JP2004337309A - Tail and fin swinging device for robot - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物ロボットの尾ヒレを振る装置に関するもので、尾ヒレを有する生物の具体例としては、アザラシを代表とする動物や、魚が挙げられる。
【0002】
【従来の技術】
各種の生物ロボットは、本物と同様な動きができるようにすることが望まれている。例えば、アザラシ用ロボットの場合に尾ヒレを動かすには、通常、モーターで尾ヒレを揺動する機構が考えられる。この場合は、モーター回転軸を中心として、尾ヒレが振り子状にパタパタ動くことになる。
【0003】
しかし、本物のアザラシは、胴のお尻部分から尾ヒレの付け根部分を湾曲させることによって尾ヒレをしならせるように動かしており、単に尾ヒレが振り子状に動く程度では、現実の動きとは程遠い。かといって、胴のお尻部分を動かすのは、機構が複雑となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本物の動きにできるだけ近づけるために、尾ヒレの付け根部分を湾曲させるようにして尾ヒレを動かすことを解決課題として本発明は創作された。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の生物ロボットの尾ヒレ振り装置は、お尻と尾ヒレを付け根延長体で連結し、歯が尾ヒレ側を向いた固定ギヤをお尻に有し、固定ギヤに噛み合う公転ギヤを、尾ヒレの付け根部分に設け、固定ギヤの不動中心軸を支点として付け根延長体を揺動可能に設けると共に、付け根延長体の揺動先部には、公転ギヤを自転させるモータを有し、モーターの回転に伴って、付け根延長体が不動中心軸を支点として回転しながら、尾ヒレがモーター回転軸と一緒に回転することを特徴とする。
【0006】
モーターが回転すると、公転ギヤが自転し、それに伴って尾ヒレがモーター回転軸を中心に回転する。また、公転ギヤが固定ギヤに噛み合っており、その噛み合いは付け根延長体によって保たれることから、公転ギヤが自転すると、公転ギヤは固定ギヤの周囲を公転することになる。従って、モーターの回転によって、尾ヒレはその付け根部分を公転しながら全体が回転することになる。
【0007】
【発明の実施の形態】
生物ロボットは底面から視た図3に示すように、あざらしに似せたもので、骨格となる空洞状のボディ1に毛皮状のカバー2を被せてある。ボディ1は、顔を正面方向とすると、底面から視た図1〜図3、側面から視た図4〜図6、平面から視た図7、背面から視た図8、図9に示すように、上下の殻3,4を突き合わせ、ビス等で連結することで胴5を形成してある。また、左右の板状ヒレ本体6,7を背面視してハ字状に向かい合わせると共に、両ヒレ本体6,7の付け根部分を末広がり状の取付ブロック8の左右に固定することで、尾ヒレ9を形成してある。そして、胴5のお尻10の先部内側に尾ヒレ9の付け根部分を尾ヒレ振り装置11によって連結してある。なお、ヒレ本体6,7に軟質な素材を用いることで、外力を受けた場合にヒレ本体6,7が変形するようになり、ヒレ本体6,7から尾ヒレ振り装置11にかかる負荷を弱め、尾ヒレ振り装置11の破損を防止してある。
【0008】
尾ヒレ振り装置11は図1、図4、図5又は図6に示すように、複数本のピン12,13,14を用いて下側の殻4の先部内側に固定ギヤ15を、歯が尾ヒレ9側に向く状態で水平に固定し、そのうちの一本(図1の真ん中のもの)のピン13を固定ギヤ15の不動中心軸としてある。符号P1のパイプは、不動中心軸13の一端部を圧入して、固定ギヤ15を支持するためのものである。また、取付ブロック8の上下からアーム16,17をお尻10側に延ばし、下アーム17の先部に公転ギヤ18を設け、公転ギヤ18を固定ギヤ15に噛み合わせてある。一方、不動中心軸13の他端部をブロック状の付け根延長体19の基部下側の丸孔H1に挿入すると共に、付け根延長体19の基部上側には支軸S1を不動中心軸13とは対称的に突出し、上側の殻3の内側から突出するパイプP2に支軸S1を挿入することで、不動中心軸13を支点として付け根延長体19を揺動可能に設けてある。付け根延長体19の揺動先部にはモーターを内蔵しており、下側に突出するモーター回転軸20を公転ギヤ18の中心の非丸形状抜穴H2に通して連結してある。付け根延長体19の揺動先部の上側には支軸S2を、モーター回転軸20とは対称的に突出し、支軸S2を上アーム16の先部の丸孔H3に挿入することで、尾ヒレ9をモーター回転軸20と一緒に回転可能に設けてある。
