JP3838864B2

JP3838864B2 - Robot joint rotation mechanism

Info

Publication number: JP3838864B2
Application number: JP2000349930A
Authority: JP
Inventors: 康博五十右
Original assignee: NEC AccessTechnica Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: JP2002154082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロボットの関節回転機構に関し、特に家庭内などで一般的に使用されるロボットにおける回転部分と非回転部分とのクリアランスを小さくして操作時の危険度を回避しようとするロボットの関節回転機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロボットと言えば産業用ロボットが主であり工場内での組立の自動化やラインの無人化等に活用されていたが、近年ではペットロボットに代表されるように家庭内にもロボットの利用分野が広がって来た。ロボットが家庭内に入ることにより、幼児から老人まで多種多様の人がロボットと接するようになり、ロボットの動作に関する安全性が重要視されてくる。特にロボットの首などの関節に代表されるように回転可動部は、回転体と非回転体の間に可動部の逃げの為の隙間（クリアランス）を設ける必要があり、この可動部に設けたクリアランスに指を挟む等の危険性が考えられる。また可動部に設けたクリアランスからの異物混入や外観への問題も考えられる。
【０００３】
図１０に従来の首振りロボットの関節回転機構の一例を斜視図にて示す。
【０００４】
この従来例では、球形状の回転体である頭部４１が胴体部４５上にあり、頭部４１は胴体部４５内に実装されたフレーム４２に保持されていて、図示しない回転駆動源を有してフレーム４２に連接する回転台４４の回転に従い、矢印Ａで示すねじり関節運動と矢印Ｂで示す縦振り関節運動の両関節運動を行うようになっている。回転体である頭部４１とフレーム４２の間には、可動部の逃げとしてのクリアランス４３（図１０（ｂ）を参照。フレーム４２に対する逃げとしての切り欠きのこと。）が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
家庭内などで一般的に使用されるロボットにおいては、上述のように安全性が最重要視される問題であるのは当然のことである。しかしロボットの回転可動部では、回転体と非回転体の間に可動部の逃げの為の隙間（クリアランス）を設ける必要性があり、この可動部に設けたクリアランスに指を挟む等の危険性が大いに考えられる。また可動部に設けたクリアランスからの異物混入や外観への問題も考えられる。
【０００６】
上述した従来例においても、回転体である頭部４１とフレーム４２との間には、可動部の逃げとしてのクリアランス４３が設けられており、しかも一つの回転駆動源を有する回転台４４に連接するフレーム４２の回転によってねじりと縦振りの両関節運動を行うようになっているため、構造上、クリアランス４３を大きく設ける必要がある。従って、このクリアランス４３に操作・回転時に指を挟む危険性が大であり、また異物混入及び外観形状への問題も考えられる。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の問題を解消し、回転体である頭部４１とフレーム４２との間の隙間（クリアランス４３）を無くすことにより、回転体と非回転体の間を部品同士のクリアランスのみで形成する構成とし、ねじりと振りの両関節運動を可能とするロボットの関節回転機構を提供することにある。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
本発明のロボットの関節回転機構は、胴体部の略中心部を通る第１の回転軸にある主駆動源と、前記胴体部の上部に所定のクリアランスをもって配置され前記主駆動源の駆動により前記第１の回転軸上でこの軸を中心にして回動する球形状の頭部関節と、前記頭部関節の両端の耳部に相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節と、前記胴体部内で前記主駆動源を取り付けるとともに前記両端関節内に延在するフレームと、前記両端関節内の前記フレーム間に保持され、前記球形状の頭部関節の中心部が回転するときの回転軸となる第２の回転軸と、前記両端関節内の前記フレームの少なくとも一方に設けられ前記第２の回転軸を回動することにより前記球形状の頭部関節の中心部を回転させる副駆動源とを備えている。
【０００９】
このロボットの関節回転機構において、前記主駆動源及び前記副駆動源がともに連続回転用のＤＣモータであるようにし、この両方のＤＣモータが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節が連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
上述のロボットの関節回転機構において、前記主駆動源の前記ＤＣモータのみが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節が連続的なねじり関節運動を行い、また前記副駆動源の前記ＤＣモータのみが回転することにより前記頭部関節が連続的な振りの関節運動を行うようにしてもよい。
【００１１】
本発明の他のロボットの関節回転機構は、上述したロボットの関節回転機構の構成において前記主駆動源及び前記副駆動源がともにステッピングモータであるものとし、この両方のステッピングモータが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節がステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
また上述の他のロボットの関節回転機構において、前記主駆動源の前記ステッピングモータのみが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節がステップ的なねじり関節運動を行い、また前記副駆動源の前記ステッピングモータのみが回転することにより前記頭部関節がステップ的な振りの関節運動を行うようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明のさらに他の本発明のロボットの関節回転機構は、胴体部のうちの肩が設定される部分の略中心部を通る第３の回転軸にある主駆動源と、胴体部のうちの肩が設定される部分に所定のクリアランスをもって配置され前記主駆動源の駆動により前記第３の回転軸上でこの軸を中心にして回動する球形状の肩部関節と、前記肩部関節の両端に相当する部分にてそれぞれ分割された肩部両端関節と、前記胴体部内で前記主駆動源を取り付けるとともに前記肩部両端関節内に延在するフレームと、前記肩部両端関節内の前記フレーム間に保持され前記球形状の肩部関節の中心部が回転するときの回転軸となる第４の回転軸と、前記肩部両端関節内の前記フレームの少なくとも一方に設けられ前記第４の回転軸を回動することにより前記球形状の肩部関節の中心部を回転させる副駆動源とを備えている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１５】
本発明においては、ロボットの首振り部分の関節運動を例にして説明するものとし、球形状の関節を有するロボットの球の中心を回転中心としたねじりと振りの二自由度をもつ回転機構に関して説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施の形態の構成を示す正面図、図２、図３、図４は第１の実施の形態の動作状態を示す斜視図である。
