JP2002360943A - ロボット玩具 - Google Patents
ロボット玩具Info
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- JP2002360943A JP2002360943A JP2001170315A JP2001170315A JP2002360943A JP 2002360943 A JP2002360943 A JP 2002360943A JP 2001170315 A JP2001170315 A JP 2001170315A JP 2001170315 A JP2001170315 A JP 2001170315A JP 2002360943 A JP2002360943 A JP 2002360943A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きい歩幅で歩行しても倒れ難い2足歩行の
ロボット玩具を提供する。 【解決手段】 一方の足を他方の足よりも前方又は後方
に繰り出すことを繰り返して歩行する歩行機構(1〜8)
と、一定の歩行姿勢で歩行を停止させる停止手段(12,3
1,32,33)を備える。それにより、大きい歩幅で歩いたと
きの倒れ易い状態での停止を回避する。
ロボット玩具を提供する。 【解決手段】 一方の足を他方の足よりも前方又は後方
に繰り出すことを繰り返して歩行する歩行機構(1〜8)
と、一定の歩行姿勢で歩行を停止させる停止手段(12,3
1,32,33)を備える。それにより、大きい歩幅で歩いたと
きの倒れ易い状態での停止を回避する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はロボット玩具に関し、特
に、2足歩行のロボット玩具に関する。
に、2足歩行のロボット玩具に関する。
【0002】
【従来の技術】人に模した歩行を行う、いわゆる2足歩
行ロボットの玩具では、歩行したときに倒れないように
することが重要である。
行ロボットの玩具では、歩行したときに倒れないように
することが重要である。
【0003】このため、例えば、図20に示すように、
片足でロボットの胴体を支えることのできる範囲で左右
の足を交互に繰り出して少しずつ前進する。また、他の
例としては、図21に示すように、左右の足の形をそれ
ぞれ「コ」の字状とし、一方の足が他方の足の中に入る
ようにして、左右の足を交互に繰り出す。それにより、
足の軌跡にロボットの重心の軌跡が重なるようにしてバ
ランスを改善し、胴体を支えつつ足の繰り出し量を増や
すようにしている。
片足でロボットの胴体を支えることのできる範囲で左右
の足を交互に繰り出して少しずつ前進する。また、他の
例としては、図21に示すように、左右の足の形をそれ
ぞれ「コ」の字状とし、一方の足が他方の足の中に入る
ようにして、左右の足を交互に繰り出す。それにより、
足の軌跡にロボットの重心の軌跡が重なるようにしてバ
ランスを改善し、胴体を支えつつ足の繰り出し量を増や
すようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなロボット玩具の歩行状態は、一方の足が他方の足の
前に完全に出るものではなく、人の動きとは異なる。ま
た、このようなロボット玩具の歩行では、人が走るよう
な動きを実現することは困難である。
うなロボット玩具の歩行状態は、一方の足が他方の足の
前に完全に出るものではなく、人の動きとは異なる。ま
た、このようなロボット玩具の歩行では、人が走るよう
な動きを実現することは困難である。
【0005】よって、本発明の目的は、大きい歩幅で歩
行するロボット玩具を提供することである。
行するロボット玩具を提供することである。
【0006】また、本発明の目的は、一方の足を他方の
足よりも前に繰り出して歩行するロボット玩具を提供す
ることである。
足よりも前に繰り出して歩行するロボット玩具を提供す
ることである。
【0007】本発明の目的は、走るロボット玩具を提供
することである。
することである。
【0008】また、本発明の目的は、大きい歩幅で歩行
しても倒れ難いロボット玩具を提供することである。
しても倒れ難いロボット玩具を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のロボット玩具は、2足歩行するロボット玩具に
おいて、一方の足を他方の足よりも前方又は後方に繰り
出すことを繰り返して歩行する歩行機構を備えたことを
特徴とする。
本発明のロボット玩具は、2足歩行するロボット玩具に
おいて、一方の足を他方の足よりも前方又は後方に繰り
出すことを繰り返して歩行する歩行機構を備えたことを
特徴とする。
【0010】かかる構成とすることによって、人に似せ
た歩行あるいは走行を行うことが可能となる。
た歩行あるいは走行を行うことが可能となる。
【0011】好ましくは、上記ロボット玩具は一定の歩
行姿勢で歩行を停止又は開始する停止手段、を更に備え
る。それにより、転倒し難い位置でロボットを停止さ
せ、あるいは安定した姿勢からロボットを動作させるこ
とが可能となる。
行姿勢で歩行を停止又は開始する停止手段、を更に備え
る。それにより、転倒し難い位置でロボットを停止さ
せ、あるいは安定した姿勢からロボットを動作させるこ
とが可能となる。
【0012】好ましくは、上記ロボット玩具は前進と後
進とで停止又は開始する歩行姿勢を異にする。それによ
り、前進と後進の姿勢の相違に対応可能となる。
進とで停止又は開始する歩行姿勢を異にする。それによ
り、前進と後進の姿勢の相違に対応可能となる。
【0013】好ましくは、上記停止手段は、足の往復動
に対応するカムと、このカムによって作動するスイッチ
手段と、を備える。それにより、2つの動きに対応可能
となる。スイッチ手段としては、マイクロスイッチ、磁
気センサ、光センサなど各種のものを適宜に使用するこ
とが可能である。
に対応するカムと、このカムによって作動するスイッチ
手段と、を備える。それにより、2つの動きに対応可能
となる。スイッチ手段としては、マイクロスイッチ、磁
