと反対側の側面３１ｄとがｘ軸に交差する、より特定的には、ｘ軸に直交するように配置されている。第１の部材３１は、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。

【0020】

中間部材４０は、板状部材から構成されていてもよい。本実施の形態では、中間部材４０は、最も大きな面積を有する表面が正六角形を有する板状部材から構成されている。中間部材４０は、側面４０ａ−４０ｆを有している。中間部材４０は、正六角形を有する表面がｚ軸に交差する、より特定的には、ｚ軸に直交するように配置される。また、中間部材４０は、側面４０ａと側面４０ａと反対側の側面４０ｄとがｘ軸に交差する、より特定的には、ｘ軸に直交するように配置されている。中間部材４０の側面４０ａ−４０ｆには、それぞれ、ボール部材４１ａ−４１ｆが取り付けられている。中間部材４０は、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。

【0021】

本実施の形態では、第１のリンク部材１１は、第１の部材３１を貫通するとともに、第１の部材３１に固定されている。第２のリンク部材１２は中間部材４０に固定されている。本実施の形態では、第１の部材３１と中間部材４０とは、ｚ軸に沿って配置されている。第１の部材３１と中間部材４０とが配置される方向（ｚ軸方向）に対して交差する方向（ｘ軸方向）における、第１の部材３１のサイズＤ_１は、中間部材４０のサイズＤ_Ｍの２倍である（図３を参照）。本実施の形態では、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における第１の部材３１の中心との距離Ｌ_１１は、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ_１２の２倍である（図３を参照）。

【0022】

流体圧アクチュエータ３２は、シリンダ本体３２ａと、ピストン３２ｂと、流通口３２ｃ、３２ｄとを有している（図３、４を参照）。ピストン３２ｂは、シリンダ本体３２ａに対して移動可能に構成されている。ピストン３２ｂの一方の端部によって、シリンダ本体３２ａの内部の空間は、第１の室３２ｅと第２の室３２ｆとに分割される。第１の室３２ｅとシリンダ本体３２ａの外部との間で流体を連通させるために、シリンダ本体３２ａに流通口３２ｃが設けられている。第２の室３２ｆとシリンダ本体３２ａの外部との間で流体を連通させるために、シリンダ本体３２ａに流通口３２ｄが設けられている。

【0023】

本実施の形態では、流体圧アクチュエータ３３、３４も、流体圧アクチュエータ３２と同じ構成を有している。流体圧アクチュエータ３３は、シリンダ本体３３ａと、ピストン３３ｂと、流通口３３ｃ、３３ｄとを有している。ピストン３３ｂの一方の端部によって、シリンダ本体３３ａの内部の空間が、第１の室３３ｅと第２の室３３ｆとに分割される。シリンダ本体３３ａには、第１の室３３ｅに対応して流通口３３ｃが設けられ、第２の室３３ｆに対応して流通口３３ｄが設けられている。流体圧アクチュエータ３４は、シリンダ本体３４ａと、ピストン３４ｂと、流通口３４ｃ、３４ｄとを有している。ピストン３４ｂの一方の端部によって、シリンダ本体３４ａの内部の空間が、第１の室３４ｅと第２の室３４ｆとに分割される。シリンダ本体３４ａには、第１の室３４ｅに対応して流通口３４ｃが設けられ、第２の室３４ｆに対応して流通口３４ｄが設けられている。

【0024】

流体圧アクチュエータ３２のシリンダ本体３２ａは、ユニバーサルジョイント３２ｕを介して、第１の部材３１の側面３１ａに取り付けられている。同様に、流体圧アクチュエータ３３、３４は、それぞれ、ユニバーサルジョイント３３ｕ、３４ｕを介して、第１の部材３１の側面３１ｃ、３１ｅに取り付けられている。ユニバーサルジョイント３２ｕ、３３ｕ、３４ｕに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。

【0025】

流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂの他方の端部には、受け部３２ｇが設けられている。受け部３２ｇに、中間部材４０の側面４０ａに設けられたボール部４１ａを収容することによって、ボールジョイント４２ａが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ３２は、ボールジョイント４２ａを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。流体圧アクチュエータ３３のピストン３３ｂの他方の端部には、受け部３３ｇが設けられている。受け部３３ｇに、中間部材４０の側面４０ｃに設けられたボール部４１ｃを収容することによって、ボールジョイント４２ｃが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ３３は、ボールジョイント４２ｃを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。流体圧アクチュエータ３４のピストン３４ｂの他方の端部には、受け部３４ｇが設けられている。受け部３４ｇに、中間部材４０の側面４０ｅに設けられたボール部４１ｅを収容することによって、ボールジョイント４２ｅが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ３４は、ボールジョイント４２ｅを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。ボールジョイント４２ａ、４２ｃ、４２ｅに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。

【0026】

第２の駆動部５０は、第２の部材５１と、中間部材４０と、第２の部材５１と中間部材４０とを機械的に接続する流体圧アクチュエータ５２、５３、５４とを備えている。

【0027】

第２の部材５１は、板状部材から構成されていてもよい。本実施の形態では、第２の部材５１は、最も大きな面積を有する表面が正六角形を有する板状部材から構成されている。第２の部材５１は、側面５１ａ−５１ｆを有している。第２の部材５１は、正六角形を有する表面がｚ軸に交差する、より特定的には、ｚ軸に直交するように配置される。また、第２の部材５１は、側面５１ａと側面５１ａと反対側の側面５１ｄとがｘ軸に交差する、より特定的には、ｘ軸に直交するように配置されている。第２の部材５１は、金属や硬質プラスチック等、ある程度の剛性を備えるものであれば、どのような材料を用いてもよい。

【0028】

本実施の形態では、第４のリンク部材２２は、第２の部材５１を貫通するとともに、第２の部材５１に固定されている。第３のリンク部材２１は中間部材４０に固定されている。本実施の形態では、第２の部材５１と中間部材４０とは、ｚ軸に沿って配置されている。第２の部材５１と中間部材４０とが配置される方向（ｚ軸方向）に対して交差する方向（ｘ軸方向）における、第２の部材５１のサイズＤ_２は、中間部材４０のサイズＤ_Ｍの２倍である（図３を参照）。第２の部材５１のサイズＤ_２は、第１の部材３１のサイズＤ_１と同じである。本実施の形態では、ｚ方向における第２の可動ジョイント２３の中心とｚ方向における第２の部材５１の中心との距離Ｌ_２１は、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ_２２の２倍である（図３を参照）。ｚ方向における第２の可動ジョイント２３の中心とｚ方向における第２の部材５１の中心との距離Ｌ_２１は、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における第１の部材３１の中心との距離Ｌ_１１と同じである。ｚ方向における第２の可動ジョイント２３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ_２２は、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ_１２と同じである。

【0029】

本実施の形態では、第２のリンク部材１２、中間部材４０、及び第３のリンク部材２１を介して、第１の可動ジョイント１３は、第２の可動ジョイント２３と機械的に直列に接続されている。そのため、第１の可動ジョイント１３を有する第１の可動部１０と、第２の可動ジョイント２３を有する第２の可動部２０とは、互いに機械的に直列に接続されている。

【0030】

流体圧アクチュエータ５２は、シリンダ本体５２ａと、ピストン５２ｂと、流通口５２ｃ、５２ｄとを有している（図３、４を参照）。ピストン５２ｂは、シリンダ本体５２ａに対して移動可能に構成されている。ピストン５２ｂの一方の端部によって、シリンダ本体５２ａの内部の空間が、第１の室５２ｅと第２の室５２ｆとに分割される。第１の室５２ｅとシリンダ本体５２ａの外部との間で流体を連通させるために、シリンダ本体５２ａに流通口５２ｃが設けられている。第２の室５２ｆとシリンダ本体５２ａの外部との間で流体を連通させるために、シリンダ本体５２ａに流通口５２ｄが設けられている。

【0031】

本実施の形態では、流体圧アクチュエータ５３、５４も、流体圧アクチュエータ３２と同じ構成を有している。流体圧アクチュエータ５３は、シリンダ本体５３ａと、ピストン５３ｂと、流通口５３ｃ、５３ｄとを有している。ピストン５３ｂの一方の端部によって、シリンダ本体５３ａの内部の空間が、第１の室５３ｅと第２の室５３ｆとに分割される。シリンダ本体５３ａには、第１の室５３ｅに対応して流通口５３ｃが設けられ、第２の室５３ｆに対応して流通口５３ｄが設けられている。流体圧アクチュエータ５４は、シリンダ本体５４ａと、ピストン５４ｂと、流通口５４ｃ、５４ｄとを有している。ピストン５４ｂの一方の端部によって、シリンダ本体５４ａの内部の空間が、第１の室５４ｅと第２の室５４ｆとに分割される。シリンダ本体５４ａには、第１の室５４ｅに対応して流通口５４ｃが設けられ、第２の室５４ｆに対応して流通口５４ｄが設けられている。

【0032】

流体圧アクチュエータ５２のシリンダ本体５２ａは、ユニバーサルジョイント５２ｕを介して、第２の部材５１の側面５１ｄに取り付けられている。同様に、流体圧アクチュエータ５３、５４は、それぞれ、ユニバーサルジョイント５３ｕ、５４ｕを介して、第２の部材５１の側面５１ｆ、５１ｂに取り付けられている。このため、流体圧アクチュエータ５２、５３、５４は、それぞれ、流体圧アクチュエータ３２、３３、３４に対向するように配置される。ユニバーサルジョイント５２ｕ、５３ｕ、５４ｕに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。

