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(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】P2024094825
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】ロボット関節構造、および、ロボット
(51)【国際特許分類】
B25J 17/00 20060101AFI20240703BHJP
B25J 5/00 20060101ALI20240703BHJP
【ＦＩ】
B25J17/00 H
B25J5/00 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022211649
(22)【出願日】2022-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(74)【代理人】
【識別番号】100202728
【弁理士】
【氏名又は名称】三森 智裕
(72)【発明者】
【氏名】烏山 純一
(72)【発明者】
【氏名】掃部 雅幸
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS34
3C707BS27
3C707CS08
3C707CY29
3C707CY36
3C707HS27
3C707HT11
3C707HT20
3C707HT36
3C707WA03
3C707WA13
3C707WK01
3C707WM24
(57)【要約】
【課題】リンク部材同士を接続する関節部を覆うカバー部材の大型化を抑制可能なロボット関節構造、および、ロボットを提供する。
【解決手段】この人型ロボット１００のロボット関節構造１００ａは、大腿リンク１１および下腿リンク１２と、大腿リンク１１と下腿リンク１２とを接続する関節部と、大腿リンク１１および下腿リンク１２を相対的に回動させる駆動部と、関節部に対して移動可能に配置され、大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動するとともに、関節部を覆う可動カバー部材４０と、を備える。
【選択図】図６
【解決手段】この人型ロボット１００のロボット関節構造１００ａは、大腿リンク１１および下腿リンク１２と、大腿リンク１１と下腿リンク１２とを接続する関節部と、大腿リンク１１および下腿リンク１２を相対的に回動させる駆動部と、関節部に対して移動可能に配置され、大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動するとともに、関節部を覆う可動カバー部材４０と、を備える。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１リンク部材および第２リンク部材と、
前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを接続する関節部と、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、
前記関節部に対して移動可能に配置され、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、前記関節部を覆う可動カバー部材と、を備える、ロボット関節構造。
前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを接続する関節部と、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、
前記関節部に対して移動可能に配置され、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、前記関節部を覆う可動カバー部材と、を備える、ロボット関節構造。
【請求項2】
前記関節部は、前記駆動部の駆動により前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する係合部を含み、
前記可動カバー部材は、前記係合部と係合する被係合部を含み、前記被係合部に対して前記係合部が係合することによって、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する、請求項１に記載のロボット関節構造。
前記可動カバー部材は、前記係合部と係合する被係合部を含み、前記被係合部に対して前記係合部が係合することによって、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する、請求項１に記載のロボット関節構造。
【請求項3】
前記係合部は、凸状の突起部と円弧状の長孔部とのいずれか一方を含み、
前記被係合部は、凸状の前記突起部と円弧状の前記長孔部とのいずれか他方を含み、
前記可動カバー部材は、前記長孔部の内周面の一端に対して前記突起部が当接することによって回動するように移動する、請求項２に記載のロボット関節構造。
前記被係合部は、凸状の前記突起部と円弧状の前記長孔部とのいずれか他方を含み、
前記可動カバー部材は、前記長孔部の内周面の一端に対して前記突起部が当接することによって回動するように移動する、請求項２に記載のロボット関節構造。
【請求項4】
前記可動カバー部材は、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて、前記突起部が前記長孔部の内部を移動している場合には移動せず、前記突起部が前記長孔部の内周面の一端に対して当接することによって移動する、請求項３に記載のロボット関節構造。
【請求項5】
前記可動カバー部材の回動軸線周りに前記可動カバー部材を前記第１リンク部材に向かって付勢する付勢部材をさらに備える、請求項４に記載のロボット関節構造。
【請求項6】
前記関節部は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との間を接続する第３リンク部材を含み、
前記係合部は、前記第３リンク部材に配置された前記突起部を含み、
前記被係合部は、円弧状の前記長孔部を含み、
前記可動カバー部材は、前記長孔部の内周面の一端に対して、前記第３リンク部材に配置された前記突起部が当接することによって移動する、請求項３～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
前記係合部は、前記第３リンク部材に配置された前記突起部を含み、
前記被係合部は、円弧状の前記長孔部を含み、
前記可動カバー部材は、前記長孔部の内周面の一端に対して、前記第３リンク部材に配置された前記突起部が当接することによって移動する、請求項３～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
【請求項7】
前記第３リンク部材は、軸部材により前記第１リンク部材に対して回動可能に接続されており、
前記可動カバー部材は、前記軸部材に接続されており、前記第１リンク部材に対する前記第３リンク部材の回動と共通の回動軸線周りに回動するように移動する、請求項６に記載のロボット関節構造。
前記可動カバー部材は、前記軸部材に接続されており、前記第１リンク部材に対する前記第３リンク部材の回動と共通の回動軸線周りに回動するように移動する、請求項６に記載のロボット関節構造。
【請求項8】
前記可動カバー部材とは別個に設けられ、前記関節部に固定された状態で前記関節部を覆う固定カバー部材をさらに備え、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動し、
前記固定カバー部材は、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに伸展した状態において、前記可動カバー部材に覆われ、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに屈曲した状態において、前記可動カバー部材から前記第２リンク部材の方に露出する、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動し、
前記固定カバー部材は、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに伸展した状態において、前記可動カバー部材に覆われ、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに屈曲した状態において、前記可動カバー部材から前記第２リンク部材の方に露出する、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
【請求項9】
前記可動カバー部材は、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の回動の軸線方向における幅が、前記固定カバー部材よりも大きい、請求項８に記載のロボット関節構造。
【請求項10】
