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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-25
(54)【発明の名称】ロボットの肢部部分
(51)【国際特許分類】
B25J 19/00 20060101AFI20240315BHJP
【ＦＩ】
B25J19/00 M
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023560388
(86)(22)【出願日】2021-03-31
(85)【翻訳文提出日】2023-11-22
(86)【国際出願番号】 EP2021058517
(87)【国際公開番号】W WO2022207106
(87)【国際公開日】2022-10-06
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523371045
【氏名又は名称】エニボティクス アーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】スキャヴォーネ スキャファト， アレッサンドロ
(72)【発明者】
【氏名】セカニナ， デビッド
(72)【発明者】
【氏名】アレッガー， セヴラン
(72)【発明者】
【氏名】上野 泰平
(72)【発明者】
【氏名】ヒュッター， ウルシン
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707CX01
3C707CY06
3C707CY12
3C707CY34
3C707HS27
(57)【要約】
第１の更なる肢部部位と枢動可能に連結するように適合された第１のアクチュエータ（１）と、第２の更なる肢部部位と枢動可能に連結するように適合された第２のアクチュエータ（２）と、を備える、ロボットの肢部のためのリンク（１０００）、特に大腿部。更に、リンク（１０００）は、第１のアクチュエータ（１）の第１の熱源（１０）と、第２のアクチュエータ（２）の第２の熱源（２０）と、を取り囲む、ハウジング（４）を備える。ハウジング（４）は、第１の熱源（１０）におよび第２の熱源（２０）に熱的に結合するキャビティ（４０）を形成している。ハウジングは、気流によってキャビティ（４）を換気するための、第１の空気開口部（４１）および第２の空気開口部（４２）を備える。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
－第１の更なる肢部部位と枢動可能に連結するように適合されている第１のアクチュエータ（１）と、－第２の更なる肢部部位と枢動可能に連結するように適合されている第２のアクチュエータ（２）と、
－前記第１のアクチュエータ（１）の第１の熱源（１０）と前記第２のアクチュエータ（２）の第２の熱源（２０）とを取り囲んでいるハウジング（４）と、を備え、
前記ハウジング（４）はキャビティ（４０）を形成しており、
前記ハウジングは、気流によって前記キャビティ（４０）を換気するための、第１の空気開口部（４１）および第２の空気開口部（４２）と、を備える、
ロボットの肢部のための肢部部分（１０００）、特に大腿部。
【請求項2】
前記キャビティ（４０）は前記第１の熱源（１０）におよび前記第２の熱源（２０）に熱的に結合している、請求項１に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項3】
前記ハウジング（４）は第２のキャビティ（４０’）を更に形成しており、前記ハウジングは、気流によって前記第２のキャビティ（４０’）を換気するための、第３の空気開口部（４３）および第４の空気開口部（４４）を備え、特に、前記キャビティ（４０）は前記第２の熱源（２０）に熱的に結合しており、前記第２のキャビティ（４０’）は前記第１の熱源（１０）に熱的に結合している、請求項１に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項4】
前記キャビティ（４０）内には、前記キャビティ（４０）を能動的に換気するための少なくとも１つのファン（４１０）が配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項5】
前記キャビティ（４０）内に配置されている第２のファン（４２０）を備え、前記少なくとも１つのファン（４１０）は空気を前記キャビティ（４０）内に引き込むためのプルファンであり、前記第２のファン（４２０）は空気を前記キャビティ（４０）から押し出すためのプッシュファンである、請求項４に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項6】
前記第２のキャビティ（４０’）内に配置されている、前記第２のキャビティ（４０’）を能動的に換気するための第２のファン（４２０）を備える、請求項４に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項7】
前記第１のアクチュエータの第１の枢動軸（１００）は前記第２のアクチュエータの第２の枢動軸（２００）と平行に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項8】
