JP2005131756A - 移動ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】歩行可能な移動ロボットでありながら、必要に応じて高速移動が可能で、しかもそれに要する消費電力の低減を図る。
【解決手段】移動ロボット（１）は、胴体部（１０）に２本以上の脚部（３０，４０）が取り付けられて当該脚部（３０，４０）により歩行可能である。また、移動ロボット（１）は、胴体部（１０）に駆動ローラ（１１）を備えるとともに、所要本数の脚部（４０ａ，４０ｂ）に自由回転部材（４２ａ，４２ｂ）を備え、駆動ローラ（１１）と自由回転部材（４２ａ，４２ｂ）とで全体を支持して移動可能に構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動可能なロボットに関するものである。

近年、４足歩行可能な犬型などのペットロボットが製造・販売され、また、２足歩行可能な人型ロボットの開発も進んでいる。

このようなロボット、例えば犬型などのペットロボットでは、モデルとする犬などの動作に似せることで動物らしさを表現するため、４足歩行による移動を実現している。

ところが、歩行による移動は高速移動が難しいことや、バッテリの消耗が早いことなど、無視できない不利な点がある。

そのため従来は、ペットロボットを車輪式移動機器に乗せて移動させるもの（例えば、特許文献１参照。）や、人型ロボットにローラスケーティングユニットを履かせて移動させるもの（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
特開２００３−１９６７８号公報 特開２００１−１３８２７２号公報

しかしながら、上記のような従来のものは、つぎのような問題点がある。すなわち、例えば、ペットロボットを車輪式移動機器に乗せて移動させるものの場合は、ロボットとは別に車輪式移動機器が必要であり、ロボット単独では車輪式移動を実現することができない。

また、例えば、人型ロボットにローラスケーティングユニットを履かせて移動させるものの場合は、一方の足で床面を蹴りながら他方の足でローラスケーティングユニットに乗らなければならないため、交互に片足でバランスをとってローラスケーティングさせることが困難で、転倒する危険から逃れられない。

しかも、蹴り足のローラスケーティングユニットの向きを進行方向に対して所要の角度をつけて床面を蹴ることで床面から得られる反力の進行方向成分のみが推進力であるから、比較的高速で移動させるにはかなり大きな蹴り出し力（ピーク電力）が必要で、早くバッテリが消耗してしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、歩行可能な移動ロボットでありながら、必要に応じて高速移動が可能で、しかもそれに要する消費電力の低減を図ることのできる移動ロボットを提供することにある。

本発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、胴体部と、該胴体部から延出するように前記胴体部に取り付けられた複数の可動脚部とを備え、前記可動脚部を動作させて被移動面を移動する脚式移動が可能な移動ロボットであって、前記胴体部に、該胴体部の表面から突出する駆動輪を設け、少なくとも２つの前記可動脚部の略先端部における前記駆動輪側に自由回転部材を設け、前記駆動輪と前記自由回転部材とを前記被移動面に当接させて前記移動ロボット全体を支持すると共に前記駆動輪を回転させて前記被移動面を移動する輪式移動を可能な構成にした移動ロボットである。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記脚式移動及び前記輪式移動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記脚式移動と前記輪式移動とのいずれか一方の移動を選択して制御する移動ロボットである。

請求項３に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記被移動面の表面状態を検出してその検出結果を送出する検出手段と、前記検出結果に基づいて前記被移動面を輪式移動で移動可能な否かを判定する判定手段とを備え、前記制御手段は、前記判定手段の判定結果に応じて前記選択を行う移動ロボットである。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記自由回転部材を設けた前記可動脚部の延出方向または前記駆動輪の回転軸方向を任意の方向に設定可能とし、前記輪式移動において前記延出方向または前記回転軸方向に応じた旋回半径の旋回移動が可能なように構成にした移動ロボットである。

請求項５に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記駆動輪を、前記胴体部の中心を挟んだ両側のそれぞれに第１駆動輪および第２駆動輪として設け、前記制御手段は、前記第１駆動輪および第２駆動輪をそれぞれ独立して制御する移動ロボットである。

