机器人上半身的支承结构制造技术

本发明专利技术提供机器人上半身的支承结构，其具备：柱状的脊骨部，其自机器人的腰骨部向上方延伸；上半身支承部，其与脊骨部连接且从该脊骨部向机器人的侧方延伸；驱动单元，其供机器人的臂部旋转自如地安装，并且形成有至少收容从该臂部的外部对该臂部进行旋转驱动的规定的促动器的收容空间，在从上半身支承部和脊骨部的连接点向侧方离开了规定距离的、该上半身支承部上的第一连接点和腰骨部上的第二连接点处，驱动单元与该上半身支承部和该腰骨部连接。由此，能减轻机器人的上半身的重量。

Supporting structure of upper body of robot

The invention provides a support structure, the upper part of the robot includes a columnar spine, extending to the top of the waist bone from the robot; the upper body supporting part, and the part is connected to and extending from the spine to the lateral spine robot; drive unit for robot arm is rotatably mounted at least, and the formation of a holding space for the promotion of the prescribed rotation driving arm from outside of the arm, from the upper body support part and the connection point to the lateral spine, left, the upper body of a prescribed distance on the support section and a first connection point of lumbar bone the second connection points, driving unit and the upper support part and the lumbar bone connection. Thus, the weight of the upper part of the robot can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人上半身的支承结构
本专利技术涉及机器人上半身的支承结构。
技术介绍
近年来，不仅是工业用机器人，作为民生用而承担各种各样的任务的机器人的研究开发也越来越盛行。在机器人中，特别是能直立步行的人型机器人(智能机器人)被期待能够代替人类的行动。就这样的人型机器人而言，为了模仿人类的动作而设置有较多的关节部，而且，在其关节部要求能进行具有多个自由度的各种各样的动作。因此，在人型机器人上半身搭载用于关节部驱动的较多的促动器，由于其重量变大，因此上半身的支承结构应负担的载荷不小。在此，例如，在专利文献1所示的机器人上半身的支承结构中，从由两条腿支承的腰骨部铅垂地立起脊骨部。并且，相对于其脊骨部，在肩部的位置，水平支承构件向上半身的左右侧方延伸，在其前端能旋转地安装有机器人的臂部(特别是参照专利文献1的图2A)。因此，机器人的臂部被水平支承构件以悬挂的状态支承。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-148366号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上述的专利文献所示，在现有技术中，在从机器人的脊骨部向侧方延伸的水平支承构件上能旋转地安装臂部的情况较多。就这样的机器人上半身而言，在从脊骨部离开规定距离的位置支承重量比较重的臂部。其结果是，为了充分地支承臂部的力矩，需要将水平支承构件、脊骨部的刚性保持得较高，存在机器人的上半身整体的重量增加的倾向。另外，由于臂部与形成机器人的上半身的骨骼结构构件(即、水平支承构件)直接连接，因此，其骨骼结构构件直接承受来自臂部的载荷。从该点出发，为了确保相对于该载荷的强度也无法避免上半身的重量增加。另外，机器人的上半身的重量增加是指腿等下半身结构应支承的载荷增加，因此，从下半身的强度方面、机器人驱动所用的消耗能源方面等也不优选。本专利技术是鉴于上述的问题点而做成的，其目的在于提供能减轻机器人的上半身的重量的、机器人上半身的支承结构。用于解决课题的手段在本专利技术中，为了解决上述课题，采用下述构成：在能承担比较高的刚性的驱动单元上安装臂部和臂部的驱动用的促动器，且将该驱动单元以作为支承机器人的上半身的一构件发挥功能的方式安装于该上半身。由此，能够利用驱动单元自身支承上半身，因此，能有效地实现上半身的强度提高。详细而言，本专利技术是一种机器人上半身的支承结构，其具备：柱状的脊骨部，其自所述机器人的腰骨部向上方延伸；上半身支承部，其与所述脊骨部连接且从该脊骨部向所述机器人的侧方延伸；驱动单元，其供所述机器人的臂部旋转自如地安装，并且至少具备从该臂部的外部对该臂部进行旋转驱动的规定的促动器。并且，在从所述上半身支承部和所述脊骨部的连接点向侧方离开了规定距离的、该上半身支承部上的第一连接点和所述腰骨部上的第二连接点处，所述驱动单元与该上半身支承部和该腰骨部连接。本专利技术涉及的机器人上半身的支承结构在包含脊骨部、腰骨部的机器人的上半身包含至少用于支承臂部的结构。在此，腰骨部是承受机器人的上半身的载荷的骨骼结构部，一般而言，机器人的上半身配置于腰骨部之上。因此，成为上半身的中心的脊骨部以向上方延伸的方式配置于腰骨部之上。需要说明的是，在本专利技术中，“上方向”及“下方向”是表示作用有重力负荷的方向、例如铅垂方向的用语。作为一例，在机器人从设置面起立的情况下，从腰骨部向头部侧的方向为上方向，其反向为下方向。