專利名稱：腿式機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種腿式機(jī)器人。特別地，本發(fā)明涉及一種能夠在將機(jī)器人的軀干的 高度保持于低位置的情況下以長(zhǎng)步幅行走的腿式機(jī)器人。
背景技術(shù)：
腿式機(jī)器人是已知的。腿式機(jī)器人包括軀干和與軀干相連接的腿。典型的腿式 機(jī)器人包括一對(duì)腿。各腿包括多個(gè)連桿。相鄰的連桿由關(guān)節(jié)連接在一起從而能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。 在各關(guān)節(jié)內(nèi)設(shè)置有致動(dòng)器。腿的各連桿由致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)并相對(duì)于相鄰的連桿轉(zhuǎn)動(dòng)。通過 控制各腿的致動(dòng)器來適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)腿的各連桿，腿式機(jī)器人可行走。在日本專利申請(qǐng)公報(bào) No. 2005-186650 (以下稱為專利文獻(xiàn)1)中公開了一種這樣的腿式機(jī)器人。在專利文獻(xiàn)1中 公開的腿式機(jī)器人包括一對(duì)腿和供乘員搭乘的軀干。各腿分別與軀干相連接從而能夠通過 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在軀干下方的關(guān)節(jié)而進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線沿軀干的側(cè)向方向延伸。在專 利文獻(xiàn)1中公開的腿式機(jī)器人在所述的一對(duì)腿分別交替地相對(duì)于軀干前后擺動(dòng)的情況下 進(jìn)行行走。所述的一對(duì)腿分別繞設(shè)置在軀干下方的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線樞轉(zhuǎn)地?cái)[動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了快速移動(dòng)，腿式機(jī)器人優(yōu)選以長(zhǎng)步幅行走。同時(shí)，為了穩(wěn)定地行走，優(yōu)選高度 低的軀干。在專利文獻(xiàn)1中公開的腿式機(jī)器人中，所述的一對(duì)腿通過設(shè)置在軀干下方的轉(zhuǎn) 動(dòng)關(guān)節(jié)連接到軀干的底部。這種腿式機(jī)器人通過在前后方向上交替地?cái)[動(dòng)所述的一對(duì)腿來 行走，其中各腿繞設(shè)置在軀干下方的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線樞轉(zhuǎn)。因此，為了增加步幅的長(zhǎng) 度，必須增加各腿的總長(zhǎng)度。然而，因?yàn)楦魍榷纪ㄟ^轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)連接在軀干的下方，所以腿的 長(zhǎng)度變長(zhǎng)會(huì)致使軀干的高度變高。另一方面，如果為了使軀干的高度降低而減小各腿的總 長(zhǎng)度，則步幅的長(zhǎng)度會(huì)變短。在專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)中，難以實(shí)現(xiàn)既提供較大的步幅長(zhǎng) 度又提供較低的軀干高度的腿式機(jī)器人。需要一種實(shí)現(xiàn)在不使軀干的高度升高的情況下增 大步幅的腿式機(jī)器人的技術(shù)。在本說明書中公開的腿式機(jī)器人使用滑動(dòng)關(guān)節(jié)來使步長(zhǎng)增大。在本說明書中，滑 動(dòng)關(guān)節(jié)將腿連接到軀干的側(cè)表面或底表面上。具體地，在本說明書中公開的腿式機(jī)器人具 有軀干、一對(duì)腿以及一對(duì)滑動(dòng)關(guān)節(jié)。各滑動(dòng)關(guān)節(jié)分別將各腿的一端連接到軀干，使得各腿都 能夠相對(duì)于軀干在前后方向上前后滑動(dòng)。各腿的各滑動(dòng)關(guān)節(jié)可以分別設(shè)置在軀干的兩個(gè)側(cè) 表面上，或者可以都設(shè)置在軀干的底表面上。在各滑動(dòng)關(guān)節(jié)分別設(shè)置在軀干的兩個(gè)側(cè)表面 上的前一種情況下，各滑動(dòng)關(guān)節(jié)分別在相應(yīng)的體部側(cè)表面上將各腿連接到軀干上。在一對(duì)滑動(dòng)關(guān)節(jié)設(shè)置在軀干的底表面上的后一種情況下，各滑動(dòng)關(guān)節(jié)在軀干的底表面上將各腿連 接到軀干上。各滑動(dòng)關(guān)節(jié)相對(duì)于軀干在前后方向上延伸。注意，設(shè)置在腿式機(jī)器人上的雙 腿的數(shù)量以及相應(yīng)的滑動(dòng)關(guān)節(jié)對(duì)的數(shù)量可以是一對(duì)或多對(duì)。各滑動(dòng)關(guān)節(jié)可使各腿沿軀干的前后方向滑動(dòng)。這種腿式機(jī)器人在行走時(shí)在前后方 向上交替地前后滑動(dòng)所述一對(duì)腿。因此，雙腿的與滑動(dòng)關(guān)節(jié)相連接的端部(在與軀干相連 接的一側(cè)的端部)都以預(yù)定的長(zhǎng)度在前后方向上交替地前后移動(dòng)。即使在該腿式機(jī)器人具 有與其中通過轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)將各腿連接到軀干的常規(guī)腿式機(jī)器人相同的腿長(zhǎng)的情況下，由于在 步幅中各腿的端部在前后方向上達(dá)到的距離增加，也可以使該腿式機(jī)器人的預(yù)定的步長(zhǎng)大 于常規(guī)腿式機(jī)器人的步長(zhǎng)。本說明書中公開的腿式機(jī)器人可在不增加腿的總長(zhǎng)的情況下使 腿式機(jī)器人的步幅長(zhǎng)度加大。通過采用滑動(dòng)關(guān)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)在不增加軀干高度的情況下具 有長(zhǎng)步幅的腿式機(jī)器人。在軀干的外形具有似卵狀的圓滑形狀的情況下，難以區(qū)分軀干的底表面、后表面 和側(cè)表面。在這種情況下，本說明書中的用語“軀干的底表面”是指“軀干的面向地面的表 在滑動(dòng)關(guān)節(jié)設(shè)置在軀干的底表面上的情況下，各滑動(dòng)關(guān)節(jié)的至少一部分至少在底 表面內(nèi)在前后方向上延伸?