JP7596751B2 - Exterior structure for robots - Google Patents
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Description
本発明は、ロボット用外装構造に関する。 The present invention relates to an exterior structure for a robot.
例えば、関節を含む骨格の外側を覆う外装を備え、外装は、関節部の外側を覆い、関節部の動作に応じて柔軟に変形する軟質部と、軟質部に隣接して設けられ、関節部以外を覆う硬い硬質部と、を備えるロボットが知られている(特許文献1参照)。 For example, a robot is known that has an exterior that covers the outside of the skeleton including the joints, and the exterior has a soft part that covers the outside of the joints and flexibly deforms in response to the movement of the joints, and a hard part that is adjacent to the soft part and covers everything except the joints (see Patent Document 1).
上記ロボットにおいては、関節の動作に対して軟質部の変形が十分に追従せず、軟質部に皺などができる虞がある。 In the above robot, the deformation of the soft parts does not adequately follow the movement of the joints, and there is a risk of wrinkles forming in the soft parts.
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、関節の動作に対して軟質部の変形が十分に追従でき、軟質部のシルエットを綺麗に維持できるロボット用外装構造を提供することを主たる目的とする。 The present invention was made to solve these problems, and its main objective is to provide an exterior structure for a robot that allows the deformation of the soft parts to adequately follow the movement of the joints and neatly maintain the silhouette of the soft parts.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
関節部を有するロボットの骨格の外側を覆う外装を備え、
前記外装は、
前記関節部の外側を覆い、該関節部の動作に応じて柔軟に変形する軟質部と、
前記軟質部に隣接して設けられ、前記関節部以外を覆う硬い硬質部と、
一端が前記硬質部に接続され、他端が前記軟質部に当接する第1弾性部材、及び、前記軟質部に該軟質部の形状に沿って設けられた第2弾性部材、のうちの少なくとも一方と、
を備えるロボット用外装構造
である。
In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is to
The robot has an exterior that covers an outside of a skeleton having joints,
The exterior is
A soft part that covers the outside of the joint and flexibly deforms in response to the movement of the joint;
A hard portion is provided adjacent to the soft portion and covers the portion other than the joint portion;
At least one of a first elastic member having one end connected to the hard portion and the other end in contact with the soft portion, and a second elastic member provided on the soft portion along the shape of the soft portion;
The exterior structure for a robot is provided with the above structure.
本発明によれば、関節の動作に対して軟質部の変形が十分に追従でき、軟質部のシルエットを綺麗に維持できるロボット用外装構造を提供することができる。 The present invention provides an exterior structure for a robot that allows the deformation of the soft parts to adequately follow the movement of the joints and neatly maintains the silhouette of the soft parts.
実施形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、ロボットの骨格を示す図である。本実施形態に係るロボット10は、例えば、頭部11、胴体部12、腕部13、脚部14などを備える多関節型ロボットとして構成されている。
EMBODIMENT 1
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a diagram showing the skeleton of a robot. A
腕部13は、3軸周りに回転可能な肩関節131、1軸周りに回転可能な肘関節132、及び、2軸周りに回転可能な手首関節133を有している。肩関節131、肘関節132、及び、手首関節133は、フレームなどにより接続されている。腕部13の先端には、複数の指部からなる把持部134が設けられている。