気センサ、光センサなど各種のものを適宜に使用するこ
とが可能である。
【0014】好ましくは、上記歩行を停止又は開始する
歩行姿勢は、上記一方の足の上に重心が存在する姿勢で
ある。それにより、足を交互に繰り出しても姿勢を安定
することを可能とする。
歩行姿勢は、上記一方の足の上に重心が存在する姿勢で
ある。それにより、足を交互に繰り出しても姿勢を安定
することを可能とする。
【0015】好ましくは、上記ロボット玩具の歩行機構
の各足を駆動する構成は、回転駆動される駆動カムと、
ロボット玩具の足底となる着地部と、上記駆動カムによ
って揺動するアームと、一端が腰部フレーム又は上記駆
動カムの軸に回動可能に支持され、他端が膝部となる第
1のリンクと、一端が上記膝部と回動可能に連結され、
他端が上記着地部と回動可能に連結されると共に、その
一部に上記アームが回動可能に連結される第2のリンク
と、一端が上記腰部フレームに回動可能に支持され、他
端が上記膝部後方に位置する第3のリンクと、一端が上
記第3のリンクの他端部に回動可能に連結され、他端部
が上記着地部と上記第2のリンクとの連結点の後方にお
いて上記着地部に回動可能に連結する第4のリンクと、
上記第1及び第2のリンクの連結点と上記第3及び第4
のリンクの連結点とを一定間隔に維持する第5のリンク
と、を備える。
の各足を駆動する構成は、回転駆動される駆動カムと、
ロボット玩具の足底となる着地部と、上記駆動カムによ
って揺動するアームと、一端が腰部フレーム又は上記駆
動カムの軸に回動可能に支持され、他端が膝部となる第
1のリンクと、一端が上記膝部と回動可能に連結され、
他端が上記着地部と回動可能に連結されると共に、その
一部に上記アームが回動可能に連結される第2のリンク
と、一端が上記腰部フレームに回動可能に支持され、他
端が上記膝部後方に位置する第3のリンクと、一端が上
記第3のリンクの他端部に回動可能に連結され、他端部
が上記着地部と上記第2のリンクとの連結点の後方にお
いて上記着地部に回動可能に連結する第4のリンクと、
上記第1及び第2のリンクの連結点と上記第3及び第4
のリンクの連結点とを一定間隔に維持する第5のリンク
と、を備える。
【0016】かかる構成とすることによって、人の足の
動きに似た歩行や走行を実現可能となる。
動きに似た歩行や走行を実現可能となる。
【0017】好ましくは、上記第2のリンクと上記着地
部との連結点が上記着地部の外周側に偏倚した位置に設
定される。それにより、重心位置を足の上方に位置させ
つつ、足を繰り出すことを容易にする。
部との連結点が上記着地部の外周側に偏倚した位置に設
定される。それにより、重心位置を足の上方に位置させ
つつ、足を繰り出すことを容易にする。
【0018】好ましくは、更に、一方の足の上記着地部
が、他方の足の上記着地部の上を通って上方又は後方に
繰り出される。それにより、ロボットの進行方向に対し
て左右方向に重心が変動しないようにして歩行すること
が可能となる。
が、他方の足の上記着地部の上を通って上方又は後方に
繰り出される。それにより、ロボットの進行方向に対し
て左右方向に重心が変動しないようにして歩行すること
が可能となる。
【0019】好ましくは、更に、上記駆動カムに連動す
る前進の際の停止位置を決定する前進カム及び後進の際
の停止位置を決める後進カムの少なくともいずれかと、
当該カムによって動作するスイッチ手段と、を備える。
それにより、先進及び後進において適切な姿勢で停止可
能となる。
る前進の際の停止位置を決定する前進カム及び後進の際
の停止位置を決める後進カムの少なくともいずれかと、
当該カムによって動作するスイッチ手段と、を備える。
それにより、先進及び後進において適切な姿勢で停止可
能となる。
【0020】好ましくは、上記アームは上部に延在して
ロボットの腕を揺動する。それにより、安価に腕振り機
構を構成可能となる。
ロボットの腕を揺動する。それにより、安価に腕振り機
構を構成可能となる。
【0021】好ましくは、上記着地部に、ロボット玩具
の進行方向を変える方向転換機構を備える。それによ
り、障害物をよけることを可能とする。
の進行方向を変える方向転換機構を備える。それによ
り、障害物をよけることを可能とする。
【0022】好ましくは、上記方向転換機構は、後進し
たときに上記ロボット玩具の向きを変える。それによ
り、前進と後進とを繰り返すことで所望の方向にロボッ
ト玩具の向きを設定することが可能となる。
たときに上記ロボット玩具の向きを変える。それによ
り、前進と後進とを繰り返すことで所望の方向にロボッ
ト玩具の向きを設定することが可能となる。
【0023】また、本発明のロボット玩具は、2足歩行
のロボット玩具において、前後方向に往復動する2つの
足と、上記足の底部に設けられた移動可能な底板と、上
記足の動きを回転力に変換する駆動力発生手段と、上記
回転力を前記底板に伝える力伝達機構と、を備える。
のロボット玩具において、前後方向に往復動する2つの
足と、上記足の底部に設けられた移動可能な底板と、上
記足の動きを回転力に変換する駆動力発生手段と、上記
回転力を前記底板に伝える力伝達機構と、を備える。
【0024】かかる構成とすることによって、歩行中に
ロボットの向きを変えることが可能となる。
ロボットの向きを変えることが可能となる。
【0025】好ましくは、上記底板を上記移動に伴って
下降させる下降手段、を更に備える。それにより、下降
した底板にロボット玩具を乗せて回動し、向きを変える
ことが可能となる。
下降させる下降手段、を更に備える。それにより、下降
した底板にロボット玩具を乗せて回動し、向きを変える
ことが可能となる。
【0026】好ましくは、上記下降手段は、上記底板に
接触してこれを押し下げる傾斜面である。それにより、
底板が移動すると、傾斜面によって下方に押し出され
る。
接触してこれを押し下げる傾斜面である。それにより、
底板が移動すると、傾斜面によって下方に押し出され
る。
【0027】好ましくは、上記駆動力発生手段は、上記
足の一方向の動きのときに回転力を発生する。それによ
