足機構
【課題】受動歩行機において、直立させることを可能とし、ヒト足に近い概観で自然に歩く、足機構を提供する。
【解決手段】この足機構は、足２、足首３、足首軸まわりにトルクが発生するトルク発生装置４、足２と足首３の相対運動をロックするロック機構５、受動歩行機の下腿部の先端に取り付けられるコネクタ６、とを有する。
【解決手段】この足機構は、足２、足首３、足首軸まわりにトルクが発生するトルク発生装置４、足２と足首３の相対運動をロックするロック機構５、受動歩行機の下腿部の先端に取り付けられるコネクタ６、とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動歩行機の足機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の受動歩行機の足は円弧形状となっている。非特許文献２には、脚運動を最適にする円弧足の最適設計に関する設計論が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】池俣吉人，佐野明人，安原潔志，藤本英雄：「受動歩行の脚運動に対する円弧足の力学的効果」，日本ロボット学会誌，vol.27，no.6，pp.661−668，2009年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に記載の足は円弧形状となっており、その概観はヒトの足と異なる。また、足をそろえて直立することはできない。
本発明は、受動歩行機を直立させることを可能とし、ヒト足に近い概観で自然に歩く、足機構を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、足首軸を介して相対的に動く足と足首、足首軸まわりのトルクを発生させるためのトルク発生装置、前記足と前足首の相対的運動をロックするためのロック機構、を有する足機構を特徴とする。
【０００６】
これによれば、足の概観はヒトの足に近く、自然な歩行を行えるだけでなく、足をそろえて直立することができる。
【０００７】
この場合、請求項２に記載のように、前記トルク発生装置は、バネが前記ローラを介してカムに接触すると前記トルクが発生するようになっていることが好ましい。また請求項３に記載のように、前記ロック機構は、着地時においてロックを解除することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る足機構の構成を示す図である。
【図２】足機構の分解図である。
【図３】足首の断面図である。
【図４】足機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に、本発明の一実施形態における足機構の構成を示す。この図では、受動歩行機に足機構を備えた状態を示す。前記足機構は、足２、足首３、トルク発生装置４、ロック機構５、コネクタ６から成っている。前記足機構は前記コネクタ６を介して受動歩行機の下腿部１ａの先端に取り付けられる。
【００１０】
図２は足機構の分解図を示す。前記足２は、足部品２ａと踵部品２ｂから成っている。前記足２と前記足首３は、足首軸7を介して相対的に動くことができる。
【００１１】
前記ロック機構５は、リンク機構５ａとダンパー５ｂから成っている。前記足２と前記足首３の相対角度が設定角度になると、前記足２と前記足首３をロックする。前記ダンパー５ｂでロック時の衝撃を緩和する。なお、前記ロックは着地の衝撃によって解除される。
【００１２】
図３は前記足首３の断面図を示す。前記足首３は、足首本体３ａ、ガイド調整部品３ｂ、ガイド部品３ｃ、ガイド溝３ｄ、調整ネジｅから成っている。前記足２はガイド部品３ｃに取り付けられており、前記ガイド溝３ｄに沿って移動することができる。前記足２の稼働範囲は前記調整ネジｅで調製することができる。
【００１３】
図４は足機構の断面図を示す。前記トルク発生装置４はバネ４ａ、ローラ４ｂ、カム４ｃ、シャフト４ｄから成っている。バネ４ａは圧縮バネであり、シャフト４ｄとローラ４ｂを介してカム４ｃに接触する。この接触力により、足首まわりにトルクが発生する。前記トルクはカム４ｃの形状およびバネ４ａのバネ係数から決まる。例えば受動歩行機における円弧足の圧力中心点から決めることが好ましい。
【００１４】
本実施形態に係る足機構は、受動歩行機の円弧足と同じ効果をもつ。また、足機構はヒトの足形状に近く、モータなどの動力源を持たないことから，移動効率は高く，低コストである。さらに，ヒトのように靴やスリッパなどを履くことができ，様々なシーンに応じて活用できる。
【符号の説明】
【００１５】
１ 受動歩行機
１ａ 下腿部
２ 足
２ａ 足部品
２ｂ 踵部品
３ 足首
３ａ 足首本体
３ｂ ガイド調整部品
３ｃ ガイド部品
３ｄ ガイド溝
３ｅ 調整ネジ
４ トルク発生装置
４ａ バネ
４ｂ ローラ
４ｃ カム
４ｄ シャフト
５ ロック機構
５ａ リンク機構
５ｂ ダンパー
６ コネクタ
７ 足首軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動歩行機の足機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の受動歩行機の足は円弧形状となっている。非特許文献２には、脚運動を最適にする円弧足の最適設計に関する設計論が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】池俣吉人，佐野明人，安原潔志，藤本英雄：「受動歩行の脚運動に対する円弧足の力学的効果」，日本ロボット学会誌，vol.27，no.6，pp.661−668，2009年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に記載の足は円弧形状となっており、その概観はヒトの足と異なる。また、足をそろえて直立することはできない。