前記第１の枢動軸（１００）の第１の回転方向と前記第２の枢動軸（２００）の第２の回転方向とは反対方向に向けられている、請求項１から７のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項9】
前記第１のアクチュエータ（１）は第１の電気駆動装置であり、かつ／または、前記第２のアクチュエータ（２）は第２の電気駆動装置である、請求項１から８のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項10】
前記第１の熱源（１０）および／または前記第２の熱源（２０）は、それぞれの前記第１および／または第２の電気駆動装置のステータ、回路構成、および／またはギアボックスに熱的に接続されている１つまたは複数の冷却リブである、請求項９に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項11】
第３のアクチュエータ（３）を更に備え、前記第２のアクチュエータ（２）は前記第３のアクチュエータ（３）に枢動可能に連結しており、特に、前記第２のアクチュエータ（２）および／または前記第３のアクチュエータ（３）は、ロボット胴部（１００１）に機械的および電気的に連結するように適合されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項12】
前記第１のアクチュエータ（１）は、特に膝部屈曲伸展関節機構（５１）によって、脛部（５）に枢動可能に連結しており、かつ／または、前記第２のアクチュエータ（２）は、股関節部屈曲伸展機構によって前記第３のアクチュエータ（３）に枢動可能に連結している、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項13】
前記第１のアクチュエータ（１）に接続している少なくとも１つのケーブル、特に全てのケーブルが、キャビティ（４０）の中を通っている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項14】
前記第１のアクチュエータ（１）は、第１のケーブルダクト（１１０）として機能するように特に適合されている、前記第１の枢動軸（１００）に沿って延びる管状開口部を備え、かつ／または、前記第２のアクチュエータ（１）は、第２のケーブルダクト（２１０）として機能するように特に適合されている、前記第２の枢動軸（２００）に沿って延びる管状開口部を備える、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項15】
前記第１のアクチュエータ（１）を前記ロボット胴部（１００１）に接続するための少なくとも１つの第１のケーブル（６１）、特に電源ケーブルが、前記キャビティ（４０）の中および前記第２のケーブルダクト（２１０）の中を通っており、かつ／または、前記第２のアクチュエータ（２）を前記ロボット胴部（１００１）に接続するための少なくとも１つの第２のケーブル（６２）、特に電源ケーブルが、前記第２のケーブルダクト（２１０）の中を通っている、
請求項１４に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項16】
前記第１のアクチュエータ（１）を前記第２のアクチュエータ（２）に接続するための少なくとも１つの第３のケーブル（６３）、特にロジックケーブルが、前記キャビティ（４０）の中を通っており、かつ／または、前記第２のアクチュエータ（２）を前記第３のアクチュエータ（３）にまたは前記ロボット胴部（１００１）に接続するための少なくとも１つの第４のケーブル（６４）、特にロジックケーブルが、前記第２のケーブルダクト（２１０）の中を通っている、
請求項１４または１５に記載の肢部部分（１０００）。
【請求項17】
－請求項１から１６のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）、特に大腿部と、－第１の更なる肢部部位、特に脛部（５）であって、前記第１の更なる肢部部位（５）の近位端で、特に膝部屈曲伸展機構（５１）によって、前記第１のアクチュエータ（１）に連結されている、前記第１の更なる肢部部位、特に脛部（５）と、
－特に股関節部屈曲伸展機構（３１）によって前記第２のアクチュエータ（２）に連結されている、第２の更なる肢部部位、特に第３のアクチュエータ（３）と、を備える、
ロボットの肢部（１１００）。
【請求項18】
前記脛部（５）の前記近位端とは反対側の前記脛部（５）の遠位端に蹄部（５０）が配置されている、請求項１７に記載のロボットの肢部。
【請求項19】
請求項１７または１８に記載の肢部を少なくとも１つ備える、特に請求項１７または１８に記載の肢部を４つ備える、脚式ロボット。
【請求項20】
キャビティ（４０）および／または第２のキャビティ（４０’）内に配置されている温度センサが、それぞれの前記キャビティ（４０）および／または前記第２のキャビティ（４０’）内の特定の温度Ｔｍａｘ≧４０℃、特にＴｍａｘ≧５０℃を測定した場合にのみ、少なくとも１つのファン（４１０）および／または第２のファン（４２０）を作動させるステップを含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）を冷却するための方法。