【0009】
尾ヒレ振り装置11の動きについて説明する。尾ヒレ振り装置11は、モーター回転軸20の回転に伴って公転ギヤ18が自転すると、固定ギヤ15と噛み合いながら公転ギヤ18が、付け根延長体19と一緒に不動中心軸13を支点として公転することになる。従って、モーターの回転に伴って尾ヒレ9は、公転ギヤ18の自転分と公転分とを合わせた角度回転することになる。また、図1に示すようにモーターの回転に伴って、モーター回転軸20が不動中心軸13を支点として揺動するように見えることから、不動中心軸13とモーター回転軸20の双方を尾ヒレ9の関節軸として捉えることができ、尾ヒレ9が不動中心軸13を支点として弓状にしなるように動く。
【0010】
以下には尾ヒレ振り装置11を取り付ける部分や、使用部品を説明する。尾ヒレ9を外した図8又は尾ヒレ9が付いた図9に示すように空洞状のお尻10は、その先部に開口部21をあけてあり、図2や図5に示すようにお尻10内に収容される尾ヒレ振り装置11がその開口部21を利用して一部分(アーム16,17)を外部に突出し、尾ヒレ9との連結を確保しつつ尾ヒレ9を振ることができるようにしてある。
【0011】
モーターはステッピングモーターを用いており、入力パルスに対応した角度だけ回転(正転・逆転)し、図7に示すように付け根延長体19の揺動先部上面には、二つのストッパー22を左右対称的に設け、両ストッパー22が上アーム16との衝突によって尾ヒレ9の揺動範囲を規制し、本物のあざらしではあり得ない角度に尾ヒレ9が振られないようにしてある。なお、生物ロボットを触れることをセンサが感知して、その感知信号に対応する動作手順をメモリーからCPUが読み込み、その動作手順に従ってCPUがモーターにパルスを出力することで、モーターが駆動する。
【0012】
取付ブロック8は、図1、図6、図7又は図9に示すように、上アーム16に連続する従体23と、下アーム17に連続する主体24とからなり、従体23の凹溝25に主体24の凸部26を挿入し、ビス等で従体23と主体24を連結したものである。そして、取付ブロック8と上アーム16と下アーム17によって側面視してコ字状になることで、支軸S2とモーター回転軸20との連結が確保される。
【0013】
【発明の効果】
本発明は、モーター回転軸の回転に伴って、付け根延長体が不動中心軸を支点として回転しながら尾ヒレが回転することから、付け根延長体を尾ヒレの一部分として考えた場合には付け根部分が湾曲するかのような動きとなり、その結果、尾ヒレがしなるような本物らしい動きに見える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の生物ロボットの尾ヒレ振り装置の底面図である。
【図2】生物ロボットの尾ヒレ部分の底面図である。
【図3】生物ロボットの全体像を示す底面図である。
【図4】尾ヒレ振り装置の側面図である。
【図5】生物ロボットの尾ヒレ部分の側面図である。
【図6】尾ヒレ振り装置を分解した側面図である。
【図7】尾ヒレ振り装置の平面図である。
【図8】尾ヒレを外した状態の背面図である。
【図9】尾ヒレ振り装置の背面図である。
【符号の説明】
9 尾ヒレ
10 お尻
13 不動中心軸
15 固定ギヤ
18 公転ギヤ
19 付け根延長体
20 モーター回転軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for shaking a tail fin of a biological robot, and specific examples of an organism having a tail fin include an animal represented by a seal and a fish.
[0002]
[Prior art]
It is desired that various biological robots can perform the same movement as the real robot. For example, in order to move the tail fin in the case of a seal robot, a mechanism that normally swings the tail fin with a motor can be considered. In this case, the tail fin flaps in a pendulum shape around the motor rotation axis.