前記固定カバー部材は、前記可動カバー部材から露出した状態で前記可動カバー部材が覆うように移動してくる方の端部において、前記可動カバー部材との間の噛み込みを抑制するように前記可動カバー部材に向かって突出する噛み込み抑制部を含む、請求項８に記載のロボット関節構造。
【請求項11】
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動し、
前記駆動部は、直線移動する先端部が前記関節部に接続されている直線移動機構を含み、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに屈曲するように回動する場合における回動方向の反対側に配置されており、
前記可動カバー部材は、前記直線移動機構の前記先端部の直線移動による前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
前記駆動部は、直線移動する先端部が前記関節部に接続されている直線移動機構を含み、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに屈曲するように回動する場合における回動方向の反対側に配置されており、
前記可動カバー部材は、前記直線移動機構の前記先端部の直線移動による前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
【請求項12】
前記第１リンク部材は、人型ロボットにおける大腿部の部材であり、
前記第２リンク部材は、前記人型ロボットにおける下腿部の部材であり、
前記可動カバー部材は、膝関節である前記関節部に対して移動可能に配置され、前記大腿部の部材である前記第１リンク部材と、前記下腿部の部材である前記第２リンク部材との相対的な回動に合わせて移動する、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
前記第２リンク部材は、前記人型ロボットにおける下腿部の部材であり、
前記可動カバー部材は、膝関節である前記関節部に対して移動可能に配置され、前記大腿部の部材である前記第１リンク部材と、前記下腿部の部材である前記第２リンク部材との相対的な回動に合わせて移動する、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
【請求項13】
第１リンク部材および第２リンク部材と、
前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを接続する関節部と、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、
前記関節部に対して移動可能に配置され、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、前記関節部を覆う可動カバー部材と、を備える、ロボット。
前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを接続する関節部と、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、
前記関節部に対して移動可能に配置され、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、前記関節部を覆う可動カバー部材と、を備える、ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この開示は、ロボット関節構造、および、ロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ロボットが知られている。たとえば、上記特許文献１には、２本の脚体を有する２足移動ロボットが知られている。２本の脚体の各々は、リンク部材として大腿部および下腿部を有する。大腿部および下腿部は、膝関節により連続するように接続されている。膝関節は、電動モータである膝関節アクチュエータの駆動により回動動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－８８２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、上記特許文献１には記載されていないが、リンク部材同士を回動可能に接続する膝関節などの関節部において、関節部を保護するために、関節部を覆うカバー部材を配置する場合がある。その場合に、リンク部材同士の相対的な回動に合わせて、関節部における回転軸部分などの保護対象の部分の位置が変化することがある。そのため、保護対象の部分の位置が変化する場合にも関節部を覆うために、関節部を覆うカバー部材が大型化する。
【0005】
この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この開示の１つの目的は、リンク部材同士を接続する関節部を覆うカバー部材の大型化を抑制可能なロボット関節構造、および、ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この開示の第１の局面によるロボット関節構造は、第１リンク部材および第２リンク部材と、第１リンク部材と第２リンク部材とを接続する関節部と、第１リンク部材および第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、関節部に対して移動可能に配置され、第１リンク部材および第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、関節部を覆う可動カバー部材と、を備える。
【0007】
この開示の第１の局面によるロボット関節構造は、上記のように、関節部に対して移動可能に配置され、第１リンク部材および第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、関節部を覆う可動カバー部材を備える。これにより、可動カバー部材が第１リンク部材および第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するため、関節部における回転軸部分などの保護対象の部分の位置が変化する場合にも、保護対象の部分の位置の変化に合わせて可動カバー部材を移動できる。そのため、可動カバー部材の大きさを大きくすることなく、可動カバー部材を移動させることによって、保護対象の部分の位置が変化する場合にも関節部における保護対象の部分を覆うことができる。その結果、リンク部材同士を接続する関節部を覆うカバー部材の大型化を抑制できる。
【0008】
この開示の第２の局面によるロボットは、第１リンク部材および第２リンク部材と、第１リンク部材と第２リンク部材とを接続する関節部と、第１リンク部材および第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、関節部に対して移動可能に配置され、第１リンク部材および第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、関節部を覆う可動カバー部材と、を備える。
【0009】
この開示の第２の局面によるロボットは、上記のように、関節部に対して移動可能に配置され、第１リンク部材および第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、関節部を覆う可動カバー部材を備える。これにより、可動カバー部材が第１リンク部材および第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するため、関節部における回転軸部分などの保護対象の部分の位置が変化する場合にも、保護対象の部分の位置の変化に合わせて可動カバー部材を移動できる。そのため、可動カバー部材の大きさを大きくすることなく、可動カバー部材を移動させることによって、保護対象の部分の位置が変化する場合にも関節部における保護対象の部分を覆うことができる。その結果、リンク部材同士を接続する関節部を覆うカバー部材の大型化を抑制可能なロボットを提供できる。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、リンク部材同士を接続する関節部を覆うカバー部材の大型化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の一実施形態による人型ロボットの斜視図である。
【図2】人型ロボットにおけるロボット関節構造の全体構成を示したブロック図である。
【図3】関節部および駆動部の構成を模式的に示した斜視図である。
【図4】関節部および駆動部の構成を説明するための側面図である。
【図5】可動カバー部材および固定カバー部材を説明するための模式図であって、回動角度が０度の場合を示した図である。
【図6】可動カバー部材および固定カバー部材を説明するための模式図であって、回動角度が６０度の場合を示した図である。
【図7】回動角度が０度である場合における可動カバー部材の配置を説明するための図である。
【図8】可動カバー部材および固定カバー部材を説明するための模式図であって、回動角度が１００度の場合を示した図である。