【0033】

流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂの他方の端部には、受け部５２ｇが設けられている。受け部５２ｇに、中間部材４０の側面４０ｄに設けられたボール部４１ｄを収容することによって、ボールジョイント４２ｄが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ５２は、ボールジョイント４２ｄを介して、中間部材４０の側面４０ｄに機械的に接続されている。流体圧アクチュエータ５３のピストン５３ｂの他方の端部には、受け部５３ｇが設けられている。受け部５３ｇに、中間部材４０の側面４０ｆに設けられたボール部４１ｆを収容することによって、ボールジョイント４２ｆが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ５３は、ボールジョイント４２ｆを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。流体圧アクチュエータ５４のピストン５４ｂの他方の端部には、受け部５４ｇが設けられている。受け部５４ｇに、中間部材４０の側面４０ｂに設けられたボール部４１ｂを収容することによって、ボールジョイント４２ｂが構成されている。このため、流体圧アクチュエータ５４は、ボールジョイント４２ｂを介して、中間部材４０に機械的に接続されている。なお、図３では、簡略化のため、流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４を図示していない。ボールジョイント４２ｂ、４２ｄ、４２ｆに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。

【0034】

図４に示すように、本実施の形態の可動部を有する装置１は、ポンプ６１と、流路６２、６３、７２、７３と、バルブ６１ａ、７１ａとをさらに備えている。なお、図１から図３では、ポンプ６１と、流路６２、６３、７２、７３と、バルブ６１ａ、７１ａは省略されている。

【0035】

流路６２は、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｄとを接続する。流路６２を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２とは流体連通している。流路６３は、流路６２と流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｃとを接続する。流路６２及び流路６３を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ５２とは流体連通している。そのため、ポンプ６１によって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、流体圧力を印加することができる。また、流路６２及び流路６３を介して、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ５２とは流体連通している。より特定的には、流路６２及び流路６３を介して、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとは流体連通している。そのため、バルブ６１ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから、流体圧力を除去することができる。

【0036】

流路６２と流路６３との合流点とポンプ６１との間の流路６２に、バルブ６１ａが設けられている。バルブ６１ａは、流路６２における流体の連通状態を変化させる。バルブ６１ａは、例えば、流路６２を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路６２を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路６２を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ６１ａは、例えば、流路６２を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路６２を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路６２を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ６１ａは流路６２に設けられなくてもよい。

【0037】

流路７２は、流路６２と流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｃとを接続する。流路６２、７２を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２とは流体連通している。流路７３は、流路７２と流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｄとを接続する。流路６２、７２、７３を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ５２とは流体連通している。そのため、ポンプ６１によって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとに、流体圧力を印加することができる。また、流路７２、７３を介して、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ５２とは流体連通している。より特定的には、流路７２、７３を介して、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとは流体連通している。そのため、バルブ７１ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとから、流体圧力を除去することができる。

【0038】

流路６２と流路７２との合流点と流路７２と流路７３との合流点との間の流路７２に、バルブ７１ａが設けられている。バルブ７１ａは、流路７２における流体の連通状態を変化させる。バルブ７１ａは、例えば、流路７２を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路７２を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路７２を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ７１ａは、例えば、流路７２を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路７２を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路７２を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ７１ａは流路７２に設けられなくてもよい。

【0039】

本実施の形態の流体として、空気などの圧縮性流体、オイルなどの非圧縮性流体が用いられ得る。本実施の形態では、流体として空気が用いられている。

【0040】

流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４のそれぞれも、別の流路を介して、別のポンプに接続されている。また、別の流路には別のバルブが設けられていてもよい。図４（Ａ）から（Ｃ）では、流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４、別の流路、別のポンプ、及び別のバルブは省略されている。

【0041】

図４（Ａ）から（Ｃ）を参照して、本実施の形態の装置１の動作、作用及び効果を説明する。

【0042】

図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１のバルブ６１ａを開き、ポンプ６１から高圧の流体を流路６２及び流路６３に注入して、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆに印加される流体圧力によって、ピストン３２ｂはシリンダ本体３２ａの流通口３２ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ３２は伸長する。流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン５２ｂはシリンダ本体５２ａの流通口５２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ５２は収縮する。その結果、本実施の形態の装置１では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされて、図４（Ｂ）に示されるように、第２のリンク部材１２が第１のリンク部材１１に対して左側（−ｘ方向）に曲がり、第４のリンク部材２２が第３のリンク部材２１に対して左側（−ｘ方向）に曲がる。

【0043】

図４（Ｂ）に示される本実施の形態の装置１において、流路６２を周囲に解放する状態にバルブ６１ａを切り換える。バルブ６１ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから流体を排出する。この流体の排出によって、図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１に戻すことができる。

【0044】

図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１のバルブ７１ａを開き、ポンプ６１から高圧の流体を流路７２及び流路７３に注入して、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン３２ｂは流体圧アクチュエータ３２のシリンダ本体３２ａの流通口３２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ３２は収縮する。流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆに印加される流体圧力によって、ピストン５２ｂはシリンダ本体５２ａの５２ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ５２は伸長する。その結果、本実施の形態の装置１では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされて、図４（Ｃ）に示されるように、第２のリンク部材１２が第１のリンク部材１１に対して右側（＋ｘ方向）に曲が、第４のリンク部材２２が第３のリンク部材２１に対して右側（＋ｘ方向）に曲がる。

【0045】

図４（Ｃ）に示される本実施の形態の装置１において、流路７２を周囲に解放する状態にバルブ７１ａを切り換える。バルブ７１ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとから流体を排出する。この流体の排出によって、図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１に戻すことができる。

【0046】

図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１の流体圧アクチュエータ３２、３３、３４、５２、５３、５４を順次駆動することによって、第１のリンク部材１１に対して第４のリンク部材２２を、ｚ軸まわりに回転させることもできる。

【0047】

本実施の形態の装置１では、第２の可動ジョイント２３を第１の可動ジョイント１３の近くに配置して、第２の可動部２０を第１の可動部１０の近くに配置している。また、本実施の形態の装置１では、流路６２、６３、７２、７３を介して、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ５２とが流体連通しているため、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされている。そのため、本実施の形態の装置１は、第１の可動部１０と第２の可動部２０とあたかも１つの関節（可動部）とみなすことができる二重関節機構を備えている。本実施の形態の装置１は、第１の可動ジョイント１３の可動域と、第２の可動ジョイント２３の可動域とが加算された可動域を有している。そのため、二重関節機構を備える本実施の形態の装置１は、人間の肩関節と同様の広い可動域を実現することができる（図６（Ｃ）を参照。）。二重関節機構を備える本実施の形態の装置１は、自律型ロボット装置の肩関節に適用することができる。

【0048】

また、例えば、図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１において、バルブ６１ａを開いて、流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂと流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂとを駆動する際、バルブ７１ａを開いて、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅの流体圧力と流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆの流体圧力とを適宜調節してもよい。流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂは、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅの流体圧力と第２の室３２ｆの流体圧力とが釣り合うところで停止する。流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂは、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅの流体圧力と第２の室５２ｆの流体圧力とが釣り合うところで停止する。そのため、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅの流体圧力と流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆの流体圧力に応じて、流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂの移動量と流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂの移動量とを変えることができる。その結果、流体圧アクチュエータ３２の伸長の程度、及び流体圧アクチュエータ５２の収縮の程度を変えることができ、本実施の形態の装置１の第１の可動部１０及び第２の可動部２０のそれぞれの角度（曲がりの程度）を変えることができる。

【0049】

また、例えば、図４（Ａ）に示される本実施の形態の装置１において、バルブ６１ａ、バルブ７１ａの開度を変化させると、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅ、第２の室３２ｆ、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅ、第２の室５２ｆへの流体の注入速度及び排出速度を変えることができる。流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅ、第２の室３２ｆ、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅ、第２の室５２ｆへの流体の注入速度及び排出速度が変化すると、流体圧アクチュエータ３２のピストン３２ｂの移動速度及び流体圧アクチュエータ５２のピストン５２ｂの移動速度が変化する。そのため、バルブ６１ａ、７１ａの開度を変化させることにより、本実施の形態の装置１の第１の可動部１０及び第２の可動部２０の移動速度を変化させることができる。

【0050】

上記のとおり、本実施の形態の装置１では、可動部の可動域を拡げるように構成することができる。本実施の形態の装置１では、可動部の角度（曲がりの程度）を変化させることができる。本実施の形態の装置１では、可動部の動き方を様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の装置１では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。また、本実施の形態の装置１を自律型ロボット装置の肩関節機構などの関節機構に適用することにより、多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。

【0051】

本実施の形態の装置１では、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ５２とが流体連通している。そのため、第１の可動部１０と第２の可動部２０とを連動して駆動するために必要なバルブの数を減少させることができる。複数の流体圧アクチュエータの各々にバルブが設けられた装置と比べて、本実施の形態では、装置１の構成、及びバルブを制御する制御システムを簡素化できる。