り、前進若しくは後進するときにロボット玩具が向きを
変えるようにすることが可能となる。
足の一方向の動きのときに回転力を発生する。それによ
り、前進若しくは後進するときにロボット玩具が向きを
変えるようにすることが可能となる。
【0028】好ましくは、上記駆動力発生手段は、歯車
とラッチを含み、上記足が一方向に動いたときに上記ラ
ッチが歯車に係止して該歯車の軸に上記回転力を生じさ
せる。それにより、足の往復動のうちの往動又は復動の
ときに駆動力を発生することが可能となる。
とラッチを含み、上記足が一方向に動いたときに上記ラ
ッチが歯車に係止して該歯車の軸に上記回転力を生じさ
せる。それにより、足の往復動のうちの往動又は復動の
ときに駆動力を発生することが可能となる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1乃至図12は、本発明
の第1の実施の形態を示している。
て図面を参照して説明する。図1乃至図12は、本発明
の第1の実施の形態を示している。
【0030】この例では、図1のロボット玩具の歩行軌
跡に示すように、ロボット玩具は、一方の足を他方の足
よりも前方又は後方に繰り出して歩行する。この動作を
速くすれば、例えば、モータの回転速度を早くすれば走
るロボット玩具となる。また、モータを逆転すれば、後
方に歩くあるいは走るロボット玩具となる。
跡に示すように、ロボット玩具は、一方の足を他方の足
よりも前方又は後方に繰り出して歩行する。この動作を
速くすれば、例えば、モータの回転速度を早くすれば走
るロボット玩具となる。また、モータを逆転すれば、後
方に歩くあるいは走るロボット玩具となる。
【0031】しかしながら、歩幅を大きくとるとロボッ
ト玩具の姿勢が安定する位置は限られ、不定の位置で停
止するロボット玩具は多くの場合倒れる。また、歩行開
始も困難である。そこで、以下に述べる実施例では、歩
幅を大きくとることを可能とする歩行機構に加えて、安
定な歩行姿勢でロボットが停止する。従って、安定な姿
勢からロボット玩具が歩行を開始するようにしている。
なお、歩行中は停止する場合に比べて倒れることは少な
い。
ト玩具の姿勢が安定する位置は限られ、不定の位置で停
止するロボット玩具は多くの場合倒れる。また、歩行開
始も困難である。そこで、以下に述べる実施例では、歩
幅を大きくとることを可能とする歩行機構に加えて、安
定な歩行姿勢でロボットが停止する。従って、安定な姿
勢からロボット玩具が歩行を開始するようにしている。
なお、歩行中は停止する場合に比べて倒れることは少な
い。
【0032】図2乃至図9は、ロボット玩具の歩行ある
いは走行状態を、基準の歩行姿勢から前進を開始して基
の歩行姿勢に戻るまでを後述のカム1の45度回転毎に
コマ落とし状態で説明する斜視図である。図10は、ロ
ボット玩具の背面図、図11は、歩行機構の組み立て
図、図12は、ロボットの停止機構を説明する説明図で
ある。
いは走行状態を、基準の歩行姿勢から前進を開始して基
の歩行姿勢に戻るまでを後述のカム1の45度回転毎に
コマ落とし状態で説明する斜視図である。図10は、ロ
ボット玩具の背面図、図11は、歩行機構の組み立て
図、図12は、ロボットの停止機構を説明する説明図で
ある。
【0033】各図において、1はモータ10によってギ
ア機構11を介して回転駆動され、歩行機構を駆動する
偏心カム(図11参照)である。2はフレーム20の腰
部に設けられた案内ピン21に長孔が挿入され、偏心カ
ム1によって揺動される揺動アーム、3は一端が(腰部
の)フレーム20又はカム1の回転軸に回動可能(ある
いは非固定)に支持され、他端がロボット玩具の膝部に
延在する第1のリンクである。4は一端がリンク3の膝
部と回動可能に連結され、他端が着地部8と回動可能に
連結されると共に、その一部にアーム2が回動可能に連
結される第2のリンクである。5は、一端がフレーム2
0の腰部のピン22に回動可能(あるいは非固定)に支
持され、他端が膝部後方に位置する第3のリンクであ
る。6は、一端がリンク5の他端部に回動可能に連結さ
れ、他端部が着地部8とリンク4との連結点の後方で着
地部8に回動可能に連結する第4のリンクである。7
は、リンク3及び4の連結点とリンク5及び6の連結点
とを一定間隔に維持する第5のリンクである。8は、ロ
ボット玩具の足底となる着地部である。リンク3とフレ
ーム20との連結部、各リンク同士の連結部、リンク4
と着地部8との連結部は、一方の部材に設けられたピン
と他方の部材に設けられたピン挿入口等によって構成さ
れる。ピンと挿入口とは非固定であり、回動あるいは回
転可能である。9は、ロボットの腕であり、L字状の部
材によって構成されているがこの構成に限定されない。
この腕9は、アーム2の長穴にピンで係合し、アームの
揺動によって前後方向に腕を振るように揺動する。実施
例では、右足を前に出すときには左腕が前に、左足を前
に出すときには右腕が前に出るように、なされている。
10はカムを回転駆動するモータである。なお、搭載し
ている電池の図示は省略されている。11は、モータの
トルクを高めるギア機構である。最終ギアに接続された
軸が回転駆動軸となり、偏心カム1が取り付けられてい
る。12は回転駆動軸に設けられた停止位置決め(従っ
て動作開始位置決め)のカムである。カム12は、前進
カム12aと、後進カム12bとからなっている。前進
カム12aはロボット玩具が前進する際にカム1の停止
位置を決めるために使用される。後進カム12bはロボ
ット玩具が後進する際にカム1の停止位置を決めるため
に使用される。前進カム12aと後進カム12bとを設
けているのは、ロボット玩具が前進する場合と後進する
場合とでは、歩行姿勢が異なるため、適切な停止位置に
相違が生ずるからである。
ア機構11を介して回転駆動され、歩行機構を駆動する
偏心カム(図11参照)である。2はフレーム20の腰
部に設けられた案内ピン21に長孔が挿入され、偏心カ
ム1によって揺動される揺動アーム、3は一端が(腰部
の)フレーム20又はカム1の回転軸に回動可能(ある
いは非固定)に支持され、他端がロボット玩具の膝部に
