人形体的手腕的关节构造、人形体的脚踝的关节构造及人形体的制作方法
【专利摘要】提供一种尽管结构简单仍能够进行与人相近似的动作的人形体的肢体端部的关节构造。一种人形体的手的关节构造，该人形体的手的关节构造包括：手腕(110)，其设于下臂部(80)的延长线上；手背(115)，其连结于手腕(110)；以及多个手指(120)，其包括连结于手背(115)的拇指(120A)，手背(115)在供手腕(110)连结的一侧的部分包括缺口部(131)、和使缺口部(131)位于中间而形成的突出部(132)，手腕(110)以其顶端部配置在手背(115)的缺口部(131)内的状态借助埋设在自手腕(110)的位置位移了的突出部(132)的部位内的第1球接头(141)连结，并且能够以第1球接头(141)为中心相对于手背(115)转动。
【专利说明】人形体的手腕的关节构造、人形体的脚踝的关节构造及人形体
【技术领域】
[0001]本发明涉及人形体的肢体端部的关节构造及人形体。
【背景技术】
[0002]机器人等塑料模型的手的关节构造例如公知有下述专利文献I所记载的构造。
[0003]在专利文献I中，在连结手腕和手(由手背和手指构成)时，在下臂部的顶端(下端)设有用于安装手的手腕关节，该手腕关节由利用设于下臂部的顶端的手腕转动轴以能够转动的方式支承而成的结构构成。
_4] 现有技术文献_5] 专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-234986号公报
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0008]但是，专利文献I所记载的手的关节构造构成为仅能够进行手绕设于下臂部的顶端的手腕转动轴转动的运动、即只能够进行以该手腕转动轴为中心向一个方向摆动的运动。
[0009]因此，手的动作变得单一，而具有无法进行与人相近似的动作这样的问题。特别是，在机器人构成为战斗用的机器人情况下，假定在使手把持武器(被把持体)的情况下，为了自由自在地操纵该武器，在手相对于手腕的动作中，期望能够进行与人相近似的动作。
[0010]本发明即是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种尽管结构简单仍能够进行与人相近似的动作的人形体的肢体端部的关节构造。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]本发明的人形体的手腕的关节构造具有如下结构，包括:手腕，其设于下臂部的延长线上；手背，其连结于上述手腕；多个手指，其包括连结于上述手背的拇指；以及第I连结部，其设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I连结部以能够转动的方式相连结。
[0013]在本发明的人形体的手腕的关节构造中，优选的是，在上述手背的供上述手腕连结的一侧的中心位置形成有缺口部，上述第I连结部设于使上述缺口部位于中间而形成的突出部的一侧。
[0014]在本发明的人形体的手腕的关节构造中，优选的是，包括:第2连结部，其设于上述拇指的根部部分；第3连结部，其设于上述突出部的另一侧；以及连结构件，其用于连结上述第2连结部和上述第3连结部，上述连结构件在上述第2连结部和上述第3连结部分别以能够转动的方式连结，上述拇指借助上述连结构件以能够转动的方式连结于上述手背。
[0015]在本发明的人形体的手腕的关节构造中，优选的是，上述多个手指构成为能够相对于上述手背转动，该人形体的手腕的关节构造具有以能够转动的方式设于上述手背的转动构件，上述转动构件能够堵塞设于上述手背的中央部的开口部。另外，优选的是，在上述下臂部设有第4连结部，上述手腕与上述第4连结部连结，且能够绕上述下臂部的轴向转动。
[0016]本发明的人形体的脚踝的关节构造具有如下结构，包括:脚踝，其设于小腿部的延长线上；脚背，其连结于上述脚踝；以及第5连结部，其设于上述脚背的自上述小腿部的延长线上的中心位置向上述脚的脚后跟侧位移了的位置，上述脚背和上述脚踝在上述5连结部以能够转动的方式连结。
[0017]在本发明的人形体的脚踝的关节构造中，优选的是，上述脚背在供上述脚踝连结的一侧形成有缺口部，上述第5连结部设于使上述缺口部位于中间而形成的突出部的上述脚后跟侧。另外，优选的是，在上述小腿部设有第6连结部，上述脚踝与上述第6连结部连结，且能够绕上述下臂部的轴向转动。