本発明は、受動歩行機を直立させることを可能とし、ヒト足に近い概観で自然に歩く、足機構を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、足首軸を介して相対的に動く足と足首、足首軸まわりのトルクを発生させるためのトルク発生装置、前記足と前足首の相対的運動をロックするためのロック機構、を有する足機構を特徴とする。
【０００６】
これによれば、足の概観はヒトの足に近く、自然な歩行を行えるだけでなく、足をそろえて直立することができる。
【０００７】
この場合、請求項２に記載のように、前記トルク発生装置は、バネが前記ローラを介してカムに接触すると前記トルクが発生するようになっていることが好ましい。また請求項３に記載のように、前記ロック機構は、着地時においてロックを解除することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る足機構の構成を示す図である。
【図２】足機構の分解図である。
【図３】足首の断面図である。
【図４】足機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に、本発明の一実施形態における足機構の構成を示す。この図では、受動歩行機に足機構を備えた状態を示す。前記足機構は、足２、足首３、トルク発生装置４、ロック機構５、コネクタ６から成っている。前記足機構は前記コネクタ６を介して受動歩行機の下腿部１ａの先端に取り付けられる。
【００１０】
図２は足機構の分解図を示す。前記足２は、足部品２ａと踵部品２ｂから成っている。前記足２と前記足首３は、足首軸7を介して相対的に動くことができる。
【００１１】
前記ロック機構５は、リンク機構５ａとダンパー５ｂから成っている。前記足２と前記足首３の相対角度が設定角度になると、前記足２と前記足首３をロックする。前記ダンパー５ｂでロック時の衝撃を緩和する。なお、前記ロックは着地の衝撃によって解除される。
【００１２】
図３は前記足首３の断面図を示す。前記足首３は、足首本体３ａ、ガイド調整部品３ｂ、ガイド部品３ｃ、ガイド溝３ｄ、調整ネジｅから成っている。前記足２はガイド部品３ｃに取り付けられており、前記ガイド溝３ｄに沿って移動することができる。前記足２の稼働範囲は前記調整ネジｅで調製することができる。
【００１３】
図４は足機構の断面図を示す。前記トルク発生装置４はバネ４ａ、ローラ４ｂ、カム４ｃ、シャフト４ｄから成っている。バネ４ａは圧縮バネであり、シャフト４ｄとローラ４ｂを介してカム４ｃに接触する。この接触力により、足首まわりにトルクが発生する。前記トルクはカム４ｃの形状およびバネ４ａのバネ係数から決まる。例えば受動歩行機における円弧足の圧力中心点から決めることが好ましい。
【００１４】
本実施形態に係る足機構は、受動歩行機の円弧足と同じ効果をもつ。また、足機構はヒトの足形状に近く、モータなどの動力源を持たないことから，移動効率は高く，低コストである。さらに，ヒトのように靴やスリッパなどを履くことができ，様々なシーンに応じて活用できる。
【符号の説明】
【００１５】
１ 受動歩行機
１ａ 下腿部
２ 足
２ａ 足部品
２ｂ 踵部品
３ 足首
３ａ 足首本体
３ｂ ガイド調整部品
３ｃ ガイド部品
３ｄ ガイド溝
３ｅ 調整ネジ
４ トルク発生装置
４ａ バネ
４ｂ ローラ
４ｃ カム
４ｄ シャフト
５ ロック機構
５ａ リンク機構
５ｂ ダンパー
６ コネクタ
７ 足首軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
足首軸を介して相対的に動く足と足首、前記足首軸まわりのトルクを発生させるためのトルク発生装置、前記足と前記足首の相対的運動をロックするためのロック機構、を有することを特徴とする足機構。
【請求項２】
前記トルク発生装置は、バネがローラを介してカムに接触すると前記トルクが発生するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の足機構。
【請求項３】
前記ロック機構は、着地時においてロックを解除することを特徴とする請求項１に記載の足機構。
【請求項１】
足首軸を介して相対的に動く足と足首、前記足首軸まわりのトルクを発生させるためのトルク発生装置、前記足と前記足首の相対的運動をロックするためのロック機構、を有することを特徴とする足機構。
【請求項２】
前記トルク発生装置は、バネがローラを介してカムに接触すると前記トルクが発生するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の足機構。
【請求項３】
前記ロック機構は、着地時においてロックを解除することを特徴とする請求項１に記載の足機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２００７９３（Ｐ２０１２−２００７９３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４６３８（Ｐ２０１１−６４６３８）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（３０４０２１２７７）国立大学法人 名古屋工業大学 (784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（３０４０２１２７７）国立大学法人 名古屋工業大学 (784)
【Ｆターム（参考）】
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