另外，在机器人的上半身，上半身支承部以向机器人的侧方延伸的方式与脊骨部连接。该上半身支承部可以从脊骨部向机器人的两侧方延伸，或者也可以向一侧的侧方延伸。在此，驱动单元具备从机器人的臂部的外部对该臂部进行驱动的规定的促动器。通过在臂部之外配置其驱动用的规定的促动器，能够降低进行旋转驱动的臂部的力矩，因此，认为有助于机器人的上半身的重量减轻。需要说明的是，驱动单元包含规定的促动器，从而在结构上需要发挥比较高的刚性。因此，鉴于该驱动单元整体的高刚性，在本专利技术中，驱动单元被利用为用于支承上半身的结构体。即，如上所述，在上半身支承部上的第一连接点与腰骨部上的第二连接点处，驱动单元与上半身支承部和腰骨部连接。通过这样连接驱动单元，能够将驱动单元所具有的刚性利用为从腰骨部处支承上半身支承部。在此，第一连接点位于从脊骨部向机器人的侧方离开了规定距离的位置，另一方面，第二连接点位于处于脊骨部之下的腰骨部上，因此，脊骨部与第二连接点之间的距离比上述规定距离短。因此，在机器人的上半身，由脊骨部、上半身支承部、驱动单元形成大致三角形的支承框架，从而能成为使机器人的上半身的强度稳定的结构。而且，在该支承框架中，将驱动单元的结构件本身利用为支承框架的一部分，因此，不会无益地加重机器人的上半身的重量而能实现其强度提高。专利技术效果能够提供能减轻机器人的上半身的重量的机器人上半身的支承结构。附图说明图1是适用本专利技术涉及的支承结构的机器人的主视图。图2是图1所示的机器人的侧视图。图3是图1所示的机器人的后视图。图4是表示在图1所示的机器人中拆下了臂部和驱动单元的状态的图。图5是表示在图4中拆下来的驱动单元的图。图6是表示图1所示的机器人中的、驱动单元的内部的构成的图。图7是表示图1所示的机器人的背面的一部分的图。图8是表示图1所示的机器人中的驱动单元内的连杆机构的动作状态的第一图。图9是表示图1所示的机器人中的驱动单元内的连杆机构的动作状态的第二图。图10是用于说明图1所示的机器人中的驱动单元内的连杆机构的动作的第一图。图11是用于说明图1所示的机器人中的驱动单元内的连杆机构的动作的第二图。具体实施方式以下，基于附图说明本专利技术的具体实施方式。只要没有特别说明，本专利技术的技术范围并不仅限定于本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等。实施例1＜机器人10的构成＞基于图1～图3说明搭载有本专利技术涉及的支承结构的机器人10的概略构成。图1是机器人10的主视图，图2是机器人10的左侧视图，图3是机器人10的后视图。需要说明的是，在各图中，为了能把握机器人10的内部结构，除了左手之外以省略了其主体罩的状态示出。需要说明的是，在本实施例中，在使机器人10的行进方向为x轴正方向、从机器人10看的左手方向为y轴正方向、机器人10的重力相反方向为z轴正方向时，x轴为侧倾轴，y轴为俯仰轴，z轴为横摆轴。因此，绕x轴的旋转成为侧倾动作，绕y轴的旋转成为俯仰动作，绕z轴的旋转成为横摆动作。另外，本实施例中的上方是z轴正方向、即重力相反方向，另一方面，下方是z轴负方向、即重力方向，左右方向是从机器人10看时的左右方向，y轴正方向为左方，y轴负方向为右方。机器人10是人型机器人，具有模仿了人类的骨骼结构的身体。概略地说，在图1中，通过沿z轴方向延伸的脊骨部14及后述的由板金形成的各种骨部14a～14d、以支承脊骨部14的方式与脊骨部14连结的腰骨部15、进一步支承腰骨部15且连接有未图示的机器人10的一对腿部的骨盆部16形成机器人10的上半身的骨骼结构(以下简称为“上半身骨骼结构”)。并且，在脊骨部14连接有机器人10的颈部13，进一步在该颈部13上配置有头部11。需要说明的是，在头部11搭载有用于拍摄外部的相机12。通过经由该颈部13的、头部11与脊骨部14的连接，头部11能相对于脊骨部14进行侧倾动作、横摆动作，这些动作所用的机器人内部结构并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人上半身的支承结构，其具备：柱状的脊骨部，其自所述机器人的腰骨部向上方延伸；上半身支承部，其与所述脊骨部连接，且从该脊骨部向所述机器人的侧方延伸出；驱动单元，其供所述机器人的臂部旋转自如地安装，并且至少具备从该臂部的外部对该臂部进行旋转驱动的规定的促动器，在从所述上半身支承部和所述脊骨部的连接点向侧方离开了规定距离的、该上半身支承部上的第一连接点和所述腰骨部上的第二连接点处，所述驱动单元与该上半身支承部和该腰骨部连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.19 JP 2014-1916991.一种机器人上半身的支承结构，其具备：柱状的脊骨部，其自所述机器人的腰骨部向上方延伸；上半身支承部，其与所述脊骨部连接，且从该脊骨部向所述机器人的侧方延伸出；驱动单元，其供所述机器人的臂部旋转自如地安装，并且至少具备从该臂部的外部对该臂部进行旋转驱动的规定的促动器，在从所述上半身支承部和所述脊骨部的连接点向侧方离开了规定距离的、该上半身支承部上的第一连接点和所述腰骨部上的第二连接点处，所述驱动单元与该上半身支承部和该腰骨部连接。2.一种机器人上半身的支承结构，其中，所述脊骨部是具有规定的厚度的柱状的构件，所述上半身支承部为形成为比所述规定的厚度薄的板状的构件，所述驱动单元具有：第一基座构件，其供所述臂部旋转自如地安装；第二基座构件，其配置于与所述第一基座构件对置的位置，且以在与该第一基座构件之间形成有至少收容所述规定的促动器的收容空间的方式相对于该第一构件固定，所述规定的促动器在被收容于所述收容空间内的状态下相对于所述第一基座构件和所述第二基座构件中的至少任一方固定，所述驱动单元以该驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：永塚正树，
申请(专利权)人：THK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP