專利名稱:步行式移動(dòng)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種步行式移動(dòng)機(jī)器人,更具體的說(shuō),涉及對(duì)腳部所帶電荷進(jìn)行放電除去的步行式移動(dòng)機(jī)器人。
背景技術(shù):
作為步行式移動(dòng)機(jī)器人,已經(jīng)記載在下述專利文獻(xiàn)1中,為大家公知了。專利文獻(xiàn)1中記載的步行式移動(dòng)機(jī)器人,具有主體;連接在主體上的兩條腿部;以及通過(guò)腳關(guān)節(jié)分別連接在兩腿部的前端的腳部,并且,至少還具有下列各部分驅(qū)動(dòng)腳部與腿部之間第二關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī);檢測(cè)由腳部所接觸的地面產(chǎn)生的地面反作用力的力傳感器。在這種步行式移動(dòng)機(jī)器人中,腳部由鋁材等制成的平板框架等構(gòu)成,并且,在其底面上粘貼了緩沖接地時(shí)沖擊的、聚氨酯橡膠制成的彈性材料(緩沖部件)。
當(dāng)這種步行式移動(dòng)機(jī)器人在地面上移動(dòng)時(shí),由于彈性件與地面之間的摩擦,或者與構(gòu)成腿部等的聯(lián)桿之間的摩擦等等,會(huì)帶有靜電。以往,作為將所帶的靜電放掉的技術(shù),公知的是記載在下述專利文獻(xiàn)2~4中的技術(shù)。專利文獻(xiàn)2中所記載的技術(shù)涉及無(wú)人運(yùn)送車輛,其中公開了,為了使這種車輛上所帶有的靜電的電位,與裝載了作為對(duì)象的工件的設(shè)備的電位相等,因而具有由接觸板、接觸頭和導(dǎo)線所構(gòu)成的接觸機(jī)構(gòu)(放電機(jī)構(gòu))。此外,記載在專利文獻(xiàn)3、4中的技術(shù),其結(jié)構(gòu)同樣是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)固定型工業(yè)機(jī)器人上所帶有的靜電進(jìn)行放電,以除去靜電的結(jié)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)1日本特開平9-94785號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本實(shí)開平6-09098號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開平11-138488號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開2001-267094號(hào)公報(bào)在步行式移動(dòng)機(jī)器人上,因?yàn)樗鶐У碾?電荷)因其所帶電量會(huì)干擾到配置在腳部上的力傳感器,所以對(duì)所帶電荷進(jìn)行放電而除去這些電荷??墒?,在專利文獻(xiàn)2~4所記載的技術(shù)中,涉及了無(wú)人運(yùn)送車輛或者固定型工業(yè)機(jī)器人上的電荷放電以及除去,對(duì)步行式移動(dòng)機(jī)器人卻沒有任何對(duì)策。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的就是解決上述問題,提供一種步行式移動(dòng)機(jī)器人,在腳部具有力傳感器的步行式移動(dòng)機(jī)器人上,有效地對(duì)腳部所帶的靜電放電,除去這些電荷。
為解決上述問題,在本申請(qǐng)第一方面中提供了一種步行式移動(dòng)機(jī)器人,它至少具有下列各種部件主體;連接在上述主體上的多個(gè)腿部;通過(guò)腳關(guān)節(jié)分別連接在上述多個(gè)腿部前端上的腳部;配置在上述腳部與上述腿部之間,驅(qū)動(dòng)上述腳關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī);以及配置在上述腳部與上述腿部之間,檢測(cè)上述腳部所接觸的地面產(chǎn)生的地面反作用力的力傳感器;并且,在上述腳部上還具有用于緩沖其與上述地面接觸時(shí)沖擊的緩沖部件,其結(jié)構(gòu)特征在于,在上述腳部的緩沖部件中設(shè)有導(dǎo)電部件。
在本申請(qǐng)的第二方面的步行式移動(dòng)機(jī)器人中,上述腳部的緩沖部件,是由粘貼在底面上的,能自由進(jìn)行彈性變形的部件構(gòu)成的,并且,上述導(dǎo)電部件設(shè)置在上述緩沖部件的內(nèi)部。
