技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人形體的肢體端部的關(guān)節(jié)構(gòu)造及人形體。

背景技術(shù)：

機(jī)器人等塑料模型的手的關(guān)節(jié)構(gòu)造例如公知有下述專利文獻(xiàn)1所記載的構(gòu)造。

在專利文獻(xiàn)1中，在連結(jié)手腕和手(由手背和手指構(gòu)成)時(shí)，在下臂部的頂端(下端)設(shè)有用于安裝手的手腕關(guān)節(jié)，該手腕關(guān)節(jié)由利用設(shè)于下臂部的頂端的手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承而成的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-234986號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

但是，專利文獻(xiàn)1所記載的手的關(guān)節(jié)構(gòu)造構(gòu)成為僅能夠進(jìn)行手繞設(shè)于下臂部的頂端的手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)、即只能夠進(jìn)行以該手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心向一個(gè)方向擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。

因此，手的動(dòng)作變得單一，而具有無法進(jìn)行與人相近似的動(dòng)作這樣的問題。特別是，在機(jī)器人構(gòu)成為戰(zhàn)斗用的機(jī)器人情況下，假定在使手把持武器(被把持體)的情況下，為了自由自在地操縱該武器，在手相對(duì)于手腕的動(dòng)作中，期望能夠進(jìn)行與人相近似的動(dòng)作。

本發(fā)明即是鑒于這樣的情況而做成的，其目的在于提供一種盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單仍能夠進(jìn)行與人相近似的動(dòng)作的人形體的肢體端部的關(guān)節(jié)構(gòu)造。

用于解決問題的方案

本發(fā)明的人形體的手腕的關(guān)節(jié)構(gòu)造具有如下結(jié)構(gòu)，包括：手腕，其設(shè)于下臂部的延長線上；手背，其連結(jié)于上述手腕；多個(gè)手指，其包括連結(jié)于上述手背的拇指；以及第1連結(jié)部，其設(shè)于自上述手背的中心位置位移了的位置，上述手背和上述手腕在上述第1連結(jié)部以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式相連結(jié)。此外，本發(fā)明的人形體的手包括：手背；多個(gè)手指，其連結(jié)于上述手背；開口部，其設(shè)于上述手背；以及轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件，其以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于與上述開口部相鄰的位置，上述轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件能夠向由上述手把持著的被把持體的開口插入，并且上述轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件通過進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)而能夠堵塞上述開口部。

在本發(fā)明的人形體的手腕的關(guān)節(jié)構(gòu)造中，優(yōu)選的是，在上述手背的供上述手腕連結(jié)的一側(cè)的中心位置形成有缺口部，上述第1連結(jié)部設(shè)于使上述缺口部位于中間而形成的突出部的一側(cè)。

在本發(fā)明的人形體的手腕的關(guān)節(jié)構(gòu)造中，優(yōu)選的是，包括：第2連結(jié)部，其設(shè)于上述拇指的根部部分；第3連結(jié)部，其設(shè)于上述突出部的另一側(cè)；以及連結(jié)構(gòu)件，其用于連結(jié)上述第2連結(jié)部和上述第3連結(jié)部，上述連結(jié)構(gòu)件在上述第2連結(jié)部和上述第3連結(jié)部分別以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)，上述拇指借助上述連結(jié)構(gòu)件以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)于上述手背。

在本發(fā)明的人形體的手腕的關(guān)節(jié)構(gòu)造中，優(yōu)選的是，上述多個(gè)手指構(gòu)成為能夠相對(duì)于上述手背轉(zhuǎn)動(dòng)，該人形體的手腕的關(guān)節(jié)構(gòu)造具有以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式設(shè)于上述手背的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件，上述轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件能夠堵塞設(shè)于上述手背的中央部的開口部。另外，優(yōu)選的是，在上述下臂部設(shè)有第4連結(jié)部，上述手腕與上述第4連結(jié)部連結(jié)，且能夠繞上述下臂部的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明的人形體的腳踝的關(guān)節(jié)構(gòu)造具有如下結(jié)構(gòu)，包括：腳踝，其設(shè)于小腿部的延長線上；腳背，其連結(jié)于上述腳踝；以及第5連結(jié)部，其設(shè)于上述腳背的自上述小腿部的延長線上的中心位置向上述腳的腳后跟側(cè)位移了的位置，上述腳背和上述腳踝在上述第5連結(jié)部以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)。