；瑒?dòng)關(guān)節(jié)還可以延伸成超出底表面，達(dá)到軀干的前表面或后表另外，用語“滑動(dòng)關(guān)節(jié)相對(duì)于軀干在前后方向上延伸”是指將滑動(dòng)關(guān)節(jié)的切線投影 到水平面內(nèi)的投影線在前述的前后方向上延伸。該滑動(dòng)關(guān)節(jié)可以與水平方向成角度地延 伸?；蛘咴摶瑒?dòng)關(guān)節(jié)可彎曲。優(yōu)選地，各滑動(dòng)關(guān)節(jié)彎曲成突出到軀干下方(軀干的豎直下方)。用語“彎曲成突 出到軀干下方”是指限定滑動(dòng)關(guān)節(jié)的曲線的曲率中心位于滑動(dòng)關(guān)節(jié)上方。換句話說，優(yōu)選 地，滑動(dòng)關(guān)節(jié)彎曲成使得曲線的最低點(diǎn)位于滑動(dòng)關(guān)節(jié)的兩端部之間。各彎曲的滑動(dòng)關(guān)節(jié)可形成為一系列的不同的曲線。這里“不同的曲線”是指具有 不同的曲率中心的多個(gè)曲線，或者指具有不同的曲率半徑的多個(gè)曲線。在各彎曲的滑動(dòng)關(guān) 節(jié)都形成為一系列的不同的曲線的情況下，各曲線的曲率中心可位于滑動(dòng)關(guān)節(jié)的上方。如果各滑動(dòng)關(guān)節(jié)彎曲成向下突出到軀干下方(軀干的豎直下方)，則各腿的頂端 部(與滑動(dòng)關(guān)節(jié)相連接的端部)在移動(dòng)的同時(shí)劃出繞曲率中心的弧。盡管各腿通過滑動(dòng)關(guān) 節(jié)連接到軀干，但是所述腿如同通過轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)連接在曲率中心處那樣擺動(dòng)。由于這樣的構(gòu) 型，可在行走時(shí)使腿的移動(dòng)更平順。能夠使腿式機(jī)器人在行走時(shí)的運(yùn)動(dòng)更平順。各彎曲的滑動(dòng)關(guān)節(jié)也可形成為一個(gè)弧。如果各滑動(dòng)關(guān)節(jié)沿著一個(gè)圓弧彎曲，則在 各腿的關(guān)節(jié)之中，第一關(guān)節(jié)(最接近滑動(dòng)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié))繞所述一個(gè)圓弧的曲率中心樞轉(zhuǎn)地 擺動(dòng)。軀干與各腿之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系等同于其中通過假想的連桿將假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(其轉(zhuǎn) 動(dòng)軸線穿過所述一個(gè)圓弧的曲率中心)與第一關(guān)節(jié)相連接的結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系。因此，盡 管實(shí)際上是通過滑動(dòng)關(guān)節(jié)來將軀干和腿相連接的，但是仍可在假定通過假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和 假想的連桿將腿和軀干相連接的情況下進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算。在多關(guān)節(jié)機(jī)器人 中，對(duì)于僅通過轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)構(gòu)成的機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算比通過轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和滑動(dòng) 關(guān)節(jié)構(gòu)成的機(jī)器人更簡(jiǎn)單。因?yàn)榍笆鼋Y(jié)構(gòu)，盡管設(shè)置有滑動(dòng)關(guān)節(jié)，也能夠簡(jiǎn)化對(duì)腿的正運(yùn)動(dòng) 學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算。
優(yōu)選地，各彎曲的滑動(dòng)關(guān)節(jié)的曲率中心位于軀干質(zhì)心的上方。在腿沿著滑動(dòng)關(guān)節(jié) 滑動(dòng)的情況下，在幾何結(jié)構(gòu)上，腿和軀干繞滑動(dòng)關(guān)節(jié)的曲率中心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于作用在軀干 質(zhì)心上的重力，繞曲率中心產(chǎn)生力矩。該力矩作用使得軀干的質(zhì)心位置位于曲率中心的豎 直下方。在腿沿著彎曲的滑動(dòng)關(guān)節(jié)自由滑動(dòng)時(shí)，在軀干的質(zhì)心位于曲率中心的豎直下方的 位置上的情況下使軀干穩(wěn)定。這里，曲率中心是指軀干的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。通過使曲率中心位于軀 干質(zhì)心的上方，能夠使得軀干更不容易翻倒。即使由于某種情況而使腿式機(jī)器人在前后方 向上明顯傾斜的情況下，也能夠通過允許腿在滑動(dòng)關(guān)節(jié)處自由運(yùn)動(dòng)而防止軀干翻倒。從而 能夠改進(jìn)軀干的穩(wěn)定性。注意，用語“允許腿在滑動(dòng)關(guān)節(jié)處自由運(yùn)動(dòng)”是指在滑動(dòng)關(guān)節(jié)的致 動(dòng)器上既不施加使腿滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力也不施加使腿在滑動(dòng)關(guān)節(jié)上保持就位的制動(dòng)力的條件。優(yōu)選地，在腿式機(jī)器人中，除了滑動(dòng)關(guān)節(jié)的曲率中心位于軀干質(zhì)心的上方外，軀干還設(shè)置有可供乘員乘坐的座椅。在這種情況下，優(yōu)選使所述座椅的座部位于曲率中心的下 方(豎直下方)。通常，已知在乘員乘坐在座椅中的狀態(tài)下，乘員的質(zhì)心位于其髖部附近。因此，通過使座椅的座部位于滑動(dòng)關(guān)節(jié)的曲率中心的豎直下方，能夠使乘坐的乘員的質(zhì)心位于滑動(dòng) 關(guān)節(jié)的曲率中心的豎直下方。與使曲率中心位于軀干質(zhì)心位置的豎直上方相結(jié)合，也可以 將包括乘坐的乘員的軀干的質(zhì)心設(shè)定在滑動(dòng)關(guān)節(jié)的曲率中心的豎直下方。從而能夠防止供 乘員乘坐的軀干翻倒。根據(jù)本說明書中公開的技術(shù)，能夠在不增加機(jī)器人的軀干高度的情況下實(shí)現(xiàn)以長(zhǎng)步幅行走的腿式機(jī)器人。