在本申請(qǐng)的第三方面的步行式移動(dòng)機(jī)器人中,上述緩沖部件具有凹部,并且上述導(dǎo)電部件容納在上述凹部?jī)?nèi),因而,在發(fā)生上述彈性變形時(shí),上述導(dǎo)電部件便與上述地面接觸。
在本申請(qǐng)的第一方面的步行式移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)中,由于是把導(dǎo)電部件設(shè)置在用于緩沖腳部接觸地面時(shí)沖擊的緩沖部件中,所以能根據(jù)需要對(duì)腳部所帶的靜電進(jìn)行放電,除去這些電荷,由此,就不會(huì)對(duì)配置在腳部上方的力傳感器產(chǎn)生干擾。
此外,為了提高力傳感器等的精度,使其不受周圍的影響,例如,不受電動(dòng)機(jī)等磁場(chǎng)的影響,大都將其做成與電動(dòng)機(jī)絕緣,但是,其結(jié)果,腳部上方被絕緣,于是帶電的電荷便積聚在腳部上。因?yàn)閹щ姷碾姾梢螂娢坏偷牟课环烹?,所以由于這種放電能量所造成的沖擊,可能會(huì)使得力傳感器的處理電路等停止工作,或者產(chǎn)生誤動(dòng)作,但是,在上述那樣的結(jié)構(gòu)中,就不會(huì)發(fā)生這種不良情況。
在本申請(qǐng)的第二方面的步行式移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)中,由于腳部的緩沖部件是由粘貼在底面上的,能進(jìn)行自由彈性變形的部件制成的,并且,導(dǎo)電部件設(shè)置在緩沖部件的內(nèi)部,所以,除了上述效果之外,還有不會(huì)妨礙緩沖部件的緩沖動(dòng)作的作用,并且使結(jié)構(gòu)緊湊。
在本申請(qǐng)的第三方面的步行式移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)中,由于在緩沖部件上具有凹部,并且,還在該凹部中容納了導(dǎo)電部件,因而,在發(fā)生彈性變形時(shí),導(dǎo)電部件與地面發(fā)生接觸,所以,在上述效果之外,在步行過(guò)程中在腳部上施加了載荷,在緩沖部件產(chǎn)生彈性變形時(shí)導(dǎo)電部件接地,從而使所帶的靜電通過(guò)放電而除去,因此,即使萬(wàn)一發(fā)生收容在機(jī)器人的主體等中的蓄電池等漏電等情形,只要沒有載荷作用在腳部上,就不會(huì)向地面漏電。
此外,因?yàn)橹灰獩]有載荷作用,導(dǎo)電部件就容納在凹部中,所以在步行過(guò)程中它不是經(jīng)常與地面接觸,因此,導(dǎo)電部件受到的污染的情況較少,從而避免放電性能的降低。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的步行式移動(dòng)機(jī)器人的正視圖;圖2是圖1中所示的機(jī)器人的側(cè)視圖;圖3是以骨架來(lái)表示圖1和圖2中所示的機(jī)器人的說(shuō)明圖;圖4表示圖1中所示的機(jī)器人腳部附近的結(jié)構(gòu)模式,是腳部附近的側(cè)視圖;圖5是圖4中所示的腳部的仰視圖;圖6表示圖4中所示的腳部上有載荷作用的狀態(tài),是腳部的側(cè)視圖;圖7是說(shuō)明在圖4所示的腳部上所帶有的靜電向地面放電的說(shuō)明圖;圖8是說(shuō)明圖4中所示的腳部結(jié)構(gòu)的效果的曲線圖;圖9表示本發(fā)明第二實(shí)施例的步行式移動(dòng)機(jī)器人,與圖4一樣,是腳部附近的側(cè)視圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明1、步行式移動(dòng)機(jī)器人(機(jī)器人)2、腿部3、主體20、電動(dòng)機(jī)21、腳部56、6軸力傳感器224、沖擊緩沖部件224a、凹部226、導(dǎo)電部件226a、導(dǎo)電材料F、地面具體實(shí)施方式
下面,參照
用于實(shí)施本發(fā)明的步行式移動(dòng)機(jī)器人的最佳實(shí)施方式。
第一實(shí)施例下面,參照
本發(fā)明第一實(shí)施例的步行式移動(dòng)機(jī)器人。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的步行式移動(dòng)機(jī)器人的正視圖;圖2是其側(cè)視圖。另外,作為步行式移動(dòng)機(jī)器人,以兩只腳的類人型(人型)機(jī)器人為例。
