CN106163626A - 人形、台座和人形系统 - Google Patents

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CN106163626A CN201580016011.1A CN201580016011A CN106163626A CN 106163626 A CN106163626 A CN 106163626A CN 201580016011 A CN201580016011 A CN 201580016011A CN 106163626 A CN106163626 A CN 106163626A
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Abstract

本公开提供一种外观优美且动作丰富的人形。包含该人形的人形系统具备:具有多个第一致动器(伺服马达SM)的驱动单元DU、和具有多个各自包含1个或多个轴关节机构的关节部的人形(2)。多个第一致动器中的1个第一致动器的驱动力通过线(4)传输至多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构。

Description

人形、台座和人形系统
技术领域
本公开涉及一种能够进行所定动作的可动的人形(Figure)系统、以及用于该人形系统的人形和台座。
背景技术
在以往,以动画片中的人物、运动员和动物等为主题模仿其形状的人形例如被作为面向个人的嗜好品而制作、销售等。在这样的人形中,已经提出了具有驱动部和可动部的类型(例如参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-325992号公报
专利文献2:日本实开平5-68594号公报
发明内容
然而,在上述专利文献1的人形玩具和专利文献2的人形等中,被认为其动作极其单纯,并且很难提高其动作的自由度。
为了提高人形等的动作的自由度,例如可以考虑像人型机器人那样在各个关节部配置伺服马达等,由该伺服马达的驱动力驱动各个关节部的方法。然而,在这种情况下,将导致各个关节部的重量增大。为此,因为例如相当于肘的关节部的重量增大,所以有必要在肩膀关节部装载具有更大输出功率的大型伺服马达。其结果是:有可能陷入越来越整体大型化、重量化的恶性循环。另外,伴随伺服马达驱动的噪音也令人腻烦。
因此,期望提供一种在保持外观优美的同时能够进行丰富的动作的人形系统、以及用于该人形系统的人形和台座。
作为本公开的一种实施方式的第一人形系统具备:具有多个第一致动器的驱动单元、和具有多个各自包含1个或多个轴关节机构的关节部的人形。在这里,多个第一致动器中的1个第一致动器的驱动力通过线传输至多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构。另外,作为本公开的另一种实施方式的第二人形系统具备:内藏致动器的台座、和具有关节部且配置在台座上的人形。在这里,致动器的驱动力通过线传输至人形的关节部。另外,本公开的一种实施方式的人形具备:各自包含1个或多个轴关节机构的多个关节部、以与具有多个致动器的驱动单元连接的方式构成的装卸部、以及从多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构向装卸部延伸的线。另外,本公开的一种实施方式的第一台座具备:与具有各自包含1个或多个轴关节机构的多个关节部的人形连接的装卸部、设置有多个分别通过线对多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构传输驱动力的致动器的壳体、以及控制多个致动器的动作的控制部。另外,作为本公开的另一种一实施方式的第二台座具备:与具有各自包含1个或多个轴关节机构的多个关节部、和连接于1个或多个轴关节机构的线的人形连接的装卸部、以及设置有多个保持人形的姿势的姿势保持部的壳体。
在作为本公开的一种实施方式的人形的第一台座、以及第一和第二人形系统中,驱动单元(或台座)具有第一致动器(致动器)。为此,因为没有必要在人形中设置驱动源,所以能够使人形轻量化,制成例如具有纤细的形状等优美的人形。另外,因为通过线向1个或多个轴关节机构(人形的关节部)传输第一致动器(致动器)的驱动力而进行驱动,所以人形的动作稳定,能够获得高的动作再现性。另外,与使用轴、凸轮或齿轮作为动力传输部件的情况相比,容易获得高度的动作自由度。
在作为本公开的一种实施方式的人形和人形系统中,关节部包含1个或多个轴关节机构,对每个轴关节机构设置有线。因为对1个关节部设置1个或多个轴关节机构,使这些轴关节机构通过个别设置的线而独立驱动,所以能够再现对应于部位的更加丰富多彩的运动。
在作为本公开的一种实施方式的人形和人形系统中,线容纳在多个轴关节机构中的对应的每个轴关节机构的管子中并延伸。这是因为在致动任意的轴关节机构时,能够可靠地避免致动其他轴关节机构的线的干扰,所以能够提高操作性、姿势的自由度,圆滑地进行动态动作。在这种情况下,管子也可以容纳在人形的内部。这是因为既不损坏美观,又能够避免管子与人形肢体的干涉。在这种情况下,也可以进一步设置多个容纳有线的管子,多根管子会聚构成一个捆绑部,在一个捆绑部中,驱动单元(或台座)与人形连接、或者以可以连接的方式构成。这是因为驱动单元(或台座)与人形的连接处能够被抑制在最小限度,能够进一步提高人形的动作自由度。另外,因为不受其他关节部的动作的干扰,可以进行更加正确的动作,所以管子也可以贯穿位于驱动单元(或台座)与对应于管子的轴关节机构之间的其他轴关节机构的中心部并延伸。
在作为本公开的一种实施方式的人形和人形系统中,线包含1对线元件,对每个轴关节机构设置有1对线元件,该1对线元件也可以容纳在对应的每个轴关节机构的1个或2个管子中延伸。这是因为与仅由1个线元件驱动1个轴关节机构的情况相比,容易进行高精度的动作。在这种情况下,也可以进一步具备调整1对线元件的张力的张力调整部。这是因为1对线元件的张力稳定化,能够进行更精巧的动作。
在作为本公开的一种实施方式的人形系统中,也可以驱动单元(或台座)具有第一装卸部,人形具有第二装卸部,第一装卸部与第二装卸部以可以装卸的方式连接。这是因为如果既容易进行处理,又能够确保兼容性,那么能够将1个驱动单元(或台座)在多个人形中共有。在这种情况下,也可以通过第一装卸部与第二装卸部的连接,构成覆盖多个第一致动器的隔音构造。这是因为能够确保动作时的静音性。
在作为本公开的一种实施方式的人形和人形系统中,也可以具有骨架部件,骨架部件连接多个关节部中的1个关节部、与多个关节部中的另一个关节部,关节部与骨架部件以可以装卸的方式连接。这是因为通过模块化,能够在削减部件数的同时构成多种人形。
在作为本公开的一种实施方式的人形系统中,驱动单元(或台座)也可以具有包含覆盖多个第一致动器的壳体的隔音构造。在这种情况下,驱动单元(或台座)也可以具有冷却多个第一致动器的冷却部。另外,在作为本公开的一种实施方式的人形系统中,人形也可以具有容纳自己机种识别信息的存储器件,驱动单元(或台座)也可以具有按照人形的机种识别信息控制人形的动作的控制部。在这种情况下,控制部也可以根据来自外部的信息按照人形的机种识别信息控制人形的动作。另外,存储器件也可以进一步容纳人形的个体识别信息,控制部也可以按照人形的个体识别信息控制人形的动作。
在作为本公开的一种实施方式的第一人形系统中,驱动单元与人形也可以通过容纳线且具有柔性的驱动力传输部连接。这样容易应对例如使人形坐在椅子上的样态等人形的更多种姿势。在这种情况下,驱动力传输部可以与驱动单元以可以装卸的方式连接。
在作为本公开的一种实施方式的第一人形系统中,人形也可以进一步具有轴部、和以该轴部为中心旋转轴为中心旋转的臂,臂也可以包含分别安装1对线元件的1对线元件安装部。也可以进一步具备调整1对线元件各自的张力的张力调整部,该张力调整部也可以具有调整1对线元件的锁定位置的位置调整部、和分别赋予1对线元件张力的张力赋予部。由于这样的结构,在制造或修理时,能够容易地进行1对线元件的安装。
在作为本公开的一种实施方式的第二台座中,姿势保持部也可以具有分别通过线对多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构传输驱动力的齿轮机构。这是因为这样能够容易地将人形的姿势变更为使用者喜欢的姿势。在这种情况下,可以使转动齿轮机构所需的转矩比由波及对应的轴关节机构的重量产生的转矩大。这是因为这样能够长期间保持静止状态的人形的姿势。
根据作为本公开的一种实施方式的人形系统,既能够保持人形的外观优美,又可以进行丰富的动作。另外,根据作为本公开的一种实施方式的人形和台座,能够适用于上述人形。再有,本公开的效果不限定于此,也可以是下文所述的任何一种效果。
附图说明
图1A是第一实施方式的人形系统整体结构的示意图。
图1B是用于说明图1A所示的人形系统内部机构的方框图。
图1C是图1A所示的人形系统内部的骨架的示意图。
图1D是表示图1A所示的人形系统的动作时的外观的一种样态的立体图。
图2A是说明图1A所示的人形系统的从驱动部向关节部进行动力传输的机制的第一概念图。
图2B是用于说明图1A所示的人形系统的由控制部进行的动作的时序图。
图3A是说明图1A所示的人形系统的从驱动部向关节部进行动力传输的机制的第二概念图。
图3B是说明图1A所示的人形系统的从驱动部向关节部进行动力传输的机制的第三概念图。
图4A是表示作为第一实施方式的第一变形例的人形系统主要部分的概念图。
图4B是表示图4A所示的人形系统主要部分的截面图。
图4C是表示图4A所示的人形系统的其他主要部分的放大概念图。
图5A是表示作为第一实施方式的第二变形例的人形系统主要部分的概念图。
图5B是表示作为第一实施方式的第三变形例的人形系统主要部分的概念图。
图6A是表示第二实施方式的人形系统整体结构的分解立体图。
图6B是表示第二实施方式的人形系统整体结构的立体图。
图7A是表示第二实施方式的人形系统主要部分的结构的第一说明图。
图7B是表示第二实施方式的人形系统主要部分的结构的第二说明图。
图7C是表示第二实施方式的人形系统主要部分的结构的第三说明图。
图7D是表示第二实施方式的人形系统主要部分的结构的第四说明图。
图7E是表示第二实施方式的人形系统主要部分的结构的第五说明图。
图7F是表示第二实施方式的人形系统第一装卸部的多个伺服马达的配置状态的顶视图。
图7G是表示第二实施方式的人形系统第二装卸部的多个伺服臂(Servo horn)的配置状态的底视图。
图8是表示第二实施方式的人形系统装卸部的各种配线连接构造的截面图。
图9是说明第二实施方式的人形系统的动作控制的第一说明图。
图10是说明第二实施方式的人形系统的动作控制的第二说明图。
图11是说明第二实施方式的人形系统的动作控制的第三说明图。
图12A是表示作为第二实施方式的第一变形例的人形系统第一装卸部的多个伺服马达的配置状态的顶视图。
图12B是表示作为第二实施方式的第一变形例的人形系统第二装卸部的多个伺服臂的配置状态的底视图。
图13A是表示作为第二实施方式的第二变形例的人形系统装卸部的结构的说明图。
图13B是表示作为第二实施方式的第二变形例的人形系统装卸部的结构的其他说明图。
图13C是表示作为第二实施方式的第二变形例的人形系统装卸部的主要部分结构的放大截面图。
图14A是表示作为第二实施方式的第三变形例的人形系统装卸部的主要部分结构的放大平面图。
图14B是用于说明图14A所示的装卸部的动作的平面图。
图14C是用于说明图14A所示的装卸部的动作的其他平面图。
图14D是对应于图14A所示的平面图的侧面图。
图14E是对应于图14B所示的平面图的侧面图。
图14F是对应于图14C所示的平面图的侧面图。
图15A是表示作为第二实施方式的第四变形例的人形系统装卸部的主要部分结构的放大平面图。
图15B是用于说明图15A所示的装卸部的张力调整部的动作的平面图。
图15C是用于说明图15A所示的装卸部的张力调整部的动作的其他平面图。
图16A是图15A所示的张力调整部的截面图。
图16B是图16A所示的张力调整部的一部分的示意说明图。
图17是第三实施方式的人形系统整体结构的示意图。
图18A是作为第三实施方式的第一变形例的人形系统整体结构的示意图。
图18B是作为第三实施方式的第二变形例的人形系统整体结构的示意图。
图18C是作为第三实施方式的第三变形例的人形系统整体结构的示意图。
图18D是作为第三实施方式的第四变形例的人形系统整体结构的示意图。
图18E是作为第三实施方式的第五变形例的人形系统整体结构的示意图。
图19A是第四实施方式的人形系统台座的结构的示意图。
图19B是第四实施方式的人形系统台座的结构的其他示意图。
图20是表示作为其他第一变形例的人形系统主要部分的概念图。
图21A是表示作为其他第二变形例的人形系统主要部分的概念图。
图21B是表示作为其他第三变形例的人形系统主要部分的概念图。
图22是表示作为其他第四变形例的人形系统主要部分的概念图。
图23是表示作为其他第五变形例的人形系统张力调整部的概念图。
图24是表示作为其他第六变形例的人形系统张力调整部的概念图。
图25A是表示作为其他第七变形例的人形系统张力调整部的立体图。
图25B是图25A所示的张力调整部的平面图。