【請求項21】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の肢部部分（１０００）を冷却するための方法であって、少なくとも１つのファン（４１０）が前記第１のアクチュエータ（１）の近くに配置され、第２のファン（４２０）が前記第２のアクチュエータ（２）の近くに配置され、－前記第１のアクチュエータに近い第１の温度センサが温度Ｔｍａｘ≧４０℃を測定した場合に前記少なくとも１つのファン（４１０）を作動させるステップ、および／または、
－前記第２のアクチュエータに近い第２の温度センサが温度Ｔｍａｘ≧４０℃を測定した場合に前記第２のファン（４２０）を作動させるステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、肢部部分（ｌｉｍｂ ｐｏｒｔｉｏｎ）と、肢部部分を備える肢部と、肢部を備える脚式ロボットと、肢部部分を冷却するための第１および第２の方法と、に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットは特定の用途に向けて設計されるが、更に特定の任務を遂行することまたは特定のタスクを担うことができる。特にロボットは、そのような特定のタスクまたは任務を遂行できるように、１つもしくは複数の腕部および／または１つもしくは複数の脚部など、１つまたは複数の肢部を備え得る。
【0003】
肢部は多くの場合、人間または動物の肢部の動きを模倣するように設計されている。ロボットの肢部は、複数の可動度を有する設計とするため、複雑な動きのパターンにも対応できる操作性と可動性に優れた肢部を形成する、互いに連結された複数の肢部部分から構成されている。
【0004】
Ｚｈｏｎｇらの文献「Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｑｕａｄｒｕｐｅｄ Ｒｏｂｏｔ Ｌｅｇ’ｓ：Ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｖｉｅｗ」、Ｉｎｔ．Ｊ． ｏｆ Ａｄｖ．Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ、１６号、１～１５頁には四足歩行ロボットが開示されており、このロボットの各肢部は複数の肢部部分を備えている。
【0005】
そのようなロボットに割り当てられるタスクでは、ロボットが熱、水、および埃に曝される起伏のある地形に、または爆発の生じる環境に入ることを要求される場合があり得る。
【0006】
電子的接続部、チップ、および論理回路を備える肢部の設計は多くの場合複雑で、そのような環境の影響を非常に受け易い場合がある。特に、論理回路またはケーブルが激しい衝撃または極端な熱に曝されると、その結果肢部の損傷または最悪の場合はロボット全体の故障につながる可能性がある。
【発明の概要】
【0007】
本発明が解決しようとする課題はしたがって、ミッション中に肢部部分を損傷から保護する、肢部部分の設計を提供することである。
【0008】
この課題は、本発明の第１、第２、第３、第４、および第５の態様に関連する独立請求項の主題によって解決される。
【0009】
特に断らない限りは、本明細書では以下の定義を適用する。
【0010】
本発明の文脈で使用される「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」という用語、および類似の用語は、本明細書で特に指示しない限りは、または文脈と明らかに矛盾しない限りは、単数および複数の両方を包含するように解釈されるべきである。更に、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「包含する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書では、オープンの非限定的な意味で使用される。「包含する」という用語は、「備える」および「から成る」の両方を含むものとする。
【0011】
有利には、「直線状に配置された」という用語は、三次元空間内で全ての部位を通る線を引くことのできる配置を指す。
【0012】
有利には、「ロボットの胴部」または「胴部」という用語は、ロボットを制御するための論理構成要素を備えるロボットの本体を指し、肢部部位（ｌｉｍｂ ｓｅｃｔｉｏｎ）または肢部は、胴部に取り付けられている。特に、例えば四足歩行ロボットのように、胴部は複数の肢部を備える場合がある。
【0013】
これらの定義は保護の範囲を限定するものではない。
【0014】
本発明の第１の態様は、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとハウジングとを備える、ロボット用の肢部部分に関する。ハウジングは、第１のアクチュエータの第１の熱源と、第２のアクチュエータの第２の熱源と、を取り囲む、特に、部分的にのみ取り囲む。また更に、ハウジングはキャビティを形成している。
【0015】
更に、ハウジングは、気流によってキャビティを換気するための、第１の空気開口部、特に空気入口と、第２の空気開口部、特に空気出口と、を備える。
【0016】
第１のアクチュエータは、肢部部分を第１の枢動軸を中心に枢動させるように、および、それをロボット肢部の第１の更なる部位に枢動可能に連結するように、適合されている。
【0017】
