JP2003071756A - Robot device - Google Patents

Robot device

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JP2003071756A
JP2003071756A JP2001268126A JP2001268126A JP2003071756A JP 2003071756 A JP2003071756 A JP 2003071756A JP 2001268126 A JP2001268126 A JP 2001268126A JP 2001268126 A JP2001268126 A JP 2001268126A JP 2003071756 A JP2003071756 A JP 2003071756A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
neck
drive
robot apparatus
head
driving
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001268126A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironari Hoshino
弘就 星野
Yasunori Kawanami
康範 川浪
Takashi Ietoku
隆史 家徳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JP2003071756A publication Critical patent/JP2003071756A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the expression of wide feelings by natural movement by separating the movement for expressing an internal condition from the movement for moving the center of gravity. SOLUTION: A robot device is provided with a neck part casing 112 supported movably on a trunk part unit 2 through a drive motor 121 and incorporating a drive motor 114 and a head part base 130 supported movably on the neck part casing 112 through a drive motor 116. It is further provided with a drive motor 121 generating a first tilt movement in which the neck part casing 112 swings in the direction of a chest face and a back face for the trunk part unit 2, a drive motor 114 generating pan movement in which the head part base 130 turns in parallel with a vertical plane to a central axis A1 for the neck part casing 112, and a drive motor 116 generating a second tilt movement in which the head part base 130 swings in the direction of the chest face and the back face using A3 as an axis.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボット装置に関
し、特に、重心移動のための動作と内部状態を表現する
ための動作とを分離して表出するロボット装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot apparatus, and more particularly, to a robot apparatus which separately expresses an operation for moving a center of gravity and an operation for expressing an internal state.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的又は磁気的な作用を用いて人間
(生物)の動作に似た運動を行う機械装置を「ロボッ
ト」という。我が国においてロボットが普及し始めたの
は、1960年代末からであるが、その多くは、工場に
おける生産作業の自動化・無人化等を目的としたマニピ
ュレータや搬送ロボット等の産業用ロボット(Industri
al Robot)であった。
2. Description of the Related Art A mechanical device that makes a movement similar to that of a human being (organism) using electric or magnetic action is called a "robot". Robots began to spread in Japan from the end of the 1960s, but most of them are industrial robots (Industri) such as manipulators and transfer robots for the purpose of automating and unmanning production work in factories.
al Robot).

【0003】最近では、人間のパートナーとして生活を
支援する、すなわち住環境その他の日常生活上の様々な
場面における人的活動を支援する実用ロボットの開発が
進められている。このような実用ロボットは、産業用ロ
ボットとは異なり、人間の生活環境の様々な局面におい
て、個々に個性の相違した人間、又は様々な環境への適
応方法を自ら学習する能力を備えている。例えば、犬、
猫のように4足歩行の動物の身体メカニズムやその動作
を模した「ペット型」ロボット、或いは、2足直立歩行
を行う動物の身体メカニズムや動作をモデルにしてデザ
インされた「人間型」又は「人間形」ロボット(Humano
id Robot)等の脚式移動ロボットは、既に実用化されつ
つある。
Recently, practical robots have been developed to support life as a human partner, that is, to support human activities in various situations in daily life such as living environment. Unlike industrial robots, such practical robots have the ability to learn by themselves how to adapt to humans with different personalities or various environments in various aspects of human living environments. For example, a dog,
A "pet-type" robot that imitates the body mechanism and movement of a four-legged animal like a cat, or a "human-type" robot modeled on the body mechanism and movement of an animal that walks upright on two legs or "Humanoid" robot (Humano
Leg type mobile robots such as id Robot) are already in practical use.

【0004】これらの脚式移動ロボットは、産業用ロボ
ットと比較して、エンターテインメント性を重視した様
々な動作を行うことができるため、エンターテインメン
トロボットと呼称される場合もある。
These legged mobile robots are capable of performing various operations with an emphasis on entertainment, as compared with industrial robots, and are therefore sometimes referred to as entertainment robots.

【0005】エンターテインメントロボットは、動物や
人間の容姿にできる限り近い外観形状とされ、さらに動
物や人間の動作にできる限り近い動作を行えるように、
四肢及び頸部に相当する部位が所定の自由度をもって連
結されている。連結部分の自由度すなわち関節数は、設
計・制作上の制約条件や要求仕様等に応じて適宜増減す
ることができる。
The entertainment robot has an external shape that is as close as possible to the appearance of an animal or human, and is capable of performing a motion that is as close as possible to the motion of an animal or human.
The parts corresponding to the limbs and the neck are connected with a predetermined degree of freedom. The degree of freedom of the connecting portion, that is, the number of joints can be appropriately increased or decreased according to the constraint conditions in design / production, required specifications and the like.

【0006】例えば、4足歩行を実現できるペット型ロ
ボットでは、各脚部ユニットの関節部分、各脚部ユニッ
トと胴体部ユニットとの連結部分、頭部ユニットと胴体
部ユニットとの連結部分等に、自由度数分のアクチュエ
ータ及びポテンショメータがそれぞれ配設されている。
アクチュエータは、サーボモータを有し、ペット型ロボ
ットが目標の姿勢或いは目標の動作を表出するように、
このサーボモータによって各ユニットを駆動している。
[0006] For example, in a pet type robot capable of quadrupedal walking, a joint portion of each leg unit, a connecting portion between each leg unit and a body unit, a connecting portion between a head unit and a body unit, etc. , And actuators and potentiometers having the respective degrees of freedom are provided.
The actuator has a servo motor, so that the pet robot expresses a target posture or a target motion,
Each unit is driven by this servo motor.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、エンターテ
インメントロボットは、自由度の設定、すなわち関節の
可動方向や可動領域等の設定のしかたによっては、動物
や人間では通常見られない不自然な動作をしたり、表出
できない動作が生じたりするという問題点があった。こ
のようなロボット装置は、エンターテインメント性に欠
け、ユーザに違和感を与える。
The entertainment robot, however, performs unnatural movements that are not normally seen in animals and humans, depending on the setting of the degrees of freedom, that is, the movable direction of the joints and the movable region. Or, there is a problem that an operation that cannot be expressed occurs. Such a robot device lacks entertainment and gives the user a feeling of strangeness.

【0008】また、本体に対して可動とされた可動部を
有するロボット装置では、駆動部から可動部に駆動を伝
達する伝達機構において、あそび及びがたが生じやす
い。このような可動部におけるあそび及びがたは、機構
を不安定化し正確な動作の妨げとなる場合がある。
Further, in the robot apparatus having the movable portion movable with respect to the main body, play and rattling are likely to occur in the transmission mechanism for transmitting the drive from the drive portion to the movable portion. Such play and rattling in the movable portion may destabilize the mechanism and hinder accurate operation.

【0009】そこで本発明は、このような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、内部状態を表現するため
の動作と重心移動のための動作とを分離し、より自然な
動作によって幅広い感情表現を実現でき、高度なエンタ
ーテインメント性を有するロボット装置を提供すること
を目的とする。また、可動部を安定化し、正確な動作を
表出することができるロボット装置を提供することを目
的とする。
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and separates the motion for expressing the internal state and the motion for moving the center of gravity, and provides a wider range of natural motions. It is an object of the present invention to provide a robot device that can realize emotional expressions and has a high degree of entertainment. It is another object of the present invention to provide a robot device which can stabilize a movable part and can express an accurate motion.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に係るロボット装置は、胴体部と頸部と
頭部との結合の自由度を3とする首構造を有するロボッ
ト装置において、胴体部に対して第1の駆動機構を介し
て可動自在に支持されるとともに第2の駆動機構を内蔵
した頸部と、頸部に対して第3の駆動機構を介して可動
自在に支持された頭部とを備えている。
In order to achieve the above-mentioned object, a robot apparatus according to the present invention has a neck structure having three degrees of freedom in connecting a body, a neck and a head. A cervical part that is movably supported by the body part via the first drive mechanism and has a second drive mechanism built-in, and a cervical part movably via the third drive mechanism. And a supported head.

【0011】本発明に係るロボット装置では、胴体部に
対して第1の駆動機構を介して可動自在に支持された頸
部を胴体部に対して胴体部の胸面及び背面方向に揺動す
る第1のチルト動作が、第1の駆動機構によって生成さ
れる。また、頸部に内蔵された第2の駆動機構によっ
て、頭部が頸部に対して頸部の長手方向中心軸に垂直な
平面と平行に回動するパン動作が生成される。また、第
3の駆動機構によって、頭部が頸部に対して胴体部の胸
面及び背面方向に揺動する第2のチルト動作が生成され
る。
In the robot apparatus according to the present invention, the neck portion, which is movably supported on the body portion via the first drive mechanism, is swung with respect to the body portion in the chest surface and back direction of the body portion. The first tilt motion is generated by the first drive mechanism. In addition, the second drive mechanism incorporated in the neck part generates a panning motion in which the head part rotates with respect to the neck part in parallel with a plane perpendicular to the longitudinal center axis of the neck part. In addition, the third drive mechanism generates a second tilting motion in which the head swings in the chest and back directions of the body with respect to the neck.

【0012】本発明に係るロボット装置は、第1の駆動
手段と、略円筒形状であって、一端に駆動力を伝達する
第1の歯車機構と回動中心となる回動支軸とを有し第2
の駆動機構を内蔵した頸部筐体と、回動支軸が挿入され
る支軸口部と頸部筐体が突出される開口部とを有する保
護筐体とを備え、第1の駆動機構は、第1の駆動手段に
より、回動支軸を第1の歯車機構を介して開口部の開口
領域の範囲内で回動することによって第1のチルト動作
を生成することが好ましい。
A robot apparatus according to the present invention has first driving means, a substantially cylindrical shape, a first gear mechanism for transmitting a driving force to one end, and a rotation support shaft serving as a rotation center. Second
And a protection housing having a support shaft opening into which the rotation support shaft is inserted and an opening through which the neck housing is projected. It is preferable that the first tilting motion is generated by rotating the rotation support shaft within the range of the opening region of the opening by the first drive means via the first gear mechanism.

【0013】また、本発明に係るロボット装置は、駆動
軸が頸部の長手方向中心軸に平行な第2の駆動手段と、
頸部筐体の内径と略同径の外径を有し一端に第2の駆動
手段からの駆動力を伝達する第2の歯車機構を有し他端
に第3の駆動機構を有する円筒部材とを備え、第2の駆
動機構は、第2の駆動手段により、第2の歯車機構を介
して頸部筐体の内周面と円筒部材の外周面とを互いに摺
動して回動することでパン動作を生成することが好まし
い。
Further, the robot apparatus according to the present invention comprises a second drive means whose drive axis is parallel to the longitudinal center axis of the neck,
A cylindrical member having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the cervical housing and having at one end a second gear mechanism for transmitting the driving force from the second drive means and at the other end having a third drive mechanism. The second drive mechanism is rotated by the second drive means by sliding the inner peripheral surface of the neck casing and the outer peripheral surface of the cylindrical member with each other via the second gear mechanism. Therefore, it is preferable to generate a pan motion.

【0014】また、本発明に係るロボット装置は、駆動
軸の方向を第2の駆動手段の駆動軸の方向に同じくする
第3の駆動手段と、第3の駆動手段の駆動軸の回動方向
を変更する第3の歯車機構と、歯車機構を介して第3の
駆動手段と連結され、頭部が取り付けられる頭部取付部
材と備え、第3の駆動機構は、第3の歯車機構によって
第3の駆動手段の駆動軸の方向を変更し、第2のチルト
動作を生成することが好ましい。
Further, in the robot apparatus according to the present invention, the third drive means which makes the direction of the drive shaft the same as the direction of the drive shaft of the second drive means, and the rotation direction of the drive shaft of the third drive means. And a head mounting member that is connected to the third driving means via the gear mechanism and to which the head is mounted. The third driving mechanism includes a third gear mechanism It is preferable to change the direction of the drive shaft of the third drive means to generate the second tilt motion.

【0015】また、本発明に係るロボット装置は、駆動
電源としての充電電池を装着する電池装着手段を、胴体
部に連結された頸部との間で重量均衡がとれる位置に設
けている。
Further, in the robot apparatus according to the present invention, the battery mounting means for mounting the rechargeable battery as the driving power source is provided at a position where the weight is balanced with the neck portion connected to the body portion.

【0016】上述の目的を達成するために、本発明に係
るロボット装置は、本体に対して可動とされた可動部を
有するロボット装置において、駆動手段によって可動す
る可動部の動きを緩衝する緩衝手段を備えることを特徴
とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a robot apparatus according to the present invention is a robot apparatus having a movable portion movable with respect to a main body, and buffer means for buffering the movement of the movable portion movable by the driving means. It is characterized by including.

【0017】本発明に係るロボット装置において緩衝手
段は、駆動手段から可動部への駆動伝達機構の末端位置
に設けられることが好ましい。
In the robot apparatus according to the present invention, it is preferable that the buffer means is provided at the end position of the drive transmission mechanism from the drive means to the movable portion.