_8] 发明的效果
[0019]这样构成的人形体的肢体端部的关节构造能够获得尽管结构简单仍能够进行与人相近的动作。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是表示应用本发明的人形体的肢体端部的关节构造的塑料模型的概略的外观图。
[0021]图2是表示上述机器人的手的关节构造的结构图，一并表示安装于下臂部的手腕。
[0022]图3是与图2相对应地描绘的图，是表示手腕和各手指等的运动的图。
[0023]图4是表示形成于手背的开口部和用于堵塞该开口部的转动构件的立体图。
[0024]图5是表示本发明的人形体的手的关节构造的运动的立体图。
[0025]图6是表示利用树脂成形构成本发明的人形体的手的关节构造且避免了构成该手的关节构造的各构件的组装的组件板的图。
[0026]图7是将本发明的人形体的肢体端部的关节构造应用于脚的情况下的结构图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图详细地说明用于实施本发明的方式(以下称为实施方式)。另外，在对实施方式进行说明的全部内容中对相同的要素标注相同的附图标记。
[0028](实施方式I)
[0029]图1是表示应用本发明的人形体的肢体端部的关节构造的塑料模型的概略的外观图。该塑料模型构成战斗用的机器人10。
[0030]如图1所示，与人相同，机器人10具有腰部20、胸部30、头部40、腿部50和臂部60，在这些部位的表面呈现出在大致整个区域上装备有装甲装备的形态。另外，机器人10构成为例如在上述臂部60的上部、即肩部装备战斗所需的武器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借助未图示的手腕(在图2、图3、图5、图6中以附图标记110表示)连结于该下臂部80。
[0031]另外，机器人10的手100构成为例如能够把持与该机器人10独立准备的武器(未图示)。
[0032]图2是表示上述机器人10的手100的关节构造的结构图，一并表示安装于上述下臂部80的手腕110。图2的(a)是自手背侧看到的机器人10的手100的图，图2的(b)是自手掌侧看到的该机器人10的手的图。图2的(a)、图2的(b)均包括五根手指120，这些手指120成为除拇指120A以外靠近相邻的手指120且闭合的状态。
[0033]另外，图3的(a)、图3的(b)分别是与图2的(a)、图2的(b)相对应地描绘得到的图，为表不手腕110和各手指120等的运动的图。
[0034]如图2的(a)所示，在上述手100的手背(在该说明书中，将手的除手腕、手指以外的部分称为手背)115上，在供手腕110连结的一侧的大致中心位置设有缺口部131，包括使该缺口部131位于中间而形成的突出部132。
[0035]在本实施方式中，手腕110以其顶端部配置在手背115的缺口部131内的状态借助埋设在该突出部132内的第I球接头141连结。由此，手腕110在自该手腕110的延长线上的位置位移了的突出部132的部位以能够转动的方式安装。
[0036]因而，如图3的(a)所示，手腕110能够以使其顶端部自该手背115的缺口部131突出的方式以该第I球接头141为中心转动。
[0037]另外，手腕110形成为连结于埋设在机器人10的下臂部80内的球接头147，能够绕该下臂部80的轴向转动。该情况下，能够使手背以相对于手腕的延长线具有角度的方式弯曲。而且，在手背以相对于手腕的延长线具有角度的方式弯曲了的状态下，还能够使手背绕该延长线转动。
[0038]另外，如图3的(a)、图3的(b)所示，拇指120A借助埋设在拇指120A内的第2球接头142、与该第2球接头142连结的连结构件143、以及与该连结构件143连结且埋设在上述手背115(突出部132)内的第3球接头144连结于手背115。也就是说，在拇指120A的根部部分设有与第2球接头连接的连结部，在突出部132设有与第3球接头连接的连结部，连结构件143在各自的连结部以能够转动的方式连结。另外，与人相同，连结于手背115的拇指120A在其中间部设有弯曲部(关节部)150。埋设在基端侧的手指构件120B内的第4球接头145安装于顶端侧的手指构件120T，从而形成该弯曲部150。