图25C是图25A所示的张力调整部的正视图。
图25D是图25A所示的张力调整部的左视图。
图26A是表示作为其他第七变形例的人形系统台座的概略图。
图26B是用于说明图26A所示的台座的动作的概略图。
图27A是表示作为其他第八变形例的人形系统台座的立体图。
图27B是图27A所示的台座的平面图。
图27C是图27A所示的台座的正视图。
图27D是图27A所示的台座的左视图。
图27E是表示在图27A所示的台座上安装有人形的状态的左视图。
图28A是表示作为其他第九变形例的人形系统台座的连接部的放大立体图。
图28B是从其他方向看图28A所示的连接部的立体图。
图28C是图28A所示的连接部的正视图。
图28D是图28A所示的连接部的平面图。
图28E是图28A所示的连接部的右视图。
符号的说明
1,1A~1C 台座
2 人形
3(3A,3B) 装卸部
4 线
5 张力调整部
5A~5C 滑轮
10,10A 壳体
10F 电扇
10S 上面
11 驱动部
12 控制部
13 电源
14 记忆部
15 收发部(I/F)
16 脚轮
17 支柱
18 连接部件
19 照明装置
20 躯干部
20A 躯干上部
20B 躯干下部
21 头部
22R 右上肢
221R 上臂
222R 前臂
223R 手
22L 左上肢
221L 上臂
222L 前臂
223L 手
23R 右下肢
23L 左下肢
24 表皮部分
25 记忆部
30 腰关节部
31 颈关节部
32L,32R 肩关节部
33L,33R 股关节部
34L,34R 肘关节部
35L,35R 手关节部
36R,36L 膝关节部
37R,37L 脚关节部
40 线元件
51 伺服臂
52 主体部
53 驱动轴
54 螺丝
55 核心部件
56 锁定部
57 旋转部件
58 扭矩弹簧
61 线导向器
62 弹性部件
71 顶部
72 壁部
73 凸出部
74 旋转轴部
75,75A,75B,75C,75D 伺服臂
751 第一部件
751A 板状部分
751B 圆筒部分
752 第二部件
752A,752B 固定部
753 螺丝
754 张力调整部
755 位置调整部
756 张力赋予部
75H 轴承孔
76 凹部
76H 孔
77 连接端子
78 连接端子底座
79 连接端子
80 支持体
80A1,80A2 骨架部件
80B1~80B3 关节部
81 线圈弹簧
82A,82B 金属线
83A,83B 电极
84 驱动力传输部
85 椅子
86 姿势保持部
87 主体部
88A,88B 张力调整部
89A,89B 锁定部
90A,90B 线圈弹簧
91,92 圆板
93 轴
94 线圈弹簧
95A,95B 张力调整部
96A,96B 锁定部
97 主体部
98 线圈弹簧
99 导向部
IU 输入器件
OU 输出器件
DU 驱动单元
具体实施方式
下面参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。再有,说明按以下的顺序进行。
1.第一实施方式(具有基本构造的人形系统)
(1)人形系统的基本结构例子
(2)关节部的详细结构例子
(3)人形系统的基本动作例子
(4)关节部的动作例子
(5)作用和效果
2.第一实施方式的变形例(将线收纳于管子的人形系统)
(1)变形例1-1
(2)变形例1-2
(3)变形例1-3
3.第二实施方式(人形部以可以装卸的方式保持在台座部的人形系统)
(1)装卸部的结构
(2)对人形系统的动作控制的说明
(3)作用和效果
4.第二实施方式的变形例
(1)变形例2-1
(2)变形例2-2
(3)变形例2-3
(4)变形例2-4
5.第三实施方式(从人形的后背插入线的人形系统)
(1)整体结构
(2)作用和效果
6.第三实施方式的变形例
(1)变形例3-1
(2)变形例3-2
(3)变形例3-3
(4)变形例3-4
(5)变形例3-5
7.第四实施方式(显示器用台座)及其变形例
8.其他变形例
<第一实施方式>
[1.人形系统的基本结构例子]
图1A是表示作为本公开的一种实施方式的人形整体结构的示意概念图。图1B是用于说明本实施方式的人形内部机构的方框图。图1C是表示本实施方式的人形内部的骨架的正视图。图1D是表示本实施方式的人形的动作时的外观的一种样态的图。
如图1A所示,本实施方式的人形具备:台座1、和配置在该台座1上的人形2。
人形2例如具有躯干部20、头部21、右上肢22R、左上肢22L、右下肢23R和左下肢23L作为其骨架部件(参照图1A和图1C)。这些骨架部件由例如具有板状、棒状等形状的坚硬的材料构成。与骨架部件的长方向正交的断面形状例如是圆形、椭圆形、四角形等多角形。另外,骨架部件虽然可以是实心构造,但是为了谋求轻量化优选空心构造。躯干部20例如由T形状的躯干上部20A、逆T形状的躯干下部20B与腰关节部30连接而成。头部21、右上肢22R、左上肢22L、右下肢23R和左下肢23L分别通过作为关节部的颈关节部31、肩关节部32R、肩关节部32L、股关节部33R和股关节部33L与躯干部20连接。在这样的人形2中,通过在多个关节部连接骨架部件,形成骨架。在人形2中,以内藏该骨架的方式,设置有相当于皮肤的表皮部分24。表皮部分24例如由硅酮、聚氯乙烯(PVC)等树脂构成。人形2如图1D所示,作为表皮部分24的再上层,也可以具有对应于人形2的主题人物种类的服装。
右上肢22R具有上臂221R、前臂222R和手223R。上臂221R的一端通过肩关节部32R与躯干上部20A的右端连接,另一端通过肘关节部34R与前臂222R连接。前臂222R的一端通过肘关节部34R与上臂221R连接,另一端通过手关节部35R与手223R连接。手223R的一端通过手关节部35R与前臂222R连接,另一端设置有5个手指。
左上肢22L具有以躯干部20为中心与右上肢22R左右对称的构造。具体地说,左上肢22L具有上臂221L、前臂222L和手223L。上臂221L的一端通过肩关节部32L与躯干上部20A的左端连接,另一端通过肘关节部34L与前臂222L连接。前臂222L的一端通过肘关节部34L与上臂221L连接,另一端通过手关节部35L与手223L连接。手223L的一端通过手关节部35L与前臂222L连接,另一端设置有5个手指。
右下肢23R具有大腿231R、小腿232R和脚233R。大腿231R的一端通过股关节部33R与躯干下部20B的右端连接,另一端通过膝关节部36R与小腿232R连接。小腿232R的一端通过膝关节部36R与大腿231R连接,另一端通过脚关节部37R与脚233R连接。脚233R的一端通过脚关节部37R与小腿232R连接,另一端例如设置有5个脚指(未图示)。
左下肢23L具有以躯干部20为中心与右下肢23R左右对称的构造。具体地说,左下肢23L具有大腿231L、小腿232L和脚233L。大腿231L的一端通过股关节部33L与躯干下部20B的左端连接,另一端通过膝关节部36L与小腿232L连接。小腿232L的一端通过膝关节部36L与大腿231L连接,另一端通过脚关节部37L与脚233L连接。脚233L的一端通过脚关节部37L与小腿232L连接,另一端例如设置有5个脚指(未图示)。
在本实施方式中,将腰关节部30、颈关节部31、肩关节部32R,32L、股关节部33R,33L、肘关节部34R,34L、手关节部35R,35L、膝关节部36R,36L和脚关节部37R,37L一起称为关节部。再有,也可以在上述以外的地方、例如手指等处设置关节部。
人形2也可以进一步具有输入器件IU和输出器件OU的至少一方。输入器件IU通过信号线SL1与控制部12(后文中出现)连接,并且通过电力线PL1与电源13连接。输出器件通过信号线SL2与控制部12连接,并且通过电力线PL2与电源13连接。作为输入器件IU,例如可以列举摄像装置、话筒、触摸传感器等。由于具备输入器件IU,能够通过人形2将图像信息、声音信息、接触信息取入到控制部12。另一方面,作为输出器件OU,可以列举扬声器、照明(发光二极管等)、振动元件、显示器件(LCD:liquid crystal display)等。由于具备输出器件OU,能够使人形2进行对应于取得的图像信息、声音信息的会话、动作。
台座1在壳体10的内部具有驱动单元DU。作为驱动单元DU,例如具有用于驱动人形2的驱动部11、和控制该驱动部11等的动作的控制部12。驱动部11具有多个伺服马达SM,各个伺服马达SM通过线4与关节部连接。作为线4,例如优选伸长率小且强度高的树脂制钓丝、钢琴线等金属制的线。驱动单元DU也可以进一步具有电池等电源13。或者,台座1也可以接受从外部电源的电力供应。进一步说,也可以是满足上述双方的构造。驱动单元DU也可以进一步具有通过信号线SL14与控制部12连接的记忆部14,该记忆部14存储有用于对人形2进行动作控制的程序。
壳体10以包围的方式覆盖驱动部11,因此可以制成台座1的隔音构造。这是因为由于壳体10包围驱动部11的构造,伺服马达SM所发生的动作声音不容易向外部泄漏。再有,也可以根据伺服马达SM的数量、噪音特性(强度、频率特性)适宜地变更壳体10的厚度、材质(吸音特性)。进一步说,也可以在壳体10的里面或外面设置具有吸音性的片材(未图示)。另外,虽然鉴于减少从壳体10向外部的声音泄漏而优选高密闭性,但是另一方面由于密闭性高,也可以预想在伺服马达SM动作时发生的热量将停留在壳体10的内部。在这种情况下,优选地,在壳体10中设置冷却扇、散热管(heat pipe)等(全都未图示),进行伺服马达SM的冷却。另外,台座1也可以如图1B所示,内藏与外部设备进行信号等的收发的收发部(I/F)15作为驱动单元DU,并且在壳体10中具有例如对应于USB(universalserial bus)规格的端子等外部连接端子(未图示)。收发部(I/F)15除了有线LAN之外,也可以通过WiFi、无线LAN等无线通讯与外部设备进行信号等的收发。
[2.关节部的详细结构例子]
接着,对关节部的详细结构进行说明。各个关节部各自包含1个或多个轴关节机构。线4包含多个线元件40(41A,41B,42A,42B,43A,43B,…)。
例如腰关节部30包含3个轴关节机构(参照图1C)。具体地说是下列3个轴关节机构:以人形2的前后方向(图1C的纸面垂直方向)的轴部30J1为中心转动的轴关节机构、以垂直方向的轴部30J2为中心转动的轴关节机构、和以人形2的左右方向(图1C的纸面左右方向)的轴部30J3为中心转动的轴关节机构。
通过设置包含这样的轴关节机构的腰关节部30,可以进行以下的动作。例如通过躯干上部20A对躯干下部20B以轴部30J1为中心转动,人形2的上身可以朝着正面在左右方向倾斜。另外,通过躯干上部20A对躯干下部20B以轴部30J2为中心转动,人形2的上身可以在左右方向旋转。进一步说,通过躯干上部20A对躯干下部20B以轴部30J3为中心转动,人形2的上身可以在前后方向倾斜。
再有,虽然在这里列举腰关节部30为例进行了说明,但是对于其他关节部也可以设置1个或多个包含轴部的轴关节机构。
其次,参照图2A,列举肩关节部32R和肘关节部34R为例对轴关节机构进行说明。图2A是说明从驱动部11向关节部进行动力传输的机制的概念图。如图2A所示,肩关节部32R例如包含主体部321与轴关节机构322。轴关节机构322具有:固定在躯干上部20A上的轴部322A、固定在上臂221R上的主体部321、和固定在该主体部321上的臂322B。臂322B例如其中央部由轴部322A以可以旋转的方式支撑。臂322B的一端连接有线元件41A的一端,臂322B的另一端连接有线元件41B的一端。再有,线元件41A的一端与线元件41B的一端也可以互相连接。同样,肘关节部34R例如包含主体部341与轴关节机构342。轴关节机构342具有:固定在上臂221R上的轴部342A、和固定在主体部341上的臂342B。在主体部341上也固定有前臂222R的一端。臂342B例如其中央部由轴部342A以可以以轴部342A为中心轴旋转的方式支撑。臂342B的一端连接有线元件42A的一端,臂342B的另一端连接有线元件42B的一端。再有,线元件42A的一端与线元件42B的一端也可以互相连接。这样,在人形2中,对每个轴关节机构设置一对线元件40。也就是说,例如在轴关节机构322中,设置有下列2个动力传输路径:由线元件41A形成的动力传输路径、和由线元件41B形成的动力传输路径。在这里,一对线元件41A、41B对应于本公开的“线元件对”的一个具体例子。