如圖1所示,步行式移動(dòng)機(jī)器人(以下,簡(jiǎn)稱“機(jī)器人”)1具有若干個(gè)(條),更具體的說(shuō),是具有兩個(gè)(條)腿部2,并且在其上方設(shè)有主體(上體)3。在主體3的上方形成了頭部4,并且兩個(gè)(只)臂部5連接在主體3的兩側(cè)。此外,如圖2所示,在主體3的背部設(shè)有容納部6,在其內(nèi)部容納了電子控制部件(將在下文中描述)和蓄電池等。另外,圖1和圖2中所示的機(jī)器人1由保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)用的罩體覆蓋起來(lái)。
圖3是以骨架來(lái)表示機(jī)器人1的說(shuō)明圖。參照?qǐng)D3,以關(guān)節(jié)為中心說(shuō)明其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖3所示,機(jī)器人1分別在其左、右的腿部2和臂部5上,具有用11臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的6個(gè)關(guān)節(jié)。
即,對(duì)于機(jī)器人1來(lái)說(shuō),在其腰部(髖部)的髖關(guān)節(jié)上具有驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)使腿部2繞著垂直軸線(Z軸線或者垂直軸線)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)10R、10L(以右側(cè)為R,以左側(cè)為L(zhǎng)。由于左右對(duì)稱,所以下文中省略標(biāo)號(hào)R、L);驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)使腿部2向跨步(行進(jìn))方向(繞著Y軸線)擺動(dòng)的電動(dòng)機(jī)12;以及驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)使腿部2在搖擺(左右)的方向(繞著X軸線)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)14。并且,在膝部上具有驅(qū)動(dòng)膝關(guān)節(jié)使腿部2的下部向跨步方向(繞著Y軸線)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)16。此外,還在腳腕上,具有驅(qū)動(dòng)腳(踝)關(guān)節(jié)使腿部2的前端向跨步方向(繞著Y軸線)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)18,和驅(qū)動(dòng)腳(踝)關(guān)節(jié)使腿部2的前端向搖擺的方向(繞著X軸線)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)20。
如上所述,在圖3中,關(guān)節(jié)用驅(qū)動(dòng)它的電動(dòng)機(jī)(或者,連接在電動(dòng)機(jī)上的,用以傳遞其動(dòng)力的帶輪等傳動(dòng)元件)的旋轉(zhuǎn)軸線來(lái)表示。另外,腳部(腳板)22安裝在腿部2的前端。
這樣,電動(dòng)機(jī)10、12、14配置在腿部2的髖關(guān)節(jié)上,使它們的旋轉(zhuǎn)軸線相互正交,并且,電動(dòng)機(jī)18、20配置在腳關(guān)節(jié)(踝關(guān)節(jié))上,使它們的旋轉(zhuǎn)軸線正交。另外,髖關(guān)節(jié)與膝關(guān)節(jié)用大腿聯(lián)桿24連接,膝關(guān)節(jié)與腳關(guān)節(jié)用小腿聯(lián)桿26連接。
腿部2通過(guò)髖關(guān)節(jié)連接在主體3上,但在圖3中,只把主體3簡(jiǎn)略地用主體聯(lián)桿28來(lái)表示。如上所述,臂部5連接在主體3上。
臂部5的結(jié)構(gòu)與腿部2相同。