第２のアクチュエータは、肢部部分を第２の枢動軸を中心に枢動させるように、および、それをロボット肢部の第２の更なる部位に枢動可能に連結するように、適合されている。
【0018】
本発明の有利な実施形態では、キャビティは、第１のアクチュエータの第１の熱源および第２のアクチュエータの第２の熱源に、熱的に結合している。
【0019】
本発明の更なる有利な実施形態では、ハウジングは第２のキャビティを更に形成しており、ハウジングは、気流によって第２のキャビティを換気する、第３の空気開口部および第４の空気開口部を備える。特にこの実施形態では、キャビティは第２の熱源に熱的に結合し、第２のキャビティは第１の熱源に熱的に結合する。特に、そのような実施形態では、キャビティと第２のキャビティは分離壁によって分離されている。特に、分離壁は肢部部分の本質的に中央に配置されている。
【0020】
有利には、アクチュエータは、肢部の別の部位、別の肢部部分に、またはロボット胴部に、機械的に連結および／または電気的に結合するように適合される。
【0021】
肢部部分は有利にはロボット肢部の大腿部であり、第１のアクチュエータで脛部に連結されており、第２のアクチュエータで股関節部外転内転部（ｈｉｐ ａｂｄｕｃｔｉｏｎ ａｄｄｕｃｔｉｏｎ）に連結されている。
【0022】
特に、キャビティとは、ハウジングによって取り囲まれている肢部部分内の空間を指す。ハウジングはキャビティを完全に取り囲んでいる場合もあれば、開口部を有する場合もある。特に、ハウジングはキャビティを形成する複数のハウジング部品を備える場合があり、その場合キャビティは、複数のハウジング部品によって完全に取り囲まれている必要はない。
【0023】
本発明の有利な実施形態では、第１のアクチュエータの第１の熱源は第１の電気駆動装置であり、かつ／または、第２のアクチュエータの第２の熱源は、熱を発生させる第２の電気駆動装置である。熱源はキャビティと熱的に接続されているため、キャビティ内の空気は加熱される。
【0024】
したがって、第１の空気開口部および第２の空気開口部によってキャビティを空気で換気することが可能になるが、このことは、キャビティ内の空気が入れ換えられてキャビティ内の空気温度が下げられ、この結果第１および第２の熱源が冷却されることを意味する。
【0025】
有利には、第１の空気開口部は第１のアクチュエータの近くに配置され、第２の空気開口部は第２のアクチュエータの近くに配置される。
【0026】
更に有利な実施形態では、第１の空気開口部、第１の熱源、第２の熱源、および第２の空気開口部は、一列に整列されている。
【0027】
本発明の更に有利な実施形態では、第１の枢動軸は第２の枢動軸と平行に配置されている。
【0028】
本発明の更に有利な実施形態では、第１の枢動軸の第１の回転方向と第２の枢動軸の第２の回転方向とは反対方向に向けられている。
【0029】
本発明の更に有利な実施形態では、第１の熱源および／または第２の熱源は、それぞれの第１および／または第２の電気駆動装置のステータ、回路構成、および／またはギアボックスに熱的に接続されている、少なくとも１つの冷却リブである。
【0030】
熱源の有利な実施形態では、第１および／または第２の電気駆動装置は、それぞれの電気駆動装置の高温部分から熱を運び去るための冷却リブを備える。冷却リブは、それぞれのアクチュエータの電気駆動装置のヒートシンクである。
【0031】
本発明の有利な実施形態では、第１の空気開口部と第２の空気開口部との間の気流内に、第１のアクチュエータの第１の冷却リブおよび／または第２のアクチュエータの第２の冷却リブが配置される。
【0032】
特に、冷却リブは空気流の方向に方向付けられる。したがって、有利には、第１の空気開口部、第１の冷却リブおよび／または第２の冷却リブ、ならびに第２の空気開口部は、一列に配置される。
【0033】
本発明の更に有利な実施形態では、キャビティ内にキャビティを能動的に換気するための少なくとも１つのファンが配置される。
【0034】
特に、少なくとも１つのファンは、第１の空気開口部からキャビティ内に空気を引き込むための、プルファンであってもよい。少なくとも１つのファンは、有利には第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとの間に、有利には第１のアクチュエータのより近くにおよび／または第１の空気開口部のより近くに、配置される。
【0035】
更なる実施形態では、少なくとも１つのファンは、空気をキャビティから第２の空気開口部、特に空気出口に向けて押し出すための、プッシュファンであってもよい。少なくとも１つのファンは、有利には第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとの間に、有利には第２のアクチュエータのより近くにおよび／または第２の空気開口部のより近くに、配置される。
【0036】
本発明の更に有利な実施形態では、キャビティ内に第２のファンが配置される。有利には、このような実施形態では、少なくとも１つのファンは、空気をキャビティ内に引き込むためのプルファンであり、第２のファンは、空気をキャビティから押し出すためのプッシュファンである。
【0037】
本発明の更に有利な実施形態では、第２のキャビティ内に第２のキャビティを能動的に換気するための第２のファンが配置される。
