支える骨格と動かす機構を分ける — BODY内部フレーム3層構成

概要

等身大アンドロイドの胴体を設計するうえで、これまで検討していた骨格型内部フレームと能動駆動機構の役割を整理した。

新しい基本構成では、身体を支える構造と身体を動かす構造を一体化せず、

一次支持構造 / 受動安定構造 / 能動駆動構造

の3層へ分離する。

アクチュエーターそのものに上半身重量や静的荷重を負担させる構成では、停止時の保持力、故障時の姿勢、安全性、整備性に問題が生じる。

また、背骨周辺へ固定ステーを追加しすぎると、前後屈や左右傾斜など、本来確保したい胴体自由度を阻害する。

そこで「支える」「安定させる」「動かす」を別機能として整理した。

内部構造を次の3層とする。

第1層：骨格／一次支持構造

骨盤、背骨、胸郭などを主荷重経路とし、上半身および全身の基本荷重を受ける。関節中心、回転軸、BODY-DATUMの構造基準もこの層が担当する。

第2層：補助ステー／固定パネル支持系

整備、展示、輸送、停止時などの姿勢保持と受動安定を担当する。通常可動時には背骨の運動を妨げないよう、解除、スライド、自由度などを持たせる。

第3層：能動駆動系

クロス配置したスライド式アクチュエーター等を拮抗筋のように使用し、腹部・胸郭の前屈、後屈、左右傾斜などを制御する。

アクチュエーターは主荷重支持部材ではなく、基本的に「動かすための機構」とする。

BODY PROTOTYPE-00で比較している骨格型内部フレームについて、形状だけでなく荷重経路と駆動機構を設計するための基本原則が確立した。

公開用資料でも、内部支持構造・関節位置・全身比率を比較する複数の骨格型フレーム案がPROTOTYPEとして整理されている。

DESIGNING / INTERNAL FRAME ARCHITECTURE DEFINED