[0001] 本发明涉及进行使人型机器人进行各种动作的试验的试验装置。

[0002] 以往，进行针对用双足行走的人型机器人的开发。这样的人型机器人能够进行与人相同的作业，因此期待在灾害时的瓦砾的撤除、人命救助等、在人难以进入的场所进行作业。

[0003] 对于这样的人型机器人，存在预先进行试验的情况。作为对人型机器人预先进行试验的试验装置，例如存在专利文献1所公开的装置。在专利文献1中公开如下：在将人型机器人搭载于工作台上的状态下对工作台施加外界干扰，进行人型机器人是否能够在工作台上保持平衡的试验。

[0004] 专利文献1：日本特开2005-40919号公报

[0005] 然而，专利文献1所公开的试验装置并没有构成为约束人型机器人。因此，由于人型机器人进行的动作，人型机器人会大幅移动，使得试验所需的工作台变大，有可能为了试验而需要较大的空间。

[0034] 以下，参照附图对本发明的实施方式的试验装置进行说明。

[0035] (第1实施方式)

[0036] 图1(a)是本发明的第1实施方式的试验装置100的立体图，图1(b)是试验装置100的俯视图，图1(c)是试验装置的主视图，图1(d)是试验装置100的侧视图。

[0037] 试验装置100具备保持部110和移动机构120。在本实施方式中，试验装置100具备2个保持部110。保持部110构成为能够保持人型机器人1的脚部10。

[0038] 移动机构120构成为使保持部110能够移动。移动机构120具备导轨(宽度方向导轨)121。在本实施方式中，移动机构120具备2个导轨121。导轨121被配置为沿着一个方向延伸。在本实施方式中，2个导轨121被配置为沿着相同的方向延伸。

[0039] 移动机构120在2个导轨121彼此之间具备螺纹轴122。螺纹轴122被配置为在导轨121之间，在与导轨121延伸的方向相同的方向上延伸。螺纹轴122配置在试验装置100的长边方向的大致全长的范围内。

[0040] 2个保持部110与螺纹轴122连接。在2个保持部110中的任意一个保持部110移动时，伴随着一个保持部110的移动而螺纹轴122旋转。若螺纹轴122旋转，则另一个保持部110按照与一个保持部110的移动量相同的量的进给量移动。另外，若螺纹轴122旋转，则一个保持部110和另一个保持部110构成为分别向相反的方向移动。因此，2个保持部110构成为相对于中央的基准位置(第1基准位置)l对称地配置。

[0041] 在本实施方式中，在螺纹轴122与保持部110之间的连接部分，在螺纹轴122和保持部110中的螺纹槽的内部配置有滚珠，螺纹轴122与保持部110之间的连接部构成为滚珠丝杠。由于螺纹轴122与保持部110之间的连接部构成为滚珠丝杠，因此能够以较小的力使2个保持部110分别顺畅地移动。另外，在本实施方式中，螺纹轴122与保持部110之间的连接部构成为滚珠丝杠，但本发明不限于此。例如，也可以构成为通过连杆机构而使2个保持部110能够相对于中央的基准位置l对称地移动。另外，2个保持部110能够相对于中央的基准位置l对称地移动的结构也可以是其他的结构。

[0042] 接下来，对由试验装置100进行试验的人型机器人进行说明。

[0043] 图2(a)是由本实施方式的试验装置100进行试验的人型机器人1的主视图，图2(b)是人型机器人1的侧视图。

[0044] 本实施方式的人型机器人1具有模仿人的形状，具有头部2、躯干部3、臂部4和腿部5。在腿部5的前端部设置有脚部10。在脚部10的外侧安装有脚尖部16。脚尖部16被安装为能够相对于脚部10装卸。

[0045] 臂部4、腿部5等是通过利用关节来连接多个连杆而构成的。各个连杆彼此之间构成为能够在关节的部分屈曲。在各个关节配置有伺服马达、促动器这样的驱动装置。通过对驱动装置的驱动进行控制，从而控制连杆彼此之间的屈曲的程度，控制臂部4、腿部5等的驱动。与人型机器人1具有的能够屈曲的多个关节对应地具备多个驱动装置。

