JP2018167356A - robot - Google Patents

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upper lip
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孝佳 石井
Takayoshi Ishii
孝佳 石井
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Asakusa Giken Kk
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Asakusa Giken Kk
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Abstract

To provide a robot which can show a facial expression graphically.SOLUTION: In a robot, area corresponding to an upper lip of an outer skin is respectively united to a first acting portion, a second acting portion, and a third acting portion which are provided on a supporting body, at three places in each area around a center area of the upper lip and around both side areas of the upper lip, on a back surface thereof. An area corresponding to a lower lip of the outer skin is respectively united to a fourth acting portion, a fifth acting portion, and a sixth acting portion which are provided on the supporting body, at three places of each area around a center area of the lower lip and around both side areas of the lip, on a back surface thereof. The first acting portion and the fourth acting portion are respectively displaced in a generally vertical direction, thereby elastically deforming the area around the center area of the upper lip and the area around the center area of the lower lip in generally the vertical direction. The second and third acting portions, and the fifth and the sixth acting portions are respectively displaced in a generally horizontal direction, thereby elastically deforming both side areas of the upper lip and both side areas of the lower lip in generally the horizontal direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、ロボットに関し、特に、所定の支持体へと弾性素材の外皮を被せて成るロボットに関する。   The present invention relates to a robot, and more particularly, to a robot in which a predetermined support is covered with an elastic material skin.

近年、娯楽や福祉等の分野において、人間等の表情をより写実的に表現することが可能なロボットの開発が待たれている。例えば、特許文献1には、ロボットの眉体を磁力により動作させることで顔表情を表出しようとするロボットが開示されている。   In recent years, in the fields of entertainment and welfare, development of a robot capable of more realistically expressing human expressions is awaited. For example, Patent Document 1 discloses a robot that attempts to express a facial expression by moving the eyebrows of the robot with a magnetic force.

また、近年、動作する支持体にシリコン素材等から成る弾性素材の外皮を被せ、人間類似の肌の質感を再現しつつ写実的な表情を表出するロボットの開発も試みられている。   In recent years, an attempt has been made to develop a robot that displays a realistic expression while reproducing a human-like skin texture by covering an operating support with an elastic skin made of a silicon material or the like.

特開2009−274184号公報JP 2009-274184 A

しかしながら、シリコン素材等から成る弾性素材を外皮として被せたロボットは、外観は非常に写実的であるものの、実際の人間の表情の表出に関わる筋肉やその動きは非常に複雑であることから、表情の表出動作を行った途端に、表情の乏しさが垣間見えることがある。特に、口元の構造は実際には複雑であるところ、従来のこの種のロボットにおいては、単に上下方向に開け閉めの動作のみを行っているものも多かった。   However, the robot covered with an elastic material made of silicon material etc. has a very realistic appearance, but the muscles and movements involved in the actual expression of human facial expressions are very complex. As soon as facial expression is performed, the lack of facial expression can be glimpsed. In particular, since the structure of the mouth is actually complicated, there are many conventional robots of this type that are simply opened and closed in the vertical direction.

本発明は、上述の技術的背景の下になされたものであり、その目的とすることころは、より写実的に表情を表出可能なロボットを提供することにある。   The present invention has been made under the above-described technical background, and an object of the present invention is to provide a robot capable of expressing a facial expression more realistically.

本発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。   Other objects and operational effects of the present invention will be easily understood by those skilled in the art by referring to the following description of the specification.

上述の技術的課題は、以下の構成を有するロボットにより解決することができる。   The above technical problem can be solved by a robot having the following configuration.