延在する第1のリンクである。4は一端がリンク3の膝
部と回動可能に連結され、他端が着地部8と回動可能に
連結されると共に、その一部にアーム2が回動可能に連
結される第2のリンクである。5は、一端がフレーム2
0の腰部のピン22に回動可能(あるいは非固定)に支
持され、他端が膝部後方に位置する第3のリンクであ
る。6は、一端がリンク5の他端部に回動可能に連結さ
れ、他端部が着地部8とリンク4との連結点の後方で着
地部8に回動可能に連結する第4のリンクである。7
は、リンク3及び4の連結点とリンク5及び6の連結点
とを一定間隔に維持する第5のリンクである。8は、ロ
ボット玩具の足底となる着地部である。リンク3とフレ
ーム20との連結部、各リンク同士の連結部、リンク4
と着地部8との連結部は、一方の部材に設けられたピン
と他方の部材に設けられたピン挿入口等によって構成さ
れる。ピンと挿入口とは非固定であり、回動あるいは回
転可能である。9は、ロボットの腕であり、L字状の部
材によって構成されているがこの構成に限定されない。
この腕9は、アーム2の長穴にピンで係合し、アームの
揺動によって前後方向に腕を振るように揺動する。実施
例では、右足を前に出すときには左腕が前に、左足を前
に出すときには右腕が前に出るように、なされている。
10はカムを回転駆動するモータである。なお、搭載し
ている電池の図示は省略されている。11は、モータの
トルクを高めるギア機構である。最終ギアに接続された
軸が回転駆動軸となり、偏心カム1が取り付けられてい
る。12は回転駆動軸に設けられた停止位置決め(従っ
て動作開始位置決め)のカムである。カム12は、前進
カム12aと、後進カム12bとからなっている。前進
カム12aはロボット玩具が前進する際にカム1の停止
位置を決めるために使用される。後進カム12bはロボ
ット玩具が後進する際にカム1の停止位置を決めるため
に使用される。前進カム12aと後進カム12bとを設
けているのは、ロボット玩具が前進する場合と後進する
場合とでは、歩行姿勢が異なるため、適切な停止位置に
相違が生ずるからである。
【0034】図12に示すように、前進カム12a及び
後進カム12bは、それぞれアクチェータを介してスイ
ッチ31及び32を動作させる。スイッチ31及び32
の各出力は、図19に示されるように、マイクロコンピ
ュータなどによって構成される制御部33に供給され
る。制御部33は、図示しないリモートコントローラに
よって前進、後退等の指令を受けると、所定位置、例え
ば、姿勢の安定な基準位置で停止するようにモータ34
の動作を調整する。
後進カム12bは、それぞれアクチェータを介してスイ
ッチ31及び32を動作させる。スイッチ31及び32
の各出力は、図19に示されるように、マイクロコンピ
ュータなどによって構成される制御部33に供給され
る。制御部33は、図示しないリモートコントローラに
よって前進、後退等の指令を受けると、所定位置、例え
ば、姿勢の安定な基準位置で停止するようにモータ34
の動作を調整する。
【0035】かかる構成において、図2に示す、第1の
基準停止位置(カム1の位置を0度)においては、一方
の足(左足)の上に他方の足(右足)が位置している。
この状態では、ロボット玩具の重量が片足(左足)集中
し、また、ロボットの重心位置も足の上に存在するので
歩行姿勢は安定である。この位置で歩行停止あるいは歩
行開始を行う場合には、ロボット玩具は倒れ難い。
基準停止位置(カム1の位置を0度)においては、一方
の足(左足)の上に他方の足(右足)が位置している。
この状態では、ロボット玩具の重量が片足(左足)集中
し、また、ロボットの重心位置も足の上に存在するので
歩行姿勢は安定である。この位置で歩行停止あるいは歩
行開始を行う場合には、ロボット玩具は倒れ難い。
【0036】図3(カム1が45度回転)乃至図5(カ
ム1が135度回転)の状態では、左足を着地した状態
から右足を前方に繰り出す。右足を着地してこれに体重
を移動し、左足を引く。これ等の状態では歩間の中央よ
りも前方よりに重心を位置して歩行する。この間の姿勢
では、停止すると不安定である。
ム1が135度回転)の状態では、左足を着地した状態
から右足を前方に繰り出す。右足を着地してこれに体重
を移動し、左足を引く。これ等の状態では歩間の中央よ
りも前方よりに重心を位置して歩行する。この間の姿勢
では、停止すると不安定である。
【0037】図6に示す、第2の基準停止位置(カム1
が180度回転)においては、一方の足(右足)の上に
他方の足(左足)が位置している。この状態では、ロボ
ット玩具の重量が片足(右足)集中し、また、ロボット
の重心位置も足の上に存在するので歩行姿勢は安定であ
る。この位置で歩行停止あるいは歩行開始を行う場合に
は、ロボット玩具は倒れ難い。
が180度回転)においては、一方の足(右足)の上に
他方の足(左足)が位置している。この状態では、ロボ
ット玩具の重量が片足(右足)集中し、また、ロボット
の重心位置も足の上に存在するので歩行姿勢は安定であ
る。この位置で歩行停止あるいは歩行開始を行う場合に
は、ロボット玩具は倒れ難い。
【0038】図7(カム1が225度回転)乃至図(カ
ム1が315度回転)の状態では、右足を着地した状態
から左足を前方に繰り出す。左足を着地してこれに体重
を移動し、右足を引く。歩間の中央よりも前方よりに重
心を位置して歩行する。この間の姿勢でも、停止すると
不安定である。
ム1が315度回転)の状態では、右足を着地した状態
から左足を前方に繰り出す。左足を着地してこれに体重
を移動し、右足を引く。歩間の中央よりも前方よりに重
心を位置して歩行する。この間の姿勢でも、停止すると
不安定である。
【0039】このような歩行動作を繰り返すことによっ
てロボット玩具は前進する。モータ10の回転が速けれ
ば、ロボット玩具は走るようになる。モータ10を逆転
すれば、ロボット玩具は後に歩行(走行)する。
てロボット玩具は前進する。モータ10の回転が速けれ
ば、ロボット玩具は走るようになる。モータ10を逆転
すれば、ロボット玩具は後に歩行(走行)する。