【0018】さらに、本発明に係るロボット装置は、胴
体部と頸部と頭部との結合の自由度を3とする首構造を
有し、胴体部に対して第1の駆動機構を介して可動自在
に支持されるとともに第2の駆動機構を内蔵した頸部
と、頸部に対して第3の駆動機構を介して可動自在に支
持された頭部と、可動自在に支持された各連結部を安定
化する緩衝手段とを備える。ここで、第1の駆動機構
は、可動自在に支持された連結部を安定化する第1の緩
衝手段を有し、頸部が胴体部に対して胴体部の胸面及び
背面方向に揺動する第1のチルト動作を生成し、第2の
駆動機構は、頭部が頸部に対して頸部の長手方向中心軸
に垂直な平面と平行に回動するパン動作を生成し、第3
の駆動機構は、可動自在に支持された連結部を安定化す
る第2の緩和手段を有し、頭部が頸部に対して胴体部の
胸面及び背面方向に揺動する第2のチルト動作を生成す
る。
Further, the robot apparatus according to the present invention has a neck structure having three degrees of freedom of connection between the body, the neck and the head, and the body is connected to the body via the first drive mechanism. A neck that is movably supported and has a second drive mechanism built-in, a head that is movably supported on the neck via a third drive mechanism, and each movably supported connection. Buffer means for stabilizing the part. Here, the first drive mechanism has a first cushioning means for stabilizing the movably supported connecting portion, and the neck portion swings with respect to the body portion in the chest surface and the back surface direction of the body portion. And a second driving mechanism that generates a panning motion in which the head rotates in parallel to a plane perpendicular to the longitudinal center axis of the neck with respect to the neck, and
Drive mechanism has a second relaxing means for stabilizing the movably supported connecting portion, and a second tilt in which the head swings toward the chest and the back of the body with respect to the neck. Generate an action.

【0019】また、本発明に係るロボット装置では、胴
体部に対して第1の駆動機構及び第1の緩衝手段を介し
て可動自在に支持された頸部を胴体部に対して胴体部の
胸面及び背面方向に揺動する第1のチルト動作が、第1
の駆動機構によって生成される。また、頸部に内蔵され
た第2の駆動機構によって、頭部が頸部に対して頸部の
長手方向中心軸に垂直な平面と平行に回動するパン動作
が生成される。また、第2の緩衝手段を有する第3の駆
動機構によって、頭部が頸部に対して胴体部の胸面及び
背面方向に揺動する第2のチルト動作が生成される。
Further, in the robot apparatus according to the present invention, the neck portion, which is movably supported on the body portion via the first drive mechanism and the first buffering means, is placed on the chest portion of the body portion with respect to the body portion. The first tilting motion that swings in the front and back directions is the first
Generated by the drive mechanism of. In addition, the second drive mechanism incorporated in the neck part generates a panning motion in which the head part rotates with respect to the neck part in parallel with a plane perpendicular to the longitudinal center axis of the neck part. Further, the third drive mechanism having the second buffering means generates the second tilting motion in which the head swings in the chest surface and the back direction of the body portion with respect to the neck portion.

【0020】本発明に係るロボット装置において、第1
の緩衝手段及び第2の緩衝手段は、第1の駆動手段及び
第2の駆動手段の駆動力に影響を及ぼさない力学的抵抗
を有し、特に、第1の緩衝手段は、粘性ダンパであり、
第2の緩衝手段は、捩りコイルばねであることが好まし
い。
In the robot apparatus according to the present invention, the first
And the second damping means have mechanical resistance that does not affect the driving force of the first driving means and the second driving means, and in particular, the first damping means is a viscous damper. ,
The second buffering means is preferably a torsion coil spring.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の具体例として示すロボッ
ト装置は、胴体部と頸部と頭部との結合の自由度を3と
する首構造を有するロボット装置であって、頸部が胴体
部に対して胴体部の胸面及び背面方向に揺動する第1の
チルト動作と、頭部が頸部に対して頸部の長手方向中心
軸に垂直な平面と平行に回動するパン動作と、頭部が頸
部に対して胴体部の胸面及び背面方向に揺動する第2の
チルト動作とによって、内部状態を表現するための動作
と重心移動のための動作とを分離して表出できるロボッ
ト装置である。また、このロボット装置は、内部状態に
応じて自律動作するロボット装置である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A robot apparatus shown as a specific example of the present invention is a robot apparatus having a neck structure having three degrees of freedom of connection between a body, a neck and a head, and the neck is a body. Tilting motion that swings in the direction of the chest and back of the body with respect to the neck, and pan motion that the head rotates with respect to the neck parallel to a plane perpendicular to the longitudinal center axis of the neck. And a second tilting motion in which the head swings toward the chest and the back of the body relative to the neck, the motion for expressing the internal state and the motion for moving the center of gravity are separated. It is a robot device that can be exposed. Further, this robot device is a robot device that operates autonomously according to the internal state.

【0022】このロボット装置は、首構造のほかにも上
肢と体幹部と下肢とを備え、上肢及び下肢、又は下肢の
みを移動手段とする脚式移動ロボットである。脚式移動
ロボットには、4足歩行の動物の身体メカニズムやその
動きを模倣したペット型ロボットや、下肢のみを移動手
段として使用する2足歩行の動物の身体メカニズムやそ
の動きを模倣したロボット装置があるが、本実施の形態
として示すロボット装置は、4足歩行タイプの脚式移動
ロボットである。
This robot apparatus is a legged mobile robot having an upper limb, a trunk and a lower limb in addition to the neck structure and using only the upper limb and the lower limb or the lower limb as a moving means. The legged mobile robot includes a pet robot that imitates the body mechanism and movement of a quadruped animal, and a robot device that imitates the body mechanism and movement of a biped animal that uses only its lower limbs as a means of movement. However, the robot device shown as the present embodiment is a four-legged walking type legged mobile robot.

【0023】このロボット装置は、住環境その他の日常
生活上の様々な場面における人的活動を支援する実用ロ
ボットであり、内部状態(怒り、悲しみ、喜び、楽しみ
等)に応じて行動できるほか、4足歩行の動物が行う基
本的な動作を表出できるエンターテインメントロボット
である。
This robot apparatus is a practical robot that supports human activities in various situations in the living environment and other daily lives, and can act according to internal conditions (anger, sadness, joy, enjoyment, etc.). It is an entertainment robot that can express the basic movements of a quadruped animal.

【0024】このロボット装置は、特に、頭部、胴体
部、上肢部、下肢部等を有している。各部の連結部分及
び関節に相当する部位には、運動の自由度に応じた数の
アクチュエータ及びポテンショメータが備えられてお
り、制御部の制御によって目標とする動作を表出でき
る。
This robot apparatus has, in particular, a head portion, a body portion, an upper limb portion, a lower limb portion and the like. The number of actuators and potentiometers corresponding to the degrees of freedom of movement are provided at the connecting portions of the respective portions and the portions corresponding to the joints, and the target movement can be expressed by the control of the control portion.

【0025】さらに、ロボット装置は、周囲の状況を画
像データとして取得するための撮像部や、外部から受け
る作用を検出するための各種センサや、外部から受ける
物理的な働きかけ等を検出するための各種スイッチ等を
備えている。撮像部には、小型のCCD(Charge-Coupl
ed Device)カメラを使用する。センサには、CCDカ
メラによって撮像された対象物までの距離を計測する距
離センサ等がある。各種スイッチには、主としてユーザ
による接触を検出する押下式スイッチ、ユーザからの操
作入力が可能な操作スイッチ等がある。これら各種セン
サ及び各種スイッチは、ロボット装置外部又は内部の適
切な箇所に設置されている。
Further, the robot apparatus is provided with an image pickup unit for acquiring the surrounding conditions as image data, various sensors for detecting an externally applied action, and a physical effect or the like received from the outside. Equipped with various switches. A small CCD (Charge-Coupl)
ed Device) Use a camera. Examples of the sensor include a distance sensor that measures a distance to an object imaged by a CCD camera. The various switches mainly include a push-down switch that detects a touch by the user, an operation switch that allows an operation input from the user, and the like. These various sensors and various switches are installed at appropriate locations outside or inside the robot apparatus.

【0026】以下、本発明の具体例として示すロボット
装置について、図面を参照して説明する。
A robot apparatus shown as a specific example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】本実施の形態では、ロボット装置1は、図
1に示すように、胴体部ユニット2の前後左右に脚部ユ
ニット3A、3B、3C、3Dが連結され、胴体部ユニ
ット2の前端部に頭部ユニット4が連結されて構成され
ている。また、胴体部ユニット2の後端部には、尻尾部
5が設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, in the robot apparatus 1, the leg units 3A, 3B, 3C and 3D are connected to the front, rear, left and right of the body unit 2, and the front end of the body unit 2 is connected. The head unit 4 is connected to the. A tail portion 5 is provided at the rear end of the body unit 2.

【0028】胴体部ユニット2には、図2に示すよう
に、CPU(Central Processing Unit)10、DRA
M(Dynamic Random Access Memory)11、フラッシュ
ROM(Read Only Memory)12、PC(Personal Com
puter)カードインターフェイス回路13及び信号処理
回路14が内部バス15を介して相互に接続されること
により形成されたコントロール部16と、このロボット
装置1の動力源としてのバッテリ17とが収納されてい
る。また、胴体部ユニット2には、加速度センサ19が
収納されている。また、胴体部ユニット2には、鳴き声
等の音声又はメロディを出力するためのスピーカ20が
設けられている。
As shown in FIG. 2, the body unit 2 includes a CPU (Central Processing Unit) 10 and a DRA.
M (Dynamic Random Access Memory) 11, Flash ROM (Read Only Memory) 12, PC (Personal Com)
puter) A card interface circuit 13 and a signal processing circuit 14 are connected to each other via an internal bus 15, and a control unit 16 and a battery 17 as a power source of the robot apparatus 1 are housed. . An acceleration sensor 19 is housed in the body unit 2. Further, the body unit 2 is provided with a speaker 20 for outputting a voice such as a cry or a melody.

【0029】また、胴体部ユニット2の尻尾部5には、
外部(ユーザ)からの入力を検出する機能として、操作
スイッチ21が設けられている。本具体例では、例えば
「誉める」、「叱る」等に対応する操作入力が予め決め
らており、ユーザは、この操作スイッチ21を介して、
これらを入力できるようになっている。
In addition, in the tail portion 5 of the body unit 2,
An operation switch 21 is provided as a function of detecting an input from the outside (user). In this specific example, operation inputs corresponding to, for example, “praise”, “scold”, and the like are predetermined, and the user operates the operation switch 21 to
You can enter these.

【0030】頭部ユニット4には、外部の状況や対象物
の色、形、動き等を撮像するためのCCD(Charge Cou
pled Device)カメラ22と、前方に位置する対象物ま
での距離を測定するための距離センサ23と、外部音を
集音するためのマイク24と、例えばLED(Light Em
itting Diode)を備えた発光部25等が、図1に示すよ
うに所定位置にそれぞれ配置されている。ただし、発光
部25は、構成の説明等においては、必要に応じてLE
D25と示す。
The head unit 4 is provided with a CCD (Charge Cou) for picking up an image of the external situation and the color, shape, movement, etc. of the object.
pled device) camera 22, a distance sensor 23 for measuring a distance to an object located in front, a microphone 24 for collecting an external sound, an LED (Light Em), for example.
Light emitting parts 25 and the like provided with itting diodes are arranged at predetermined positions as shown in FIG. However, in the description of the configuration, the light emitting unit 25 may be LE
It shows as D25.

【0031】また、頭部ユニット4内部には、図1には
図示しないが、ユーザの頭部ユニット4に対する接触を
間接的に検出するための検出機構として頭部スイッチ2
6が備えられている。頭部スイッチ26は、例えば、ユ
ーザの接触によって頭部が動かされた場合、その傾き方
向を検出できるスイッチであって、ロボット装置1は、
頭部スイッチ26によって検出される頭部の傾き方向に
応じて、「誉められた」か「叱られた」かを認識してい
る。
Although not shown in FIG. 1, a head switch 2 is provided inside the head unit 4 as a detection mechanism for indirectly detecting a contact of the user with the head unit 4.
6 is provided. The head switch 26 is, for example, a switch that can detect the tilt direction of the head when the head is moved by the contact of the user.
Depending on the tilt direction of the head detected by the head switch 26, it is recognized whether "praised" or "scold".

【0032】各脚部ユニット3A〜3Dの関節部分、各
脚部ユニット3A〜3Dと胴体部ユニット2との連結部
分、頭部ユニット4と胴体部ユニット2との連結部分に
は、自由度数分のアクチュエータ28〜28及びポ
テンショメータ29〜29 がそれぞれ配設されてい
る。アクチュエータ28〜28は、例えば、サーボ
モータを備えている。サーボモータの駆動により、脚部
ユニット3A〜3Dが制御されて目標の姿勢、或いは動
作に遷移する。各脚部ユニット3A〜3Dの先端の「肉
球」に相当する位置には、主としてユーザからの接触を
検出する検出機構としての肉球スイッチ27A〜27D
が設けられ、ユーザによる接触等を検出できるようにな
っている。
The joint portions of the leg units 3A to 3D,
Connection between the leg units 3A to 3D and the body unit 2
Minutes, in the connecting portion between the head unit 4 and the body unit 2
Is the actuator 28 for the number of degrees of freedom1~ 28nAnd po
Tension meter 291~ 29 nAre installed respectively
It Actuator 281~ 28nIs, for example, a servo
Equipped with a motor. By driving the servo motor, the legs
The units 3A to 3D are controlled to control the target posture or movement.
Transition to work. The "meat" at the tip of each leg unit 3A-3D
At the position corresponding to the sphere, contact from the user is mainly
Pad ball switches 27A to 27D as a detection mechanism for detecting
Is provided so that user contact can be detected.
ing.