請求項６に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記胴体部または前記可動脚部の表面に移動方向の障害物を検出する障害物検出手段を備え、前記制御手段は、前記障害物検出手段の検出結果に応じて前記移動方向を変更するように前記脚式移動または前記輪式移動を制御する移動ロボットである。

本発明は以上のように、胴体部と、該胴体部から延出するように前記胴体部に取り付けられた複数の可動脚部とを備え、前記可動脚部を動作させて被移動面を移動する脚式移動が可能な移動ロボットであって、前記胴体部に、該胴体部の表面から突出する駆動輪を設け、少なくとも２つの前記可動脚部の略先端部における前記駆動輪側に自由回転部材を設け、前記駆動輪と前記自由回転部材とを前記被移動面に当接させて前記移動ロボット全体を支持すると共に前記駆動輪を回転させて前記被移動面を移動する輪式移動を可能に構成したので、歩行可能な移動ロボットでありながら、必要に応じて高速移動が可能で、しかもそれに要する消費電力の低減を図ることができる効果がある。

本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の移動ロボットの一実施形態を示す前方から見た斜視図、図２は後方から見た斜視図であり、この移動ロボット１は、胴体部１０、頭部２０および４本の脚部３０，４０（前脚３０ａ，３０ｂおよび後脚４０ａ，４０ｂ）で構成される。

頭部２０の目に相当する部位には、ＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂが取り付けられている。また、頭部２０は、胴体部１０に取り付けられる首に相当する部位が、ヨー（回動する）とピッチ（前後に動く）の２自由度に構成されている。

各前脚３０は、胴体部１０に取り付けられる肩に相当する部位が、ピッチ（前後に動く）とロール（左右に動く）の２自由度に構成され、また、肘に相当する部位が、胴体部１０の内側に曲がるようなロール方向の１自由度に構成されている。

各後脚４０は、胴体部１０に取り付けられる脚の付け根に相当する部位が、ピッチ（前後に動く）とロール（左右に動く）の２自由度に構成され、また、膝に相当する部位が、ピッチ方向の１自由度に構成されている。

このような各関節に相当する部位の自由度は、例えばモータなどの適宜のアクチュエータを用いることで実現可能であり、この種のアクチュエータ（モータ）およびその駆動機構は周知のものが利用可能であるから、一例として前脚３０についてその機構を簡単に説明し、その他についての説明は省略する。

図３に示すように、移動ロボット１の肩に相当する部位の胴体部内に肩ピッチギアモータ５０が固定され、この肩ピッチギアモータ５０の回転力が、すぐばかさ歯車からなる肩ピッチピニオン５１を介して肩ピッチギア５２に伝達されることで、前脚３０のピッチ方向の回転を行う。この回転角は肩ピッチ回転センサ５３により検出され、所定の回転角度になるように制御される。

同様に、移動ロボット１の上腕に相当する部位内に肩ロールギアモータ６０が配置され、この肩ロールギアモータ６０の回転力が、すぐばかさ歯車からなる肩ロールピニオン６１を介して肩ロールギア６２に伝達されることで、上腕のロール方向の回転を行う。この回転角は肩ロール回転センサ６３により検出され、所定の回転角度になるように制御される。

また、移動ロボット１の肘から先の腕に相当する部位内に肘ロールギアモータ７０が配置され、この肘ロールギアモータ７０の回転力が、すぐばかさ歯車からなる肘ロールピニオン７１を介して肘ロールギア７２に伝達されることで、肘から先の腕のロール方向の回転を行う。この回転角は肘ロール回転センサ７３により検出され、所定の回転角度になるように制御される。

各ギアモータ５０，６０，７０のギアは１：１００以上の遊星歯車を利用するが、平歯車によるギアでもかまわない。また、各ギアモータ５０，６０，７０は部材の強度を確保するため、ストレスメンバ構造をなすようにモータカバー５４，６４，７４と一体に構成され、このモータカバー５４，６４，７４で各部を結合してある。

図３には示していないが、肘ロールギアモータ７０のモータカバー７４の先には、移動ロボット１の手に相当する部材が固定されている。

図１、図２に示すように、移動ロボット１の前脚３０ａ，３０ｂの先部（手先）および後脚４０ａ，４０ｂの先部（足先）には、移動ロボット１の歩行時に手（前脚３０ａ，３０ｂ）や足（後脚４０ａ，４０ｂ）が床に接触しているか否かを調べるためのタッチセンサ３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂが取り付けられている。