[0003]
However, real seals move the tail fin by bending the base of the tail fin from the buttocks of the torso, and it is far from actual movement if the tail fin simply moves like a pendulum. However, moving the buttocks of the torso requires a complicated mechanism.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention was created to solve the problem of moving the tail fin by curving the base of the tail fin in order to make it as close as possible to the real movement.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The tail fin swinging device of the biological robot according to the present invention includes a revolving gear in which the buttocks and the tail fins are connected to each other with a base extension body, the fixed gears having teeth facing the tail fin side, and the revolving gears meshing with the fixed gears are attached to the base of the tail fins. The base extension body is provided so as to be able to swing around the immovable center axis of the fixed gear as a fulcrum, and a motor that rotates the revolving gear is provided at the swinging tip of the base extension body, and the rotation of the motor is accompanied by the rotation of the motor. The tail fin rotates together with the motor rotation axis while the base extension rotates about the immobile center axis.
[0006]
When the motor rotates, the revolving gear rotates, and accordingly, the tail fin rotates about the motor rotation axis. In addition, since the revolving gear meshes with the fixed gear and the meshing is maintained by the base extension, when the revolving gear rotates, the revolving gear revolves around the fixed gear. Accordingly, the rotation of the motor causes the tail fin to rotate as a whole while revolving around its base.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As shown in FIG. 3 viewed from the bottom surface, the biological robot resembles a seal, in which a
[0008]
As shown in FIG. 1, FIG. 4, FIG. 5 or FIG. 6, the tail
[0009]
The movement of the tail
[0010]
Hereinafter, a part to which the tail
[0011]
The motor uses a stepping motor, and rotates (forward / reverse) by an angle corresponding to the input pulse. As shown in FIG. Symmetrically provided, the
[0012]
As shown in FIG. 1, FIG. 6, FIG. 7, or FIG. 9, the
[0013]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the base fin rotates while the base extension body rotates about the immobile center axis as the motor rotation axis rotates, the base part is curved when the base extension is considered as a part of the tail fin. The movement looks as if it were to be done, and as a result, it looks like a real movement with a tail fin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a bottom view of a tail fin swinging device of a biological robot according to the present invention.
FIG. 2 is a bottom view of a tail fin portion of the biological robot.
FIG. 3 is a bottom view showing an overall image of the biological robot.
FIG. 4 is a side view of the tail fin swinging device.
FIG. 5 is a side view of a tail fin portion of the biological robot.
FIG. 6 is an exploded side view of the tail fin swinging device.
FIG. 7 is a plan view of the tail fin swinging device.
FIG. 8 is a rear view in a state where a tail fin is removed.
FIG. 9 is a rear view of the tail fin swinging device.
[Explanation of symbols]
9
Claims (1)
モーターの回転に伴って、付け根延長体(19)が不動中心軸(13)を支点として回転しながら、尾ヒレ(9)がモーター回転軸(20)と一緒に回転することを特徴とする生物ロボットの尾ヒレ振り装置。The base of the tail (10) and the base of the tail fin (9) are connected by a base extension (19), and the base (10) has a fixed gear (15) with teeth facing the tail fin side, and meshes with the fixed gear. A revolving gear (18) is provided at the base of the tail fin (9), and a base extension (19) is provided so as to be swingable about the immobile center shaft (13) of the fixed gear as a fulcrum. The swing tip has a motor for rotating the revolving gear (18),
A biological robot characterized in that the tail fin (9) rotates together with the motor rotation shaft (20) while the base extension (19) rotates about the immobile center axis (13) as the motor rotates. Tail fin swing device.
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JP2003136312A JP4164403B2 (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | Biological robot tail fin swing device |
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JP2007061070A (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Shimano Inc | Swinging mechanism of wing, and lure |
CN1801248B (en) * | 2004-12-30 | 2010-10-06 | 中国科学院自动化研究所 | Design and control method for tail motion mechanism of bionic robot fish |
KR101304469B1 (en) * | 2011-06-20 | 2013-09-05 | 한국기계연구원 | Robot Fish with Caudal Fin using Electromagnet |
KR101309321B1 (en) | 2011-08-08 | 2013-09-16 | 모터웰 주식회사 | Swimming apparatus in underwater |
JP2018075702A (en) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | アイロ インコーポレイテッド | Multi-joint fish robot capable of rapid acceleration propulsion |
KR102087718B1 (en) * | 2018-11-01 | 2020-03-11 | (주)아이로 | Robot fish |
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2003
- 2003-05-14 JP JP2003136312A patent/JP4164403B2/en not_active Expired - Lifetime
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