【0033】ロボット装置1は、このほかにも、ここで
は図示しないが、該ロボット装置1の内部状態とは別の
動作状態(動作モード)を表すための発光部や、充電
中、起動中、起動停止等、内部電源の状態を表す状態ラ
ンプ等を、適切な箇所に適宜備えていてもよい。
In addition to the above, the robot apparatus 1 is not shown here, but also includes a light emitting section for indicating an operation state (operation mode) different from the internal state of the robot apparatus 1, charging, starting, A status lamp indicating the status of the internal power supply such as start-up / shutdown may be appropriately provided at an appropriate location.

【0034】ロボット装置1において、操作スイッチ2
1、頭部スイッチ26、肉球スイッチ27等の各種スイ
ッチ、加速度センサ19、距離センサ23等の各種セン
サ、スピーカ20、マイク24、発光部25、各アクチ
ュエータ28〜28、各ポテンショメータ29
29は、それぞれ対応するハブ30〜30を介し
てコントロール部16の信号処理回路14と接続されて
いる。一方、CCDカメラ22及びバッテリ17は、そ
れぞれ信号処理回路14と直接接続されている。
In the robot apparatus 1, the operation switch 2
1, various switches such as a head switch 26, a pad switch 27, various sensors such as an acceleration sensor 19, a distance sensor 23, a speaker 20, a microphone 24, a light emitting unit 25, actuators 28 1 to 28 n , potentiometers 29 1 ~
29 n are connected to the signal processing circuit 14 of the control unit 16 via the corresponding hubs 30 1 to 30 n . On the other hand, the CCD camera 22 and the battery 17 are directly connected to the signal processing circuit 14, respectively.

【0035】信号処理回路14は、上述の各種スイッチ
から供給されるスイッチデータ、各種センサから供給さ
れるセンサデータ、画像データ及び音声データを順次取
り込み、これらをそれぞれ内部バス15を介してDRA
M11内の所定位置に順次格納する。また信号処理回路
14は、これらデータとともにバッテリ17から供給さ
れるバッテリ残量を表すバッテリ残量データを順次取り
込み、DRAM11内の所定位置に格納する。
The signal processing circuit 14 sequentially takes in the switch data supplied from the above-mentioned various switches, the sensor data supplied from the various sensors, the image data and the sound data, and DRA via the internal bus 15 respectively.
The data is sequentially stored at a predetermined position in M11. Further, the signal processing circuit 14 sequentially takes in the battery remaining amount data representing the battery remaining amount supplied from the battery 17 together with these data, and stores it in a predetermined position in the DRAM 11.

【0036】このようにしてDRAM11に格納された
各スイッチデータ、各センサデータ、画像データ、音声
データ及びバッテリ残量データは、CPU10が当該ロ
ボット装置1の動作制御を行う際に使用される。
The switch data, the sensor data, the image data, the voice data, and the battery remaining amount data thus stored in the DRAM 11 are used when the CPU 10 controls the operation of the robot apparatus 1.

【0037】CPU10は、ロボット装置1の電源が投
入された初期時において、フラッシュROM12に格納
された制御プログラムを読み出して、DRAM11に格
納する。又は、CPU10は、図1に図示しない胴体部
ユニット2のPCカードスロットに装着された半導体メ
モリ装置、例えば、メモリカード31に格納された制御
プログラムをPCカードインターフェイス回路13を介
して読み出してDRAM11に格納する。
The CPU 10 reads the control program stored in the flash ROM 12 and stores it in the DRAM 11 at the initial stage when the power of the robot apparatus 1 is turned on. Alternatively, the CPU 10 reads a control program stored in a semiconductor memory device, for example, a memory card 31 mounted in a PC card slot of the body unit 2 (not shown in FIG. 1) through the PC card interface circuit 13 and stores it in the DRAM 11. Store.

【0038】CPU10は、上述のように信号処理回路
14よりDRAM11に順次格納される各センサデー
タ、画像データ、音声データ、及びバッテリ残量データ
に基づいて自己及び周囲の状況や、ユーザからの指示及
び働きかけの有無を判断している。
As described above, the CPU 10 issues an instruction from the user and its surroundings based on the sensor data, image data, audio data, and battery remaining data sequentially stored in the DRAM 11 from the signal processing circuit 14. Also, it is judged whether or not to work.

【0039】さらに、CPU10は、この判断結果とD
RAM11に格納した制御プログラムとに基づく行動を
決定する。CPU10は、当該決定結果に基づいてアク
チュエータ28〜28の中から必要とするアクチュ
エータを駆動することによって、例えば頭部ユニット4
を上下左右に振らせたり、各脚部ユニット3A乃至3D
を駆動して歩行させたりする。また、CPU10は、必
要に応じて音声データを生成し、信号処理回路14を介
してスピーカ20に供給する。また、CPU10は、上
述の発光部25におけるLEDの点灯及び消灯を指示す
る信号を生成し、LEDを点灯したり消灯したりする。
Further, the CPU 10 and this determination result and D
The action based on the control program stored in the RAM 11 is determined. The CPU 10 drives, for example, a necessary actuator from the actuators 28 1 to 28 n based on the determination result, and thus, for example, the head unit 4
Can be swung up and down, left and right, and each leg unit 3A to 3D
Drive and walk. The CPU 10 also generates audio data as needed and supplies it to the speaker 20 via the signal processing circuit 14. Further, the CPU 10 generates a signal instructing turning on and off of the LED in the light emitting unit 25, and turns on and off the LED.

【0040】このように、ロボット装置1は、自己及び
周囲の状況や、ユーザからの指示及び働きかけに応じて
自律的に行動するロボット装置である。
As described above, the robot apparatus 1 is a robot apparatus that autonomously behaves according to its own and surrounding conditions, and instructions and actions from the user.

【0041】続いて以下に、本発明の実施の形態として
示すロボット装置1の首構造を詳細に説明する。
Next, the neck structure of the robot apparatus 1 shown as the embodiment of the present invention will be described in detail below.

【0042】ロボット装置1は、頭部ユニット4の胴体
部ユニット2に対する動作を表出するために、図3に示
す首構造100を有している。図3は、ロボット装置1
の外装材を取り除き、尚かつ胴体部ユニット2、各脚部
ユニット3を含まない部分を示しており、紙面に向かっ
て左側がロボット装置1の正面(顔面)に相当する。す
なわち、図3は、首構造100をロボット装置1の左体
側面から眺望した図である。
The robot apparatus 1 has a neck structure 100 shown in FIG. 3 in order to express the operation of the head unit 4 with respect to the body unit 2. FIG. 3 shows the robot device 1.
The exterior material is removed and the body unit 2 and each leg unit 3 are not included. The left side of the drawing corresponds to the front (face) of the robot apparatus 1. That is, FIG. 3 is a view of the neck structure 100 viewed from the left side surface of the robot apparatus 1.

【0043】首構造100は、後述の駆動部120によ
って駆動される頸部110と、胴体部ユニット2の骨格
構造に取り付けられる駆動部120と、胴体部ユニット
2の骨格構造に取り付けられる端とは逆の端に連結され
種々の構成が装備されて頭部ユニット4を構成する頭部
ベース130とを備え、図1には図示しない胴体部ユニ
ット2の骨格構造と駆動部120とが、固定板140を
介して固定されている。
The neck structure 100 includes a neck 110 driven by a drive unit 120 described later, a drive unit 120 attached to the skeleton structure of the body unit 2, and an end attached to the skeleton structure of the body unit 2. A head base 130 that is connected to the opposite end and is equipped with various configurations to configure the head unit 4, and the skeleton structure of the body unit 2 and the drive unit 120 (not shown in FIG. 1) are fixed plates. It is fixed via 140.

【0044】首構造100の正面方向からみた断面図を
図4に示す。頸部110は、駆動部120と連結される
回動支軸111a及び111bを有し略円筒形状の頸部
筐体112と、内部円筒部材113と、駆動モータ11
4とを備えている。この回動支軸111a及び111b
を中心とする回動動作によって、後述する第1のチルト
動作を生成している。
FIG. 4 is a sectional view of the neck structure 100 as seen from the front side. The neck portion 110 has a substantially cylindrical neck portion housing 112 having rotation support shafts 111 a and 111 b connected to the driving portion 120, an inner cylindrical member 113, and the drive motor 11.
4 and. The rotation support shafts 111a and 111b
The first tilting motion, which will be described later, is generated by the rotating motion centering around.

【0045】内部円筒部材113は、頸部筐体112の
内径と略同径の外径を有し、一端に駆動モータ114か
らの駆動力を伝達する歯車機構115を有し、他端に頭
部ベース130を駆動するための駆動モータ116を備
えている。駆動モータ116は、駆動軸に該駆動軸の方
向を変更する傘歯歯車を備えている。本具体例では、特
に駆動方向を90°変更できるマイタギアを用いる。駆
動モータ116は、マイタギアによって、駆動方向を変
更することにより、後述するいわゆる第2のチルト動作
を生成している。
The inner cylindrical member 113 has an outer diameter approximately the same as the inner diameter of the neck casing 112, has a gear mechanism 115 for transmitting the driving force from the drive motor 114 at one end, and has a head at the other end. A drive motor 116 for driving the base 130 is provided. The drive motor 116 has a drive shaft provided with a bevel gear that changes the direction of the drive shaft. In this specific example, a miter gear whose drive direction can be changed by 90 ° is used. The drive motor 116 generates a so-called second tilt operation, which will be described later, by changing the drive direction with a miter gear.

【0046】駆動モータ114は、駆動軸が頸部の長手
方向の中心軸A1を駆動軸として頸部110内に固定さ
れている。駆動モータ114は、歯車機構115を介し
て内部円筒部材113と連結され、該内部円筒部材11
3の外周面117bが、頸部筐体112の内周面117
aに摺動するようにして内部円筒部材113を回動する
ことにより、後述するいわゆるパン動作を生成してい
る。
The drive motor 114 has a drive shaft fixed in the neck 110 with the central axis A1 in the longitudinal direction of the neck as the drive shaft. The drive motor 114 is connected to the internal cylindrical member 113 via a gear mechanism 115, and the internal cylindrical member 11
3 is an outer peripheral surface 117b of the cervical casing 112.
By rotating the inner cylindrical member 113 so as to slide on a, a so-called pan operation described later is generated.

【0047】首構造100における頸部110と駆動部
120との連結について、図4、図5及び図6を用いて
説明する。図5は、駆動モータ121と頸部110とが
歯車機構122を介して連結される様子を示し、図6
は、さらに、図5に示した駆動モータと歯車機構122
とが保護筐体125によって保護される様子を示してい
る。なお、図5及び図6には、駆動モータ116と該駆
動モータ116に連結される頭部ベース130及び固定
板140は、示されていない。
The connection between the neck portion 110 and the driving portion 120 in the neck structure 100 will be described with reference to FIGS. 4, 5 and 6. FIG. 5 shows a state in which the drive motor 121 and the neck 110 are connected via the gear mechanism 122, and FIG.
Further includes the drive motor and gear mechanism 122 shown in FIG.
And are protected by the protective casing 125. 5 and 6, the drive motor 116 and the head base 130 and the fixing plate 140 connected to the drive motor 116 are not shown.

【0048】駆動部120は、図5及び図6に示すよう
に、頸部110を回動するための駆動モータ121と、
駆動モータ121の駆動力を頸部110の回動支軸11
1aに伝達する歯車機構122とを備え、さらに、回動
支軸111a及び111bが挿入され頸部110の回動
中心となる支軸口123a及び123bと頸部筐体11
2が突出される開口部124とを有する保護筐体125
によって保護された構造を有している。
The drive unit 120, as shown in FIGS. 5 and 6, includes a drive motor 121 for rotating the neck 110,
The driving force of the drive motor 121 is applied to the rotation support shaft 11 of the neck 110.
1a and a gear mechanism 122, and further, pivot support shafts 111a and 111b are inserted and support shaft ports 123a and 123b serving as a rotation center of the neck 110 and the neck housing 11 are provided.
And a protective housing 125 having an opening 124 through which 2 projects.
It has a structure protected by.

【0049】駆動モータ121は、駆動軸が回動支軸1
11a及び111bと同方向になる向きに配置されてお
り、歯車機構122を介して駆動力を回動支軸111a
及び111bに伝達している。保護筐体125の開口部
124は、頸部110の回動範囲を予め規定するように
設けられている。したがって、頸部110は、図4に示
すA2を軸とし開口部124の開口領域を可動域とした
D1及びD2方向に頸部110を回動させる。
The drive shaft of the drive motor 121 is the rotary support shaft 1.
11a and 111b are arranged in the same direction as each other, and drive force is applied to the rotation support shaft 111a via the gear mechanism 122.
And 111b. The opening 124 of the protective casing 125 is provided so as to predefine the rotation range of the neck 110. Therefore, the neck portion 110 rotates the neck portion 110 in the D1 and D2 directions with the opening region of the opening portion 124 as the movable range around A2 shown in FIG.

【0050】駆動モータ121によって頸部110及び
頸部110に連結される頭部ベース120を動かす動作
は、主として、ロボット装置1の姿勢を変えるときに創
出される動作であって、この動作は、頸部110及び頸
部110に連結される頭部ベース120の重量を駆動す
る必要があるため、駆動モータ121は、比較的高いト
ルクが発生できるモータであり、ギヤ比が大きく設定さ
れている。
The operation of moving the neck 110 and the head base 120 connected to the neck 110 by the drive motor 121 is mainly an operation created when the posture of the robot apparatus 1 is changed. Since it is necessary to drive the weight of the neck 110 and the head base 120 connected to the neck 110, the drive motor 121 is a motor that can generate a relatively high torque, and the gear ratio is set to be large.