これらのタッチセンサ３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂは、適宜のタッチスイッチで構成され、表面がゴムで覆われている。また、２足歩行ロボットの場合は、圧力センサを用いることで加重を検出し、それにより高度な制御を行うように構成することも可能である。

また、図２に示すように、移動ロボット１の胴体部１０における頭部の反対側となる部位（尻部に相当する部位）には駆動ローラ１１が取り付けてある。この駆動ローラ１１は、図４に示すように、ギヤと一体となったモータ１２の外周に図示しないベアリングを介してギヤモータ１２と駆動ローラ１１の中心軸が一致するように配置されている。また、ギヤモータ１２の出力軸がカム１３を介して駆動ローラ１１と接続され、カム１３の延長上には角度センサとしてロータリエンコーダ１４が取り付けられている。

駆動ローラ１１は主としてエンジニアリングプラスチックで構成されている。この駆動ローラ１１の外周に低粘度のゴムを巻いてもよい。外周を低粘度ゴムにすることにより、後述するローラ走行時においてその外周にほこり等が付着することを低減させることができる。

さらに、胴体部１０の尾部に相当する部位にはタッチセンサ１５が取り付けられている。また、移動ロボット１の後脚４０ａ，４０ｂの踵に相当する部位、すなわち後脚先端部の後方側（駆動ローラ側）の部位には、回転自在のフリーローラ（自由回転部材）４２ａ，４２ｂが取り付けられている。

図５に、移動ロボット１が４足歩行する状態を概略的に示す。すなわち、前脚３０ａ，３０ｂおよび後脚４０ａ，４０ｂに所定の動作を行わせることで、移動ロボット１は、ペットロボットとして通常の動物のように歩かせることが可能で、不整地などでも歩行できる。

この４足歩行状態において、移動ロボット１の胴体部１０は４本の脚部３０，４０によって床から持ち上げられているため、駆動ローラ１１が床面ＦＬに接触することはない。また、後脚４０ａ，４０ｂのフリーローラ４２ａ，４２ｂも歩行状態では床面ＦＬに接触しない。したがって、駆動ローラ１１およびフリーローラ４２ａ，４２ｂが４足歩行の障害になることはない。

図６に、移動ロボット１がローラ走行する状態を概略的に示す。図５に示す４足歩行姿勢から、移動ロボット１の前脚３０ａ，３０ｂを床についたまま、後脚４０ａ，４０ｂの膝に相当する部位を曲げながら膝を胴体部１０側に引き寄せて、尻に相当する部位を床面ＦＬに下ろした後、膝に相当する部位を伸ばすことで、胴体部１０の頭部２０側が起きあがり前脚３０ａ，３０ｂが床から持ち上げられて、図６に示すローラ走行姿勢となる。

このローラ走行姿勢において、移動ロボット１の胴体部１０の尻に相当する部位に配置された駆動ローラ１１と、移動ロボット１の後脚４０ａ，４０ｂの踵に相当する部位に配置されたフリーローラ４２ａ，４２ｂとが床面ＦＬに良好に接触し、他の部分は床から持ち上げられている。すなわち、駆動ローラ１１は平坦な床面ＦＬに対しては線接触しているが、これを便宜上点接触とすれば、移動ロボット１は、駆動ローラ１１およびフリーローラ４２ａ，４２ｂによって３点支持されている。

そのため、ギヤモータ１２の回転方向を選択して駆動ローラ１１を正転または逆転させることで、ローラ走行姿勢の移動ロボット１を前進または後退させることが可能である。しかも、図７に示すように、胴体部１０の向きに対して後脚４０ａ，４０ｂの向きを正面前方に向けておくと、駆動ローラ１１の正転により移動ロボット１は直進する。

これに対し、図８に示すように、胴体部１０の向きに対して後脚４０ａ，４０ｂの延出する向きを左斜め前方に向けておくと、駆動ローラ１１の正転により移動ロボット１は左向きに旋回する。しかも、その旋回角度（旋回半径）は、胴体部１０の向きに対する後脚４０ａ，４０ｂの延出する左向き角度によって決定される。