【0040】上述した第1及び第2の基準停止位置は1
つのカムとスイッチによって検出され、これ等の状態で
停止するように制御部33によって調整される。前述し
たように、前進の場合には、カム12aが使用され、後
進の場合にはカム12bが使用される。
つのカムとスイッチによって検出され、これ等の状態で
停止するように制御部33によって調整される。前述し
たように、前進の場合には、カム12aが使用され、後
進の場合にはカム12bが使用される。
【0041】図10に示すように、左足の着地部8の長
方形状プレートの左外側で、左足の着地部8とリンク4
及び6とが連結されている。同様に、右足の着地部8の
長方形状プレートの右外側で、右足の着地部8とリンク
4及び6とが連結されている。左右の足の各長方形状プ
レートは、左右の幅がロボット重量の重心位置を支える
に十分な幅となっている。このため、着地状態にある一
方の着地部(足)8の上を通って他方の着地部8が前方
(あるいは後方)に繰り出しても、ロボット玩具は左右
に傾く(揺れる)ことなく、前進(あるいは後進)可能
である。
方形状プレートの左外側で、左足の着地部8とリンク4
及び6とが連結されている。同様に、右足の着地部8の
長方形状プレートの右外側で、右足の着地部8とリンク
4及び6とが連結されている。左右の足の各長方形状プ
レートは、左右の幅がロボット重量の重心位置を支える
に十分な幅となっている。このため、着地状態にある一
方の着地部(足)8の上を通って他方の着地部8が前方
(あるいは後方)に繰り出しても、ロボット玩具は左右
に傾く(揺れる)ことなく、前進(あるいは後進)可能
である。
【0042】図13乃至図18は、第2の実施例を示し
ている。上述したロボット玩具は、前進あるいは後進は
するが、方向を変えることができない。これでは、障害
物をよけて歩行を継続することができない。そこで、第
2の実施例では、上述した歩行ロボットに方向変換機構
を設けている。
ている。上述したロボット玩具は、前進あるいは後進は
するが、方向を変えることができない。これでは、障害
物をよけて歩行を継続することができない。そこで、第
2の実施例では、上述した歩行ロボットに方向変換機構
を設けている。
【0043】図13は、方向変換機構の動作を説明する
説明図である。ロボット玩具は、前進するときは、直進
するが、後進するときは、時計回りあるいは反時計回り
に弧を描いて後退するようにしている。これを前進組み
合わせて所要回数繰り返すことによって目的の方角にロ
ボット玩具を向けることが可能である。
説明図である。ロボット玩具は、前進するときは、直進
するが、後進するときは、時計回りあるいは反時計回り
に弧を描いて後退するようにしている。これを前進組み
合わせて所要回数繰り返すことによって目的の方角にロ
ボット玩具を向けることが可能である。
【0044】図14は、方向変換機構50が設けられた
着地部(左足)を説明する斜視図である。図15は、左
右の足の方向変換機構50の構造を説明する組み立て図
である。
着地部(左足)を説明する斜視図である。図15は、左
右の足の方向変換機構50の構造を説明する組み立て図
である。
【0045】図15に示すように、左足の方向変換機構
50では、リンク4の下端部と着地部8とは連結部51
によって回動可能に連結される。連結部51には、第1
の歯車52と、バネ54によって付勢されて歯車52に
係合するラッチ53とが、連通ピン55によって取り付
けられている。歯車52は、着地部8のハウジング内に
配置された第2の歯車56と噛合し、歯車52の回転を
垂直軸周りの回転に変換する。歯車56は扇状の駆動レ
バー57の回転中心部の歯車と噛合し、駆動レバー57
を回転させる。駆動レバー57の円弧状部には歯山が形
成されている。この歯山は、底板60に取り付けられた
円弧状の受動レバー58の外周部の歯山と噛合する。底
板60は、受動レバーの回転の中心でピンによって着地
部8のハウジングに回動可能に取り付けられている。底
板60とハウジング間にはバネ59が接続され、駆動レ
バー57と受動レバー58との噛合が外れると元の位置
に戻る。底板60が回動するときに、着地部8のハウジ
ング内の傾斜したガイド面(あるいはガイドレール状の
構造)62に沿って移動して着地部8の底面から下方に
はみ出す(着地する)ようになされる。それにより、ロ
ボット玩具は着地の底板を軸として着地部8のハウジン
グを捩るようにして、着地底板60の回動分だけ回動す
る。駆動レバー57と受動レバー58の噛合が外れた瞬
間、バネ59によって底板60ははみ出し状態から元の
位置に戻り、ハウジング内に収まる。その結果、捩られ
た位置にハウジングは降りて着地し、左足を軸足として
ロボット玩具全体を所定角度回動するような動きとな
る。
50では、リンク4の下端部と着地部8とは連結部51
によって回動可能に連結される。連結部51には、第1
の歯車52と、バネ54によって付勢されて歯車52に
係合するラッチ53とが、連通ピン55によって取り付
けられている。歯車52は、着地部8のハウジング内に
配置された第2の歯車56と噛合し、歯車52の回転を
垂直軸周りの回転に変換する。歯車56は扇状の駆動レ
バー57の回転中心部の歯車と噛合し、駆動レバー57
を回転させる。駆動レバー57の円弧状部には歯山が形
成されている。この歯山は、底板60に取り付けられた
円弧状の受動レバー58の外周部の歯山と噛合する。底
板60は、受動レバーの回転の中心でピンによって着地
部8のハウジングに回動可能に取り付けられている。底
板60とハウジング間にはバネ59が接続され、駆動レ
バー57と受動レバー58との噛合が外れると元の位置
に戻る。底板60が回動するときに、着地部8のハウジ
ング内の傾斜したガイド面(あるいはガイドレール状の
構造)62に沿って移動して着地部8の底面から下方に
はみ出す(着地する)ようになされる。それにより、ロ
ボット玩具は着地の底板を軸として着地部8のハウジン
グを捩るようにして、着地底板60の回動分だけ回動す
る。駆動レバー57と受動レバー58の噛合が外れた瞬