【0051】また、本具体例として示すロボット装置1
では、回動支軸111aは、いわゆるバックラッシュを
防止する目的で緩衝手段として設けられたオイルダンパ
126によって固定されている。オイルダンパ126
は、駆動モータ121の駆動力を妨げない程度の所定の
負荷抵抗を有しているため、頸部110を駆動部120
と連結する際に、オイルダンパ126を用いて回動支軸
111aを固定することによって、駆動部120に対す
る頸部110のあそび及びがたつきを抑止できる。
Further, the robot apparatus 1 shown as the present concrete example.
Then, the rotation support shaft 111a is fixed by an oil damper 126 provided as a cushioning means for the purpose of preventing so-called backlash. Oil damper 126
Has a predetermined load resistance that does not hinder the driving force of the drive motor 121, so that
By fixing the rotation support shaft 111a by using the oil damper 126 when connecting with, the play and rattling of the neck 110 with respect to the drive unit 120 can be suppressed.

【0052】続いて、首構造100における頸部110
と頭部ベース130との連結について、図4、図7及び
図8を用いて説明する。図7は、図3の後方より頭部ベ
ース130を眺望した際の斜視図を示しており、図8
は、頭部ベース130の一部を除いて示した左側面上方
より眺望した斜視図を示している。
Next, the neck 110 of the neck structure 100.
The connection between the head base 130 and the head base 130 will be described with reference to FIGS. 4, 7, and 8. FIG. 7 is a perspective view of the head base 130 viewed from the rear of FIG.
Shows a perspective view seen from above the left side surface, which is shown with a part of the head base 130 removed.

【0053】頭部ベース130は、頸部筐体112に固
定するための台座131と、頭部ユニット4としての種
々の構成が装着される頭部取付部材132とを備え、こ
れらが歯車機構133及び回動支軸134を介して連結
されている。頭部ベース130は、頸部筐体112に固
定されているため、駆動モータ114によって、歯車機
構133及び回動支軸134を含めた全体が、頸部11
0に対して頸部の長手方向中心軸A1に垂直な平面と平
行な回動運動する、すなわち図8に示すD5及びD6方
向に回動動作する。
The head base 130 is provided with a pedestal 131 for fixing it to the neck housing 112 and a head mounting member 132 to which various configurations of the head unit 4 are mounted, and these are gear mechanisms 133. And a rotation support shaft 134. Since the head base 130 is fixed to the neck case 112, the whole of the head base 130 including the gear mechanism 133 and the rotation support shaft 134 is driven by the drive motor 114.
With respect to 0, rotational movement parallel to a plane perpendicular to the longitudinal center axis A1 of the neck, that is, rotational movement in D5 and D6 directions shown in FIG.

【0054】歯車機構133は、傘歯歯車、特に、回動
の中心軸を90°変更するためのマイタギアであって、
上述の駆動モータ116に設けられた同様のマイタギア
と歯合されて、駆動モータ116の回動の中心軸を90
°変更して回動支軸134を駆動し、図4に示すA3を
軸とした、図3に示すD3及びD4方向の回動動作を生
成している。
The gear mechanism 133 is a bevel gear, in particular, a miter gear for changing the central axis of rotation by 90 °,
The central axis of rotation of the drive motor 116 is set to 90 by meshing with a similar miter gear provided on the drive motor 116 described above.
The rotation support shaft 134 is driven by changing the rotation angle to generate the rotation operation in the directions D3 and D4 shown in FIG. 3 about the axis A3 shown in FIG.

【0055】駆動モータ121が姿勢制御のための動作
を生成するのに対して、駆動モータ116は、頸部11
0に連結される頭部ベース130(頭部ユニット4)の
みを動かすものであり、主として表現を創出するために
素早い動きが要求されるため、ギヤ比を小さく設計し、
トルクは比較的小さいがスピードのあるモータを適用す
る。
The drive motor 121 generates the motion for posture control, while the drive motor 116 operates the neck 11
Only the head base 130 (head unit 4) connected to 0 is moved. Since a quick movement is mainly required to create an expression, the gear ratio is designed to be small,
Use a motor with relatively small torque but high speed.

【0056】頭部ベース130は、台座131に対して
頭部取付部材132を所定方向に付勢する捩りコイルば
ね135を有している。捩りコイルばね135は、オイ
ルダンパ126と同様、駆動モータ116と頭部ベース
130との間のバックラッシュを抑止できる。
The head base 130 has a torsion coil spring 135 that biases the head mounting member 132 in a predetermined direction with respect to the pedestal 131. Like the oil damper 126, the torsion coil spring 135 can suppress backlash between the drive motor 116 and the head base 130.

【0057】以上のように構成される首構造100は、
頸部110が胴体部ユニット2に対してロボット装置1
の胸面(前方)及び背面(後方)方向に揺動する運動
(以下、第1のチルト動作と記す。)を駆動モータ12
1によって生成し、頭部ベース130(頭部ユニット
2)が頸部110に対して頸部の長手方向中心軸A1に
垂直な平面と平行な回動運動(以下、パン動作と記
す。)を駆動モータ114によって生成し、頭部ベース
130(頭部ユニット2)が頸部に対してロボット装置
1の胸面(前方)及び背面(後方)方向に揺動する運動
(以下、第2のチルト動作と記す。)を駆動モータ11
6によって生成する。したがって、首構造100は、第
1のチルト動作、パン動作、第2のチルト動作による3
自由度を有する。
The neck structure 100 constructed as described above is
The neck 110 has the robot unit 1 with respect to the body unit 2.
The movement (hereinafter referred to as the first tilt operation) swinging in the chest (front) and back (back) directions of the drive motor 12
1, the head base 130 (head unit 2) makes a rotational movement (hereinafter referred to as a pan operation) with respect to the neck 110 in parallel with a plane perpendicular to the longitudinal center axis A1 of the neck. A motion generated by the drive motor 114 and swinging the head base 130 (head unit 2) in the chest (front) and back (back) directions of the robot apparatus 1 with respect to the neck (hereinafter referred to as the second tilt). Drive motor 11).
6 is generated. Therefore, the neck structure 100 is configured by the first tilt motion, the pan motion, and the second tilt motion.
Have freedom.

【0058】上述した首構造100を適用することによ
って、ロボット装置1は、第1のチルト動作を創出する
駆動モータ121にトルクの大きなモータを用い、第2
のチルト動作を創出する駆動モータ116に比較的小さ
なトルクでスピードのあるモータを用いるというモータ
の特性及び役割に応じた設計が可能である。また、首構
造100を適用することによって、より自然な「動物」
としての首動作を表出できる。
By applying the neck structure 100 described above, the robot apparatus 1 uses a motor having a large torque as the drive motor 121 that creates the first tilting motion, and
It is possible to design in accordance with the characteristics and role of the motor, in which a motor having a relatively small torque and a high speed is used as the drive motor 116 that creates the tilting motion. Also, by applying the neck structure 100, a more natural "animal"
You can express your neck movement as.

【0059】本具体例として示すロボット装置1の首構
造100の第2のチルト動作と同様に、重心位置の変化
に影響が少ない可動方式としては、頸部筐体120に対
する頭部ベース130の動きをロボット装置1の視線方
向を変化することなく水平方向に揺動するようなロール
動作とする場合が考えられる。
Similar to the second tilt motion of the neck structure 100 of the robot apparatus 1 shown as the present specific example, as a movable system that has little influence on the change of the position of the center of gravity, the movement of the head base 130 with respect to the neck casing 120 is performed. There may be a case where the roll operation is performed so as to swing horizontally without changing the line-of-sight direction of the robot apparatus 1.

【0060】ここで、仮に、頭部ユニット4が第2のチ
ルト動作の代わりにロール動作であった場合について考
える。この場合、ロボット装置1の頭部ユニット4の動
きは、該ロボット装置1の胸面(前方)及び背面(後
方)方向には固定された動きになるため、首を傾げる動
作は比較的容易に表出できるが、頸部を垂れつつ正面を
向く、頸部を擡げて正面を向く等の動作ができない。
Now, let us consider a case where the head unit 4 is a roll operation instead of the second tilt operation. In this case, since the movement of the head unit 4 of the robot apparatus 1 is a fixed movement in the chest (front) and back (rear) directions of the robot apparatus 1, the operation of tilting the neck is relatively easy. Although it can be exposed, it cannot perform actions such as facing the front while hanging the neck, or facing the front with the neck slung.

【0061】また、このような動作を表出しなければな
らない場合、頭部ユニット4の重量が姿勢に与える影響
が大となるため、ロボット装置1の姿勢制御が困難にな
るばかりか、ユーザにとって、ロボット装置1が非常に
違和感のある動作をとることになる。
Further, when such an operation is required to be expressed, the weight of the head unit 4 has a great influence on the posture, which makes it difficult to control the posture of the robot apparatus 1 and also causes the user to notice. The robot apparatus 1 will perform a very uncomfortable operation.

【0062】これに対して、本発明に係るロボット装置
1の首構造100を採用すれば、姿勢制御のための動
作、すなわち第1のチルト動作と、感情表現のための動
作、すなわち第2のチルト動作とを独立して制御できる
ため、上述した際の動作を行っても、ロボット装置1の
姿勢制御が可能であり、違和感のない自然な動作として
容易に表現できる。
On the other hand, if the neck structure 100 of the robot apparatus 1 according to the present invention is adopted, an operation for posture control, that is, a first tilt operation and an operation for expressing emotions, that is, a second operation. Since the tilt operation can be controlled independently, the posture of the robot apparatus 1 can be controlled even if the above-described operation is performed, and it can be easily expressed as a natural operation with no discomfort.

【0063】また、首構造100において、駆動モータ
114は、回動支軸111a及び111b近傍に設けら
れている。首構造100を構成する部材の中でも比較的
重量のある駆動モータ114を回動支軸111a及び1
11b付近、すなわち回動中心近傍に配置することによ
って、駆動モータ121にかかる負荷を軽減でき、頸部
110が素早く動作できるようになる。また、駆動モー
タ121にかかる負荷が低減されるため、駆動モータを
小型化しても同様の動作が維持できる。また、駆動用バ
ッテリの消費量が節約できる。
Further, in the neck structure 100, the drive motor 114 is provided near the rotation support shafts 111a and 111b. The drive motor 114, which is relatively heavy among the members forming the neck structure 100, is attached to the rotation support shafts 111a and 111a.
By arranging in the vicinity of 11b, that is, in the vicinity of the center of rotation, the load on the drive motor 121 can be reduced, and the neck 110 can be operated quickly. Further, since the load on the drive motor 121 is reduced, the same operation can be maintained even if the drive motor is downsized. Further, the consumption of the driving battery can be saved.

【0064】また、首構造100は、全体の重量が嵩む
ため、ロボット装置1の重量均衡を図るために、本具体
例として示すロボット装置1では、図9に示すように、
駆動電源として備える駆動用バッテリを装着するための
電池装着部140を胴体部ユニット2の可能な限り後方
に設けている。電池装着部140の具体的な位置は、首
構造100の重量、駆動用バッテリの重量、ロボット装
置1を構成するほかの部材等により変更できる設計事項
であるが、ロボット装置1が通常の姿勢で静止した状態
で、各脚部ユニットにかかる重量が略均等になるように
首構造100と駆動バッテリとの位置関係を考慮するこ
とが好ましい。
Further, the neck structure 100 increases the weight of the whole, so in order to balance the weight of the robot apparatus 1, the robot apparatus 1 shown as this specific example, as shown in FIG.
A battery mounting portion 140 for mounting a driving battery provided as a driving power source is provided as rearward of the body unit 2 as possible. The specific position of the battery mounting portion 140 is a design item that can be changed depending on the weight of the neck structure 100, the weight of the driving battery, other members constituting the robot device 1, and the like. It is preferable to consider the positional relationship between the neck structure 100 and the drive battery so that the weight applied to each leg unit becomes substantially equal in a stationary state.

【0065】なお、本具体例において、固定板140
は、弾力性を有する板状部材であることが好ましい。弾
力性を有する固定板を使用して首構造100と胴体部ユ
ニット2とを固定することにより、首構造100に対し
て過剰な外力が加えられた場合、固定板140が外力を
緩衝する役割を果たす。
In this specific example, the fixing plate 140 is used.
Is preferably a plate-shaped member having elasticity. By fixing the neck structure 100 and the body unit 2 using the elastic fixing plate, the fixing plate 140 serves to buffer the external force when an excessive external force is applied to the neck structure 100. Fulfill

【0066】また、バックラッシュ防止のために備えら
れた緩衝手段は、所定の負荷、抵抗、摩擦等を有し、ず
れ、がた等を制動できるものであれば、オイルダンパ1
26及び捩りコイルばね135に限らない。
If the buffer means provided to prevent backlash has a predetermined load, resistance, friction, etc. and is capable of braking displacement, rattling, etc., the oil damper 1
26 and the torsion coil spring 135.

【0067】ところで、本実施の形態として示すロボッ
ト装置1は、内部状態に応じて自律的に行動できるロボ
ット装置である。ロボット装置1を制御する制御プログ
ラムのソフトウェア構成の一例は、図10に示すように
なる。この制御プログラムは、上述したように、予めフ
ラッシュROM12に格納されており、ロボット装置1
の電源投入初期時において読み出される。
By the way, the robot apparatus 1 shown as the present embodiment is a robot apparatus which can act autonomously according to the internal state. An example of the software configuration of the control program for controlling the robot apparatus 1 is as shown in FIG. As described above, this control program is stored in the flash ROM 12 in advance, and the robot device 1
It is read at the beginning of power-on.