【図9】回動角度が１００度である場合における可動カバー部材の配置を説明するための図である。
【図10】可動カバー部材および固定カバー部材を説明するための模式図であって、回動角度が１５０度の場合を示した図である。
【図11】可動カバー部材の幅と固定カバー部材の幅とを説明するための正面図である。
【図12】本開示の一実施形態の変形例によるロボットを説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示を具体化した本開示の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
【0014】
図１に示すように、人型ロボット１００は、人間の脚部に対応するように左右一対ずつの大腿部１、および、下腿部２を備えている。大腿部１は、人間の大腿に対応している。下腿部２は、人間の下腿に対応している。なお、一対の大腿部１同士の構造は、略同様であって、一対の下腿部２同士の構造は、略同様であるため、以下の説明では、片方の脚部のみにおける大腿部１、および、下腿部２について説明する。
【0015】
人型ロボット１００は、大腿リンク１１、および、下腿リンク１２を有する。大腿リンク１１および下腿リンク１２は、人型ロボット１００の所定の部分における棒状の部材である。具体的には、大腿リンク１１は、人型ロボット１００における大腿部１の部材である。下腿リンク１２は、人型ロボット１００における下腿部２の部材である。大腿リンク１１および下腿リンク１２は、たとえば、アルミまたはステンレスなどの金属部材を含む。なお、大腿リンク１１は、第１リンク部材の一例である。下腿リンク１２は、第２リンク部材の一例である。
【0016】
関節部２０は、大腿リンク１１と下腿リンク１２とを接続する。関節部２０は、人型ロボット１００における膝関節である。大腿リンク１１および下腿リンク１２は、関節部２０が回動することによって、相対的に回動する。具体的には、大腿リンク１１および下腿リンク１２は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動する。大腿リンク１１および下腿リンク１２が相対的に回動することによって、人型ロボット１００は、二足歩行を行う。
【0017】
図２に示すように、人型ロボット１００は、ロボット関節構造１００ａを備えている。本実施形態のロボット関節構造１００ａは、大腿リンク１１、下腿リンク１２、および、関節部２０を含む。また、ロボット関節構造１００ａは、駆動部３０、可動カバー部材４０、固定カバー部材５０、および、付勢部材６０を備えている。
【0018】
図３に示すように、駆動部３０は、直線移動機構３１とモータ３２とを含む。たとえば、直線移動機構３１は、ボールネジ機構を有する。直線移動機構３１は、モータ３２の回転駆動を駆動源として、直線移動する。駆動部３０において、モータ３２の回転がベルト部材によって直線移動機構３１に伝達されることによって、直線移動機構３１の先端部３１ａが直線移動する。また、直線移動機構３１およびモータ３２は、大腿リンク１１に対して回動可能に配置されている。具体的には、駆動部３０の直線移動機構３１およびモータ３２は、支持部材３３を介して大腿リンク１１に配置されている。駆動部３０は、支持部材３３に対して、軸芯３３ａを回転軸として回動する。また、直線移動機構３１は、大腿部１の部材である棒状の大腿リンク１１に沿うように配置されている。そして、直線移動機構３１の先端部３１ａは、棒状の大腿リンク１１の延びる方向に沿って直線移動する。また、駆動部３０では、直線移動機構３１の直線移動する先端部３１ａが、関節部２０に接続されている。具体的には、先端部３１ａは、関節部２０に対して回動可能に接続されている。直線移動機構３１は、直線移動を行うことによって関節部２０を回動させる。すなわち、直線移動機構３１の先端部３１ａが直線移動することによって、駆動部３０は、関節部２０を回動させて大腿リンク１１および下腿リンク１２を相対的に回動させる。また、駆動部３０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに屈曲するように回動する場合における回動方向の反対側に配置されている。すなわち、駆動部３０は、人型ロボット１００において、大腿部１に対して前面方向に配置されている。
【0019】
関節部２０は、２つの関節リンク２１および関節リンク２２を含む。関節リンク２１および関節リンク２２は、大腿リンク１１および下腿リンク１２が伸展した状態で、互いに交差するように配置されている。関節リンク２１および関節リンク２２の各々は、大腿リンク１１および下腿リンク１２を互いに接続している。また、関節リンク２１は、駆動部３０の直線移動機構３１の先端部３１ａに接続されている。関節リンク２１は、人型ロボット１００の左右方向である側方からみてＶ字形状を有する。なお、関節リンク２２は、第３リンク部材の一例である。
【0020】
図４に示すように、具体的には、関節リンク２１は、軸部材２１ａにより駆動部３０の直線移動機構３１の先端部３１ａに対して回動可能に接続されている。軸部材２１ａは、直線移動機構３１と関節リンク２１との回動の回動軸である。また、関節リンク２１は、軸部材２１ｂにより大腿リンク１１に対して回動可能に接続されている。関節リンク２１は、軸部材２１ｃにより下腿リンク１２に対して回動可能に接続されている。すなわち、軸部材２１ｂは、関節リンク２１と大腿リンク１１との回動の回動軸である。また、軸部材２１ｃは、関節リンク２１と下腿リンク１２との回動の回動軸である。同様に、関節リンク２２は、軸部材２２ａにより大腿リンク１１に対して回動可能に接続されている。関節リンク２２は、軸部材２２ｂにより下腿リンク１２に対して回動可能に接続されている。軸部材２２ａは、関節リンク２２と大腿リンク１１との回動の回動軸である。また、軸部材２２ｂは、関節リンク２２と下腿リンク１２との回動の回動軸である。軸部材２１ａ、軸部材２１ｂ、軸部材２１ｃ、軸部材２２ａ、および、軸部材２２ｂの各々は、たとえば、棒状の軸芯と、ボールベアリングとを含む。大腿リンク１１の下腿リンク１２側の端部と、下腿リンク１２の大腿リンク１１側の端部との各々は、Ｌ字形状を有する。そして、大腿リンク１１の下腿リンク１２側のＬ字形状の端部には、軸部材２１ｂおよび軸部材２２ａが配置されている。同様に、下腿リンク１２の大腿リンク１１側のＬ字形状の端部には、軸部材２１ｃおよび軸部材２２ｂが配置されている。
【0021】
駆動部３０、大腿リンク１１、下腿リンク１２、関節リンク２１、および、関節リンク２２による関節構造では、駆動部３０の直線移動機構３１が直線移動することによって関節リンク２１が回動する。関節リンク２１が回動することによって、軸部材２１ｃに接続された下腿リンク１２が、関節リンク２２により拘束されながら、大腿リンク１１に対して相対的に回動する。すなわち、下腿リンク１２は、関節リンク２２に接続されていることにより向きを変更しながら、関節リンク２１の移動によって回動することによって、大腿リンク１１に対して相対的に回動する。
【0022】
（カバー部材）
図５に示すように、人型ロボット１００は、大腿カバー部材１３、および、下腿カバー部材１４を備えている。大腿カバー部材１３は、大腿部１を覆う。下腿カバー部材１４は、下腿部２を覆う。具体的には、大腿カバー部材１３は、大腿リンク１１、および、駆動部３０を覆う筒状の部材である。また、下腿カバー部材１４は、下腿リンク１２を覆う筒状の部材である。大腿カバー部材１３および下腿カバー部材１４は、たとえば、樹脂により形成されている。
図５に示すように、人型ロボット１００は、大腿カバー部材１３、および、下腿カバー部材１４を備えている。大腿カバー部材１３は、大腿部１を覆う。下腿カバー部材１４は、下腿部２を覆う。具体的には、大腿カバー部材１３は、大腿リンク１１、および、駆動部３０を覆う筒状の部材である。また、下腿カバー部材１４は、下腿リンク１２を覆う筒状の部材である。大腿カバー部材１３および下腿カバー部材１４は、たとえば、樹脂により形成されている。
【0023】
本実施形態では、人型ロボット１００のロボット関節構造１００ａには、関節部２０を覆う可動カバー部材４０および固定カバー部材５０が備えられている。可動カバー部材４０は、膝関節である関節部２０に対して移動可能に配置されている。固定カバー部材５０は、関節部２０に固定された状態で関節部２０を覆う。固定カバー部材５０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに伸展した状態において、可動カバー部材４０に覆われている。可動カバー部材４０および固定カバー部材５０は、たとえば、樹脂により形成されている。なお、図５では、大腿リンク１１、下腿リンク１２、および、固定カバー部材５０の模式的な形状を示している。
【0024】
図６に示すように、固定カバー部材５０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに屈曲した状態において、可動カバー部材４０から下腿リンク１２の方に露出する。すなわち、固定カバー部材５０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに屈曲した状態において、可動カバー部材４０から、下腿リンク１２が配置されている方向である下方に露出する。