[0039]而且，如图2的(a)、图2的(b)所示，埋设在手背115内的第5球接头146安装于该手指120的基端侧，从而除拇指120A以外的其他的手指120连结于该手背115。由此，如图3的(a)、图3的(b)所示，各手指120能够以该第5球接头146为中心转动，以使其顶端自相邻的手指120的顶端分开。另外，与人相同，除拇指120A以外的其他的手指120分别设有沿长度方向并列设置的两个弯曲部(关节部)。这些弯曲部例如通过使相邻的手指构件借助铰链(未图示)安装而形成。
[0040]另外，如图3的(a)、图3的(b)所示，在手背115的大致中央形成有开口部160。未图示的武器(被把持体)紧贴于手100的情况下，该开口部160使形成于该武器的突起能够嵌合于该开口部160。由此，能够成为武器恰好被把持于手背115的形态。另外，例如图4所示，在手背115上安装有以与上述开口部160相邻地形成的铰链161为中心转动的转动构件162，在自手背115上拆除了该武器的情况(未把持有该武器的情况)下，能够利用该转动构件162堵塞开口部160。在未把持武器的情况下，会看到形成于手背115的开口部160，因此利用该转动构件162堵塞该开口部160而增加美观。当然，在这样的把持武器的情况下，也可以通过在该武器形成开口部，且向该开口部内插入转动构件162来使该武器固定在手背115上。
[0041]图5的(a)、图5的(b)是表示以上述方式构成的手100的运动的动作图。
[0042]首先，如图5的(a)所示，使除拇指120A以外的其他手指120向手100的手掌侧弯曲。该情况下，通过使最靠近手背115侧的手指构件配置为大致水平，能够增大用于在手指构件与手100的手掌侧之间配置武器(未图示)的空间。该情况下，如上所述，武器的突起嵌合于形成在手背115的开口部160。
[0043]然后，如图5的(a)所示，使连结于手背115的拇指120A移动，以使连结埋设在手背115内的第2球接头142和埋设在拇指120A内的第3球接头144的连结构件143相对于手背115的面大致垂直，然后，如图5的(b)所示，通过使顶端侧的手指构件120T相对于基端侧的手指构件120B弯曲，将该顶端侧的手指构件120T朝向小指侧，从而能够实现以与人的手相近似的状态把持武器的感觉。
[0044]图6表示利用树脂成形构成上述的人形体的手100的关节构造且避免了构成该手100的关节构造的各构件(表侧的表皮、背侧的表皮、球接头等)的组装的组件板170。
[0045]在图6中，例如以图3的(b)所示的形态形成的左右一对手100分别以手腕110的部分相对且与浇道171连接的方式配置。
[0046]图6中所示的组件板170由第I组件板170A和第2组件板170B构成，该第I组件板170A使构成上述手100的表侧的表皮的构件在数个部位利用浇道171A连接，该第2组件板170B使构成上述手100的背侧的表皮的构件在数个部位利用浇道171B连接。
[0047]而且，第I组件板170A和第2组件板170B以使上述的球接头141、142、144、145等位于中间且该第I组件板170A和第2组件板170B自上下方向重叠的方式构成上述组件板 170。
[0048]由此，通过将连接于组件板170的各手100的关节构造自该组件板170的浇道171分离，能够得到图3所示的手100的关节构造。
[0049]通过形成这样的组件板170，在构成手100时，能够消除构成该手100的各部件(表侧的表皮、背侧的表皮、球接头等)的组装的烦杂过程。
[0050]这样，通过使用本实施方式的手腕的关节构造，能够实现运动与人的运动更近似的人形体。
[0051](实施方式2)
[0052]在实施方式I中，说明了人形体的手腕的关节构造。但是并不限定于此，本发明还能够应用于脚踝的关节构造。
[0053]例如，图7的(a)、图7的(b)是表示上述机器人的脚的关节构造的图。
[0054]如图7的(a)所示，上述脚200在其脚背(在该说明书中将脚的除脚踝、脚趾以外的部分称为脚背)215上，在供脚踝210连结的一侧的部分包括缺口部231、和使该缺口部231位于中间而形成的突出部232。
[0055]脚踝210以其顶端部配置在脚背215的上述缺口部231内的状态借助埋设在该突出部232内的第6球接头241连结，该突出部232设于自小腿部的延长线上的中心位置向脚200的脚后跟侧位移的位置。由此，脚踝210在自该脚踝210的位置位移的突出部232的部位以能够转动的方式安装。