間、バネ59によって底板60ははみ出し状態から元の
位置に戻り、ハウジング内に収まる。その結果、捩られ
た位置にハウジングは降りて着地し、左足を軸足として
ロボット玩具全体を所定角度回動するような動きとな
る。
【0046】右足の方向転換機構も同様に構成される
が、歯車56と駆動レバー57の歯車の噛み合い位置が
回転中心に対して反対の位置となるように配置されてい
る。これは、ロボット玩具の方向転換の方向を左右の足
で揃えるためである。この駆動レバー57に対応するよ
うに右底板60の受動レバー58が配置される。
が、歯車56と駆動レバー57の歯車の噛み合い位置が
回転中心に対して反対の位置となるように配置されてい
る。これは、ロボット玩具の方向転換の方向を左右の足
で揃えるためである。この駆動レバー57に対応するよ
うに右底板60の受動レバー58が配置される。
【0047】次に、上述した方向変換機構50の動作に
ついて説明する。上記構成において、ラッチ53は、ロ
ボット玩具が後退するときに方向変換機構50を動作さ
せ、前進するときには動作させないようにする。左足の
着地部8が着地した状態で後進する場合、着地部8の連
結部51に対してリンク4が相対的に時計回り方向に回
動する。これにより、ラッチ53は歯車52に噛み合
い、歯車52を時計回り方向に回転させ、歯車56を時
計回り方向に回転させる。それにより、駆動レバー57
を反時計回り方向に回転させ、受動レバー58との噛み
合い分だけ、底板60を時計回り方向に回転させる。そ
れにより、ロボット玩具は左肩を後方に引くように(反
時計回り)所定分方向を変える。
ついて説明する。上記構成において、ラッチ53は、ロ
ボット玩具が後退するときに方向変換機構50を動作さ
せ、前進するときには動作させないようにする。左足の
着地部8が着地した状態で後進する場合、着地部8の連
結部51に対してリンク4が相対的に時計回り方向に回
動する。これにより、ラッチ53は歯車52に噛み合
い、歯車52を時計回り方向に回転させ、歯車56を時
計回り方向に回転させる。それにより、駆動レバー57
を反時計回り方向に回転させ、受動レバー58との噛み
合い分だけ、底板60を時計回り方向に回転させる。そ
れにより、ロボット玩具は左肩を後方に引くように(反
時計回り)所定分方向を変える。
【0048】右足が着地状態で後退する場合も、同様に
して、底板60が時計回り方向に回動する。ロボット玩
具は左肩を後方に引くように所定分方向を変える。その
結果、ロボット玩具が後退すると、図13の例に示すよ
うに、後進しながら方向を転換する。
して、底板60が時計回り方向に回動する。ロボット玩
具は左肩を後方に引くように所定分方向を変える。その
結果、ロボット玩具が後退すると、図13の例に示すよ
うに、後進しながら方向を転換する。
【0049】なお、実施例では、反時計回り方向にロボ
ット玩具の向きを変えたが、歯車などの設定を変えるこ
とによって時計方向回りに向きを変えることが可能であ
り、実施例の構成に限定されるものではない。
ット玩具の向きを変えたが、歯車などの設定を変えるこ
とによって時計方向回りに向きを変えることが可能であ
り、実施例の構成に限定されるものではない。
【0050】図16は、基準状態(カム1の回転角度が
0度又は180度)における、ロボット玩具の両足に設
けられた方向転換機構50を後方より見た様子を示す背
面図である。着地している方の足には、ロボット玩具全
体の重量が加わっており、重心位置も着地部8のプレー
ト上に位置するため、姿勢の安定性を確保し易い。この
ような状態を中心とする前後の状態において方向転換を
行うので、方向転換における転倒を減少することが可能
となる。また、足の底面に設けたローラなどによって回
転させるものとは異なり、より人に近い動きをするので
面白い。
0度又は180度)における、ロボット玩具の両足に設
けられた方向転換機構50を後方より見た様子を示す背
面図である。着地している方の足には、ロボット玩具全
体の重量が加わっており、重心位置も着地部8のプレー
ト上に位置するため、姿勢の安定性を確保し易い。この
ような状態を中心とする前後の状態において方向転換を
行うので、方向転換における転倒を減少することが可能
となる。また、足の底面に設けたローラなどによって回
転させるものとは異なり、より人に近い動きをするので
面白い。
【0051】図17及び18は、着地部8に対して相対
的にリンク4が回動した、回動量の異なる2つの状態を
示した背面図である。
的にリンク4が回動した、回動量の異なる2つの状態を
示した背面図である。
【0052】このように、実施例の形態の2足歩行のロ
ボット玩具によれば、大きい歩幅で前進及び後進するこ
とが可能であり、一方の足を他方の足の前方又は後方に
繰り出して進むことが可能となる。これは、人の歩行や
走行と略同じ動作であり、楽しめる。
ボット玩具によれば、大きい歩幅で前進及び後進するこ
とが可能であり、一方の足を他方の足の前方又は後方に
繰り出して進むことが可能となる。これは、人の歩行や
走行と略同じ動作であり、楽しめる。
【0053】また、安定な歩行姿勢の状態でロボット玩
具を停止あるいは動作の開始をするようにしたので倒れ
難い。
具を停止あるいは動作の開始をするようにしたので倒れ
難い。
【0054】また、上述した歩行動作に、歩行しながら
方向転換を行う機構を備えたのでロボット玩具を人が角
を曲がるように方向を変えることが可能となる。
方向転換を行う機構を備えたのでロボット玩具を人が角
を曲がるように方向を変えることが可能となる。
【0055】また、後進の際に方向を転換する動作が加
わるようにしたので、後進と前進とを繰り返すことによ
って任意の方向にロボット玩具の向きを設定することが
可能となる。従って、リモートコントロールなどによっ
てロボット玩具を操縦する際にも障害物を回避すること
が可能となり、手でロボット玩具の向きを直す必要がな
く、継続して楽しめる。
わるようにしたので、後進と前進とを繰り返すことによ
って任意の方向にロボット玩具の向きを設定することが