【0025】
詳細には、図７に示すように、可動カバー部材４０は、大腿リンク１１と関節リンク２２とを接続する軸部材２２ａに接続されている。可動カバー部材４０は、軸部材２２ａに対して、大腿リンク１１および関節リンク２２とは別個に、回動可能に接続されている。可動カバー部材４０は、軸部材２２ａが貫通する孔部４２を有する。可動カバー部材４０は、孔部４２において、軸部材２２ａに対して回動可能に接続されている。一方で、固定カバー部材５０は、関節部２０の関節リンク２１にねじなどの締結部材によって固定されている。すなわち、固定カバー部材５０は、関節リンク２１の移動に合わせて、関節リンク２１と一体的に移動する。
【0026】
また、可動カバー部材４０は、付勢部材６０によって、付勢されている。付勢部材６０は、可動カバー部材４０の回動軸線周りに可動カバー部材４０を大腿リンク１１に向かって上方に付勢する。付勢部材６０は、たとえば、ねじりコイルばねである。付勢部材６０は、軸部材２２ａの周方向に沿って巻き回されている。付勢部材６０は、軸部材２２ａの周方向に沿って付勢力として弾性力を生じるように配置されている。ねじりコイルばねである付勢部材６０の一端は、後述する突起部２３に係合している。そして、付勢部材６０の他端は、可動カバー部材４０に配置された固定軸４３に係合している。固定軸４３は、たとえば、可動カバー部材４０の内側にねじなどの締結部材により締結されている。付勢部材６０によって固定軸４３に対して付勢力が加えられることにより、可動カバー部材４０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２の回動角度が所定の範囲内である場合において、大腿リンク１１と一体的に移動するように大腿リンク１１に向かって付勢されている。
【0027】
〈可動カバー部材の移動〉
本実施形態では、可動カバー部材４０は、駆動部３０の駆動による大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動する。可動カバー部材４０は、大腿リンク１１に対する関節リンク２２の回動と共通の回動軸線周りに回動するように移動する。具体的には、可動カバー部材４０は、円弧状の長孔部４１を含む。関節部２０は、凸状の突起部２３を含む。突起部２３は、駆動部３０の駆動による大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動する。長孔部４１は、突起部２３と係合する。可動カバー部材４０は、長孔部４１に対して突起部２３が係合することによって、大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動する。なお、突起部２３は、係合部の一例である。長孔部４１は、被係合部の一例である。
本実施形態では、可動カバー部材４０は、駆動部３０の駆動による大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動する。可動カバー部材４０は、大腿リンク１１に対する関節リンク２２の回動と共通の回動軸線周りに回動するように移動する。具体的には、可動カバー部材４０は、円弧状の長孔部４１を含む。関節部２０は、凸状の突起部２３を含む。突起部２３は、駆動部３０の駆動による大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動する。長孔部４１は、突起部２３と係合する。可動カバー部材４０は、長孔部４１に対して突起部２３が係合することによって、大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動する。なお、突起部２３は、係合部の一例である。長孔部４１は、被係合部の一例である。
【0028】
具体的には、突起部２３は、関節リンク２２に配置されている。関節リンク２２が軸部材２２ａを回転軸として大腿リンク１１に対して相対的に回動することによって、突起部２３は、軸部材２２ａを回転軸として回動する。また、突起部２３は、長孔部４１に係合しながら、円弧状の長孔部４１に沿って、長孔部４１の内部を移動する。突起部２３は、図５に示すように大腿リンク１１と下腿リンク１２との回動角度が０度の場合には、長孔部４１の下方側の一端に配置されている。そして、突起部２３は、大腿リンク１１と下腿リンク１２との相対的な回動に合わせて、長孔部４１の内部を回動するように移動する。なお、大腿リンク１１と下腿リンク１２とが略直線状に並んで配置されている状態を、回動角度が０度であるとしている。
【0029】
図８に示すように、駆動部３０の駆動により大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて突起部２３が長孔部４１の内部を移動している場合には、可動カバー部材４０は、移動しない。具体的には、可動カバー部材４０は、大腿リンク１１と下腿リンク１２との相対的な回動角度が０度の状態から１００度の状態まで、大腿リンク１１に対して相対的な位置関係が変化しない。突起部２３は、回動角度が０度から１００度までの状態において、軸部材２２ａを中心として、円弧状の長孔部４１の内部を回動する。突起部２３は、回動角度が１００度の状態において、長孔部４１の内周面における上方側の一端に当接する。たとえば、図６に示すように大腿リンク１１と下腿リンク１２との回動角度が６０度の場合には、下腿リンク１２および固定カバー部材５０が大腿リンク１１に対して相対的に回動する一方で、可動カバー部材４０は、大腿リンク１１に対して移動しない。
【0030】
図９に示すように、回動角度が０度から１００度までの状態において、可動カバー部材４０は、付勢部材６０により大腿リンク１１に向かって付勢されることによって、大腿リンク１１を覆う大腿カバー部材１３に配置された突起部１３ａに当接した状態で大腿リンク１１に対する相対的な位置関係が固定されている。言い換えれば、可動カバー部材４０は、回動角度が０度から１００度までの状態において、大腿カバー部材１３に当接している。
【0031】
図１０に示すように、回動角度が１００度よりも大きくなると、可動カバー部材４０は、関節リンク２２に配置された突起部２３が長孔部４１の内周面の上方側の一端に対して当接することによって、軸部材２２ａを回転軸として回動するように移動する。具体的には、大腿リンク１１と下腿リンク１２との相対的な回動による関節リンク２２の回動によって、長孔部４１の内周面の上方側の一端に当接した状態で、突起部２３が上方に向かうように回動する。この突起部２３の回動により、可動カバー部材４０が、軸部材２２ａを回転軸として下腿リンク１２側に向かって回動するように移動する。回動角度が１００度から１５０度までの状態において、付勢部材６０による付勢力によって、可動カバー部材４０と突起部２３とが一体的に移動する。可動カバー部材４０は、回動角度が１００度から１５０度までの状態において、大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて、関節リンク２２と一体的に回動する。言い換えると、可動カバー部材４０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動における所定の回動角度範囲において、大腿リンク１１および下腿リンク１２に対して相対的に回動する。
【0032】
大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに屈曲した状態から伸展した状態に回動する場合にも、可動カバー部材４０は、回動角度が１５０度の状態から１００度の状態まで、関節リンク２２と一体的に回動する。そして、可動カバー部材４０は、回動角度が１００度の状態から０度の状態まで、大腿リンク１１に対して相対的に移動しない。回動角度が１００度の状態から０度の状態まで、大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて、付勢部材６０の付勢力に抗しながら、長孔部４１の内部を突起部２３が移動する。
【0033】
なお、回動角度が０度の状態から１００度の状態まで、大腿リンク１１および下腿リンク１２を互いに屈曲させるように回動させる場合には、付勢部材６０による付勢力が、関節部２０の駆動を補助するアシスト力として働く。
【0034】
また、固定カバー部材５０は、噛み込み抑制部５１を有する。噛み込み抑制部５１は、可動カバー部材４０から露出した状態で可動カバー部材４０が覆うように移動してくる方の固定カバー部材５０の端部において、可動カバー部材４０との間の噛み込みを抑制するように可動カバー部材４０に向かって突出する。すなわち、固定カバー部材５０の大腿リンク１１側である上方側の端部に、凸状の噛み込み抑制部５１が配置されている。噛み込み抑制部５１は、固定カバー部材５０と一体的に形成されている。噛み込み抑制部５１は、固定カバー部材５０の大腿リンク１１側の端部において、固定カバー部材５０と可動カバー部材４０との間の距離を小さくするように、可動カバー部材４０側に向かって突出しているこぶ状の部分である。噛み込み抑制部５１は、回動角度が１５０度からおよそ１００度の状態において、可動カバー部材４０から露出するとともに、回動角度がおよそ１００度より小さい状態において、可動カバー部材４０に覆われる。なお、大腿リンク１１と下腿リンク１２との相対的な回動において、可動カバー部材４０と固定カバー部材５０とは互いに当接せずに、離間した状態で移動する。