すなわち、本発明に係るロボットは、変位動作を行う複数の動作部を有する支持体と、弾性素材から成り前記支持体を被覆する外皮とを備え、前記動作部の変位動作に伴って前記外皮の一部又は全体を弾性変形させるロボットにおいて、前記外皮は、上唇と下唇に相当する領域を有しており、前記外皮の上唇に相当する領域は、その裏面において、上唇の中央領域周辺、及び、前記上唇の両脇領域周辺の各領域の3カ所で、それぞれ、前記支持体に設けられた第1の動作部、第2の動作部及び第3の動作部と結合され、前記外皮の下唇に相当する領域は、その裏面において、下唇の中央領域周辺、及び、前記下唇の両脇領域周辺の各領域の3カ所で、それぞれ、前記支持体に設けられた第4の動作部、第5の動作部及び第6の動作部と結合され、前記上唇及び前記下唇の各中央領域周辺に対応する前記第1の動作部及び前記第4の動作部は、それぞれ略垂直方向に変位し、それにより、前記上唇の中央領域周辺と下唇の中央領域周辺を略垂直方向に弾性変形させ、前記上唇及び前記下唇の各両脇領域周辺に対応する前記第2及び前記第3の動作部、及び、前記第5及び前記第6の動作部は、それぞれ略水平方向に変位し、それにより、前記上唇の両脇領域周辺、及び、前記下唇の両脇領域周辺をそれぞれ略水平方向に弾性変形させるものである。   That is, the robot according to the present invention includes a support body having a plurality of motion parts that perform a displacement operation, and an outer skin that is made of an elastic material and covers the support body. In the robot that elastically deforms a part or the whole, the outer skin has a region corresponding to the upper lip and the lower lip, and the region corresponding to the upper lip of the outer skin is around the central region of the upper lip on the back surface thereof, and The first operating part, the second operating part, and the third operating part provided on the support body are respectively connected at three locations around the both sides of the upper lip, and The area corresponding to the lips is the fourth operating part provided on the support at the three locations of the area around the center area of the lower lip and the areas around both sides of the lower lip on the back surface thereof. , Coupled with the fifth working part and the sixth working part The first operating part and the fourth operating part corresponding to the periphery of each central area of the upper lip and the lower lip are displaced in a substantially vertical direction, respectively, so that the periphery of the central area of the upper lip and the lower lip The second and third operation portions corresponding to the periphery of each side region of the upper lip and the lower lip, and the fifth and sixth operations The portions are respectively displaced in a substantially horizontal direction, and thereby elastically deform the periphery of both sides of the upper lip and the periphery of both sides of the lower lip in a substantially horizontal direction.

このような構成によれば、上唇と下唇は、その中央周辺及び両脇周辺のそれぞれ3カ所でその背後の各動作部と結合し、中央部周辺は略垂直方向、両脇部周辺はそれぞれ略水平方向に弾性変形するので、それらの弾性変形が合わさり、観察者に対して人間のような写実的な口の動きを感得させることができる。   According to such a configuration, the upper lip and the lower lip are combined with the respective motion parts behind the center lip and the three sides around the center, the central part around the substantially vertical direction, and the sides around the two sides. Since it is elastically deformed in a substantially horizontal direction, these elastic deformations are combined, and the viewer can feel realistic movements of the mouth like a human.

また、前記ロボットにおいて、前記外皮は、さらに上唇及び下唇の両脇に配置された左右の頬領域を有しており、前記左右の頬領域は、その裏面において、右頬領域周辺及び左頬領域周辺で、それぞれ、前記支持体に設けられた第7の動作部及び第8の動作部と結合され、前記第7の動作部及び前記第8の動作部は、それぞれ外皮に沿って略前後方向に変位し、それにより、前記左右の頬領域を弾性変形させてもよい。   Further, in the robot, the outer skin further includes left and right cheek regions disposed on both sides of the upper lip and the lower lip, and the left and right cheek regions have a right cheek region periphery and a left cheek region on the back surface thereof. In the vicinity of the region, the seventh operation unit and the eighth operation unit provided on the support body are respectively coupled with the seventh operation unit and the eighth operation unit, and the seventh operation unit and the eighth operation unit are respectively substantially front and rear along the outer skin. It may be displaced in the direction, whereby the left and right cheek regions may be elastically deformed.

このような構成によれば、口元だけでなく頬の動きまで含めることで、より写実的な口の動きを再現することができる。   According to such a configuration, more realistic mouth movements can be reproduced by including not only the mouth but also cheek movements.

さらに、前記2及び第3の動作部又は前記第5及び第6の動作部は、それぞれ互いに連動しており、前記外皮の前記上唇に相当する領域又は前記下唇に相当する領域を窄めるか又は両脇に広げるよう弾性変形させてもよい。   Furthermore, the 2nd and 3rd action | operation parts or the 5th and 6th action | operation parts are mutually interlock | cooperated, respectively, and the area | region equivalent to the said upper lip or the area | region corresponding to the said lower lip of the said outer skin is constricted. Alternatively, it may be elastically deformed so as to spread on both sides.

このような構成によれば、口の動きは殆どの場合左右対象であることから、効率的かつ十分に唇の動作を再現することができる。   According to such a configuration, the movement of the mouth is almost always left and right, so that the movement of the lips can be reproduced efficiently and sufficiently.

また、前記第1の動作部は、略垂直方向に変位する際、前記外皮を前方方向へと押し出すように変位し、これにより、前記上唇の中央領域周辺を突き出たように弾性変形させてもよい。   In addition, when the first operating portion is displaced in a substantially vertical direction, the first operating portion is displaced so as to push the outer skin forward, thereby elastically deforming so as to protrude around the central region of the upper lip. Good.