可能となる。従って、リモートコントロールなどによっ
てロボット玩具を操縦する際にも障害物を回避すること
が可能となり、手でロボット玩具の向きを直す必要がな
く、継続して楽しめる。
【0056】また、ロボット玩具の足を構成するリンク
を足の着地プレートの片側に偏倚した位置で連結する構
成としているので、両足が両方同時に着地していない状
態も生じる、左右の足を交互に繰り出す構成であって
も、ロボット玩具の姿勢の安定を図り易い。
を足の着地プレートの片側に偏倚した位置で連結する構
成としているので、両足が両方同時に着地していない状
態も生じる、左右の足を交互に繰り出す構成であって
も、ロボット玩具の姿勢の安定を図り易い。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように本発明のロボット玩
具は、一方の足を他方の足よりも前方又は後方に繰り出
すことを繰り返して人間のように歩行あるいは走行する
ので、面白い。
具は、一方の足を他方の足よりも前方又は後方に繰り出
すことを繰り返して人間のように歩行あるいは走行する
ので、面白い。
【図1】図1は、本発明のロボット玩具の歩行の軌跡を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図2】図2は、ロボット玩具の歩行を説明する斜視図
(カム回転角0度)。
(カム回転角0度)。
【図3】図3は、ロボット玩具の歩行を説明する斜視図
(カム回転角45度)。
(カム回転角45度)。
【図4】図4は、ロボット玩具の歩行を説明する斜視図
(カム回転角90度)。
(カム回転角90度)。
【図5】図5は、ロボット玩具の歩行を説明する斜視図
(カム回転角135度)。
(カム回転角135度)。
【図6】図6は、ロボット玩具の歩行を説明する斜視図
(カム回転角180度)。
(カム回転角180度)。
【図7】図7は、ロボット玩具の歩行を説明する斜視図
(カム回転角225度)。
(カム回転角225度)。
【図8】図8は、ロボット玩具の歩行を説明する斜視図
(カム回転角270度)。
(カム回転角270度)。
【図9】図9は、ロボット玩具の歩行を説明する斜視図
(カム回転角315度)。
(カム回転角315度)。
【図10】図10は、ロボット玩具の背面図である。
【図11】図11は、ロボット玩具の歩行機構(片足)
を説明する組立図である。
を説明する組立図である。
【図12】図12は、カム機構12の例を説明する説明
図である。
図である。
【図13】図13は、方向変換機構の動作例を説明する
説明図である。
説明図である。
【図14】図14は、方向変換機構を説明する斜視図で
ある。
ある。
【図15】図15は、方向変換機構を説明する組立図で
ある。
ある。
【図16】図16は、方向変換機構が設けられた足(カ
ム位置0度又は180度)を後方から見た例を示す背面
である。
ム位置0度又は180度)を後方から見た例を示す背面
である。
【図17】図17は、左足のリンクの第1の回動状態に
おける方向変換機構の動作例を説明する説明図である。
おける方向変換機構の動作例を説明する説明図である。
【図18】図18は、左足のリンクの第2の回動状態に
おける方向変換機構の動作例を説明する説明図である。
おける方向変換機構の動作例を説明する説明図である。
【図19】図19は、ロボット玩具の制御系を説明する
ブロック図である。
ブロック図である。
【図20】図20は、従来例のロボット玩具の歩行軌跡
を説明する説明図である。
を説明する説明図である。
【図21】図21は、他の従来例のロボット玩具の歩行
軌跡を説明する説明図である。
軌跡を説明する説明図である。
1 偏心カム 2 アーム 3〜7 リンク 8 着地部 12 位置検出カム 31、32 検出スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長坂 好造 東京都葛飾区東金町1丁目13番7号 スズ キビル3F 株式会社イマジック内 (72)発明者 柿崎 克美 東京都葛飾区東金町1丁目13番7号 スズ キビル3F 株式会社イマジック内 Fターム(参考) 2C150 CA01 DA04 DA26 DA27 DA28 EB01 EC03 EC15 EC25 3C007 AS36 CS08 HS27 HT11 HT21 HT33 JU12 KS16 KS29 MT14 WA03 WA13 WB01 WB03 WB06 WB08 WB09 WB18 WC20 WC22
Claims (17)
- 【請求項1】2足歩行するロボット玩具であって、 一方の足を他方の足よりも前方又は後方に繰り出すこと
を繰り返して歩行する歩行機構を備えたことを特徴とす
るロボット玩具。 - 【請求項2】前記ロボット玩具は一定の歩行姿勢で歩行
を停止又は開始する停止手段、を更に備える請求項1記
載のロボット玩具。 - 【請求項3】前記ロボット玩具は前進と後進とで停止又
は開始する歩行姿勢を異にする、請求項2記載のロボッ
ト玩具。 - 【請求項4】前記停止手段は、 足の往復動に対応するカムと、 このカムによって作動するスイッチ手段と、を備える請
求項2又は3記載のロボット玩具。 - 【請求項5】前記歩行を停止又は開始する歩行姿勢は、
前記一方の足の上に重心が存在する姿勢である、請求項
2乃至4のいずれかに記載のロボット玩具。 - 【請求項6】請求項1乃至5のいずれかに記載のロボッ
ト玩具であって、 前記ロボット玩具の歩行機構の各足を駆動する構成は、 回転駆動される駆動カムと、 ロボット玩具の足底となる着地部と、 前記駆動カムによって揺動するアームと、 一端が腰部フレーム又は前記駆動カムの軸に回動可能に
支持され、他端が膝部となる第1のリンクと、 一端が前記膝部と回動可能に連結され、他端が前記着地
部と回動可能に連結されると共に、その一部に前記アー
ムが回動可能に連結される第2のリンクと、 一端が前記腰部フレームに回動可能に支持され、他端が
前記膝部後方に位置する第3のリンクと、 一端が前記第3のリンクの他端部に回動可能に連結さ
れ、他端部が前記着地部と前記第2のリンクとの連結点