【００１７】
図１に示す第１の実施の形態の構成において、最も主要な部分は球形状の頭部関節と、この頭部関節の両端の耳部に相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節であるが、説明する字句を簡略化するために、球形状の頭部関節全体を頭部１、頭部１の左右両端にそれぞれ分割された両端関節を耳部３、頭部１のうちの耳部３以外の中央部分を顔部２と称する。
球形状の頭部１を回転支持するのが胴体部５である。剛体からなり略中空状の胴体部５は、上面部分が円形状に開口し、この開口部分にて後述するフレーム４を介して球形状の頭部１を回転支持する。
【００１８】
胴体部５内には、回転台６を含むフレーム４が実装されるが、回転台６とフレーム４とでコの字を丁度９０度上向きにした（即ち、コの字の開放部分が上になる）形状をなし、コの字の底面の中央部分には主駆動源たるＤＣモータ（直流モータ）８が取り付けられており、またフレーム４のコの字の左右の上向きのアーム部４ａは頭部１左右の耳部３の中心付近まで延在している。
【００１９】
頭部１の左右両端の耳部３内に延在内蔵された両方のアーム部４ａは、丁度顔部２の回転中心となるべきシャフト７を左右のアーム部４ａに亘ってかけわたしてなり、一方の耳部３内でシャフト７の一端には副駆動源たるＤＣモータ９が取り付けられている。
【００２０】
このような第１の実施の形態の構成によれば、ＤＣモータ８と回転台６の回転により頭部１の左右方向のねじり回転が、またＤＣモータ９とシャフト７の回転により顔部２の上下方向の縦振り回転が可能となる。
【００２１】
また、フレーム４、アーム部４ａ、回転台６、シャフト７、ＤＣモータ８，９は耳部３及び胴体部５で完全に覆われていて、静止時、動作時ともに外観上は見えない構成となっている。さらに、頭部１と胴体部５間のクリアランスは、部品間同士のクリアランスのみで形成される。
【００２２】
このような構成の第１の実施の形態の動作について、図２、図３、図４を参照して説明する。なお図示していないが、動作に必要な操作部や制御部は別に存在するものとする。
【００２３】
図２（ａ），（ｂ）においては、胴体部５内の回転台６のＤＣモータ８と、耳部３内のＤＣモータ９がともに連続的に回転する。ＤＣモータ８が回転すると、頭部１全体が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示すように左右に連続回転（ねじり回転）する。この時、頭部１が回転体、胴体部５が非回転体となり、頭部１と胴体部５の間に設けられた部品間同士のクリアランスのみで回転動作が行われる。
【００２４】
またＤＣモータ９が回転すると、左右の耳部３は動かず中央の顔部２のみがシャフト７を回転軸に矢印Ｂで示すように上下に回転（振り回転）する。この時、顔部２が回転体、耳部３が非回転体となり、顔部２と耳部３の間に設けられた部品間同士のクリアランスのみで回転動作が行われる。
【００２５】
この図２に示す動作において、矢印Ａのねじり回転と矢印Ｂの振り回転が同時に行われてもよいし、或いはねじり回転と振り回転が同時に行われずに、先ず矢印Ａのねじり回転が終了してから矢印Ｂの振り回転が行われたり、または矢印Ｂの振り回転が終了してから矢印Ａのねじり回転が行われたりするようにしてもよい。
【００２６】
なお、ＤＣモータ８によるねじり回転の動作角度及びＤＣモータ９による振り回転の動作角度は、必要に応じて適宜に設定すればよい。即ち、図２に示す動作によれば、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節（耳部３）が連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことができる。
【００２７】
図３（ａ），（ｂ）においては、胴体部５内の回転台６のＤＣモータ８のみが回転する。ＤＣモータ８が回転すると、頭部１全体が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示すように左右に連続回転（ねじり回転）する。即ち、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節（耳部３）が連続的なねじり関節運動を行うことができる。
【００２８】
図４（ａ），（ｂ）においては、耳部３内のＤＣモータ９のみが回転する。ＤＣモータ９が回転すると、シャフト７を回転軸に中央の顔部２のみが矢印Ｂで示すように上下に連続回転（振り回転）する。即ち、頭部関節（顔部２）が連続的な振りの関節運動を行うことができる。
【００２９】
上述した本発明の第１の実施の形態によれば、頭部１を支えるフレーム４を耳部３に内蔵することにより、縦振り時のフレーム可動範囲に設ける隙間（図１０のクリアランス４３に相当）を無くすことができ、動作時に指を隙間に挟む危険性、隙間からの異物混入、隙間がもたらす外観上の影響を無くすことができる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態の構成を示す正面図、図６、図７、図８は第２の実施の形態の動作状態を示す斜視図である。
【００３１】
図５に示す第２の実施の形態の構成においても、主な構成は第１の実施の形態の場合と略同様であり、球形状の頭部関節と、この頭部関節の両端の耳部に相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節があるが、説明する字句を簡略化するために、球形状の頭部関節全体を頭部１、頭部１の左右両端にそれぞれ分割された両端関節を耳部３、頭部１のうちの耳部３以外の中央部分を顔部２と称する。
【００３２】
球形状の頭部１を回転支持するのが胴体部５である。剛体からなり略中空状の胴体部５は、上面部分が円形状に開口し、この開口部分にて後述するフレーム４を介して球形状の頭部１を回転支持する。
【００３３】
胴体部５内には、回転台６を含むフレーム４が実装されるが、回転台６とフレーム４とでコの字を丁度９０度上向きにした（即ち、コの字の開放部分が上になる）形状をなし、コの字の底面の中央部分には主駆動源たるステッピングモータ１０が取り付けられており、またフレーム４のコの字の左右の上向きのアーム部４ａは頭部１左右の耳部３の中心付近まで延在している。
【００３４】
頭部１の左右両端の耳部３内に延在内蔵された両方のアーム部４ａは、丁度顔部２の回転中心となるべきシャフト７を左右のアーム部４ａに亘ってかけわたしてなり、一方の耳部３内でシャフト７の一端には副駆動源たるステッピングモータ１１が取り付けられている。
【００３５】
このような第２の実施の形態の構成によれば、ステッピングモータ１０と回転台６の回転により頭部１の左右方向のステップ的なねじり回転が、またステッピングモータ１１とシャフト７の回転により顔部２の上下方向のステップ的な縦振り回転が可能となる。なお、ステッピングモータ１０，１１の動作におけるステップ的な回転角度については、１ステップごとの回転角度を４５度とか６０度とか、適宜のステップ回転角度に設定できることは勿論である。
【００３６】
また、フレーム４、アーム部４ａ、回転台６、シャフト７、ステッピングモータ１０，１１は耳部３及び胴体部５で完全に覆われていて、静止時、動作時ともに外観上は見えない構成となっている。
【００３７】
さらに、頭部１と胴体部５間のクリアランス、ならびに顔部２と両端の耳部３間のクリアランスは、第１の実施の形態の場合と同様に、極めて小さくなっている。
【００３８】
このような構成の第２の実施の形態の動作について、図６、図７、図８を参照して説明する。なお図示していないが、動作に必要な操作部や制御部は別に存在するものとする。
【００３９】