【0068】図10において、デバイス・ドライバ・レ
イヤ200は、制御プログラムの最下位層に位置し、複
数のデバイス・ドライバからなるデバイス・ドライバ・
セット201から構成されている。この場合、各デバイ
ス・ドライバは、CCDカメラ22(図2)やタイマ等
の通常のコンピュータで用いられるハードウェアに直接
アクセスすることを許されたオブジェクトであり、対応
するハードウェアからの割り込みを受けて処理を行う。
In FIG. 10, the device driver layer 200 is located at the lowest layer of the control program and is composed of a plurality of device drivers.
It is composed of the set 201. In this case, each device driver is an object that is allowed to directly access the hardware used in a normal computer such as the CCD camera 22 (FIG. 2) and the timer, and receives an interrupt from the corresponding hardware. Perform processing.

【0069】また、ロボティック・サーバ・オブジェク
ト202は、デバイス・ドライバ・レイヤ200の最下
位層に位置し、例えば上述の各種センサやアクチュエー
タ28〜28等のハードウェアにアクセスするため
のインターフェイスを提供するソフトウェア群でなるバ
ーチャル・ロボット203と、電源の切換えなどを管理
するソフトウェア群でなるパワーマネージャ204と、
他の種々のデバイス・ドライバを管理するソフトウェア
群でなるデバイス・ドライバ・マネージャ205と、ロ
ボット装置1の機構を管理するソフトウェア群でなるデ
ザインド・ロボット206とから構成されている。
The robotic server object 202 is located in the lowest layer of the device driver layer 200 and is an interface for accessing hardware such as the above-mentioned various sensors and actuators 28 1 to 28 n. A virtual robot 203 that is a software group that provides a power supply, a power manager 204 that is a software group that manages switching of power supplies, and the like.
The device driver manager 205 is a software group that manages various other device drivers, and the designed robot 206 is a software group that manages the mechanism of the robot apparatus 1.

【0070】マネージャ・オブジェクト207は、オブ
ジェクト・マネージャ208及びサービス・マネージャ
209から構成されている。オブジェクト・マネージャ
208は、ロボティック・サーバ・オブジェクト20
2、ミドル・ウェア・レイヤ210、及びアプリケーシ
ョン・レイヤ211に含まれる各ソフトウェア群の起動
や終了を管理するソフトウェア群であり、サービス・マ
ネージャ209は、メモリカード31(図2)に格納さ
れたコネクションファイルに記述されている各オブジェ
クト間の接続情報に基づいて各オブジェクトの接続を管
理するソフトウェア群である。
The manager object 207 is composed of an object manager 208 and a service manager 209. The object manager 208 uses the robotic server object 20
2, the middleware layer 210, and the software group that manages the activation and termination of each software group included in the application layer 211. The service manager 209 is a connection group stored in the memory card 31 (FIG. 2). It is a software group that manages the connection of each object based on the connection information between each object described in the file.

【0071】ミドル・ウェア・レイヤ210は、ロボテ
ィック・サーバ・オブジェクト202の上位層に位置
し、画像処理や音声処理などのこのロボット装置1の基
本的な機能を提供するソフトウェア群から構成されてい
る。また、アプリケーション・レイヤ211は、ミドル
・ウェア・レイヤ210の上位層に位置し、当該ミドル
・ウェア・レイヤ210を構成する各ソフトウェア群に
よって処理された処理結果に基づいてロボット装置1の
行動を決定するためのソフトウェア群から構成されてい
る。
The middleware layer 210 is located in the upper layer of the robotic server object 202 and is composed of a software group that provides basic functions of the robot apparatus 1 such as image processing and voice processing. There is. Further, the application layer 211 is located in an upper layer of the middle wear layer 210, and determines the action of the robot apparatus 1 based on the processing result processed by each software group forming the middle wear layer 210. It is composed of a software group for doing.

【0072】なお、ミドル・ウェア・レイヤ210及び
アプリケーション・レイヤ211の具体的なソフトウェ
ア構成をそれぞれ図11に示す。
The specific software configurations of the middleware layer 210 and the application layer 211 are shown in FIG.

【0073】ミドル・ウェア・レイヤ210は、図11
に示すように、騒音検出用、温度検出用、明るさ検出
用、音階認識用、距離検出用、姿勢検出用、接触検出
用、操作入力検出用、動き検出用及び色認識用の各信号
処理モジュール220〜229並びに入力セマンティク
スコンバータモジュール230などを有する認識系25
0と、出力セマンティクスコンバータモジュール247
並びに姿勢管理用、トラッキング用、モーション再生
用、歩行用、転倒復帰用、LED点灯用及び音再生用の
各信号処理モジュール240〜246等を有する出力系
251とから構成されている。
The middleware layer 210 is shown in FIG.
As shown in, each signal processing for noise detection, temperature detection, brightness detection, scale recognition, distance detection, posture detection, contact detection, operation input detection, motion detection and color recognition Recognition system 25 including modules 220 to 229 and input semantics converter module 230
0 and the output semantics converter module 247
The output system 251 includes signal processing modules 240 to 246 for posture management, tracking, motion reproduction, walking, fall recovery, LED lighting, and sound reproduction.

【0074】認識系250の各信号処理モジュール22
0〜229は、ロボティック・サーバ・オブジェクト2
02のバーチャル・ロボット203によりDRAM11
(図2)から読み出される各スイッチデータ、各センサ
データ、画像データ及び音声データのうちの対応するデ
ータを取り込み、当該データに基づいて所定の処理を施
して、処理結果を入力セマンティクスコンバータモジュ
ール230に与える。ここで、例えば、バーチャル・ロ
ボット203は、所定の通信規約によって、信号の授受
或いは変換をする部分として構成されている。
Each signal processing module 22 of the recognition system 250
0 to 229 are robotic server objects 2
02 by the virtual robot 203
Corresponding data of each switch data, each sensor data, image data, and audio data read from (FIG. 2) is taken in, predetermined processing is performed based on the data, and the processing result is input to the input semantics converter module 230. give. Here, for example, the virtual robot 203 is configured as a portion that exchanges or converts a signal according to a predetermined communication protocol.

【0075】入力セマンティクスコンバータモジュール
230は、これら各信号処理モジュール220〜228
から与えられる処理結果に基づいて、「うるさい」、
「暑い」、「明るい」、「ドミソの音階が聞こえた」、
「障害物を検出した」、「転倒を検出した」、「叱られ
た」、「誉められた」、「動く物体を検出した」又は
「ボールを検出した」等の自己及び周囲の状況や、ユー
ザからの指令及び働きかけを認識し、認識結果をアプリ
ケーション・レイヤ211に出力する。
The input semantics converter module 230 has the signal processing modules 220 to 228.
"Noisy" based on the processing result given by
"Hot", "bright", "I heard Domiso scale",
Situation of self and surroundings such as "detected obstacle", "detected fall", "scolded", "praised", "detected moving object" or "detected ball", The command and the action from the user are recognized, and the recognition result is output to the application layer 211.

【0076】アプリケーション・レイヤ211は、図1
2に示すように、行動モデルライブラリ260、行動切
換モジュール261、学習モジュール262、感情モデ
ル263及び本能モデル264の5つのモジュールから
構成されている。
The application layer 211 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the behavior model library 260, the behavior switching module 261, the learning module 262, the emotion model 263, and the instinct model 264 are composed of five modules.

【0077】行動モデルライブラリ260には、図13
に示すように、「バッテリ残量が少なくなった場合」、
「転倒復帰する場合」、「障害物を回避する場合」、
「感情を表現する場合」、「ボールを検出した場合」な
どの予め選択されたいくつかの条件項目にそれぞれ対応
させて、それぞれ独立した行動モデルが設けられてい
る。
The behavior model library 260 contains the data shown in FIG.
As shown in "When the battery level is low",
"When returning from a fall", "When avoiding obstacles",
Independent behavior models are provided corresponding to some preselected condition items such as “when expressing emotions” and “when detecting a ball”.

【0078】そして、これら行動モデルは、それぞれ入
力セマンティクスコンバータモジュール230から認識
結果が与えられたときや、最後の認識結果が与えられて
から一定時間が経過したときなどに、必要に応じて後述
のように感情モデル263に保持されている対応する情
動のパラメータ値や、本能モデル264に保持されてい
る対応する欲求のパラメータ値を参照しながら続く行動
をそれぞれ決定し、決定結果を行動切換モジュール26
1に出力する。
Each of these behavior models will be described later as necessary, when a recognition result is given from the input semantics converter module 230, or when a fixed time has elapsed since the last recognition result was given. As described above, the subsequent action is determined with reference to the corresponding emotional parameter value held in the emotion model 263 and the corresponding desire parameter value held in the instinct model 264, and the decision result is determined by the action switching module 26.
Output to 1.

【0079】なお、本具体例として示すロボット装置1
の場合、各行動モデルは、次の行動を決定する手法とし
て、図14に示すような1つのノード(状態)NODE
〜NODEから他のどのノードNODE〜NOD
に遷移するかを有限確率オートマトンと呼ばれるア
ルゴリズムを用いて次の行動を決定している。有限確率
オートマトンとは、ノードNODE〜NODEのう
ちの1つのノードから他のどのノードに遷移するか否か
を各ノードNODE〜NODEの間を接続するアー
クARC〜ARCnー1に対してそれぞれ設定された
遷移確率P〜Pに基づいて確率的に決定するアルゴ
リズムである。
The robot device 1 shown as the present specific example.
In the case of, each behavior model uses one node (state) NODE as shown in FIG. 14 as a method for determining the next behavior.
0 to NODE n to any other node NODE 0 to NOD
Whether to transition to the E n using an algorithm called a finite probability automaton is to determine the next action. The finite probability automaton is an arc ARC 1 to ARC n-1 that connects between the nodes NODE 0 to NODE n to determine whether or not to transition from one of the nodes NODE 0 to NODE n to another node. Is a probabilistic determination algorithm based on the transition probabilities P 1 to P n respectively set for

【0080】具体的に、各行動モデルは、それぞれ自己
の行動モデルを形成するノードNODE〜NODE
にそれぞれ対応させて、これらノードNODE〜NO
DE 毎に図15に示すような状態遷移表270を有し
ている。
Specifically, each behavior model is
NODE that forms the behavior model of the child0~ NODEn
To correspond to each of these nodes NODE0~ NO
DE nEach has a state transition table 270 as shown in FIG.
ing.

【0081】この状態遷移表270では、そのノードN
ODE〜NODEにおいて遷移条件とする入力イベ
ント(認識結果)が「入力イベント名」の行に優先順に
列記され、その遷移条件についてのさらなる条件が「デ
ータ名」及び「データ範囲」の行における対応する列に
記述されている。
In this state transition table 270, the node N
Input events (recognition results) that are transition conditions in ODE 0 to NODE n are listed in the order of priority in the row of “input event name”, and further conditions regarding the transition conditions are displayed in the rows of “data name” and “data range”. Described in the corresponding column.

【0082】したがって、図15の状態遷移表270で
表されるノードNODE100では、「ボールを検出
(BALL)」という認識結果が与えられた場合に、当
該認識結果とともに与えられるそのボールの「大きさ
(SIZE)」が「0から1000」の範囲であること
や、「障害物を検出(OBSTACLE)」という認識
結果が与えられた場合に、当該認識結果とともに与えら
れるその障害物までの「距離(DISTANCE)」が
「0から100」の範囲であることが他のノードに遷移
するための条件となっている。
Therefore, in the node NODE 100 represented by the state transition table 270 of FIG. 15, when the recognition result of "ball detected (BALL)" is given, the "size of the ball" given together with the recognition result is given. "SIZE" is in the range of "0 to 1000", and when the recognition result of "obstacle detection (OBSTACLE)" is given, the "distance to that obstacle" given together with the recognition result is given. It is a condition for making a transition to another node that "(DISTANCE)" is in the range of "0 to 100".

【0083】また、このノードNODE100では、認
識結果の入力がない場合でも、行動モデルが周期的に参
照する感情モデル263及び本能モデル264にそれぞ
れ保持された各情動及び各欲求のパラメータ値のうち、
感情モデル263に保持された「喜び(Joy)」、「驚
き(Surprise)」若しくは「悲しみ(Sadness)」のい
ずれかのパラメータ値が「50から100」の範囲であ
るときには他のノードに遷移することができるようにな
っている。
Further, in this node NODE 100 , among the parameter values of each emotion and each desire retained in the emotion model 263 and the instinct model 264, which the behavior model periodically refers to, even if no recognition result is input. ,
When the parameter value of any of "Joy", "Surprise" or "Sadness" held in the emotion model 263 is in the range of "50 to 100", transition to another node is made. Is able to.

