CN107850896A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本公开涉及机器人。如果从加速度传感器所检测出的加速度除去重力分量后的值在一定期间内维持小于基准值，则走行状态判定部将机器人1的走行状态判定为摩擦面走行。走行状态判定部，根据角速度传感器所检测出的俯仰方向的角速度算出机器人1的姿势角度，如果所算出的姿势角度在判定时间内维持下限角度以上，则将判定时间结束时的姿势角度设定为姿势控制角度。在将机器人1的走行状态判定为摩擦面走行的情况下，姿势控制部使平衡重向前方移动与姿势控制角度相当的移动量的量。

Description

机器人

技术领域

本公开涉及判断自己的状态的机器人。

背景技术

以往提出了各种各样的机器人的方案。

专利文献1公开了具有4条腿的多腿走行机器人(例如，第8页第15-17行等)。在专利文献1中，多腿走行机器人具备检测3轴(X轴、Y轴、Z轴)方向的加速度的加速度传感器以及检测3角(R角、P角、Y角)方向的旋转角速度的角速度传感器(例如，第8页第26行-第9页第8行等)。在基于所述加速度传感器以及所述角速度传感器的检测结果(例如，第9页第5-14行等)，检测到用户将所述机器人抱起时，所述机器人停止各腿的活动(例如，第10页第13-20行等)。由此，防范用户发生受伤于未然(例如，第6页第11-12行等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2000/032360号

发明内容

发明要解决的问题

在上述的以往技术中，需要进行进一步的改善。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本公开的一个技术方案的机器人具备：球体状的壳体；框架，其配置于所述壳体的内部；显示部，其设置于所述框架，至少显示机器人的面部的一部分；一组驱动轮，其设置于所述框架，与所述壳体的内周面相接触地使所述壳体旋转而使所述壳体走行；配重的驱动机构，其设置于所述框架，使配重在预定方向上往复移动；角速度传感器，其检测将与所述壳体的走行方向垂直的左右方向作为轴的角速度；以及控制电路，其在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了预定角度的情况下，使所述配重向所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

发明的效果

通过上述方式，能够实现进一步的改善。

附图说明

图1是本公开的实施方式所涉及的机器人的外观立体图。

图2是本公开的实施方式所涉及的机器人的内部立体图。

图3是图2的A视时的本公开的实施方式所涉及的机器人的内部侧视图。

图4是示出图2的A视时的本公开的实施方式所涉及的机器人的直走工作的侧视图。

图5是示出图2的B视时的本公开的实施方式所涉及的机器人的旋转工作的俯视图。

图6是示出本公开的实施方式所涉及的机器人的旋转工作的立体图。

图7是示出图3的侧视图中的配重驱动机构的图。

图8A是示出在预定的直线方向上驱动平衡重(Counter weight)时的平衡重的驱动机构的工作的立体图。

图8B是示出在预定的直线方向上驱动平衡重时的平衡重的驱动机构的工作的侧视图。

图8C是示出在图3的侧视图中平衡重在预定的直线方向上往复移动的状态的侧视图。

图9A是示出使摇动臂(swing arm)旋转时的平衡重的驱动机构的工作的立体图。

图9B是示出使摇动臂旋转时的配重驱动机构的工作的侧视图。

图9C是示出图2的B视时的本公开的实施方式所涉及的机器人的摇动臂旋转的状态的俯视图。

图10是示出图2的A视时的平衡重位于靠前方的位置时的机器人的姿势的侧视图。

图11是示出图2的A视时的平衡重位于靠后方的位置时的机器人的姿势的侧视图。

图12是示出图2的C视时的平衡重位于靠右方的位置时的机器人的姿势的主视图。

图13是示出图2的C视时的平衡重位于靠左方的位置时的机器人的姿势的主视图。

图14是示出应用了本公开的实施方式所涉及的机器人的机器人系统的整体结构的一例的图。

图15是示出本公开的实施方式所涉及的机器人的框图。

图16是示出本公开的实施方式中的机器人的主例程的一例的流程图。

图17是示出走行状态判定处理(图16的S103)的详细的流程图。

图18是示出移动状态判定处理(图17的S201)的详细的流程图。

图19是示出姿势判定处理(图17的S203)的详细的流程图。

图20是示出机器人的姿势角度的图。

图21是说明姿势判定处理的曲线图。

图22是示出摩擦面走行判定处理(图17的S205)的详细的流程图。

图23A是示出走行状态为“通常走行”时的机器人的状态的示意图。

图23B是示出走行状态为“摩擦面走行”时的机器人的状态的示意图。

图23C是示出走行状态为“坡道走行”时的机器人的状态的示意图。

图24A是示出根据走行状态施加于机器人的上下方向的加速度Az的时间上的推移的曲线图。

图24B是示出根据走行状态施加于机器人的加速度Az’的时间上的推移的曲线图。

图25是示出空转走行控制处理(图16的S105)的详细的流程图。

图26A是空转走行控制处理的说明图。

图26B是空转走行控制处理的说明图。

图26C是空转走行控制处理的说明图。

图26D是空转走行控制处理的说明图。

图26E是空转走行控制处理的说明图。

图27是示出姿势方向控制处理(图16的S106)的详细的流程图。

具体实施方式

(发明本公开的一个技术方案的经过)

如上所述，专利文献1公开了具备加速度传感器以及角速度传感器的具有4条腿的多腿走行机器人。在专利文献1中，设置2个阈值(δ1、δ2)，将加速度传感器以及角速度传感器的检测输出的方差值分为3类，判断机器人是在地面上行动的状态、被拿起的状态、或被放下的状态(例如，第9页第5-14行等)。

对此，本发明人研究了具备球体状的壳体并使一组驱动轮与所述壳体的内周面相接触而使所述壳体旋转的机器人。在该机器人的内部设置有框架，在所述框架安装至少显示所述机器人的面部的一部分的显示部。此外，由于若该机器人具备手脚就会妨碍旋转，因此没有手脚。

在研究该机器人的过程中了解到根据使所述机器人走行的走行面的原材料不同，走行中的机器人的面部的位置、即所述机器人的姿势会变化。例如，如果在摩擦系数低的地板材料的地板上使所述机器人走行的情况下，所述机器人的面部朝向正面，则在摩擦系数高的地毯上使所述机器人走行的情况下，所述机器人的面部会朝向上方。这样，发现了存在如下的问题：即便是相同走行处理，不起因于所述机器人的内部处理，根据走行面的原材料的不同，所述机器人的面部的位置、即所述机器人的姿势会变化。

认识到该问题在上述专利文献1中也没有提及，在以往也不存在。

为了解决上述问题，本发明人最终想到了以下的各技术方案的发明。

本公开的一个技术方案的机器人具备：球体状的壳体；框架，其配置于所述壳体的内部；显示部，其设置于所述框架，至少显示机器人的面部的一部分；一组驱动轮，其设置于所述框架，与所述壳体的内周面相接触地使所述壳体旋转而使所述壳体走行；配重的驱动机构，其设置于所述框架，使配重在预定方向上往复移动；角速度传感器，其检测将与所述壳体的走行方向垂直的左右方向作为轴的角速度；以及控制电路，其在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了预定角度的情况下，使所述配重向所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

考虑到：在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了预定角度的情况下，从所述走行方向观察、所述壳体向走行方向的移动因所述壳体与走行面的摩擦而被抑制，由于该原因，所述显示部的位置向上方向移动。

于是，在本技术方案中，在这样的情况下，设为使所述配重向所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

由此，即便在所述壳体向走行方向的移动被所述壳体与走行面的摩擦抑制的情况下，也能够将起因于所述抑制而朝向了上方向的所述显示部的位置返回至下方向。

结果，能够防止：即便是相同走行处理，不起因于所述机器人的内部处理而起因于走行面的原材料使所述机器人的面部的位置、即所述机器人的姿势变化的不自然感。

(实施方式)

(整体结构)

图1是本公开的实施方式所涉及的机器人1的外观立体图。如图1所示，机器人1具备球体状的壳体101。壳体101例如由透明的部件或半透明的部件构成。

图2是本公开的实施方式所涉及的机器人1的内部立体图。

在图2中，框架102配置于壳体101的内侧部。框架102具备第1旋转板103以及第2旋转板104。第1旋转板103相对于第2旋转板104位于上方的位置。第1旋转板103以及第2旋转板104与基台的一例相当。

