特開 2022-122435 ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022122435

(43)【公開日】2022-08-23

(54)【発明の名称】ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/00 20060101AFI20220816BHJP

   B60P 3/00 20060101ALN20220816BHJP

【ＦＩ】

B25J5/00 A

B60P3/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021019664

(22)【出願日】2021-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今岡 紀章

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS34

3C707CS08

3C707WA16

3C707WM22

(57)【要約】

【課題】物体が搭載される場合の脚部の負荷を抑制し、かつ、物体の搭載を容易にすることができるロボットを提供すること。
【解決手段】本体部と、本体部に接続されている一対の脚部とを備え、本体部の姿勢を安定させるモードである搭載モードを含むモード群の中から選択されたモードで動作するロボットであって、一対の脚部は、それぞれ、上側脚部材、下側脚部材、本体部と上側脚部材とを接続する第１の関節部、および、上側脚部材と下側脚部材とを接続する第２の関節部と、を有し、搭載モードが選択されると、第１の関節部は、第２の関節部が第１の関節部より前方、かつ、第１の関節部より本体部の幅方向外側に位置するように、上側脚部材を本体部に対して回転させ、第２の関節部は、本体部の位置が下がるように、下側脚部材を上側脚部材に対して回転させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部と、前記本体部に接続されている一対の脚部とを備え、前記本体部の姿勢を安定させるモードである搭載モードを含むモード群の中から選択されたモードで動作するロボットであって、
前記一対の脚部は、それぞれ、上側脚部材、下側脚部材、前記本体部と前記上側脚部材とを接続する第１の関節部、および、前記上側脚部材と前記下側脚部材とを接続する第２の関節部と、を有し、
前記搭載モードが選択されると、前記第１の関節部は、前記第２の関節部が前記第１の関節部より前方、かつ、前記第１の関節部より前記本体部の幅方向外側に位置するように、前記上側脚部材を前記本体部に対して回転させ、前記第２の関節部は、前記本体部の位置が下がるように、前記下側脚部材を前記上側脚部材に対して回転させる、
ロボット。

【請求項2】

前記搭載モードにおいて、前記本体部の幅方向における前記第２の関節部同士の距離は、前記本体部の幅方向の長さよりも大きい、
請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記搭載モードにおいて、前記本体部の幅方向における前記下側脚部材同士の距離は、前記本体部の幅方向の長さよりも大きい、
請求項１または２に記載のロボット。

【請求項4】

前記一対の脚部は、それぞれ、足部材、前記足部材と前記下側脚部材とを接続する第３の関節部、および、前記足部材に取り付けられている車輪をさらに有し、
前記搭載モードから前記ロボットが移動するときのモードである移動モードに移行する移行モードにおいて、前記一対の脚部は、前記一対の脚部が伸長するように、かつ、前記車輪が回転することで前記足部材が支持面に沿って前記本体部の幅方向内側に向けて移動するように動作する、
請求項３に記載のロボット。

【請求項5】

前記移行モードにおいて、前記一対の脚部は、前記一対の脚部の前記第３の関節部の軌跡がそれぞれ平面視において２つの円弧を有するように、かつ、前記移動モードへの移行が完了したときに前記車輪が前記ロボットの進行方向に向くように動作する、
請求項４に記載のロボット。

【請求項6】

前記移行モードにおいて、前記一対の脚部は、前記第３の関節部が前記軌跡の前記２つの円弧上にあるとき、前記車輪が前記支持面に対して傾斜した状態となるように動作する、
請求項５に記載のロボット。