【0052】

次に、図５から図７を参照して、本実施の形態の装置１の変形例について説明する。
この変形例に係る装置では、中間部材４０のサイズＤ_Ｍに対する、第１の部材３１のサイズＤ_１または第２の部材５１のサイズＤ_２の比Ｒ_Ｄ（Ｒ_Ｄ＝Ｄ_１／Ｄ_Ｍ＝Ｄ_２／Ｄ_Ｍ）と、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ_１２（またはｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における中間部材４０の中心との距離Ｌ_２２）に対する、ｚ方向における第１の可動ジョイント１３の中心とｚ方向における第１の部材３１の中心との距離Ｌ_１１（またはｚ方向における第２の可動ジョイント２３の中心とｚ方向における第２の部材５１の中心との距離Ｌ_２１）の比Ｒ_Ｌ（Ｒ_Ｌ＝Ｌ_１１／Ｌ_１２＝Ｌ_２２／Ｌ_２１）とが、本実施の形態の装置１とは異なる。

【0053】

実施の形態１に係る装置１では、Ｄ_１及びＤ_２はいずれもＤ_Ｍの２倍である。実施の形態１に係る装置１では、Ｌ_１１はＬ_１２の２倍であり、Ｌ_２２はＬ_２１の２倍である。そのため、実施の形態１に係る装置は、Ｒ_Ｌ＝２．０、Ｒ_Ｄ＝２．０を有している（図５（Ｃ）、表１（Ｃ）を参照）。これに対し、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）−（Ｉ）に示される各種変形例に係る装置は、下記表１に示すＲ_ＬとＲ_Ｄとを有している。なお、図５（Ａ）−（Ｉ）では、簡略化のため、シリンダ本体３２ａ、３３ａ、３４ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａは省略されている。

【0054】

【表1】

【0055】

図６は、本実施の形態の装置１及び本実施の形態の各種変形例の装置のｚ軸（ヨー軸）周りの可動域、ｘ軸（ロール軸）周りの可動域、ｙ軸（ピッチ軸）周りの可動域を示す。図７は、実施の形態１の装置１及び実施の形態１の各種変形例の装置を、所定の条件で流体圧アクチュエータ３２、３３、３４、５２、５３、５４によって駆動したときの、第２の部材５１において発生する力（本実施の形態及び各種変形例の装置の出力）を示す。図６及び図７を参照すると、Ｒ_Ｌの値とＲ_Ｄの値とを変化させることによって、可動域の大きさと、第２の部材５１において発生する力の大きさとを変化させることができる。

【0056】

図６を参照して、図５（Ａ）−（Ｃ）に示される装置の可動域が、図５（Ｄ）−（Ｉ）に示される装置の可動域よりも大きい。図５（Ｃ）に示される本実施の形態に係る装置１の可動域が最も大きい。図５及び図６から、第１の部材３１と中間部材と第２の部材５１とが配列される方向（ｚ方向）に交差する方向における、第１の部材３１のサイズＤ_１及び第２の部材５１のサイズＤ_２を、前記交差する方向における中間部材４０のサイズＤ_Ｍよりも大きくすると、本実施の形態に係る装置１の可動域が大きくなることが分かる。そのため、本実施の形態及びその変形例の装置を、例えば、人間の肩関節が有するような大きな可動域が要求される自律型ロボット装置の肩関節に適用するためには、前記交差する方向における第１の部材３１及び第２の部材５１のサイズを、前記交差する方向における中間部材４０のサイズよりも大きくする（Ｒ_Ｄ＞１．０）ことが好ましい。

【0057】

図７を参照して、図５（Ｈ）及び図５（Ｉ）に示される装置において発生する力は、図５（Ａ）から図５（Ｇ）に示される装置において発生する力よりも大きい。図５（Ｉ）に示される本実施の形態の変形例の装置の可動域が最も大きい。図５及び図６から、第１の部材３１と中間部材と第２の部材５１とが配列される方向（ｚ方向）に交差する方向における、第１の部材３１のサイズＤ_１及び第２の部材５１のサイズＤ_２を、前記交差する方向における中間部材４０のサイズＤ_Ｍよりも小さくするとともに、第１の可動ジョイント１３と第２の可動ジョイント２３とを、第１の部材３１及び第２の部材５１よりも、中間部材４０の近く配置すると、本実施の形態及びその変形例の装置において発生する力がが大きくなることが分かる。そのため、本実施の形態及びその変形例の装置を、例えば、大きな力が要求される自律型ロボット装置の足首関節に適用するためには、前記交差する方向における第１の部材３１及び第２の部材５１のサイズを、前記交差する方向における中間部材４０のサイズよりも小さくし（Ｒ_Ｄ＜１．０）、第１の可動ジョイント１３と第２の可動ジョイント２３とを、第１の部材３１及び第２の部材５１よりも、中間部材４０の近く配置する（Ｒ_Ｌ＞１．０）ことが好ましい。

【0058】

上記のとおり、本実施の形態及びその変形例の装置では、第１の可動部１０における第１の可動ジョイント１３の位置、第２の可動部２０における第２の可動ジョイント２３の位置などの、第１の可動部１０及び第２の可動部２０の構造（Ｒ_Ｌ）と、中間部材４０のサイズに対する第１の部材３１及び第２の部材５１のサイズの比（Ｒ_Ｄ）といった、第１の駆動部３０及び第２の駆動部５０の構造とを変更することによって、装置の可動部の応答を様々に変化させることができる。そのため、本実施の形態及びその変形例では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。本実施の形態及びその変形例の装置を自律型ロボットの肩関節機構などの関節機構に適用することにより、多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。本実施の形態の装置１を、他のタイプのロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの他の装置に適用してもよい。

【0059】

本実施の形態では、第１の部材３１、中間部材４０、及び第２の部材５１として、最も大きな面積を有する表面が正六角形を有する板状部材を採用したが、他の形状を有していてもよい。例えば、第１の部材３１、中間部材４０、及び第２の部材５１として、最も大きな面積を有する表面が円形を有する板状部材や、細長い形状を有する板状部材を用いてもよい。また、第１の部材３１、中間部材４０、及び第２の部材５１として、棒状部材を用いてもよい。

【0060】

本実施の形態では、装置１が３次元的に動くことができるように、第１の可動ジョイント１３や第２の可動ジョイント２３などの各種継手として、ボールジョイント等の可動ジョイントが用いられている。しかし、装置１が２次元的に動くことができるように、第１の可動ジョイント１３や第２の可動ジョイント２３などの各種継手として、ヒンジを用いてもよい。２次元的に動くことができるような装置１は、例えば、平面型のロボット装置の関節機構に適用することができる。

【0061】

本実施の形態では、流体として空気が用いられているが、他の流体が用いられてもよい。流体の種類を変更することによっても、装置１の応答を変化させることができる。そのため、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置及び自律型ロボット装置を提供することができる。

【0062】

（実施の形態２）
図８（Ａ）から（Ｃ）を参照して、実施の形態２に係る装置１００について説明する。実施の形態２では、実施の形態１の装置１の変形例について説明する。なお、図８（Ａ）から（Ｃ）では、図４（Ａ）から（Ｂ）と同様に、流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４、並びに、流体圧アクチュエータ３３、３４、５３、５４に接続される流路、ポンプ、及びバルブは省略されている。実施の形態２の装置１００は、基本的には、図１に示す実施の形態１の装置１と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、ポンプ、流路、及びバルブの配置が異なる。

【0063】

図８（Ａ）に示すように、実施の形態２の装置１００は、ポンプ６１、７１と、流路６２、６３、６４、７２、７３、７４と、バルブ６２ａ、６３ａ、６４ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａとを有している。

【0064】

流路６２は、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｄとを接続する。流路６２を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆとは流体連通している。流路６３は、流路６２と流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｃとを接続する。流路６２及び流路６３を介して、ポンプ６１と流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとは流体連通している。そのため、ポンプ６１によって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、流体圧力を印加することができる。流路６２と流路６３との合流点と、流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｄとの間に、バルブ６２ａが配置されている。流路６２と流路６３との合流点と、流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｃとの間に、バルブ６３ａが配置されている。バルブ６２ａ、６３ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから、流体圧力を除去することができる。

【0065】

バルブ６１ａと流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｄとの間の流路６２と、バルブ６３ａと流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｃとの間の流路６３とを接続するように、流路６４が設けられる。流路６４を介して、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとは流体連通している。流路６４にバルブ６４ａが配置されている。バルブ６４ａは、流路６４における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ６４ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから、流体圧力を除去することができる。バルブ６４ａは流路６４に設けられなくてもよい。

【0066】

バルブ６２ａ、６３ａ、６４ａは、それぞれ、例えば、流路６２、６３、６４を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路６２、６３、６４を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路６２、６３、６４を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ６２ａ、６３ａ、６４ａは、それぞれ、例えば、流路６２、６３、６４を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路６２、６３、６４を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路６２、６３、６４を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。

【0067】

流路７２は、ポンプ７１と流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｃとを接続する。流路７２を介して、ポンプ７１と流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅとは流体連通している。流路７３は、流路７２と流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｄとを接続する。流路７２及び流路７３を介して、ポンプ７１と流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとは流体連通している。そのため、ポンプ７１によって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとに、流体圧力を印加することができる。流路７２と流路７３との合流点と、流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｃとの間に、バルブ７２ａが配置されている。流路７２と流路７３との合流点と、流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｄとの間に、バルブ７３ａが配置されている。バルブ７２ａ、７３ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとから、流体圧力を除去することができる。