[0046] 人型机器人1构成为能够通过控制腿部5的驱动而进行双足行走。另外，通过驱动臂部4、腿部5、使手脚移动，能够进行与人相同的作业。

[0047] 在人型机器人1的躯干部3的背面部6连接有电缆7。电缆7具有线状的形状，并且由柔软的材料形成，构成为能够屈曲。在电缆7的内部配置有布线，经由配置在电缆7内部的布线对人型机器人1供给来自电源的电流。在本实施方式中，来自电缆7的布线分支，与多个驱动装置连接。构成为来自电缆7的电流经由布线而向驱动装置供给。

[0048] 另外，在本实施方式中，关于电缆7作为用于对人型机器人1供给电流的布线来使用的方式进行说明，但本发明不限于上述实施方式。电缆7也可以具有其他的功能。例如，在控制人型机器人1时，也可以将电缆7用作向人型机器人1发送的信号、各种传感器所检测出的数据等的传递路径。另外，电缆7也可以用于从上方支撑人型机器人1以使人型机器人1不会跌倒。另外，电缆7也可以用于其他的用途。电缆7能够以可拆卸的方式安装于人型机器人1，也能够以固定的方式安装于人型机器人1。

[0049] 躯干部3在下部具有腰部8。腰部8是躯干部3中的下部的部分。在本实施方式中，腰部8是躯干部3中的接近腿部5的一侧的部分。腰部8是指从躯干部3中的电缆7与人型机器人1之间的连接部9到接近腿部5的一侧的端部为止的区域。

[0050] 另外，如图1(a)、(b)所示，外壳部11可装卸地安装在腰部8的外侧。由于在腰部8的外侧安装有外壳部11，因此即使人型机器人1失去平衡而跌倒，也能够利用外壳部11来保护腰部8。

[0051] 接下来，对人型机器人1的控制结构进行说明。图3中示出人型机器人1的控制结构的框图。

[0052] 如图3所示，人型机器人1的控制部14包含运算部14a、存储部14b、伺服控制部14c。

[0053] 控制部14例如是具备微控制器等计算机的机器人控制器。另外，控制部14可以由进行集中控制的单独的控制部14构成，也可以由相互配合而进行分散控制的多个控制部14构成。

[0054] 在存储部14b存储有作为机器人控制器的基本程序、各种固定数据等信息。运算部14a通过读取并执行在存储部14b中存储的基本程序等软件，来控制人型机器人1的各种动作。即，运算部14a生成人型机器人1的控制指令，并将其输出给伺服控制部14c。例如，运算部14a由处理器单元构成。

[0055] 伺服控制部14c构成为基于运算部14a所生成的控制指令，来控制与人型机器人1的各个关节对应的驱动装置的驱动。

[0056] 另外，在本实施方式中，针对试验装置100与人型机器人1的脚部10的数量对应地而具备2个保持部110的方式进行说明，但本发明不限于此。保持部110也可以为2个以上。如果进行试验的机器人具备3个以上的脚部，则也可以具备与脚部的数量对应的数量的保持部。

[0057] 另外，如果只要完成对单腿的试验即可，则保持部也可以为一个。另外，试验装置也可以具有比机器人的脚部的数量多的数量的保持部。机器人的脚部的数量与试验装置的保持部的数量不必一致。

[0058] 接下来，对由试验装置100进行的人型机器人1的动作的试验进行说明。

[0059] 在进行某种动作时，存在为了确认如何驱动人型机器人1的各种驱动装置而预先进行试验的情况。存在预先使人型机器人1进行特定的动作，在进行该动作时进行如何驱动人型机器人1的驱动装置的试验的情况。

[0060] 通过在试验装置100上搭载人型机器人1的状态下使人型机器人1进行各种动作，能够在2个脚部10由保持部110保持的状态下，进行人型机器人1的动作的试验。