同様に、図９に示すように、胴体部１０の向きに対して後脚４０ａ，４０ｂの延出する向きを右斜め前方に向けておくと、駆動ローラ１１の正転により移動ロボット１は右向きに旋回する。しかも、その旋回角度（旋回半径）は、胴体部１０の向きに対する後脚４０ａ，４０ｂの右向き角度によって決定される。

このようにして移動ロボット１を前進させるとき、図１０に示すように、前脚３０ａ，３０ｂの手先に取り付けたタッチセンサ３１ａ，３１ｂを、前方障害物センサとして用いることが可能である。移動ロボット１を前進させて例えば壁Ｗ１に当たると、タッチセンサ３１ａまたは３１ｂのスイッチがＯＮしてこれ以上前進できないことが認識できる。ここで停止して後退させるか、または方向転換して前進させたりして移動方向を変更すればよい。

同様に、移動ロボット１を後退させるとき、胴体部１０の尾部に相当する部位に取り付けたタッチセンサ１５を、後方障害物センサとして用いることが可能である。移動ロボット１を後退させて例えば壁Ｗ２に当たると、タッチセンサ１５のスイッチがＯＮしてこれ以上後退できないことが認識できる。ここで停止して前進させるか、または方向転換して後退させたりして移動方向を変更すればよい。

このように、移動ロボット１が図６に示すようなローラ走行姿勢をとっているときは、前進または後退にかかわらず前脚３０ａ，３０ｂは走行に使用されない。そこで、前脚３０ａ，３０ｂをさらに別の走行以外の目的に使用することができる。

例えば、図１１に示すように、前脚３０ａ，３０ｂを上下に繰り返し動かすことで、腕を振る動作をさせることができる。これにより、人に呼ばれたときに手を振って応答したり、走行しながら手を動かして感情表現することが可能である。

また、図１２、図１３に示すように、前脚３０ａ，３０ｂの肩に相当する部位のロール駆動と肘に相当する部位のロール駆動によって、両腕でボールを持つ動作をさせることができる。このとき、両手の内側に適宜の圧力センサ３２ａ，３２ｂを取り付けて、所定の圧力が得られるまでロール駆動することが望ましい。

このように、通常の４足歩行ロボットの場合は、ものを腕で持って移動することはできないが、この移動ロボット１はそれが実現可能である。

図１４は、移動ロボット１の制御装置を示すブロック図であり、この制御装置８０は、全体の制御を行うメインＣＰＵ８１を備えている。メインＣＰＵ８１には、フラッシュメモリ８２およびサブＣＰＵ８３が接続され、サブＣＰＵ８３にはシリアルバス８４を介して、１４自由度プラス１ローラの各モータ制御ユニット８５が接続されている。

ここで、「１４自由度」とは、頭部２０のヨーとピッチの２自由度、各前脚３０の肩に相当する部位のピッチとロールの２自由度および肘に相当する部位のロール方向の１自由度、各後脚４０の脚の付け根に相当する部位のピッチとロールの２自由度および膝に相当する部位のピッチ方向の１自由度、を合わせたものである。また、「１ローラ」とは駆動ローラ１１のことである。

各モータ制御ユニット８５は、モータ制御ＣＰＵ８６と、モータ制御ＣＰＵ８６に接続された駆動モータ８７および角度センサ８８とを備える。このようなモータ制御ユニット８５は、１４自由度プラス１ローラの合計１５個設けることもできるが、例えば、頭部２０の２自由度に１つ、各前脚３０の３自由度に１つずつ、各後脚４０の３自由度に１つずつ、１ローラに１つ、の合計６個で構成することができる。