圖1 (A)示出第一實(shí)施例的腿式機(jī)器人的俯視圖，圖1⑶示出該腿式機(jī)器人的側(cè)視圖，圖1(C)示出該腿式機(jī)器人的后視圖。圖2示出在行走中的腿式機(jī)器人的側(cè)視圖。
圖3示出第二.實(shí)施例的腿式機(jī)器人的側(cè)視圖
附圖標(biāo)記說明
10，10a:腿式機(jī)器人
12，13 軀干
14L, 14R 腿
16L，16R 滑動(dòng)關(guān)節(jié)
20L，20R 第—-連桿
22L，22R 第二連桿
24L，24R 第三連桿
24La，24Ra M丨三連桿端部
26L，26R 第—-組合關(guān)節(jié)
28L，28R 第二組合關(guān)節(jié)
30L，30R 第—-側(cè)傾關(guān)節(jié)
32L，32R 第—-俯仰關(guān)節(jié)
34L，34R 第二側(cè)傾關(guān)節(jié)
36L，36R 第二俯仰關(guān)節(jié)40L，40R:導(dǎo)軌42L，42R:致動(dòng)器60 座椅60a 座椅座部100 乘員
具體實(shí)施例方式以下將列出各實(shí)施例的優(yōu)選技術(shù)特征。(1)滑動(dòng)關(guān)節(jié)設(shè)置在軀干的底表面上。當(dāng)腿式機(jī)器人處于站立姿態(tài)時(shí)，設(shè)置在腿中 的各側(cè)傾(roll)關(guān)節(jié)都布置在軀干的在側(cè)向方向(橫向方向)上的寬度之內(nèi)。注意，用語 “站立姿態(tài)”是指在從相對(duì)于機(jī)器人的側(cè)向方向觀察的情況下，軀干的質(zhì)心以及腿的與人類 的膝關(guān)節(jié)相對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)和與人類的踝關(guān)節(jié)相對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)沿豎直線對(duì)齊的姿勢(shì)?！皞?cè)傾關(guān)節(jié)” 表示轉(zhuǎn)動(dòng)軸線沿軀干(機(jī)器人)的前后方向延伸的關(guān)節(jié)。(2) 一對(duì)滑動(dòng)關(guān)節(jié)的曲率中心沿相對(duì)于軀干在側(cè)向方向上延伸的直線對(duì)齊。第一實(shí)施例下面參照附圖來說明腿式機(jī)器人的第一實(shí)施例。圖1示出腿式機(jī)器人10的俯視 圖、側(cè)視圖和后視圖。圖1 (A)示出腿式機(jī)器人10的俯視圖，圖1⑶示出腿式機(jī)器人10的 側(cè)視圖，圖1(C)示出腿式機(jī)器人10的后視圖。腿式機(jī)器人10具有軀干12和一對(duì)腿14L和14R。腿14L對(duì)應(yīng)于人體的左腿。腿 14R對(duì)應(yīng)于人體的右腿。在軀干12的底表面12a上設(shè)置有滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L?；瑒?dòng)關(guān)節(jié)16L將 腿14L的一端24La可滑動(dòng)地連接到軀干12。相似地，在軀干12的底表面12a上設(shè)置有滑 動(dòng)關(guān)節(jié)16R?；瑒?dòng)關(guān)節(jié)16R將腿14R的一端24Ra可滑動(dòng)地連接到軀干12。在圖1所示的坐標(biāo)系統(tǒng)中，X軸的軸線箭頭所示的正方向?qū)?yīng)于腿式機(jī)器人10(軀 干12)的前方。與Y軸平行的方向?qū)?yīng)于腿式機(jī)器人10 (軀干12)的側(cè)方向。與Y軸平行 的方向也可稱為腿式機(jī)器人10(軀干12)的“側(cè)向方向”或“橫向方向”。Z軸方向?qū)?yīng)于 相對(duì)于腿式機(jī)器人10 (軀干12)的上下方向。注意，Z軸方向也對(duì)應(yīng)于“豎直方向”。首先說明腿14L和14R。腿14L由多個(gè)連桿20L、22L、和24L以及多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) 30L、32L、34L 和 36L 構(gòu)成。左第一連桿20L構(gòu)成腿14L的接地側(cè)端部。左第一連桿20L對(duì)應(yīng)于人體的腳。左 第一連桿20L和左第二連桿22L通過左第一混合關(guān)節(jié)26L相連接。左第二連桿22L對(duì)應(yīng)于 人體的腿的下半部(小腿)。左第一混合關(guān)節(jié)26L對(duì)應(yīng)于人體的踝關(guān)節(jié)。左第一混合關(guān)節(jié)26L由左第一側(cè)傾關(guān)節(jié)30L和左第一俯仰(pitch)關(guān)節(jié)32L構(gòu)成。 左第一側(cè)傾關(guān)節(jié)30L使左第一連桿20L相對(duì)于左第二連桿22L繞側(cè)傾軸線S1轉(zhuǎn)動(dòng)。左第 一俯仰關(guān)節(jié)32L使左第一連桿20L相對(duì)于左第二連桿22L繞俯仰軸線S2轉(zhuǎn)動(dòng)。借助于左 第一混合關(guān)節(jié)26L，左第一連桿20L可相對(duì)于左第二連桿22L在兩個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)繞側(cè)傾軸 線S1轉(zhuǎn)動(dòng)和繞俯仰軸線S2轉(zhuǎn)動(dòng)。這里，術(shù)語“側(cè)傾軸線”表示基本在腿式機(jī)器人10的前后方向上延伸的軸線。另 外，術(shù)語“俯仰軸線”表示基本在腿式機(jī)器人10的側(cè)向方向上延伸的軸線。當(dāng)腿14L的各連桿擺動(dòng)時(shí)，各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向也變化。因此，在本文中，使用用語“基本在前后方向 上”和“基本在側(cè)向方向上”。左第二連桿22L和左第三連桿24L由左第二混合關(guān)節(jié)28L相連接。與人體相比較 左第三連桿24L對(duì)應(yīng)于大腿。與人體相比較左第二混合關(guān)節(jié)28L對(duì)應(yīng)于膝關(guān)節(jié)。左第二混合關(guān)節(jié)28L由左第二側(cè)傾關(guān)節(jié)34L和左第二俯仰關(guān)節(jié)36L構(gòu)成。左第二 側(cè)傾關(guān)節(jié)34L使左第二連桿22L相對(duì)于左第三連桿24L繞側(cè)傾軸線S3轉(zhuǎn)動(dòng)。