【0038】
本発明の更に有利な実施形態では、キャビティは、キャビティ内の過熱を制御するために、温度Ｔｍａｘを測定するための温度センサを備えてもよい。特に、キャビティ内の温度がＴｍａｘ≧４０°、特にＴｍａｘ≧５０°の特定の閾値温度Ｔｍａｘを超えた場合にのみ、ファンが作動される。
【0039】
本発明の更に有利な実施形態では、肢部部分は、第２のアクチュエータに連結された第３のアクチュエータを更に備える。
【0040】
特に、第２および／または第３のアクチュエータは、ロボットの胴部に機械的に連結および／または電気的に結合可能である。
【0041】
特に、第１、第２、および／または第３のアクチュエータは、トルク密度固有感覚アクチュエータである。各アクチュエータには駆動装置とギアとが組み込まれている。各アクチュエータは適切なトルク出力を有し高効率であり、あらゆる用途での力制御を可能にする。
【0042】
本発明の更に有利な実施形態では、第１のアクチュエータは脛部に枢動可能に連結されている。
【0043】
特に、そのような連結は、膝部屈曲伸展関節機構によって行われる場合もある。特に、第１のアクチュエータと脛部との間の膝関節は、アクチュエータおよび膝部屈曲伸展関節機構によって駆動される。
【0044】
特に、連結機構は、第１の更なる肢部部位、特に脛部を、０～３６０°の角度で動かすように設計されている。
【0045】
特に、膝部屈曲伸展関節機構は、第１のアクチュエータに関連して脛部の膝部のような動きをサポートする。
【0046】
本発明の更に有利な実施形態では、第２のアクチュエータと第２のリンク機構とで、特に脚式ロボットまたは四足歩行ロボットの、股関節部屈曲伸展部（ｈｉｐ ｆｌｅｘｉｏｎ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）となる。
【0047】
本発明の更に有利な実施形態では、第２のアクチュエータは、特に股関節部屈曲伸展機構によって、第３のアクチュエータに枢動可能に連結している。特に、股関節の外転／内転関節は、アクチュエータおよび股関節部屈曲伸展機構によって駆動される。
【0048】
有利には、股関節部屈曲伸展機構によって、第２のアクチュエータに対する第３のアクチュエータまたはロボット胴部のそれぞれの、股関節のような動き、すなわち複数の自由度を有する動きが可能になる。
【0049】
本発明の更に有利な実施形態では、第１のアクチュエータを第２のアクチュエータにまたはロボットの胴部に接続する、少なくとも１つのケーブルが通っている。特に、第１のアクチュエータに接続される全てのケーブルが、キャビティの中をキャビティの中を通っている。
【0050】
本発明の更に有利な実施形態では、第１のアクチュエータは、第１の枢動軸に沿って延びる第１の管状開口部を備える。第１のアクチュエータの管状開口部は、第１のケーブルダクトとして機能するように特に適合されている。
【0051】
第２のアクチュエータは、第２の枢動軸に沿って延びる第２の管状開口部を備える。第２のアクチュエータの管状開口部は、第２のケーブルダクトとして機能するように特に適合されている。
【0052】
特に、第１のケーブルダクトは、第１の更なる部位をロボットの胴部に接続する第１の更なる部位の少なくとも１つのケーブルを、第１の管状開口部、キャビティ、および第２の管状開口部を介して送り込むように適合されている。
【0053】
特に、第２の管状開口部は、第１のアクチュエータおよび／または第１の更なる部位をロボット胴部にまたは第３のアクチュエータに接続する少なくとも１つのケーブルを、送り込むように適合されている。
【0054】
本発明の有利な実施形態では、第１のアクチュエータおよび／または第１の更なる部位をロボット胴部に接続する少なくとも１つのケーブルが、キャビティおよび第２のケーブルダクトの中を通っている。
【0055】
有利には、１つまたは複数の電源ケーブルが、肢部部分および／または肢部を胴部の電源に直接的または間接的に接続する。
【0056】
更に有利には、１つまたは複数のロジックケーブルが、肢部部分および／または肢部を胴部の論理処理ユニットに直接的または間接的に接続する。
【0057】
本発明の更に有利な実施形態では、第１のアクチュエータをロボットの胴部に接続するための少なくとも１つの第１のケーブル、特に電源ケーブルが、キャビティの中および第２のケーブルダクトの中を通っている。
【0058】
本発明の更に有利な実施形態では、第２のアクチュエータをロボットの胴部に接続するための少なくとも１つの第２のケーブル、特に電源ケーブルが、第２のケーブルダクトの中を通っている。
【0059】
本発明の更に有利な実施形態では、第１のアクチュエータを第２のアクチュエータに接続するための少なくとも１つの第３のケーブル、特にロジックケーブルが、キャビティの中を通っている。
【0060】
本発明の更に有利な実施形態では、第２のアクチュエータを第３のアクチュエータにまたはロボットの胴部に接続するための少なくとも１つの第４のケーブル、特にロジックケーブルが、第２のケーブルダクトの中を通っている。
【0061】
本発明の第２の態様はロボットの肢部に関する。肢部は、本発明の第１の態様に係る肢部部分と、第１の更なる肢部部位と、第２の更なる肢部部位と、を備える。
【0062】
有利には、肢部部分は大腿部である。
【0063】