【請求項7】

本体部と、膝関節を有し前記本体部に股関節を介して接続された一対の脚部とを備え、
前記本体部に物体が搭載される際、前記膝関節が前記股関節よりも前方かつ前記股関節よりも前記本体部の幅方向外側に位置するように、前記一対の脚部が前記本体部に対して回転し、前記本体部の位置が下がるように、前記一対の脚部の膝関節が屈曲する、
ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ロボットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されている搭乗型ロボットは、搭乗者が座る座席と一対の脚リンクを備えている。特許文献１のロボットは、人が搭乗するために座席を下げる場合、搭乗の妨げにならないように、膝関節を後方に移動させるように一対の脚リンクを屈曲させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４０５５６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のロボットは、足首関節から足首関節の前方にある足先までの長さが比較的長く、かつ、ロボットの重心が足首関節より前方に位置するように構成されている。また、特許文献１のロボットは、上記のように、搭乗者が搭乗する場合、膝関節は、後方に移動するため、重心から離れる。よって、特許文献１のロボットにおいては、一対の脚リンクへの負荷、ひいては、一対の脚リンクを屈曲させるためのトルクが比較的大きくなる。また、一対の脚リンクが屈曲する方向によっては、一対の脚リンクが搭乗者の搭乗の妨げになる場合がある。また、座席が十分に下がっていない場合、搭乗者のロボットへの搭乗が困難になる。

【0005】

本開示は、物体が搭載される場合の脚部の負荷を抑制し、かつ、物体の搭載を容易にすることができるロボットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本開示のロボットは、本体部と、本体部に接続されている一対の脚部とを備え、本体部の姿勢を安定させるモードである搭載モードを含むモード群の中から選択されたモードで動作するロボットであって、一対の脚部は、それぞれ、上側脚部材、下側脚部材、本体部と上側脚部材とを接続する第１の関節部、および、上側脚部材と下側脚部材とを接続する第２の関節部と、を有し、搭載モードが選択されると、第１の関節部は、第２の関節部が第１の関節部より前方、かつ、第１の関節部より本体部の幅方向外側に位置するように、上側脚部材を本体部に対して回転させ、第２の関節部は、本体部の位置が下がるように、下側脚部材を上側脚部材に対して回転させる。

【発明の効果】

【0007】

本開示のロボットによれば、物体が搭載される場合の脚部の負荷を抑制し、かつ、物体の搭載を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施形態に係るロボットの概要図であり、移動モードにおけるロボットの移動基本姿勢を示す図である。

【図2】図１に示すロボットの上側面図である。

【図3】図１に示すロボットの下側面図である。

【図4】本開示の実施形態に係るロボットの概要図であり、搭載モードにおけるロボットの搭載姿勢を示す図である。

【図5】図４に示すロボットの上側面図である。

【図6】図４に示すロボットの下側面図である。

【図7】搭載モードから移動モードに移行する移行モードにおける第３の関節部の軌跡を示す図である。

【図8】搭載モードから移動モードに移行する移行モードにおける第３の関節部の軌跡を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施形態におけるロボット１について、図面を参照しながら説明する。以下では、ロボット１が載っている面に近づく方向を下方、当該面から離れる方向を上方、ロボット１が前進移動する際に向かう方向を前方、その逆方向を後方、前方を向くロボット１から左に向かう方向および右に向かう方向を左方および右方とする。図１においては、上側および下側がそれぞれロボット１の上方および下方であり、左側および右側がロボット１の前方および後方であり、紙面手間側および奥側がロボット１の左方および右方に相当する。

【0010】

ロボット１は、人および物品等の物体を搭載して移動する搭載型ロボットである。図１には、支持面Ｓに載っているロボット１が示されている。支持面Ｓは、地面および床面などである。また、図１から図３に示されているロボット１は、後述する移動モードにおける移動基本姿勢をとっている。

【0011】

ロボット１は、図１から図６に示されるように、本体部１０および一対の脚部２０を備えている。本体部１０は、搭載部１１および接続部１２を備えている。

【0012】

搭載部１１は、物体を搭載可能に設けられている。搭載部１１は、人Ｍがロボット１の前方を向いて腰かけられるように設けられている。

【0013】

接続部１２は、搭載部１１の底面に固定されている。接続部１２には、一対の脚部２０が接続されている。

【0014】

一対の脚部２０は、それぞれ、接続部１２の左右両側に接続されている。一対の脚部２０は、本体部１０を移動させるように動作する。すなわち、ロボット１は、二足歩行によって移動可能に構成されている。一対の脚部２０は、互いに同様に構成されている。以下、１つの脚部２０についてのみ説明する。