例えば、片方の前脚３０の３自由度に１つ設けたモータ制御ユニット８５を例に挙げて説明すると、図１４に示すように、モータ制御ＣＰＵ８６には、肩ピッチギアモータ５０としての駆動モータ８７（５０）および肩ピッチ回転センサ５３としての角度センサ８８（５３）と、肩ロールギアモータ６０としての駆動モータ８７（６０）および肩ロール回転センサ６３としての角度センサ８８（６３）と、肘ロールギアモータ７０としての駆動モータ８７（７０）および肘ロール回転センサ７３としての角度センサ８８（７３）とが接続される。また、駆動ローラ１１のモータ制御ユニット８５Ｒにおいては、角度センサはロータリエンコーダ１４である。

制御装置８０を歩行に関して説明すると、メインＣＰＵ８１は、フラッシュメモリ８２に記憶してある歩行プログラムに基づいて、所定のタイミングで各関節の角度の目標値を生成し、これをサブＣＰＵ８３に送るものである。また、サブＣＰＵ８３は、メインＣＰＵ８１から送られた目標角度データをシリアル変換して各モータ制御ユニット８５のモータ制御ＣＰＵ８６に送るものである。

各モータ制御ユニット８５のモータ制御ＣＰＵ８６は、サブＣＰＵ８３から送られた目標角度データと、各関節に取り付けられた角度センサ８８の出力とを比較して、両者が同じになるように駆動モータ８７の回転を制御するものである。これにより、各関節は歩行プログラムに基づく所定の角度となるように制御される。

メインＣＰＵ８１には、タッチセンサ１５が接続され、また、タッチセンサ３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂおよび圧力センサ３２ａ，３２ｂが接続されている。

また、メインＣＰＵ８１には、ＣＣＤカメラ（撮像手段）２１ａ，２１ｂが接続され、メインＣＰＵ８１は画像認識が可能で、ＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂで得られた画像データに基づき床面ＦＬがローラ移動可能か否かを判定する床面判定機能を有している。

すなわち、ＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂで得られた画像データをメインＣＰＵ８１に送ると、メインＣＰＵ８１が、例えば床面ＦＬが荒れていて凹凸が多いと判定した場合は４足歩行を選択し、平坦と判定した場合はローラ走行を選択することが可能である。４足歩行を選択した場合には、荒れた床でも移動することが可能である。この床面判定は、ＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂで得られた画像の陰影サイズや位置等の識別による方法や、他の周知の方法を用いて行うことができる。

さらに、メインＣＰＵ８１は、バッテリ残量検出部８９が接続され、バッテリの残量が少なくなったときは、床面ＦＬが荒れていない限りローラ走行を選択するように設定されている。そのため、例えば、自動充電のための充電ステーションを設けた場合、バッテリが消耗してその充電ステーションに向かって移動する際に、途中でバッテリ切れで動けなくなるような事故を未然に防止することが可能である。

図１５は、移動ロボット１をローラ走行させるときの制御装置８０のタイムチャートであり、この場合は、メインＣＰＵ８１が、駆動ローラ１１の回転する回数と停止するカウント値をサブＣＰＵ８３にパラレルデータとして送る。サブＣＰＵ８３はこのデータをシリアル変換してモータ制御ユニット８５のモータ制御ＣＰＵ８６に送り、モータ制御ＣＰＵ８６は、このデータに基づいて制御を行う。

例えば、角度センサであるロータリエンコーダ１４の出力を読み込みローラを２回転半させる場合には、図１５に示すように、ロータリエンコーダ１４の出力値が最大から最小になるとき駆動をホールドして回転を持続させる。起動したときのカウント値になるごとに１回転としてカウントし、２回転カウントしたのちさらに１／２回転したところで回転を停止させる。

図１６は、本発明の移動ロボットの他の実施形態を示す斜視図であり、図１に示す移動ロボット１と同様の部分には、図１で用いた符号に１００を加えた符号を付けて示す。

この移動ロボット１０１は、胴体部１１０の尻に相当する部位の中心を挟んで左右に駆動ローラ１１１ａ，１１１ｂがそれぞれ取り付けてある。この２個の駆動ローラ１１１ａ，１１１ｂは、同時に駆動するか、または、いずれか一方だけを駆動するか選択可能に構成されている。

また、移動ロボット１０１の後脚１４０ａ，１４０ｂの踵に相当する部位、すなわち後脚先端部の後方側（駆動ローラ側）の部位には、マウスボールのように前後左右自由に回転できるフリーボール（自由回転部材）１４２ａ，１４２ｂが取り付けられている。