如图2所示，第1显示部105以及第2显示部106安装于第1旋转板103的上表面。另外，第3显示部107安装于第2旋转板104的上表面。第1显示部105、第2显示部106以及第3显示部107例如由多个发光二极管构成。第1显示部105、第2显示部106以及第3显示部107显示机器人的表情的显示信息。具体而言，第1显示部105、第2显示部106以及第3显示部107通过单独地控制所述多个发光二极管的点亮而如图1所示那样显示机器人1的面部的一部分、例如眼和/或口。在图1的例子中，第1显示部105显示左眼的图像，第2显示部106显示右眼的图像，第3显示部107显示口的图像。并且，左眼、右眼、口的图像透射由透明或半透明的部件构成的壳体101，向外部放射。

如图2所示，摄像头108安装于第1旋转板103的上表面。摄像头108取得机器人1的周边环境的影像。如图1所示，摄像头108构成机器人1的面部的一部分、例如鼻。因此，摄像头108的光轴会朝向机器人1的前方。由此，摄像头108能够拍摄探出到正面的识别对象物。

如图2所示，控制电路109安装于第1旋转板103的上表面。控制电路109控制机器人1的各种工作。控制电路109的详细参照图15后述。

第1驱动轮110以及第2驱动轮111分别安装于第2旋转板104的下表面，与壳体101的内周面相接触。另外，第1驱动轮110具有使第1驱动轮110驱动的第1马达112。同样地，第2驱动轮111具有使第2驱动轮111驱动的第2马达113。即，第1驱动轮110以及第2驱动轮111分别通过独立的单独马达被驱动。基于第1驱动轮110以及第2驱动轮111的驱动的机器人1的工作的详细后述。第1驱动轮110以及第2驱动轮111构成一组驱动轮。

图3是图2的A视时的本公开的实施方式所涉及的机器人1的内部侧视图。在图3中，平衡重114(配重的一例)设置在第1旋转板103与第2旋转板104之间。平衡重114位于比壳体101的中心略靠下方的位置。因此，机器人1的重心位于比壳体101的中心靠下方的位置。由此，能够使机器人1的工作稳定。A视是指从右方朝向左方观察机器人1的方向。

如图3所示，机器人1具备规定平衡重114的移动方向的导向轴115、规定平衡重114的旋转方向的位置的摇动臂116、使摇动臂116旋转的旋转用马达117、连接摇动臂116以及旋转用马达117之间的旋转轴118、用于平衡重114的驱动的带119(图8A以及图8B)、与带119相接触的马达带轮(motor pulley)120(图8A以及图8B)、以及使马达带轮120旋转的未图示的配重驱动用马达，作为驱动平衡重114的机构。此外，在本技术方案中，所述驱动用马达内置于平衡重114。基于平衡重114的驱动的机器人1的工作的详细后述。

旋转轴118在相对于第1驱动轮110和第2驱动轮111的驱动轴垂直的方向上延伸。旋转轴118与安装于框架102的轴的一例相当。在主视观察时，第1驱动轮110以及第2驱动轮111被安装成面向地面地相距距离。在该情况下，第1驱动轮110和第2驱动轮111的驱动轴例如是连结第1驱动轮110与第2驱动轮111的中心彼此的假想的轴线。此外，如果在主视观察时，第1驱动轮110和第2驱动轮111被平行地安装，则实际的驱动轴成为第1驱动轮110和第2驱动轮111的驱动轴。

机器人1还具备省略图示的电源以及麦克风217(图15)。机器人1通过省略图示的充电器被充电。麦克风217取得机器人1的周边环境的声音。

接着，参照图4至图6对使用了第1驱动轮110以及第2驱动轮111的机器人1的工作进行说明。

图4是示出图2的A视时的本公开的实施方式所涉及的机器人1的直走工作的侧视图。图5是示出图2的B视时的本公开的实施方式所涉及的机器人1的旋转工作的俯视图。图6是示出本公开的实施方式所涉及的机器人1的旋转工作的立体图。B视是指从上方朝向下方观察机器人的方向。

如图4所示，在使第1驱动轮110以及第2驱动轮111向前方方向旋转时，壳体101通过该动力向前方方向旋转。由此，机器人1前进。相反地，在使第1驱动轮110以及第2驱动轮111向后方方向旋转时，机器人1后退。

另外，如图5以及图6所示，在使第1驱动轮110以及第2驱动轮111相互向逆方向旋转时，壳体101通过该动力进行绕通过其中心的铅垂轴的旋转工作。即，机器人1在该情况下向左或向右旋转。机器人1通过这样的前进、后退或旋转工作而移动。

接着，参照图7至图9C来说明使用了平衡重114的机器人1的基本工作。

图7是示出图3的侧视图中的配重驱动机构的图。图8A是示出在预定的直线方向上驱动平衡重114时的平衡重114的驱动机构的工作的立体图。图8B是示出在预定的直线方向上驱动平衡重114时的平衡重114的驱动机构的工作的侧视图。图8C是示出在图3的侧视图中平衡重114在预定的直线方向上往复移动的状态的侧视图。图9A是示出使摇动臂116旋转时的平衡重114的驱动机构的工作的立体图。图9B是示出使摇动臂116旋转时的配重驱动机构的工作的侧视图。图9C是示出图2的B视时的本公开的实施方式所涉及的机器人1的摇动臂116旋转的状态的俯视图。

如图7所示，例如，摇动臂116的中央位置是平衡重114的默认位置。当平衡重114位于摇动臂116的中央时，第1旋转板103以及第2旋转板104成为与走行面几乎平行，成为构成机器人1的面部的例如眼、鼻、口朝向默认方向的状态。

如图8A以及图8B所示，内置于平衡重114的未图示的配重驱动用马达使与所述配重驱动用马达连结的马达带轮120旋转。旋转了的马达带轮120在带119上滚转，由此平衡重114在摇动臂116内移动。使马达带轮120的旋转方向、即所述配重驱动用马达的驱动方向变化，由此在摇动臂116内，平衡重114在直线方向上往复移动。

如图8C所示，平衡重114沿着导向轴115在直线方向上在摇动臂116内往复移动。

如图9A以及图9B所示，旋转用马达117使旋转轴118旋转，由此使与旋转轴118(图3)连接的摇动臂116旋转。

如图9C所示，摇动臂116能够向顺时针、逆时针中的任一方向旋转。

进而，参照图10至图13对使用了平衡重114的机器人1的工作的详细进行说明。图10是示出图2的A视时的平衡重114位于靠前方的位置时的机器人1的姿势的侧视图。图11是示出图2的A视时的平衡重114位于靠后方的位置时的机器人1的姿势的侧视图。图12是示出图2的C视时的平衡重114位于靠右方的位置时的机器人1的姿势的主视图。图13是示出图2的C视时的平衡重114位于靠左方的位置时的机器人1的姿势的主视图。C视是指从前方朝向后方观察机器人1的方向。

如图10所示，在摇动臂116与机器人1的正面垂直的状态下，若使平衡重114从默认位置向摇动臂116的一端(图10中的左端)、即靠前方移动，则机器人1如箭头121所示那样向前方倾斜。另外，如图11所示，在摇动臂116与机器人1的正面垂直的状态下，若使平衡重114从默认位置向摇动臂116的另一端(图11中的右端)、即靠后方移动，则机器人1如箭头122所示那样向后方倾斜。因此，在摇动臂116与机器人1的正面垂直的状态下，若使平衡重114从摇动臂116内的所述一端到所述另一端往复动作，则机器人1进行向箭头121所示的前方或向箭头122所示的后方倾斜的往复动作。即，机器人1在预定的角度内在上下方向上旋转。

如上所述，第1显示部105、第2显示部106以及第3显示部107表示机器人1的面部的一部分、例如眼和/或口。因此，通过使用平衡重114使机器人1进行向前方或向后方倾斜的往复动作，能够表现例如机器人1气力不继的状态或困倦的状态。如果例如在电源的电力余量成为预定值以下的情况下进行该控制，则机器人1能够不使第1显示部105、第2显示部106以及第3显示部107显示关于与所述面部无关系的电力余量的信息地向用户协调地传递电源的电力余量变少的情况。