【0015】

脚部２０は、上側脚部材２１、下側脚部材２２、および、足部材２３をそれぞれ１つ備えている。また、脚部２０は、第１から第３の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３を備えている。

【0016】

第１の関節部Ｊ１は、接続部１２と上側脚部材２１の第１端部とを相対回転させるように接続する。移動基本姿勢において、第１の関節部Ｊ１は、上方から下方に向かうにしたがって後方から前方に向かうように上側脚部材２１を傾斜させる。

【0017】

第１の関節部Ｊ１は、第１の回転中心ＲＣ１にて互いに交差する３つの軸線周りに、接続部１２と上側脚部材２１とを相対回転させるように動作する。これらの３つの軸線は、第１のω軸線ω１、φ軸線φ１および第１のψ軸線ψ１である。第１のω軸線ω１は、第１の回転中心ＲＣ１を通り、上側脚部材２１の延びる方向に沿って延びる軸線Ａを、第１の回転中心ＲＣ１が位置する仮想の水平面に投影させた軸線である。移動基本姿勢において、第１のω軸線ω１は、前後方向に沿って延びている。

【0018】

φ軸線φ１は、上下方向に沿って延びる軸線である。第１のψ軸線ψ１は、第１のω軸線ω１およびφ軸線φ１に直交する軸線である。つまり、移動基本姿勢において、第１のψ軸線ψ１は、左右方向に沿って延びている。第１の関節部Ｊ１は、人の股関節に相当する。

【0019】

第２の関節部Ｊ２は、上側脚部材２１の第２端部と下側脚部材２２の第１端部とを相対回転させるように接続する。移動基本姿勢において、第２の関節部Ｊ２は、上方から下方に向かうにしたがって前方から後方に向かうように下側脚部材２２を傾斜させる。

【0020】

第２の関節部Ｊ２は、上述の軸線Ａ上に位置する第２の回転中心ＲＣ２を通る１つの軸線周りに上側脚部材２１と下側脚部材２２とを相対回転させるように動作する。この１つの軸線は、第１のψ軸線ψ１と平行である第２のψ軸線ψ２である。第２の関節部Ｊ２は、人の膝関節に相当する。

【0021】

第３の関節部Ｊ３は、下側脚部材２２の第２端部と足部材２３とを相対回転させるように接続する。移動基本姿勢において、第３の関節部Ｊ３は、足部材２３を下側脚部材２２の第２端部から前後方向に沿って前方に向けて延びるように位置させる。

【0022】

第３の関節部Ｊ３は、第３の回転中心ＲＣ３にて互いに直交する２つの軸線周りに、下側脚部材２２と足部材２３とを相対回転させるように動作する。これらの２つの軸線は、第２のω軸線ω２および第３のψ軸線ψ３である。第２のω軸線ω２は、第１のω軸線ω１と平行な軸線である。つまり、移動基本姿勢において、第２のω軸線ω２は、前後方向に沿って延びている。また、移動基本姿勢において、第２のω軸線ω２と第１のω軸線ω１とは、平面視において重なる。第３のψ軸線ψ３は、第１のψ軸線ψ１および第２のψ軸線ψ２と平行な軸線である。

【0023】

なお、上側脚部材２１、下側脚部材２２、および、足部材２３は、互いに分割された複数の部材によって構成されてもよい。また、上側脚部材２１、下側脚部材２２、および、足部材２３が、互いに分割された複数の部材によって構成されている場合、脚部２０は、分割された複数の部位同士を相対回転させるように接続する関節部をさらに備えてもよい。換言すれば、脚部２０は、人の脚と異なる構造、例えば膝関節に相当する関節を複数備える構造を有してもよい。

【0024】

また、足部材２３には、支持面Ｓに接触し、足部材２３に対して相対回転する２つの車輪２４が取り付けられている。２つの車輪２４は、第２のω軸線ω２に沿って配置されている。つまり、２つの車輪２４は、移動基本姿勢において前後方向に沿うように、足部材２３に配置されている。また、第１から第３の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３が動作して、足部材２３の向きおよび傾きが変更されることで、車輪２４の向きおよび傾きは、変更される。