[0061] 在图4(a)～(d)中示出在试验装置100安装有人型机器人1的状态下的试验装置100和人型机器人1。在图4(a)～(d)所示的状态下，腿部5彼此的间隔比较窄，腿部5处于闭合的状态。在图4(a)～(d)中，为了说明，仅示出人型机器人1的下半身的部分。

[0062] 在图4(a)中示出试验装置100和人型机器人1的立体图，在图4(b)中示出试验装置100和人型机器人1的俯视图，在图4(c)中示出试验装置100和人型机器人1的主视图，在图4(d)中示出试验装置100和人型机器人1的侧视图。

[0063] 保持部110构成为能够在保持着脚部10的状态下沿着导轨121移动。因此，通过在人型机器人1的脚部10由保持部110保持的状态下，保持部110沿着导轨121移动，能够使脚部10的位置移动。由此，能够使人型机器人1进行各种动作的试验。

[0064] 另外，保持部110通过在人型机器人1的宽度方向上移动，能够使人型机器人1进行开腿动作。

[0065] 在图5(a)～(d)中示出腿部5打开的状态下的试验装置100和人型机器人1。在图5(a)中示出试验装置100和人型机器人1的立体图，在图5(b)中示出试验装置100和人型机器人1的俯视图，在图5(c)中示出试验装置100和人型机器人1的主视图，在图5(d)中示出试验装置100和人型机器人1的侧视图。在图5(a)～(d)中，为了说明，仅示出人型机器人1的下半身的部分。

[0066] 通过使人型机器人1从闭合腿部5的状态移动到打开的状态，从而试验装置100的保持部110沿着导轨121在人型机器人1的宽度方向上移动。

[0067] 通过保持部110在人型机器人1的宽度方向上移动，能够以改变脚部10彼此的间隔的方式使脚部10移动。通过以使脚部10彼此的间隔扩大的方式使脚部10移动，使得人型机器人1能够获得腿部5开腿的状态的姿势。保持部110能够从图4所示的腿部5彼此闭合的状态移动到图5所示的腿部5彼此打开的状态，保持部110也能够从图5所示的腿部5彼此打开的状态移动到图4所示的腿部5彼此闭合的状态。另外，在本实施方式中，宽度方向是人型机器人1不施加扭转等而在试验装置100上以笔直地朝向正面的状态直立时的人型机器人1的宽度方向。

[0068] 在本实施方式中，2个保持部110构成为相对于中央的基准位置l左右对称地移动。如上述那样，在保持部110移动的方向的整体范围内配置有螺纹轴122，2个保持部110安装于螺纹轴122。另外，2个保持部110构成为相对于基准位置l向相反方向移动。因此，2个保持部110在移动时，由于螺纹轴122旋转而能够使2个保持部110以基准位置l为中心按照相同的进给量分别向相反方向移动。因此，2个保持部110在相对于基准位置l维持着线对称的关系的状态下，相互向相反方向移动。即，2个保持部110在维持着相对于基准位置l线对称的关系的状态下，能够向相互接近的方向以及相互远离的方向移动。

[0069] 另外，通过以对脚部10施加扭转的方式使保持部110移动，能够进行对腿部5和腰部8施加扭转的动作。

[0070] 在图6(a)～(d)中示出进行对腿部5和腰部8施加扭转的动作的状态下的试验装置100和人型机器人1。在图6(a)中示出试验装置100和人型机器人1的立体图，在图6(b)中示出试验装置100和人型机器人1的俯视图，在图6(c)中示出试验装置100和人型机器人1的主视图，在图6(d)中示出试验装置100和人型机器人1的侧视图。在图6(a)～(d)中，为了说明，仅示出人型机器人1的下半身的部分。

[0071] 移动机构120构成为能够使保持部110进行转动。在本实施方式中，移动机构120具有保持部110的旋转轴s1。2个保持部110各自具有旋转轴s1。旋转轴s1被设置为贯穿保持部110，并以与水平面垂直的方式延伸。移动机构120构成为能够使保持部110以旋转轴s1为中心转动。由于保持部110构成为能够以旋转轴s1为中心转动，因此通过使人型机器人1进行扭转脚部10的动作而使人型机器人1进行对腿部5和腰部8施加扭转的动作，能够以对保持部110施加扭转的方式移动。由此，在保持部110保持脚部10的状态下，能够进行对腿部5和腰部8施加扭转的动作。