The
肩関節131、肘関節132、及び手首関節133には、夫々、サーボモータなどのアクチュエータ及び減速機が設けられている。各アクチュエータは、制御装置からの制御信号に応じて、肩関節131、肘関節132、及び手首関節133を、減速機を介して回転駆動する。これにより、ロボット10の腕部13は、手振り動作、把持動作などの任意の動作を行うことができる。
The
脚部14は、3軸周りに回転可能な股関節141、1軸周りに回転可能な膝関節142、および、2軸周りに回転可能な足首関節143、を有している。股関節141、膝関節142、および、足首関節143、はフレームなどにより接続されている。
The
股関節141、膝関節142、および、足首関節143には、夫々、サーボモータなどのアクチュエータ及び減速機が設けられている。各アクチュエータは、制御装置からの制御信号に応じて、股関節141、膝関節142、および、足首関節143を、減速機を介して回転駆動する。これにより、ロボット10の脚部14は、歩行などの任意の動作を行うことができる。
The
なお、上記ロボット10の構成は一例であり、これに限定されず、本実施形態に係るロボット10は、任意の多関節型ロボットに適用可能である。
The configuration of the
図2は、ロボットの外装を示す図である。本実施形態に係るロボット用外装構造1は、上記のような多関節型のロボット10の骨格の外側を覆う外装2を備えている。外装2は、柔軟に変形する軟質部21と、軟質部21に隣接して設けられた硬い硬質部22と、を有している。
Figure 2 is a diagram showing the exterior of the robot. The robot exterior structure 1 according to this embodiment has an exterior 2 that covers the outside of the skeleton of the
軟質部21は、例えば、ピンや接着剤などで硬質部22に接続されている。軟質部21は、主として各関節部の外側を覆い、各関節部の動作に応じて柔軟に変形する。このため、各関節部は、その可動範囲内でスムーズに動作できる。
The
軟質部21は、例えば、股関節141を覆う股関節軟質部211と、膝関節142を覆う膝関節軟質部212と、肩関節131を覆う肩関節軟質部213と、脛骨上側かつ膝関節部下側を覆う頸部軟質部214と、を有している。
The
図3は、股関節軟質部(図2の枠部分)を部分的に拡大した拡大図である。軟質部21は、ウレタン、ポリエステル、ゴムなどの柔軟性の部材で形成されている。軟質部21には、3次元方向の変形に良好に追従できるように、Y字状、十字状のスリットや穴が形成されていてもよい。スリットや穴は、軟質部21において、例えば、均等に形成されている。なお、軟質部21が十分な柔軟性及び復元力を有する材料で形成されていれば、軟質部21に上記のようなスリットや穴を形成しなくてもよい。
Figure 3 is an enlarged view of a part of the hip joint soft part (the frame part in Figure 2). The
硬質部22は、軟質部21に隣接して設けられ、主として、関節部以外を覆う。硬質部22は、各関節の可動範囲に影響を与えない部位に設けられる。硬質部22は、ロボット10の骨格などに固定されている。硬質部22は、ロボット10の意匠上の外観を維持できるだけの剛性を有するプラスチックや薄い金属などで形成されている。
The
硬質部22は、図2に示す如く、胴体部12の骨格を覆う胴体硬質部221と、膝下部の骨格を覆う膝下硬質部222と、脛骨下側を覆う頸部硬質部223と、を有している。
As shown in FIG. 2, the
胴体硬質部221の上側の左右両端に一対の肩関節軟質部213が接続されている。3軸周りの肩関節131の回転動作に応じて、肩関節軟質部213が柔軟に変形して肩関節131の可動域を確保しつつ、肩関節軟質部213および胴体硬質部221によって、肩近傍の意匠上の外観を維持する。
A pair of shoulder joint
胴体硬質部221の下端に股関節軟質部211の上端が接続されている。3軸周りの股関節141の回転動作に応じて、股関節軟質部211が柔軟に変形して股関節141の可動域を確保しつつ、股関節軟質部211および胴体硬質部221によって、股関節近傍の意匠上の外観を維持する。
The upper end of the hip joint
膝下硬質部222の上端に膝関節軟質部212の下端が接続されている。1軸周りの膝関節142の回転動作に応じて、膝関節軟質部212が柔軟に変形して膝関節142の可動域を確保しつつ、膝関節軟質部212および膝下硬質部222によって、膝関節近傍の意匠上の外観を維持する。
The lower end of the knee joint
上記のように、各関節部の可動範囲に影響を与える部位のみを軟質部21で覆い、各関節部の動作に応じて軟質部21を柔軟に変形させることで、各関節部の可動域を確保しつつ、それ以外の各関節部の可動範囲に影響を与えない部位を硬質部22で覆うことで、ロボット全体の意匠上の外観を維持できる。
As described above, only the parts that affect the range of motion of each joint are covered with the
ところで、例えば、従来、可動軸が多い股関節などの関節部を覆う軟質部は、複雑に変形するため、元の形状に復元し難く、関節部の動作に対して軟質部の変形が十分に追従せず、軟質部に皺などができる虞がある。 However, conventionally, for example, soft parts that cover joints such as hip joints, which have many movable axes, deform in complex ways and are difficult to restore to their original shape. The deformation of the soft parts does not adequately follow the movement of the joints, and there is a risk of wrinkles forming in the soft parts.