図６（ａ），（ｂ）においては、胴体部５内の回転台６のステッピングモータ１０と、耳部３内のステッピングモータ１１がともにステップ的に回転する。ステッピングモータ１０が回転すると、頭部１全体が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示すように左右にステップ回転（ねじり回転）する。この時、頭部１が回転体、胴体部５が非回転体となり、頭部１と胴体部５の間に設けられた一定のクリアランスを保持しつつステップ回転動作が行われる。
【００４０】
またステッピングモータ１１が回転すると、左右の耳部３は動かず中央の顔部２のみがシャフト７を回転軸に矢印Ｂで示すように上下にステップ回転（振り回転）する。この時、顔部２が回転体、耳部３が非回転体となり、顔部２と耳部３の間に設けられた一定のクリアランスを保持しつつステップ回転動作が行われる。この図６に示す動作において、矢印Ａのステップ的ねじり回転と矢印Ｂのステップ的振り回転が同時に行われてもよいし、或いはねじり回転と振り回転が同時に行われずに、先ず矢印Ａのねじり回転が終了してから矢印Ｂの振り回転が行われたり、または矢印Ｂの振り回転が終了してから矢印Ａのねじり回転が行われたりするようにしてもよい。
【００４１】
なお、ステッピングモータ１０によるねじり回転のステップ動作角度及びステッピングモータ１１による振り回転のステップ動作角度は、上述したように必要に応じて適宜に設定すればよい。即ち、図６に示す動作によれば、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節（耳部３）がステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことができる。
【００４２】
図７（ａ），（ｂ）においては、胴体部５内の回転台６のステッピングモータ１０のみが回転する。ステッピングモータ１０が回転すると、頭部１全体が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示すように左右にステップ回転（ねじり回転）する。即ち、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節（耳部３）がステップ的なねじり関節運動を行うことができる。
【００４３】
図８（ａ），（ｂ）においては、耳部３内のステッピングモータ１１のみが回転する。ステッピングモータ１１が回転すると、シャフト７を回転軸に中央の顔部２のみが矢印Ｂで示すように上下にステップ回転（振り回転）する。即ち、頭部関節（顔部２）がステップ的な振りの関節運動を行うことができる。
【００４４】
上述した本発明の第２の実施の形態においても、頭部１を支えるフレーム４を耳部３に内蔵することにより、縦振り時のフレーム可動範囲に設ける隙間（図１０のクリアランス４３に相当）を無くすことができ、動作時に指を隙間に挟む危険性、隙間からの異物混入、隙間がもたらす外観上の影響を無くすことができる。
【００４５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図９は本発明の第３の実施の形態の構成及び動作状態を示す斜視図である。
【００４６】
この本発明の第３の実施の形態では、ロボットの関節回転に関するねじりと振りの二自由度の関節運動を肩部に適用したものであり、構成及び動作の基本的な内容は上述した第１及び第２の実施の形態の場合と略同様である。
【００４７】
図９を参照すると、球形状の肩部関節２０と、この肩部関節の両端に相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節があるが、説明の字句を簡略化するために、肩部関節２０のうちの球形状部全体を肩部２１、肩部２１の左右両端にそれぞれ分割された両端関節を両端部２３、肩部２１のうちの両端部２３以外の中央部分を中央部２２と称する。
【００４８】
球形状の肩部２１を回転支持するのが胴体部２５である。剛体からなり略中空状の胴体部２５は、端面部分が円形状に開口し、この開口部分にて後述するフレーム２４を介して球形状の肩部２１を回転支持する。なお、肩部２１の先端部分には腕３０が付いている。
【００４９】
胴体部２５内には、回転台２６を含むフレーム２４が実装されるが、回転台２６とフレーム２４とでコの字形状をなし（コの字の開放部分が腕３０側になる）、コの字の底面の中央部分には主駆動源たるＤＣモータ２８が取り付けられており、またフレーム２４のコの字の左右のアーム部２４ａは肩部２１左右の両端部２３の中心付近まで延在している。
【００５０】
肩部２１の左右の両端部２３内に延在内蔵された両方のアーム部２４ａは、丁度中央部２２の回転中心となるべきシャフト２７を左右のアーム部２４ａに亘ってかけわたしてなり、一方の両端部２３内でシャフト２７の一端には副駆動源たるＤＣモータ２９が取り付けられている。なお図示していないが、動作に必要な操作部や制御部は別に存在するものとする。
【００５１】
このような構成の第３の実施の形態の肩部関節２０の動作について説明する。胴体部２５内の回転台２６のＤＣモータ２８と、両端部２３内のＤＣモータ２９がともに連続的に回転する。ＤＣモータ２８が回転すると、肩部２１全体が一体となった球として回転台２６とともに矢印Ｃで示すように連続回転（ねじり回転）する。この時、肩部２１が回転体、胴体部２５が非回転体となり、肩部２１と胴体部２５の間に設けられた部品間同士のクリアランスのみで回転動作が行われる。
【００５２】
またＤＣモータ２９が回転すると、左右の両端部２３は動かず中央部２２のみがシャフト２７を回転軸に矢印Ｄで示すように回転（振り回転）する。この時、中央部２２が回転体、両端部２３が非回転体となり、中央部２２と両端部２３の間に設けられた部品間同士のクリアランスのみで回転動作が行われる。
【００５３】
この図９に示す動作において、矢印Ｃのねじり回転と矢印Ｄの振り回転が同時に行われてもよいし、或いはねじり回転と振り回転が同時に行われずに、先ず矢印Ｃのねじり回転が終了してから矢印Ｄの振り回転が行われたり、または矢印Ｄの振り回転が終了してから矢印Ｃのねじり回転が行われたりするようにしてもよい。
【００５４】
なお、ＤＣモータ２８によるねじり回転の動作角度及びＤＣモータ２９による振り回転の動作角度は、必要に応じて適宜に設定すればよい。即ち、図９に示す動作によれば、腕３０の運動をも加えた状態で肩部関節（肩部２１、中央部２２）と両端関節（両端部２３）が連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことができる。
【００５５】
上述した第１及び第２の実施の形態と同様にこの第３の実施の形態においても、肩部２１を支えるフレーム２４を両端部２３に内蔵することにより、縦振り時のフレーム可動範囲に設ける隙間（図１０のクリアランス４３に相当）を無くすことができ、動作時に指を隙間に挟む危険性、隙間からの異物混入、隙間がもたらす外観上の影響を無くすことができる。
【００５６】
また、この第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に駆動源にステッピングモータを用いて、ステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動を腕３０の運動をも加えた状態で行うことができることは言うまでもない。
【００５７】
上述した第１ないし第３の実施の形態においては、主駆動源及び副駆動源（ＤＣモータ及びステッピングモータ）を回転軸の中心上に実装するように例示したが、これに限定することなく、減速ギヤ機構等を用い、回転軸の中心から外れた位置に上記駆動源を実装するように構成することも可能である。
【００５８】