【0035】
なお、図１１に示すように、可動カバー部材４０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２の回動の軸線方向おける幅Ｗ１が、固定カバー部材５０よりも大きい。すなわち、人型ロボット１００の正面側から見た場合に、可動カバー部材４０の幅Ｗ１は、固定カバー部材５０の幅Ｗ２よりも大きい。したがって、大腿リンク１１と下腿リンク１２とが互いにほぼ直線状に伸展している状態において、固定カバー部材５０の略全体が可動カバー部材４０により覆われる。たとえば、人型ロボット１００の正面から見た場合に、回動角度が０度の状態において、固定カバー部材５０は、可動カバー部材４０と、大腿カバー部材１３および下腿カバー部材１４とによって覆われている。
【0036】
［本実施形態の効果］
本実施形態では、上記のように、人型ロボット１００のロボット関節構造１００ａは、関節部２０に対して移動可能に配置され、第１リンク部材としての大腿リンク１１および第２リンク部材としての下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動するとともに、関節部２０を覆う可動カバー部材４０を備える。これにより、可動カバー部材４０が大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動するため、関節部２０における回転軸部分などの保護対象の部分の位置が変化する場合にも、保護対象の部分の位置の変化に合わせて可動カバー部材４０を移動できる。そのため、可動カバー部材４０の大きさを大きくすることなく、可動カバー部材４０を移動させることによって、保護対象の部分の位置が変化する場合にも関節部２０における保護対象の部分を覆うことができる。その結果、リンク部材同士を接続する関節部２０を覆うカバー部材の大型化を抑制できる。
本実施形態では、上記のように、人型ロボット１００のロボット関節構造１００ａは、関節部２０に対して移動可能に配置され、第１リンク部材としての大腿リンク１１および第２リンク部材としての下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動するとともに、関節部２０を覆う可動カバー部材４０を備える。これにより、可動カバー部材４０が大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動するため、関節部２０における回転軸部分などの保護対象の部分の位置が変化する場合にも、保護対象の部分の位置の変化に合わせて可動カバー部材４０を移動できる。そのため、可動カバー部材４０の大きさを大きくすることなく、可動カバー部材４０を移動させることによって、保護対象の部分の位置が変化する場合にも関節部２０における保護対象の部分を覆うことができる。その結果、リンク部材同士を接続する関節部２０を覆うカバー部材の大型化を抑制できる。
【0037】
また、本実施形態では、上記のように、関節部２０は、駆動部３０の駆動により第１リンク部材としての大腿リンク１１および第２リンク部材としての下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動する係合部としての突起部２３を含む。可動カバー部材４０は、突起部２３と係合する被係合部としての長孔部４１を含み、長孔部４１に対して突起部２３が係合することによって、大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動する。これにより、関節部２０の突起部２３が可動カバー部材４０の長孔部４１に係合することによって、大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて可動カバー部材４０を容易に移動させることができる。そのため、可動カバー部材４０を容易に移動させることができるので、可動カバー部材４０の大型化を抑制するための構造を容易に実現できる。
【0038】
また、本実施形態では、上記のように、関節部２０は、係合部として、凸状の突起部２３と円弧状の長孔部４１とのいずれか一方である突起部２３を含む。可動カバー部材４０は、被係合部として、凸状の突起部２３と円弧状の長孔部４１とのいずれか他方である長孔部４１を含む。可動カバー部材４０は、長孔部４１の内周面の一端に対して突起部２３が当接することによって回動するように移動する。これにより、円弧状の長孔部４１の内周面の一端に対して突起部２３が当接することによって、可動カバー部材４０を移動させることができるので、長孔部４１の大きさを変更することによって、可動カバー部材４０の移動範囲を調整することができる。そのため、可動カバー部材４０の大型化を抑制しながら、関節部２０の保護対象となる部分を関節部２０の移動に合わせて正確に覆うことができる。
【0039】
また、本実施形態では、上記のように、可動カバー部材４０は、第１リンク部材としての大腿リンク１１および第２リンク部材としての下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて、突起部２３が長孔部４１の内部を移動している場合には移動せず、突起部２３が長孔部４１の内周面の一端に対して当接することによって移動する。これにより、突起部２３が長孔部４１の内部を移動している場合に可動カバー部材４０が移動しないので、可動カバー部材４０が不必要に移動することに起因して、関節部２０の保護が不十分になることを抑制できる。
【0040】
また、本実施形態では、上記のように、人型ロボット１００のロボット関節構造１００ａは、可動カバー部材４０の回動軸線周りに可動カバー部材４０を第１リンク部材としての大腿リンク１１に向かって付勢する付勢部材６０を備える。これにより、突起部２３が長孔部４１の内部を移動している場合に、付勢部材６０によって付勢することによって、可動カバー部材４０が大腿リンク１１に対して相対的に移動しないようにすることができる。また、突起部２３が長孔部４１の内周面の一端に当接している場合には、付勢部材６０により突起部２３と可動カバー部材４０との相対的な移動を抑制しながら、下腿リンク１２側に向かって可動カバー部材４０を移動させることができる。そのため、付勢部材６０を用いた簡便な構成によって、可動カバー部材４０を、大腿リンク１１に対して相対的に固定できるとともに、突起部２３の移動と一体的に移動させることができる。その結果、大腿リンク１１と下腿リンク１２との相対的な移動に合わせて、可動カバー部材４０を所定の位置に容易に配置することができる。また、大腿リンク１１および下腿リンク１２を互いに屈曲させるように回動させる場合には、可動カバー部材４０を大腿リンク１１に向かって付勢する付勢部材６０の付勢力によって、回動する駆動を補助できるので、駆動部３０の負担を軽減できる。
【0041】
また、本実施形態では、上記のように、関節部２０は、第１リンク部材としての大腿リンク１１と第２リンク部材としての下腿リンク１２との間を接続する第３リンク部材としての関節リンク２２を含む。係合部としての突起部２３は、関節リンク２２に配置されている。可動カバー部材４０は、被係合部としての円弧上の長孔部４１を含み、長孔部４１の内周面の一端に対して、関節リンク２２に配置された突起部２３が当接することによって移動する。ここで、関節部２０において、大腿リンク１１と下腿リンク１２との間を接続する関節リンク２２を配置することによって、大腿リンク１１と下腿リンク１２とが直接的に接続されている場合に比べて、大腿リンク１１と下腿リンク１２とを互いに屈曲させる場合における回動角度を大きくすることができる。この場合には、大腿リンク１１と下腿リンク１２との屈曲が大きくなるため、関節部２０の露出する部分が大きくなる。この点を考慮して、本実施形態では、関節リンク２２に配置された突起部２３が可動カバー部材４０に配置された長孔部４１の内周面の一端に当接することによって可動カバー部材４０が移動する。これにより、関節リンク２２の移動に合わせて可動カバー部材４０を移動できるので、大腿リンク１１と下腿リンク１２との回動において回動角度が大きくなる場合に、関節部２０を覆うように可動カバー部材４０を効果的に移動させることができる。そのため、可動カバー部材４０の大型化を効果的に抑制できる。
【0042】
また、本実施形態では、上記のように、第３リンク部材としての関節リンク２２は、軸部材２２ａにより第１リンク部材としての大腿リンク１１に対して回動可能に接続されている。可動カバー部材４０は、軸部材２２ａに接続されており、大腿リンク１１に対する関節リンク２２の回動と共通の回動軸線周りに回動するように移動する。これにより、可動カバー部材４０が、関節リンク２２の回動と共通の回動軸線周りに回動するため、可動カバー部材４０を、関節リンク２２の動作に合わせて関節リンク２２に追従するように移動させることができる。そのため、関節リンク２２の動作に合わせて、関節部２０を覆うように可動カバー部材４０を容易に移動させることができる。