【0025】

なお、車輪２４の個数は、２つに限定されないことは言うまでもない。例えば、車輪２４の個数が１つである場合、脚部２０の軽量化およびコンパクト化を図ることができる。また、車輪２４の個数が３つ以上である場合、支持面Ｓの面積が小さい場所（例えば階段）においても、２つ以上の車輪２４を支持面Ｓに接触させることができる。つまり、ロボット１の安定化を図ることができる。なお、一対の脚部２０は、車輪２４を備えなくてもよい。

【0026】

さらに、一対の脚部２０は、第１から第３の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３および車輪２４をそれぞれ駆動する複数の駆動装置（不図示）を有している。駆動装置は、例えばサーボモータである。

【0027】

また、ロボット１は、複数のモードを含むモード群の中から選択されたモードで動作する。モード群は、少なくとも移動モード、搭載モードおよび移行モードを含んでいる。

【0028】

移動モードは、ロボット１が移動するときのモードである。移動モードが選択されると、ロボット１は、図１から図３に示される移動基本姿勢をとる。その後、一対の脚部２０が伸長および屈曲するように第１から第３の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３が動作することで、移動する。また、ロボット１は、車輪２４が回転することで移動する。さらに、ロボット１は、第１から第３の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の動作、および、車輪２４の回転の組み合わせによって移動する。

【0029】

また、移動モードにおいて、支持面Ｓに対する本体部１０の高さをおおよそ一定にするように、一対の脚部２０が動作する。移動モードにおける本体部１０の高さは、搭載部１１に腰掛けている人Ｍの目線の高さと、自立している人Ｍの目線の高さとがおおよそ等しくなるように設定されている。よって、搭載部１１に腰掛けている人Ｍは、自立して歩行している場合と比べて違和感なく移動することができる。

【0030】

搭載モードは、例えば搭載部１１に物体を搭載するときや、搭載部１１を安定して静止させるときに利用されるモードである。搭載モードにおいて、搭載部１１ひいては本体部１０の姿勢は、人Ｍが搭乗可能な姿勢である。また、搭載モードにおいて、搭載部１１ひいては本体部１０の姿勢は、搭載部１１に搭載されている物体が落ちないように静止している姿勢である。すなわち、搭載モードは、ロボット１が移動を行わず、本体部１０の姿勢を安定させるモードである。搭載モードが選択されると、ロボット１は、図４から図６に示される搭載姿勢をとる。移動モードであるときに搭載モードが選択されると、移行モードを経由して搭載モードとなる。搭載モードにおいて、一対の脚部２０は動作しない。

【0031】

搭載モードが選択されると、つまり、搭載姿勢に移行するとき、第１の関節部Ｊ１は、第２の関節部Ｊ２が第１の関節部Ｊ１より前方、かつ、第１の関節部Ｊ１より本体部１０の幅方向外側に位置するように、上側脚部材２１を本体部１０に対して回転させる。よって、搭載モードにおいて、一対の脚部２０における２つの第１のω軸線ω１は、平面視においてＶ字状になっている。また、搭載姿勢において、第２の関節部Ｊ２は、第１の関節部Ｊ１より上方に位置する。

【0032】

また、搭載モードが選択されると、第２の関節部Ｊ２は、搭載部１１ひいては本体部１０の位置が下がるように、下側脚部材２２を上側脚部材２１に対して回転させる。具体的には、第２の関節部Ｊ２は、第２の関節部Ｊ２より第３の関節部Ｊ３を後方に位置させるように動作する。また、搭載姿勢において、第３の関節部Ｊ３は、第１の関節部Ｊ１より前方に位置する。つまり、搭載姿勢において、第３の関節部Ｊ３は、前後方向において、第１の関節部Ｊ１と第２の関節部Ｊ２の間に位置する。

【0033】

さらに、搭載姿勢において、本体部１０の幅方向における第２の関節部Ｊ２同士の距離は、本体部１０の幅方向の長さよりも大きい。よって、本体部１０をより下方に位置させることができるため、搭載部１１に人Ｍ等の物体をより搭載させやすくすることができる。