左第二俯仰 關(guān)節(jié)36L使左第二連桿22L相對(duì)于左第三連桿24L繞俯仰軸線S4轉(zhuǎn)動(dòng)。借助于左第二混 合關(guān)節(jié)28L，左第二連桿22L可相對(duì)于左第三連桿24L在兩個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)繞側(cè)傾軸線S3轉(zhuǎn) 動(dòng)和繞俯仰軸線S4轉(zhuǎn)動(dòng)。在各關(guān)節(jié)30L、32L、34L和36L內(nèi)嵌入有電機(jī)(致動(dòng)器)和旋轉(zhuǎn)編碼器。在圖1中 未示出電機(jī)和旋轉(zhuǎn)編碼器。各電機(jī)產(chǎn)生用于使與相應(yīng)的關(guān)節(jié)相鄰的各連桿的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn) 矩。各旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)與相應(yīng)的關(guān)節(jié)相鄰的各連桿之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。腿14R的結(jié)構(gòu)與腿14L的結(jié)構(gòu)相似。例如，腿14L的左第一連桿20L對(duì)應(yīng)于腿14R 的右第一連桿20R。相似地，在腿14L和腿14R的各部分的各附圖標(biāo)記中，具有相同的數(shù)字 的部分表示相對(duì)應(yīng)的部分。在腿14L和腿14R的俯仰軸線和側(cè)傾軸線之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。 腿14L的側(cè)傾軸線S1和側(cè)傾軸線S3分別對(duì)應(yīng)于腿14R的側(cè)傾軸線S5和側(cè)傾軸線S7。腿 14L的俯仰軸線S2和俯仰軸線S4分別對(duì)應(yīng)于腿14R的俯仰軸線S6和俯仰軸線S8。在腿14R的各關(guān)節(jié)30R、32R、34R和36R內(nèi)也嵌入有電機(jī)(未示出)和旋轉(zhuǎn)編碼器 (未示出)。各電機(jī)產(chǎn)生用于使與該關(guān)節(jié)相鄰的各連桿的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩。旋轉(zhuǎn)編碼器檢 測(cè)與該關(guān)節(jié)相鄰的各連桿之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。下面說明滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R?；瑒?dòng)關(guān)節(jié)16L是將腿14L連接到軀干12以使得腿 14L能夠相對(duì)于軀干12滑動(dòng)的關(guān)節(jié)。滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L包括導(dǎo)軌40L和致動(dòng)器42L。導(dǎo)軌40L 沿軀干12的底表面12a設(shè)置在外部。如圖1所示，當(dāng)從側(cè)向方向觀察時(shí)軀干12的底表面 彎曲成向下突出。因此，導(dǎo)軌40L也相應(yīng)地彎曲成向下突出，同時(shí)在軀干12的前后方向上 延伸。在圖1(B)中，彎曲的導(dǎo)軌40L的曲率中心的位置由附圖標(biāo)記P示出。導(dǎo)軌40L限定 了相對(duì)于該位置P具有曲率半徑R的曲線。換句話說，導(dǎo)軌40L沿中心在位置P并具有半 徑R的圓彎曲。另外，如圖1(B)所示，導(dǎo)軌40L彎曲成使得曲率中心位于滑軌40L的位置 的上方。左第三連桿24L的端部24La可滑動(dòng)地連接到導(dǎo)軌40L從而能夠沿所述導(dǎo)軌40L滑 動(dòng)。左第三連桿24L的端部24La等同于腿14L的端部。由于左第三連桿24L的端部24La 可滑動(dòng)地連接到導(dǎo)軌40L，因而整個(gè)腿14L可沿滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L的導(dǎo)軌40L滑動(dòng)。致動(dòng)器42L輸出使腿14L沿導(dǎo)軌40L滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。在致動(dòng)器42L工作的情況下， 使腿14L位于沿導(dǎo)軌40L選定的任意位置上。滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L包括位置檢測(cè)器(未示出)。 該位置檢測(cè)器檢測(cè)腿14L的端部24La在導(dǎo)軌40L內(nèi)所處的位置。將不再進(jìn)一步說明滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L的詳細(xì)的機(jī)構(gòu)。然而，可以通過使用例如在單軸 臺(tái)架中使用的直動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)該滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L的機(jī)構(gòu)。這種直動(dòng)機(jī)構(gòu)的軌道通常是平直 的。因此，在將直動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用到機(jī)器人10中時(shí)，可將平直的軌道修改成彎曲的。滑動(dòng)關(guān)節(jié)16R是將腿14R可滑動(dòng)地連接到軀干12的關(guān)節(jié)?；瑒?dòng)關(guān)節(jié)16R的結(jié)構(gòu)與 滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L的結(jié)構(gòu)相似，因此不再對(duì)其進(jìn)行說明。注意，滑動(dòng)關(guān)節(jié)16R的導(dǎo)軌40R也沿具