【0068】

バルブ７２ａと流体圧アクチュエータ３２の流通口３２ｃとの間の流路７２と、バルブ７３ａと流体圧アクチュエータ５２の流通口５２ｄとの間の流路７３とを接続するように、流路７４が設けられる。流路７４を介して、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとは流体連通している。流路７４にバルブ７４ａが設けられる。バルブ７４ａは、流路７４における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ７４ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと流体圧アクチュエータ５２の第２の室５２ｆとから、流体圧力を除去することができる。バルブ７４ａは流路７４に設けられなくてもよい。

【0069】

バルブ７２ａ、７３ａ、７４ａは、それぞれ、例えば、流路７２、７３、７４を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路７２、７３、７４を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路７２、７３、７４を周囲に解放する状態との間で切り換えてられもよい。バルブ７２ａ、７３ａ、７４ａは、例えば、流路７２、７３、７４を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路７２、７３、７４を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路７２、７３、７４を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。

【0070】

図８（Ａ）から（Ｃ）を参照して、本実施の形態の装置１００の動作、作用及び効果を説明する。

【0071】

図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００において、バルブ６２ａ、６３ａを開き、残りのバルブを閉じる。ポンプ６１から高圧の流体を流路６２及び流路６３に注入して、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆに印加される流体圧力によって、ピストン３２ｂはシリンダ本体３２ａの流通口３２ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ３２は伸長する。流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン５２ｂはシリンダ本体５２ａの流通口５２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ５２は収縮する。その結果、本実施の形態の装置１００では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされて、図８（Ｂ）に示されるように、第２のリンク部材１２が第１のリンク部材１１に対して左側（−ｘ方向）に曲がり、第４のリンク部材２２が第３のリンク部材２１に対して左側（−ｘ方向）に曲がる。バルブ６２ａ、６４ａを開き、残りのバルブを閉じても、本実施の形態の装置１００は、同様に動作する。

【0072】

図８（Ｂ）に示される本実施の形態の装置１００において、流路６４を周囲に解放する状態にバルブ６４ａを切り換える。バルブ６４ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとから流体を排出する。この流体の排出によって、図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００に戻すことができる。

【0073】

図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００において、バルブ６３ａ、７２ａを開き、残りのバルブを閉じる。ポンプ６１から高圧の流体を流路６３に注入して、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに、流体圧力を印加する。ポンプ７１から高圧の流体を流路７２に注入して、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ３２の第１の室５２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン３２ｂはシリンダ本体３２ａの流通口３２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ３２は収縮する。流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン５２ｂはシリンダ本体５２ａの流通口５２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ５２は収縮する。その結果、本実施の形態の装置１００では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされて、図８（Ｃ）に示されるように、第２のリンク部材１２が第１のリンク部材１１に対して右側（＋ｘ方向）に曲がり、第４のリンク部材２２が第３のリンク部材２１に対して左側（−ｘ方向）に曲がる。

【0074】

図８（Ｃ）に示される本実施の形態の装置１００において、流路６３を周囲に解放する状態にバルブ６３ａを切り換える。バルブ６３ａによって、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅから流体を排出する。また、流路７２を周囲に解放する状態にバルブ７２ａを切り換える。バルブ７２ａによって、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅから流体を排出する。これらの流体の排出によって、図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００に戻すことができる。

【0075】

図８（Ａ）に示される本実施の形態の装置１００では、複数の流体圧アクチュエータ３２、５２間で流体を連通させる流路６４、７４に、流路６４、７４における流体の連通状態を変化させるバルブ６４ａ、７４ａが設けられている。例えば、本実施の形態の装置１００において、バルブ６２ａが開かれ、残りのバルブが閉じられた状態で、バルブ６４ａによって、流路６４の連通状態を変化させる。例えば、バルブ６４ａが全開である場合には、ポンプ６１から注入される高圧の流体によって、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆと流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅとに、同時に流体圧力が印加される。そのため、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ３４とは同じ速度で伸縮する。これに対し、バルブ６４ａの開度が小さい場合には、流路６２よりも流路６４の方が、ポンプ６１から注入される高圧の流体が流れにくくなる。そのため、流体圧アクチュエータ３２の第２の室３２ｆよりも遅く、流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅに流体圧力が印加される。そのため、流体圧アクチュエータ３２と流体圧アクチュエータ３４とは異なる速度で伸縮する。このように、複数の流体圧アクチュエータ３２、５２間で流体を連通させる流路６４における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置１００の可動部の動きを変化させることができる。バルブ７４ａによって、流路７４の連通状態を変化させても、本実施の形態の装置１００の可動部の動きを変化させることができる。

【0076】

本実施の形態の装置１００は、実施の形態１の装置１と、流路とバルブの配置を異ならせている。そのため、例えば、図８（Ｃ）のような態様で、本実施の形態の装置１００の可動部を曲げることができる。また、複数の流体圧アクチュエータの間で流体を連通させる流路における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置１００の可動部の応答を変化させることができる。本実施の形態の装置１００では、可動部の動き方をより一層様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の装置１００では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。また、本実施の形態の装置１００を自律型ロボット装置の肩関節機構などの関節機構に適用することにより、より一層多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。

【0077】

次に、図９を参照して、本実施の形態の装置１００の変形例について説明する。図９では、第１の可動部１０と第２の可動部２０とは省略されている。

【0078】

図９に示される本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータのそれぞれの流通口と接続される複数の第１の流路が設けられる。複数の第１の流路のそれぞれにバルブが配置される。流通口とバルブとの間の複数の第１の流路のうち任意の２つを接続する複数の第２の流路が設けられる。複数の第２の流路のそれぞれにバルブが配置される。バルブは、流路における流体の連通状態を変化させる調整器である。

【0079】

具体的には、流路２２２、２２３、２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄ、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６と、バルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａとの配置が、図８に示される本実施の形態と異なる。また、本実施の形態の変形例では、ポンプ７１が設けられていない点で、図８に示される本実施の形態と異なる。

【0080】

図９に示される本実施の形態の変形例では、流路２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄは、それぞれ、流通口３２ｃ、３２ｄ、５２ｃ、５２ｄに接続される。流路２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄのそれぞれに、バルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄが配置される。流通口３２ｃ、３２ｄ、５２ｃ、５２ｄとバルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄとの間の流路２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄのうちの任意の２つを接続する流路２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６が設けられる。流路２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６のそれぞれに、バルブ２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａが配置される。流路２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄは、流路２２２、２２３を通じて、ポンプ６１に接続される。

【0081】

バルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａは、例えば、流路を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａは、例えば、流路を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。

【0082】

図９に示される本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータの全ての流体室のうち任意の２つの流体室が、複数の第２の流路によって、互いに流体連通している。具体的には、流体圧アクチュエータ３２の第１の室３２ｅと第２の室３２ｆ、並びに流体圧アクチュエータ５２の第１の室５２ｅと第２の室５２ｆのうち、任意の２つの流体室が、流路２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６によって、互いに流体連通している。図９に示される本実施の形態の変形例では、各流路２２２、２２３、２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄ、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６にバルブ２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａが配置されている。そのため、本実施の形態の変形例では、可動部の動き方をより一層様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の変形例では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。また、本実施の形態の変形例を自律型ロボット装置の肩関節機構などの関節機構に適用することにより、より一層多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。

【0083】

本実施の形態の装置１００及び変形例を、自律型ロボット装置以外のロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの他の装置に適用してもよい。

【0084】

（実施の形態３）
図１０を参照して、実施の形態３に係る装置４００について説明する。

【0085】

実施の形態１の装置１では、第２の可動部２０の第２の可動ジョイント２３が第１の可動部１０の第１の可動ジョイント１３の近くに配置されるとともに、第１の可動部１０と第２の可動部２０とが連動して動かされている。このため、実施の形態１の装置１は、第１の可動部１０と第２の可動部２０とを１つの関節（可動部）とみなすことができる二重関節機構を備えている（図１から図４（Ｂ）を参照）。

【0086】

これに対し、本実施の形態では、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とを異なる関節とみなせるように、第２の可動部４２０の第２の可動ジョイント４１５が第１の可動部４１０の第１の可動ジョイント４１３から離れた位置に配置される。例えば、第１の可動部４１０は自律型ロボット装置の肩関節であり、第２の可動部４２０は自律型ロボット装置の肘関節であってもよい。第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とは、自律型ロボット装置の肘関節と手首関節など互いに隣り合う他の関節であってもよい。また、本実施の形態の装置４００では、流路４８１、４８２を介して、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とが流体連通しているため、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とを連動して動かすことができる。このため、本実施の形態の装置４００における、互いに流体連通する複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４は、人間、動物、昆虫などが有する二関節筋として機能し得る。

【0087】

二関節筋は、互いに隣り合う２つの関節によって隔てられた骨同士を接続する筋肉である。二関節筋は、関節を屈曲・伸展させるだけでなく、パラレルリンク構造を生じさせる。二関節筋は、二関節筋の影響下にある２つの関節（可動部）を機械的に連動させることができ、関節（可動部）が外力に対して柔軟に応答することができる。このため、互いに流体連通する複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を備えた本実施の形態の装置４００は、可動部が外力に対して柔軟に応答することができる。本実施の形態の装置４００は、例えば、自律型ロボット装置の腕部、脚部などに適用することができる。