如图12所示，在摇动臂116与机器人1的正面平行的状态下，若使平衡重114从默认位置向摇动臂116的一端(图12的右端)、即靠右方移动，则机器人1向箭头123所示的右侧倾斜。另外，如图13所示，在摇动臂116与机器人1的正面平行的状态下，若使平衡重114从默认位置向摇动臂116的另一端(图13的左端)、即靠左方移动，则机器人1向箭头124所示的左侧倾斜。因此，在使摇动臂116与机器人1的正面平行的状态下，若使平衡重114从摇动臂116内的所述一端到所述另一端往复动作，则机器人1进行向箭头123所示的右侧或向箭头124所示的左侧倾斜的往复动作。即，机器人1在预定的角度内左右摇动。

如上所述，第1显示部105、第2显示部106以及第3显示部107表示机器人1的面部的一部分、例如眼和/或口。因此，通过使用平衡重114使机器人1进行向右方或向左方倾斜的往复运动，能够表现例如机器人1高兴的状态或表现机器人1在思考中。

图14是示出应用了本公开的实施方式所涉及的机器人1的机器人系统1500的整体结构的一例的图。机器人系统1500具备云服务器3、便携终端4以及机器人1。机器人1经由例如Wifi(注册商标)的通信与互联网连接，与云服务器3连接。另外，机器人1经由例如Wifi(注册商标)的通信与便携终端4连接。用户1501例如是儿童，用户1502、1503例如是该儿童的父母。

便携终端4例如安装有与机器人1协作的应用。便携终端4能够通过应用对机器人1进行各种指示，和/或使机器人1显示在图14中说明的图像识别结果。

例如存在从便携终端4发出读某图画书给儿童听的请求时，机器人1开始该图画书的朗读，读给儿童听。机器人1例如在读图画书的过程中从儿童接收到任何询问时，将该询问发送给云服务器3，从云服务器3接收针对该询问的回答，说出表示回答的声音。

这样，用户1501如宠物那样对待机器人1，通过与机器人1的互相接触，就能够进行语言学习。

接着，参照图15，对本公开的实施方式所涉及的机器人1的内部电路的详细进行说明。图15是示出本公开的实施方式所涉及的机器人1的框图。

如图15所示，机器人1具备：控制电路109、显示部211、轴控制部213、旋转轴118、壳体驱动轮控制部214、壳体驱动轮212、配重驱动机构控制部215、配重驱动机构218、姿势检测部219、麦克风217、扬声器216、摄像头108以及通信部210。

控制电路109由计算机构成，该计算机包括存储器206、由CPU等处理器构成的主控制部200、显示信息输出控制部205、计时时刻的省略图示的计时器等。

存储器206例如由非易失性的可重写存储装置构成，存储机器人1的控制程序等。

主控制部200执行存储器206所存储的机器人1的控制程序。由此，主控制部200作为走行状态判定部201、回避行动控制部202以及姿势控制部203发挥作用。

姿势检测部219具备加速度传感器221以及角速度传感器222。

加速度传感器221例如由安装于第1旋转板103的3轴的加速度传感器构成。如图2所示，加速度传感器221检测上下方向(Z方向)的加速度(第1加速度的一例)、左右方向(X方向)的加速度、前后方向(Y方向)的加速度(第2加速度的一例)。上下方向是与第1旋转板103的主面正交的方向。左右方向是从前方向后方观察机器人1时的左右的方向。前后方向是与上下方向正交、并且与左右方向正交的方向。因此，前后方向是与第1旋转板103的主面平行的方向。

加速度传感器221将所检测到的3方向的加速度向主控制部200输出。加速度传感器221以及角速度传感器222不限定于第1旋转板103的上表面，也可以安装于第1旋转板103的下表面、第2旋转板104的上表面或下表面等。

角速度传感器222检测以左右方向为轴的机器人1的角速度、即机器人1的俯仰方向的角速度。进而，角速度传感器222检测以上下方向为轴的机器人1的角速度、即航向方向的机器人1的角速度。进而，角速度传感器222检测以前后方向为轴的机器人1的角速度、即横滚方向的机器人1的角速度。

麦克风217配置于框架102，将声音变换为电信号，并向主控制部200输出。麦克风217例如既可以安装于第1旋转板103的上表面，又可以安装于第2旋转板104的上表面。主控制部200从通过麦克风217取得的声音识别有无用户的声音，将声音识别结果储存于存储器206，由此管理声音识别结果。主控制部200核对保存于存储器206的声音识别用数据和取得声音，识别说话内容以及说话的用户。

扬声器216按照输出面面向正面的方式配置于框架102，将声音的电信号变换为物理振动。主控制部200从扬声器216输出预定的声音，由此使机器人1说话。

如图2中说明的那样，摄像头108拍摄机器人1的前方(Y方向)的影像，将所拍摄到的图像(以下，拍摄图像)向主控制部200输出。主控制部200根据由摄像头108取得的拍摄图像识别有无用户的面部、位置以及大小，并将面部识别结果储存于存储器206，据此管理面部识别结果。

主控制部200基于声音识别结果和/或面部识别结果生成命令，并向显示信息输出控制部205、轴控制部213、壳体驱动轮控制部214、配重驱动机构控制部215以及通信部210等输出。

显示信息输出控制部205在显示部211显示与从主控制部200发送的命令对应的机器人1的表情的显示信息。显示部211由在图2中说明的第1显示部105、第2显示部106以及第3显示部107构成。

轴控制部213根据从主控制部200发送的命令使在图9A以及图9B中说明的旋转轴118旋转。轴控制部213由在图9A以及图9B中说明的旋转用马达117构成。

壳体驱动轮控制部214根据从主控制部200发送的命令使机器人1的壳体驱动轮212工作。壳体驱动轮控制部214由在图2中说明的第1马达112以及第2马达113构成。壳体驱动轮212由在图2中说明的第1驱动轮110以及第2驱动轮111构成。壳体驱动轮212与一组驱动轮的一例相当。

配重驱动机构控制部215根据从主控制部200发送的命令，使机器人1的配重驱动机构218工作。配重驱动机构控制部215由内置于平衡重114的、未图示的配重驱动用马达构成。配重驱动机构218由在图3、图8A以及图8B中说明的导向轴115、摇动臂116、旋转用马达117、带119、马达带轮120以及未图示的配重驱动用马达构成。

通信部210由用于使机器人1与云服务器3(图14)连接的通信装置构成。作为通信部210，例如，能够采用Wifi(注册商标)等无线LAN的通信装置，但是这仅是一例。通信部210根据从主控制部200发送的命令，与云服务器3进行通信。

(主例程)

图16是示出本公开的实施方式中的机器人1的主例程的一例的流程图。

图16的流程图以采样间隔Δt周期性地被执行。首先，主控制部200确认第1马达112以及第2马达113有无旋转(S101)。在此，主控制部200例如对第1马达112以及第2马达113所具备的编码器所检测到的第1马达112以及第2马达113的旋转角度进行微分，求取第1马达112以及第2马达113的旋转速度。并且，如果所求得的第1马达112以及第2马达113的旋转速度这双方实质上表示0，则主控制部200判定为机器人1“不在旋转中”、即“停止中”，如果所求得的第1马达112以及第2马达113的旋转速度中的至少一方实质上不表示0，则判定为机器人1“旋转中”即可。

接着，主控制部200在S101中判定为“旋转中”的情况下(S102中“是”)，将处理移向S103。另一方面，主控制部200在S101中判定为“不在旋转中”的情况下(S102中“否”)，结束处理。

在S103中，走行状态判定部201执行走行状态判定处理。走行状态判定处理的详细使用图17后述。

在S104中，根据走行状态判定处理(S103)的处理结果，处理分支。即，如果走行状态判定处理的处理结果是“空转走行”(S104中“空转走行”)，则回避行动控制部202执行空转走行控制处理(S105)，结束处理。空转走行控制处理的详细使用图25后述。如果走行状态判定处理的处理结果是“坡道走行”(S104中“坡道走行”)，则主控制部200结束处理。

如果走行状态判定处理的处理结果是“摩擦面走行”(S104中“摩擦面走行”)，则姿势控制部203执行姿势控制处理(S106)，结束处理。姿势控制处理的详细使用图27后述。