线4容纳在表皮部分24的内部,并且沿着骨架部件布线,最终贯穿脚233R的里面而从开口10K导入壳体10的内部。在骨架部件具有空心构造的情况下,可以使各根线4通过该骨架部件内部的空心部分。另外,线4虽然也可以贯穿脚233R和脚233L的双方而导入壳体10的内部,但是优选地,仅贯穿脚233R或脚233L的任意一方而导入壳体10的内部。这是因为仅脚233R或脚233L的任意一方被壳体10固定,另一方处于可以自由活动的状态。导入壳体10中的线4的另一端连接于对每个关节部的轴关节机构个别设置的伺服马达SM。具体地说,如图2A所示,线元件41A的另一端和线元件41B的另一端分别连接于对应于肩关节部32R的轴关节机构322的伺服马达SM(这里为了方便称为伺服马达SM1)的伺服臂51的两端。伺服马达SM1具有:主体部52、和设置在该主体部52上的驱动轴53。伺服臂51被驱动轴53固定,可以对主体部52以驱动轴53为中心旋转。同样,线元件42A的另一端和线元件42B的另一端分别连接于对应于肘关节部34R的轴关节机构342的伺服马达SM(这里为了方便称为伺服马达SM2)的伺服臂51的两端。但是,优选地,线元件42A、42B贯穿位于与其对应的轴关节机构342与伺服马达SM2之间的其他轴关节机构322的中心部并延伸。这是为了在线元件42A、42B的路径上的其他轴关节机构322驱动时,避免受到线元件42A、42B产生松驰、紧张等干扰。另外,也可以如图3A所示,在关节部(肩关节部32R)与伺服马达SM1之间的各个线元件41A、41B的路径上设置线导向器61,以使各个线元件位于适当的地方。这是为了将伺服马达SM1的驱动力通过线元件41A、41B更加可靠地向肩关节部32R的轴关节机构322传输。
再有,在这里,例示了肩关节部32R和肘关节部34R,关于其他关节部的轴关节机构与线元件和伺服马达的关系也同样。
[3.人形的基本动作]
在本实施方式的人形中,根据控制部12的指令进行人形2的动作控制。具体地说,按照存储在记忆部14中的所定程序向对应于各个关节部的伺服马达SM发送信号,启动(电源开启的状态)该伺服马达SM,实行各个关节部的轴关节机构的旋转动作,使肢体自由转动。再有,启动电源关闭时的驱动部11的伺服马达SM所需的转矩优选地比由波及对应于该伺服马达SM的关节部的重量产生的转矩大。这是因为这样能够保持电源关闭时的人形2的姿势。
另外,控制部12也可以不使所有的伺服马达SM的电源开启,而使一部分伺服马达SM的电源开启,使剩余的伺服马达SM的电源关闭。例如也可以在仅驱动多个轴关节机构中的一部分轴关节机构时,将对应于该一部分轴关节机构的一部分伺服马达SM的电源持续开启所定时间,而将其他伺服马达SM的电源持续关闭所定时间。这是因为即使将对应于不进行动作的轴关节机构的伺服马达SM的电源关闭,如上所述,也能够利用驱动该伺服马达SM所需的转矩来保持人形2的姿势。
具体地说,如图2B的时序图所示,第一~第三伺服马达SM1~SM3在各个时间进行电源的开启·关闭。在图2B中,横轴表示时间,纵轴表示分别对第一~第三伺服马达SM1~SM3投入的功率电平。在图2B中,L0(电平·零)相当于电源关闭状态的功率电平。另一方面,LL(电平·低)和LH(电平·高)虽然都是电源开启状态,但是LL相当于不进行轴关节机构动作的待机状态的功率电平,LH相当于进行轴关节机构动作的驱动状态的功率电平。在
图2B的例子中,在时刻T1,第一~第三伺服马达SM1~SM3同时启动,电源开启状态(驱动状态)维持到时刻T2。也就是说,从时刻T1到时刻T2,分别对应于第一~第三伺服马达SM1~SM3的各个轴关节机构驱动。第一伺服马达SM1在经过了从时刻T2到时刻T3的待机状态的期间(待机期间)、从时刻T3到时刻T4的驱动状态的期间(驱动期间)、从时刻T4到时刻T5的待机期间和从时刻T5到时刻T6的驱动期间之后,电源被关闭。关于该例的第一伺服马达SM1,因为前一个驱动期间与下一个驱动期间的间隔短,所以通过使该期间不成为电源关闭状态的期间(休止期间)而成为待机期间,能够提高应答性,进行人形2的圆滑动作。对此,关于第二伺服马达SM2,因为从时刻T2到时刻T5持续较长的时间不进行驱动,所以在该期间,使功率电平为L0,维持电源关闭状态。另外,关于第三伺服马达SM3,从时刻T1到时刻T4维持驱动状态,之后成为休止期间。
像这样,因为根据人形2的动作,使必要的伺服马达SM仅在必要的期间为电源开启状态,所以能够减少驱动部11整体的驱动声音,能够更加提高静音性。而且,能够谋求电力消耗的降低。进一步说,如果在前后的驱动期间间隔短的情况下,一时设定为低功率电平LL,设置一时使伺服马达SM停止的待机期间,那么与电力完全关断的状态的情况相比,能够迅速地进行动作的始动。在这种情况下,人形2能够进行更加自然的动作。
[4.关节部的动作]
在这里,参照图2A,列举肩关节部32R和肘关节部34R为例对上臂221R和前臂222R的动作进行说明。上臂221R通过肩关节部32R的轴关节机构322的旋转进行动作。也就是说,将伺服马达SM1的驱动力通过线元件41A、41B向轴关节机构322传输,由此能够转动上臂221R。具体地说,如果根据来自控制部12的信号驱动伺服马达SM1,该驱动轴53例如向箭头R53+的方向旋转(右旋转),那么伺服臂51也向同样的方向旋转。因此,线元件41B被拉引,肩关节部32R的轴关节机构322的臂322B以轴部322A为中心向箭头R32+的方向旋转(右旋转)。其结果是:固定臂322B的主体部321也向同样的方向旋转,最终固定在主体部321上的上臂221R以肩关节部32R为支点向上方(远离躯干部20的方向)转动。相反,如果使驱动轴53向箭头R53-的方向旋转(左旋转),那么因为线元件41A被拉引,所以能够使上臂221R向下降方向(接近躯干部20的方向)转动。再有,伴随该肩关节部32R和上臂221R的动作,位于它们的前端侧的肘关节部34R和前臂222R几乎不受影响。这是因为线元件42A、42B贯穿轴关节机构322的中心部并延伸。
关于肘关节部34R也同样。也就是说,将伺服马达SM2的驱动力通过线元件42A、42B向轴关节机构342传输,由此能够转动前臂222R。具体地说,如果根据来自控制部12的信号驱动伺服马达SM2,该驱动轴53例如向箭头R53+的方向旋转(右旋转),那么伺服臂51也向同样的方向旋转。因此,线元件42B被拉引,肩关节部32R的轴关节机构322的臂342B以轴部342A为中心向箭头R34+的方向旋转(右旋转)。其结果是:固定臂342B的主体部341也向同样的方向旋转,最终固定在主体部341上的前臂222R以肘关节部34R为支点向接近与上臂221R平行的方向转动。相反,如果使驱动轴53向箭头R53-的方向旋转(左旋转),那么线元件42A被拉引。其结果是:前臂222R能够以肘关节部34R为支点向对上臂221R弯曲的方向转动。
再有,本技术不限定于对一个轴关节机构设置一对线元件的构造(称为双拉构造。)的情况。如图3B所示,在颈关节部31等不需要太大驱动力的关节部,也可以仅使用一个线元件(称为单拉构造。)。具体地说,颈关节部31具有轴关节机构310。该轴关节机构310包含:固定在躯干上部20A上端的中央部的轴部311、和例如自身的中央部由轴部311以可以旋转的方式支撑的臂312。在这里,仅臂312的一端连接于线元件43,线元件43的另一端连接于对应于轴关节机构310的伺服马达SM3的伺服臂51的一端。臂312的另一端通过线圈弹簧等弹性部件62连接于躯干上部20A等。即使是该单拉构造也能够进行头部21的动作。也就是说,如果使驱动轴53向箭头R53-的方向旋转(左旋转),那么线元件43被拉引。其结果是:因为臂312以轴部311为支点左旋转,所以能够进行头部21向前方倾倒的动作(点头动作)。相反,因为如果使驱动轴53向箭头R53+的方向旋转(右旋转),那么波及线元件43的张力缓和,弹性部件62拉引臂312的另一端,所以臂312以轴部311为支点右旋转。其结果是:头部21能够返回原位,或者进行仰视上方的动作。
[5.作用和效果]
在本实施方式的人形中,将用于驱动人形2的驱动部11内藏于台座1中。为此,因为可以不在人形2中设置驱动源,所以能够谋求人形2的轻量化,并且能够制成例如具有纤细的形状等优美的人形2。通过人形2的轻量化,因为能够将驱动所需的伺服马达SM的输出功率抑制为较低,所以也能够更加增大人形2的尺寸。即使在使人形2大型化的情况下,在低成本化、排除倒下时的危险性等方面也有利。另外,在驱动人形2时,因为将驱动部11的伺服马达SM的驱动力通过线4向各个关节部传输,所以人形2的动作稳定,能够获得高的动作再现性。而且,与使用轴、凸轮或齿轮作为动力传输部件的情况相比,容易获得高度的动作自由度。
另外,在本实施方式的人形中,因为对1个关节部设置了1个或多个轴关节机构,使这些轴关节机构通过个别设置的线4而独立驱动,所以能够进行对应于部位的更加丰富多彩的运动。
特别是,如果使线4仅集中于脚233R或脚233L的任意一方而导入壳体10的内部,那么能够将人形2固定于台座1的地方抑制在最小限度。因此,能够使另一只脚自由地进行上下运动、旋转运动,与固定双脚的情况相比,整个身体的朝向、姿势等的限制也得到缓和。因此,可以展现满足用户要求的比较自由的姿势,也可以减少视觉上的不协调感。
另外,在本实施方式的人形中,将驱动部11内藏于台座1中,以覆盖该驱动部11的方式设置壳体10,由此制成隔音构造。因为这样能够确保动作时的静音性,所以在例如家庭内、夜间等安静的环境下,使用者也能够不用担心周围而操作人形,享受快乐。
像这样,根据本实施方式的人形,能够保证人形2的外表美观,并且可以容易地进行满足使用者的爱好的丰富多彩的动作。
<第一实施方式的变形例>
(变形例1-1)
参照图4A、图4B和图4C,对上述第一实施方式的人形的第一变形例(变形例1-1)进行说明。在本变形例中,线4容纳在对应的每个轴关节机构的管子T中并延伸。具体地说,例如对应于轴关节机构322设置的1对线元件41A、41B容纳在1根管子T1中。管子T1容纳在人形2的内部、例如表皮部分24的内部。管子T1的一部分也可以由夹子(未图示)固定在骨架部件上。另外,在骨架部件是空心构造的情况下,也可以以通过该骨架部件的内部空间的方式设置。在这种情况下,如图4B所示,例如也可以在躯干下部20B的一部分上,形成多个在其延伸方向贯通的孔、即管子导向孔TG。这是因为通过设置这样的管子导向孔TG,能够使管子T保持在一定的位置上,并且使管子T容易插入骨架部件的内部空间,具有优异的制造性。再有,管子T例如由特氟隆(Teflon)(杜邦公司的注册商标)等树脂构成,优选相对于各个线元件内面摩擦系数小的材料。
在本变形例中,1对线元件41A、41B容纳在对应的每个轴关节机构的1根管子T中。因此,即使在例如较大地扭转躯干部20的动作、即使躯干上部20A相对于躯干下部20B以大角度旋转的情况下,能够避免与驱动其他轴关节机构的1对线元件的干扰(例如互相重叠而产生摩擦)。进一步说,也可以避免1对线元件41A、41B在其路径上的构造物与构造物之间的段差部分损伤。另外,也可以防止由于人形2的动作而导致的1对线元件41A、41B的弯曲。因此,能够提高操作性、姿势的自由度,更圆滑地进行动态动作。另外,因为能够使线4的通过路径稳定地保持在适当的位置,所以能够进行更加正确的动作。另外,因为使管子T容纳在人形2的内部,所以不损坏人形2的整体优美性,并且可以避免管子T与肢体(头部21、右上肢22R、左上肢22L、右下肢23R、左下肢23L)的干扰。另外,线4贯穿管子T内部的构造与不使用管子T的情况相比,将线4贯穿骨架部件内部的工作容易完成,具有优异的制造性。同样,在修理时,因为线4的交换工作比较容易完成,所以具有优异的保养性。
进一步说,使线元件40通过这样的管子T的内部,由此如图4C所示,可以制成多个线元件40集中在一处(例如右下肢23R)的构造。也就是说,在本变形例中,容纳有线元件40的多根管子T会聚在一起构成一个捆绑部TB,在该一个捆绑部TB中台座1与人形2连接。由于这样的构造,能够将台座1与人形2的连接处抑制到最小限度,能够更加提高人形2的动作自由度。例如与使管子T(或线元件40)贯穿脚233R和脚233L的双方的情况相比,通过仅将脚233R作为人形2与台座1的连接处,可以进行一方的脚233L的举起、转动等丰富多彩的动作。在图4C中,表示仅使3根管子T1~T3会聚,并且使它们依次通过小腿232R、脚关节部37R和脚233R导入壳体10的内部的情况。管子T1容纳1对线元件41A、41B,管子T2容纳1对线元件42A、42B,管子T3容纳1对线元件43A、43B。然而,为了提高人形2的动作自由度,优选地,会聚线元件40各自对应的所有管子T。
另外,在本变形例中,如图4C所示,在线4(线元件41A)的路径上设置有张力调整部5。张力调整部5是在固定于壳体10的滑轮5A与滑轮5B之间设置有可以移动的滑轮5C的部件。滑轮5C例如通过使线元件41A向箭头方向偏向,对线元件41A施加一定的张力。因此,线元件41A的张力被适当维持,能够进行更高精度的动作。再有,虽然在图4C中表示仅在1处设置有张力调整部5的情况,但是也可以根据需要在多处设置。例如也可以在图4C中,对线元件41B也设置张力调整部5,对线元件41A和线元件41B的双方同时施加适当的张力。另外,这样的张力调整部5也可以适用于不使用管子T的情况。再有,张力调整部5不限定于图4C所示的形态,也可以是其他形态。
进一步说,在本变形例中,例如管子T2贯穿位于台座1与对应于管子T2的轴关节机构342之间的其他轴关节机构322的中心部并延伸。轴关节机构322的中心部是指例如轴部322A的附近。由于这样的构造,轴关节机构342不受其他关节部(肩关节部32R)的动作的干扰,能够进行正确的动作。
再有,在图4A和图4C中,为了充分确保易读性,相对粗地描绘了各根管子T。然而,各根管子T粗(外径)例如是最大1.5mm左右,比例如人形2的小腿232R的宽度(6mm~9mm左右)、最细的部分即脚关节部37R的内部空间的直径(10mm左右)更细。因此,能够会聚对应于各个轴关节机构的多根管子T(例如20根左右)的全部,穿过右下肢23R导入壳体10的内部,能够使左下肢23L不与壳体10连接而处于可以自由活动的状态。另外,即使在像这样使多根管子T的全部会聚于一方的脚部的情况下,也不妨碍人形2的各个关节部的旋转动作。