[0072] 在本实施方式中，试验装置100不具有用于使保持部110移动的驱动单元。在保持部110能够沿着导轨121移动的状态下，人型机器人1使脚部10移动，由此在保持部110能够移动的范围内人型机器人1能够使脚部10移动。然而，本发明不限于上述实施方式。试验装置100也可以具有用于使保持部110移动的驱动单元。例如也可以构成为：试验装置100具有用于使保持部110移动的马达，与人型机器人1进行的动作对应地驱动马达，使人型机器人1的脚部10移动到规定的位置。这样，也可以构成为使人型机器人1的脚部10强制地移动来使人型机器人1进行预先决定的动作。

[0073] 能够在双脚的脚部10被保持部110保持的状态下进行人型机器人1的动作的试验，因此能够在人型机器人1稳定的状态下进行动作的试验。

[0074] 若人型机器人1处于仅一个脚部10着地于地面、另一个脚部10抬起的状态，则人型机器人1不稳定，若在这样的状态下进行动作的试验则人型机器人1有可能倾倒。

[0075] 在本实施方式中，由于人型机器人1的双脚的脚部10被保持部110保持来进行试验，因此在双脚的脚部10被牢固地保持而着地的状态下进行动作的试验。在进行试验时，由于人型机器人1的双脚的脚部10被可靠地保持，因此能够在人型机器人1稳定的状态下进行动作的试验，能够可靠地抑制在试验时机器人倾倒。由此，在确保安全的状态下，能够进行人型机器人1的动作的试验。

[0076] 由于人型机器人1倾倒的危险性较少，因此能够对更多的动作进行试验。因此，在试验中，能够使人型机器人1进行更多的动作。另外，能够使人型机器人1进行更多的动作，因此例如能够使人型机器人1进行舞蹈、体操等复杂的动作。

[0077] 另外，由于在保持部110保持着人型机器人1的脚部10的状态下进行动作的试验，因此在进行试验时，能够在脚部10被保持且被约束的状态下进行试验。因此，即使在人型机器人1进行移动这样的动作的情况下，也能够在保持着脚部10的状态下进行试验，由此能够在使人型机器人1留在该位置的状态下进行该动作的试验。因此，人型机器人1能够不伴随着场所的移动而在该位置进行动作的试验。

[0078] 在进行针对人型机器人1的动作的试验时，对于人型机器人1而言能够不伴随场所的移动而进行试验，因此能够将进行试验所需的空间抑制得较少。由此，能够在有限的空间进行自由度较高的试验。另外，通过将用于进行试验的空间小型化，能够将试验装置100小型化。由此，能够将试验装置100的制造成本抑制得较少。

[0079] 另外，由于保持部110构成为能够沿着导轨121滑动移动，因此保持部110能够顺畅地移动。因此，人型机器人1能够进行自由度高的动作。

[0080] 另外，在本实施方式中，2个保持部110在宽度方向上相对于基准位置l线对称地移动，因此能够容易地进行2个保持部110的位置的调整。因此，能够提供使用便利性良好的试验装置100。

[0081] 另外，由于2个保持部110相对于基准位置l呈左右对称地移动，因此在通过试验装置100来进行人型机器人1的动作的试验时，2个保持部110被约束，基于保持部110的移动被规定。由于基于保持部110的移动被规定，因此能够可靠地进行人型机器人1的动作的试验。

[0082] (第2实施方式)

[0083] 接下来，对本发明的第2实施方式的试验装置进行说明。另外，关于与上述第1实施方式同样地构成的部分，在图中标注相同的附图标记而省略说明，仅对不同的部分进行说明。