この移動ロボット１０１は歩行が可能であり、また、駆動ローラ１１１ａ，１１１ｂを同時に駆動することでローラ走行が可能である。また、２個の駆動ローラ１１１ａ，１１１ｂを異なる回転数にしたり、回転方向を逆にしたり、あるいは、いずれか一方の駆動ローラ１１１ａまたは１１１ｂだけを駆動することで、その場で自転できるなど小さい半径での回転を実現できる。

図１７は、本発明の移動ロボットのさらに他の実施形態を示す背面図、図１８は側面図であり、図１に示す移動ロボット１に対応する部分には、図１で用いた符号に２００を加えた符号を付けて示す。

この移動ロボット２０１は２足歩行可能な移動ロボットであり、腰に相当する部位には駆動ローラ２１１が取り付けられ、また、踵に相当する部位、すなわち脚先端部の後方側（駆動ローラ側）の部位には、回転自在のフリーローラ（自由回転部材）２４２ａ，２４２ｂが取り付けられている。

駆動ローラ２１１は、図１９に示すように、ギヤと一体化したモータ２１２の一方の出力軸に固定したプーリ２１６と、駆動ローラ２１１の回転軸に固定したプーリ２１７とが、ベルト２１８を介して連結されたものである。また、ギヤモータ２１２の別の出力軸には、角度センサとしてのロータリエンコーダ２１４が取り付けてある。

図２０は、移動ロボット（２足歩行ロボット）２０１がローラ走行する状態を示す側面図である。この移動ロボット２０１は、腰に相当する部位の駆動ローラ２１１の回転軸角度を変更することによって、ローラ走行する方向を左右に変更することができ、また、駆動ローラ２１１の回転方向を切り換えることによって、前進または後退を選択可能である。

本発明の移動ロボット１，１０１，２０１は、上記のように構成されているので、下記のような各種の作用効果がある。

（１）歩行移動に加えてローラ走行移動が可能であり、このローラ走行移動を適宜選択して実行することで、消費電力を歩行移動のみの場合に比べて大幅に低減することができる。

（２）尻または腰に相当する部位に駆動ローラがある。そのため、ローラ走行時は重心が駆動ローラのある尻または腰付近にあり、低重心の姿勢になることで、重心の移動が影響する坂道でも簡単に移動可能である。また、尻のデザインにマッチングしやすく、違和感がない。さらに、構造が単純で構成しやすく、低コストが実現する。

（３）踵に相当する部位にフリーローラまたはフリーボールがあるため、このフリーローラまたはフリーボールを待避させることなく歩行との兼用が可能である。

（４）ローラ走行時に後脚または足で舵取りでき、専用のモータなどが不要である。

（５）ローラ走行の場合前脚または手が自由になる。そのため、前脚または手でものを保持できる。また、前脚または手で感情表現などのパフォフーマンスが行える。

（６）ローラ走行は、歩行に比較して安定で、高速移動可能である。

（７）駆動ローラの外周をゴム材等の弾性材料で形成することができ、その場合、移動ロボットが転倒したときに駆動ローラがダンパになるので本体の損傷を防ぐことができる。

（８）床面ＦＬが不整地か否かを判断し、歩行かローラ走行かを切り換えることができる。

（９）バッテリが消耗したときはそれを検出してローラ走行を選択することで、省エネルギーモードでの移動を実現できる。

本発明の移動ロボットの一実施形態を示す前方から見た斜視図である。 図１の移動ロボットの後方から見た斜視図である。 図１の移動ロボットの前脚の機構図である。 図１の移動ロボットの駆動ローラの構成図である。 図１の移動ロボットの４足歩行姿勢を示す説明図である。 図１の移動ロボットのローラ走行姿勢を示す説明図である。 図１の移動ロボットの直進状態を示す説明図である。 図１の移動ロボットの左旋回状態を示す説明図である。 図１の移動ロボットの右旋回状態を示す説明図である。 図１の移動ロボットの傷害物検知状態を示す説明図である。 図１の移動ロボットの前脚動作を示す説明図である。 図１の移動ロボットのボール保持動作を示す前方から見た斜視図である。 図１の移動ロボットのボール保持動作を示す後方から見た斜視図である。 図１の移動ロボットの制御装置のブロック図である。 制御装置のタイムチャートである。 本発明の移動ロボットの他の実施形態を示す後方から見た斜視図である。 本発明の移動ロボットのさらに他の実施形態を示す背面図である。 図１７の移動ロボットの側面図である。 図１７の移動ロボットの駆動ローラの構成図である。 図１７の移動ロボットのローラ走行姿勢を示す側面図である。