这样，走行状态表示第1马达112以及第2马达113处于旋转中的情况下的机器人1的走行状态，包含“空转走行”、“坡道走行”、“摩擦面走行”以及“通常走行”。

如果设地板材料的摩擦系数为标准的摩擦系数，则“摩擦面走行”是指机器人1在具有比标准的摩擦系数大一定的值以上的摩擦系数的地板面(例如，地毯那样的地板面)上走行的状态。此外，在本实施方式中，在机器人1以预定的目标速度在具有标准的摩擦系数的地板材料上走行时，在图2中设计成Y方向会与走行方向平行。若设此时的第1～第3显示部105～107的位置为机器人1的面部的标准位置，则在机器人1进行了摩擦面走行的情况下，由于摩擦的影响，Y方向相对于走行方向的角度增大，因此，机器人1的面部比基准位置面向上方。将其返回至原来的基准位置是姿势控制处理(S106)。

如果走行状态判定处理的处理结果是“通常走行”(S104中“通常走行”)，则主控制部200结束处理。“通常走行”是指机器人1在具有标准的摩擦系数的水平的地板面上走行的状态。“坡道走行”是指机器人1爬坡道的状态。“空转走行”是指第1马达112以及第2马达113在旋转中但机器人1不移动的状态。

(走行状态判定处理)

图17是示出走行状态判定处理(图16的S103)的详细的流程图。首先，走行状态判定部201进行移动状态判定处理(S201)。移动状态判定处理的详细使用图18后述。

如果移动状态判定处理的处理结果表示“移动状态”(S202中“是”)，则走行状态判定部201执行姿势变更判定处理(S203)。姿势变更判定处理的详细使用图19后述。另一方面，如果移动状态判定处理的处理结果不表示“移动状态”(S202中“否”)，则走行状态判定部201将机器人1的走行状态判定为“空转走行”(S210)，将处理返回图16的S104。

如果姿势变更判定处理的处理结果表示“有姿势变更”(S204中“是”)，则走行状态判定部201执行摩擦面走行判定处理(S205)。摩擦面走行判定处理的详细使用图22后述。另一方面，如果姿势变更判定处理的处理结果表示“无姿势变更”(S204中“否”)，则走行状态判定部201将机器人1的走行状态判定为“通常走行”(S209)，将处理返回图16的S104。

如果摩擦面走行判定处理的处理结果表示不是“摩擦面走行”(S206中“是”)，则走行状态判定部201判定为“坡道走行”(S207)，将处理返回图16的S104。

另一方面，如果摩擦面走行判定处理的处理结果表示“摩擦面走行”(S206中“否”)，则走行状态判定部201将机器人1的走行状态判定为“摩擦面走行”(S208)，将处理返回图16的S104。

(移动状态判定处理)

图18是示出移动状态判定处理(图17的S201)的详细的流程图。首先，走行状态判定部201从加速度传感器221取得加速度A(S301)。

接着，走行状态判定部201对在S301中取得的加速度A中的Y方向的加速度Ay进行积分，由此算出机器人1的当前的Y方向的速度Vy(S302)。

接着，如果所算出的当前的Y方向的速度Vy比0大(S303中“是”)，则走行状态判定部201将机器人1判定为“移动状态”(S304)。“移动状态”是指第1马达112以及第2马达113不空转，机器人1实际上走行的状态。具体而言，“移动状态”中包含上述的“坡道走行”、“摩擦面走行”、以及“通常走行”。另一方面，如果所算出的当前的Y方向的速度Vy为0(S303中“否”)，则走行状态判定部201将处理返回图17的S202。在S303中“否”的情况下，图17的S202中判定为“否”，机器人1的走行状态被判定为“空转走行”(S210)。

(姿势判定处理)

图19是示出姿势判定处理(图17的S203)的详细的流程图。首先，走行状态判定部201从加速度传感器221取得加速度A，同时从角速度传感器222取得角速度ω(S401)。

接着，走行状态判定部201根据在S401中取得的角速度ω中的俯仰方向的角速度ωp算出作为机器人1的俯仰方向的角度的姿势角度θ的变化量Δθ(S402)。在该情况下，走行状态判定部201通过对采样间隔Δt乘以在S401中取得的角速度ωp而算出变化量Δθ(＝ωp×Δt)即可。即，变化量Δθ指采样间隔Δt中的姿势角度θ的变化量。

图20是示出机器人1的姿势角度θ的图。在图20中，示出姿势角度θ为0度的状态。如图20所示，姿势角度θ指Y方向相对于基准方向D1的角度。基准方向D1是使机器人1的走行方向投影到水平面E1的方向。

接着，走行状态判定部201算出当前的姿势角度θ(S403)。在该情况下，若设当前的姿势角度θ为姿势角度θ(t)、设在前一个采样点算出的姿势角度θ为姿势角度θ(t-Δt)，则走行状态判定部201通过θ(t)＝θ(t-Δt)+Δθ算出当前的姿势角度θ即可。

接着，走行状态判定部201从在S401取得的加速度Az中除去重力加速度分量(g×cosθ)，算出加速度Az’(＝Az-(-g×cosθ))(S404)。此外，为了在后述的摩擦面走行判定处理(图22)中使用，在S404中算出的加速度Az’的至少过去一定期间的量的值保存于存储器。加速度Az’是第2值的一例。对g×cosθ标注“-”的符号，是因为取上方为正，取下方为负的原因。

接着，走行状态判定部201判定在S403中算出的姿势角度θ是否达到了预定的下限角度θL(S405)。图21是说明姿势判定处理的曲线图，纵轴表示俯仰方向的角速度ωp(degree/sec)，横轴表示时间。在图21中，与纵轴平行地引的虚线表示采样点。波形W1是表示角速度ωp的时间推移的波形。波形W1与时间轴之间的面积表示角速度ωp的积分值，因此，该面积表示姿势角度θ。下限角度θL是姿势角度θ满足判定时间TD的计时的开始条件的角度。

如果姿势角度θ在下限角度θL以上(S405中“是”)，则走行状态判定部201计数用于对判定时间TD进行计时的计数值(S406)。图19所示的流程图每隔采样间隔Δt被执行，因此，计数值在每个采样间隔Δt被计数。如图20、图21所示，姿势判定处理等待姿势角度θ超过下限角度θL，然后开始判定时间TD的计时。这是基于如下的考虑：在机器人1进行摩擦面走行和/或坡道走行的情况下，姿势角度θ持续下限角度θL以上的角度。因此，作为下限角度θL，能够采用在机器人1进行摩擦面走行和/或坡道走行的情况下料想的机器人1的姿势角度θ的最小值。

另一方面，如果姿势角度θ小于下限角度θL(S405中“否”)，则走行状态判定部201使处理移向S411。

在S407中，若计数值达到判定时间TD(S407中“是”)，则走行状态判定部201将姿势判定处理的处理结果判定为“有姿势变更”(S408)，结束判定时间TD的计时(S409)。在该情况下，走行状态判定部201将判定时间TD的计数值重置为0即可。

考虑机器人1以维持了某程度的姿势角度θ的状态进行摩擦面走行和/或坡道走行。于是，在姿势变更判定处理中，在满足在判定时间TD内姿势角度θ维持下限角度θL以上这一条件的情况下，判定为机器人1的姿势变更了。由此，能够防止因机器人1走在了地板材料上的垃圾上的情况那样的瞬时的姿势角度θ的变更，判定为机器人1进行了摩擦面走行和/或坡道走行。

接着，走行状态判定部201将姿势控制角度θC设定为当前的姿势角度θ(S410)，使处理返回图17的S204。在该情况下，参照图20，姿势控制角度θC成为在判定时间TD的结束点EP(图21)的结束时刻的机器人1的姿势角度θ。也即是，姿势控制角度θC成为下限角度θL+判定时间TD内的姿势角度θ的变化量θ_TD。因此，即便在结束点EP后姿势角度θ继续增大，姿势控制角度θC也成为结束点EP的姿势角度θ。

在S411中，走行状态判定部201如果在判定期间TD的计时中(S411中“是”)，则结束判定区间TD的计时(S412)，使处理移向S413，如果不在判定期间TD的计时中(S411中“否”)，则使处理移向S413。在S412中，与S409同样，走行状态判定部201将判定时间TD的计数值重置为0即可。