これに対し、本実施形態に係るロボット用外装構造1は、一端が硬質部22に接続され、他端が軟質部21に当接する第1弾性部材を備えている。軟質部21が複雑に変形し、元の形状に復元し難い場合でも第1弾性部材の他端がその軟質部21に当接し元の形状に復元させることができる。すなわち、関節の動作に対して軟質部21の変形が十分に追従でき、軟質部21のシルエットを綺麗に維持できる。
In contrast, the exterior structure for a robot 1 according to this embodiment includes a first elastic member having one end connected to the
図4は、股関節の外装に設けられた第1弾性部材を示す図である。第1弾性部材23は、所定長さの板状部材である。第1弾性部材23は、棒状部材であってもよい。第1弾性部材23は、金属、ゴム、合成樹脂などの弾性部材で形成されている。第1弾性部材23の弾性係数は、軟質部21の変形が十分に追従できるように設定されている。
Figure 4 shows the first elastic member provided on the exterior of the hip joint. The first elastic member 23 is a plate-shaped member of a predetermined length. The first elastic member 23 may be a rod-shaped member. The first elastic member 23 is made of an elastic material such as metal, rubber, or synthetic resin. The elastic coefficient of the first elastic member 23 is set so that it can sufficiently follow the deformation of the
第1弾性部材23の一端は、胴体硬質部221の下端内側に接続されている。第1弾性部材23の他端は、股関節軟質部211の内側に当接している。このように、第1弾性部材23の一端を胴体硬質部221に固定し、他端を股関節軟質部211に接触するだけの状態にする。これにより、股関節141の動作に応じて、股関節軟質部211は、柔軟に変形しつつ、第1弾性部材23の当接力により元の形状に復元する。このように、第1弾性部材23は、軟質部21の皺を伸ばす機能を有している。
One end of the first elastic member 23 is connected to the inside of the lower end of the
軟質部21と硬質部22との間には、複数の第1弾性部材23が設けられる構成であってもよい。なお、上述の図4は、左側の股関節を示す図である。図4に示す如く、第1弾性部材23の一端は胴体硬質部221の左側に接続され、他端は、股関節軟質部211の左側に当接している。
A configuration may be adopted in which a plurality of first elastic members 23 are provided between the
第1弾性部材23は、左側の股関節141と同様に、右側の股関節141にも設けられている。すなわち、第1弾性部材23の一端は胴体硬質部221の右側に接続され、他端は、股関節軟質部211の右側に当接している。このように、複雑に変形する軟質部21の部位に対応して、第1弾性部材23を設けるのが好ましい。
The first elastic member 23 is provided on the
本実施形態に係るロボット用外装構造1は、外装2の外側を覆い伸縮性を有する外皮を更に備えていてもよい。外皮は、例えば、ポリエステル繊維などの化学繊維で構成されている。外皮は伸縮性を有することから、各関節部の動作に影響を与えず、さらに、外装2の継ぎ目を完全に覆い隠すことができるため、ロボット10の意匠上の美的外観をより高めることができる。
The robot exterior structure 1 according to this embodiment may further include a stretchable outer skin that covers the outside of the exterior 2. The outer skin is made of, for example, synthetic fibers such as polyester fibers. Since the outer skin is stretchable, it does not affect the movement of the joints, and furthermore, it can completely cover and hide the seams of the exterior 2, thereby further enhancing the aesthetic appearance of the design of the
実施形態2
図5は、膝関節を拡大した拡大図である。図6は、図5に示す膝関節を上方から見た上面図である。本実施形態2に係るロボット用外装構造1は、膝関節軟質部212に膝関節軟質部212の形状に沿って設けられた第2弾性部材24を更に備えていてもよい。これにより、膝関節軟質部212が複雑に変形し、元の形状に復元し難い場合でも第2弾性部材24がその膝関節軟質部212を元の形状に復元させることができる。
EMBODIMENT 2