7有半徑R的圓弧彎曲。當(dāng)從側(cè)向方向觀察時(shí)，由滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L的彎曲的導(dǎo)軌40L限定的圓 弧的中心的位置與由滑動(dòng)關(guān)節(jié)16R的彎曲的導(dǎo)軌40R限定的圓弧的中心位置在P點(diǎn)重合。 換句話說，彎曲的滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L的曲率中心與彎曲的滑動(dòng)關(guān)節(jié)16R的曲率中心沿在軀干12 的側(cè)向方向上延伸的直線對(duì)齊。除了滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R，在軀干12中還安裝有控制整個(gè)腿式機(jī)器人的控制器 (未示出)?？赡艽嬖谲|干12中設(shè)置有用于支撐乘員的座椅(該座椅將在下文中說明)的情 況，也可能存在軀干12中設(shè)置有用于裝載貨物的托盤的情況。另外，還可能存在軀干12中 安裝有用于執(zhí)行各種操作的操作器的情況。在圖1中示出的其它附圖標(biāo)記之中，G表示軀干12的質(zhì)心位置，W1表示軀干12的 寬度(軀干12的側(cè)向長(zhǎng)度)。符號(hào)SO表示穿過軀干的質(zhì)心位置G的豎直線。符號(hào)W2表示 在側(cè)向方向上，豎直線SO與各側(cè)傾關(guān)節(jié)30L、34L、30R和34R的各旋轉(zhuǎn)軸線S1、S3、S5和S7 之間的距離。下文中將詳細(xì)說明軀干12的質(zhì)心位置G、寬度W1以及豎直線SO與各側(cè)傾軸 線之間的距離W2之間的關(guān)系。注意圖1中示出的腿式機(jī)器人10的姿態(tài)將稱為“站立姿態(tài)”。如圖1⑶所示，用 語“站立姿態(tài)”是指在從側(cè)向方向觀察的情況下，軀干12的質(zhì)心位置G、與人類的膝關(guān)節(jié)相 對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)28L和28R以及與人類的踝關(guān)節(jié)相對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)26L和26R沿豎直線SO (在豎直 方向上基本平直的線)對(duì)齊的姿勢(shì)。下面，將參照?qǐng)D1和圖2說明本實(shí)施例的腿式機(jī)器人10在行走時(shí)的運(yùn)動(dòng)。圖2是 腿式機(jī)器人10沿X軸方向以一條腿14L向前邁步的側(cè)視圖。在圖2中，“向前方向”或“前 方”對(duì)應(yīng)于X軸的正方向。以下說明將專注于在X軸方向上筆直向前前進(jìn)時(shí)腿14L和14R 在XZ平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。在以下說明中，假定在筆直向前前進(jìn)的情況下各腿14L和14R的側(cè)傾 軸線關(guān)節(jié)30L、34L、30R和34R不轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，圖2中省略了在腿14L中的第一混合關(guān)節(jié)26L 中的第一側(cè)傾關(guān)節(jié)30L和第二混合關(guān)節(jié)28L中的第二側(cè)傾關(guān)節(jié)34L。相似地，圖2中也省略 了在腿14R中的第一混合關(guān)節(jié)26R中的第一側(cè)傾關(guān)節(jié)30R和第二混合關(guān)節(jié)28R中的第二側(cè) 傾關(guān)節(jié)34R。在腿14L和14R的各關(guān)節(jié)32L、36L、32R和36R中嵌入有用于轉(zhuǎn)動(dòng)連桿的致動(dòng)器 (未示出)。在滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L中，設(shè)置有用于使腿14L的端部24La沿導(dǎo)軌40L滑動(dòng)(移動(dòng)) 到任意選定的位置的致動(dòng)器42L。相似地，在滑動(dòng)關(guān)節(jié)16R中還設(shè)置有用于使腿14R的端部 24Ra沿導(dǎo)軌40R滑動(dòng)的致動(dòng)器42R。腿14L在導(dǎo)軌40L上的位置由設(shè)置在滑動(dòng)關(guān)節(jié)14L中的位置檢測(cè)器(未示出)檢 測(cè)。相似地，腿14R在導(dǎo)軌40R上的位置由設(shè)置在滑動(dòng)關(guān)節(jié)14R中的位置檢測(cè)器(未示出) 檢測(cè)。在分別設(shè)置在腿14L和14R中的各轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)中還設(shè)置有旋轉(zhuǎn)編碼器(未示出)。由 旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)的關(guān)節(jié)角度以及由各位置檢測(cè)器檢測(cè)的腿14L和14R在導(dǎo)軌40L和40R內(nèi) 的位置被輸入到腿式機(jī)器人10的控制器(未示出)中?？刂破飨蚋髦聞?dòng)器輸出指令，從而 基于輸入值通過預(yù)定的控制邏輯來適當(dāng)?shù)乜刂聘麝P(guān)節(jié)。結(jié)果，使腿14L和14R的各連桿協(xié) 調(diào)地運(yùn)動(dòng)，因此使腿式機(jī)器人10能夠行走。如圖2所示，當(dāng)腿式機(jī)器人10進(jìn)行使腿14L向前邁出的運(yùn)動(dòng)時(shí)，腿14L的端部24La 相對(duì)于軀干12沿導(dǎo)軌40L向前滑動(dòng)(移動(dòng))。同時(shí)，腿14R的端部24Ra相對(duì)于軀干12沿導(dǎo)軌40R向后滑動(dòng)(移動(dòng))。結(jié)果，在腿14L的端部24La與腿14R的端部24Ra之間相對(duì)于 軀干12在前后方向上產(chǎn)生距離L。與腿式機(jī)器人10不同，通過如人體的髖關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)將腿連接到軀干的常規(guī) 腿式機(jī)器人不能夠使各腿與軀干的連接部在前后方向上產(chǎn)生距離。因此，這種常規(guī)腿式機(jī) 器人的步長(zhǎng)受到腿的從腿與軀干的連接部到腳的總長(zhǎng)的限制。在對(duì)機(jī)器人的說明中，注意， 忽略了以在不翻倒的情況下能夠行走的條件來約束腿式機(jī)器人的步長(zhǎng)限制。與前述的常規(guī) 腿式機(jī)器人不同，本實(shí)施例的腿式機(jī)器人10能夠包括腿14L的端部24La與腿14R的端部 24Ra之間在軀干12的前后方向上的距離L。結(jié)果，腿式機(jī)器人10能夠使各步幅長(zhǎng)度相比 于由腿14L和14R的長(zhǎng)度限定的步幅長(zhǎng)度加長(zhǎng)。步幅長(zhǎng)度可在由距離L可得的附加長(zhǎng)度的 范圍內(nèi)加長(zhǎng)。本實(shí)施例的腿式機(jī)器人10能夠在不增加腿的總長(zhǎng)的情況下增加步長(zhǎng)。換句 話說，腿式機(jī)器人10能夠在保持低軀干12高度的情況下以比常規(guī)機(jī)器人長(zhǎng)的步幅行走。下面，將說明腿14L。