[0084] 在第2实施方式中，在试验装置100a的保持部110能够沿人型机器人1的前后方向移动的这一点上与第1实施方式不同。

[0085] 在图7(a)～(d)中示出第2实施方式的试验装置100a和人型机器人1。在图7(a)中示出试验装置100a和人型机器人1的立体图，在图7(b)中示出试验装置100a和人型机器人1的俯视图，在图7(c)中示出试验装置100a和人型机器人1的主视图，在图7(d)中示出试验装置100a和人型机器人1的侧视图。在图7(a)～(d)中，为了说明，仅示出人型机器人1的下半身的部分。

[0086] 在第2实施方式的试验装置100a中，导轨(前后方向导轨)121a被配置为在通过保持部110保持着人型机器人1的2个脚部10的情况下，沿着人型机器人1的前后方向延伸。由于导轨121a被配置为沿着人型机器人1的前后方向延伸，因此保持部110构成为能够在人型机器人1的前后方向上移动。由此，能够对人型机器人1使脚部10在前后方向上移动的动作进行试验。另外，在本实施方式中，前后方向是人型机器人1没有施加扭转等而在试验装置100上以笔直地朝向正面的状态直立时的人型机器人1的前后方向。

[0087] 由于能够对人型机器人1使脚部10在前后方向上移动的动作进行试验，因此能够对基于人型机器人1的行走动作等进行试验。因此，能够对更宽的范围的动作进行试验。

[0088] 通常，在对行走动作进行试验的情况下，由于人型机器人1自身通过行走动作而移动，因此在对行走动作进行试验时，需要比较大的空间。然而，在第2实施方式的试验装置100a中，能够在通过保持部110保持着人型机器人1的双脚的脚部10的状态下进行行走动作的试验。因此，能够在使人型机器人1留在该位置的状态下进行行走动作的试验。

[0089] 由于能够在留在该位置的状态下进行试验，因此能够将试验所需的空间抑制得较少。因此，能够减小为了进行人型机器人1的动作的试验所需的空间，并且能够使试验装置100a小型化。

[0090] 另外，第2实施方式的试验装置100a也可以构成为2个保持部110相对于基准位置l’对称地移动。

[0091] 在图8中示出导轨121a被配置为沿着人型机器人1的前后方向延伸、2个保持部110构成为相对于基准位置(第2基准位置)l’对称地移动的试验装置100a的俯视图。图8所示的试验装置100a具有连接体130。2个保持部110经由连接体130而连接。连接体130例如通过带形成。另外，连接体130也可以由金属丝、链、钢琴线等带以外的其他的材料形成。

[0092] 另外，试验装置100a具有4个滑轮131。连接体130被配置为通过4个滑轮131的外侧。连接体130在滑轮131处折弯，与保持部110连接。2个保持部110由连接体130连接，因此2个保持部110构成为分别向相反方向移动了相同的量。

[0093] 由于试验装置100a像这样构成，因此2个保持部110构成为分别相对于基准位置l’对称地移动。因此，保持部110被约束，基于保持部110的移动被规定。因此，在使人型机器人1搭载于试验装置100a来进行人型机器人1的动作的试验时，能够可靠地进行试验。

[0094] (第3实施方式)

[0095] 接下来，对本发明的第3实施方式的试验装置进行说明。另外，关于与上述第1实施方式和第2实施方式同样地构成的部分，在图中标注相同的附图标记而省略说明，仅对不同的部分进行说明。

[0096] 在第1实施方式中，试验装置100的保持部110构成为能够在人型机器人1的宽度方向上移动。另外，在第2实施方式中，试验装置100a的保持部110构成为能够在人型机器人1的前后方向上移动。与此相对，在第3实施方式中，在试验装置100b的保持部110构成为能够在人型机器人1的宽度方向以及前后方向这两个方向上移动的这一点与第1实施方式和第2实施方式不同。

[0097] 在图9(a)～(d)中示出第3实施方式的试验装置100b和人型机器人1。在图9(a)中示出试验装置100b和人型机器人1的立体图，在图9(b)中示出试验装置100b和人型机器人1的俯视图，在图9(c)中示出试验装置100b和人型机器人1的主视图。在图9(a)～(c)中，为了说明，仅示出人型机器人1的下半身的部分。