【0084】また、状態遷移表270では、「他のノー
ドヘの遷移確率」の欄における「遷移先ノード」の列に
そのノードNODE〜NODEから遷移できるノー
ド名が列記されているとともに、「入力イベント名」、
「データ名」及び「データの範囲」の行に記述された全
ての条件が揃ったときに遷移できるほかの各ノードNO
DE〜NODEへの遷移確率が「他のノードヘの遷
移確率」の欄内の対応する箇所にそれぞれ記述され、そ
のノードNODE〜NODEに遷移する際に出力す
べき行動が「他のノードヘの遷移確率」の欄における
「出力行動」の行に記述されている。なお、「他のノー
ドヘの遷移確率」の欄における各行の確率の和は100
[%]となっている。
Further, in the state transition table 270, the node names that can transit from the nodes NODE 0 to NODE n are listed in the column of “transition destination node” in the column of “probability of transition to other node”, and “ Input event name ",
Other nodes that can transition when all the conditions described in the "Data name" and "Data range" rows are met
The transition probabilities from DE 0 to NODE n are respectively described in the corresponding places in the column of “probability of transition to other node”, and the action to be output when transitioning to the nodes NODE 0 to NODE n is “other It is described in the row of “output action” in the column of “transition probability to node”. In addition, the sum of the probabilities of each row in the column of "probability of transition to other node" is 100.
It is [%].

【0085】したがって、図15の状態遷移表270で
表されるノードNODE100では、例えば「ボールを
検出(BALL)」し、そのボールの「SIZE(大き
さ)」が「0から1000」の範囲であるという認識結
果が与えられた場合には、「200[%]」の確率で
「ノードNODE120(node 120)」に遷移でき、そ
のとき「ACTION1」の行動が出力されることとな
る。
Therefore, in the node NODE 100 represented by the state transition table 270 of FIG. 15, for example, "ball is detected (BALL)" and the "SIZE" of the ball is in the range of "0 to 1000". When the recognition result that is "1" is given, it is possible to transit to "node NODE 120 (node 120)" with a probability of "200 [%]", and at that time, the action of "ACTION 1" is output.

【0086】各行動モデルは、それぞれこのような状態
遷移表270として記述されたノードNODE〜NO
DEが幾つも繋がるようにして構成されており、入力
セマンティクスコンバータモジュール230から認識結
果が与えられたときなどに、対応するノードNODE
〜NODEの状態遷移表を利用して確率的に次の行動
を決定し、決定結果を行動切換モジュール261に出力
するようになされている。
Each behavior model has nodes NODE 0 to NO described as such a state transition table 270.
DE n are configured to be connected to each other, and when a recognition result is given from the input semantics converter module 230, the corresponding node NODE 0
The next action is stochastically determined using the state transition table of ~ NODE n , and the determination result is output to the action switching module 261.

【0087】図13に示す行動切換モジュール261
は、行動モデルライブラリ260の各行動モデルからそ
れぞれ出力される行動のうち、予め定められた優先順位
の高い行動モデルから出力された行動を選択し、当該行
動を実行すべき旨のコマンド(以下、これを行動コマン
ドという。)をミドル・ウェア・レイヤ210の出力セ
マンティクスコンバータモジュール247に送出する。
なお、この実施の形態においては、図15において下側
に表記された行動モデルほど優先順位が高く設定されて
いる。
The action switching module 261 shown in FIG.
Selects a behavior output from a behavior model having a predetermined high priority among the behaviors output from the behavior models of the behavior model library 260, and executes the command (hereinafter, This is called an action command) to the output semantics converter module 247 of the middleware layer 210.
Note that in this embodiment, the behavior model shown on the lower side in FIG. 15 has a higher priority.

【0088】また、行動切換モジュール261は、行動
完了後に出力セマンティクスコンバータモジュール24
7から与えられる行動完了情報に基づいて、その行動が
完了したことを学習モジュール262、感情モデル26
3及び本能モデル264に通知する。
The action switching module 261 outputs the output semantics converter module 24 after the action is completed.
Based on the action completion information given from 7, the learning module 262 and the emotion model 26 indicate that the action is completed.
3 and instinct model 264.

【0089】学習モジュール262は、入力セマンティ
クスコンバータモジュール230から与えられる認識結
果のうち、「叱られた」や「誉められた」等、ユーザか
らの働きかけとして受けた教示の認識結果を入力する。
そして、学習モジュール262は、この認識結果及び行
動切換モジュール261からの通知に基づいて、「叱ら
れた」ときにはその行動の発現確率を低下させ、「誉め
られた」ときにはその行動の発現確率を上昇させるよう
に、行動モデルライブラリ260における対応する行動
モデルの対応する遷移確率を変更する。
The learning module 262 inputs the recognition result of the teaching received as an action from the user, such as “scold” or “praised” among the recognition results given from the input semantics converter module 230.
Then, based on the recognition result and the notification from the action switching module 261, the learning module 262 decreases the expression probability of the action when “scolded” and increases the expression probability of the action when “praised”. Thus, the corresponding transition probability of the corresponding behavior model in the behavior model library 260 is changed.

【0090】また、感情モデル263は、「喜び(Jo
y)」、「悲しみ(Sadness)」、「怒り(Anger)」、
「驚き(Surprise)」、「嫌悪(Disgust)」及び「恐
れ(Fear)」の合計6つの情動について、各情動毎にそ
の情動の強さを表すパラメータを保持している。そし
て、感情モデル263は、これら各情動のパラメータ値
を、それぞれ入力セマンティクスコンバータモジュール
230から与えられる「叱られた」及び「誉められた」
などの特定の認識結果と、経過時間及び行動切換モジュ
ール261からの通知となどに基づいて周期的に更新す
る。
Further, the emotion model 263 is "joy (Jo
y) ”,“ Sadness ”,“ Anger ”,
With respect to a total of 6 emotions of “Surprise”, “Disgust”, and “Fear”, a parameter indicating the strength of the emotion is held for each emotion. Then, the emotion model 263 “scolds” and “praises” the parameter values of each of these emotions, which are given from the input semantics converter module 230, respectively.
It is periodically updated based on a specific recognition result such as, the elapsed time, and the notification from the action switching module 261.

【0091】具体的には、感情モデル263は、入力セ
マンティクスコンバータモジュール230から与えられ
る認識結果と、そのときのロボット装置1の行動と、前
回更新してからの経過時間となどに基づいて所定の演算
式により算出されるそのときのその情動の変動量を△E
[t]、現在のその情動のパラメータ値をE[t]、そ
の情動の感度を表す係数をkとして、(1)式によっ
て次の周期におけるその情動のパラメータ値E[t+
1]を算出し、これを現在のその情動のパラメータ値E
[t]と置き換えるようにしてその情動のパラメータ値
を更新する。また、感情モデル263は、これと同様に
して全ての情動のパラメータ値を更新する。
Specifically, the emotion model 263 is determined based on the recognition result given from the input semantics converter module 230, the action of the robot apparatus 1 at that time, the elapsed time since the last update, and the like. The amount of change in emotion at that time calculated by the arithmetic expression is ΔE
[T], E [t] of the current parameter value of the emotion, the coefficient representing the sensitivity of the emotion as k e, (1) the parameter value of the emotion in a next period by equation E [t +
1] is calculated, and this is used as the current parameter value E of the emotion.
The parameter value of the emotion is updated by replacing it with [t]. Further, the emotion model 263 updates the parameter values of all emotions in the same manner.

【0092】[0092]

【数1】 [Equation 1]

【0093】なお、各認識結果や出力セマンティクスコ
ンバータモジュール247からの通知が各情動のパラメ
ータ値の変動量△E[t]にどの程度の影響を与えるか
は予め決められており、例えば「叱られた」といった認
識結果は「怒り」の情動のパラメータ値の変動量△E
[t]に大きな影響を与え、「誉められた」といった認
識結果は「喜び」の情動のパラメータ値の変動量△E
[t]に大きな影響を与えるようになっている。
Note that it is predetermined how much each recognition result or the notification from the output semantics converter module 247 affects the variation amount ΔE [t] of the parameter value of each emotion, and for example, “Scary is scolded”. The recognition result such as “ta” is the variation amount ΔE of the parameter value of the emotion of “anger”
[T] has a great influence, and the recognition result such as "praised" is the variation amount of the parameter value of the emotion of "joy" ΔE.
It has a great influence on [t].

【0094】ここで、出力セマンティクスコンバータモ
ジュール247からの通知とは、いわゆる行動のフィー
ドバック情報(行動完了情報)であり、行動の出現結果
の情報であり、感情モデル263は、このような情報に
よっても感情を変化させる。これは、例えば、「吠え
る」といった行動により怒りの感情レベルが下がるとい
ったようなことである。なお、出力セマンティクスコン
バータモジュール247からの通知は、上述した学習モ
ジュール262にも入力されており、学習モジュール2
62は、その通知に基づいて行動モデルの対応する遷移
確率を変更する。
Here, the notification from the output semantics converter module 247 is so-called action feedback information (action completion information), which is information of the appearance result of the action, and the emotion model 263 is also based on such information. Change emotions. This is, for example, that the behavior level of anger is lowered by the action of "barking". The notification from the output semantics converter module 247 is also input to the learning module 262 described above.
62 changes the corresponding transition probability of the behavior model based on the notification.

【0095】なお、行動結果のフィードバックは、行動
切換モジュール261の出力(感情が付加された行動)
によりなされるものであってもよい。
The feedback of the action result is output from the action switching module 261 (action added with emotion).
May be made by

【0096】また、本能モデル264は、「運動欲(ex
ercise)」、「愛情欲(affection)」、「充電欲(以
下、食欲(appetite)と記す。)」及び「好奇心(curi
osity)」の互いに独立した4つの欲求について、これ
ら欲求毎にその欲求の強さを表すパラメータを保持して
いる。そして、本能モデル264は、これらの欲求のパ
ラメータ値を、それぞれ入力セマンティクスコンバータ
モジュール230から与えられる認識結果や、経過時間
及び行動切換モジュール261からの通知などに基づい
て周期的に更新する。
Further, the instinct model 264 has a
"ercise", "affection", "charge desire (hereinafter referred to as appetite)" and "curi"
“Osity)”, each of the four independent desires holds a parameter indicating the strength of the desire. Then, the instinct model 264 periodically updates the parameter values of these desires based on the recognition result given from the input semantics converter module 230, the elapsed time, the notification from the action switching module 261, and the like.

【0097】具体的には、本能モデル264は、「運動
欲」、「愛情欲」及び「好奇心」については、認識結
果、経過時間及び出力セマンティクスコンバータモジュ
ール247からの通知などに基づいて所定の演算式によ
り算出されるそのときのその欲求の変動量をΔI
[k]、現在のその欲求のパラメータ値をI[k]、そ
の欲求の感度を表す係数kとして、所定周期で(2)
式を用いて次の周期におけるその欲求のパラメータ値I
[k+1]を算出し、この演算結果を現在のその欲求の
パラメータ値I[k]と置き換えるようにしてその欲求
のパラメータ値を更新する。また、本能モデル264
は、これと同様にして「食欲」を除く各欲求のパラメー
タ値を更新する。
Specifically, the instinct model 264 determines the “motility”, “love”, and “curiosity” based on the recognition result, the elapsed time, the notification from the output semantics converter module 247, and the like. The fluctuation amount of the desire at that time calculated by the arithmetic expression is ΔI
[K], the current parameter value of the desire is I [k], and a coefficient k i representing the sensitivity of the desire is set in a predetermined cycle (2).
Using the formula, the parameter value I of the desire in the next cycle
[K + 1] is calculated, and the calculation result is replaced with the current parameter value I [k] of the desire to update the parameter value of the desire. Also, the instinct model 264
Updates the parameter values of each desire except "appetite" in the same manner.

【0098】[0098]

【数2】 [Equation 2]

【0099】なお、認識結果及び出力セマンティクスコ
ンバータモジュール247からの通知などが各欲求のパ
ラメータ値の変動量△I[k]にどの程度の影響を与え
るかは予め決められており、例えば出力セマンティクス
コンバータモジュール247からの通知は、「疲れ」の
パラメータ値の変動量△I[k]に大きな影響を与える
ようになっている。
The degree of influence of the recognition result and the notification from the output semantics converter module 247 on the variation amount ΔI [k] of the parameter value of each desire is predetermined, and for example, the output semantics converter is used. The notification from the module 247 has a great influence on the variation amount ΔI [k] of the “tiredness” parameter value.

【0100】なお、本実施の形態においては、各情動及
び各欲求(本能)のパラメータ値がそれぞれ0から10
0までの範囲で変動するように規制されており、また係
数k 、kの値も各情動及び各欲求毎に個別に設定さ
れている。
In this embodiment, each emotion
And each desire (instinct) parameter value is 0 to 10
It is regulated to fluctuate within the range of 0, and
A few k e, KiThe value of is also set individually for each emotion and each desire.
Has been.

【0101】ミドル・ウェア・レイヤ210の出力セマ
ンティクスコンバータモジュール247は、図11に示
すように、上述のようにしてアプリケーション・レイヤ
211の行動切換モジュール261から与えられる「前
進」、「喜ぶ」、「鳴く」又は「トラッキング(ボール
を追いかける)」といった抽象的な行動コマンドを出力
系251の対応する信号処理モジュール240〜246
に与える。
The output semantics converter module 247 of the middleware layer 210, as shown in FIG. 11, is "forward", "pleasing", and "forward" given from the behavior switching module 261 of the application layer 211 as described above. The corresponding signal processing modules 240 to 246 of the output system 251 output abstract action commands such as “squeal” or “tracking (following the ball)”.
Give to.