Fig. 5 is an enlarged view of the knee joint. Fig. 6 is a top view of the knee joint shown in Fig. 5. The robot exterior structure 1 according to the second embodiment may further include a second
第2弾性部材24は、板状部材である。第2弾性部材24は、棒状部材であってもよい。第2弾性部材24は、膝関節軟質部212の形状に沿って略C字状に形成されている。第2弾性部材24は、接着剤などのより膝関節軟質部212に接続されている。第2弾性部材24の弾性係数は、膝関節軟質部212の変形が十分に追従できるように設定されている。
The second
図5は、左側の膝関節を拡大した拡大図である。第2弾性部材24は、左側の膝関節軟質部212と同様に、右側の膝関節軟質部212にも設けられている。
なお、上記実施形態において、第1弾性部材23及び第2弾性部材24のうちの少なくとも一方が設けられる構成であってもよい。
5 is an enlarged view of the left knee joint. The second
In the above embodiment, at least one of the first elastic member 23 and the second
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
1 ロボット用外装構造、2 外装、10 ロボット、11 頭部、12 胴体部、13 腕部、14 脚部、21 軟質部、22 硬質部、23 第1弾性部材、24 第2弾性部材、131 肩関節、132 肘関節、133 手首関節、134 把持部、141 股関節、142 膝関節、143 足首関節、211 股関節軟質部、212 膝関節軟質部、213 肩関節軟質部、214 頸部軟質部、221 胴体硬質部、222 膝下硬質部、223 頸部硬質部 1 Exterior structure for robot, 2 Exterior, 10 Robot, 11 Head, 12 Torso, 13 Arm, 14 Leg, 21 Soft part, 22 Hard part, 23 First elastic member, 24 Second elastic member, 131 Shoulder joint, 132 Elbow joint, 133 Wrist joint, 134 Grip, 141 Hip joint, 142 Knee joint, 143 Ankle joint, 211 Hip joint soft part, 212 Knee joint soft part, 213 Shoulder joint soft part, 214 Neck soft part, 221 Torso hard part, 222 Knee lower hard part, 223 Neck hard part
Claims (2)
前記外装は、
前記関節部の外側を覆い、該関節部の動作に応じて柔軟に変形する軟質部と、
前記軟質部に隣接して設けられ、前記関節部以外を覆う硬い硬質部と、
一端が前記ロボットの胴体部の骨格を覆う硬質部の下端内側に接続され、他端が前記ロボットの股関節を覆う軟質部の内側に当接する第1弾性部材と、
を備えるロボット用外装構造。 The robot has an exterior that covers an outside of a skeleton having joints,
The exterior is
A soft part that covers the outside of the joint and flexibly deforms in response to the movement of the joint;
A hard portion is provided adjacent to the soft portion and covers the portion other than the joint portion;
a first elastic member, one end of which is connected to an inner side of a lower end of a hard part that covers a skeleton of a torso part of the robot, and the other end of which abuts against an inner side of a soft part that covers a hip joint of the robot;
An exterior structure for a robot comprising:
前記ロボットの膝関節を覆う軟質部に該軟質部の形状に沿って接続された第2弾性部材を更に備えるロボット用外装構造。 The exterior structure for a robot according to claim 1,
The exterior structure for a robot further comprises a second elastic member connected to a soft portion covering a knee joint of the robot along the shape of the soft portion .
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| JP2010137288A (en) | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Tokai Rubber Ind Ltd | Cover member for connection part |
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