【0034】

また、搭載姿勢において、本体部１０の幅方向における下側脚部材２２同士の距離は、本体部１０の幅方向の長さよりも大きい。また、搭載姿勢において、第２のω軸線ω２と第１のω軸線ω１とは、平面視において一致する。よって、本体部１０をさらに下方に位置させることができるため、本体部１０に人Ｍ等の物体をさらに搭載させやすくすることができるとともに、ロボット１の姿勢の安定化を図ることができる。また、一対の脚部２０が物体を搭載させるときの邪魔にならないようにすることができる。

【0035】

移行モードは、搭載モードから移動モードに移行するときに経由するモードである。また、移行モードは、移動モードから搭載モードに移行するときに経由するモードである。

【0036】

搭載モードから移動モードにモードが移行する場合、ロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わるように、一対の脚部２０は動作する。一方、移動モードから搭載モードにモードが移行する場合、ロボット１の姿勢が移動基本姿勢から搭載姿勢に変わるように、一対の脚部２０は動作する。

【0037】

また、本体部１０には、ロボット１を制御する図示しない制御装置が配置されている。制御装置は、第１から第３の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３および車輪２４をそれぞれ駆動する複数の駆動装置を制御することで、一対の脚部２０を動作させる。制御装置は、図示しない移動操作部および切替操作部を備えている。

【0038】

移動操作部は、移動モードにおいて、ロボット１の移動方向および移動量を設定するものである。制御装置は、移動操作部の操作に基づいて、一対の脚部２０を動作させる。移動操作部は、例えばジョイスティックである。移動操作部は、搭載部１１に配置されていてもよく、その場合、搭載部１１に腰掛けている人Ｍが操作しやすい位置に配置することで、ロボット１の操作性を向上させることができる。

【0039】

切替操作部は、モードを選択する、例えば、移動モードと搭載モードとを切り替えるものである。ロボット１が移動モードで動作している場合に、切替操作部が操作されると、ロボット１が移動基本姿勢をとるように一対の脚部２０が動作する。ロボット１が移動基本姿勢をとると、移行モードを経由して搭載モードに移行するが開始される。

【0040】

ロボット１が搭載モードで動作している場合に、切替操作部が操作されると、移行モードを経由して移動モードに移行する。このとき、ロボット１の姿勢は搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる。切替操作部は、例えばスイッチである。切替操作部は、搭載部１１に配置されていても良く、その場合、搭載部１１に腰掛けている人Ｍおよび自立している人が操作しやすい位置に配置することで、ロボット１の操作性を向上させることができる。

【0041】

制御装置は、目的地が入力される入力部を備え、移動操作部が操作されなくても、入力部に入力された目的地にロボット１が到着するように、一対の脚部２０を動作させるように構成されていてもよい。

【0042】

なお、制御装置は、ロボット１に配置されておらず、有線または無線通信によってロボット１を遠隔制御することができるように構成されていてもよい。

【0043】

次に、搭載モードから移動モードに移行する際、つまり、搭載姿勢から移動基本姿勢に姿勢が変わる際の移行モードにおける一対の脚部２０の動作について図７を用いて説明する。図７は、脚部２０を下側から見た状態を示している。なお、ロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる場合、一対の脚部２０の動作は、左右対称であるため、右側の脚部２０の動作についてのみ説明する。また、移行モードにおける脚部２０の動作とは、第１から第３の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３が動作し、かつ、車輪２４が回転することである。

【0044】

ロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる場合、脚部２０は、脚部２０が伸長するように、かつ、車輪２４が回転することで足部材２３が支持面Ｓに沿って本体部１０の幅方向内側に向けて移動するように動作する。また、脚部２０は、車輪２４が支持面Ｓに対して傾斜しないように、つまり、車輪２４の回転軸が支持面Ｓと平行な状態を維持するように動作する。車輪２４が支持面Ｓに接触して回転することで、足部材２３は支持面Ｓに沿って移動する。

【0045】

また、ロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる場合、第３の関節部Ｊ３が図７に３つの太矢印にて示されている軌跡を描くように脚部２０が動作する。図７に太矢印にて示されている軌跡は、具体的には、第３の回転中心ＲＣ３の軌跡である。また、図７に太矢印にて示されている軌跡は、第３の回転中心ＲＣ３を通る仮想の水平面（以下、仮想水平面とする。）に描かれる。つまり、図７に太矢印にて示されている軌跡は平面視における軌跡を左右方向に反転したものである。