在S413中，走行状态判定部201将姿势判定处理的处理结果判定为“无姿势变更”，将处理返回到图17的S204。

在机器人1在毛端的方向和/或长度零散的地毯那样的地板面走行的情况下，存在姿势角度θ为下限角度θL以上以及小于下限角度θL的状态重复的可能性。在该情况下，即便姿势角度θ为下限角度θL以上的状态不持续，通过计数值的储存，也有可能判定为“有姿势变更”。于是，设置了S411、S411的处理。由此，防止在姿势角度θ重复为下限角度θL以上和小于下限角度θL的状态下，计数值被储存。结果，能够避免在姿势角度θ为下限角度θL以上的状态不持续的情况下，判定为“有姿势变更”的事态。

使用图21，说明姿势判定处理的概略。走行状态判定部201以采样间隔Δt取得角速度ωp，累计所取得的角速度ωp来监视当前的姿势角度θ。并且，在姿势角度θ达到下限角度θL时，走行状态判定部201判定为开始判定时间TD的计时的开始点SP到来了，开始判定时间TD的计时。并且，若在判定时间TD内姿势角度θ小于下限角度θL，则走行状态判定部201在图19的S405中判定为“否”，判定为“无姿势变更”(S411)。另一方面，若在判定时间TD的结束点EP，姿势角度θ维持下限角度θL以上，则判定为“有姿势变更”(图19的S408)。

(摩擦面走行判定处理)

图22是示出摩擦面走行判定处理(图17的S205)的详细的流程图。首先，走行状态判定部201，判定在图19的S404中算出的加速度Az’(＝Az+g×cosθ)是否在过去一定期间维持小于基准值(第1变动幅度的一例)的状态(S501)，如果维持小于基准值的状态(S501中“是”)，则走行状态判定部201判定为“摩擦面走行”(S502)。另一方面，如果加速度Az’在过去一定期间不维持小于基准值的状态(S501中“否”)，则走行状态判定部201判定为“不是摩擦面走行”(S503)。若图22的处理结束，则处理返回图17的S206。

图23A是示出走行状态为“通常走行”时的机器人1的状态的示意图。图23B是示出走行状态为“摩擦面走行”时的机器人1的状态的示意图。图23C是示出走行状态为“坡道走行”时的机器人1的状态的示意图。

图24A是表示根据走行状态施加于机器人1的上下方向的加速度Az的时间上的推移的曲线图。图24B是表示根据走行状态施加于机器人1的加速度Az’的时间上的推移的曲线图。在图24A中，纵轴表示加速度Az，横轴表示时间。在图24B中，纵轴表示加速度Az’，横轴表示时间。在图24A、图24B中，波形W211、W221表示走行状态从“通常走行：期间T1”切换为“摩擦面走行：期间T2”时的加速度Az、Az’，波形W212、W222表示走行状态从“通常走行：期间T1”切换为“坡道走行：期间T2”时的加速度Az、Az’。

参照图23A，在“通常走行”中，机器人1以预定的目标速度在水平的具有标准的摩擦系数的地板面FA上走行。在通常走行中，机器人1被设计成Y方向会与地板面FA平行，因此，Y方向会与机器人1的走行方向D2平行。在该情况下，对机器人1，在Z方向上增加重力分量(-g)，因此，如图24A的期间T1所示，加速度Az在波形W211、W212均为Az＝-g。因此，由于Az(＝-g)-(-g)，加速度Az’成为0。因此，如图24B所示那样，在期间T1中，加速度Az’在波形W221、W222均大致维持0。此外，在图24A、图24B中，波形脉动是受地板的振动等的影响。

参照图23B，在摩擦面走行中，由于来自地板面FB的摩擦等，机器人1在相对于与地板面FB平行的走行方向D2朝向上方姿势角度θ的量的状态下，朝向走行方向D2以速度V在地板面FB走行。因此，在机器人1进行摩擦面走行的情况下，对机器人1表示Y方向的速度Vy和Z方向的速度Vz。

机器人1刚进入了地板面FB后，速度V由于摩擦等的影响而暂时减少，但是由于机器人1进行定速控制，因此，不久速度V恢复为目标速度。因而，在从机器人1进入地板面FB起到速度V恢复为目标速度为止的过渡期间中，在机器人1的Z方向上增加起因于速度Vz的变化的加速度az。

另外，在过渡期间中，机器人1的姿势角度θ从0度开始增大到与地板面FB的摩擦系数相对应的角度，因此，在机器人1的Z方向上，除了加速度az之外，增加起因于重力的-g×cosθ的加速度。因而，加速度Az成为Az＝az-g×cosθ。因此，加速度Az’成为az(Az’＝az-g×cosθ-(-g×cosθ))。在过渡期间，速度Vz减速后又增大，因此，加速度az朝向负方向变化后，朝向正方向变化。因此，在摩擦面走行的过渡期间，如图24B的波形W221所示那样，加速度Az’的波形成为向下凸的形状。

参照图23C，在坡道走行中，若设坡道FC的倾斜角度为α，则机器人1在相对于基准方向D1朝向上方向倾斜角度α的状态下，以速度V在坡道FC走行。在该情况下，机器人1的Y方向也会与坡道FC(走行方向D2)平行，因此，对机器人1仅示出Y方向的速度分量，而不示出Z方向的速度分量。

因此，在从机器人1进入坡道FC起到爬上坡道FC为止的过渡期间，不像摩擦面走行的情况那样对机器人1增加起因于速度Vz的加速度az，而仅增加起因于重力的-g×cosθ的加速度。因此，如图24A的波形W212所示那样，在坡道走行的过渡期间，加速度Az与cosθ相应地逐渐从负侧向正侧增大。

这样，在坡道走行中，加速度Az仅增加起因于重力的-g×cosθ的加速度，因此，加速度Az’成为0(Az’＝-g×cosθ-(-g×cosθ))。因此，如图24B的波形W222所示那样，加速度Az’几乎维持0。

因此，如果加速度Az’在一定期间维持小于基准值的状态，则走行状态判定部201能够判定为机器人1的走行状态为摩擦面走行(S501中“是”)。另一方面，如果加速度Az’在一定期间不维持小于基准值的状态，则走行状态判定部201能够判定为机器人1的走行状态为坡道走行(S501中“否”)。

在图19的S404中，过去一定期间的量的加速度Az’保存于存储器。因此，如图24所示，若设S501的处理的执行时刻为时刻P24，则走行状态判定部201能够根据从时刻P24开始回溯的一定期间T24内算出的加速度Az’的值算出加速度Az’的波形。并且，如果该波形如波形W221所示那样表示向下凸的波形，则在一定期间，加速度Az’维持小于基准值的状态，因此，判定为摩擦面走行。另一方面，如果该波形如波形W222所示那样表示平坦的波形，则在一定期间，加速度Az’维持基准值以上的状态，因此判定为坡道走行。此外，作为一定期间T24，例如，能够采用上述的过渡期间的程度的值。另外，作为基准值，采用比0低一定的余裕的值即可。

(空转走行处理)

图25是示出空转走行控制处理(图16的S105)的详细的流程图。图26A、图26B、图26C、图26D以及图26E是空转走行控制处理的说明图。在图26A、图26B、图26C、图26D以及图26E中，示出从上方向下方观察时的机器人1。另外，在图26B、图26C、图26D以及图26E中，用“S+数值”表示的步骤编号与图25的用“S+数值”表示的步骤编号对应。在图26A中，示出机器人1的行进被障碍物2600妨碍而机器人1空转的状态。在图26A中，作为障碍物2600示出了电源线，但这只是一例。例如，壁那样的物体也可以成为障碍物2600。

首先，如图26A所示，机器人1因障碍物2600而进行空转走行，因此，回避行动控制部202使第1驱动轮110以及第2驱动轮111逆旋转(S601)。在该情况下，回避行动控制部202通过将使第1驱动轮110以及第2驱动轮111逆旋转的命令向壳体驱动轮控制部214输出而使机器人1向与当前的走行方向(D261)相反的方向D262移动即可。由此，如图26B所示，机器人1尝试向方向D262的走行。

接着，走行状态判定部201执行移动状态判定处理(S602)。移动状态判定处理的详细，通过图18进行了说明，因此省略详细的说明。

接着，如果S602的处理结果表示“移动状态”(S603中“否”)，则机器人1可能向方向D262走行，因此，回避行动控制部202使机器人1旋转180度(S613)，将方向D262作为走行方向使机器人1进行通常走行(S614)。