即,機(jī)器人1,在肩部的肩關(guān)節(jié)上,具有驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)使臂部5向跨步方向轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)30,和驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)使臂部5向搖擺方向轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)32,并且,具有驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)使其自由端轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)34,在肘部上,具有驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)使肘部以下的部位轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)36,還在其前端一側(cè),具有驅(qū)動(dòng)腕關(guān)節(jié)使手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)38。在手腕的前端安裝了手(末端執(zhí)行器)40。
即,在臂部5的肩關(guān)節(jié)上配置了旋轉(zhuǎn)軸線互相正交的電動(dòng)機(jī)30、32、34。另外,肩關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)用上臂聯(lián)桿42連接起來(lái),而肘關(guān)節(jié)與腕關(guān)節(jié)則用下臂聯(lián)桿44連接起來(lái)。
雖然圖中省略了,但在這種結(jié)構(gòu)中,手40具有驅(qū)動(dòng)5根手指40a的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),以便能用手指40a進(jìn)行握持物品等作業(yè)。
此外,頭部4通過(guò)圍繞垂直軸線的電動(dòng)機(jī)46(構(gòu)成頸關(guān)節(jié)),以及使頭部4繞著與其正交的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的頭部擺動(dòng)機(jī)構(gòu)48,連接在主體3上。如圖3所示,在頭部4的內(nèi)部,配置了兩臺(tái)能自由地進(jìn)行立體觀察的CCD攝像機(jī)(camera)50,以及聲音輸入輸出裝置52。
借助于上述結(jié)構(gòu),腿部2有6個(gè)關(guān)節(jié),對(duì)左右腳提供合計(jì)12個(gè)自由度,通過(guò)以適當(dāng)?shù)慕嵌闰?qū)動(dòng)(關(guān)節(jié)變位)6個(gè)關(guān)節(jié),就能給腿部2以所希望的運(yùn)動(dòng),從而能使機(jī)器人1任意地在三維空間里步行。此外,臂部5也具有5個(gè)關(guān)節(jié),對(duì)左、右臂提供合計(jì)10個(gè)自由度,通過(guò)以適當(dāng)?shù)慕嵌闰?qū)動(dòng)(關(guān)節(jié)變位)5個(gè)關(guān)節(jié),就能進(jìn)行所希望的動(dòng)作。還有,頭部4有由兩個(gè)自由度構(gòu)成的關(guān)節(jié)或者擺動(dòng)機(jī)構(gòu),通過(guò)以適當(dāng)?shù)慕嵌闰?qū)動(dòng)這些關(guān)節(jié),就能使頭部朝向所要求的方向。
分別給電動(dòng)機(jī)10等設(shè)置了旋轉(zhuǎn)式編碼器(圖中未表示),以輸出信號(hào),該信號(hào)表示通過(guò)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn),而對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)的角度、角速度,以及角加速度的至少一種。另外,電動(dòng)機(jī)等具體是由DC伺服電動(dòng)機(jī)組成的。
在腳部22上安裝了公知的6軸力傳感器(以下,簡(jiǎn)稱為“力傳感器”)56,它用來(lái)輸出信號(hào),該信號(hào)表示作用在機(jī)器人上的外力中的,從所接觸的地面作用在機(jī)器人1上的地面反作用力的三個(gè)方向的分量Fx、Fy、Fz,和力矩的三個(gè)方向的分量Mx、My、Mz。另外,如眾所周知,力傳感器56是把傳遞載荷的兩個(gè)凸緣部分連接起來(lái),并且在其上安裝了若干個(gè)應(yīng)變檢測(cè)元件而構(gòu)成的,具有根據(jù)它們的輸出信號(hào)計(jì)算出作用在傳感器基準(zhǔn)點(diǎn)上的力和力矩的各種分量,然后將其輸送出去的結(jié)構(gòu)。
在腕關(guān)節(jié)與手40之間安裝了相同種類的力傳感器(6軸力傳感器)58,以輸出信號(hào),該信號(hào)表示作用在機(jī)器人1上的地面反作用力以外的外力,具體的說(shuō),表示從對(duì)象物作用在手40上的外力(對(duì)象物的反作用力)的三個(gè)方向的分量Fx、Fy、Fz,和力矩的三個(gè)方向的分量Mx、My、Mz。