【0046】

第３の回転中心ＲＣ３が図７に太矢印にて示されている軌跡を描くように脚部２０が動作する場合、第１の回転中心ＲＣ１ひいては本体部１０は支持面Ｓに直交する方向に沿って上昇する。つまり、支持面Ｓが水平面である場合、搭載部１１は斜め上方向ではなく鉛直方向上方に移動する。よって、移行モードにおいて、搭載部１１に搭載された人Ｍ等の物体が滑り落ちること、および、ロボット１が安定した姿勢をとろうとすることに起因する振動が発生することを防ぐことができる。また、搭載部１１は鉛直方向に沿って上方に向けて移動するため、ロボット１の鉛直方向に直交する方向の振動が発生することを防ぐことができる。

【0047】

なお、図７において搭載姿勢における脚部２０は、実線にて示されているとともに、符号に添え字「（ａ）」が付されている。また、図７において移動基本姿勢における脚部２０は、２点鎖線にて示されているとともに、符号に添え字「（ｂ）」が付されている。

【0048】

以下、移行モードにおいて、ロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる場合に、第３の回転中心ＲＣ３が描く軌跡について説明する。第３の回転中心ＲＣ３が描く軌跡は、第１の仮想円ＩＣ１、第２の仮想円ＩＣ２および仮想直線ＩＬに沿うように描かれる。

【0049】

第１の仮想円ＩＣ１は、仮想水平面において、搭載姿勢における第３の回転中心ＲＣ３を通り、搭載姿勢における第２のω軸線ω２に接する任意の半径を有する円である。

【0050】

第２の仮想円ＩＣ２は、仮想水平面において、移動基本姿勢における第３の回転中心ＲＣ３を通り、移動基本姿勢における第２のω軸線ω２に接する任意の半径を有する円である。第２の仮想円ＩＣ２の大きさは、第１の仮想円ＩＣ１との交点が１点以下となるように定められている。具体的には、第１の仮想円ＩＣ１と第２の仮想円ＩＣ２との交点は、ゼロである。つまり、第１の仮想円ＩＣ１と第２の仮想円ＩＣ２は、離れている。

【0051】

仮想直線ＩＬは、第１の仮想円ＩＣ１と第２の仮想円ＩＣ２とに接する直線である。

【0052】

ロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる場合、脚部２０が動作することで、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ１から、第１の仮想円ＩＣ１に沿って、点Ｐ２まで移動する。点Ｐ１は、搭載姿勢における第３の回転中心ＲＣ３が位置する点である。点Ｐ２は、第１の仮想円ＩＣ１と仮想直線ＩＬとの接点である。

【0053】

続けて、脚部２０が動作することで、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ２から仮想直線ＩＬに沿って、第２の仮想円ＩＣ２と仮想直線ＩＬとの接点である点Ｐ３まで移動する。さらに、脚部２０が動作することで、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ３から、第２の仮想円ＩＣ２に沿って、移動基本姿勢における第３の回転中心ＲＣ３が位置する点Ｐ４まで移動する。

【0054】

第３の回転中心ＲＣ３が点Ｐ４に位置したとき、ロボット１は移動基本姿勢をとるため、移動モードへの移行が完了する。上記のように、第３の回転中心ＲＣ３が描く軌跡は、２つの円弧を有している。また、移行モードが完了したとき、ロボット１が移動基本姿勢をとっているため、一対の脚部２０それぞれの車輪２４は、同じ方向、具体的には、ロボット１が前進移動する方向を向いている。すなわち、一対の脚部２０それぞれの車輪２４は、ロボット１の進行方向を向いている。

【0055】

なお、第３の回転中心ＲＣ３の第１の仮想円ＩＣ１上での移動量、仮想直線ＩＬ上での移動量、および第２の仮想円ＩＣ２上での移動量は、第１の仮想円ＩＣ１の大きさおよび第２の仮想円ＩＣ２の大きさを調整することで任意に設定することができる。また、第２の仮想円ＩＣ２と第１の仮想円ＩＣ１との交点が１点である場合、仮想直線ＩＬは軌跡に含まれず、点Ｐ２と点Ｐ３とが同じ点となる。

【0056】

また、上記の第３の回転中心ＲＣ３が描く軌跡は、移行モードにおいてロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わるときのものである。逆に、移行モードにおいてロボット１の姿勢が移動基本姿勢から搭載姿勢に変わるときは、第３の回転中心ＲＣ３が上記の軌跡を逆に辿るように脚部２０は動作する。

【0057】

本開示は、これまでに説明した実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。

【0058】

例えば、上記のようにロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる場合、車輪２４を支持面Ｓに対して傾斜させないようにして、脚部２０が動作している。一方、ロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる場合に、軌跡上のある点において、車輪２４を支持面Ｓに対して傾斜させるように、脚部２０が動作するようにしてもよい。

【0059】

車輪２４を傾斜させる場合、足部材２３が第２のω軸線ω２周りに回転するように第３の関節部Ｊ３が動作する。すなわち、車輪２４が傾斜する場合、足部材２３が足部材２３の幅方向に傾斜する。車輪２４が足部材２３の幅方向の一方に傾斜した場合、足部材２３の幅方向の一方にかかる荷重が、足部材２３の幅方向の他方にかかる荷重よりも大きくなる。

【0060】

以下、移行モードにおいて、ロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる場合に、車輪２４を支持面Ｓに対して傾斜させるように、脚部２０が動作する場合について、図８を用いて説明する。図８は、脚部２０を下側から見た状態を示している。なお、図８において、破線の矢印は、支持面Ｓに対する車輪２４の傾斜角度が変化する際の第３の回転中心ＲＣ３の軌跡を示している。図８において、実線の矢印は、足部材２３が移動する際の第３の回転中心ＲＣ３の軌跡を示している。

【0061】

第３の回転中心ＲＣ３は、車輪２４が支持面Ｓに対して傾斜していない場合に第２のω軸線ω２上に位置し、支持面Ｓに対する車輪２４の傾斜角度の変化とともに足部材２３の幅方向に沿って移動する。第２のω軸線ω２と足部材２３の幅方向とは、直交している。

【0062】

ロボット１の姿勢が搭載姿勢から移動基本姿勢に変わる場合、第３の回転中心ＲＣ３は、図８に示されるように、平面視において、点Ｐ５から点Ｐ１２まで移動する。点Ｐ５は、ロボット１が搭載姿勢をとっているときの第３の回転中心ＲＣ３の位置である。点Ｐ１２は、ロボット１が移動基本姿勢をとっているときの第３の回転中心ＲＣ３の位置である。

【0063】

また、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ５から点Ｐ１２まで移動する途中で、第３の仮想円ＩＣ３および第４の仮想円ＩＣ４に沿って移動する。

【0064】

第３の仮想円ＩＣ３は、点Ｐ６を通り、かつ、搭載姿勢における第２のω軸線ω２に平行な第２の仮想直線ＩＬ２に接する任意の半径を有する円である。点Ｐ６は、搭載姿勢における足部材２３の幅方向において、点Ｐ５より本体部１０の幅方向外側に位置する点である。点Ｐ５から点Ｐ６までの距離は、距離Ｄ１である。距離Ｄ１は、任意に設定することができる。

【0065】

第４の仮想円ＩＣ４は、第３の仮想直線ＩＬ３および第４の仮想直線ＩＬ４の両方に接する円である。第３の仮想直線ＩＬ３は、点Ｐ１１を通り、かつ、移動基本姿勢における第２のω軸線ω２に平行な直線である。点Ｐ１１は、移動基本姿勢における足部材２３の幅方向において、点Ｐ１２より本体部１０の幅方向内側に位置する点である。点Ｐ１２から点Ｐ１１までの距離は、距離Ｄ２である。距離Ｄ２は、任意に設定することができる。第４の仮想直線ＩＬ４は、第５の仮想直線ＩＬ５と平行、かつ、第５の仮想直線ＩＬ５との距離が距離Ｄ１と距離Ｄ２を合わせた距離である直線である。第５の仮想直線ＩＬ５は、後述する点Ｐ７において、第３の仮想円ＩＣ３に接する直線である。