在该情况下，回避行动控制部202，在机器人1旋转180度之前，将使第1驱动轮110和第2驱动轮111相互向逆方向旋转的命令向壳体驱动轮控制部214输出，由此使机器人1旋转180度即可。另外，回避行动控制部202通过对角速度传感器222所检测的航向方向的角速度ωy进行积分，来监视机器人1的航向方向的旋转角度，在该旋转角度表示180度时，判断为机器人1旋转了180度即可。

另一方面，如果S602的处理结果不表示“移动状态”(S603中“是”)，则机器人1除了方向D261以外也无法向方向D262走行，因此，回避行动控制部202使机器人1向左旋转90度，使机器人1的走行方向朝向方向D263，进行向方向D263的走行控制(S604)。在该情况下，如图26C所示，机器人1尝试向方向D263的走行。

S604中的回避行动控制部202的控制的详细，与S601中上述的内容相同，因此省略详细的说明。该情况，在后述的S607、S610中也相同。

接着，走行状态判定部201再次执行移动状态判定处理(S605)。接着，如果S605的处理结果表示“移动状态”(S606中“否”)，则机器人1可能向方向D263走行，因此，回避行动控制部202将方向D263作为走行方向使机器人1进行通常走行(S614)。

另一方面，如果S605的处理结果不表示“移动状态”(S606中“是”)，则机器人1除了方向D261、D262之外，也无法向方向D263走行。因此，如图26D所示那样，回避行动控制部202使机器人1相对于当前的走行方向(方向D263)旋转180度，使机器人1的走行方向朝向方向D264，进行走行控制(S607)。

接着，走行状态判定部201再次执行移动状态判定处理(S608)。接着，如果S608的处理结果表示“移动状态”(S609中“否”)，则机器人1可能向方向D264走行，因此，回避行动控制部202将方向D264作为走行方向使机器人1进行通常走行(S614)。

另一方面，如果S608的处理结果不表示“移动状态”(S609中“是”)，则机器人1除了方向D261、D262、D263之外也无法向方向D264走行，因此，回避行动控制部202判定为无法进行回避行动，执行S610～S612的处理。

在S610中，如图26E所示，回避行动控制部202使机器人1相对于当前的行进方向(方向D264)向右旋转90度，使机器人1的行进方向朝向方向D265。

接着，回避行动控制部202将使平衡重114移动到与当前的行进方向(D265)相反的方向(D266)的端部为止的命令向配重驱动机构控制部215输出(S611)。接着，接受了该命令的配重驱动机构控制部215使平衡重114向摇动臂116的后端移动(S612)。

在该情况下，如图11所示，平衡重114移动到摇动臂116的后端，机器人1如箭头122所示那样向后方倾斜。由此，机器人1能够表现撞到障碍物2600而翻倒的举止。

(姿势方向控制处理)

图27是示出姿势方向控制处理(图16的S106)的详细的流程图。姿势方向控制处理，在S104中判定为机器人1的走行状态为摩擦面走行的情况下被执行。

首先，姿势控制部203取得走行状态判定部201在图19的S410中设定的姿势控制角度θC(S701)。

接着，姿势控制部203算出与姿势控制角度θC对应的平衡重114的移动量(S702)。在该情况下，平衡重的移动量D通过D＝K×Δθ算出。

在此，K是用于将姿势控制角度θC换算为移动量的系数，K＝D_max/θ_max。D_max是平衡重114的最大振幅。参照图3，若设为摇动臂的前后方向的中央是平衡重114的默认位置，则最大振幅D_max表示从摇动臂的中央到后端或前端的长度。θ_max是将平衡重114定位于最大振幅D_max时的机器人1的姿势角度θ。Δθ是当前的姿势角度θ与姿势控制角度θC的差分。例如，如果当前的姿势角度为0度、姿势控制角度θC为10度，则Δθ成为10度。

接着，姿势控制部203通过将使平衡重114向前方移动在S702中算出的移动量D的量的命令向配重驱动机构控制部215输出，使平衡重114移动到与姿势控制角度θC对应的位置(S703)。

在机器人1进行摩擦面走行的情况下，如图23B所示，机器人1的Y方向相对于走行方向D2朝向上方与姿势角度θ相应的量。为使该Y方向朝向走行方向D2，使平衡重114向前方移动与姿势角度θ对应的移动量D的量即可。于是，姿势控制部203使平衡重114向前方移动与姿势控制角度θC对应的移动量的量。由此，Y方向与走行方向D2一致，能够使机器人1的面部的位置返回到标准位置。

因此，能够防止本实施方式中的机器人1起因于走行面的原材料而以面部的位置朝向上方向的状态进行走行的不自然感。

另外，在本实施方式中，如果在姿势角度θ成为下限角度θL以上的情况下，在判定时间TD期间姿势角度θ返回至小于下限角度θL(图19的S407中“否”)，则判定为无姿势变更(S411)，在图17的S204中判定为“否”，判定为通常走行(S209)。

由此，例如，在机器人1走在地板材料上的垃圾上，机器人1的面部瞬时地朝向上方向的情况下，会不进行使机器人1的面部向下方向移动的控制。由此，能够防止例如在通过了垃圾后机器人1以面部朝向下方的状态走行的不自然感。

另外，在本实施方式中，如果在姿势角度θ为0度以上的情况下姿势角度θ也小于下限角度θL(图19的S407中“否”)，则判定为无姿势变更(S411)，在图17的S204中判定为“否”，判定为通常走行(S209)。

在该情况下，平衡重114不移动，机器人1的面部多少会面向上方向，但其量很微小，因此，不使机器人1的面部向下方向返回也没有问题。于是，在本实施方式中，在姿势角度θ小于下限角度θL的情况下，判定为无姿势变更。

另外，在本实施方式中，在图16的S104中判定为走行状态为坡道走行的情况下，与判定为摩擦面走行的情况不同，不执行姿势控制处理。

这是因为，如图23C所示，在机器人1攀登坡道地走行的情况下，即便机器人1的面部朝向上方向，该方向与走行方向D2平行，不会不自然。结果，在机器人1攀登坡道地走行的情况下，能够消除机器人1的面部面向下方向走行的不自然感。

另外，在本实施方式中，在机器人1因障碍物2600而无法移动的情况下，平衡重114向摇动臂116的后端移动，机器人1的面部面向上方向。由此，能够表现机器人1碰到障碍物2600而翻倒的举止。

(变形例1)

在上述实施方式中，在机器人1因障碍物2600而无法移动的情况下，使机器人1的面部朝向上方向，表现出翻倒的举止。本公开不限定于此，在机器人1因障碍物2600而无法移动的情况下，也可以设为不使平衡重114移动，而在默认的位置定位的状态。

(变形例2)

在上述实施方式中，具备加速度传感器221，但是本实施方式不限定于此，也可以省略加速度传感器221。在该情况下，会无法基于加速度Az进行摩擦面走行和坡道走行的判别。但是，至少在摩擦面走行的情况下，能够根据角速度传感器222所检测到的角速度算出姿势角度θ，使机器人1的面部朝向下方向与姿势角度θ相应的量。

(变形例3)

在上述实施方式中，如图24所示那样，加速度Az被设定为上方为正、下方为负，也可以设定为上方为负、下方为正。

(本公开的实施方式的概要)

本公开的一个技术方案的机器人，具备：球体状的壳体；框架，其配置于所述壳体的内部；显示部，其设置于所述框架，至少显示机器人的面部的一部分；一组驱动轮，其设置于所述框架，与所述壳体的内周面相接触地使所述壳体旋转而使所述壳体走行；配重的驱动机构，其设置于所述框架，使配重在预定方向上往复移动；角速度传感器，其检测将与所述壳体的走行方向垂直的左右方向作为轴的角速度；以及控制电路，其在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了预定角度的情况下，使所述配重向所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

在本技术方案中，将使配重在预定方向上往复移动的配重的驱动机构设置于所述框架，并且设置了检测将与所述壳体走行的方向垂直的左右方向作为轴的角速度的角速度传感器。

考虑到：在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了预定角度的情况下，从所述走行方向观察所述壳体向走行方向的移动被所述壳体与走行面的摩擦抑制，由于此原因，所述显示部的位置向上方向移动。于是，在本技术方案中，在这样的情况下，设为使所述配重向所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