腿14R與之相似，因此省去對(duì)其的說明。使滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L的 導(dǎo)軌40L彎曲從而劃出具有一定的曲率半徑的弧，該曲率半徑定心在位于導(dǎo)軌40L上方的 位置Pi。換句話說，滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L的導(dǎo)軌40L彎曲成向下突出(相對(duì)于軀干12豎直向 下)。腿14L的端部24La沿導(dǎo)軌40L的曲線滑動(dòng)。通過由腿14L的端部24La沿向下突出 的滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L前后滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)來平順地移動(dòng)腿14L，腿式機(jī)器人10能夠行走。注意，在下 文中術(shù)語“豎直向下”簡(jiǎn)稱為“向下”。特別是在本實(shí)施例的腿式機(jī)器人10中，導(dǎo)軌40L沿定心在一個(gè)位置P的精確的圓 弧彎曲。導(dǎo)軌40L限定的圓弧在軀干12的前后方向上延伸。因此，經(jīng)由滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L連接 的腿14L與軀干12之間的連接構(gòu)型的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系等同于以下構(gòu)型即，假定設(shè)置有假想的 轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L，該轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線在俯仰方向(Y軸方向)上延伸并穿過軀干12中 的位置P，并且該假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L通過假想的連桿50L連接到左第二俯仰關(guān)節(jié)36L，其 中左第三連桿24L延伸至位置P。因此，本實(shí)施例的腿式機(jī)器人10等同于通過位于位置P 的假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L將具有假想的連桿50L的腿14L連接到軀干12的構(gòu)型。因此，腿式 機(jī)器人10能夠?qū)崿F(xiàn)與由具有假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L和假想的連桿50L的腿實(shí)現(xiàn)的行走步幅 等同的行走步幅。換句話說，本實(shí)施例的腿式機(jī)器人10能夠以與具有與從左第一連桿20L 到假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L的長(zhǎng)度相一致的腿長(zhǎng)的腿式機(jī)器人相同的步長(zhǎng)行走。注意，在軀干12的位置P處具有實(shí)際的關(guān)節(jié)的腿式機(jī)器人是不可行的。如圖1(C) 所示，腿14L通過在軀干12的底表面12a下方的滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L而連接到軀干12。為實(shí)現(xiàn)具 有在位置P處的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的關(guān)節(jié)52L，該關(guān)節(jié)將被設(shè)置在軀干12內(nèi)部。另外，在關(guān)節(jié)下方 必須確?？晒┻B桿50L擺動(dòng)的一定的空間。因此，在軀干12的位置P下方基本沒有剩下可 供其它裝置安裝的空間。這種腿式機(jī)器人事實(shí)上與軀干的底部位于位置P的機(jī)器人是相同 的。這意味著，在常規(guī)機(jī)器人中，如果使髖關(guān)節(jié)的位置位于位置P，則必須使軀干的高度更 尚o相反，在本實(shí)施例的腿式機(jī)器人10中，通過在軀干12的底表面12a上的滑動(dòng)關(guān)節(jié) 16L將實(shí)際的腿14L連接到軀干12。從而不必將腿14L設(shè)置在軀干12內(nèi)。以前述構(gòu)型，腿 式機(jī)器人10可在不使軀干12的高度出現(xiàn)任何增高的情況下具有更大的步長(zhǎng)。另外，如圖1(C)所示，通過在軀干12的底表面12a上的滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L來連接腿式 機(jī)器人10的腿14L。因此，能夠縮短穿過軀干12的質(zhì)心位置G的豎直線SO與腿14L的側(cè)傾關(guān)節(jié)30L和34L的側(cè)傾軸線S1和S3之間在橫向方向上的距離W2。通過縮短距離W2可 得到以下效果。在腿式機(jī)器人中，特別是在使用一對(duì)腿來行走的腿式機(jī)器人中，當(dāng)該機(jī)器人僅用 一條腿站立時(shí)，必須通過與地面相接觸的僅有的一條腿來支撐機(jī)器人的軀干。在僅有一條 腿與地面相接觸的情況下，由于軀干自身的重量而在支撐腿的側(cè)傾關(guān)節(jié)上作用有力矩。該 力矩的大小與穿過軀干的質(zhì)心位置的豎直線和側(cè)傾關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線之間的距離成比例?？?慮到這一點(diǎn)，在軀干12的底表面12a上將腿式機(jī)器人10的腿14L連接到軀干12上。因 此，如圖1 (C)所示，當(dāng)腿式機(jī)器人10直立時(shí)，設(shè)置在腿14L中的側(cè)傾關(guān)節(jié)30L和34L在側(cè) 向方向上位于軀干12的寬度W1范圍內(nèi)。因此，腿式機(jī)器人10成功地將在側(cè)向方向上的距 離W2保持得很小。結(jié)果，在一條腿與地面相接觸期間，腿式機(jī)器人10能夠?qū)⒆饔迷谕鹊膫?cè) 傾關(guān)節(jié)30L和34L上的力矩控制得很小。當(dāng)處于一條腿站立的狀態(tài)時(shí)，通過在軀干12的底 表面12a上設(shè)置滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R，腿式機(jī)器人10可使作用在與地面相接觸的腿的側(cè)傾 關(guān)節(jié)上的力矩很小。因此，能夠在側(cè)傾關(guān)節(jié)中使用輸出轉(zhuǎn)矩小的電機(jī)。