在本發(fā)明的人形體的腳踝的關(guān)節(jié)構(gòu)造中，優(yōu)選的是，上述腳背在供上述腳踝連結(jié)的一側(cè)形成有缺口部，上述第5連結(jié)部設(shè)于使上述缺口部位于中間而形成的突出部的上述腳后跟側(cè)。另外，優(yōu)選的是，在上述小腿部設(shè)有第6連結(jié)部，上述腳踝與上述第6連結(jié)部連結(jié)，且能夠繞上述小腿部的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。

發(fā)明的效果

這樣構(gòu)成的人形體的肢體端部的關(guān)節(jié)構(gòu)造能夠獲得盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單仍能夠進(jìn)行與人相近的動(dòng)作。

附圖說明

圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的人形體的肢體端部的關(guān)節(jié)構(gòu)造的塑料模型的概略的外觀圖。

圖2是表示上述機(jī)器人的手的關(guān)節(jié)構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖，一并表示安裝于下臂部的手腕。

圖3是與圖2相對(duì)應(yīng)地描繪的圖，是表示手腕和各手指等的運(yùn)動(dòng)的圖。

圖4是表示形成于手背的開口部和用于堵塞該開口部的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的立體圖。

圖5是表示本發(fā)明的人形體的手的關(guān)節(jié)構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)的立體圖。

圖6是表示利用樹脂成形構(gòu)成本發(fā)明的人形體的手的關(guān)節(jié)構(gòu)造且避免了構(gòu)成該手的關(guān)節(jié)構(gòu)造的各構(gòu)件的組裝的組件板的圖。

圖7是將本發(fā)明的人形體的肢體端部的關(guān)節(jié)構(gòu)造應(yīng)用于腳的情況下的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖詳細(xì)地說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下稱為實(shí)施方式)。另外，在對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說明的全部內(nèi)容中對(duì)相同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。

(實(shí)施方式1)

圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的人形體的肢體端部的關(guān)節(jié)構(gòu)造的塑料模型的概略的外觀圖。該塑料模型構(gòu)成戰(zhàn)斗用的機(jī)器人10。

如圖1所示，與人相同，機(jī)器人10具有腰部20、胸部30、頭部40、腿部50和臂部60，在這些部位的表面呈現(xiàn)出在大致整個(gè)區(qū)域上裝備有裝甲裝備的形態(tài)。另外，機(jī)器人10構(gòu)成為例如在上述臂部60的上部、即肩部裝備戰(zhàn)斗所需的武器70。而且，上述臂部60在其靠近手100的部分具有下臂部80，上述手100借助未圖示的手腕(在圖2、圖3、圖5、圖6中以附圖標(biāo)記110表示)連結(jié)于該下臂部80。

另外，機(jī)器人10的手100構(gòu)成為例如能夠把持與該機(jī)器人10獨(dú)立準(zhǔn)備的武器(未圖示)。

圖2是表示上述機(jī)器人10的手100的關(guān)節(jié)構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖，一并表示安裝于上述下臂部80的手腕110。圖2的(a)是自手背側(cè)看到的機(jī)器人10的手100的圖，圖2的(b)是自手掌側(cè)看到的該機(jī)器人10的手的圖。圖2的(a)、圖2的(b)均包括五根手指120，這些手指120成為除拇指120A以外靠近相鄰的手指120且閉合的狀態(tài)。

另外，圖3的(a)、圖3的(b)分別是與圖2的(a)、圖2的(b)相對(duì)應(yīng)地描繪得到的圖，為表示手腕110和各手指120等的運(yùn)動(dòng)的圖。

如圖2的(a)所示，在上述手100的手背(在該說明書中，將手的除手腕、手指以外的部分稱為手背)115上，在供手腕110連結(jié)的一側(cè)的大致中心位置設(shè)有缺口部131，包括使該缺口部131位于中間而形成的突出部132。

在本實(shí)施方式中，手腕110以其頂端部配置在手背115的缺口部131內(nèi)的狀態(tài)借助埋設(shè)在該突出部132內(nèi)的第1球接頭141連結(jié)。由此，手腕110在自該手腕110的延長線上的位置位移了的突出部132的部位以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝。