【0066】

また、第３の仮想円ＩＣ３および第４の仮想円ＩＣ４は、交点を２つ有するようにそれぞれの半径が設定されている。

【0067】

ロボット１の姿勢が搭載姿勢であり、かつ、車輪２４が傾斜していない場合、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ５に位置する。第３の関節部Ｊ３が動作して車輪２４が足部材２３の幅方向において本体部１０の幅方向外側に傾斜することで、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ５から、足部材２３の幅方向に沿って点Ｐ６に移動する。

【0068】

第３の回転中心ＲＣ３が点Ｐ６に位置する場合、足部材２３の幅方向における本体部１０の幅方向外側にかかる荷重が、足部材２３の幅方向における本体部１０の幅方向内側にかかる荷重よりも大きくなる。

【0069】

続けて、車輪２４が傾斜したまま、脚部２０が動作することで、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ６から第３の仮想円ＩＣ３に沿って本体部１０の幅方向内側に向けて点Ｐ７まで移動する。さらに、第３の関節部Ｊ３が動作して車輪２４が傾斜していない状態に戻されることで、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ７から点Ｐ８に移動する。点Ｐ８は、点Ｐ７より、第３の回転中心ＲＣ３が点Ｐ７に位置するときの足部材２３の幅方向に沿って本体部１０の幅方向内側に位置する点である。点Ｐ８は、点Ｐ７から距離Ｄ１離れている点である。

【0070】

さらに、車輪２４が傾斜していない状態で脚部２０が動作することで、第３の回転中心ＲＣ３は点Ｐ８から第５の仮想直線ＩＬ５と平行に点Ｐ９まで移動する。点Ｐ９は、第４の仮想円ＩＣ４と第４の仮想直線ＩＬ４との接点である点Ｐ１０より、第３の回転中心ＲＣ３が点Ｐ８に位置するときの足部材２３の幅方向に沿って本体部１０の幅方向外側に位置する点である。点Ｐ９は、点Ｐ１０から距離Ｄ２離れている点である。

【0071】

続けて、第３の回転中心ＲＣ３が点Ｐ９に位置するときに、第３の関節部Ｊ３が動作して車輪２４が足部材２３の幅方向における本体部１０の幅方向内側に傾斜することで、第３の回転中心ＲＣ３は点Ｐ９から点Ｐ１０に移動する。

【0072】

第３の回転中心ＲＣ３が点Ｐ１０に位置する場合、足部材２３の幅方向における本体部１０の幅方向内側にかかる荷重が、足部材２３の幅方向における本体部１０の幅方向外側にかかる荷重よりも大きくなる。

【0073】

続けて、車輪２４が傾斜したまま、脚部２０が動作することで、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ１０から第４の仮想円ＩＣ４に沿って本体部１０の幅方向内側に向けて点Ｐ１１まで移動する。さらに、第３の関節部Ｊ３が動作して車輪２４が傾斜していない状態に戻されることで、第３の回転中心ＲＣ３は、点Ｐ１１から点Ｐ１２に移動する。第３の回転中心ＲＣ３が点Ｐ１２に到達するとロボット１は移動基本姿勢となり、移動モードへの移行が完了する。

【0074】

また、図７に示される車輪２４を一度も傾斜させない場合の軌跡と、図８に示される車輪２４を傾斜させた場合の軌跡とを比較すると、車輪２４を傾斜させた場合の軌跡の方が、仮想円の半径を大きくすることができる。よって、車輪２４を一度も傾斜させない場合に比べて、車輪２４を傾斜させた場合は、車輪２４と支持面Ｓとの摩擦抵抗ひいては駆動装置の負荷を小さくすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本開示は、ロボットに広く利用可能である。

【符号の説明】

【0076】

１ ロボット
１０ 本体部
２０ 脚部
２１ 上側脚部材
２２ 下側脚部材
２３ 足部材
２４ 車輪
Ｓ 支持面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】