(变形例1-2)
参照图5A对上述第一实施方式的人形的第二变形例(变形例1-2)进行说明。在本变形例中,对应于1个轴关节机构的1对线元件分别容纳在1根管子T中并延伸。具体地说,在例如对应于轴关节机构322设置的1对线元件41A、41B中,线元件41A容纳在管子T1A中,线元件41B容纳在管子T1B中。在本变形例中,因为能够避免线元件41A与线元件41B的接触,所以能够更加圆滑地进行人形2的动作。关于例如对应于特别需要施加强驱动力的轴关节机构的线元件40,本变形例的结构是适宜的。
(变形例1-3)
参照图5B对上述第一实施方式的人形的第三变形例进行说明。在本变形例中,除了进一步具有作为张力调整部5的弹性部件5D之外,其他结构与上述第二变形例(图5A)相同。在这里,弹性部件5D例如是线圈弹簧,可以相对于1根管子T设置1个。例如在管子T1A上安装有弹性部件5D1,在管子T1B上安装有弹性部件5D2。也就是说,弹性部件5D1的一端固定在管子T1A上,另一端固定在台座1的壳体10上。同样,弹性部件5D2的一端固定在管子T1B上,另一端固定在台座1的壳体10上。像这样,也可以通过分别从管子T1A、T1B的外侧施加张力,来使该管子T1A、T1B内部的线元件41A、41B产生偏向。因此,线元件41A、41B的张力被适当维持,能够进行更高精度的动作。
<第二实施方式>
[1.装卸部的结构]
对本公开的第二实施方式的人形系统进行说明。在本实施方式中,如图6A和图6B所示,台座1在壳体10的上部具有装卸部3A,人形2在其下方具有装卸部3B,装卸部3A与装卸部3B以可以装卸的方式连接。本实施方式除了这一点,其他结构与上述第一实施方式相同。这样做容易使用,并且如果确保兼容性,多个人形2就能够共有一个台座1。
具体地说,如图6A所示,在台座1中,多个伺服马达SM排列于壳体10的上面10S构成装卸部3A;如图6B所示,设置于人形2上的装卸部3B以覆盖装卸部3A的方式与装卸部3A连接。
图7A是表示装卸部3B及其附近的结构的正视图。另外,图7B是表示即将连接前的状态(分离状态)的装卸部3A、3B及其附近的结构的侧面图,图7C是表示连接后的状态(连接状态)的装卸部3A、3B及其附近的结构的侧面图。装卸部3B在与装卸部3A连接的状态下位于壳体10的上方,具有:顶部71、立设在其周边的壁部72、在由壁部72包围的区域立设于顶部71的下面71S上的凸出部73、以及通过旋转轴部74由凸出部73支撑的伺服臂75。伺服臂75在中心部具有从正面看的形状例如为正方形的轴承孔75H,旋转轴部74贯穿该轴承孔75H的底部。因此,伺服臂75以轴承孔75H为中心、以可以旋转的方式由凸出部73支撑。
如图7B所示,装卸部3B是在壳体10的上面10S放置多个伺服马达SM的部件。伺服马达SM的主体部52立设于上面10S,驱动轴53的延伸方向与轴承孔75H的延伸方向一致。再有,从图7B所示的即将连接前的状态,对壳体10使装卸部3B沿着图7B所示的箭头方向(纸面的右方向)滑动,由此如图7C所示,驱动轴53插入伺服臂75的轴承孔75H,成为连接状态。
在该人形系统中,通过装卸部3A与装卸部3B的连接,构成包围多个伺服马达SM的隔音构造。由于这样的隔音构造,伺服马达SM所发生的动作声音不容易向外部泄漏。在这种情况下,作为用于冷却伺服马达SM的冷却部,例如可以在壳体10的内部设置有电扇10F(参照图7B、图7C)。电扇10F例如在壳体10的下部朝上方配置,向上方送风。在壳体10的上部形成有通气孔10K1、10K2,如果启动电扇10F,那么在装卸部3A与装卸部3B连接的状态下,在装卸部3B和壳体10的内部空间发生气流循环(参照图7B、图7C、图7F)。该气流从电扇10F向上依次通过通气孔10K1、伺服马达SM、通气孔10K2之后,再次返回电扇10F。再有,在壳体10的内部充满热气的情况下,也可以如图7C所示,在壳体10的底部设置1个或多个通气孔10K3,进行向外部的排气和从外部的吸气。在这种情况下,因为通气孔10K3设置在壳体10的底面,所以隔音性不受很大影响。或者,也可以由通气性优异且隔音性高的材料覆盖通气孔10K3的周围。
图7D是沿着旋转轴部74的截面图。另外,图7E是从旋转轴部74看伺服马达SM的正视图。如图7D所示,驱动轴53在沿着其延伸方向上,包含:具有梯形状断面的前方部53A和具有矩形状断面的后方部53B。如图7E所示,在从旋转轴部74看驱动轴53的情况下,前方部53A具有圆形的顶面53AS,后方部53B与轴承孔75H相同、具有正方形的外缘。在使用时(安装时),驱动轴53与轴承孔75H啮合,后方部53B的外面与轴承孔75H的内面75S接触。由于这样的构造,驱动轴53与轴承孔75H在旋转面上总是以一定角度的状态嵌合。再有,伺服臂75的轴承孔75H具有:入口附近的倾斜部分、位于其里面的与驱动轴53嵌合的直形部分。该倾斜部分成为插入驱动轴53的导轨,发挥能够顺利地安装的功能。
在本实施方式中,多个伺服马达SM的各个驱动轴53全都朝着同一个方向。具体地说,如图7F所示的顶视图,在壳体10的上面10S,设置有多个各自包含互相朝着同一直线方向的驱动轴53的伺服马达SM。与此对应,装卸部3A如图7G所示的底视图,具备多个伺服臂75,该伺服臂75具有分别对应于各个伺服马达SM的驱动轴53的方向的轴承孔75H。因此,例如使装卸部3B覆盖在所有的伺服马达SM上之后,按原样使装卸部3B沿着图7G的箭头方向滑动,由此能够用一次性操作分别插入对应于所有的伺服臂75的轴承孔75H的驱动轴53。因此,能够对台座1简便地安装人形2。再有,在从台座1上卸下人形2时,可以进行相反的操作。
关于信号线SL1,SL2、电力线PL1,PL2、和其他各种配线,也可以在装卸部3A与装卸部3B的连接部连接和分离。例如信号线SL1可以分离成:通过人形2内部的上部信号线SL1A、设置在台座1内部的下部信号线SL1B。具体地说,如图8所示,在一部分凸出部73上,设置凹部76替代旋转轴部74和伺服臂75。凹部76具有孔76H,在该孔76H的内部形成与上部信号线SL1A连接的连接端子77。另一方面,在壳体10的上面10S上,例如立设与主体部52同样大小的连接端子底座78,在其内部配置下部信号线SL1B。在连接端子底座78上与凹部76的孔76H对向的位置,设置连接于下部信号线SL1B一端的凸状连接端子79。关于信号线SL2、电力线PL1,PL2、和其他各种配线,也具有同样的结构。由于这样的结构,能够将伺服马达SM的驱动轴53与伺服臂75的轴承孔75H的嵌合和分离操作,与各种配线的连接和分离操作一起一次性进行。
[2.关于人形的动作控制]
(机种ID)
在本实施方式的人形中,如图9所示,人形2可以进一步具有由ROM(read-onlymemory)等构成的记忆部25,在该记忆部25存储有该人形2自身的机种识别信息(机种ID)。在这种情况下,在台座1的记忆部14中,可以存储包含对应于每个人形2的机种ID的动作参数的参数表。在图9中,表示存储于台座1的记忆部14的参数表的一个例子。在该参数表中,最左一列记载有机种ID(ID1,ID2,…,IDm),最上一行记载有轴关节机构识别记号K(K1,K2,…,Kn)。在各个所定机种ID与所定识别记号K的交叉栏,记载有规定对应的伺服马达SM的旋转方向、旋转速度、或旋转数等的适当的动作参数X(X1,X2,…,Xn)。再有,在图9中,仅表示了有关关节部的轴关节机构的记载,也可以在参数表PT中,对每个机种ID记载各种输入器件IU和输出器件OU的动作参数X。再有,记忆部25也可以在装卸部3A与装卸部3B的连接部,通过可以分离的信号线和电力线与台座1连接。
在本实施方式中,控制部12能够在对应于存储在记忆部25中的机种ID的适当的条件下,进行动作控制。具体地说,控制部12通过信号线SL25从记忆部25取得机种ID,并且从存储在台座1的记忆部14中的参数表选择对应于该机种ID的动作参数X。之后,控制部12启动对应于机种ID的适当的软件,对驱动部11发送控制信号AC(AC1AC2,…,ACn)以便进行对应于选择的动作参数X的动作,从而驱动对应的各个伺服马达SM。关于各种输入器件IU和输出器件OU也同样。
在这里所述的机种ID是指有关例如该人形2的型式信息、肢体尺寸和重量、关节部的可动范围等信息。另外,对应于机种ID的适当的条件是指例如各肢体的可动范围、对应于重量的动作速度范围或转矩范围等条件,并且该条件不包括使该型式的人形2破损或倒下、给周围施加危害。在这种情况下,控制部12可以根据机种ID变更动作参数,或者也可以变更控制软件。像这样,控制部12取得安装的人形2的机种ID,并且据此通过驱动部11使人形2进行适当的动作,由此进行对应于人形2的规格的构造上合理的动作。
另外,控制部12也可以通过因特网线路、LAN(Local Area Network)等从外部取得对应于机种ID的最新的动作参数数据、最新的控制软件,来更新存储在记忆部14中的上述参数表、控制软件。具体地说,如图10所示,控制部12通过因特网线路NT从外部的服务器SV取得对应于机种ID1的补正后的动作参数X’(X1’,X2’,…,Xn’)。之后,将此置换存储在记忆部14中的参数表PT上的动作参数X(X1,X2,…,Xn)。或者,也可以不置换原来的动作参数X(X1,X2,…,Xn),而重新追加动作参数X’(X1’,X2’,…,Xn’)。关于控制软件也相同。这样做,可以适宜地根据最新的动作参数数据、最新的控制软件进行动作控制。因此,例如能够重新追加适合人形2的人物的动作、姿势。
(个体ID)
在本实施方式的人形中,也可以在记忆部25中,进一步存储该人形2自身的个体识别信息(个体ID)(图11)。在这种情况下,控制部12能够从台座1内部的记忆部14或外部的服务器SV等取得对应于人形2的个体ID的个别信息DD,根据个别信息DD进行人形2的动作控制。在这里所述的个别信息DD(DD1,DD2,…,DDm)是指表示各个人形2的个性的信息,包含根据用户的爱好定制的动作参数XX(XX1,XX2,…,XXn)。因此,控制部12通过使用该个别信息DD,能够进行适合该人形2的个性的动作、姿势、发音等。进一步说,控制部12也可以利用因特网,将对应于个体ID的适当的内容、例如对应于用户的爱好的商品信息、地区信息等提供给用户。另外,也可以通过自己的人形,利用因特网线路、电话线路等,与具有其他个体ID的特定的人形(的所有者)进行信息交流。
[3.作用和效果]
像这样,在本实施方式的人形中,台座1与人形2在装卸部3以可以装卸的方式连接。因此,容易使用,并且如果确保兼容性,多个人形2就能够共有一个台座1。其结果是:有利于用户的便利性、经济性,并且在故障时容易找出其原因,也容易修理。另外,从人形2引出的线4的端部连接于装卸部3B,没有连接于驱动部11的伺服马达SM。因此,能够将人形系统完全分离成:机械系统部分(人形2)、电气系统部分(台座1),具有优异的制造性或保养性。
另外,在本实施方式中,人形2具有存储自身机种ID的记忆部25,台座1由控制部12根据机种ID进行人形2的动作控制。因此,能够进行对应于人形2的规格的构造上合理的安全动作。
进一步说,如果控制部12根据来自外部的信息,进行对应于人形2的机种ID的动作控制,那么通过适宜地更新或积蓄动作参数,能够使人形2进行新动作。
进一步说,如果在记忆部25存储个体ID,控制部12根据对应于该个体ID的个别信息DD进行人形2的动作控制,那么能够进行适合该人形2的个性的动作。
由于以上的理由,根据本实施方式的人形,能够进一步提高用户的满足度。
<第二实施方式的变形例>
(变形例2-1)
参照图12A和图12B,对上述第二实施方式的人形的第一变形例(变形例2-1)进行说明。在上述第二实施方式中,虽然举例说明了台座1的多个伺服马达SM各自包含互相朝着同一直线方向的驱动轴53的情况,但是本技术并不限定于此。如图12A所示,也可以装卸部3A为圆形状,在其上面10S上,具备多个各自包含互相朝着同一圆周方向的驱动轴53的伺服马达SM。对此,装卸部3B也为圆形状,如图12B所示的底视图,只要具备多个具有分别对应于各个伺服马达SM的驱动轴53的方向的轴承孔75H的伺服臂75即可。即使在这种情况下,使装卸部3B覆盖在装卸部3A的所有的伺服马达SM上之后,按原样使装卸部3B沿着图12B的箭头方向旋转,由此也能够分别插入对应于所有的伺服臂75的轴承孔75H的驱动轴53。
(变形例2-2)
参照图13A和图13B,对上述第二实施方式的人形的第二变形例(变形例2-2)进行说明。图13A是表示本变形例的即将连接前的状态(分离状态)的装卸部3A、3B及其附近的结构的概略图,图13B是表示本变形例的连接后的状态(连接状态)的装卸部3A、3B及其附近的结构的概略图。
在上述第二实施方式中,在沿着壳体10的上面10S的方向(水平方向)定向有驱动轴53和轴承孔75H的情况进行了说明。对此,在本变形例中,驱动轴53和轴承孔75H定向在与水平方向不同的方向、例如相对壳体10的上面10S实质上垂直的方向(垂直方向)。具体地说,在装卸部3A中,配置于上面10S的各个伺服马达SM在主体部52的上面具有驱动轴53。驱动轴53的延伸方向为相对上面10S实质上垂直的方向。