符号の説明

１，１０１，２０１ 移動ロボット
１０ 胴体部
１１，１１１ａ，１１１ｂ，２１１ 駆動ローラ
１２ ギヤモータ
１３ カム
１４ ロータリエンコーダ
１５ タッチセンサ
２０ 頭部
２１ａ，２１ｂ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
３０（３０ａ，３０ｂ） 脚部（前脚）
３１ａ，３１ｂ タッチセンサ
３２ａ，３２ｂ 圧力センサ
４０（４０ａ，４０ｂ） 脚部（後脚）
４１ａ，４１ｂ タッチセンサ
４２ａ，４２ｂ，２４２ａ，２４２ｂ フリーローラ（自由回転部材）
５０ 肩ピッチギアモータ
５１ 肩ピッチピニオン
５２ 肩ピッチギア
５３ 肩ピッチ回転センサ
５４ モータカバー
６０ 肩ロールギアモータ
６１ 肩ロールピニオン
６２ 肩ロールギア
６３ 肩ロール回転センサ
６４ モータカバー
７０ 肘ロールギアモータ
７１ 肘ロールピニオン
７２ 肘ロールギア
７３ 肘ロール回転センサ
７４ モータカバー
８０ 制御装置
８１ メインＣＰＵ
８２ フラッシュメモリ
８３ サブＣＰＵ
８４ シリアルバス
８５ モータ制御ユニット
８６ モータ制御ＣＰＵ
８７ 駆動モータ
８８ 角度センサ
８９ バッテリ残量検出部
１４２ａ，１４２ｂ フリーボール（自由回転部材）

Claims (6)

1. 胴体部と、該胴体部から延出するように前記胴体部に取り付けられた複数の可動脚部とを備え、
   前記可動脚部を動作させて被移動面を移動する脚式移動が可能な移動ロボットであって、
   前記胴体部に、該胴体部の表面から突出する駆動輪を設け、
   少なくとも２つの前記可動脚部の略先端部における前記駆動輪側に自由回転部材を設け、
   前記駆動輪と前記自由回転部材とを前記被移動面に当接させて前記移動ロボット全体を支持すると共に前記駆動輪を回転させて前記被移動面を移動する輪式移動を可能な構成にしたことを特徴とする移動ロボット。
2. 前記脚式移動及び前記輪式移動を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記脚式移動と前記輪式移動とのいずれか一方の移動を選択して制御することを特徴とする請求項１記載の移動ロボット。
3. 前記被移動面の表面状態を検出してその検出結果を送出する検出手段と、
   前記検出結果に基づいて前記被移動面を輪式移動で移動可能な否かを判定する判定手段とを備え、
   前記制御手段は、前記判定手段の判定結果に応じて前記選択を行うことを特徴とする請求項２記載の移動ロボット。
4. 前記自由回転部材を設けた前記可動脚部の延出方向または前記駆動輪の回転軸方向を任意の方向に設定可能とし、前記輪式移動において前記延出方向または前記回転軸方向に応じた旋回半径の旋回移動が可能なように構成にしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の移動ロボット。
5. 前記駆動輪を、前記胴体部の中心を挟んだ両側のそれぞれに第１駆動輪および第２駆動輪として設け、前記制御手段は、前記第１駆動輪および第２駆動輪をそれぞれ独立して制御することを特徴とする請求項１記載の移動ロボット。
6. 前記胴体部または前記可動脚部の表面に移動方向の障害物を検出する障害物検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記障害物検出手段の検出結果に応じて前記移動方向を変更するように前記脚式移動または前記輪式移動を制御することを特徴とする請求項２記載の移動ロボット。

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