有利には、第１の更なる肢部部位は、それぞれ、第１のアクチュエータまたは膝部屈曲伸展部によって大腿部に近位端で枢動可能に連結されている脛部である。
【0064】
有利には、第２の更なる肢部部位は、それぞれ、第２のアクチュエータまたは股関節部屈曲伸展部によって大腿部に連結された第３のアクチュエータ、特に股関節部外転内転部である。
【0065】
股関節の外転／内転関節はアクチュエータおよびリンク機構によって駆動され、これによりロボットが振りおよびひねりの動作を実現することが可能になる。
【0066】
第２の態様に係る本発明の更に有利な実施形態では、肢部は、脛部の近位端とは反対側の脛部の遠位端に配置されている蹄部を備える。
【0067】
本発明の第３の態様は、第２の態様に係る肢部を備える、特に第２の態様に係る４つの肢部を備える、脚式ロボットを参照する。
【0068】
本発明の第４の態様は、本発明の第１の態様に係る肢部部分を冷却するための方法を参照する。方法は、キャビティ内に配置された温度センサが温度Ｔｍａｘ≧４０℃、特にＴｍａｘ≧５０℃を測定した場合にのみ、少なくとも１つのファンを作動させるステップを含む。
【0069】
更に有利な実施形態では、ファンおよび第２のファンが１つのキャビティ内に配置されている場合、方法は、Ｔｍａｘ≧１００℃の場合にのみ第２のファンを作動させるステップを含む。
【0070】
特に、少なくとも１つのファンが第１のキャビティ内に配置されており、第２のファンが第２のキャビティ内に配置されている場合、方法は、キャビティまたは第２のキャビティ内の温度センサが温度Ｔｍａｘ≧４０℃、特にＴｍａｘ≧５０℃を測定した場合に、少なくとも１つのファンおよび／または第２のファンを互いに独立して作動させるステップを含む。
【0071】
本発明の第５の態様は、本発明の第１の態様に係る肢部部位を冷却するための方法であって、少なくとも１つのファンが第１のアクチュエータの近くに配置され、第２のファンが第２のアクチュエータの近くに配置される、肢部部位を冷却するための方法を参照する。方法は、第１のアクチュエータに近い第１の温度センサが温度Ｔｍａｘ≧４０℃を測定した場合に、少なくとも１つのファン４１０を作動させるステップ、および／または、第２のアクチュエータに近い第２の温度センサが温度Ｔｍａｘ≧４０℃、特にＴｍａｘ≧５０°を測定した場合に、第２のファン４２０を作動させるステップを含む。
【0072】
従属請求項におよび以下の説明に、他の有利な実施形態が列挙されている。
【0073】
本発明の以下の詳細な説明から、本発明がよりよく理解され、上で記載したもの以外の目的が明らかになるであろう。そのような説明は以下の添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【0074】
【図1a】本発明の第１の態様の実施形態に係る肢部部分の概略断面図である。
【図1b】本発明の第１の態様の更なる実施形態に係る更なる肢部部分の概略断面図である。
【図2】本発明の第１の態様の更なる実施形態に係る肢部部分の概略断面図である。
【図3a】キャビティを覆うハウジングが取り外されている、本発明の更なる実施形態に係る肢部部分の概略図である。
【図3b】キャビティを覆うハウジングが所定位置にある、本発明の更なる実施形態に係る肢部部分の概略図である。
【図4a】キャビティを覆うハウジングが取り外されている、本発明の更なる実施形態による肢部部分の概略図であるとともに、本発明の第２の態様に係る実施形態を示す図である。
【図4b】キャビティを覆うためのハウジングが所定位置にある、本発明の更なる実施形態による肢部部分の概略図であるとともに、本発明の第２の態様に係る実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0075】
図１ａは、本発明のある実施形態に係る肢部部分１０００の概略断面図を示す。肢部部分１０００は、第１のアクチュエータ１と、第２のアクチュエータ２と、ハウジング４と、を備える。
【0076】
第１のアクチュエータ１は、第１の更なる肢部部位と枢動可能に連結するように適合されている。第２のアクチュエータ２は、第２の更なる肢部部位と枢動可能に連結するように適合されている。
【0077】
ハウジング４は、第１のアクチュエータ１の第１の熱源１０と第２のアクチュエータ２の第２の熱源２０とを取り囲んでいる。
【0078】
図１ａに示す実施形態では、ハウジング４はキャビティ４０を形成する３つの部品を備える。
【0079】
ハウジング４は、第１のアクチュエータ１の第１の熱源１０に、および第２のアクチュエータ２の第２の熱源２０に熱的に結合する、キャビティ４０を形成する。
【0080】
ハウジング４は、気流によってキャビティ４０を換気するための、第１の空気開口部４１、特に空気入口と、第２の空気開口部４２、特に空気出口と、を更に備える。
【0081】
有利には、第１のアクチュエータ１の第１の枢動軸１００は、第２のアクチュエータの第２の枢動軸２００と平行に配置される。
【0082】
更に有利には、第１の枢動軸１００の第１の回転方向と第２の枢動軸２００の第２の回転方向とは反対方向に向けられている。
【0083】
本実施形態の有利な実施形態では、第１のアクチュエータ１は第１の電気駆動装置であり、かつ／または、第２のアクチュエータ２は第２の電気駆動装置である。