如上所述，盡管腿式機(jī)器人10具有通過滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L將腿14L連接到軀干12的 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)學(xué)上等同于通過位于位置P的假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L將具有假想的連桿 50L的腿14L連接到軀干12的結(jié)構(gòu)。通常在多關(guān)節(jié)機(jī)器人中，將多關(guān)節(jié)機(jī)器人的各關(guān)節(jié)角 度轉(zhuǎn)換為端部位置的坐標(biāo)的計(jì)算轉(zhuǎn)換(這種轉(zhuǎn)換稱為正運(yùn)動(dòng)學(xué)或正向運(yùn)動(dòng)學(xué))，以及將多 關(guān)節(jié)機(jī)器人的端部位置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為各關(guān)節(jié)角度的計(jì)算轉(zhuǎn)換(這種轉(zhuǎn)換稱為逆運(yùn)動(dòng)學(xué)或 反運(yùn)動(dòng)學(xué))，在多關(guān)節(jié)機(jī)器人僅具有轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的情況下比多關(guān)節(jié)機(jī)器人具有滑動(dòng)關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn) 動(dòng)關(guān)節(jié)二者的情況更簡(jiǎn)單。特別地，如在腿式機(jī)器人10的滑動(dòng)關(guān)節(jié)中情況(其中腿式機(jī)器 人具有沿曲線滑動(dòng)的關(guān)節(jié))，對(duì)于更復(fù)雜的正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)需要更多的計(jì)算量。為了控 制本實(shí)施例的腿式機(jī)器人10，必須參照腳端的位置和腿14L的端部24La以及參照各轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān) 節(jié)的關(guān)節(jié)角度來進(jìn)行對(duì)于正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算。對(duì)于腿式機(jī)器人10，在執(zhí)行正運(yùn)動(dòng) 學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的轉(zhuǎn)換計(jì)算方面，可假定滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L可被位于位置P的假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L 以及假想的連桿50L替代。換句話說，能夠在假定通過假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L將腿14L連接 到軀干12的情況下進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算。盡管實(shí)際上應(yīng)用的是滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L， 但可使用簡(jiǎn)單的計(jì)算來進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的處理。下面，將說明軀干12的質(zhì)心位置G與彎曲的滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L的曲率中心的位置P之 間的關(guān)系。如圖1(B)所示，位置P位于軀干12的質(zhì)心位置G上方。如上所述，腿式機(jī)器人 10的腿14L與軀干12之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系等同于通過位于位置P的假想的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)52L將 包括假想的連桿50L的腿14L連接到軀干12的結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R處于自 由狀態(tài)時(shí)，即，處于腿14L和14R的端部24La和24Ra可分別沿導(dǎo)軌40L和40R自由移動(dòng)的 狀態(tài)時(shí)，由于重力而使軀干12處于位置G位于位置P豎直下方的姿勢(shì)?；蛘?，如果導(dǎo)軌40L 和40R的曲率中心的位置P位于位置G下方，并且滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R被設(shè)定成自由狀態(tài)， 則重力作用在軀干12上，促使軀干12的質(zhì)心位置G移動(dòng)到位置P的豎直下方的位置。結(jié) 果，軀干12會(huì)翻倒。通過使彎曲的導(dǎo)軌40L和40R的曲率中心的位置P位于軀干12的質(zhì) 心位置G的上方，腿式機(jī)器人10具有以下優(yōu)點(diǎn)在由于某些原因而使腿式機(jī)器人10在向前 或向后的方向上的傾斜角度增加的情況下，腿式機(jī)器人10可通過允許滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R 處于自由狀態(tài)來防止軀干12翻倒。在以彼此相繼的不同的曲線形成導(dǎo)軌40L和40R的情況下也可得到這種優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，各曲線的中心優(yōu)選位于軀干12的質(zhì)心位置G的上方。第二實(shí)施例下面將說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的腿式機(jī)器人10a。圖3所示的腿式機(jī)器人 10a具有在軀干13內(nèi)的可供乘員100乘坐的座椅60。該腿式機(jī)器人10a是在搭載有乘員 的情況下行走的搭載式的腿式機(jī)器人。腿14L和14R以及滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R構(gòu)造成與圖 1中的腿式機(jī)器人10相同，因此不再對(duì)其進(jìn)行說明。除了設(shè)置有座椅60外，軀干13構(gòu)造成 與圖1所示的軀干12相同，因此不再對(duì)其進(jìn)行說明。座椅60設(shè)置成使得座椅60的座部60a布置在彎曲的導(dǎo)軌40L和40R的曲率中心 的位置P的下方。已知，通常乘坐的乘員的質(zhì)心位于該乘坐的乘員的髖部附近。圖3示出 乘坐在座椅60中的乘員100的質(zhì)心位置GH?？