另一方面,装卸部3B位于装卸部3A的上方,具有:顶部71、立设在其周边的壁部72、以及通过旋转轴部74由顶部71的下面71S支撑的伺服臂75。与伺服马达SM的驱动轴53对向的伺服臂75的轴承孔75H如图13C所示,在与驱动轴53实质上同一方向延伸。图13C是表示装卸部3的主要部分结构的放大截面图。再有,容纳线元件40的管子T穿过设置在顶部71的开口71K进入上方,多根管子T会聚在一起构成一个捆绑部TB。
在本变形例中,装卸部3的结构更加简化,容易进行装卸部3A与装卸部3B的安装和拆卸的各种操作。例如在将装卸部3A与装卸部3B对准之后,通过将装卸部3B从装卸部3A的上方按下,能够在台座1上安装人形2。相反,通过将装卸部3B向上方拉引、拆下,能够使人形2从台座1脱离。也就是说,在上述第二实施方式中,关于装卸部3B,需要进行沿着壳体10的上面10S的水平方向的移动、和沿着与上面10S正交的垂直方向的移动2步操作,而在本变形例中,只要进行沿着与上面10S正交的垂直方向的移动就足够了。进一步说,伴随装卸部3的结构简化,更加容易进行人形系统制造时的装配、修理。
(变形例2-3)
参照图14A~图14F,对上述第二实施方式的人形的第三变形例(变形例2-3)进行说明。图14A~图14F是表示作为本变形例的人形系统的装卸部3B的主要部分的伺服臂75A的放大图。其中,图14A~图14C是从正面看伺服臂75A的图,图14D~图14F是从侧面看伺服臂75A的图。图14A~图14C分别与图14D~图14F对应。本变形例的装卸部3B的伺服臂75A具有:包含板状部分751A、和设置有轴承孔75H的圆筒部分751B的第一部件751;以及包含固定有线元件41的固定部752A、752B的板状的第二部件752。第一部件751通过贯穿轴承孔75H底部的旋转轴部74,以轴承孔75H为中心由顶部71或凸出部73以可以旋转的方式支撑。第二部件752的平面形状例如是椭圆形状,连接固定部752A与固定部752B的方向为长方向。第二部件752具有:设置在其中央部的开口752K1、和在长方向上设置于开口752K1两旁的一对椭圆形状的开口752K2。开口752K1和一对开口752K2全都在第二部件752的宽度方向延伸。第一部件751的圆筒部分751B贯通开口752K1,在开口752K1的范围内可以移动。第二部件752由贯穿开口752K2的螺丝753固定在第一部件751的板状部分751A上。
在这里,第一部件751与第二部件752是指在设置有开口752K2的范围内,以可以固定的方式构成于图14A和图14D所示的箭头P75A方向的任意的相对位置。例如如果以图14A和图14D作为基准位置,那么能够使第二部件752相对于第一部件751向下方移动(图14B和图14E),或者能够使第二部件752相对于第一部件751向上方移动(图14C和图14F)。
在本变形例中,由第一部件751和第二部件752二个部件构成装卸部3B的伺服臂75A,这些第一部件751和第二部件752能够在任意的相对位置固定。因此,例如在进行人形系统的制造或修理的情况下,在将线元件41A、41B固定于固定部752A、752B时,能够容易地进行根据线元件41A、41B的长度的微调。另外,在长期保管或输送时,能够放松螺丝753,或者能够在线元件41A、41B松弛的状态下将第一部件751与第二部件752互相固定。其结果是:能够缓和对线元件41A、41B的负荷,充分避免破损、劣化。再有,关于第一部件751与第二部件752的相对的运动方向、各自的形状、固定方法不限定于上文所述。
(变形例2-4)
参照图15A~图15C和图16A、图16B,对上述第二实施方式的人形的第四变形例(变形例2-4)进行说明。图15A~图15C是从正面看作为本变形例的人形系统的装卸部3B的主要部分的伺服臂75B及其附近的图。另外,图16A是伺服臂75B的图15A所示的沿着XVIA-XVIA线的箭头方向的截面图。
本变形例的伺服臂75B在具有椭圆形状的平面形状的第二部件752的两端附近,具备调整线元件41A、41B各自张力的1对张力调整部754A、754B。除了这点之外,伺服臂75B具有与伺服臂75A同样的结构。伺服臂75B的张力调整部754A、754B各自具有:调整线元件41A、41B的锁定位置的位置调整部755;以及分别对线元件41A、41B赋予张力的张力赋予部756。位置调整部755以包含螺丝54、由螺丝54固定于第二部件752上的例如圆柱状的核心部件55、以及设置在第二部件752与核心部件55之间的锁定部56的方式构成。锁定部56包含固定在第二部件752上的摩擦部561、以及与该摩擦部561抵接且固定在核心部件55上的摩擦部562。在锁定部56中,在摩擦部561与摩擦部562的抵接面之间产生一定的摩擦力,只要不施加超过该摩擦力的旋转转矩,核心部件55就不会相对第二部件752旋转。另一方面,张力赋予部756以包含:以可以以螺丝54为中心双向旋转的方式支撑的旋转部件57、以及与核心部件55和旋转部件57连接且作为对旋转部件57赋予旋转转矩的弹性部件的扭矩弹簧58的方式构成。
图16B是从正面看张力赋予部756的构造的示意图。扭矩弹簧58以螺旋状卷绕核心部件55的周围,内周侧的端部58T1被固定在核心部件55的外周面55S,外周侧的端部58T2被固定在旋转部件57的内周面57S1。旋转部件57以使其内周面57S1与核心部件55的外周面55S对向的方式,同时以螺丝54为中心在所定的旋转角的范围围绕核心部件55的外侧旋转。这时,旋转部件57由扭矩弹簧58赋予一定的旋转转矩。设置在旋转部件57的外周面57S2的固定部752A、752B连接有线元件41A、41B的一端。为此,因为由扭矩弹簧58对线元件41A、41B通过旋转部件57传输一定的旋转转矩,所以线元件41A、41B被赋予一定的张力。
位置调整部755在一旦放松螺丝54,使摩擦部562和核心部件55相对摩擦部561右旋转或左旋转之后,通过再次拧紧螺丝54,对第二部件752进行固定部752A、752B的初始位置的变更、固定。具体地说,如果例如使螺丝54左转而放松,那么摩擦部562和核心部件55能够以螺丝54为中心自由旋转。此时,使固定部752A、752B的初始位置对准对应于线元件41A、41B的长度的适当的位置,在这样的状态下使螺丝54右转而再次拧紧。在这种状态中,由于锁定部56的摩擦部561与摩擦部562之间的摩擦力,第二部件752与核心部件55的相对位置保持原样。像这样,通过使第二部件752与核心部件55的相对位置发生变化,能够将固定部752A、752B的初始位置修正为适当的位置。其结果是:在将线元件41A、41B安装于固定部752A、752B时,能够解除线元件41A、41B的松弛发生。
如果以如图15A所示的状态为基准,那么在线元件41A、41B比该状态长一点点的情况下,进行如下调整。也就是说,用螺丝刀将张力调整部754A的螺丝54旋转放松之后,以该螺丝54为中心使核心部件55向左方向旋转,以使线元件41A不产生松弛的方式修正固定部752A的初始位置(图15B)。同样,用螺丝刀将张力调整部754B的螺丝54旋转放松之后,以该螺丝54为中心使核心部件55向右方向旋转,以使线元件41B不产生松弛的方式修正固定部752B的初始位置(图15B)。在线元件41A、41B比基准长度更长的情况下,可以使张力调整部754A的核心部件55进一步左旋转,使张力调整部754B的核心部件55进一步右旋转。在以使线元件41A、41B不产生松弛的方式调整固定部752A、752B的初始位置之后,通过用螺丝刀分别拧紧螺丝54,固定这些初始位置。
像这样,在本变形例中,因为设置了位置调整部755,能够简便地修正安装线元件41A、41B的固定部752A、752B的初始位置,所以能够提高制造或交换时的线元件41A、41B的安装工作的效率。另外,因为使位置调整部755与张力赋予部756一体化,所以能够实现更加简单的结构。再有,虽然在张力赋予部756中,由螺旋状的扭矩弹簧58对旋转部件57赋予了一定的旋转转矩,但是本实施方式不限定于此。例如也可以调换成线圈弹簧、橡胶等其他弹性部件。
<第三实施方式>
[1.整体结构]
参照图17,对本公开的第三实施方式的人形系统进行说明。在上述第一实施方式的人形系统中,线4从人形2的内部贯穿脚233R的底部导入壳体10的内部。对此,在本实施方式的人形系统中,使线4(在图15中未图示)从人形2的躯干部20(例如后背)经由支持体80导入壳体10的内部。支持体80由具有刚性的材料构成,是对台座1支撑人形2的部件。
具体地说,如图17所示,支持体80的一端安装在人形2的躯干部20,支持体80的另一端安装在壳体10的上面。支持体80例如具有2个骨架部件80A1、80A2与3个关节部80B1~80B3。骨架部件80A1的一端通过关节部80B1与人形2的躯干部20以旋转自在的方式连接,另一端通过关节部80B2与骨架部件80A2的一端以旋转自在的方式连接。骨架部件80A2的另一端通过关节部80B3与壳体10以旋转自在的方式连接。关节部80B1~80B3各自包含1个或多个(例如3个)轴关节机构(未图示)。导入人形2内部的线4沿着骨架部件80A1、80A2设置,或者在骨架部件80A1、80A2为空心构造的情况下,该线4以通过该骨架部件80A1、80A2内部的空心部分的方式设置。也设置有用于驱动支持体80的关节部80B1~80B3的线4A。该线4A与用于驱动支持体80的关节部82A~82C的伺服马达SM(在图17中未图示)连接。因此,连接于支持体80的一端的人形2和各个骨架部件80A1、80A2能够进行例如以互相正交的3个轴为中心的旋转动作。再有,在图15中,虽然线4A由1根虚线和实线表示,但是线4A由对应于每个关节部80B1~80B3的轴关节机构设置的1个或1对线元件构成。另外,支持体80的整体可以由被覆部件(未图示)覆盖。
[2.作用和效果]
在本实施方式的人形系统中,与第一实施方式不同,没有必要将人形2的脚233R(或脚233L)固定在壳体10上。因此,由支持体80支撑的人形2可以离开壳体10自在地移动。例如能够进行在壳体10的上方飞起、在壳体10的上面跳跃、走动的动作。在这种情况下,如果延长骨架部件81A、81B的长度,那么能够确保更大的可动范围。另外,在第一实施方式中,人形2的脚233R的大小、大腿231R和小腿232R的粗细受到其与人形2整体的尺寸(身长)的比率的限制。对此在本实施方式中,因为支持体80与人形2是异体,并且将支持体80与具有大于脚233R底部的面积的躯干部20连接,所以能够比较自由地变更(放大)支持体80的粗细。为此,因为能够将更多的线元件导入人形2的内部,所以能够增加内藏于人形2的轴关节机构的数目。其结果是:能够提供可以进行更加丰富多彩的动作的人形2。
<第三实施方式的变形例>
参照图18A~图18E,对上述第三实施方式的人形的第一~第五变形例(变形例3-1~3-5)进行说明。在上述第三实施方式中,通过由刚性材料构成的支持体80支撑人形2的躯干部20,并且通过配设在该支持体80内的线4A,将来自驱动单元的驱动力传输给人形2。然而,本技术不限定于此。如图18A~图18D所示,也可以将人形2的躯干部20(例如后背)与驱动单元DU通过具有柔性的驱动力传输部84连接。驱动单元DU与第一实施方式同样,除了包含驱动部11和控制部12之外,也可以包含电源13、记忆部14和收发部(I/F)15。驱动力传输部84是在由橡胶、树脂或金属等可挠性材料构成的挠性导管的内部插入上述线4A的部件。驱动力传输部84的一端与人形2连接,驱动力传输部84的另一端与装卸部3B连接,该装卸部3B与图13A等所示的部件的结构相同。
(变形例3-1)
在本变形例中,在设置于地板面FS的椅子85上放置有人形2。在地板面FS上设置有容纳驱动单元DU的壳体10A。在壳体10A的侧面形成有装卸部3A,该装卸部3A与图13A等所示的部件的结构相同,并且以可以与装卸部3B装卸的方式构成。在本变形例中,能够将人形2设置在与壳体10A不同的地方。
(变形例3-2)
在本变形例中,没有将容纳驱动单元DU的壳体10A设置在地板面FS上,而是将壳体10A埋设在建筑物的墙壁W中。在这种情况下,也可以使壳体10A的装卸部3A露出壁面WS,进行装卸部3A与装卸部3B的连接。
(变形例3-3)
在本变形例中,没有将容纳驱动单元DU的壳体10A设置在地板面FS上,而是将壳体10A埋设在建筑物的地板下面。在这种情况下,也可以使壳体10A的装卸部3A露出地板面FS,进行装卸部3A与装卸部3B的连接。但是,也可以将装卸部3B容纳在地板下面。
(变形例3-4)
在本变形例中,没有将容纳驱动单元DU的壳体10A设置在地板面FS上,而是将壳体10A埋设在建筑物的天花板CE上面。在这种情况下,也可以使壳体10A的装卸部3A露出天花板面CP,进行装卸部3A与装卸部3B的连接。
像这样,在上述变形例3-1~3-4中,因为将容纳驱动单元的壳体10A与人形2通过具有柔性的驱动力传输部84连接,所以能够进一步提高人形2可以采取的姿势的自由度。因此,容易应对使用者的更多的需求。
(变形例3-5)