また第１及び第２の実施の形態における顔部２及び第３の実施の形態における中央部２２を縦振り回転する場合、駆動源の実装位置を耳部３及び両端部２３にするように例示したが、これに限定することなく、駆動源を顔部２内や中央部２２内に実装し、シャフト７，２７は回転させずに固定軸とし、駆動源まわりの回転部品を固定軸を支軸に回転させて縦振り回転を行うように構成することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、球形状の頭部関節を有するロボットの関節回転機構において、ねじりと振りの二自由度の関節運動が容易に行え、且つ家庭用などのロボットの操作時に回転可動部に設けたクリアランスに指を挟む等の危険性を回避できる効果があり、またクリアランスに起因する異物混入の問題及び外観に対する問題も解決できる。
【００６０】
その理由は、球形状の頭部関節を中央部と両端部に三分割し、ねじり関節運動に対しては球形状全体を回転させ、振り関節運動に対しては両端部を固定し中央部のみを回転させる構成としたことにあり、特に頭部を支えるフレームを両端の耳部に延在・内蔵させることにより、縦振り時のフレーム可動範囲に設ける可動部の逃げの為の隙間（クリアランス）が無くなるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の連続的なねじりの関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の連続的な振りの関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の構成を示す正面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のステップ的なねじりの関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のステップ的な振りの関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の構成及び動作状態を示す斜視図である。
【図１０】従来の首振りロボットの関節回転機構の一例の構成及び動作状態を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【符号の説明】
１頭部
２顔部
３耳部
４フレーム
４ａアーム部
５胴体部
６回転台
７シャフト
８，９ＤＣモータ
１０，１１ステッピングモータ
２０肩部関節
２１肩部
２２中央部
２３両端部
２４フレーム
２４ａアーム部
２５胴体部
２６回転台
２７シャフト
２８，２９ＤＣモータ
３０腕
４１頭部
４２フレーム
４３クリアランス
４４回転台
４５胴体部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint rotation mechanism of a robot, and more particularly, to a joint rotation of a robot which attempts to avoid a danger during operation by reducing a clearance between a rotating part and a non-rotating part in a robot generally used in a home or the like. Regarding the mechanism.
[0002]
[Prior art]
Traditionally speaking, robots are mainly industrial robots, which have been used to automate assembly in factories and unmanned lines. However, in recent years, robots have been used in homes as represented by pet robots. The field has expanded. As robots enter the home, a wide variety of people, from infants to the elderly, come into contact with the robot, and safety regarding the robot's operation is regarded as important. In particular, as represented by joints such as the robot's neck, the rotationally movable part needs to have a clearance (clearance) for the movable part to escape between the rotating body and the non-rotating body. There is a risk of pinching your fingers in the clearance. There may also be problems with foreign matter contamination and appearance from the clearance provided in the movable part.
[0003]
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a joint rotation mechanism of a conventional swing robot.
[0004]
In this conventional example, a head 41, which is a spherical rotating body, is on the body 45, and the head 41 is held by a frame 42 mounted in the body 45, and has a rotational drive source (not shown). Then, in accordance with the rotation of the turntable 44 connected to the frame 42, the two joint motions of the torsional joint motion indicated by the arrow A and the vertical swing joint motion indicated by the arrow B are performed. A clearance 43 (see FIG. 10B, a notch as a relief with respect to the frame 42) is provided between the head 41, which is a rotating body, and the frame 42 .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Of course, in a robot generally used in the home or the like, as described above, safety is the most important problem. However, in the rotating movable part of the robot, it is necessary to provide a clearance (clearance) between the rotating body and the non-rotating body so that the movable part can escape. Is greatly considered. There may also be problems with foreign matter contamination and appearance from the clearance provided in the movable part.