在主體3上設(shè)有傾斜傳感器60,以輸出信號(hào),該信號(hào)表示主體3相對(duì)于垂直軸線的傾斜度(傾斜角度)及其角速度中的至少一個(gè),即,表示表示機(jī)器人1的主體3的傾斜(姿態(tài))等的狀態(tài)量。
這些力傳感器56等的輸出數(shù)據(jù)組,送到容納在容納部6中的由微型電腦構(gòu)成的電子控制部件(Electric Control Unit。以下稱之為“ECU”)70中(附圖中為了方便,只表示了機(jī)器人1右側(cè)的輸入、輸出)。ECU 70具有由CPU、存儲(chǔ)器和輸入一輸出接口等構(gòu)成的微型電腦,在計(jì)算出關(guān)節(jié)的角位移指令之后,控制構(gòu)成各關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)10等的驅(qū)動(dòng),以使機(jī)器人能以穩(wěn)定的姿態(tài)移動(dòng)。在容納部6中,容納了電動(dòng)機(jī)10等的驅(qū)動(dòng)電路(電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器)72作為電路部件,還容納了無(wú)線電系統(tǒng)74和蓄電池76。
ECU70通過(guò)無(wú)線電系統(tǒng)74與同樣是由微型電腦構(gòu)成的操作用ECU 78能自由地進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。操作用ECU 78具有操作用的用戶I/F 78a,用戶(操作者)從操作用的用戶I/F 78a輸入的緊急停止等的指令,通過(guò)無(wú)線電系統(tǒng)74輸送到ECU 70中。
在上述結(jié)構(gòu)中,ECU 70根據(jù)容納在其存儲(chǔ)器中的步幅參數(shù)生成機(jī)器人1的步行(移動(dòng))的步幅,再根據(jù)所生成的步幅決定各關(guān)節(jié)的位移量(驅(qū)動(dòng)量),然后再通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路72驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電動(dòng)機(jī),以產(chǎn)生所決定的位移量。此外,ECU 70在通過(guò)操作用的ECU 78輸入操作指令時(shí),便進(jìn)行與此相應(yīng)的停止等動(dòng)作。
由于本申請(qǐng)的特征是在上述機(jī)器人1中具有以放電除去腳部22上所帶靜電的結(jié)構(gòu),下面,對(duì)這一點(diǎn)加以說(shuō)明。
圖4以模式圖表示圖1~圖3中所示的腳部22附近的結(jié)構(gòu),是腳部22附近的側(cè)視圖;圖5是其仰視圖。另外,腳部22的具體結(jié)構(gòu),與專利文獻(xiàn)1中所記載的結(jié)構(gòu)類似。
如圖4所示,腳部22與腿部2之間,更具體的說(shuō),是在腳部22與構(gòu)成腿部2的小腿聯(lián)桿26之間,配置了構(gòu)成腳關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)之一的電動(dòng)機(jī)20,并且,在其下部配置了力傳感器56。為了提高力傳感器56的檢測(cè)精度,在上方的電動(dòng)機(jī)20與下部的腳部22之間用絕緣材料進(jìn)行絕緣。
腳部22具有用鋁等的金屬材料(導(dǎo)電材料)制成的平板框架222,并且,在其下部與地面F接觸的底面上,粘貼了由能自由進(jìn)行彈性變形的材料制成的(例如,由聚氨酯橡膠材料制成的)緩沖部件(彈性件)224。在腳部22與地面F接觸時(shí)(有載荷作用時(shí)),緩沖部件224便如圖6所示的那樣進(jìn)行彈性變形,以緩和通過(guò)腳部22作用在機(jī)器人1上的沖擊。
如圖5所示,在緩沖部件224上,以腳部22長(zhǎng)度方向的中心線(虛線)為界,在其兩側(cè)各穿透設(shè)有兩個(gè),共計(jì)4個(gè)凹部(缺口)224a,在其內(nèi)部容納了導(dǎo)電部件226。導(dǎo)電部件是用銅等導(dǎo)電性能良好的金屬材料制成的,其一端(一面)與框架222接觸,而另一端(多面)則配置在緩沖部件224的內(nèi)部,并使其處于離開緩沖部件224的表面靠向內(nèi)側(cè)的位置上。另外,也可以用具有導(dǎo)電性能的橡膠材料制作導(dǎo)電部件。