赏ㄟ^將座椅60設(shè)置成使得座椅60的座部 60a位于導(dǎo)軌40L和40R的曲率中心的位置P的下方，使乘員100的質(zhì)心位置GH布置在曲 率中心的位置P的下方。軀干13的質(zhì)心位置G也位于導(dǎo)軌40L和40R的曲率中心的位置P 的豎直下方。也可能使包括乘員100的軀干13的質(zhì)心位于曲率中心的位置P的下方。因 此，與前述說明相似，在由于某些原因而使腿式機(jī)器人10a在向前或向后的方向上的傾斜 角度增加的情況下，腿式機(jī)器人10a可通過允許滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R自由移動(dòng)來防止搭乘 有乘員100的軀干13翻倒。如上所述，說明了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但這些僅是示例性的，而不會(huì)限制權(quán)利要 求的范圍。在權(quán)利要求中陳述的技術(shù)包括對(duì)上述具體實(shí)施例的修改和變型。在所述實(shí)施例中，如圖1所示，腿14L(14R)使用包括側(cè)傾關(guān)節(jié)30L(30R)和俯仰關(guān) 節(jié)32L(32R)的組合關(guān)節(jié)26L(26R)。然而，側(cè)傾關(guān)節(jié)30L(30R)和俯仰關(guān)節(jié)32L(32R)也可通 過分離的連桿串聯(lián)連接。也可對(duì)另一組合關(guān)節(jié)28L(28R)做同樣的修改。另外，在上述實(shí)施例中，具有一對(duì)腿14L和14R的腿式機(jī)器人僅是示例，腿的數(shù)量 不限于一對(duì)。本發(fā)明還可應(yīng)用于具有三條或更多條腿的腿式機(jī)器人。盡管本發(fā)明可應(yīng)用于具有三條或更多條腿的腿式機(jī)器人中，但將本發(fā)明應(yīng)用于具 有一對(duì)腿的腿式機(jī)器人中是特別有利的。原因是這樣能夠在從側(cè)向方向上觀察的情況下， 使腿的各側(cè)傾關(guān)節(jié)都位于軀干的寬度范圍內(nèi)。在具有一對(duì)腿的腿式機(jī)器人中，在行走時(shí)會(huì) 出現(xiàn)腿式機(jī)器人僅用一條腿站立的情況。因此，由于軀干自身的重量而在支撐軀干的腿的 側(cè)傾關(guān)節(jié)上產(chǎn)生力矩。支撐軀干的腿的各側(cè)傾關(guān)節(jié)必須輸出等于該力矩的轉(zhuǎn)矩。通過使各 腿的側(cè)傾關(guān)節(jié)在從側(cè)向方向觀察的情況下相對(duì)于軀干的側(cè)部位于內(nèi)側(cè)，可使由機(jī)器人自身 的重量產(chǎn)生的且作用在腿的側(cè)傾關(guān)節(jié)上的力矩很小。根據(jù)本發(fā)明的腿式機(jī)器人能夠在保持 低的軀干高度的情況下以長(zhǎng)步幅行走，同時(shí)，腿式機(jī)器人能夠使作用在腿的側(cè)傾關(guān)節(jié)上且 由軀干自身的重量產(chǎn)生的力矩很小。另外，在上述實(shí)施例的腿式機(jī)器人中，沿彎曲的軀干的底表面在前后方向上設(shè)置 滑動(dòng)關(guān)節(jié)。在軀干的底表面上延伸成從軀干向下突出的彎曲導(dǎo)軌的布置中，不必使軀干的 底表面在前后方向上彎曲。導(dǎo)軌可在幾個(gè)位置處連接到軀干的底表面上。另外，在本發(fā)明的腿式機(jī)器人中，將軀干與一對(duì)腿相連接以使各腿能夠相對(duì)于軀 干滑動(dòng)的滑動(dòng)關(guān)節(jié)不限于彎曲的滑動(dòng)關(guān)節(jié)。也可使用平直的滑動(dòng)關(guān)節(jié)作為使腿在軀干的前 后方向上滑動(dòng)的滑動(dòng)關(guān)節(jié)。
另外，在上述實(shí)施例中，滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R設(shè)置在軀干12的底表面上。然而，所 述一對(duì)滑動(dòng)關(guān)節(jié)16L和16R可分別設(shè)置在軀干12的基體的與所述一對(duì)腿中的各腿分別對(duì) 應(yīng)的各側(cè)面上。即使在使用上述構(gòu)型的情況下，也可實(shí)現(xiàn)能夠在保持低的軀干高度的情況 下以大步行走的腿式機(jī)器人。在本說明書和附圖中說明的技術(shù)要素單獨(dú)地或以不同的組合展現(xiàn)出技術(shù)實(shí)用性， 并且不限于在提交時(shí)的權(quán)利要求中所列舉的組合。另外，在本說明書和附圖中說明的技術(shù) 以及特征可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)目的，另外，僅通過獲得所述目的中的一者便使所公開的技術(shù)具 有技術(shù)實(shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求
一種腿式機(jī)器人，包括軀干；一對(duì)腿，各所述腿都包括側(cè)傾關(guān)節(jié)，所述側(cè)傾關(guān)節(jié)具有相對(duì)于所述軀干沿前后方向延伸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線；以及一對(duì)滑動(dòng)關(guān)節(jié)，各所述滑動(dòng)關(guān)節(jié)設(shè)置在所述軀干的底表面上，并且分別將各所述腿的一端連接到所述軀干，使得各所述腿都能夠相對(duì)于所述軀干沿所述前后方向滑動(dòng)；其中，所述側(cè)傾關(guān)節(jié)位于所述軀干的下方，并位于所述軀干的寬度范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種腿式機(jī)器人，該腿式機(jī)器人在確保軀干的高度低的情況下以大步幅行走。該腿式機(jī)器人具有軀干、一對(duì)腿以及一對(duì)滑動(dòng)關(guān)節(jié)。各滑動(dòng)關(guān)節(jié)分別將各腿的一端連接到軀干，使得各腿都能夠相對(duì)于軀干在前后方向上滑動(dòng)。對(duì)于每一個(gè)行走步，一條腿向前滑動(dòng)而另一條腿向后滑動(dòng)?？稍谝粭l腿的端部與另一條腿的端部之間保持預(yù)定的距離。該腿式機(jī)器人可使步幅增大相當(dāng)于與腿長(zhǎng)無關(guān)的該預(yù)定距離的量。
文檔編號(hào)B62D57/032GK101797938SQ20101015990
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月12日
發(fā)明者小川章 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社