再有,在上述变形例3-1~3-4中,虽然例示了在椅子85上放置人形2的样态,但是可以在椅子以外的物体上放置人形2,也可以将人形2直接放置在地板面上。在如图18E所示的变形例3-5中,在立设于地板面FS的墙壁W中安装由刚性材料构成的驱动力传输部84A,由该驱动力传输部84A支撑人形2。进一步说,通过配设在该驱动力传输部84A内的线4A,将来自驱动单元的驱动力传输给人形2。像这样使人形2为立位,适于进行人形2的广范围动作。
<第四实施方式>
[1.整体结构]
参照图19A和图19B,对适用于本公开的第四实施方式的人形系统的台座1A进行说明。图19A是表示装卸部3A与装卸部3B即将连接前的状态(分离状态)的装卸部3A、3B及其附近的结构的侧面图,例如与图7B、图13A相对应。图19B是表示装卸部3A与装卸部3B连接后的状态(连接状态)的装卸部3A、3B及其附近的结构的侧面图,例如与图7C、图13B相对应。在上述第一实施方式的人形系统中,对具有内藏伺服马达SM的壳体10的台座1进行了例示。对此,本实施方式的台座1A在壳体10的内部没有伺服马达SM等电动机构,用于进行人形2的展示。
因此在台座1A中,在壳体10的上面10S上,作为伺服马达SM的替代品,设置有多个保持人形2的姿势的姿势保持部86。各个姿势保持部86例如各自具有主体部861、和立设于主体部861上部的旋转轴部862。如图19A所示,旋转轴部862的延伸方向与伺服臂75的轴承孔75H的延伸方向互相一致,例如全都是垂直方向(参照图19A)。在台座1A中,通过旋转轴部862与轴承孔75H嵌合(参照图19B),能够抑制以轴承孔75H为中心的伺服臂75的旋转动作(位移)。
进一步说,在主体部861的下部,设置有延伸到壳体10的背面10BS的调节用螺丝863。调节用螺丝863具有:露出在背面10BS的头部863A、和连接头部863A与主体部861的轴部863B。头部863A例如通过螺丝刀等工具旋转,由此能够使旋转轴部862旋转。旋转轴部862分别通过线元件40将驱动力传输给多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构。再有,也可以在主体部861上设置包含1个或多个齿轮的齿轮机构,用来变更调节用螺丝863的旋转数与旋转轴部862的旋转数的比率。
[2.作用和效果]
根据本实施方式的台座1A,使姿势保持部86的旋转轴部862与伺服臂75的轴承孔75H嵌合,来抑制伺服臂75的旋转动作。因此,在保管、展示与台座1A连接的人形2时,能够较长时间地保持该人形2的姿势。进一步说,因为台座1A没有搭载致动器,所以比搭载有伺服马达SM的台座1重量轻且廉价。
另外,根据台座1A,设置了调节用螺丝863,使旋转轴部862能够旋转。因此,能够使对应的伺服臂75的角度保持在所望的位置。因此,能够较长时间地维持对应于使用者的爱好的人形2的姿势。在这里,可以使转动旋转轴部862所需的转矩比由波及对应的轴关节机构的重力产生的转矩大。这是因为这样可以更加稳定地长时间地保持人形2的姿势。进一步说,也可以设置锁定旋转轴部862的旋转的锁定机构864,用来防止在保管、展示时旋转轴部862由于振动而无意中旋转。
<第四实施方式的变形例>
在图19A和图19B所示的台座1A中,虽然作为伺服马达SM的替代品具备了姿势保持部86,但是作为该变形例,也可以具备1个或多个伺服马达SM与1个或多个姿势保持部86的双方。
<其他变形例>
以上虽然列举几个实施方式和变形例对本公开进行了说明,但是本公开并不限定于上述实施方式等,可以做出各种变化。
例如在上述实施方式等中,通过线将来自驱动部的驱动力传输给轴关节机构,由此驱动人形部。然而,也可以如图20所示的其他第一变形例那样,在人形2上设置另外的致动器,通过该致动器驱动人形2的一部分。在这种情况下,可以将人形2的致动器通过信号线(未图示)与控制部12连接,并且通过电力线(未图示)与电源13连接。在图20的例子中,由线圈弹簧81代替颈关节部31与躯干上部20A和头部21连接。头部21由线圈弹簧81支撑在躯干上部20A的上方。在线圈弹簧81的左右两侧,由形状记忆合金构成的一对金属线82A、82B的一端连接在头部21上。这里使用的形状记忆合金具有如下性质:通过施加电压自身发热缩小,放置数秒即返回原状。例如Toki Corporation株式会社的生物金属(注册商标)适用于该形状记忆合金。金属线82A的另一端与电极83A连接,金属线82B的另一端与电极83B连接。电极83A、83B通过一对电力线PL3与电源13连接。在图20的例子中,如果例如通过仅对电极83A通电、加热金属线82A而使其例如收缩5%,那么头部21向右侧(朝向纸面为左侧)倾斜。相反,如果仅对电极83B通电、仅加热金属线82B而使其收缩,那么头部21向左侧(朝向纸面为右侧)倾斜。
进一步说,也可以如图21A、21B所示的轴关节机构那样,使用形状记忆合金进行关节部的旋转驱动。在图21A的轴关节机构中,对向配置的一对圆板91、92通过轴93以可以互相旋转的方式连接。并且,由形状记忆合金构成的一对金属线82A、82B以互相交叉的方式分别与圆板91和圆板92连接。另一方面,在图21B的轴关节机构中,设置线圈弹簧94来代替轴93。在这些图21A、21B的轴关节机构中,通过对金属线82A通电使其收缩,从而圆板92向箭头所示的R-方向旋转;通过对金属线82B通电使其收缩,从而圆板92向箭头所示的R+方向旋转。如果是像这样负荷较小、可动范围窄的关节部(例如颈关节部31和手关节部35R、35L),那么能够使用上述形状记忆合金进行驱动。其结果是:能够削减伺服马达的使用数量,有利于低成本化、轻量化。另外,因为不产生像伺服马达那样的驱动声音,所以也适合在夜间等安静的环境下使用。
再有,作为驱动源,也能够采用聚合物致动器、螺线管致动器等其他简易致动器。另外,对于需要更大的驱动力的关节部,也可以由伺服马达直接驱动。不管怎样,可以根据用途、使用将不同种类的致动器组合使用。
另外,在本技术中,也可以如图22所示,关节部与使关节部彼此连接的骨架部件以可以装卸的方式连接。在图22中,例示了肘关节部34R的附近。图22的肘关节部34R具有:固定于轴部342A且与其一起旋转的圆筒部343、和固定于主体部341且与其一起旋转的圆筒部344。在圆筒部343中,插入有作为骨架部件的上臂221R予以支撑;在圆筒部344中,插入有作为骨架部件的前臂222R予以支撑。在骨架部件与关节部一体化、不能分离的情况下,有必要对人形2的整体进行一体化制造。然而,如果骨架部件与关节部可以分离,那么通过模块化能够在削减部件数的同时,构成多种人形。例如对于肘关节部34R,可以作为不依赖于人形2的种类的共同部件;可以仅将骨架部件作为依存于机种的部件,根据人形2的种类变更其尺寸、形状。另外,通过部件的共通化也能够削减模具数。再有,本变形例的构造也可以适用于肘关节部以外的其他关节部。
另外,虽然在图4A等中,使线4通过的管子T的形状为圆筒状,但是不限定于此。例如可以具有角形的断面。另外,管子T的壁部的一部分也可以是具有从里面到外面的空孔的网眼状、线圈弹簧状的材料。进一步说,材质也不限定于树脂,可以是金属。可以适当考虑重量、强度、柔性进行选择。另外,在同一人形2中,可以既有以通过管子T的方式配设的线4,又有以不通过管子T的方式配设的线4。另外,在人形2的内部,可以是在线4的全长上线4被管子T覆盖,也可以是仅在线4的全长中的一部分区间线4被管子T覆盖。
另外,虽然在上述实施方式等中,通过人形部的脚底或躯干部将线导入壳体内部,但是也可以通过人形部的其他部分将线导入壳体内部。
另外,虽然在上述第二实施方式中,人形2进一步具有由ROM等构成的记忆部25,但是在如第一实施方式,台座1与人形2不能分离的构造中,人形2也可以具有记忆部25。
另外,多根信号线、多根电力线各自也可以通过几个器件共用。进一步说,也可以进行信号线与电力线之间的共用。
另外,在上述实施方式等中所示的关节部是例示,本技术不限定于具备所述的所有关节部的情况。另外,也可以设置其他关节部。进一步说,人形部不限定于人的形态,例如可以是狗等自然界的动物,也可以以空想或想象的人物为主题。另外,人形部的整体的尺寸例如可以缩小为15Cm~30Cm左右,也可以与真人相等。
进一步说,装卸部的伺服臂的结构不限定于上述实施方式等所示的内容。如图23所示的伺服臂75C,也可以具备:主体部87、1对张力调整部88A,88B、和锁定部89。主体部87具有:由旋转轴部74以可以旋转的方式支撑的圆盘状的第一部分871、和以自身的中央部分与旋转轴部74的位置重叠的方式固定在第一部分871的板状的第二部分872。张力调整部88A具有:在第二部分872的一端部以可以以旋转轴部881A为中心旋转的方式设置的圆板部件882A、固定在该圆板部件882A上的把手883A、在圆板部件882A的周边部以周向排列且立设于圆板部件882A表面的多个凸出部884A、以及将线元件41A的一端固定在圆板部件882A上的固定部885A。同样,张力调整部88B具有:在第二部分872的另一端部以可以以旋转轴部881B为中心旋转的方式设置的圆板部件882B、固定在该圆板部件882B上的把手883B、在圆板部件882B的周边部以周向排列且立设于圆板部件882B表面的多个凸出部884B、以及将线元件41B的一端固定在圆板部件882B上的固定部885B。锁定部89具有:沿着主体部87的第二部分872的延伸方向延伸的板状的第一部分891、以及与该第一部分891和主体部87的第一部分871连接的第二部分892。因此,主体部87与锁定部89互相固定。在锁定部89的第一部分891的两端部设置有凸出部893A、893B。也可以分别以沿着第一部分891的延伸方向排列的方式设置多个凸出部893A、893B。
在这里,张力调整部88A的1个凸出部884A与第一部分891的1个凸出部893A例如通过线圈弹簧90A连接。同样,张力调整部88B的1个凸出部884B与第一部分891的1个凸出部893B例如通过线圈弹簧90B连接。也就是说,张力调整部88A与第一部分891以一定的张力互相吸引的方式构成。因此在本变形例中,例如在制造或修理人形系统的情况下,在将线元件41A、41B固定于固定部885A、885B时,能够容易地根据线元件41A、41B的长度进行微调整。具体地说,抓住把手883A使圆板部件882A以旋转轴部881A为中心旋转,在线元件41A不产生松弛的位置,将线圈弹簧90A的两端部扣在任意的凸出部884A和凸出部893A上。同样,抓住把手883B使圆板部件882B以旋转轴部881B为中心旋转,在线元件41B不产生松弛的位置,将线圈弹簧90B的两端部扣在任意的凸出部884B和凸出部893B上。
另外,在图23所示的伺服臂75C中,在长期保管或运输时,能够将线圈弹簧90A、90B取下。其结果是:能够缓和对线元件41A、41B的负荷,充分避免破损、劣化。
如图24所示的伺服臂75D,也可以具备:主体部97、1对张力调整部95A,95B、和锁定部96A,96B。主体部97具有与图23所示的伺服臂75C的主体部87相同的结构。也就是说,主体部97具有:由旋转轴部74以可以旋转的方式支撑的圆盘状的第一部分971、和以自身的中央部分与旋转轴部74的位置重叠的方式固定在第一部分971的板状的第二部分972。张力调整部95A具有:在第二部分972的一端部以可以以旋转轴部951A为中心旋转的方式设置的圆板部件952A、固定在该圆板部件952A上的把手953A、排列在圆板部件952A的外周面且径向突出的多个凸出部954A、以及将线元件41A的一端固定在圆板部件952A上的固定部955A。同样,张力调整部95B具有:在第二部分952的另一端部以可以以旋转轴部951B为中心旋转的方式设置的圆板部件952B、固定在该圆板部件952B上的把手953B、排列在圆板部件952B的外周面且径向突出的多个凸出部954B、以及将线元件41B的一端固定在圆板部件952B上的固定部955B。锁定部96A是以可以以固定于主体部97的第二部分972的旋转轴部961A为中心旋转的方式支撑的部件。在锁定部96A的一端,设置有锁定凸出部954A的爪部962A;在锁定部96A的另一端,设置有凸出部963A。同样,锁定部96B是以可以以固定于主体部97的第二部分972的旋转轴部961B为中心旋转的方式支撑的部件。在锁定部96B的一端,设置有锁定凸出部954B的爪部962B;在锁定部96B的另一端,设置有凸出部963B。
在这里,锁定部96A的凸出部963A与锁定部96B的凸出部963B例如通过线圈弹簧98连接。也就是说,锁定部96A的设置有凸出部963A的端部与锁定部96B的设置有凸出部963B的端部以一定的张力互相吸引的方式构成。为此,爪部962A、962B分别如箭头所示,朝着张力调整部95A、95B偏向。因此,例如在张力调整部95A中,在圆板部件952A沿着箭头95R1的方向旋转时,爪部962A为了越过凸出部954A,对线元件41A附加一定的张力。关于张力调整部95B也同样。也就是说,在张力调整部95B中,在圆板部件952B沿着箭头95R2的方向旋转时,爪部962B为了越过凸出部954B,对线元件41B附加一定的张力。