の後方において前記着地部に回動可能に連結する第4の
リンクと、 前記第1及び第2のリンクの連結点と前記第3及び第4
のリンクの連結点とを一定間隔に維持する第5のリンク
と、を備えるロボット玩具。 - 【請求項7】前記第2のリンクと前記着地部との連結点
が前記着地部の外周側に偏倚した位置に設定される、請
求項6記載のロボット玩具。 - 【請求項8】一方の足の前記着地部が、他方の足の前記
着地部の上を通って前方又は後方に繰り出される、請求
項6又は7に記載のロボット玩具。 - 【請求項9】更に、前記駆動カムに連動する前進の際の
停止位置を決定する前進カム及び後進の際の停止位置を
決める後進カムの少なくともいずれかと、当該カムによ
って動作するスイッチ手段と、を備える請求項6記載の
ロボット玩具。 - 【請求項10】前記アームは上部に延在してロボットの
腕を揺動する、請求項6乃至9のいずれかに記載のロボ
ット玩具。 - 【請求項11】前記着地部に、ロボット玩具の進行方向
を変える方向転換機構を備える請求項6乃至10のいず
れかに記載のロボット玩具。 - 【請求項12】前記方向転換機構は、後進したときに前
記ロボット玩具の向きを変える、請求項11記載のロボ
ット玩具。 - 【請求項13】2足歩行のロボット玩具であって、 前後方向に往復動する2つの足と、 前記足の底部に設けられた移動可能な底板と 前記足の動きを回転力に変換する駆動力発生手段と、 前記回転力を前記底板に伝える力伝達機構と、 を備えるロボット玩具。
- 【請求項14】前記底板を前記移動に伴って下降させる
下降手段、を更に備える請求項13記載のロボット玩
具。 - 【請求項15】前記下降手段は、前記底板に接触してこ
れを押し下げる傾斜面である、請求項14記載のロボッ
ト玩具。 - 【請求項16】前記駆動力発生手段は、前記足の一方向
の動きのときに回転力を発生する、請求項13乃至16
のいずれかに記載のロボット玩具。 - 【請求項17】前記駆動力発生手段は、歯車とラッチを
含み、前記足が一方向に動いたときに前記ラッチが歯車
に係止して該歯車の軸に前記回転力を生じさせる、請求
項13乃至16のいずれかに記載のロボット玩具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001170315A JP2002360943A (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | ロボット玩具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001170315A JP2002360943A (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | ロボット玩具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002360943A true JP2002360943A (ja) | 2002-12-17 |
Family
ID=19012254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001170315A Pending JP2002360943A (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | ロボット玩具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002360943A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012071388A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Thk Co Ltd | 移動ロボット用肢体駆動機構、およびこの肢体駆動機構を用いた移動ロボット |
CN104538009A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-04-22 | 宁波韵声机芯制造有限公司 | 行走机器人八音琴 |
WO2021056614A1 (zh) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 唐山维数科技有限公司 | 机器人 |
CN115303383A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-11-08 | 北京建筑大学 | 一种基于新型凸轮行走机构的步行机器人 |
-
2001
- 2001-06-05 JP JP2001170315A patent/JP2002360943A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012071388A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Thk Co Ltd | 移動ロボット用肢体駆動機構、およびこの肢体駆動機構を用いた移動ロボット |
CN104538009A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-04-22 | 宁波韵声机芯制造有限公司 | 行走机器人八音琴 |
WO2021056614A1 (zh) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 唐山维数科技有限公司 | 机器人 |
CN115303383A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-11-08 | 北京建筑大学 | 一种基于新型凸轮行走机构的步行机器人 |
CN115303383B (zh) * | 2022-06-10 | 2023-04-07 | 北京建筑大学 | 一种基于新型凸轮行走机构的步行机器人 |
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