由此，即便在所述壳体向走行方向的移动被所述壳体与走行面的摩擦抑制的情况下，也能够使起因于所述抑制而朝向上方向的所述显示部的位置返回到下方向。

结果，能够防止：即便是相同走行处理，不起因于所述机器人的内部处理而起因于走行面的原材料，所述机器人的面部的位置、即所述机器人的姿势变化的不自然感。

另外，本公开的另一个技术方案的机器人，具备：球体状的壳体；框架，其配置于所述壳体的内部，并且包括基台；显示部，其设置于所述框架，至少显示机器人的面部的一部分；一组驱动轮，其设置于所述框架，与所述壳体的内周面相接触地使所述壳体旋转而使所述壳体走行；配重的驱动机构，其设置于所述框架，使配重在预定方向上往复移动；加速度传感器，其检测与所述基台垂直的上下方向的第1加速度；角速度传感器，其检测将与所述壳体的走行方向垂直的左右方向作为轴的角速度；以及控制电路，其得到从表示由所述加速度传感器输出的所述第1加速度的第1值除去重力分量后的第2值，所述控制电路，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在判断为所述第2值从基准值超过第1变动幅度地变化为与垂直于所述基台的下方向对应的值、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了预定角度的情况下，使所述配重向所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

考虑到：在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在判断为所述第2值从基准值超过第1变动幅度地变化为对应于与所述基台垂直的下方向的值、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了预定角度的情况下，所述壳体向走行方向的移动被所述壳体与走行面的摩擦抑制，由于此原因，所述显示部的位置向上方向移动。于是，在本技术方案中，在这样的情况下，设为使所述配重向所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

由此，即便在所述壳体向走行方向的移动被所述壳体与走行面的摩擦抑制的情况下，也能够使起因于所述抑制而朝向上方向的所述显示部的位置返回到下方向。

结果，能够防止：即便是相同走行处理，不起因于所述机器人的内部处理而起因于走行面的原材料，所述机器人的面部的位置、即所述机器人的姿势变化的不自然感。

在上述技术方案中，也可以是，所述控制电路，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了所述预定角度的情况下，不进行使所述配重向所述壳体的走行方向的前方移动的控制。

例如，在机器人攀登坡道地走行的情况下，向下坡道的方向的力对所述壳体起作用而抑制所述壳体向走行方向的移动。在该情况下，所述显示部的位置也向上方向移动。

在所述机器人攀登坡道地走行的情况下，即便所述机器人的面部朝向上方向，也与使所述机器人在摩擦系数高的地毯上走行的情况不同，并不不自然。在所述加速度传感器以及所述角速度传感器的检测结果示出所述第2值在所述第1变动幅度内变化、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化示出从所述走行方向的前侧观察所述壳体向上方向的旋转角度变化超过了所述预定角度的情况下，不仅所述机器人的面部朝向上方，所述机器人自身也向上方向移动，因此，能够推定为所述机器人例如在攀登坡道地走行。

于是，在本技术方案中，也可以是，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了所述预定角度的情况下，不进行使所述配重向所述壳体的走行方向的前方移动的控制。

由此，即便在所述机器人的面部朝向上方向的情况下，区别所述机器人攀登坡道地走行的情况和在摩擦系数高的地毯上使所述机器人走行的情况，在前者的情况下，不使所述配重向所述壳体的走行方向的前方移动，保持所述机器人的面部朝向上方向的状态不变。

因此，能够防止在所述机器人攀登坡道地走行的情况下，修正为所述机器人的面部朝向下方向反而会不自然。

另外，在上述技术方案中，也可以是，所述加速度传感器检测表示与所述基台水平的所述壳体的走行方向的第2加速度，所述控制电路，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内、并且所述壳体的旋转角度的变化收敛于所述预定角度内的情况下，使所述配重向所述壳体的走行方向的后方移动。

所述机器人在走行中例如碰到壁和/或空转的情况下，所述加速度传感器的输出波形以及所述角速度传感器的输出波形示出以下那样的状态。所述第2值在所述第1变动幅度内变化，所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内，并且所述壳体的旋转角度的变化收敛于所述预定角度内。即，所述机器人并不是攀登坡道，而是在平面走行，因此，所述第2值在所述第1变动幅度内变化。所述机器人例如碰到壁而无法前进，因此，所述壳体在走行方向的第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内。并且，所述机器人例如虽说碰到壁，但并不是走行被所述壳体与走行面的摩擦抑制，因此，所述机器人的面部不朝向上方向，而以原来的姿势空转。因此，所述壳体的旋转角度的变化收敛于所述预定角度内。

于是，在本技术方案中，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内、并且所述壳体的旋转角度的变化收敛于所述预定角度内的情况下，判断为所述机器人在走行中例如碰到壁、或者空转。

在该情况下，根据本技术方案，使所述配重向所述壳体的走行方向的后方移动。

由此，在判断为所述机器人在走行中例如碰到壁、或空转的情况下，设为使所述机器人的面部朝向上方向。因此，在所述机器人在走行中例如碰到壁的情况下，还是要控制成使所述机器人的面部朝向上方向，所述机器人例如表现出碰到壁而翻倒的举止。

即，在所述机器人在走行中例如碰到壁、或者空转的情况和在摩擦系数高的地毯上使所述机器人走行的情况下，所述配重的移动方向不同。

因此，在所述机器人在走行中例如碰到壁或空转的情况下，不使所述机器人为原来的姿势，还是要修正成所述机器人的面部朝向上方向，因此，在翻倒的表现下，所述机器人能够告诉用户例如碰到壁的情况。

另外，在上述技术方案中，也可以是，所述加速度传感器检测表示与所述基台水平的所述壳体的走行方向的第2加速度，所述控制电路，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内、并且所述壳体的旋转角度的变化收敛于所述预定角度内的情况下，不进行使所述配重向所述壳体的走行方向的前方移动的控制。

在本技术方案中，在判断为所述机器人在走行中例如碰到壁、或空转的情况下，不进行使所述配重向所述壳体的走行方向的前方移动的控制。

由此，区别所述机器人在走行中例如碰到壁或空转的情况和在摩擦系数高的地毯上使所述机器人走行的情况，在前者的情况下，并不是走行被所述壳体与走行面的摩擦抑制，因此，不使所述配重向所述壳体的走行方向的前方移动，而使所述机器人保持原来的姿势。

因此，能够防止在所述机器人在走行中例如碰到壁或空转的情况下，修正为所述机器人的面部朝向下方向反而会不自然。

另外，在上述技术方案中，机器人具备：球体状的壳体；框架，其配置于所述壳体的内部，并且包括基台；显示部，其设置于所述框架，至少显示机器人的面部的一部分；一组驱动轮，其设置于所述框架，与所述壳体的内周面相接触地使所述壳体旋转而使所述壳体走行；配重的驱动机构，其设置于所述框架，使配重在预定方向上往复移动；加速度传感器，其检测与所述基台垂直的上下方向的第1加速度；角速度传感器，其检测将与所述壳体的走行方向垂直的左右方向作为轴的角速度；以及控制电路，其得到从表示由所述加速度传感器输出的所述第1加速度的第1值除去重力分量后的第2值，所述控制电路，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在判断为所述第2值从基准值超过第1变动幅度地变化为与垂直于所述基台的下方向对应的值、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体从基准位置向上方向超过预定角度地旋转了的情况下，基于所述壳体从所述基准位置开始旋转起到经过预定期间为止的将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断所述壳体的旋转角度，使所述配重向比所述配重的初始位置靠所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

考虑到：在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在判断为所述第2值从基准值超过第1变动幅度地变化为对应于与所述基台垂直的下方向的值、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体从基准位置向上方向旋转超过了预定角度的情况下，走行被摩擦等抑制，由于此原因，所述显示部的位置向上方向移动。于是，在本技术方案中，在这样的情况下，基于所述壳体从所述基准位置开始旋转起到经过预定期间为止的将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断所述壳体的旋转角度，使所述配重向比所述配重的初始位置靠所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度对应的距离。

由此，在所述壳体向走行方向的移动由于所述壳体与走行面的摩擦等被抑制的情况下，也能够将起因于所述抑制而朝向上方向的所述显示部的位置返回至下方向。

结果，能够防止：即便是相同走行处理，不起因于所述机器人的内部处理而起因于走行面的原材料地使所述机器人的面部的位置、即所述机器人的姿势变化的不自然感。

另外，在上述技术方案中，也可以是，所述控制电路，在经过所述预定期间之前，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为所述壳体的从所述基准位置起的旋转返回到所述预定角度以下的情况下，不进行使所述配重移动的控制。