[0006]
Also in the conventional example described above, a clearance 43 is provided as a relief of the movable part between the head 41 which is a rotating body and the frame 42, and is connected to a turntable 44 having one rotation drive source. Since the torsional and longitudinal swinging joint movements are performed by the rotation of the frame 42, the clearance 43 needs to be provided in a large structure. Therefore, there is a great risk that a finger will be caught in the clearance 43 during operation / rotation, and there may be problems with foreign matter contamination and appearance.
[0007]
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional problems and eliminate the gap (clearance 43) between the head 41 and the frame 42, which are rotating bodies, so that the parts between the rotating body and the non-rotating body It is an object of the present invention to provide a joint rotation mechanism for a robot that can be formed only by a clearance and that can perform both torsional and swinging joint movements.
[0008]
[Means for solving problems]
The robot joint rotation mechanism according to the present invention includes a main drive source located on a first rotation shaft passing through a substantially central portion of the body portion, and a predetermined clearance disposed above the body portion, and driven by the main drive source. A spherical head joint that rotates about this axis on the first rotation axis; both end joints divided at portions corresponding to the ears at both ends of the head joint; in a frame extending the ends in a joint is attached to the main drive source is held between the frames of the two ends in the joint, the rotation axis when the center of the head joint of the spherical rotates A second rotation shaft, and a sub-drive source that is provided on at least one of the frames in the joints at both ends and rotates the center of the spherical head joint by rotating the second rotation shaft. I have.
[0009]
In the joint rotation mechanism of the robot, both the main drive source and the sub drive source are DC motors for continuous rotation, and the head joint and the both end joints are continuous by rotating both DC motors. It is characterized by performing articulation with two degrees of freedom of torsion and swinging.
[0010]
In the above-described robot joint rotation mechanism, only the DC motor of the main drive source rotates, whereby the head joint and the both end joints perform continuous torsional joint motion, and the DC motor of the sub drive source Only the head joint may rotate so that the head joint performs a continuous swinging joint motion.
[0011]
According to another robot joint rotation mechanism of the present invention, the main drive source and the sub drive source are both stepping motors in the configuration of the robot joint rotation mechanism described above, and both the stepping motors rotate. The head joint and the joints at both ends perform two-degree-of-freedom joint motion with stepwise twisting and swinging.
[0012]
Further, in the joint rotation mechanism of the other robot described above, only the stepping motor of the main drive source rotates, so that the head joint and the both end joints perform stepwise torsional joint motion, and the auxiliary drive source Only the stepping motor may rotate so that the head joint performs stepwise swinging joint movement.
[0013]
Furthermore, the robot joint rotation mechanism according to still another aspect of the present invention includes a main drive source on a third rotation axis passing through a substantially central portion of a portion of the body portion where the shoulder is set, and a body portion a spherical shoulder joint shoulder rotates about this axis on the third rotation axis by the driving of disposed with a predetermined clearance in the portion which is set the main drive source out, the shoulder Shoulder joints that are divided at portions corresponding to both ends of the joint; a frame that attaches the main drive source within the body and extends into the shoulder joints; and A fourth rotation shaft that is held between the frames and serves as a rotation shaft when the central portion of the spherical shoulder joint rotates, and is provided on at least one of the frames in both shoulder joints. the ball by rotating the fourth rotation shaft And a sub-drive source for rotating the central portion shaped for shoulder joint.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
In the present invention, the joint movement of the swinging portion of the robot will be described as an example, and the rotation mechanism having two degrees of freedom of torsion and swing with the center of the sphere of the robot having a spherical joint as the rotation center. explain.
[0016]
FIG. 1 is a front view showing a configuration of a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2, 3, and 4 are perspective views showing an operation state of the first embodiment.
[0017]
In the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, the most main parts are spherical head joints and both joints divided at the parts corresponding to the ears at both ends of the head joint. However, in order to simplify the lexical terms to be described, the entire spherical head joint is the head 1, both end joints divided into the left and right ends of the head 1 are the ears 3, and the ears of the head 1 A central portion other than 3 is referred to as a face portion 2.
It is the body part 5 that rotatably supports the spherical head 1. The body portion 5 made of a rigid body and having a substantially hollow shape has an upper surface opened in a circular shape, and the spherical head 1 is rotatably supported through a frame 4 described later at the opening.
[0018]
A frame 4 including a turntable 6 is mounted in the body 5, but the U-shape of the turntable 6 and the frame 4 is just 90 degrees upward (that is, the open portion of the U-shape is on the upper side) A DC motor (direct current motor) 8 as a main drive source is attached to the central portion of the bottom of the U-shape, and the left and right upward arm portions 4a of the U-shape of the frame 4 are the head. The part 1 extends to the vicinity of the center of the left and right ears 3.
[0019]
Both arm portions 4a extending and housed in the ears 3 at both the left and right ends of the head 1 are formed by hanging the shaft 7 to be the center of rotation of the face portion 2 over the left and right arm portions 4a. A DC motor 9 serving as a sub-drive source is attached to one end of the shaft 7 in the one ear 3.
[0020]
According to the configuration of the first embodiment as described above, the torsional rotation of the head 1 in the left-right direction is caused by the rotation of the DC motor 8 and the turntable 6, and the face 2 is rotated by the rotation of the DC motor 9 and the shaft 7. Vertical rotation in the vertical direction is possible.
[0021]
The frame 4, the arm 4a, the turntable 6, the shaft 7, and the DC motors 8 and 9 are completely covered with the ear 3 and the body 5 so that the external appearance cannot be seen at rest or operation. It has become. Furthermore, the clearance between the head portion 1 and the body portion 5 is formed only by the clearance between components .
[0022]
The operation of the first embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. Although not shown, it is assumed that an operation unit and a control unit necessary for operation exist separately.