【0102】そしてこれら信号処理モジュール240〜
246は、行動コマンドが与えられると当該行動コマン
ドに基づいて、その行動をするために対応するアクチュ
エータ28〜28(図2)に与えるべきサーボ指令
値や、スピーカ20(図2)から出力する音の音声デー
タ及び/又は発光部25のLEDに与える駆動データを
生成し、これらのデータをロボティック・サーバ・オブ
ジェクト202のバーチャル・ロボット203及び信号
処理回路14(図2)を介して対応するアクチュエータ
28〜28、スピーカ20、発光部25に順次送出
する。
Then, these signal processing modules 240-
246, when an action command is given, the servo command value to be given to the corresponding actuators 28 1 to 28 n (FIG. 2) to take the action based on the action command, and the output from the speaker 20 (FIG. 2). Generates voice data of a sound to be played and / or drive data to be given to the LED of the light emitting unit 25, and responds to these data via the virtual robot 203 of the robotic server object 202 and the signal processing circuit 14 (FIG. 2). The actuators 28 1 to 28 n , the speaker 20, and the light emitting unit 25 are sequentially transmitted.

【0103】このようにしてロボット装置1は、制御プ
ログラムに基づいて自己(内部)及び周囲(外部)の状
況や、ユーザからの指示及び働きかけに応じた自律的な
行動ができる。
In this way, the robot apparatus 1 can perform autonomous actions in accordance with its own (internal) and surrounding (external) conditions, and instructions and actions from the user based on the control program.

【0104】また、上述したようなロボット装置1を制
御する制御プログラムは、予めフラッシュROM12に
格納されているものとして説明したが、ロボット装置が
読取可能な形式で記録媒体に記録して提供してもよい。
制御プログラムを記録する記録媒体としては、磁気読取
方式の記録媒体(例えば、磁気テープ、磁気ディスク、
磁気カード)、光学読取方式の記録媒体(例えば、CD
−ROM、MO、CD−R、DVD)等が考えられる。
記録媒体には、半導体メモリ((矩形型、正方形型等の
形状は問わない。)、ICカード)等の記憶媒体も含ま
れる。また、制御プログラムは、いわゆるインターネッ
ト等の情報ネットワークを介して提供されてもよい。
Although the control program for controlling the robot apparatus 1 as described above is stored in the flash ROM 12 in advance, it is provided by recording it on a recording medium in a format readable by the robot apparatus. Good.
As a recording medium for recording the control program, a magnetic reading type recording medium (for example, magnetic tape, magnetic disk,
Magnetic card), optically readable recording medium (eg CD
-ROM, MO, CD-R, DVD) etc. are considered.
The recording medium also includes a storage medium such as a semiconductor memory ((any shape such as a rectangular type or a square type) or an IC card). The control program may be provided via an information network such as the so-called Internet.

【0105】なお、本発明は、上述した実施の形態のみ
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲において種々の変更が可能であることは勿論であ
る。本実施の形態では、4足歩行の脚式移動ロボットに
関して説明したが、ロボット装置は、内部状態に応じて
動作するものであれば適用可能であって、移動手段は、
4足歩行、さらには脚式移動方式に限定されない。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In the present embodiment, the quadrupedal legged mobile robot has been described, but the robot device is applicable as long as it operates according to the internal state, and the moving means is
The present invention is not limited to quadrupedal walking and even legged movement.

【0106】[0106]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るロボット装置は、胴体部に対して第1の駆動機構を介
して可動自在に支持されるとともに第2の駆動機構を内
蔵した頸部と、頸部に対して第3の駆動機構を介して可
動自在に支持された頭部とを備え、第1の駆動機構によ
って、頸部が胴体部に対して胴体部の胸面及び背面方向
に揺動する第1のチルト動作を生成し、第2の駆動機構
によって、頭部が頸部に対して頸部の長手方向中心軸に
垂直な平面と平行に回動するパン動作を生成し、第3の
駆動機構によって、頭部が頸部に対して胴体部の胸面及
び背面方向に揺動する第2のチルト動作を生成すること
により、内部状態を表現するための動作と姿勢制御のた
めの動作とが分離できるとともに、幅広い感情表現をよ
り自然な動作として実現することができる。また、本発
明に係るロボット装置によれば、より高度なエンターテ
インメント性を有する動作を表現できる。
As described in detail above, the robot apparatus according to the present invention has a cervical body that is movably supported by the body via the first drive mechanism and that has a second drive mechanism built therein. And a head that is movably supported with respect to the neck via a third drive mechanism, and the first drive mechanism allows the neck to move from the torso to the chest and back of the torso. A first tilting motion that swings in the direction, and a second drive mechanism generates a panning motion in which the head rotates with respect to the neck parallel to a plane perpendicular to the longitudinal center axis of the neck. Then, the third drive mechanism generates a second tilting motion in which the head swings toward the chest in the chest surface and the back direction of the body with respect to the neck, and thereby the motion and posture for expressing the internal state. In addition to being able to separate actions for control, making a wide range of emotional expressions more natural It can be realized. Further, according to the robot device of the present invention, it is possible to express a motion having a higher degree of entertainment.

【0107】また、本発明に係るロボット装置は、本体
に対して可動とされた可動部を有するロボット装置にお
いて、駆動手段によって可動する可動部の動きを緩衝す
る緩衝手段を備える。
Further, the robot apparatus according to the present invention is a robot apparatus having a movable section which is movable with respect to the main body, and is provided with buffer means for buffering the movement of the movable section which is movable by the driving means.

【0108】特に、胴体部に対して第1の駆動機構を介
して可動自在に支持されるとともに第2の駆動機構を内
蔵した頸部と、頸部に対して第3の駆動機構を介して可
動自在に支持された頭部と、可動自在に支持された各連
結部を安定化する緩衝手段とを備え、可動自在に支持さ
れた連結部を安定化する第1の緩衝手段を有する第1の
駆動機構によって、頸部が胴体部に対して胴体部の胸面
及び背面方向に揺動する第1のチルト動作を生成し、第
2の駆動機構によって、頭部が頸部に対して頸部の長手
方向中心軸に垂直な平面と平行に回動するパン動作を生
成し、可動自在に支持された連結部を安定化する第2の
緩和手段を有する第3の駆動機構によって、頭部が頸部
に対して胴体部の胸面及び背面方向に揺動する第2のチ
ルト動作を生成することにより、各連結部におけるがた
つきが抑止でき、内部状態を表現するための動作と姿勢
制御のための動作とが分離できるとともに、幅広い感情
表現をより自然な動作として実現することができる。ま
た、本発明に係るロボット装置によれば、より高度なエ
ンターテインメント性を有する動作を表現できる。
In particular, a cervical portion which is movably supported by the body through the first drive mechanism and has a second drive mechanism incorporated therein, and a cervical portion through the third drive mechanism. A first buffer means that includes a movably supported head portion and a cushioning means that stabilizes each movably supported coupling portion, and a first cushioning means that stabilizes the movably supported coupling portion; Drive mechanism to generate a first tilting motion in which the cervical portion swings relative to the torso in the chest and back directions of the torso, and the second driving mechanism causes the head to move to the cervical portion. A head by means of a third drive mechanism having a second mitigating means for generating a panning action which pivots parallel to a plane perpendicular to the longitudinal central axis of the part and for stabilizing the movably supported coupling part. Generates a second tilting motion in which the body oscillates with respect to the neck in the chest and back directions of the torso It makes deterrence looseness in the connecting portion, it is possible and the operation for the operation and the posture control to represent the internal state to realize with separable, as a more natural movement broad emotional expression. Further, according to the robot device of the present invention, it is possible to express a motion having a higher degree of entertainment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の具体例として示すロボット装置の外観
を示す外観図である。
FIG. 1 is an external view showing the external appearance of a robot apparatus shown as a specific example of the present invention.

【図2】本発明の具体例として示すロボット装置の構成
を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a robot apparatus shown as a specific example of the present invention.

【図3】本発明の具体例として示すロボット装置の首構
造の外観を示す外観図である。
FIG. 3 is an external view showing an external appearance of a neck structure of a robot device shown as a specific example of the present invention.

【図4】本発明の具体例として示すロボット装置の首構
造の正面方向から眺望した断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the neck structure of the robot apparatus shown as a specific example of the present invention as viewed from the front direction.

【図5】本発明の具体例として示すロボット装置の首構
造の頸部と駆動モータと歯車機構の連結を説明する斜視
図である。
FIG. 5 is a perspective view illustrating the connection between the neck portion of the neck structure of the robot apparatus, the drive motor, and the gear mechanism, which is a specific example of the present invention.

【図6】本発明の具体例として示すロボット装置の首構
造の頸部と駆動モータと歯車機構とが保護筐体によって
覆われる様子を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which a neck portion, a drive motor, and a gear mechanism of a neck structure of a robot device shown as a specific example of the present invention are covered by a protective casing.

【図7】本発明の具体例として示すロボット装置の首構
造の頭部ベースを後方より眺望した様子を示す斜視図で
ある。
FIG. 7 is a perspective view showing a state in which a head base of a neck structure of a robot apparatus shown as a specific example of the present invention is viewed from behind.

【図8】本発明の具体例として示すロボット装置の首構
造の頭部ベースの一部を除き、左側面上方より眺望した
様子を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a state of the robot apparatus as a specific example of the present invention as viewed from above the left side surface, excluding a part of the head base of the neck structure.

【図9】本発明の具体例として示すロボット装置の電池
装着部の位置を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a position of a battery mounting portion of a robot device shown as a specific example of the present invention.

【図10】本発明の具体例として示すロボット装置の制
御プログラムのソフトウェア構成を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a software configuration of a control program of a robot apparatus shown as a specific example of the present invention.

【図11】本発明の具体例として示すロボット装置の制
御プログラムのうち、ミドル・ウェア・レイヤの構成を
示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a configuration of a middle wear layer in the control program of the robot apparatus shown as a specific example of the present invention.

【図12】本発明の具体例として示すロボット装置の制
御プログラムのうち、アプリケーション・レイヤの構成
を示す構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a configuration of an application layer of the control program of the robot apparatus shown as a specific example of the present invention.

【図13】本発明の具体例として示すロボット装置の制
御プログラムのうち、行動モデルライブラリの構成を示
す構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a configuration of a behavior model library in the control program of the robot apparatus shown as a specific example of the present invention.

【図14】本発明の具体例として示すロボット装置の行
動を決定するためのアルゴリズムである有限確率オート
マトンを説明する模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a finite-probability automaton that is an algorithm for determining the behavior of a robot device shown as a specific example of the present invention.

【図15】本発明の具体例として示すロボット装置の行
動を決定するための状態遷移条件を表す図である。
FIG. 15 is a diagram showing state transition conditions for determining an action of the robot device shown as a specific example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボット装置、2 胴体部ユニット、3A,3B,
3C,3D 脚部ユニット、4 頭部ユニット、5 尻
尾部、10 CPU、11 DRAM、12フラッシュ
ROM、13 PCカードインターフェイス回路、14
信号処理回路、15 内部バス、16 コントロール
部、17 バッテリ、19 加速度センサ、20 スピ
ーカ、21 操作スイッチ、22 CCDカメラ、23
距離センサ、24 マイク、25、発光部、26 頭
部スイッチ、27 肉球スイッチ、28〜28
クチュエータ、29〜29 ポテンショメータ、3
〜30 ハブ、31 メモリカード、100 首
構造、110 頸部、111a,111b 回動支軸、
112 頸部筐体、113 内部円筒部材、114 駆
動モータ、115 歯車機構、116 駆動モータ、1
17a 頸部筐体内周面、117b 内部円筒部材外周
面、120 駆動部、121 駆動モータ、122 歯
車機構、123a,123b 支軸口、124 開口
部、125、保護筐体、126 オイルダンパ、130
頭部ベース、131 台座、132頭部取付部材、1
33、歯車機構、134 回動支軸、135 捩りコイ
ルばね、140 電池装着部
1 robot device, 2 body unit, 3A, 3B,
3C, 3D leg unit, 4 head unit, 5 tail unit, 10 CPU, 11 DRAM, 12 flash ROM, 13 PC card interface circuit, 14
Signal processing circuit, 15 internal bus, 16 control section, 17 battery, 19 acceleration sensor, 20 speaker, 21 operation switch, 22 CCD camera, 23
Distance sensor, 24 microphone, 25, light emitting unit, 26 head switch, 27 paddle switch, 28 1 to 28 n actuator, 29 1 to 29 n potentiometer, 3
0 1 to 30 n hub, 31 memory card, 100 neck structure, 110 neck, 111a, 111b rotation support shaft,
112 neck housing, 113 internal cylindrical member, 114 drive motor, 115 gear mechanism, 116 drive motor, 1
17a Neck housing inner peripheral surface, 117b Inner cylindrical member outer peripheral surface, 120 Drive portion, 121 Drive motor, 122 Gear mechanism, 123a, 123b Spindle opening, 124 Opening portion, 125, Protective housing, 126 Oil damper, 130
Head base, 131 pedestal, 132 head mounting member, 1
33, gear mechanism, 134 rotation support shaft, 135 torsion coil spring, 140 battery mounting part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 家徳 隆史 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 2C150 CA02 DA05 DA24 DA26 DA27 DA28 DF03 DF04 DF06 DF33 EB01 EC03 ED42 ED52 EF07 EF16 EF17 EF22 EF23 EF28 EF29 EF33 EF36 3C007 AS36 CS08 HS09 HS27 HT21 HT31 WA04 WA14 WC25    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takashi Kaedoku             6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni             -Inside the corporation F-term (reference) 2C150 CA02 DA05 DA24 DA26 DA27                       DA28 DF03 DF04 DF06 DF33                       EB01 EC03 ED42 ED52 EF07                       EF16 EF17 EF22 EF23 EF28                       EF29 EF33 EF36                 3C007 AS36 CS08 HS09 HS27 HT21                       HT31 WA04 WA14 WC25