因而，如圖3的(a)所示，手腕110能夠以使其頂端部自該手背115的缺口部131突出的方式以該第1球接頭141為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。

另外，手腕110形成為連結(jié)于埋設(shè)在機(jī)器人10的下臂部80內(nèi)的球接頭147，能夠繞該下臂部80的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。該情況下，能夠使手背以相對(duì)于手腕的延長線具有角度的方式彎曲。而且，在手背以相對(duì)于手腕的延長線具有角度的方式彎曲了的狀態(tài)下，還能夠使手背繞該延長線轉(zhuǎn)動(dòng)。

另外，如圖3的(a)、圖3的(b)所示，拇指120A借助埋設(shè)在拇指120A內(nèi)的第2球接頭142、與該第2球接頭142連結(jié)的連結(jié)構(gòu)件143、以及與該連結(jié)構(gòu)件143連結(jié)且埋設(shè)在上述手背115(突出部132)內(nèi)的第3球接頭144連結(jié)于手背115。也就是說，在拇指120A的根部部分設(shè)有與第2球接頭連接的連結(jié)部，在突出部132設(shè)有與第3球接頭連接的連結(jié)部，連結(jié)構(gòu)件143在各自的連結(jié)部以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)。另外，與人相同，連結(jié)于手背115的拇指120A在其中間部設(shè)有彎曲部(關(guān)節(jié)部)150。埋設(shè)在基端側(cè)的手指構(gòu)件120B內(nèi)的第4球接頭145安裝于頂端側(cè)的手指構(gòu)件120T，從而形成該彎曲部150。

而且，如圖2的(a)、圖2的(b)所示，埋設(shè)在手背115內(nèi)的第5球接頭146安裝于該手指120的基端側(cè)，從而除拇指120A以外的其他的手指120連結(jié)于該手背115。由此，如圖3的(a)、圖3的(b)所示，各手指120能夠以該第5球接頭146為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，以使其頂端自相鄰的手指120的頂端分開。另外，與人相同，除拇指120A以外的其他的手指120分別設(shè)有沿長度方向并列設(shè)置的兩個(gè)彎曲部(關(guān)節(jié)部)。這些彎曲部例如通過使相鄰的手指構(gòu)件借助鉸鏈(未圖示)安裝而形成。

另外，如圖3的(a)、圖3的(b)所示，在手背115的大致中央形成有開口部160。未圖示的武器(被把持體)緊貼于手100的情況下，該開口部160使形成于該武器的突起能夠嵌合于該開口部160。由此，能夠成為武器恰好被把持于手背115的形態(tài)。另外，例如圖4所示，在手背115上安裝有以與上述開口部160相鄰地形成的鉸鏈161為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件162，在自手背115上拆除了該武器的情況(未把持有該武器的情況)下，能夠利用該轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件162堵塞開口部160。在未把持武器的情況下，會(huì)看到形成于手背115的開口部160，因此利用該轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件162堵塞該開口部160而增加美觀。當(dāng)然，在這樣的把持武器的情況下，也可以通過在該武器形成開口部，且向該開口部內(nèi)插入轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件162來使該武器固定在手背115上。

圖5的(a)、圖5的(b)是表示以上述方式構(gòu)成的手100的運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作圖。

首先，如圖5的(a)所示，使除拇指120A以外的其他手指120向手100的手掌側(cè)彎曲。該情況下，通過使最靠近手背115側(cè)的手指構(gòu)件配置為大致水平，能夠增大用于在手指構(gòu)件與手100的手掌側(cè)之間配置武器(未圖示)的空間。該情況下，如上所述，武器的突起嵌合于形成在手背115的開口部160。

然后，如圖5的(a)所示，使連結(jié)于手背115的拇指120A移動(dòng)，以使連結(jié)埋設(shè)在手背115內(nèi)的第2球接頭142和埋設(shè)在拇指120A內(nèi)的第3球接頭144的連結(jié)構(gòu)件143相對(duì)于手背115的面大致垂直，然后，如圖5的(b)所示，通過使頂端側(cè)的手指構(gòu)件120T相對(duì)于基端側(cè)的手指構(gòu)件120B彎曲，將該頂端側(cè)的手指構(gòu)件120T朝向小指?jìng)?cè)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)以與人的手相近似的狀態(tài)把持武器的感覺。