即,導(dǎo)電部件226容納在緩沖部件224的凹部224a中,其結(jié)構(gòu)為,當(dāng)機(jī)器人步行時(shí),如圖6所示,緩沖部件224由于腳部22著地時(shí)的載荷而產(chǎn)生彈性變形,從而被壓縮,使導(dǎo)電部件226與地面F接觸,于是,便如圖6(和圖4)中的箭頭所示,腳部22的框架222和緩沖部件224上所帶的靜電,便通過(guò)向地面F(進(jìn)而向其下部的地板材料)放電而被除去。
地面F,通常都鋪設(shè)了墊子或者樹脂材料等,因此地面F不是用導(dǎo)電體制作的??墒牵捎陟o電也是電的一種,所以它要向電位較低的方向流動(dòng)。因此,即使地面F并不是導(dǎo)電體,但是,由于在其下部有通過(guò)地板材料和柱子等建筑物的構(gòu)件而連接起來(lái)的電位為零的大地,結(jié)果,便如圖7所示,腳部22上所帶的靜電便向地面F流動(dòng)。此外,地面F即使不是導(dǎo)電體,但,也不是完全的絕緣體,所以,如果是能量很小的靜電,則被認(rèn)為能夠充分放電。
假設(shè),地面F的電阻值為1MΩ,靜電所帶電壓為4kV,則4kV/1MΩ=4mA,即,這是能夠放電的最大值??墒?,由于能量極小的靜電不會(huì)以這樣大的值進(jìn)行流動(dòng),所以,可以認(rèn)為,按照上述結(jié)構(gòu),腳部22上所帶靜電能向地面F充分放電。
這樣,在本實(shí)施例的機(jī)器人1中,由于采用了如下的結(jié)構(gòu),即,在用于緩沖腳部22接觸地面F時(shí)沖擊的緩沖部件224上設(shè)置導(dǎo)電部件226,所以,在需要時(shí),就能將腳部22所帶的靜電通過(guò)放電而除去,由此,就不會(huì)對(duì)配置在腳部22上方的力傳感器56產(chǎn)生干擾。
圖8是說(shuō)明本實(shí)施例的機(jī)器人1的帶電電壓與現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)1中所示的技術(shù))相比的曲線圖。在現(xiàn)有技術(shù)中,帶電電壓隨著時(shí)間增加在增大,而在本實(shí)施例中,由于具有如上所述的結(jié)構(gòu),所以帶電電壓不會(huì)增大,保持在很小的定值。另外,不言而喻,圖8中所示的特性,不因地面F的材質(zhì)和濕度而變化。
此外,如圖4所示,為了提高力傳感器56的精度,使其不受周圍的影響,例如,不受電動(dòng)機(jī)20磁場(chǎng)的影響,而將其做成與電動(dòng)機(jī)20絕緣的結(jié)構(gòu)時(shí),腳部22的上方做成絕緣的,于是帶電的電荷便會(huì)積聚在腳部22上。由于帶電的電荷要向電位低的部位放電,這種放電能量所造成的沖擊,可能會(huì)使得力傳感器的處理電路等停止工作,或者產(chǎn)生誤動(dòng)作,而通過(guò)上述那樣的結(jié)構(gòu)能夠避免這種不良情況。
此外,由于在其結(jié)構(gòu)中,腳部22的緩沖部件224是由粘貼在底面上的,能自由地進(jìn)行彈性變形的材料(聚氨酯橡膠等)制成的,而且導(dǎo)電部件226設(shè)置在緩沖部件224的內(nèi)部,所以,在上述效果之外,還具有不妨礙緩沖部件224緩沖動(dòng)作的作用,并使結(jié)構(gòu)緊湊。
此外,由于這種結(jié)構(gòu)是在緩沖部件224具有凹部224a,并且,還在該凹部224a中容納了導(dǎo)電部件226,因而,在發(fā)生彈性變形時(shí),使導(dǎo)電部件226與地面F發(fā)生接觸,所以,在上述效果之外,在步行過(guò)程中在腳部22上加上了載荷,在緩沖部件224產(chǎn)生彈性變形時(shí)導(dǎo)電部件226接地,能使所帶的靜電通過(guò)放電而除去,因此,即使萬(wàn)一收容在機(jī)器人1的主體3等中的蓄電池76等發(fā)生漏電,只要沒有載荷作用在腳部22上,就不會(huì)向地面F漏電。
此外,由于導(dǎo)電部件226只要沒有載荷作用,就容納在凹部224a中,所以在步行過(guò)程中不會(huì)經(jīng)常與地面F接觸,因此,導(dǎo)電部件226受到污染情況較少,從而避免放電性能的降低。