[0023]
2A and 2B, both the DC motor 8 of the turntable 6 in the body portion 5 and the DC motor 9 in the ear portion 3 are continuously rotated. When the DC motor 8 rotates, the head 1 as a whole is integrally rotated as a sphere together with the turntable 6 to the left and right (twisted rotation) as indicated by the arrow A. At this time, the head 1 is a rotating body and the body portion 5 is a non-rotating body, and the rotation operation is performed only with a clearance between components provided between the head 1 and the body portion 5.
[0024]
When the DC motor 9 rotates, the left and right ear portions 3 do not move, and only the central face portion 2 rotates up and down as shown by the arrow B with the shaft 7 as the rotation axis (swing rotation). At this time, the face portion 2 is a rotating body and the ear portion 3 is a non-rotating body, and the rotating operation is performed only with a clearance between components provided between the face portion 2 and the ear portion 3.
[0025]
In the operation shown in FIG. 2, the torsional rotation of the arrow A and the swinging rotation of the arrow B may be performed at the same time, or the torsional rotation of the arrow A is first terminated without simultaneously performing the torsional rotation and the swinging rotation. Alternatively, the swing rotation of the arrow B may be performed, or the torsional rotation of the arrow A may be performed after the swing rotation of the arrow B is completed.
[0026]
In addition, what is necessary is just to set suitably the operation angle of the twist rotation by the DC motor 8, and the operation angle of the swing rotation by the DC motor 9 as needed. That is, according to the operation shown in FIG. 2, the head joint (head 1, face 2) and both end joints (ear 3) can perform joint motion with two degrees of freedom of continuous torsion and swing. .
[0027]
3 (a) and 3 (b), only the DC motor 8 of the turntable 6 in the body 5 rotates. When the DC motor 8 rotates, the head 1 as a whole is integrally rotated as a sphere together with the turntable 6 to the left and right (twisted rotation) as indicated by the arrow A. That is, the head joint (head 1, face 2) and both end joints (ear 3) can perform continuous torsional joint motion.
[0028]
4 (a) and 4 (b), only the DC motor 9 in the ear 3 is rotated. When the DC motor 9 rotates, only the central face 2 is continuously rotated up and down (swinged) as indicated by the arrow B with the shaft 7 as the rotation axis. That is, the head joint (face 2) can perform continuous swinging joint motion.
[0029]
According to the first embodiment of the present invention described above, the gap 4 (corresponding to the clearance 43 in FIG. 10) is provided in the frame movable range during vertical swing by incorporating the frame 4 that supports the head 1 in the ear 3. ) Can be eliminated, and the danger of pinching a finger in the gap during operation, foreign matter contamination from the gap, and the appearance effect caused by the gap can be eliminated.
[0030]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a front view showing the configuration of the second embodiment of the present invention, and FIGS. 6, 7 and 8 are perspective views showing the operating state of the second embodiment.
[0031]
Also in the configuration of the second embodiment shown in FIG. 5, the main configuration is substantially the same as in the case of the first embodiment, and a spherical head joint and ears at both ends of the head joint. There are both end joints that are divided in the part corresponding to, but in order to simplify the lexical description to be explained, the entire spherical head joint is divided into the head 1 and the left and right ends of the head 1 respectively. The joint is referred to as the ear 3, and the central part of the head 1 other than the ear 3 is referred to as the face 2.
[0032]
It is the body part 5 that rotatably supports the spherical head 1. The body portion 5 made of a rigid body and having a substantially hollow shape has an upper surface opened in a circular shape, and the spherical head 1 is rotatably supported through a frame 4 described later at the opening.
[0033]
A frame 4 including a turntable 6 is mounted in the body 5, but the U-shape of the turntable 6 and the frame 4 is just 90 degrees upward (that is, the open portion of the U-shape is on the upper side) The stepping motor 10 which is the main drive source is attached to the central portion of the bottom of the U-shape, and the left and right upward arm portions 4a of the U-shape of the frame 4 are It extends to the vicinity of the center of the ear 3.
[0034]
Both arm portions 4a extending and housed in the ears 3 at both the left and right ends of the head 1 are formed by hanging the shaft 7 to be the center of rotation of the face portion 2 over the left and right arm portions 4a. A stepping motor 11 as a sub drive source is attached to one end of the shaft 7 in one ear 3.
[0035]
According to the configuration of the second embodiment as described above, the stepping motor 10 and the turntable 6 rotate to cause the head 1 to rotate stepwise in the left-right direction, and the stepping motor 11 and the shaft 7 rotate to face each other. The stepwise vertical rotation of the part 2 in the vertical direction becomes possible. Of course, the stepwise rotation angle in the operation of the stepping motors 10 and 11 can be set to an appropriate step rotation angle such as 45 degrees or 60 degrees.
[0036]
Further, the frame 4, the arm part 4a, the turntable 6, the shaft 7, and the stepping motors 10 and 11 are completely covered with the ear part 3 and the torso part 5, so that the appearance cannot be seen at rest or during operation. It has become.
[0037]
Further, the clearance between the head portion 1 and the body portion 5 and the clearance between the face portion 2 and the ear portions 3 at both ends are extremely small as in the case of the first embodiment.
[0038]
The operation of the second embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG. 6, FIG. 7, and FIG. Although not shown, it is assumed that an operation unit and a control unit necessary for operation exist separately.
[0039]
6A and 6B, both the stepping motor 10 of the turntable 6 in the body 5 and the stepping motor 11 in the ear 3 rotate stepwise. When the stepping motor 10 rotates, the head 1 as a whole is integrated with the rotating table 6 and rotated stepwise (twisted) as shown by the arrow A together with the turntable 6. At this time, the head 1 is a rotating body and the body portion 5 is a non-rotating body, and a step rotation operation is performed while maintaining a certain clearance provided between the head 1 and the body portion 5.