圖6表示利用樹脂成形構(gòu)成上述的人形體的手100的關(guān)節(jié)構(gòu)造且避免了構(gòu)成該手100的關(guān)節(jié)構(gòu)造的各構(gòu)件(表側(cè)的表皮、背側(cè)的表皮、球接頭等)的組裝的組件板170。

在圖6中，例如以圖3的(b)所示的形態(tài)形成的左右一對(duì)手100分別以手腕110的部分相對(duì)且與澆道171連接的方式配置。

圖6中所示的組件板170由第1組件板170A和第2組件板170B構(gòu)成，該第1組件板170A使構(gòu)成上述手100的表側(cè)的表皮的構(gòu)件在數(shù)個(gè)部位利用澆道171A連接，該第2組件板170B使構(gòu)成上述手100的背側(cè)的表皮的構(gòu)件在數(shù)個(gè)部位利用澆道171B連接。

而且，第1組件板170A和第2組件板170B以使上述的球接頭141、142、144、145等位于中間且該第1組件板170A和第2組件板170B自上下方向重疊的方式構(gòu)成上述組件板170。

由此，通過將連接于組件板170的各手100的關(guān)節(jié)構(gòu)造自該組件板170的澆道171分離，能夠得到圖3所示的手100的關(guān)節(jié)構(gòu)造。

通過形成這樣的組件板170，在構(gòu)成手100時(shí)，能夠消除構(gòu)成該手100的各部件(表側(cè)的表皮、背側(cè)的表皮、球接頭等)的組裝的煩雜過程。

這樣，通過使用本實(shí)施方式的手腕的關(guān)節(jié)構(gòu)造，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)與人的運(yùn)動(dòng)更近似的人形體。

(實(shí)施方式2)

在實(shí)施方式1中，說明了人形體的手腕的關(guān)節(jié)構(gòu)造。但是并不限定于此，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于腳踝的關(guān)節(jié)構(gòu)造。

例如，圖7的(a)、圖7的(b)是表示上述機(jī)器人的腳的關(guān)節(jié)構(gòu)造的圖。

如圖7的(a)所示，上述腳200在其腳背(在該說明書中將腳的除腳踝、腳趾以外的部分稱為腳背)215上，在供腳踝210連結(jié)的一側(cè)的部分包括缺口部231、和使該缺口部231位于中間而形成的突出部232。

腳踝210以其頂端部配置在腳背215的上述缺口部231內(nèi)的狀態(tài)借助埋設(shè)在該突出部232內(nèi)的第6球接頭241連結(jié)，該突出部232設(shè)于自小腿部的延長線上的中心位置向腳200的腳后跟側(cè)位移的位置。由此，腳踝210在自該腳踝210的位置位移的突出部232的部位以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝。

因而，如圖7的(b)所示，腳踝210能夠以其頂端部自該腳背215的缺口部231突出的方式以該第6球接頭241為中心轉(zhuǎn)動(dòng)(圖中箭頭方向)。

另外，腳踝210形成為與埋設(shè)在機(jī)器人10的小腿部250內(nèi)的第7球接頭247連結(jié)，且能夠繞該小腿部250的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。通過應(yīng)用本實(shí)施方式的腳踝的關(guān)節(jié)構(gòu)造，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)與人的運(yùn)動(dòng)更近似的人形體。

以上，使用實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于上述實(shí)施方式所記載的范圍，這是不言而喻的。本領(lǐng)域技術(shù)人員明確的是，能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式施加各種變更或改良。另外，從權(quán)利要求書的記載中能夠明確的是，施加了這樣的變更或改良的實(shí)施方式也能夠被包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。

附圖標(biāo)記說明

10、機(jī)器人；20、腰部；30、胸部；40、頭部；50、腿部；60、臂部；70、武器；80、下臂部；100、手；110、手腕；115、手背；120、手指；120A、拇指；131、缺口部；132、突出部；141、第1球接頭；142、第2球接頭；143、連結(jié)構(gòu)件；144、第3球接頭；145、第4球接頭；146、第5球接頭；147、球接頭；150、151、彎曲部；160、開口部；161、鉸鏈；162、轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件；170、170A、170B、組件板；171、171A、171B、澆道；200、腳；210、腳踝；215、腳背；231、缺口部；232、突出部；241、第6球接頭；247、第7球接頭；250、小腿部。