【0043】
また、本実施形態では、上記のように、人型ロボット１００のロボット関節構造１００ａは、可動カバー部材４０とは別個に設けられ、関節部２０に固定された状態で関節部２０を覆う固定カバー部材５０を備える。第１リンク部材としての大腿リンク１１および第２リンク部材としての下腿リンク１２は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動する。固定カバー部材５０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに伸展した状態において、可動カバー部材４０に覆われている。また、固定カバー部材５０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに屈曲した状態において、可動カバー部材４０から下腿リンク１２の方に露出する。ここで、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに伸展した状態から屈曲した状態となる場合には、関節部２０の露出する部分の範囲が大きくなる。そのため、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに伸展した状態で固定カバー部材５０を可動カバー部材４０によって覆うとともに、互いに屈曲した状態で固定カバー部材５０を可動カバー部材４０から露出させることによって、屈曲の動作に合わせて、可動カバー部材４０および固定カバー部材５０が関節部２０を覆う範囲を大きくすることができる。そのため、固定カバー部材５０が無い場合に比べて、可動カバー部材４０の大きさを小さくできるので、可動カバー部材４０の大型化をより抑制できる。
【0044】
また、本実施形態では、上記のように、可動カバー部材４０は、第１リンク部材としての大腿リンク１１および第２リンク部材としての下腿リンク１２の回動の軸線方向における幅Ｗ１が、固定カバー部材５０よりも大きい。これにより、固定カバー部材５０の全体を可動カバー部材４０によって覆うことができる。ここで、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに伸展した状態で固定カバー部材５０の一部のみが可動カバー部材４０に覆われる場合には、互い屈曲した状態で関節部２０の保護対象となる部分を覆うために、固定カバー部材５０および可動カバー部材４０の大きさが大きくなる。そのため、本実施形態のように、可動カバー部材４０の幅Ｗ１を固定カバー部材５０の幅Ｗ２よりも大きくすることによって、固定カバー部材５０および可動カバー部材４０の大型化を抑制できる。
【0045】
また、本実施形態では、上記のように、固定カバー部材５０は、可動カバー部材４０から露出した状態で可動カバー部材４０が覆うように移動してくる方の端部において、可動カバー部材４０との間の噛み込みを抑制するように可動カバー部材４０に向かって突出する噛み込み抑制部５１を含む。これにより、可動カバー部材４０に向かって突出する噛み込み抑制部５１によって、可動カバー部材４０と固定カバー部材５０との間に異物が噛み込まれることを抑制することができる。そのため、異物を噛み込むことに起因して大腿リンク１１と下腿リンク１２との回動動作に異常が発生することを抑制できる。
【0046】
また、本実施形態では、上記のように、第１リンク部材としての大腿リンク１１および第２リンク部材としての下腿リンク１２は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動する。駆動部３０は、直線移動する先端部３１ａが関節部２０に接続されている直線移動機構３１を含む。また、駆動部３０は、大腿リンク１１および下腿リンク１２が互いに屈曲するように回動する場合における回動方向の反対側に配置されている。可動カバー部材４０は、直線移動機構３１の先端部３１ａの直線移動による大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて移動する。ここで、回動方向の反対側に配置された直線移動機構３１により大腿リンク１１および下腿リンク１２を回動させる場合には、大腿リンク１１と下腿リンク１２とを接続する関節部２０に向かって、回動方向の反対側において直線移動機構３１の先端部３１ａが直線移動する。そのため、関節部２０の回動方向の反対側において、直線移動機構３１の先端部３１ａが露出する。これに対して、本実施形態では、直線移動機構３１の先端部３１ａの直線移動による大腿リンク１１および下腿リンク１２の相対的な回動に合わせて、可動カバー部材４０を移動することによって、関節部２０の回動方向の反対側において直線移動する直線移動機構３１の先端部３１ａを効果的に覆うことができる。その結果、直線移動機構３１が回動方向の反対側において外部に露出することを効果的に抑制できる。
【0047】
また、本実施形態では、上記のように、第１リンク部材としての大腿リンク１１は、人型ロボット１００における大腿部１の部材である。第２リンク部材としての下腿リンク１２は、人型ロボット１００における下腿部２の部材である。可動カバー部材４０は、膝関節である関節部２０に対して移動可能に配置され、大腿部１の部材である大腿リンク１１と、下腿部２の部材である下腿リンク１２との相対的な回動に合わせて移動する。これにより、人型ロボット１００の大腿部１および下腿部２の部材である大腿リンク１１および下腿リンク１２の回動に合わせて可動カバー部材４０を移動できる。そのため、関節部２０を覆う可動カバー部材４０および固定カバー部材５０の大型化を抑制しながら、人型ロボット１００における関節部２０を効果的に覆うことができる。
【0048】
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、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。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、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。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。
【0049】
たとえば、上記実施形態では、人型ロボット１００の脚部の大腿部１の第１リンク部材としての大腿リンク１１と下腿部２の第２リンク部材としての下腿リンク１２とを相対的に回動させるロボット関節構造１００ａにおいて、関節部２０を覆う可動カバー部材４０および固定カバー部材５０が配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、ロボット関節構造を、人型以外のロボットにおける第１リンク部材と第２リンク部材とを相対的に回動させるようにしてもよい。たとえば、図１２に示す変形例によるロボット関節構造のように、４本脚ロボットであるロボット２００の脚部において第１リンク部材２１１および第２リンク部材２１２を相対的に回動させる場合に、第１リンク部材２１１および第２リンク部材２１２を接続する関節部２２０を覆う可動カバー部材２４０および固定カバー部材２５０を配置するようにしてもよい。なお、関節部２２０、可動カバー部材２４０、および、固定カバー部材２５０の構成は、上記実施形態の関節部２２０、可動カバー部材２４０、および、固定カバー部材２５０と同様である。したがって、上記実施形態と同様に、第１リンク部材２１１および第２リンク部材２１２の相対的な回動に合わせて、可動カバー部材２４０が移動する。また、人型ロボットの脚部ではなく、人型ロボットの腕部の肘関節により互いに接続される第１リンク部材および第２リンク部材を相対的に回動させる場合に、第１リンク部材および第２リンク部材を接続する肘関節である関節部に対して、可動カバー部材および固定カバー部材を配置するようにしてもよい。
【0050】
また、上記実施形態では、関節部２０の第３リンク部材としての関節リンク２２に配置された係合部である凸状の突起部２３が、可動カバー部材４０の被係合部である円弧状の長孔部４１に係合する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、関節部に係合部として長孔部を配置するとともに、可動カバー部材に被係合部として突起部を配置するようにしてもよい。また、長孔部は円弧状ではなく、直線状であってもよい。また、可動カバー部材の被係合部として円弧状の長孔部ではなく、可動カバー部材の一部を切り欠いた切り欠き部を係合部と係合するように配置してもよい。また、可動カバー部材に凸状の被係合部を配置するとともに、係合部を、第３リンク部材の一部を切り欠いた切り欠き部としてもよい。
【0051】