[0040]
When the stepping motor 11 is rotated, the left and right ears 3 do not move, and only the central face 2 is stepped up and down (swinged and rotated) as indicated by an arrow B with the shaft 7 as a rotation axis. At this time, the face portion 2 is a rotating body and the ear portion 3 is a non-rotating body, and a step rotation operation is performed while maintaining a certain clearance provided between the face portion 2 and the ear portion 3. In the operation shown in FIG. 6, the stepwise torsional rotation indicated by arrow A and the stepwise rotational rotation indicated by arrow B may be performed simultaneously, or the twisting rotation indicated by arrow A may be performed first without simultaneously performing the torsional rotation and the swinging rotation. Alternatively, the swing rotation of the arrow B may be performed after the end of the step, or the torsional rotation of the arrow A may be performed after the end of the swing rotation of the arrow B.
[0041]
Note that the step operation angle of torsional rotation by the stepping motor 10 and the step operation angle of swinging rotation by the stepping motor 11 may be appropriately set as necessary as described above. That is, according to the operation shown in FIG. 6, the head joint (head 1, face 2) and both end joints (ear 3) can perform joint motion with two degrees of freedom of stepwise torsion and swing. .
[0042]
7A and 7B, only the stepping motor 10 of the turntable 6 in the body portion 5 rotates. When the stepping motor 10 rotates, the head 1 as a whole is integrated with the rotating table 6 and rotated stepwise (twisted) as shown by the arrow A together with the turntable 6. That is, the head joint (head 1, face 2) and both end joints (ear 3) can perform stepwise torsional joint motion.
[0043]
8A and 8B, only the stepping motor 11 in the ear portion 3 rotates. When the stepping motor 11 is rotated, only the central face 2 is stepped up and down (swinged) as indicated by the arrow B with the shaft 7 as the rotation axis. That is, the head joint (face 2) can perform stepwise swinging joint movement.
[0044]
Also in the above-described second embodiment of the present invention, the frame 4 that supports the head 1 is built in the ear 3 to provide a gap provided in the frame movable range during vertical swinging (corresponding to the clearance 43 in FIG. 10). It is possible to eliminate the risk of pinching a finger in the gap during operation, the mixing of foreign matter from the gap, and the appearance effect caused by the gap.
[0045]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a perspective view showing the configuration and operating state of the third embodiment of the present invention.
[0046]
In the third embodiment of the present invention, two-degree-of-freedom joint motion relating to the joint rotation of the robot is applied to the shoulder, and the basic content of the configuration and operation is the first described above. And it is substantially the same as the case of 2nd Embodiment.
[0047]
Referring to FIG. 9, there are a spherical shoulder joint 20 and both joints divided at portions corresponding to both ends of the shoulder joint. In order to simplify the explanation, the shoulder joint 20, the entire spherical portion is referred to as a shoulder portion 21, both end joints divided into the left and right ends of the shoulder portion 21 are referred to as both end portions 23, and a central portion of the shoulder portion 21 other than both end portions 23 is referred to as a central portion 22. .
[0048]
It is the body portion 25 that rotatably supports the spherical shoulder portion 21. The body portion 25 made of a rigid body and having a substantially hollow shape has an end portion opened in a circular shape, and the spherical shoulder portion 21 is rotatably supported through a frame 24 described later at the opening portion. Note that an arm 30 is attached to the tip of the shoulder 21.
[0049]
A frame 24 including a turntable 26 is mounted in the body portion 25. The turntable 26 and the frame 24 form a U-shape (the open portion of the U-shape is on the arm 30 side). A DC motor 28 as a main drive source is attached to the central portion of the bottom surface of the U-shape, and the left and right arm portions 24a of the U-shape of the frame 24 extend to the vicinity of the centers of the left and right end portions 23 of the shoulder portion 21. is doing.
[0050]
Both arm portions 24a extended and incorporated in the left and right end portions 23 of the shoulder portion 21 are formed by hooking a shaft 27 that should be the center of rotation of the central portion 22 over the left and right arm portions 24a. A DC motor 29 serving as a sub-drive source is attached to one end of the shaft 27 in the both end portions 23. Although not shown, it is assumed that an operation unit and a control unit necessary for operation exist separately.
[0051]
The operation of the shoulder joint 20 of the third embodiment having such a configuration will be described. Both the DC motor 28 of the turntable 26 in the body portion 25 and the DC motor 29 in both end portions 23 rotate continuously. When the DC motor 28 rotates, it rotates continuously (torsional rotation) as indicated by an arrow C together with the turntable 26 as a sphere in which the entire shoulder portion 21 is integrated. At this time, the shoulder portion 21 is a rotating body and the body portion 25 is a non-rotating body, and the rotation operation is performed only by the clearance between components provided between the shoulder portion 21 and the body portion 25.
[0052]
When the DC motor 29 rotates, the left and right end portions 23 do not move, and only the central portion 22 rotates (swings and rotates) as indicated by an arrow D with the shaft 27 as the rotation axis. At this time, the central portion 22 is a rotating body and both end portions 23 are non-rotating bodies, and a rotating operation is performed only with a clearance between components provided between the central portion 22 and both end portions 23.
[0053]
In the operation shown in FIG. 9, the torsional rotation of the arrow C and the swinging rotation of the arrow D may be performed at the same time, or the torsional rotation of the arrow C is first terminated without simultaneously performing the torsional rotation and the swinging rotation. Alternatively, the swing rotation of the arrow D may be performed, or the torsional rotation of the arrow C may be performed after the swing rotation of the arrow D is completed.
[0054]
Note that the operation angle of torsional rotation by the DC motor 28 and the operation angle of swing rotation by the DC motor 29 may be set as appropriate as necessary. That is, according to the operation shown in FIG. 9, the shoulder joint (shoulder portion 21, central portion 22) and both end joints (both end portions 23) are continuously twisted and swung while the movement of the arm 30 is also applied. Freedom of articulation is possible.
[0055]
In the third embodiment as well as the first and second embodiments described above, the frame 24 that supports the shoulder portion 21 is built in the both end portions 23 to provide a frame movable range during vertical swinging. The gap (corresponding to the clearance 43 in FIG. 10) can be eliminated, and the danger of pinching the finger in the gap during operation, mixing of foreign substances from the gap, and appearance effects caused by the gap can be eliminated.