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 胴体部と頸部と頭部との結合の自由度を
3とする首構造を有するロボット装置において、 上記胴体部に対して第1の駆動機構を介して可動自在に
支持されるとともに第2の駆動機構を内蔵した頸部と、 上記頸部に対して第3の駆動機構を介して可動自在に支
持された頭部とを備え、 上記第1の駆動機構は、上記頸部が上記胴体部に対して
上記胴体部の胸面及び背面方向に揺動する第1のチルト
動作を生成し、 上記第2の駆動機構は、上記頭部が上記頸部に対して上
記頸部の長手方向中心軸に垂直な平面と平行に回動する
パン動作を生成し、 上記第3の駆動機構は、上記頭部が上記頸部に対して上
記胴体部の胸面及び背面方向に揺動する第2のチルト動
作を生成することを特徴とするロボット装置。
1. A robot apparatus having a neck structure having three degrees of freedom of connection between a body, a neck and a head, the body being movably supported by the body via a first drive mechanism. And a head having a second drive mechanism built-in and a head movably supported on the neck via a third drive mechanism. The first drive mechanism includes the neck A part generates a first tilting motion with respect to the body part swinging in a chest surface and a back direction of the body part, and the second drive mechanism is configured such that the head part is the neck part with respect to the neck part. Generating a panning motion which is parallel to a plane perpendicular to the longitudinal center axis of the part, wherein the third drive mechanism is such that the head is in the chest and back directions of the body with respect to the neck. A robot apparatus characterized by generating a swinging second tilt motion.
【請求項2】 第1の駆動手段と、略円筒形状であっ
て、一端に駆動力を伝達する第1の歯車機構と回動中心
となる回動支軸とを有し、上記第2の駆動機構を内蔵し
た頸部筐体と、 上記回動支軸が挿入される支軸口部と上記頸部筐体が突
出される開口部とを有する保護筐体とを備え、 上記第1の駆動機構は、上記第1の駆動手段により、上
記回動支軸を上記第1の歯車機構を介して上記開口部の
開口領域の範囲内で回動することによって上記第1のチ
ルト動作を生成することを特徴とする請求項1記載のロ
ボット装置。
2. A first drive means, a first gear mechanism having a substantially cylindrical shape and transmitting a driving force to one end thereof, and a rotation support shaft serving as a rotation center. A neck casing including a drive mechanism; a protective casing having a spindle opening into which the rotation spindle is inserted and an opening through which the neck casing protrudes; The drive mechanism generates the first tilt motion by rotating the rotation support shaft within the range of the opening region of the opening by the first drive means via the first gear mechanism. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】 上記第2の駆動手段は、上記回動支軸近
傍に設けられることを特徴とする請求項2記載のロボッ
ト装置。
3. The robot apparatus according to claim 2, wherein the second drive means is provided near the rotation support shaft.
【請求項4】 駆動軸が上記頸部の長手方向中心軸に平
行な第2の駆動手段と、 上記頸部筐体の内径と略同径の外径を有し一端に上記第
2の駆動手段からの駆動力を伝達する第2の歯車機構を
有し他端に上記第3の駆動機構を有する円筒部材とを備
え、 上記第2の駆動機構は、上記第2の駆動手段により、上
記第2の歯車機構を介して上記頸部筐体の内周面と上記
円筒部材の外周面とを互いに摺動して回動することで上
記パン動作を生成することを特徴とする請求項2記載の
ロボット装置。
4. A second drive means whose drive shaft is parallel to the central axis of the neck in the longitudinal direction, and an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the neck housing, and the second drive at one end. A cylindrical member having a second gear mechanism for transmitting the driving force from the means and having the third driving mechanism at the other end, wherein the second driving mechanism is configured to operate by the second driving means. The pan motion is generated by sliding and rotating an inner peripheral surface of the neck casing and an outer peripheral surface of the cylindrical member via a second gear mechanism. Robot device described.
【請求項5】 駆動軸の方向を第2の駆動手段の駆動軸
の方向に同じくする第3の駆動手段と、 上記第3の駆動手段の駆動軸の回動方向を変更する第3
の歯車機構と、 上記歯車機構を介して上記第3の駆動手段と連結され、
頭部が取り付けられる頭部取付部材と備え、 上記第3の駆動機構は、上記第3の歯車機構によって上
記第3の駆動手段の駆動軸の方向を変更し、第2のチル
ト動作を生成することを特徴とする請求項4記載のロボ
ット装置。
5. A third drive means for making the direction of the drive shaft the same as the direction of the drive shaft of the second drive means, and a third for changing the rotating direction of the drive shaft of the third drive means.
Of the gear mechanism, and the third drive means through the gear mechanism,
A head mounting member to which a head is mounted, wherein the third drive mechanism changes the direction of the drive shaft of the third drive means by the third gear mechanism to generate a second tilt motion. The robot apparatus according to claim 4, wherein:
【請求項6】 上記歯車機構は、傘歯歯車を有すること
を特徴とする請求項5記載のロボット装置。
6. The robot apparatus according to claim 5, wherein the gear mechanism has a bevel gear.
【請求項7】 駆動電源としての充電電池を装着する電
池装着手段を備え、 上記電池装着手段は、上記胴体部に連結された上記頸部
との間で重量均衡がとれる位置に設けられることを特徴
とする請求項1記載のロボット装置。
7. A battery mounting means for mounting a rechargeable battery as a driving power source, wherein the battery mounting means is provided at a position where weight balance can be achieved between the battery mounting means and the neck portion connected to the body portion. The robot apparatus according to claim 1, wherein the robot apparatus is a robot apparatus.
【請求項8】 本体に対して可動とされた可動部を有す
るロボット装置において、 駆動手段によって可動する可動部の動きを緩衝する緩衝
手段を備えることを特徴とするロボット装置。
8. A robot apparatus having a movable section movable with respect to a main body, wherein the robot apparatus is provided with buffer means for buffering the movement of the movable section movable by the drive means.
【請求項9】 上記緩衝手段は、上記駆動手段から可動
部への駆動伝達機構の末端位置に設けられることを特徴
とする請求項8記載のロボット装置。
9. The robot apparatus according to claim 8, wherein the buffering means is provided at a terminal position of a drive transmission mechanism from the driving means to the movable portion.
【請求項10】 上記駆動伝達機構は、ギヤを含み、上
記緩衝手段は、ギヤ間のバックラッシュを緩衝すること
を特徴とする請求項9記載のロボット装置。
10. The robot apparatus according to claim 9, wherein the drive transmission mechanism includes gears, and the buffering means buffers backlash between the gears.
【請求項11】 上記緩衝手段は、上記駆動手段の駆動
力に影響を及ぼさない力学的抵抗を有することを特徴と
する請求項8記載のロボット装置。
11. The robot apparatus according to claim 8, wherein the buffering means has a mechanical resistance that does not affect the driving force of the driving means.
【請求項12】 上記緩衝手段は、粘性ダンパであるこ
とを特徴とする請求項11記載のロボット装置。
12. The robot apparatus according to claim 11, wherein the buffer means is a viscous damper.
【請求項13】 上記緩衝手段は、捩りコイルばねであ
ることを特徴とする請求項11記載のロボット装置。
13. The robot apparatus according to claim 11, wherein the buffer means is a torsion coil spring.
【請求項14】 胴体部と頸部と頭部との結合の自由度
を3とする首構造を有し、 上記胴体部に対して第1の駆動機構を介して可動自在に
支持されるとともに第2の駆動機構を内蔵した頸部と、 上記頸部に対して第3の駆動機構を介して可動自在に支
持された頭部と、 上記可動自在に支持された各連結部を安定化する緩衝手
段とを備え、 上記第1の駆動機構は、上記可動自在に支持された連結
部を安定化する第1の緩衝手段を有し、上記頸部が上記
胴体部に対して上記胴体部の胸面及び背面方向に揺動す
る第1のチルト動作を生成し、 上記第2の駆動機構は、上記頭部が上記頸部に対して上
記頸部の長手方向中心軸に垂直な平面と平行に回動する
パン動作を生成し、 上記第3の駆動機構は、上記可動自在に支持された連結
部を安定化する第2の緩和手段を有し、上記頭部が上記
頸部に対して上記胴体部の胸面及び背面方向に揺動する
第2のチルト動作を生成することを特徴とする請求項8
記載のロボット装置。
14. A neck structure having three degrees of freedom in connection between a body, a neck, and a head, which is movably supported by the body via a first drive mechanism. Stabilize the neck that includes the second drive mechanism, the head that is movably supported by the neck via the third drive mechanism, and the movably supported coupling portions. Shock absorbing means, and the first drive mechanism has first shock absorbing means for stabilizing the movably supported connecting portion, and the neck portion of the body portion with respect to the body portion. A second tilting mechanism that generates a first tilting motion that swings toward the chest and the back is generated, and the second drive mechanism is configured such that the head is parallel to a plane perpendicular to the central longitudinal axis of the neck with respect to the neck. The third driving mechanism stabilizes the movably supported coupling portion. 9. A second tilting motion is provided which has two relaxing means, and in which the head section oscillates with respect to the neck section in the chest surface and back direction of the body section.
Robot device described.
【請求項15】 第1の緩衝手段と、 第1の駆動手段と、 略円筒形状であって一端に駆動力を伝達する第1の歯車
機構と回動中心となる回動支軸とを有し、上記第2の駆
動機構を内蔵した頸部筐体と、 上記回動支軸が挿入される支軸口部と上記頸部筐体が突
出される開口部とを有する保護筐体とを備え、 上記第1の緩衝手段を介して上記回動支軸が上記支軸口
部に挿入され、上記第1の駆動機構は、上記第1の駆動
手段により、上記回動支軸を上記第1の歯車機構を介し
て上記開口部の開口領域の範囲内で回動することによっ
て上記第1のチルト動作を生成することを特徴とする請
求項14記載のロボット装置。
15. A first buffer means, a first drive means, a first gear mechanism having a substantially cylindrical shape and transmitting a driving force to one end, and a rotation support shaft serving as a rotation center. Then, a neck housing containing the second drive mechanism, a protective housing having a spindle opening into which the pivot shaft is inserted, and an opening through which the neck housing projects. The rotation support shaft is inserted into the support shaft opening through the first buffering means, and the first drive mechanism causes the rotation support shaft to move through the first drive means. 15. The robot apparatus according to claim 14, wherein the first tilt motion is generated by rotating within a range of an opening region of the opening via a first gear mechanism.
【請求項16】 駆動軸が上記頸部の長手方向中心軸に
平行な第2の駆動手段と、 上記頸部筐体の内径と略同径の外径を有し一端に上記第
2の駆動手段からの駆動力を伝達する第2の歯車機構を
有し他端に上記第3の駆動機構を有する円筒部材とを備
え、 上記第2の駆動機構は、上記第2の駆動手段により、上
記第2の歯車機構を介して上記頸部筐体の内周面と上記
円筒部材の外周面とを互いに摺動して回動することで上
記パン動作を生成することを特徴とする請求項14記載
のロボット装置。
16. A second drive means having a drive shaft parallel to the central axis of the neck in the longitudinal direction, and an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the neck housing, and the second drive at one end. A cylindrical member having a second gear mechanism for transmitting the driving force from the means and having the third driving mechanism at the other end, wherein the second driving mechanism is configured to operate by the second driving means. 15. The pan motion is generated by sliding and rotating an inner peripheral surface of the neck casing and an outer peripheral surface of the cylindrical member via a second gear mechanism. Robot device described.
【請求項17】 第2の緩衝手段と、 駆動軸の方向を第2の駆動手段の駆動軸の方向に同じく
する第3の駆動手段と、 上記第3の駆動手段の駆動軸の回動方向を変更する第3
の歯車機構と、 上記歯車機構を介して上記第3の駆動手段と連結され、
頭部が取り付けられる頭部取付部材と備え、 上記第3の駆動機構は、上記頭部取付部材と上記第3の
駆動手段とを上記第2の緩衝手段を介して連結し、上記
第3の歯車機構によって上記第3の駆動手段の駆動軸の
方向を変更し、第2のチルト動作を生成することを特徴
とする請求項16記載のロボット装置。
17. A second buffering means, a third driving means which makes the direction of the driving shaft the same as the direction of the driving shaft of the second driving means, and a rotation direction of the driving shaft of the third driving means. Change the third
Of the gear mechanism, and the third drive means through the gear mechanism,
A head mounting member to which a head is mounted, wherein the third driving mechanism connects the head mounting member and the third driving means via the second buffering means, The robot apparatus according to claim 16, wherein the gear mechanism changes the direction of the drive shaft of the third drive means to generate the second tilt motion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005279856A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Victor Co Of Japan Ltd Robot
JP2011041995A (en) * 2009-08-19 2011-03-03 Honda Motor Co Ltd Robot, bipedal walking robots and method for controlling the same
CN114954725A (en) * 2022-06-08 2022-08-30 北京哈崎机器人科技有限公司 Robot
JP2022142113A (en) * 2021-03-16 2022-09-30 カシオ計算機株式会社 Robot, robot control method, and program

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005279856A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Victor Co Of Japan Ltd Robot
JP2011041995A (en) * 2009-08-19 2011-03-03 Honda Motor Co Ltd Robot, bipedal walking robots and method for controlling the same
JP2022142113A (en) * 2021-03-16 2022-09-30 カシオ計算機株式会社 Robot, robot control method, and program
CN114954725A (en) * 2022-06-08 2022-08-30 北京哈崎机器人科技有限公司 Robot

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