[0056]因而，如图7的(b)所示，脚踝210能够以其顶端部自该脚背215的缺口部231突出的方式以该第6球接头241为中心转动(图中箭头方向)。
[0057]另外，手腕210形成为与埋设在机器人10的小腿部250内的第7球接头247连结，且能够绕该小腿部250的轴向转动。通过应用本实施方式的脚踝的关节构造，能够实现运动与人的运动更近似的人形体。
[0058]以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围，这是不言而喻的。本领域技术人员明确的是，能够对上述实施方式施加各种变更或改良。另外，从权利要求书的记载中能够明确的是，施加了这样的变更或改良的实施方式也能够被包含在本发明的技术范围内。
[0059]附图标记说曰月
[0060]10、机器人；20、腰部；30、胸部；40、头部；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I球接头；142、第2球接头；143、连结构件；144、第3球接头；145、第4球接头；146、第5球接头；147、球接头；150、151、弯曲部；160、开口部；161、铰链；162、转动构件；170、170A、170B、组件板；171、171A、171B、浇道;200、脚;210、脚踝;215、脚背；231、缺口部；232、突出部；241、第6球接头;247、第7球接头;250、小腿部。
【权利要求】
1.一种人形体的手腕的关节构造，其中， 该人形体的手腕的关节构造包括: 手腕，其设于下臂部的延长线上； 手背，其连结于上述手腕； 多个手指，其包括连结于上述手背的拇指；以及 第I连结部，其设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I连结部以能够转动的方式相连结。
2.根据权利要求1所述的人形体的手腕的关节构造，其中， 在上述手背的供上述手腕连结的一侧的中心位置形成有缺口部， 上述第I连结部设于使上述缺口部位于中间而形成的突出部的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的人形体的手腕的关节构造，其中， 该人形体的手腕的关节构造包括: 第2连结部，其设于上述拇指的根部部分； 第3连结部，其设于上述突出部的另一侧；以及 连结构件，其用于连结上述第2连结部和上述第3连结部， 上述连结构件在上述第2连结部和上述第3连结部分别以能够转动的方式连结，上述拇指借助上述连结构件以能够转动的方式连结于上述手背。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的人形体的手腕的关节构造，其中， 上述多个手指构成为能够相对于上述手背转动， 该人形体的手腕的关节构造具有以能够转动的方式设于上述手背的转动构件， 上述转动构件能够堵塞设于上述手背的中央部的开口部。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的人形体的手腕的关节构造，其中， 在上述下臂部设有第4连结部， 上述手腕与上述第4连结部连结，且能够绕上述下臂部的轴向转动。
6.一种人形体，其中， 该人形体应用有权利要求1?权利要求5中任一项所述的人形体的手腕的关节构造。
7.一种人形体的脚踝的关节构造，其中， 该人形体的脚踝的关节构造包括: 脚踝，其设于小腿部的延长线上； 脚背，其连结于上述脚踝；以及 第5连结部，其设于上述脚背的自上述小腿部的延长线上的中心位置向上述脚的脚后跟侧位移了的位置， 上述脚背和上述脚踝在上述5连结部以能够转动的方式连结。
8.根据权利要求7所述的人形体的脚踝的关节构造，其中， 上述脚背在供上述脚踝连结的一侧形成有缺口部， 上述第5连结部设于使上述缺口部位于中间而形成的突出部的上述脚后跟侧。
9.根据权利要求7或8所述的人形体的脚踝的关节构造，其中， 在上述小腿部设有第6连结部， 上述脚踝与上述第6连结部连结，且能够绕上述下臂部的轴向转动。
10.一种人形体，其中，该人形体应用有权利要求7?权利要求9中任一项所述的人形体的脚踝的关节构造。
【文档编号】A63H3/46GK104519970SQ201380041519
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2012年10月5日
【发明者】大须贺敏亨 申请人:株式会社万代