また、上記実施形態では、関節部２０の第３リンク部材としての関節リンク２２に係合部である突起部２３が配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、関節部のもう一方のリンク部材に係合部を配置してもよい。また、関節部以外の部材に可動カバー部材の被係合部と係合する係合部を配置してもよい。たとえば、第２リンク部材に係合部を配置してもよい。固定カバー部材に係合部を配置してもよい。第２リンク部材のカバー部材に係合部を配置してもよい。
【0052】
また、上記実施形態では、可動カバー部材４０は、第１リンク部材としての大腿リンク１１および第２リンク部材としての下腿リンク１２の相対的な回動における所定の回動角度範囲である１００度から１５０度までの回動角度において、大腿リンク１１および下腿リンク１２に対して相対的に回動する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、可動カバー部材が移動する所定の回動角度範囲は、１００度より小さい角度を含んでいてもよいし、１５０度より大きい範囲を含んでいてもよい。また、所定の回動角度範囲は、１００度よりも大きい範囲であってもよいし、１５０度より小さい範囲であってもよい。また、第１リンク部材および第２リンク部材の相対的な回動における一部の回動角度範囲ではなく、第１リンク部材および第２リンク部材の相対的な回動における全体の回動角度範囲において、可動カバー部材を移動させるようにしてもよい。また、第１リンク部材および第２リンク部材の相対的な回動は、０度から１５０度ではなくともよい。
【0053】
また、上記実施形態では、ねじりコイルばねである付勢部材６０によって可動カバー部材４０を付勢する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、付勢部材は、引張コイルばね、板バネ、および、渦巻きバネなどの金属ばねであってもよい。また、付勢部材は、ゴムなどの金属ばね以外の弾性部材であってもよい。また、付勢部材は、ソレノイドアクチュエータなどの駆動部を含むとともに、駆動部による駆動力によって、可動カバー部材を付勢するようにしてもよい。
【0054】
また、上記実施形態では、第１リンク部材としての大腿リンク１１に対する第３リンク部材としての関節リンク２２の回動軸である軸部材２２ａが、可動カバー部材４０の回動軸である例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、可動カバー部材は、第３リンク部材とは異なる回動軸を有していてもよい。また、可動カバー部材を、回動ではなく直線移動させるようにしてもよい。
【0055】
また、上記実施形態では、可動カバー部材４０とは別個に、関節部２０に固定された固定カバー部材５０が配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、固定カバー部材を配置しなくともよい。また、固定カバー部材を関節部ではなく第２リンク部材に固定するようにしてもよい。また、第１リンク部材側に付勢される可動カバー部材とは別個に、もう一つの可動カバー部材を関節部に対して移動可能に配置するようにしてもよい。
【0056】
また、上記実施形態では、固定カバー部材５０にこぶ状の噛み込み抑制部５１を配置する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、噛み込み抑制部は、フランジ状に固定カバー部材の端部を折り曲げるようにしてもよい。また、可動カバー部材に噛み込み抑制部を配置するようにしてもよい。
【0057】
また、上記実施形態では、関節部２０が関節リンク２１および関節リンク２２の２つのリンク部材を有する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、関節部がリンク部材を有していなくともよい。たとえば、人型ロボットにおける大腿部の部材である第１リンク部材と、下腿部の部材である第２リンク部材とが、回転軸の軸芯部材である関節部を介して直接的に接続されていてもよい。
【0058】
また、上記実施形態では、駆動部３０を、第１リンク部材としての大腿リンク１１および第２リンク部材としての下腿リンク１２が互いに屈曲するように回動する場合における回動方向の反対側に配置する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、駆動部を、第１リンク部材および第２リンク部材が互いに屈曲するように回動する場合における回動方向の順方向側に配置するようにしてもよい。また、駆動部は、直線移動する先端部が関節部に接続されている直線移動機構ではなく、回転伝動機構を含んでいてもよい。すなわち、駆動部は、モータの回転の駆動力を、回転移動として伝達することによって、第１リンク部材および第２リンク部材を相対的に回動させるようにしてもよい。
【0059】
［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
【0060】
（項目１）
第１リンク部材および第２リンク部材と、
前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを接続する関節部と、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、
前記関節部に対して移動可能に配置され、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、前記関節部を覆う可動カバー部材と、を備える、ロボット関節構造。
第１リンク部材および第２リンク部材と、
前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを接続する関節部と、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、
前記関節部に対して移動可能に配置され、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、前記関節部を覆う可動カバー部材と、を備える、ロボット関節構造。
【0061】
（項目２）
前記関節部は、前記駆動部の駆動により前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する係合部を含み、
前記可動カバー部材は、前記係合部と係合する被係合部を含み、前記被係合部に対して前記係合部が係合することによって、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する、項目１に記載のロボット関節構造。
前記関節部は、前記駆動部の駆動により前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する係合部を含み、
前記可動カバー部材は、前記係合部と係合する被係合部を含み、前記被係合部に対して前記係合部が係合することによって、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する、項目１に記載のロボット関節構造。
【0062】
（項目３）
前記係合部は、凸状の突起部と円弧状の長孔部とのいずれか一方を含み、
前記被係合部は、凸状の前記突起部と円弧状の前記長孔部とのいずれか他方を含み、
前記可動カバー部材は、前記長孔部の内周面の一端に対して前記突起部が当接することによって回動するように移動する、項目２に記載のロボット関節構造。
前記係合部は、凸状の突起部と円弧状の長孔部とのいずれか一方を含み、
前記被係合部は、凸状の前記突起部と円弧状の前記長孔部とのいずれか他方を含み、
前記可動カバー部材は、前記長孔部の内周面の一端に対して前記突起部が当接することによって回動するように移動する、項目２に記載のロボット関節構造。
【0063】
（項目４）
前記可動カバー部材は、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて、前記突起部が前記長孔部の内部を移動している場合には移動せず、前記突起部が前記長孔部の内周面の一端に対して当接することによって移動する、項目３に記載のロボット関節構造。
前記可動カバー部材は、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて、前記突起部が前記長孔部の内部を移動している場合には移動せず、前記突起部が前記長孔部の内周面の一端に対して当接することによって移動する、項目３に記載のロボット関節構造。
【0064】
（項目５）
前記可動カバー部材の回動軸線周りに前記可動カバー部材を前記第１リンク部材に向かって付勢する付勢部材をさらに備える、項目４に記載のロボット関節構造。
前記可動カバー部材の回動軸線周りに前記可動カバー部材を前記第１リンク部材に向かって付勢する付勢部材をさらに備える、項目４に記載のロボット関節構造。
【0065】
（項目６）
前記関節部は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との間を接続する第３リンク部材を含み、