[0056]
Also in the third embodiment, a stepping motor is used as a driving source in the same manner as in the second embodiment, and the joint 30 has two degrees of freedom for the torsion and swinging motions of the arm 30. Needless to say, this can be done in the added state.
[0057]
In the first to third embodiments described above, the main drive source and the sub drive source (DC motor and stepping motor) are illustrated as being mounted on the center of the rotating shaft, but the present invention is not limited thereto. It is also possible to use a reduction gear mechanism or the like so that the drive source is mounted at a position off the center of the rotating shaft.
[0058]
In addition, when the face 2 in the first and second embodiments and the central portion 22 in the third embodiment are rotated in the vertical direction, the mounting position of the drive source is exemplified as the ear 3 and both ends 23. However, without being limited to this, the drive source is mounted in the face part 2 or the center part 22, the shafts 7 and 27 are not rotated, but are used as fixed shafts, and rotating parts around the drive source are supported by the fixed shafts. It is also possible to perform a vertical rotation by rotating the shaft.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a joint rotation mechanism of a robot having a spherical head joint, joint motion with two degrees of freedom of torsion and swing can be easily performed, and at the time of operation of a robot for home use or the like. There is an effect that it is possible to avoid the danger of pinching a finger in the clearance provided in the rotary movable part, and it is possible to solve the problem of foreign matter mixing and the appearance problem caused by the clearance.
[0060]
The reason is that the spherical head joint is divided into three parts at the center and both ends, the whole spherical shape is rotated for torsional joint movement, and both ends are fixed for swing joint movement, and only the central part is fixed. The gap for clearance of the movable part provided in the movable range of the frame when swinging vertically, especially by extending and incorporating the frame that supports the head in the ears at both ends. Because there will be no more.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are perspective views showing joint motions with two degrees of freedom of continuous twisting and swinging according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS.
FIGS. 3A and 3B are perspective views showing a continuous torsional joint motion operation according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS.
FIGS. 4A and 4B are perspective views showing a continuous swinging joint motion operation according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS.
FIG. 5 is a front view showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
FIGS. 6A and 6B are perspective views showing joint motions with two degrees of freedom of stepwise twisting and swinging according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIGS.
FIGS. 7A and 7B are perspective views showing an operation of a stepwise torsional joint movement according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIGS.
FIGS. 8A and 8B are perspective views showing a step-like swinging joint movement operation according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIGS.
FIG. 9 is a perspective view showing the configuration and operating state of a third embodiment of the present invention.
FIGS. 10A and 10B are perspective views showing a configuration and an operation state of an example of a joint rotation mechanism of a conventional swing robot in FIGS.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head part 2 Face part 3 Ear part 4 Frame 4a Arm part 5 Trunk part 6 Turntable 7 Shaft 8, 9 DC motor 10, 11 Stepping motor 20 Shoulder joint 21 Shoulder part 22 Central part 23 Both ends 24 Frame 24a Arm part 25 Body section 26 Turntable 27 Shaft 28, 29 DC motor 30 Arm 41 Head 42 Frame 43 Clearance 44 Turntable 45 Body section

Claims

A main drive source at a first rotation axis passing through a substantially central part of the body part;
A spherical head joint rotates about this axis in the first rotation shaft on the driving of the body portion of the disposed with a predetermined clearance in the upper the main drive source,
Both end joints respectively divided at portions corresponding to the ears at both ends of the head joint; and a frame that attaches the main drive source in the body part and extends into the both end joints;
The held between the frames in both end joint, and a second rotation axis as a rotation axis when the center of the head joint of the spherical rotates,
A robot provided on at least one of the frames in the joints at both ends, and a sub-drive source for rotating the center of the spherical head joint by rotating the second rotation shaft; Joint rotation mechanism.

The robot joint rotation mechanism according to claim 1, wherein both the main drive source and the sub drive source are DC motors for continuous rotation.

3. The robot joint rotation mechanism according to claim 2, wherein both of the DC motors rotate to cause the head joint and the both end joints to perform joint motion with two degrees of freedom of continuous torsion and swing.

3. The joint rotation mechanism for a robot according to claim 2, wherein only the DC motor of the main drive source rotates so that the head joint and the both end joints perform continuous torsional joint motion.

The robot joint rotation mechanism according to claim 2, wherein only the DC motor of the auxiliary drive source rotates, so that the head joint performs continuous swinging joint motion.

The robot joint rotation mechanism according to claim 1, wherein both the main drive source and the sub drive source are stepping motors.

7. The robot joint rotation mechanism according to claim 6, wherein both of the stepping motors rotate to cause the head joint and the joints at the both ends to perform joint motion with two degrees of freedom of stepwise torsion and swing.

7. The joint rotation mechanism for a robot according to claim 6, wherein only the stepping motor of the main drive source rotates, whereby the head joint and the both end joints perform stepwise torsional joint motion.

7. The joint rotation mechanism for a robot according to claim 6, wherein only the stepping motor of the auxiliary drive source rotates to cause the head joint to perform a stepwise swinging joint motion.

A main drive source on a third rotation axis passing through a substantially central portion of a portion of the body portion where the shoulder is set ;
A spherical shoulder joint rotates about this axis on the third rotation axis by the driving of the shoulder is arranged with a predetermined clearance portion is set the main driving source of the body portion ,
Both shoulder joints divided at portions corresponding to both ends of the shoulder joint;
A frame that attaches the main drive source within the body and extends into the joints at both ends of the shoulder;
A fourth rotation shaft that is held between the frames in the shoulder joints at both ends of the shoulder portion and serves as a rotation shaft when the central portion of the spherical shoulder joint rotates;
A secondary drive source provided on at least one of the frames in the joints at both ends of the shoulder portion and rotating the central portion of the spherical shoulder joint by rotating the fourth rotation shaft. The robot's joint rotation mechanism.