【0084】
本発明の更に有利な実施形態では、第１の熱源１０および／または第２の熱源２０は、それぞれの第１および／または第２の電気駆動装置のステータ、回路構成、および／またはギアボックスに熱的に接続されている、１つまたは複数の冷却リブである。特に、第１の熱源１０および／または第２の熱源２０は、第１のアクチュエータ１および／または第２のアクチュエータ２のそれぞれの電子駆動装置の表面上に配置された冷却リブである。
【0085】
図１ｂは、肢部部分１０００の更なる実施形態に係る断面の概略図を示す。ハウジング４は第２のキャビティ４０’を更に形成しており、ハウジングは、気流によって第２のキャビティ４０’を換気するための、第３の空気開口部４３および第４の空気開口部４４を備える。特にこのキャビティ４０は第２の熱源２０に熱的に結合し、第２のキャビティは第１の熱源１０に熱的に結合する。
【0086】
図１ｂに示すように、この実施形態に関する第２の空気開口部４２は、肢部部分の中央領域に配置されている。分離壁４４４が第１キャビティ４０と第２キャビティ４０’を分離している。
【0087】
有利な実施形態では、肢部部分は、第１のキャビティ４０を能動的に換気するための、第１のキャビティ４０内に配置されたファン４１０を備え、かつ／または、第２のキャビティ４０’を能動的に換気するための、第２のキャビティ４０’内に配置された第２のファン４２０を備える。
【0088】
図２は、本発明の更なる実施例に係る肢部部分１０００を示す概略断面図を示す。
【0089】
図１ａに関して記載した特徴に加えて、肢部部位１０００は、キャビティ４内に配置されている少なくとも１つのファン４１０を更に備える。少なくとも１つのファン４１０は、有利には、空気をキャビティ４内に引き込むためのプルファン、または空気をキャビティ４から押し出すためのプッシュファンである。
【0090】
有利には、本実施形態は第２のファン４２０を更に備える。本発明の有利な実施形態では、少なくとも１つのファン４１０は空気をキャビティ４内に引き込むためのプルファンであり、第２のファン４２０は空気をキャビティ４から押し出すためのプッシュファンである。
【0091】
有利には、図２の実施形態は第３のアクチュエータ３を更に備える。第２のアクチュエータ２は第３のアクチュエータ３に枢動可能に連結している。
【0092】
特に、第２のアクチュエータ２および／または第３のアクチュエータ３は、ロボット１００１の胴部に機械的および電気的に連結するように適合されている。
【0093】
特に、図に示すような肢部部位１０００の実施形態は、キャビティ４０内に配置された温度センサを更に備え得る。特に、キャビティ４０内に配置された少なくとも１つのファン４１０は、キャビティ４０内の温度がＴｍａｘ≧４０℃、特にＴｍａｘ≧５０℃の特定の温度Ｔｍａｘに達した場合にのみ、作動される。
【0094】
更に有利には、第２のファン４２０は、Ｔｍａｘ≧１００℃の場合にのみ作動される。
【0095】
本発明の更に有利な実施形態では、少なくとも１つのファンは第１のアクチュエータの近くに配置され、第２のファンは第２のアクチュエータの近くに配置される。第１のアクチュエータ１に近い第１の温度センサが温度Ｔｍａｘ≧４０℃を測定した場合に、少なくとも１つのファンが作動され、かつ／または、第２のアクチュエータ２に近い第２の温度センサが温度Ｔｍａｘ≧４０℃、特にＴｍａｘ≧５０°を測定した場合に、第２のファン４２０が作動される。
【0096】
図３ａは本発明の更なる実施形態に係る肢部部分１０００の概略図を示しており、キャビティを形成しておりかつ第１の空気開口部４１と第２の空気開口部４２とを備えるハウジングは取り外されている。肢部部分１０００は、対応する第１の熱源１０および第２の熱源２０を有する第１のアクチュエータ１および第２のアクチュエータ２を備える。
【0097】
第１のアクチュエータ１の第１の熱源１０に相当する冷却リブと、第２のアクチュエータ２の第２の熱源２０に相当する冷却リブとが見えている。
【0098】
本発明の更に有利な実施形態では、第１のアクチュエータ１は、第１の枢動軸１００に沿って延びる第１の管状開口部を備える。特に、開口部は第１のケーブルダクト１１０として機能するように適合されている。
【0099】
本発明の更に有利な実施形態では、第２のアクチュエータ２は、第２の枢動軸２００に沿って延びる第２の管状開口部を備える。特に、第２の開口部は第２のケーブルダクト２１０として機能するように適合されている。
【0100】
【0101】
ハウジング４の下では、図３ａに示すように、第１のアクチュエータ１に接続する少なくとも１つのケーブル６１がキャビティ４０の中を通っている。
【0102】
有利には、第１のアクチュエータ１をロボット胴部１００１に接続するための少なくとも１つの第１のケーブル６１、特に電源ケーブルが、キャビティ４０の中を、および、第２のケーブルダクト２１０の中を通っている。
【0103】
更に有利には、第２のアクチュエータ２をロボット胴部１００１に接続するように適合されている少なくとも１つの第２のケーブル６２、特に電源ケーブルが、第２のケーブルダクト２１０の中を通っている。
【0104】
更に有利には、キャビティ４０の中を、第１のアクチュエータ１を第２のアクチュエータ２に接続するための少なくとも１つの第３のケーブル６３、特にロジックケーブルが通っている。