[0098] 在第3实施方式的试验装置100b中，导轨121d具有在人型机器人1的宽度方向上延伸的导轨121b、在人型机器人1的前后方向上延伸的导轨121c。在本实施方式中，在宽度方向上延伸的导轨121b与在前后方向上延伸的导轨121c上下重叠地配置。在上侧配置有在宽度方向上延伸的导轨121b，在下侧配置有在前后方向上延伸的导轨121c。

[0099] 保持部110构成为能够沿着在宽度方向上延伸的导轨121b移动。另外，配置在上侧的导轨121b构成为能够沿着配置在下侧的导轨121c延伸的方向移动。因此，上侧的导轨121b构成为能够沿着人型机器人1的前后方向移动。另外，关于导轨121b、121c的上下的配置，不限于该结构，也可以在上侧配置有在前后方向上延伸的导轨121c，在下侧配置有在宽度方向上延伸的导轨121b。

[0100] 由于试验装置100b像这样构成，因此保持部110能够沿着导轨121b在宽度方向上移动。因此，人型机器人1的脚部10能够沿着导轨121b在宽度方向上移动。另外，配置在上侧的导轨121b能够沿着导轨121c在人型机器人1的前后方向上移动。由此，人型机器人1的脚部10能够相对于宽度方向以及前后方向这两个方向移动。由于人型机器人1能够使脚部10在宽度方向以及前后方向这两个方向上移动，因此能够在水平面内自由地移动。

[0101] 在第3实施方式中，由于保持部110构成为能够在人型机器人1的宽度方向以及前后方向这两个方向上移动，因此能够对脚部10在宽度方向上移动的动作与脚部10在前后方向上移动的动作的组合的动作进行试验。因此，能够增加在人型机器人1的脚部被保持部110保持的状态下人型机器人1采取的动作的种类。由此，能够对人型机器人1的更多的动作进行试验。因此，能够提供自由度更高的试验装置100b。

[0102] 另外，在上述实施方式中，对试验装置的保持部在人型机器人的宽度方向或者前后方向上移动的结构进行说明，但本发明不限于上述实施方式。试验装置的移动机构也可以是具有使保持部相对于人型机器人向倾斜的方向移动的部分的结构。通过像这样构成试验装置，对于人型机器人使腿部向斜前方移动的动作、使腿部向斜后方移动的动作都能够进行试验。

[0103] 另外，在上述实施方式中，对在上侧配置有在宽度方向上延伸的导轨121b、在下侧配置有在前后方向上延伸的导轨121c的方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。也可以在上侧配置有在前后方向上延伸的导轨，在下侧配置有在宽度方向上延伸的导轨。
另外，也可以在左右的保持部20之间，上下的顺序不同地配置。例如，也可以在保持右脚的保持部20处，在上侧配置有在宽度方向上延伸的导轨，在下侧配置有在前后方向上延伸的导轨，在保持左脚的保持部20处，在上侧配置有在前后方向上延伸的导轨，在下侧配置有在宽度方向上延伸的导轨。另外，也可以配置为与该关系相反的关系。

[0104] (第4实施方式)

[0105] 接下来，对本发明的第4实施方式的试验装置进行说明。另外，对于与上述第1实施方式至第3实施方式同样地构成的部分，在图中标注相同的附图标记而省略说明，仅对不同的部分进行说明。在第4实施方式中，将试验装置100的保持部110构成为分别能够在铅垂方向上移动。

[0106] 在图10中示出第4实施方式的试验装置100c和人型机器人1。在第4实施方式的试验装置100c中，构成为通过由人型机器人1使2个保持部110分别上下移动，能够对脚部10的上下的动作进行试验。

[0107] 另外，在试验装置100c中，构成为使2个保持部110能够相对于基准位置l”对称地移动。因此，在对上下方向上的脚部10的动作进行试验时，基于保持部110的上下的移动被规定。因此，在对人型机器人1的动作进行试验时，能够可靠地进行试验。

[0108] 附图标记的说明

[0109] 1…人型机器人；10…脚部；100…试验装置；110…保持部；120…移动机构。