【0088】

図１０を参照して、本実施の形態の装置４００は、第１の可動部４１０と、第２の可動部４２０と、第１の駆動部４３０と、第２の駆動部４５０とを備えている。

【0089】

第１の可動部４１０は、第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第１の可動ジョイント４１３とを有している。第１のリンク部材４１１と第２のリンク部材４１２とは、互いに動くことができるように、第１の可動ジョイント４１３を介して機械的に接続されている。第１の可動ジョイント４１３として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。

【0090】

第２の可動部４２０は、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４と、第２の可動ジョイント４１５とを有している。第２のリンク部材４１２と第３のリンク部材４１４とは、互いに動くことができるように、第２の可動ジョイント４１５を介して機械的に接続されている。第２の可動ジョイント４１５として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。本実施の形態では、第２のリンク部材４１２を介して、第１の可動ジョイント４１３は、第２の可動ジョイント４１５と機械的に直列に接続されている。そのため、第１の可動ジョイント４１３を有する第１の可動部４１０と、第２の可動ジョイント４１５を有する第２の可動部４２０とは、互いに機械的に直列に接続されている。

【0091】

第１の駆動部４３０は、第１の部材４３１と、第３の部材４４０と、第１の部材４３１と第３の部材４４０とを機械的に接続する３つの流体圧アクチュエータとを備えている。３つの流体圧アクチュエータは、図１と同様に、第１の部材４３１及び第３の部材４４０に、ユニバーサルジョイントを介して接続されている。ユニバーサルジョイントに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。図１０では、簡略化のため、３つの流体圧アクチュエータのうち、２つの流体圧アクチュエータ４３２、４３３のみを図示している。本実施の形態では、第１の部材４３１は、第１のリンク部材４１１に固定されている。第３の部材４４０は、第２のリンク部材４１２に固定されている。

【0092】

第２の駆動部４５０は、第２の部材４５１と、第４の部材４４５と、第２の部材４５１と第４の部材４４５とを機械的に接続する３つの流体圧アクチュエータとを備えている。３つの流体圧アクチュエータは、図１と同様に、第３の部材４４０及び第４の部材４４５に、ユニバーサルジョイントを介して接続されている。ユニバーサルジョイントに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。図１０では、簡略化のため、３つの流体圧アクチュエータのうち、２つの流体圧アクチュエータ４３４、４３５のみを図示している。本実施の形態では、第４の部材４４５は、第２のリンク部材４１２に固定されている。第２の部材４５１は、第３のリンク部材４１４に固定されている。第３の部材４４０及び第４の部材４４５は、第１の部材４３１と第２の部材４５１との間に配置されており、中間部材として機能する。

【0093】

図１０に示すように、本実施の形態の装置４００は、流路４６２ｃ、４６２ｄ、４６３ｃ、４６３ｄ、４６４ｃ、４６４ｄ、４６５ｃ、４６５ｄ、４８１、４８２と、バルブ４７２ｃ、４７２ｄ、４７３ｃ、４７３ｄ、４７４ｃ、４７４ｄ、４７５ｃ、４７５ｄ、４８１ａ、４８２ａとをさらに備えている。

【0094】

流路４６２ｃは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｃとを接続する。流路４６２ｄは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｄとを接続する。流路４６３ｃは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３３の流通口４３３ｃとを接続する。流路４６３ｄは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３３の流通口４３３ｄとを接続する。流路４６４ｃは、流路４６２ｃから分岐して、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３４の流通口４３４ｃとを接続する。流路４６４ｄは、流路４６２ｄから分岐して、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３４の流通口４３４ｄとを接続する。流路４６５ｃは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｃとを接続する。流路４６５ｄは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｄとを接続する。

【0095】

流路４６２ｃと流路４６４ｃとの合流点と、流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｃとの間の流路４６２ｃに、バルブ４７２ｃが配置されている。流路４６２ｄと流路４６４ｄとの合流点と、流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｄとの間の流路４６２ｄに、バルブ４７２ｄが配置されている。流路４６３ｃには、バルブ４７３ｃが配置されている。流路４６３ｄには、バルブ４７３ｄが配置されている。流路４６４ｃには、バルブ４７４ｃが配置されている。流路４６４ｄには、バルブ４７４ｄが配置されている。流路４６５ｃには、バルブ４７５ｃが配置されている。流路４６５ｄには、バルブ４７５ｄが配置されている。流路４６２ｃ−４６５ｄ、並びにバルブ４７２ｃ−４７５ｄの数と配置は、任意に変更することができる。

【0096】

バルブ４７２ｃと流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｃとの間の流路４６２ｃと、バルブ４７４ｃと流体圧アクチュエータ４３４の流通口４３４ｃとの間の流路４６４ｃとを接続するように、流路４８１が設けられる。流路４８１は、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅとの間で流体を連通させる。流路４８１にバルブ４８１ａが配置されている。バルブ４８１ａは、流路４８１における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ４８１ａは流路４８１に設けられなくてもよい。

【0097】

バルブ４７２ｄと流体圧アクチュエータ４３２の流通口４３２ｄとの間の流路４６２ｄと、バルブ４７４ｄと流体圧アクチュエータ４３４の流通口４３４ｄとの間の流路４６４ｄとを接続するように、流路４８２が設けられる。流路４８２は、流体圧アクチュエータ４３２の第２の室４３２ｆと流体圧アクチュエータ４３４の第２の室４３４ｆとの間で流体を連通させる。流路４８２にバルブ４８２ａが配置されている。バルブ４８２ａは、流路４８２における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ４８２ａは流路４８２に設けられなくてもよい。

【0098】

バルブ４７２ｃ−４８２ａは、例えば、流路を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ４７２ｃ−４８２ａは、例えば、流路を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。

【0099】

本実施の形態の流体として、空気などの圧縮性流体、オイルなどの非圧縮性流体が用いられ得る。本実施の形態では、流体として空気が用いられている。

【0100】

本実施の形態の装置４００の動作、作用及び効果を説明する。
最初に、第１の駆動部４３０と第２の駆動部４５０とによって駆動される、本実施の形態の装置４００の第１の可動部４１０と第２の可動部４２０の動きについて説明する。

【0101】

本実施の形態の装置４００の第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４とが一直線に並んだ状態において、バルブ４７２ｃ、４７４ｃを開き、他のバルブを閉じる。図示しないポンプから高圧の流体を流路４６２ｃ、４６４ｃに注入する。流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅに印加される流体圧力によって、ピストン４３２ｂは流通口４３２ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ４３２は収縮する。流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅに印加される流体圧力によって、ピストン４３４ｂは流通口４３４ｄ側に移動し、流体圧アクチュエータ４３４は収縮する。その結果、本実施の形態の装置４００は、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とが連動して動かされて、第２のリンク部材４１２が第１のリンク部材４１１に対して流体圧アクチュエータ４３２が位置する側に曲がり、第３のリンク部材４１４が第２のリンク部材４１２に対して流体圧アクチュエータ４３４が位置する側に曲がる（図１０を参照）。バルブ４７２ｃ、４８１ａを開き、他のバルブを閉じても、本実施の形態の装置４００は、同様に動作する。

【0102】

流路４６２ｃを周囲に解放する状態にバルブ４７２ｃを切り換える。バルブ４７２ｃによって、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅから流体を排出する。流路４６４ｃを周囲に解放する状態にバルブ４７４ｃを切り換える。バルブ４７４ｃによって、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅから流体を排出する。これらの流体の排出によって、本実施の形態の装置４００の第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４とが一直線に並んだ状態に戻すことができる。

【0103】

図１０に示される本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させる流路４８１、４８２に、流路４８１、４８２における流体の連通状態を変化させるバルブ４８１ａ、４８２ａが設けられている。そのため、本実施の形態の装置４００は、実施の形態３の装置１００と同様に、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させる流路４８１、４８２における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００の可動部の応答をさらに多様に変化させることができる。

【0104】

本実施の形態の装置４００の一変形例では、例えば、バルブ４７４ｃ、４７４ｄ、４８１ａ、４８２ａとを設けなくてもよい。この変形例では、流路４８１、４８２を介して、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とが流体連通している。そのため、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とを連動して駆動するために必要なバルブの数を減らすことができる。複数の流体圧アクチュエータの流通口の各々にバルブが設けられた装置と比べて、この変形例では、装置４００の構成、及びバルブを制御する制御システムを簡素化できる。