前記係合部は、前記第３リンク部材に配置された前記突起部を含み、
前記被係合部は、円弧状の前記長孔部を含み、
前記可動カバー部材は、前記長孔部の内周面の一端に対して、前記第３リンク部材に配置された前記突起部が当接することによって移動する、項目３～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
前記関節部は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材との間を接続する第３リンク部材を含み、
前記係合部は、前記第３リンク部材に配置された前記突起部を含み、
前記被係合部は、円弧状の前記長孔部を含み、
前記可動カバー部材は、前記長孔部の内周面の一端に対して、前記第３リンク部材に配置された前記突起部が当接することによって移動する、項目３～５のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
【0066】
（項目７）
前記第３リンク部材は、軸部材により前記第１リンク部材に対して回動可能に接続されており、
前記可動カバー部材は、前記軸部材に接続されており、前記第１リンク部材に対する前記第３リンク部材の回動と共通の回動軸線周りに回動するように移動する、項目６に記載のロボット関節構造。
前記第３リンク部材は、軸部材により前記第１リンク部材に対して回動可能に接続されており、
前記可動カバー部材は、前記軸部材に接続されており、前記第１リンク部材に対する前記第３リンク部材の回動と共通の回動軸線周りに回動するように移動する、項目６に記載のロボット関節構造。
【0067】
（項目８）
前記可動カバー部材とは別個に設けられ、前記関節部に固定された状態で前記関節部を覆う固定カバー部材をさらに備え、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動し、
前記固定カバー部材は、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに伸展した状態において、前記可動カバー部材に覆われ、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに屈曲した状態において、前記可動カバー部材から前記第２リンク部材の方に露出する、項目１～７のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
前記可動カバー部材とは別個に設けられ、前記関節部に固定された状態で前記関節部を覆う固定カバー部材をさらに備え、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動し、
前記固定カバー部材は、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに伸展した状態において、前記可動カバー部材に覆われ、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに屈曲した状態において、前記可動カバー部材から前記第２リンク部材の方に露出する、項目１～７のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
【0068】
（項目９）
前記可動カバー部材は、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の回動の軸線方向における幅が、前記固定カバー部材よりも大きい、項目８に記載のロボット関節構造。
前記可動カバー部材は、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の回動の軸線方向における幅が、前記固定カバー部材よりも大きい、項目８に記載のロボット関節構造。
【0069】
（項目１０）
前記固定カバー部材は、前記可動カバー部材から露出した状態で前記可動カバー部材が覆うように移動してくる方の端部において、前記可動カバー部材との間の噛み込みを抑制するように前記可動カバー部材に向かって突出する噛み込み抑制部を含む、項目８または９に記載のロボット関節構造。
前記固定カバー部材は、前記可動カバー部材から露出した状態で前記可動カバー部材が覆うように移動してくる方の端部において、前記可動カバー部材との間の噛み込みを抑制するように前記可動カバー部材に向かって突出する噛み込み抑制部を含む、項目８または９に記載のロボット関節構造。
【0070】
（項目１１）
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動し、
前記駆動部は、直線移動する先端部が前記関節部に接続されている直線移動機構を含み、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに屈曲するように回動する場合における回動方向の反対側に配置されており、
前記可動カバー部材は、前記直線移動機構の前記先端部の直線移動による前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する、項目１～１０のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材は、互いに屈曲および伸展するように相対的に回動し、
前記駆動部は、直線移動する先端部が前記関節部に接続されている直線移動機構を含み、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材が互いに屈曲するように回動する場合における回動方向の反対側に配置されており、
前記可動カバー部材は、前記直線移動機構の前記先端部の直線移動による前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動する、項目１～１０のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
【0071】
（項目１２）
前記第１リンク部材は、人型ロボットにおける大腿部の部材であり、
前記第２リンク部材は、前記人型ロボットにおける下腿部の部材であり、
前記可動カバー部材は、膝関節である前記関節部に対して移動可能に配置され、前記大腿部の部材である前記第１リンク部材と、前記下腿部の部材である前記第２リンク部材との相対的な回動に合わせて移動する、項目１～１１のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
前記第１リンク部材は、人型ロボットにおける大腿部の部材であり、
前記第２リンク部材は、前記人型ロボットにおける下腿部の部材であり、
前記可動カバー部材は、膝関節である前記関節部に対して移動可能に配置され、前記大腿部の部材である前記第１リンク部材と、前記下腿部の部材である前記第２リンク部材との相対的な回動に合わせて移動する、項目１～１１のいずれか１項に記載のロボット関節構造。
【0072】
（項目１３）
第１リンク部材および第２リンク部材と、
前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを接続する関節部と、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、
前記関節部に対して移動可能に配置され、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、前記関節部を覆う可動カバー部材と、を備える、ロボット。
第１リンク部材および第２リンク部材と、
前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを接続する関節部と、
前記第１リンク部材および前記第２リンク部材を相対的に回動させる駆動部と、
前記関節部に対して移動可能に配置され、前記第１リンク部材および前記第２リンク部材の相対的な回動に合わせて移動するとともに、前記関節部を覆う可動カバー部材と、を備える、ロボット。
【符号の説明】
【0073】
１ 大腿部
２ 下腿部
１１ 大腿リンク（第１リンク部材）
１２ 下腿リンク（第２リンク部材）
２０、２２０ 関節部
２２ａ 軸部材
２３ 突起部（係合部）
３０ 駆動部
３１ 直線移動機構
３１ａ 先端部
４０、２４０ 可動カバー部材
４１ 長孔部
５０、２５０ 固定カバー部材
５１ 噛み込み抑制部
６０ 付勢部材
１００ 人型ロボット（ロボット）
１００ａ ロボット関節構造
２００ ロボット
２１１ 第１リンク部材
２１２ 第２リンク部材
２ 下腿部
１１ 大腿リンク（第１リンク部材）
１２ 下腿リンク（第２リンク部材）
２０、２２０ 関節部
２２ａ 軸部材
２３ 突起部（係合部）
３０ 駆動部
３１ 直線移動機構
３１ａ 先端部
４０、２４０ 可動カバー部材
４１ 長孔部
５０、２５０ 固定カバー部材
５１ 噛み込み抑制部
６０ 付勢部材
１００ 人型ロボット（ロボット）
１００ａ ロボット関節構造
２００ ロボット
２１１ 第１リンク部材
２１２ 第２リンク部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】