【0105】
更に有利には、第２のケーブルダクト２１０の中を、第２のアクチュエータ２を第３のアクチュエータ３にまたはロボット胴部１００１に接続するように適合されている少なくとも１つの第４のケーブル６４、特にロジックケーブルが通っている。
【0106】
図４ａは本発明の更なる実施形態に係る肢部部分１０００の概略図を示しており、キャビティを形成しておりかつ第１の空気開口部４１と第２の空気開口部４２とを備えるハウジングは取り外されている。肢部部分１０００は、対応する第１の熱源１０および第２の熱源２０を有する第１のアクチュエータ１および第２のアクチュエータ２を備える。
【0107】
第１のアクチュエータ１の第１の熱源１０に相当する冷却リブと、第２のアクチュエータ２の第２の熱源２０に相当する冷却リブとが見えている。
【0108】
有利には、第１のアクチュエータ１は、特に膝部屈曲伸展機構５１によって、脛部５に枢動可能に連結する。膝部屈曲伸展機構５１は、第１のアクチュエータ１に関連して脛部５の膝部のような動きをサポートする。
【0109】
更に有利には、第２のアクチュエータ２は、股関節部屈曲伸展機構３１によって第３のアクチュエータ３に枢動可能に連結している。股関節部屈曲伸展機構３１は、第２のアクチュエータ２に関連して第３のアクチュエータ３の股関節のような動きをサポートする。
【0110】
【0111】
ハウジング４の下では、図４ａに示すように、キャビティ４０の中を、第１のアクチュエータ１に接続する少なくとも１つのケーブル６１が通っている。
【0112】
有利には、第１のアクチュエータ１をロボット胴部１００１に接続するための少なくとも１つの第１のケーブル６１、特に電源ケーブルが、キャビティ４０の中を、および、第２のケーブルダクト２１０の中を通っている。
【0113】
更に有利には、第２のアクチュエータ２をロボット胴部１００１に接続するための少なくとも１つの第２のケーブル６２、特に電源ケーブルが、第２のケーブルダクト２１０の中を通っている。
【0114】
更に有利には、第１のアクチュエータ１を第２のアクチュエータ２に接続するための少なくとも１つの第３のケーブル６３、特にロジックケーブルが、キャビティ４０の中を通っている。
【0115】
更に有利には、第２のアクチュエータ２を第３のアクチュエータ３にまたはロボット胴部１００１に接続するための少なくとも１つの第４のケーブル６４、特にロジックケーブルが、第２のケーブルダクト２１０の中を通っている。
【0116】
有利には、少なくとも１つの第１のケーブル６１および少なくとも１つの第２のケーブル６２は、ロボット胴部１００２内に配置された本体フィードスルー１００２に接続される。
【0117】
特に、本体フィードスルー１００２に、第３のアクチュエータ３からの、特に電源接続とロジック接続とを備える、少なくとも１つの第５のケーブル６５が接続する。
【0118】
図４ｂに示す実施形態は、本発明の第２の態様に係る実施形態、ロボットの肢部１１００の実施形態に更に対応している。肢部１１００は本発明の第１の態様に係る肢部部分１０００を備え、肢部部分１０００は特に大腿部である。更に、肢部１１００は、近位端で肢部部位に連結された第１の更なる肢部部位、特に脛部５を備える。特に、脛部５は、膝部屈曲伸展関節機構５１によって肢部部位１０００に連結されている。
【0119】
肢部１１００は、第２の更なる肢部部位、特に第２のアクチュエータ２に連結された第３のアクチュエータ３を更に備える。特に、第３のアクチュエータ３は、股関節部屈曲伸展機構３１によって第２のアクチュエータ２に枢動可能に連結されている。
【0120】
【符号の説明】
【0121】
１ 第１のアクチュエータ
１０ 第１の熱源
１００ 第１の枢動軸
１１０ 第１のケーブルダクト
１０００ 肢部部分
１００１ ロボット胴部
１１００ ロボットの肢部
２ 第２のアクチュエータ
２０ 第２の熱源
２００ 第２の枢動軸
２１０ 第２のケーブルダクト
３ 第３のアクチュエータ
３１ 股関節部屈曲伸展機構
４ ハウジング
４０ キャビティ
４１ 第１の空気開口部
４１０ 少なくとも１つのファン
４２ 第２の空気開口部
４２０ 第２のファン
４４４ 分離壁
５ 脛部
５０ 蹄部
５１ 膝部屈曲伸展関節機構
６１ 少なくとも１つの第１のケーブル
６２ 少なくとも１つの第２のケーブル
６３ 少なくとも１つの第３のケーブル
６４ 少なくとも１つの第４のケーブル
１０ 第１の熱源
１００ 第１の枢動軸
１１０ 第１のケーブルダクト
１０００ 肢部部分
１００１ ロボット胴部
１１００ ロボットの肢部
２ 第２のアクチュエータ
２０ 第２の熱源
２００ 第２の枢動軸
２１０ 第２のケーブルダクト
３ 第３のアクチュエータ
３１ 股関節部屈曲伸展機構
４ ハウジング
４０ キャビティ
４１ 第１の空気開口部
４１０ 少なくとも１つのファン
４２ 第２の空気開口部
４２０ 第２のファン
４４４ 分離壁
５ 脛部
５０ 蹄部
５１ 膝部屈曲伸展関節機構
６１ 少なくとも１つの第１のケーブル
６２ 少なくとも１つの第２のケーブル
６３ 少なくとも１つの第３のケーブル
６４ 少なくとも１つの第４のケーブル
【図1a】
【図1b】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図4a】
【図4b】
【国際調査報告】