第二實(shí)施例圖9是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的步行式移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu),更具體的說(shuō),是表示機(jī)器人腳部22附近的結(jié)構(gòu)的,類似于圖4的腳部22附近的側(cè)視圖。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例區(qū)別的關(guān)鍵在于,在第二實(shí)施例中,緩沖部件224是用導(dǎo)電性橡膠材料制成的。即,緩沖部件224是用在橡膠中添加了碳黑等導(dǎo)電材料226a的材料制成的(圖中放大表示了導(dǎo)電材料226a)。即是將緩沖部件224與導(dǎo)電部件226做成一體,換言之,其結(jié)構(gòu)是把導(dǎo)電部件226設(shè)置在緩沖部件224中,或者把導(dǎo)電部件226設(shè)置在緩沖部件224的內(nèi)部。
在第二實(shí)施例中,利用上述結(jié)構(gòu),只要緩沖部件224與地面F接觸,就持續(xù)地對(duì)所帶的靜電進(jìn)行放電。如最初所述的那樣,靜電是由于步行時(shí)緩沖部件224與地面F的摩擦等而產(chǎn)生的,可是,由于在機(jī)器人1步行時(shí),腳部22交替地與地面F接觸,所以,在第二實(shí)施例中,實(shí)際上幾乎不會(huì)產(chǎn)生靜電。
這樣,第二實(shí)施例的機(jī)器人1,與第一實(shí)施例那樣的只在有載荷作用時(shí)才進(jìn)行放電的結(jié)構(gòu)不同,由于不帶靜電,或者即使帶電了也馬上進(jìn)行放電,將其除去,所以能獲得與第一實(shí)施例中所述的幾乎同樣的效果。
另外,也可以用導(dǎo)電樹脂,即,在無(wú)導(dǎo)電性的高分子基體中,混入散布的具有導(dǎo)電性能的金屬或金屬纖維、碳黑、黑鉛、碳素纖維以及銀粒子等,來(lái)代替導(dǎo)電橡膠。
此外,在上文中,以6軸力傳感器作為力傳感器的例子,但并不僅限于此,只要是能檢測(cè)出通過(guò)腳部作用在機(jī)器人上的地面反作用力的傳感器,無(wú)論什么樣的傳感器都可以使用。
此外,以上以雙足機(jī)器人來(lái)作為步行式移動(dòng)機(jī)器人的例子,但并不僅限于此,也可以是三足或三足以上的機(jī)器人。
權(quán)利要求
1.一種步行式移動(dòng)機(jī)器人,其至少具有主體;連接在上述主體上的多個(gè)腿部;通過(guò)腳關(guān)節(jié)分別連接在上述多個(gè)腿部前端的腳部;配置在上述腳部與上述腿部之間,驅(qū)動(dòng)上述腳關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī);以及配置在上述腳部與上述腿部之間,檢測(cè)上述腳部所接觸的地面產(chǎn)生的地面反作用力的力傳感器;并且,在上述腳部上還具有用于緩沖其與上述地面接觸時(shí)沖擊的緩沖部件,其特征在于,在上述腳部的緩沖部件中設(shè)有導(dǎo)電部件。
2.如權(quán)利要求1所述的步行式移動(dòng)機(jī)器人,其特征在于,上述腳部的緩沖部件,是由粘貼在底面上的,能自由進(jìn)行彈性變形的部件構(gòu)成的,并且,上述導(dǎo)電部件設(shè)置在上述緩沖部件的內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的步行式移動(dòng)機(jī)器人,其特征在于,上述緩沖部件具有凹部,并且在上述凹部?jī)?nèi)容納有上述導(dǎo)電部件,因而,在發(fā)生上述彈性變形時(shí),上述導(dǎo)電部件便與上述地面接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種步行式移動(dòng)機(jī)器人,其能夠通過(guò)對(duì)腳部所帶靜電進(jìn)行放電而有效地除去這些電荷。這種步行式移動(dòng)機(jī)器人至少具有主體;兩條腿部;通過(guò)腳關(guān)節(jié)分別連接在腿部前端上的腳部(22);配置在腳部(22)與腿部之間,驅(qū)動(dòng)腳關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)(20);以及配置在腳部與腿部之間,用于檢測(cè)腳部(22)所接觸的地面(F)產(chǎn)生的地面反作用力的6軸力傳感器(56);并且,在腳部(22)上還具有用于緩沖與地面接觸時(shí)沖擊的緩沖部件(224),其特征在于,在上述腳部(22)的緩沖部件(224)中設(shè)有導(dǎo)電部件(226)。
文檔編號(hào)B25J19/00GK1748956SQ20051010343
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者早川正人, 宮崎進(jìn), 重見聰史 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社