例如，在所述壳体跨上地板材料上的垃圾的情况下，所述壳体向走行方向的移动也有可能由于所述壳体与走行面的摩擦而瞬时性地使所述显示部的位置向上方向移动。在这样的情况下，若使所述显示部的位置向下方向移动，则例如在通过了所述垃圾后，所述机器人会以朝向下的状态走行。于是，在本技术方案中设为：在经过所述预定期间之前，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化，判断为所述壳体从所述基准位置起的旋转返回到所述预定角度以下的情况下，不进行使所述配重移动的控制。

由此，能够防止：例如在通过了所述垃圾后，所述机器人以朝向下的状态走行的不自然感。

另外，在上述技术方案中，也可以是，所述控制电路，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在判断为所述第2值从基准值超过第1变动幅度地变化为与垂直于所述基台的下方向对应的值、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的从所述基准位置起向上方向的旋转为所述预定角度以下的情况下，不进行使所述配重移动的控制。

即便在所述壳体向走行方向的移动被所述壳体与走行面的摩擦等抑制，起因于所述抑制而使所述显示部的位置朝向上方向的情况下，当该朝向上方向的角度为所述预定角度以下时，起因于走行面的原材料的所述机器人的面部的位置变化的不自然感也小，因此，不进行使所述配重移动的控制。

也可以是，所述控制电路，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体从基准位置起向上方向旋转超过了预定角度的情况下，不进行使所述配重移动的控制。

另外，在上述技术方案中，也可以是，所述加速度传感器检测表示与所述基台水平的所述壳体的走行方向的第2加速度，所述控制电路，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的从所述基准位置起向上方向的旋转为所述预定角度以下的情况下，使所述配重向比所述配重的初始位置靠所述壳体的走行方向的后方移动。

另外，在上述技术方案中，也可以是，所述加速度传感器检测表示与所述基台水平的所述壳体的走行方向的第2加速度，所述控制电路，在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的从所述基准位置起向上方向的旋转为所述预定角度以下的情况下，不进行使所述配重移动的控制。

产业上的可利用性

根据本公开，在使机器人协调地走行的点上有用。

标号的说明

A、Ay、Az加速度；D移动量；D_max最大振幅；D1基准方向；D2走行方向；θ姿势角度；θC姿势控制角度；θL下限角度；ω、ωp、ωy角速度；1机器人；3云服务器；4便携终端；101壳体；102框架；103第1旋转板；104第2旋转板；105第1显示部；106第2显示部；107第3显示部；108摄像头；109控制电路；110第1驱动轮；111第2驱动轮；112第1马达；113第2马达；114平衡重；115导向轴；116摇动臂；117旋转用马达；118旋转轴；119带；120马达带轮；200主控制部；201走行状态判定部；202回避行动控制部；203姿势控制部；205显示信息输出控制部；206存储器；210通信部；211显示部；212壳体驱动轮；213轴控制部；214壳体驱动轮控制部；215配重驱动机构控制部；216扬声器；217麦克风；218配重驱动机构；219姿势检测部；221加速度传感器；222角速度传感器；1500机器人系统；1501、1502用户；2600障碍物。

Claims (11)

1.一种机器人，具备：

球体状的壳体；

框架，其配置于所述壳体的内部；

显示部，其设置于所述框架，至少显示机器人的面部的一部分；

一组驱动轮，其设置于所述框架，与所述壳体的内周面相接触地使所述壳体旋转而使所述壳体走行；

配重的驱动机构，其设置于所述框架，使配重在预定方向上往复移动；

角速度传感器，其检测将与所述壳体的走行方向垂直的左右方向作为轴的角速度；以及

控制电路，其在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了预定角度的情况下，使所述配重向所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

2.一种机器人，具备：

球体状的壳体；

框架，其配置于所述壳体的内部，并且包括基台；

显示部，其设置于所述框架，至少显示机器人的面部的一部分；

一组驱动轮，其设置于所述框架，与所述壳体的内周面相接触地使所述壳体旋转而使所述壳体走行；

配重的驱动机构，其设置于所述框架，使配重在预定方向上往复移动；

加速度传感器，其检测与所述基台垂直的上下方向的第1加速度；

角速度传感器，其检测将与所述壳体的走行方向垂直的左右方向作为轴的角速度；以及

控制电路，其得到从表示由所述加速度传感器输出的所述第1加速度的第1值除去重力分量后的第2值，

所述控制电路，

在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在判断为所述第2值从基准值超过第1变动幅度地变化为与垂直于所述基台的下方向对应的值、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了预定角度的情况下，使所述配重向所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

3.根据权利要求2所述的机器人，

所述控制电路，

在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的旋转角度向上方向变化超过了所述预定角度的情况下，不进行使所述配重向所述壳体的走行方向的前方移动的控制。

4.根据权利要求2或3所述的机器人，

所述加速度传感器检测表示与所述基台水平的所述壳体的走行方向的第2加速度，

所述控制电路，

在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内、并且所述壳体的旋转角度的变化收敛于所述预定角度内的情况下，使所述配重向所述壳体的走行方向的后方移动。

5.根据权利要求2或3所述的机器人，

所述加速度传感器检测表示与所述基台水平的所述壳体的走行方向的第2加速度，

所述控制电路，

在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内、并且所述壳体的旋转角度的变化收敛于所述预定角度内的情况下，不进行使所述配重向所述壳体的走行方向的前方移动的控制。

6.一种机器人，具备：

球体状的壳体；

框架，其配置于所述壳体的内部，并且包括基台；

显示部，其设置于所述框架，至少显示机器人的面部的一部分；

一组驱动轮，其设置于所述框架，与所述壳体的内周面相接触地使所述壳体旋转而使所述壳体走行；

配重的驱动机构，其设置于所述框架，使配重在预定方向上往复移动；

加速度传感器，其检测与所述基台垂直的上下方向的第1加速度；

角速度传感器，其检测将与所述壳体的走行方向垂直的左右方向作为轴的角速度；以及

控制电路，其得到从表示由所述加速度传感器输出的所述第1加速度的第1值除去重力分量后的第2值，

所述控制电路，

在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在判断为所述第2值从基准值超过第1变动幅度地变化为与垂直于所述基台的下方向对应的值、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体从基准位置向上方向旋转超过了预定角度的情况下，基于所述壳体从所述基准位置开始旋转起到经过预定期间为止的将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断所述壳体的旋转角度，使所述配重向比所述配重的初始位置靠所述壳体的走行方向的前侧移动与所述旋转角度相应的距离。

7.根据权利要求6所述的机器人，

所述控制电路，

在经过所述预定期间之前，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为所述壳体的从所述基准位置起的旋转返回到所述预定角度以下的情况下，不进行使所述配重移动的控制。

8.根据权利要求6所述的机器人，

所述控制电路，

在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在判断为所述第2值从基准值超过第1变动幅度地变化为与垂直于所述基台的下方向对应的值、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的从所述基准位置起向上方向的旋转为所述预定角度以下的情况下，不进行使所述配重移动的控制。

9.根据权利要求6所述的机器人，

所述控制电路，

在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体从基准位置起向上方向旋转超过了预定角度的情况下，不进行使所述配重移动的控制。

10.根据权利要求6所述的机器人，

所述加速度传感器检测表示与所述基台水平的所述壳体的走行方向的第2加速度，

所述控制电路，

在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的从所述基准位置起向上方向的旋转为所述预定角度以下的情况下，使所述配重向比所述配重的初始位置靠所述壳体的走行方向的后方移动。

11.根据权利要求6所述的机器人，

所述加速度传感器检测表示与所述基台水平的所述壳体的走行方向的第2加速度，

所述控制电路，

在使所述壳体旋转而使所述壳体走行的期间，在所述第2值在所述第1变动幅度内变化的状态下，在所述第2加速度的变化收敛于第2变动幅度内、并且基于将所述左右方向作为轴的角速度的变化判断为从所述走行方向的前侧观察、所述壳体的从所述基准位置起向上方向的旋转为所述预定角度以下的情况下，不进行使所述配重移动的控制。