因此本变形例中,例如在制造或修理人形系统的情况下,在将线元件41A、41B固定于固定部955A、955B时,也能够容易地根据线元件41A、41B的长度进行微调整。具体地说,抓住把手953A使圆板部件952A以旋转轴部951A为中心旋转,在线元件41A不产生松弛的位置,停止圆板部件952A的旋转。同样,抓住把手953B使圆板部件952B以旋转轴部951B为中心旋转,在线元件41B不产生松弛的位置,停止圆板部件952B的旋转。另外,在长期保管或运输时,能够将线圈弹簧98取下。其结果是:能够缓和对线元件41A、41B的负荷,充分避免破损、劣化。
另外,如图25A~25D所示的伺服臂75E,也可以具备:主体部97、1对张力调整部95A,95B、锁定部96A,96B、以及导向部99。导向部99具有:在圆板部件952A、952B的旋转面内延伸,并且互相对向配置的一对板状部件99G1、99G2;以及以连接板状部件99G1和板状部件99G2的方式在与旋转轴部951A、951B相同的方向上延伸的支柱99P1~99P3。一对板状部件99G1、99G2弯曲成圆弧状,各自的一端位于张力调整部95A的附近,各自的另一端位于张力调整部95B的附近。支柱99P1与板状部件99G1的一端和99G2的一端连接,支柱99P2与板状部件99G1的另一端和99G2的另一端连接。支柱99P3位于支柱99P1与支柱99P2的中间,连接一对板状部件99G1、99G2彼此的弯曲部分。在这里,一端被固定在张力调整部95A的线元件41A通过支柱99P2和支柱99P3的引导被导入对应的轴关节机构。同样,一端被固定在张力调整部95B的线元件41B通过支柱99P1和支柱99P3的引导被导入对应的轴关节机构。通过使用这种结构的伺服臂75E,在使人形2产生动作时,因为线元件41A、41B被支柱99P1~99P3引导,所以即使是更大的冲程(stroke)也能够迅速地对线元件41A、41B附加所定的张力。这是因为支柱99P1~99P3的两端与一对板状部件99G1、99G2连接,所以在进行人形2的动作时,能够防止由于主体部97的旋转而导致的线元件41A、41B从支柱99P1~99P3脱落。因此,通过具有这样的导向部99G,在对应的轴关节机构中,能够稳定地进行更大的动作。
进一步说,在本技术中,也可以如图26A、26B所示,将人形搭载在移动式的台座上。作为移动式台座的一个例子,图26A、26B表示在壳体10的下部搭载有多个脚轮16的台座1B。图26A表示脚轮16被收纳在壳体10下部的停止状态,图26B表示脚轮16从壳体10下部突出的移动可能状态。
如图26A、26B所示,在壳体10的内部,进一步设置有马达16M,该马达16M为根据来自控制部12的指令驱动脚轮16的驱动源。另外,脚轮16具有:臂161、和被该臂161的一端以可以旋转的方式支撑的旋转体162。臂161的另一端被壳体10以可以旋转的方式支撑。臂161通过从马达16M传输来的动力,以支点16J1为中心旋转。旋转体162通过从马达16M传输来的动力,以位于臂161一端的支点16J2为中心自转。再有,可以使多个脚轮16的旋转体162全部通过马达16M自转,也可以仅使多个脚轮16的旋转体162中的一部分通过马达16M自转,而使其他旋转体162从动。进一步说,臂161也可以以在水平面内可以旋转的方式安装于壳体10。
在该台座1B中,在根据来自控制部12的指令进行移动动作时,首先,通过来自马达16M的动力使臂161旋转,如图26B所示,旋转体162的下部向壳体10的下方突出。因此,仅旋转体162与地板面接触。其次,通过来自马达16M的动力,使旋转体162向所望的方向自转。因此,台座1B能够与人形2一起自在地(例如在箭头16Y所示的水平方向)移动。
再有,上述脚轮的种类、构造不限定于图26A、26B所示的内容,可以适宜地选择。另外,虽然只要搭载1个以上的脚轮即可,但是优选地搭载3个以上的脚轮。这是因为这样有利于确保圆滑的动作和确保动作稳定性。
进一步说,在本技术中,也可以在台座部分、人形部分搭载显示装置、扬声器等音响设备、投影机等各种器件。例如在图27A~27E中,表示搭载有照明装置的台座1C。图27A是表示作为变形例的人形系统的台座1C的立体图。另外,图27B是台座1C的平面图,图27C是台座1C的正视图,图27D是台座1C的左视图。进一步说,图27E是表示在台座1C上安装有人形2的状态的左视图。再有,在图27A中,表示将装卸部3的上面、一部分侧面和壳体10B的一部分侧面取下后的壳体10B和装卸部3的内部构造(例如上述伺服臂75E等)。在图27B中,也表示将装卸部3的上面取下后的装卸部3的内部构造。
台座1C具有:壳体10B、连接在该壳体10B上的装卸部3、在壳体10B的上方立设于装卸部3的支柱17、将该支柱17连接于人形2的连接部18(参照图27E)、以及安装于壳体10B上照耀上方的一对照明装置19。壳体10B和装卸部3的平面形状都是:以前后为长方向的长方形的前方两角部被斜(约45°)切掉的六角形。支柱17具有连接下方连接部分与上方连接部分的中间部分,该下方连接部分与装卸部3连接,该上方连接部分与连接部18连接,该中间部分以远离连接于连接部18的人形2的方式向后方弯曲。
在图28A~28E中,将连接部18放大表示。图28A是表示连接部18的放大立体图。图28B是表示从与图28A不同的方向看连接部18的样子的立体图。图28C是连接部18的正视图,图28D是连接部18的平面图,图28E是连接部18的右视图。如图28A~28E所示,连接部18具有第一~第四部分181~184。第一部分181是通过连接部件180(图27E)固定在支柱上的部分,在其一部分上,第二部分182以可以以轴182J为中心向左右方向(图28D中的箭头182R的方向)旋转的方式设置。在第二部分182上,安装有向前方突出的第三部件183,在该第三部件183的前端安装有第四部件184。第四部件184是抓住人形2的部件。再有,连接部件180可以使第一部分181在保持该水平的情况下上下移动。
再有,本说明书中记载的效果仅仅是例示,并不限定于该记载,也可以有其他效果。另外,本技术可以采用以下的结构。
(1)
一种人形系统,其中,具备:
驱动单元,具有多个第一致动器;以及
人形,具有多个各自包含1个或多个轴关节机构的关节部,
所述多个第一致动器中的至少1个第一致动器的驱动力通过线传输至所述多个轴关节机构中的对应的至少1个轴关节机构。
(2)
所述(1)所述的人形系统,其中,进一步具备容纳所述驱动单元的台座,
所述人形配置在所述台座上,或者以可以配置在所述台座上的方式构成。
(3)
所述(1)所述的人形系统,其中,所述驱动单元与所述人形通过容纳所述线且具有柔性的驱动力传输部连接。
(4)
所述(3)所述的人形系统,其中,所述驱动力传输部与所述驱动单元以可以装卸的方式连接。
(5)
所述(1)至所述(4)中的任一项所述的人形系统,其中,
所述人形具有管子,
所述线容纳在所述多个轴关节机构中的对应的每个所述轴关节机构的所述管子中并延伸。
(6)
所述(5)所述的人形系统,其中,所述管子容纳在所述人形的内部。
(7)
所述(6)所述的人形系统,其中,
设置有多根容纳有所述线的所述管子,
多根所述管子会聚构成一个捆绑部,
在所述一个捆绑部中,所述驱动单元与所述人形连接、或者以可以连接的方式构成。
(8)
所述(1)至所述(7)中的任一项所述的人形系统,其中,
所述人形具有管子,
所述线包含1个或多个由1对线元件构成的线元件对,
对每个所述轴关节机构设置有所述线元件对,
至少1个所述线元件对容纳在对应的每个所述轴关节机构的1根或2根所述管子中并延伸。
(9)
所述(8)所述的人形系统,其中,
所述人形进一步具有轴部、和以所述轴部为中心旋转轴为中心旋转的臂,
所述臂包含1对线元件安装部,所述1对线元件安装部分别安装构成所述线元件对的所述1对线元件。
(10)
所述(9)所述的人形系统,其中,进一步具备调整所述1对线元件各自的张力的张力调整部。
(11)
所述(10)所述的人形系统,其中,所述张力调整部具有调整所述1对线元件的锁定位置的位置调整部、和分别赋予所述1对线元件张力的张力赋予部。
(12)
所述(11)所述的人形系统,其中,
所述位置调整部包含螺丝、和通过所述螺丝固定在所述臂上的第一部件,
所述张力赋予部包含保持为可以以所述螺丝为中心旋转的状态的第二部件、以及连接所述第一部件和所述第二部件且对所述第二部件赋予旋转转矩的弹性部件。
(13)
所述(10)至所述(12)中的任一项所述的人形系统,其中,所述管子贯穿位于所述驱动单元与对应于所述管子的所述轴关节机构之间的其他所述1个或多个轴关节机构的中心部并延伸。
(14)
所述(1)至所述(13)中的任一项所述的人形系统,其中,
所述驱动单元具有第一装卸部,
所述人形具有第二装卸部,
所述第一装卸部与所述第二装卸部以可以装卸的方式连接、或者以可以连接的方式构成。
(15)
所述(14)所述的人形系统,其中,
所述驱动单元具有作为所述多个第一致动器的、分别包含互相朝着相同方向的驱动轴的多个伺服马达,
所述第二装卸部具有分别对应于所述多个伺服马达的驱动轴的多个轴承孔。
(16)
所述(14)或所述(15)所述的人形系统,其中,
所述人形进一步具有输入器件、输出器件、第二致动器和存储器件,
所述输入器件在所述第一装卸部与所述第二装卸部的连接部,通过各自可以分离的第一信号线和第一电力线与所述驱动单元连接,
所述输出器件在所述连接部,通过各自可以分离的第二信号线和第二电力线与所述驱动单元连接,
所述第二致动器在所述连接部,通过可以分离的第三信号线和第三电力线与所述驱动单元连接,
所述存储器件在所述连接部,通过可以分离的第四信号线和第四电力线与所述驱动单元连接。
(17)
所述(1)至所述(16)中的任一项所述的人形系统,其中,启动电源关闭时的所述第一致动器所需的转矩比由波及对应的所述轴关节机构的重力产生的转矩大。
(18)
所述(1)至所述(16)中的任一项所述的人形系统,其中,
所述人形具有骨架部件,所述骨架部件连接多个所述关节部中的1个所述关节部、与所述多个关节部中的另一个所述关节部,
所述关节部与所述骨架部件以可以装卸的方式连接。
(19)
所述(14)至所述(18)中的任一项所述的人形系统,其中,通过所述第一装卸部与所述第二装卸部的连接,构成包围所述多个第一致动器的隔音构造。
(20)
所述(19)所述的人形系统,其中,所述驱动单元具有冷却所述多个第一致动器的冷却部。
(21)
所述(1)至所述(20)中的任一项所述的人形系统,其中,
所述人形具有容纳自己机种识别信息的存储器件,
所述驱动单元具有按照所述人形的机种识别信息控制所述人形的动作的控制部。
(22)
所述(21)所述的人形系统,其中,所述控制部根据来自外部的信息按照所述人形的机种识别信息控制所述人形的动作。
(23)
所述(21)或所述(22)所述的人形系统,其中,
所述存储器件进一步容纳所述人形的个体识别信息,
所述控制部按照所述人形的个体识别信息控制所述人形的动作。
(24)
一种人形系统,其中,具备:
台座,内藏致动器;以及
人形,具有关节部,配置在所述台座上,
所述致动器的驱动力通过线传输至所述人形的关节部。
(25)
一种人形,其中,具备:
多个关节部,各自包含1个或多个轴关节机构;
装卸部,以与具有多个致动器的驱动单元连接的方式构成;以及
线,从所述多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构向所述装卸部延伸。
(26)
一种台座,其中,具备:
装卸部,与具有各自包含1个或多个轴关节机构的多个关节部的人形连接;
壳体,设置有多个分别通过线对所述多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构传输驱动力的致动器;以及
控制部,控制多个所述致动器的动作。
(27)
一种台座,其中,具备:
装卸部,与具有各自包含1个或多个轴关节机构的多个关节部、和连接于所述1个或多个轴关节机构的线的人形连接;以及
壳体,设置有多个保持所述人形的姿势的姿势保持部。
(28)
所述(27)所述的台座,其中,
所述姿势保持部具有分别通过所述线对所述多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构传输驱动力的旋转轴部。
(29)
所述(28)所述的台座,其中,转动所述旋转轴部所需的转矩比由波及对应的所述轴关节机构的重力产生的转矩大。
(30)
所述(27)至所述(29)中的任一项所述的台座,其中,
所述人形进一步具有包含轴承孔和安装所述线的线安装部、且以所述轴承孔为中心旋转的臂,
所述姿势保持部具有与所述轴部嵌合的旋转轴部、和锁定所述旋转轴部的旋转的锁定机构。
(31)
所述(27)至所述(30)中的任一项所述的台座,其中,所述壳体进一步包含分别通过所述线对所述多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构传输驱动力的致动器。
(32)
所述(27)至所述(31)中的任一项所述的台座,其中,所述台座具有1个或多个脚轮、和驱动所述脚轮的驱动源。
(33)
所述(27)至所述(32)中的任一项所述的台座,其中,所述台座具有立设在所述装卸部上方的支柱、和将所述支柱连接于所述人形的连接部。
(34)
所述(33)所述的台座,其中,
所述支柱具有与所述装卸部连接的第一连接部分、与所述连接部连接的第二连接部分、以及与所述第一连接部分和所述第二连接部分连接的中间部分,
所述中间部分以远离连接于所述连接部的所述人形的方式弯曲。