【0105】

次に、本実施の形態の装置４００の第２の可動部４２０に外力が加わった時の、本実施の形態の装置４００の第１の可動部４１０と第２の可動部４２０の動きについて説明する。

【0106】

本実施の形態の装置４００において、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと第２の室４３２ｆと、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅと第２の室４３４ｆとに流体を注入する。バルブ４８１ａ、４８２ａのみを開き、他のバルブを閉じる。第２の可動部４２０に外力が加わって第２の可動部４２０が動くと、流体圧アクチュエータ４３４のピストン４３４ｂはシリンダ本体４３４ａ内を移動する。ピストン４３４ｂの移動に伴って、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅ内の流体の圧力と第２の室４３４ｆ内の流体の圧力が変化する。バルブ４８１ａは開いているので、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅとは、流路４８１を介して流体連通している。流路４８１を通じて、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅ内の流体の圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅ内の流体の圧力を変化させる。また、バルブ４８２ａは開いているので、流体圧アクチュエータ４３２の第２の室４３２ｆと流体圧アクチュエータ４３４の第２の室４３４ｆとは、流路４８２を介して流体連通している。流路４８２を通じて、流体圧アクチュエータ４３４の第２の室４３４ｆ内の流体の圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３２の第２の室４３２ｆ内の流体の圧力を変化させる。流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅ内及び第２の室４３２ｆ内の流体の圧力が変化すると、流体圧アクチュエータ４３２のピストン４３２ｂはシリンダ本体４３２ａ内を移動し、第１の可動部４１０が動く。

【0107】

以上のように、本実施の形態の装置４００では、流路４８１、４８２を介して、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とが流体連通している。そのため、第２の可動部４２０に印加された外力を、第２の可動部４２０と第１の可動部４１０との間で伝達することができ、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とを連動して動かすことができる。本実施の形態の装置４００における、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３２及び流体圧アクチュエータ４３４は、二関節筋として機能し得る。２つの流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させるための流路４８１、４８２を備える本実施の形態の装置４００は、二関節筋を備えた関節機構として機能し得る。このため、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とを備えた本実施の形態の装置４００は、可動部が外力に対して柔軟に応答することができる。

【0108】

また、本実施の形態の装置４００では、流路４８１、４８２を介して、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を流体連通させることによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を連動して動かしている。言い換えると、本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を、流路４８１、４８２を介して、単に機械的に接続することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を連動して動かしている。そのため、印加された外力を検知するセンサの出力に基いて、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４のそれぞれを個別に制御することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を連動して動かす場合に比べて、本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４を制御する制御システムを大幅に簡素化できる。また、本実施の形態の装置４００では、制御システムによる制御遅延を減らすことができ、外力に対する応答速度を向上させることができる。

【0109】

また、図１０に示される本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させる流路４８１、４８２に、流路４８１、４８２における流体の連通状態を変化させるバルブ４８１ａ、４８２ａが設けられている。バルブ４８１ａ、４８２ａの開度が大きい場合には、第２の可動部４２０に外力が加わってピストン４３４ｂが移動したときの流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅ及び第２の室４３４ｆ内の流体圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅ及び第２の室４３２ｆに同時に伝達される。このため、バルブ４８１ａ、４８２ａの開度が大きい場合には、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とは実質的に同じ速度で伸縮する。

【0110】

これに対し、バルブ４８１ａ、４８２ａの開度が小さい場合には、流路４８１、４８２に流体が流れにくくなる。そのため、第２の可動部４２０に外力が加わってピストン４３４ｂが移動したときの流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅ及び第２の室４３４ｆ内の流体圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅ及び第２の室４３２ｆに遅れて伝達される。このため、バルブ４８１ａ、４８２ａの開度が小さい場合には、流体圧アクチュエータ４３２は、流体圧アクチュエータ４３４よりも遅れて伸縮する。したがって、本実施の形態の装置４００では、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４間で流体を連通させる流路４８１、４８２における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００の可動部の応答をさらに多様に変化させることができる。複数の流体圧アクチュエータの間で流体を連通させる流路における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００が有する外力に対する柔軟な応答を多様に変化させることができる。

【0111】

以上のように、本実施の形態の装置４００は、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。本実施の形態の装置４００を自律型ロボット装置に適用すると、多様な応答を実現することができる自律型ロボット装置を提供することができる。

【0112】

本実施の形態の装置４００では、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とは、互いに隣り合う関節であるが、第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とは、互いに隣り合わない関節であってもよい。第１の可動部４１０と第２の可動部４２０とが、互いに隣り合わない関節である場合には、本実施の形態の装置４００は、多関節筋として機能してもよい。

【0113】

例えば、第１の可動部４１０が自律型ロボット装置の肩関節に適用され、第２の可動部４２０が自律型ロボット装置の手首関節に適用され、第１の可動部４１０の流体圧アクチュエータ４３２と第２の可動部４２０の流体圧アクチュエータ４３４とを、流路４８１、４８２を介して、流体連通させてもよい。このような装置４００では、流体圧アクチュエータ４３２と、流路４８１、４８２と、流体圧アクチュエータ４３４とは、自律型ロボット装置の肩関節、肘関節、及び手首関節にわたって延在するため、装置４００は三関節筋として機能し得る。

【0114】

例えば、第１の可動部４１０が自律型ロボット装置の脚の関節に適用され、第２の可動部４２０が自律型ロボット装置の肘の関節に適用され、第１の可動部４１０の流体圧アクチュエータ４３２と第２の可動部４２０の流体圧アクチュエータ４３４とを、流路４８１、４８２を介して、流体連通させてもよい。このような装置４００では、流路４８１、４８２を介して、自律型ロボット装置の脚力を、自律型ロボット装置の腕に伝達することができる。

【0115】

なお、図１０に示される本実施の形態の装置４００における流路とバルブの配置を、図９に示される実施の形態２の変形例のように、変形してもよい。本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータのそれぞれの流通口と接続される複数の第１の流路が設けられる。複数の第１の流路のそれぞれにバルブが配置される。流通口とバルブとの間の複数の第１の流路のうち任意の２つを接続する複数の第２の流路が設けられる。複数の第２の流路のそれぞれにバルブが配置される。バルブは、流路における流体の連通状態を変化させる調整器である。

【0116】

具体的には、流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄは、それぞれ、流通口４３２ｃ、４３２ｄ、４３３ｃ、４３３ｄ、４３４ｃ、４３４ｄ、４３５ｃ、４３５ｄに接続される。流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄのそれぞれに、バルブ４７２ｃ，４７２ｄ，４７３ｃ，４７３ｄ，４７４ｃ，４７４ｄ，４７５ｃ，４７５ｄが配置される。流通口４３２ｃ、４３２ｄ、４３３ｃ、４３３ｄ、４３４ｃ、４３４ｄ、４３５ｃ、４３５ｄとバルブ４７２ｃ，４７２ｄ，４７３ｃ，４７３ｄ，４７４ｃ，４７４ｄ，４７５ｃ，４７５ｄとの間の流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄのうちの任意の２つを接続する接続流路が設けられる。この接続流路のそれぞれに、バルブが配置される。

【0117】

本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータの全ての流体室のうち任意の２つの流体室が、接続流路によって、互いに流体連通している。具体的には、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと第２の室４３２ｆ、流体圧アクチュエータ４３３の第１の室４３３ｅと第２の室４３３ｆ、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３４ｅと第２の室４３４ｆ、並びに流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと第２の室４３５ｆのうち、任意の２つの流体室が、接続流路によって、互いに流体連通している。本実施の形態の変形例では、接続流路のそれぞれにバルブが配置されている。そのため、本実施の形態の変形例では、可動部の応答をより一層様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の変形例では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。

【0118】

本実施の形態及びその変形例を、自律型ロボット装置、他のタイプのロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの他の装置に適用してもよい。

【0119】

（実施の形態４）
図１１を参照して、実施の形態４に係る装置４００ａについて説明する。実施の形態４では、実施の形態３の装置４００の変形例について説明する。実施の形態４の装置４００ａは、基本的には、図１０に示す実施の形態３の装置４００と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、主に以下の点で異なる。

【0120】

図１１に示すように、本実施の形態の装置４００ａは、端部部材４１６と、第３の可動部４２５と、第３の駆動部４９０と、流路４６６ｃ、４６６ｄ、４８３、４８４と、バルブ４８３ａ、４８４ａとをさらに備えている。

【0121】

本実施の形態の装置４００では、流路４８３、４８４を介して、流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とが流体連通しているため、第２の可動部４２０と第３の可動部４２５とを連動して動かすことができる。そのため、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とは、いずれも人間、動物、昆虫などが有する二関節筋と同様に機能する。本実施の形態の装置４００ａは、可動部が外力に対して柔軟に応答することができる。

【0122】

本実施の形態の装置４００ａは、自律型ロボット装置の腕部であってもよい。第１の可動部４１０は自律型ロボット装置の肩関節であり、第２の可動部４２０は自律型ロボット装置の肘関節であり、第３の可動部４２５は自律型ロボット装置の手首関節であってもよい。

【0123】

第３の可動部４２５は、第３のリンク部材４１４と、端部部材４１６と、第３の可動ジョイント４１７とを有している。第３の可動ジョイント４１７として、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、ヒンジなどが用いられ得る。第３のリンク部材４１４と端部部材４１６とは、互いに動くことができるように、第３の可動ジョイント４１７を介して機械的に接続されている。本実施の形態では、第３のリンク部材４１４を介して、第２の可動ジョイント４１５は、第３の可動ジョイント４１７と機械的に直列に接続されている。そのため、第２の可動ジョイント４１５を有する第２の可動部４２０と、第３の可動ジョイント４１７を有する第３の可動部４２５とは、互いに機械的に直列に接続されている。