(35)
所述(1)所述的人形系统,其中,进一步具备:
台座容纳所述驱动单元;以及
支持体,连接所述台座与所述人形,或者以可以连接所述台座与所述人形的方式构成,
所述线容纳在所述支持体的内部。
(36)
所述(35)所述的人形系统,其中,所述支持体具有1个或多个所述关节部。
(37)
所述(15)所述的人形系统,其中,进一步具备容纳所述驱动单元的台座,
所述人形配置在所述台座上,或者以可以配置在所述台座上的方式构成,
所述驱动轴和所述轴承孔沿着与所述台座的放置所述人形的放置面实质上垂直的方向延伸。
(38)
所述(10)所述的人形系统,其中,所述张力调整部具有包含固定于所述管子的一端和固定于所述驱动单元的另一端的弹性部件。
(39)
所述(38)所述的人形系统,其中,对1个所述管子设置有1个所述弹性部件。
(40)
所述(1)至所述(24)和所述(35)至所述(39)中的任一项所述的人形系统,其中,进一步具备控制部,
所述控制部在仅开动所述多个轴关节机构中的一部分所述轴关节机构时,设定所述多个第一致动器中的对应于所述一部分轴关节机构的一部分所述第一致动器的电源的开启时间,设定其他所述第一致动器的电源的关闭时间。
(41)
所述(15)所述的人形系统,其中,
所述第二装卸部包含设置有所述轴承孔的第一部件、和固定所述第一部件的第二部件,
所述第一部件与所述第二部件以可以在2个或多个相对位置固定的方式构成。
本领域的技术人员应该理解,虽然根据设计要求和其他因素可能出现各种修改、组合、子组合和可替换项,但是它们均包含在附加的权利要求或它的等同物的范围内。
[实用性]
本公开的人形系统具有以下的实用性。
例如能够搭载于弹子游戏机台、固定型游戏机等游戏机,进行与这些游戏机联动的丰富多彩的动作。根据本公开的人形系统,因为能够实现小型轻量化,所以适合于上述用途。另外,也可以在汽车室内、例如仪表盘上配置本公开的人形系统。在这种情况下,也可以进行与汽车导航·系统等联动的向导、信息传递等动作。作为这里所述的联动,可以列举:例如根据来自汽车导航·系统软件的信号,进行人形的动作(机械的动作、声音、光等)。或者,也可以将来自人形方面的某种信号发送给汽车导航·系统,进行汽车导航·系统的控制。
另外,在本公开的人形系统中,因为能够将电气系统部分汇集于台座,所以能够比较容易地实现防水构造。因此,适合于室外设置的用途。
另外,在本公开的人形系统中,在台座汇集有重量大的驱动部。为此,因为能够谋求人形的轻量化,所以安全性出色,也能够设置在众人环境下。因此,适合于作为例如来往人多的店铺周边、美术馆等的向导。
另外,在本公开的人形系统中,具有下列可用性:作为普通家庭的老年人、宠物等的监护系统;作为对护理设施、医院等的要护理者、患者进行看护的看护系统;或者作为主人不在的家的监视系统。进一步说,也可以作为展厅、活动空间、商店等的来访者的向导系统来利用。也可以在本公开的人形系统中搭载通信设施,进行与外部的双向通信、外部控制。例如可以考虑:在发生异常时,通过人形系统的使用者的操作、或通过自动检出异常,向外部发出警报;或者定期取得影像数据,向外部发送。进一步说,也可以进行人形系统的使用者与外部者的双向信息(声音和映像)的通信。
另外,也能够通过与安装在个人电脑等中的教育用应用程序联动,进行对学习者的支援。例如可以设想如下使用方法:在预先准备的信息范围内、或根据通过与外部通信取得的信息,配合学习内容的解说进行动作,对学习者的回答进行正误判定、指出错误的地方等指导。
另外,具有下列可用性:作为与电视广播、无线电广播联动,进行有关广播内容的解说、信息传递的器件。在这种情况下,人形系统也可以用声音进行广播内容的解说等,同时用手足进行某种动作。进一步说,能够作为与个人电脑等信息终端联动、进行通过因特网线路的信息传递的器件来利用。因为本公开的人形系统不仅小型且轻量,而且将驱动部归于一处,所以例如也能够作为具有挂件那样的装饰性的附属品连接于信息终端。
进一步说,在本公开的人形系统中,具有下列可用性:作为与音乐制作软件联动、能跳舞的观赏用玩具。例如能够通过来自音乐软件的程序的指令,使本公开的人形系统进行动作。或者,也能够作为与拍摄(capture)机器联动、导入人的动作、再现(所谓仿效)同一动作的器件来利用。并且,也能够作为与游戏机器、游戏软件联动,进行动作的器件来利用。通过进行与二维画面上的人物同样的动作(或对应的动作),能够提高游戏选手的临场感。例如可以设想如下情形:在对战型游戏(战斗游戏、体育游戏等)中,与二维画面的显示联动使人形系统进行对战对手的人物的动作,使人形系统进行二维画面上没有反映的用户方面的人物的动作。
进一步说,在本公开的人形系统中,也可以与卡拉OK系统联动使用。例如也可以与使用者在卡拉OK系统中选择的歌曲的映像和声音联动,使人形跳舞。

Claims (41)

1.一种人形系统,其中,具备:
驱动单元,具有多个第一致动器;以及
人形,具有多个各自包含1个或多个轴关节机构的关节部,
所述多个第一致动器中的至少1个第一致动器的驱动力通过线传输至所述多个轴关节机构中的对应的至少1个轴关节机构。
2.根据权利要求1所述的人形系统,其中,进一步具备容纳所述驱动单元的台座,
所述人形配置在所述台座上,或者以可以配置在所述台座上的方式构成。
3.根据权利要求1所述的人形系统,其中,所述驱动单元与所述人形通过容纳所述线且具有柔性的驱动力传输部连接。
4.根据权利要求3所述的人形系统,其中,所述驱动力传输部与所述驱动单元以可以装卸的方式连接。
5.根据权利要求1所述的人形系统,其中,
所述人形具有管子,
所述线容纳在所述多个轴关节机构中的对应的每个所述轴关节机构的所述管子中并延伸。
6.根据权利要求5所述的人形系统,其中,所述管子容纳在所述人形的内部。
7.根据权利要求6所述的人形系统,其中,
设置有多根容纳有所述线的所述管子,
多根所述管子会聚构成一个捆绑部,
在所述一个捆绑部中,所述驱动单元与所述人形连接、或者以可以连接的方式构成。
8.根据权利要求1所述的人形系统,其中,
所述人形具有管子,
所述线包含1个或多个由1对线元件构成的线元件对,
每个所述轴关节机构设置有所述线元件对,
至少1个所述线元件对容纳在对应的每个所述轴关节机构的1根或2根所述管子中并延伸。
9.根据权利要求8所述的人形系统,其中,
所述人形进一步具有轴部、和以所述轴部为中心旋转轴为中心旋转的臂,
所述臂包含1对线元件安装部,所述1对线元件安装部分别安装构成所述线元件对的所述1对线元件。
10.根据权利要求9所述的人形系统,其中,进一步具备调整所述1对线元件各自的张力的张力调整部。
11.根据权利要求10所述的人形系统,其中,所述张力调整部具有调整所述1对线元件的锁定位置的位置调整部、和分别赋予所述1对线元件张力的张力赋予部。
12.根据权利要求11所述的人形系统,其中,
所述位置调整部包含螺丝、和通过所述螺丝固定在所述臂上的第一部件,
所述张力赋予部包含保持为可以以所述螺丝为中心旋转的状态的第二部件、以及连接所述第一部件和所述第二部件且对所述第二部件赋予旋转转矩的弹性部件。
13.根据权利要求10所述的人形系统,其中,所述管子贯穿位于所述驱动单元与对应于所述管子的所述轴关节机构之间的其他所述1个或多个轴关节机构的中心部并延伸。
14.根据权利要求1所述的人形系统,其中,
所述驱动单元具有第一装卸部,
所述人形具有第二装卸部,
所述第一装卸部与所述第二装卸部以可以装卸的方式连接、或者以可以连接的方式构成。
15.根据权利要求14所述的人形系统,其中,
所述驱动单元具有作为所述多个第一致动器的、分别包含互相朝着相同方向的驱动轴的多个伺服马达,
所述第二装卸部具有分别对应于所述多个伺服马达的驱动轴的多个轴承孔。
16.根据权利要求14所述的人形系统,其中,
所述人形进一步具有输入器件、输出器件、第二致动器和存储器件,
所述输入器件在所述第一装卸部与所述第二装卸部的连接部,通过各自可以分离的第一信号线和第一电力线与所述驱动单元连接,
所述输出器件在所述连接部,通过各自可以分离的第二信号线和第二电力线与所述驱动单元连接,
所述第二致动器在所述连接部,通过可以分离的第三信号线和第三电力线与所述驱动单元连接,
所述存储器件在所述连接部,通过可以分离的第四信号线和第四电力线与所述驱动单元连接。
17.根据权利要求1所述的人形系统,其中,启动电源关闭时的所述第一致动器所需的转矩比由波及对应的所述轴关节机构的重力产生的转矩大。
18.根据权利要求1所述的人形系统,其中,
所述人形具有骨架部件,所述骨架部件连接多个所述关节部中的1个所述关节部、与所述多个关节部中的另一个所述关节部,
所述关节部与所述骨架部件以可以装卸的方式连接。
19.根据权利要求14所述的人形系统,其中,通过所述第一装卸部与所述第二装卸部的连接,构成包围所述多个第一致动器的隔音构造。
20.根据权利要求19所述的人形系统,其中,所述驱动单元具有冷却所述多个第一致动器的冷却部。
21.根据权利要求1所述的人形系统,其中,
所述人形具有容纳自己机种识别信息的存储器件,
所述驱动单元具有按照所述人形的机种识别信息控制所述人形的动作的控制部。
22.根据权利要求21所述的人形系统,其中,所述控制部根据来自外部的信息按照所述人形的机种识别信息控制所述人形的动作。
23.根据权利要求21所述的人形系统,其中,
所述存储器件进一步容纳所述人形的个体识别信息,
所述控制部按照所述人形的个体识别信息控制所述人形的动作。
24.一种人形系统,其中,具备:
台座,内藏致动器;以及
人形,具有关节部,配置在所述台座上,
所述致动器的驱动力通过线传输至所述人形的关节部。
25.一种人形,其中,具备:
多个关节部,各自包含1个或多个轴关节机构;
装卸部,以与具有多个致动器的驱动单元连接的方式构成;以及
线,从所述多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构向所述装卸部延伸。
26.一种台座,其中,具备:
装卸部,与具有各自包含1个或多个轴关节机构的多个关节部的人形连接;
壳体,设置有多个分别通过线对所述多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构传输驱动力的致动器;以及
控制部,控制多个所述致动器的动作。
27.一种台座,其中,具备:
装卸部,与具有各自包含1个或多个轴关节机构的多个关节部、和连接于所述1个或多个轴关节机构的线的人形连接;以及
壳体,设置有多个保持所述人形的姿势的姿势保持部。
28.根据权利要求27所述的台座,其中,
所述姿势保持部具有分别通过所述线对所述多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构传输驱动力的旋转轴部。
29.根据权利要求28所述的台座,其中,转动所述旋转轴部所需的转矩比由波及对应的所述轴关节机构的重力产生的转矩大。
30.根据权利要求27所述的台座,其中,
所述人形进一步具有包含轴承孔和安装所述线的线安装部、且以所述轴承孔为中心旋转的臂,
所述姿势保持部具有与所述轴部嵌合的旋转轴部、和锁定所述旋转轴部的旋转的锁定机构。
31.根据权利要求27所述的台座,其中,所述壳体进一步包含分别通过所述线对所述多个轴关节机构中的对应的1个轴关节机构传输驱动力的致动器。
32.根据权利要求27所述的台座,其中,所述台座具有1个或多个脚轮、和驱动所述脚轮的驱动源。
33.根据权利要求27所述的台座,其中,所述台座具有立设在所述装卸部上方的支柱、和将所述支柱连接于所述人形的连接部。
34.根据权利要求33所述的台座,其中,
所述支柱具有与所述装卸部连接的第一连接部分、与所述连接部连接的第二连接部分、以及与所述第一连接部分和所述第二连接部分连接的中间部分,
所述中间部分以远离连接于所述连接部的所述人形的方式弯曲。
35.根据权利要求1所述的人形系统,其中,进一步具备:
台座,容纳所述驱动单元;以及
支持体,连接所述台座与所述人形,或者以可以连接所述台座与所述人形的方式构成,
所述线容纳在所述支持体的内部。
36.根据权利要求35所述的人形系统,其中,所述支持体具有1个或多个所述关节部。
37.根据权利要求15所述的人形系统,其中,进一步具备容纳所述驱动单元的台座,
所述人形配置在所述台座上,或者以可以配置在所述台座上的方式构成,
所述驱动轴和所述轴承孔沿着与所述台座的放置所述人形的放置面实质上垂直的方向延伸。
38.根据权利要求10所述的人形系统,其中,所述张力调整部具有包含固定于所述管子的一端和固定于所述驱动单元的另一端的弹性部件。
39.根据权利要求38所述的人形系统,其中,对1个所述管子设置有1个所述弹性部件。
40.根据权利要求1所述的人形系统,其中,进一步具备控制部,
所述控制部在仅开动所述多个轴关节机构中的一部分所述轴关节机构时,设定所述多个第一致动器中的对应于所述一部分轴关节机构的一部分所述第一致动器的电源的开启时间,设定其他所述第一致动器的电源的关闭时间。
41.根据权利要求15所述的人形系统,其中,
所述第二装卸部包含设置有所述轴承孔的第一部件、和固定所述第一部件的第二部件,
所述第一部件与所述第二部件以可以在2个或多个相对位置固定的方式构成。
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