【0124】

第３の駆動部４９０は、第５の部材４５５と、端部部材４１６と、第５の部材４５５と端部部材４１６とを機械的に接続する３つの流体圧アクチュエータとを備えている。３つの流体圧アクチュエータは、図１と同様に、第５の部材４５５と端部部材４１６に、ユニバーサルジョイントを介して接続されている。ユニバーサルジョイントに代えて、ゴムなどの弾性変形体、ボールジョイント、ヒンジなどの可変接続機構を用いてもよい。図１１では、簡略化のため、３つの流体圧アクチュエータのうち、１つの流体圧アクチュエータ４３６のみ図示している。本実施の形態では、第５の部材４５５は、第３のリンク部材４１４に固定されている。

【0125】

流路４６６ｃは、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｃとを接続する。流路４６６ｃは、流路４６５ｃから分岐して、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｃとを接続する。流路４６６ｄは、流路４６５ｄから分岐して、図示しないポンプと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｄとを接続する。流路４６５ｃと流路４６６ｃとの合流点は、図示しないポンプとバルブ４７５ｃとの間に位置している。流路４６５ｄと流路４６６ｄとの合流点は、図示しないポンプとバルブ４７５ｄとの間に位置している。流路４６６ｃには、バルブ４７６ｃが配置されている。流路４６６ｄには、バルブ４７６ｄが配置されている。流路４６２ｃ−４６６ｄ、並びにバルブ４７２ｃ−４７６ｄの数と配置は、任意に変更することができる。

【0126】

バルブ４７５ｃと流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｃとの間の流路４６５ｃと、バルブ４７６ｃと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｃとの間の流路４６６ｃとを接続するように、流路４８３が設けられる。流路４８３は、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅとの間で流体を連通させる。流路４８３にバルブ４８３ａが設けられる。バルブ４８３ａは、流路４８３における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ４８３ａは流路４８３に設けられなくてもよい。

【0127】

バルブ４７５ｄと流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｄとの間の流路４６５ｄと、バルブ４７６ｄと流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｄとの間の流路４６６ｄとを接続するように、流路４８４が設けられる。流路４８４は、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆと流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆとの間で流体を連通させる。流路４８４にバルブ４８４ａが設けられる。バルブ４８４ａは、流路４８４における流体の連通状態を変化させる調整器である。バルブ４８４ａは流路４８２に設けられなくてもよい。

【0128】

バルブ４７２ｃ−４８４ａは、例えば、流路を流体が連通する状態（例えば、バルブが全開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。バルブ４７２ｃ−４８４ａは、例えば、流路を流れる流体の流量がゼロより大きな複数の流体の連通状態（例えば、バルブが全開状態とバルブが半開状態）と、流路を流体が連通しない状態（例えば、バルブが全閉状態）と、流路を周囲に解放する状態との間で切り換えられてもよい。

【0129】

図１１を参照して、本実施の形態の装置４００ａの動作、作用及び効果を説明する。
最初に、第１の駆動部４３０と第２の駆動部４５０と第３の駆動部４９０とによって駆動される、本実施の形態の装置４００ａの第１の可動部４１０と第２の可動部４２０と第３の駆動部４９０の動きについて説明する。

【0130】

本実施の形態の装置４００ａにおいて、本実施の形態の装置４００ａの第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４と、端部部材４１６とが一直線に並んだ状態において、バルブ４７５ｄ、４７６ｄを開き、他のバルブを閉じる。図示しないポンプから高圧の流体を流路４６５ｄ、４６６ｄに注入して、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆと流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆとに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆに印加される流体圧力によって、流体圧アクチュエータ４３５のピストン４３５ｂは流体圧アクチュエータ４３５の流通口４３５ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ４３２は伸長する。流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆに印加される流体圧力によって、流体圧アクチュエータ４３６のピストン４３６ｂは流体圧アクチュエータ４３６の流通口４３６ｃ側に移動し、流体圧アクチュエータ４３６は伸長する。その結果、本実施の形態の装置４００ａは、第２の可動部４２０と第３の可動部４２５とが連動して動かされて、第３のリンク部材４１４が第２のリンク部材４１２に対して流体圧アクチュエータ４３５が位置する側とは反対側に曲がり、端部部材４１６が第３のリンク部材４１４に対して流体圧アクチュエータ４３６が位置する側とは反対側に曲がる（図１１を参照）。バルブ４７５ｄ、４８４ａを開いても、本実施の形態の装置４００ａは、同様に動作する。

【0131】

また、バルブ４７２ｃを開けて、図示しないポンプから高圧の流体を流路４６２ｃに注入して、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅに、流体圧力を印加する。流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅに、流体圧力を印加することによって、第３の実施の形態と同様に、第２のリンク部材４１２が第１のリンク部材４１１に対して流体圧アクチュエータ４３２が位置する側に曲がる（図１１を参照）。

【0132】

さらに、流路４６２ｃを周囲に解放する状態にバルブ４７２ｃを切り換える。バルブ４７２ｃによって、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅから流体を排出する。流路４６５ｄを周囲に解放する状態にバルブ４７５ｄを切り換える。バルブ４７５ｄによって、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆから流体を排出する。流路４６６ｄを周囲に解放する状態にバルブ４７６ｄを切り換える。バルブ４７６ｄによって、流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆから流体を排出する。これらの流体の排出によって、本実施の形態の装置４００ａの第１のリンク部材４１１と、第２のリンク部材４１２と、第３のリンク部材４１４と、端部部材４１６とが一直線に並んだ状態に戻すことができる。

【0133】

次に、本実施の形態の装置４００ａの第３の可動部４２５に外力が加わった時の、本実施の形態の装置４００ａの第１の可動部４１０と第２の可動部４２０と第３の駆動部４９０の動きについて説明する。

【0134】

本実施の形態の装置４００ａにおいて、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと第２の室４３５ｆと、流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅと第２の室４３６ｆとに流体を注入する。その後、バルブ４８３ａ、４８４ａのみを開き、他のバルブを閉じる。第３の可動部４２５に外力が加わって第３の可動部４２５が動くと、流体圧アクチュエータ４３６のピストン４３６ｂはシリンダ本体４３６ａ内を移動する。ピストン４３６ｂの移動に伴って、流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅ内の流体の圧力と第２の室４３６ｆ内の流体の圧力が変化する。バルブ４８３ａは開いているので、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅとは、流路４８３を介して流体連通している。流路４８３を通じて、流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅ内の流体の圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅ内の流体の圧力を変化させる。また、バルブ４８４ａは開いているので、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆと流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆとは、流路４８４を介して流体連通している。流路４８４を通じて、流体圧アクチュエータ４３６の第２の室４３６ｆ内の流体の圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３５の第２の室４３５ｆ内の流体の圧力を変化させる。流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅ内及び第２の室４３５ｆ内の流体の圧力が変化すると、流体圧アクチュエータ４３５のピストン４３５ｂはシリンダ本体４３５ａ内を移動し、第２の可動部４２０が動く。

【0135】

以上のように、本実施の形態の装置４００ａでは、流路４８３、４８４を介して、流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とが流体連通している。そのため、第３の可動部４２５に印加された外力を、第３の可動部４２５と第２の可動部４２０との間で伝達することができ、第２の可動部４２０と第３の可動部４２５とを連動して動かすことができる。本実施の形態の装置４００ａにおける、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３５及び流体圧アクチュエータ４３６は、二関節筋として機能し得る。２つの流体圧アクチュエータ４３５、４３６間で流体を連通させるための流路４８３、４８４を備える本実施の形態の装置４００ａは、二関節筋を備えた関節機構として機能し得る。このため、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とを備えた本実施の形態の装置４００ａは、可動部が外力に対して柔軟に応答することができる。

【0136】

また、本実施の形態の装置４００ａでは、流路４８３、４８４を介して、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を流体連通させることによって、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を連動して動かしている。言い換えると、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を、流路４８３、４８４を介して、単に機械的に接続することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を連動して動かしている。そのため、印加された外力を検知するセンサの出力に基いて、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６のそれぞれを個別に制御することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を連動して動かす場合に比べて、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６を制御する制御システムを大幅に簡素化できる。また、本実施の形態の装置４００ａでは、制御システムによる制御遅延を減らすことができ、外力に対する応答速度を向上させることができる。

【0137】

本実施の形態の装置４００ａにおいて、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと第２の室４３２ｆと、流体圧アクチュエータ４３４の第１の室４３４ｅと第２の室４３４ｆと、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと第２の室４３５ｆと、流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅと第２の室４３６ｆとに流体を注入する。その後、バルブ４８１ａ、４８２ａ、４８３ａ、４８４ａのみを開き、他のバルブを閉じる。

【0138】

バルブ４８３ａ、４８４ａが開いているので、第３の可動部４２５に外力が加わって第３の可動部４２５が動くと、既に述べたように、第２の可動部４２０が動く。さらに、バルブ４８１ａ、４８２ａも開いている。そのため、第２の可動部４２０が動くと、実施の形態３と同様に、第１の可動部４１０も動く。

【0139】

以上のように、本実施の形態の装置４００ａでは、流路４８３、４８４を介して、流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とが流体連通するとともに、流路４８１、４８２を介して、流体圧アクチュエータ４３２と流体圧アクチュエータ４３４とが流体連通している。そのため、第３の可動部４２５に印加された外力を、第３の可動部４２５から第２の可動部４２０及び第１の可動部４１０に伝達することができる。第１の可動部４１０と、第２の可動部４２０と、第３の可動部４２５とを連動して動かすことができる。本実施の形態の装置４００ａにおける、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３２及び流体圧アクチュエータ４３４、並びに、互いに流体連通する流体圧アクチュエータ４３５及び流体圧アクチュエータ４３６は、いずれも二関節筋として機能し得る。本実施の形態の装置４００ａは、２つの二関節筋を備えた関節機構として機能し得る。このため、本実施の形態の装置４００ａは、可動部が外力に対してさらに柔軟に応答することができる。

【0140】

また、本実施の形態の装置４００ａでは、流路４８１、４８２、４８３、４８４を介して、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６の間を、流体連通させることによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を連動して動かしている。言い換えると、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を、流路４８１、４８２、４８３、４８４を介して、単に機械的に接続することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を連動して動かしている。そのため、印加された外力を検知するセンサの出力に基いて、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６のそれぞれを個別に制御することによって、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を連動して動かす場合に比べて、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６を制御する制御システムを大幅に簡素化できる。また、本実施の形態の装置４００ａでは、制御システムによる制御遅延を減らすことができ、外力に対する応答速度を向上させることができる。

【0141】

また、図１１に示される本実施の形態の装置４００ａでは、バルブ４８１ａ、４８２ａに加えて、複数の流体圧アクチュエータ４３５、４３６間で流体を連通させる流路４８３、４８４に、流路４８３、４８４における流体の連通状態を変化させるバルブ４８３ａ、４８４ａが設けられている。バルブ４８３ａ、４８４ａの開度が大きい場合には、第３の可動部４２５に外力が加わってピストン４３６ｂが移動したときの流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅ及び第２の室４３６ｆ内の流体圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅ及び第２の室４３５ｆに同時に伝達される。このため、バルブ４８３ａ、４８４ａの開度が大きい場合には、流体圧アクチュエータ４３５と流体圧アクチュエータ４３６とは同じ速度で伸縮する。

【0142】

これに対し、バルブ４８３ａ、４８４ａの開度が小さい場合には、流路４８３、４８４に流体が流れにくくなる。第３の可動部４２５に外力が加わってピストン４３６ｂが移動したときの流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅ及び第２の室４３６ｆ内の流体圧力の変化は、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅ及び第２の室４３５ｆに遅れて伝達される。このため、バルブ４８３ａ、４８４ａの開度が小さい場合には、流体圧アクチュエータ４３５は、流体圧アクチュエータ４３６よりも遅れて伸縮する。したがって、本実施の形態の装置４００ａでは、複数の流体圧アクチュエータ４３２、４３４、４３５、４３６間で流体を連通させる流路４８１、４８２、４８３、４８４における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００ａの可動部の応答をさらに多様に変化させることができる。複数の流体圧アクチュエータの間で流体を連通させる流路における流体の連通状態を、流体の流量がゼロより大きな複数の連通状態の間で調整することによって、本実施の形態の装置４００ａが有する外力に対する柔軟な応答を多様に変化させることができる。

【0143】

以上のように、本実施の形態の装置４００ａは、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。また、本実施の形態の装置４００ａを自律型ロボット装置に適用すると、多様な応答を実現することができるロボット装置を提供することができる。

【0144】

なお、図１１に示される本実施の形態の装置４００ａにおける流路とバルブの配置を、図９に示される実施の形態２の変形例のように、変形してもよい。本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータのそれぞれの流通口と接続される複数の第１の流路が設けられる。複数の第１の流路のそれぞれの流路にバルブが配置される。流通口とバルブとの間の複数の第１の流路のうち任意の２つを接続する複数の第２の流路が設けられる。複数の第２の流路のそれぞれの流路にバルブが配置される。バルブは、流路における流体の連通状態を変化させる調整器である。

【0145】

具体的には、流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄ，４６６ｃ，４６６ｄは、それぞれ、流通口４３２ｃ、４３２ｄ、４３３ｃ、４３３ｄ、４３４ｃ、４３４ｄ、４３５ｃ、４３５ｄ、４３６ｃ、４３６ｄに接続される。流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄ，４６６ｃ，４６６ｄのそれぞれに、バルブ４７２ｃ，４７２ｄ，４７３ｃ，４７３ｄ，４７４ｃ，４７４ｄ，４７５ｃ，４７５ｄ，４７６ｃ，４７６ｄが配置される。流通口４３２ｃ、４３２ｄ、４３３ｃ、４３３ｄ、４３４ｃ、４３４ｄ、４３５ｃ、４３５ｄ、４３６ｃ、４３６ｄとバルブ４７２ｃ，４７２ｄ，４７３ｃ，４７３ｄ，４７４ｃ，４７４ｄ，４７５ｃ，４７５ｄ，４７６ｃ，４７６ｄとの間の流路４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄ，４６６ｃ，４６６ｄのうちの任意の２つを接続する流路が設けられる。この接続流路のそれぞれに、バルブが配置される。

【0146】

本実施の形態の変形例では、複数の流体圧アクチュエータの全ての流体室のうち任意の２つの流体室が、接続流路によって、互いに流体連通している。具体的には、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３２ｅと第２の室４３２ｆ、流体圧アクチュエータ４３３の第１の室４３３ｅと第２の室４３３ｆ、流体圧アクチュエータ４３２の第１の室４３４ｅと第２の室４３４ｆ、流体圧アクチュエータ４３５の第１の室４３５ｅと第２の室４３５ｆ、並びに流体圧アクチュエータ４３６の第１の室４３６ｅと第２の室４３６ｆのうち、任意の２つの流体室が、接続流路によって、互いに流体連通している。本実施の形態の変形例では、接続流路のそれぞれにバルブが配置されている。そのため、本実施の形態の変形例では、可動部の応答をより一層様々に変化させることができる。その結果、本実施の形態の変形例では、多様な応答を実現することができる可動部を有する装置を提供することができる。

【0147】

本実施の形態及びその変形例を、自律型ロボット装置、他のタイプのロボット装置、マニピュレータ、人や動物の運動を補助する補助装置などの他の装置に適用してもよい。

【0148】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。例えば、実施の形態１から実施の形態４に示した流体圧アクチュエータ、流路、バルブ、及びポンプの数と配置、並びに、これらの相互の接続の仕方は一例にすぎず、これらを任意に変更してもよい。実施の形態１から実施の形態４では、バルブを用いて流体圧アクチュエータの流体室から流体を排出していたが、ポンプを用いて流体圧アクチュエータの流体室から流体を排出してもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

【符号の説明】

【0149】

１，１００，４００，４００ａ 装置
１０，４１０ 第１の可動部
１１，４１１ 第１のリンク部材
１２，４１２ 第２のリンク部材
１３，４１３ 第１の可動ジョイント
２０，４２０ 第２の可動部
２１，４１４ 第３のリンク部材
２２ 第４のリンク部材
２３，４１５ 第２の可動ジョイント
３０，４３０ 第１の駆動部
３１，４３１ 第１の部材
３２，３３，３４，５２，５３，５４，４３２，４３３，４３４，４３５，４３６ 流体圧アクチュエータ
３２ａ，３３ａ，３４ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，４３２ａ，４３４ａ，４３５ａ，４３６ａ シリンダ本体
３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，４３２ｂ，４３４ｂ，４３５ｂ，４３６ｂ ピストン
３２ｃ，３２ｄ，３３ｃ，３３ｄ，３４ｃ，３４ｄ，５２ｃ，５２ｄ，５３ｃ，５３ｄ，５４ｃ，５４ｄ，４３２ｃ，４３２ｄ，４３３ｃ，４３３ｄ，４３４ｃ，４３４ｄ，４３５ｃ，４３５ｄ，４３６ｃ，４３６ｄ 流通口
３２ｅ，３３ｅ，３４ｅ，５２ｅ，５３ｅ，５４ｅ，４３２ｅ，４３４ｅ，４３５ｅ，４３６ｅ 第１の室
３２ｆ，３３ｆ，３４ｆ，５２ｆ，５３ｆ，５４ｆ，４３２ｆ，４３４ｆ，４３５ｆ，４３６ｆ 第２の室
３２ｕ，３３ｕ，５２ｕ，５３ｕ ユニバーサルジョイント
４０ 中間部材
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ ボールジョイント
５０，４５０ 第２の駆動部
５１，４５１ 第２の部材
６１，７１ ポンプ
６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａ，７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，２４２ｃ、２４２ｄ、２６２ｃ、２６２ｄ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ、２７４ａ、２７５ａ、２７６ａ，４７２ｃ，４７２ｄ，４７３ｃ，４７３ｄ，４７４ｃ，４７４ｄ，４７５ｃ，４７５ｄ，４７６ｃ，４７６ｄ，４８１ａ，４８２ａ，４８３ａ，４８４ａ バルブ
６２，６３，６４，７２，７３，７４，２２２，２２３、２３２ｃ、２３２ｄ、２５２ｃ、２５２ｄ、２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６，４６２ｃ，４６２ｄ，４６３ｃ，４６３ｄ，４６４ｃ，４６４ｄ，４６５ｃ，４６５ｄ，４６６ｃ，４６６ｄ，４８１，４８２，４８３，４８４ 流路
４１６ 端部部材
４１７ 第３の可動ジョイント
４２５ 第３の可動部
４４０ 第３の部材
４４５ 第４の部材
４５５ 第５の部材
４９０ 第３の駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】