このような構成によれば、口を突き出す又は窄めるような動きを写実的又は自然に再現することができる。   According to such a configuration, it is possible to realistically or naturally reproduce a movement that protrudes or constricts the mouth.

さらに、前記上唇の両脇周辺の各領域は、それぞれ、前記支持体の前記第2の動作部及び前記第3の動作部と、着脱自在な第2及び第3の結合片対を介して結合しており、前記下唇の両脇の各領域は、それぞれ、前記支持体の第5の動作部及び第6の動作部と着脱自在な第5及び第6の結合片対を介して結合しており、前記第2及び前記第3の結合片対、及び前記第5及び前記第6の結合片対は、それぞれ、位置決め構造をその結合面に有しており、磁力を介して互いに結合されていてもよい。   Furthermore, each area | region of the both sides periphery of the said upper lip is each couple | bonded with the said 2nd operation | movement part and said 3rd operation | movement part of the said support body through the 2nd and 3rd connection piece pair which can be attached or detached. The regions on both sides of the lower lip are coupled to the fifth and sixth operating portions of the support through detachable fifth and sixth coupling piece pairs, respectively. The second and third coupling piece pairs and the fifth and sixth coupling piece pairs each have a positioning structure on their coupling surfaces, and are coupled to each other via magnetic force. It may be.

このような構成によれば、支持体と外皮とは着脱自在な結合片対を介して結合しているので、外皮が使用により経年劣化した場合であっても、一方の結合片を備えた外皮のみを捨てて、新たな外皮へと交換することができる。これにより、外皮の経年劣化等の問題が生じた場合であっても容易に外皮を交換でき、実用に耐え得るロボットを提供することができる。   According to such a configuration, since the support and the outer skin are coupled via the pair of detachable coupling pieces, the outer skin provided with one coupling piece even when the outer skin deteriorates over time. Can only be thrown away and replaced with a new skin. Thereby, even when a problem such as aging of the outer skin occurs, it is possible to provide a robot that can easily replace the outer skin and can withstand practical use.

また、前記上唇の中央領域周辺と前記下唇の中央領域周辺は、それぞれ、前記第1の動作部及び前記第4の動作部と、嵌め合いによる係止構造を介して結合されていてもよい。   In addition, the periphery of the central region of the upper lip and the periphery of the central region of the lower lip may be coupled to the first operating unit and the fourth operating unit via a fitting structure by fitting. .

このような構成によれば、比較的変位量が大きい領域において、動作部と外皮とを結合している結合片対が、動作部の変位量の大きさに耐えられず外れてしまうことを防止することができる。   According to such a configuration, in a region where the amount of displacement is relatively large, it is possible to prevent the coupling piece pair that couples the operating portion and the outer skin from being detached from the amount of displacement of the operating portion. can do.

さらに、前記ロボットは、さらに、前記支持体へと固定されたアクチュエータと、前記支持体へと固定されたガイドパイプと、前記ガイドパイプへと挿通され、一端が前記アクチュエータ、他端が前記動作部と結合されたワイヤと、を有し、前記ワイヤが前記アクチュエータにより駆動されて送り出され又は引き込まれることにより、前記第1の動作部乃至前記第6の動作部が変位動作を行ってもよい。   Further, the robot further includes an actuator fixed to the support, a guide pipe fixed to the support, and the guide pipe, one end being the actuator and the other end being the operating unit. And the first operating unit to the sixth operating unit may perform a displacement operation when the wire is driven by the actuator to be sent out or pulled in.

このような構成によれば、実際に変位する箇所と動作源となるアクチュエータとをワイヤを介して離間させることができるので、多数の変位動作部が集中する箇所等が存在する場合であっても、支持体空間内に各部品を無理なく配置することができる。   According to such a configuration, the location where the displacement is actually performed and the actuator serving as the operation source can be separated via the wire, so even if there are locations where a large number of displacement operation units are concentrated. Each component can be arranged without difficulty in the support space.

また、前記支持体は、開閉するよう変位可能な顎部品を備え、前記第4の動作部、前記第5の動作部及び前記第6の動作部は、前記支持体の顎部品上に備えられていてもよい。   The support includes a jaw part that can be displaced to open and close, and the fourth operating part, the fifth operating part, and the sixth operating part are provided on the jaw part of the support. It may be.

このような構成によれば、下唇に相当する領域と結合された動作部が顎部品と一体となって変位するので、より人間類似の口の動きを再現することができる。   According to such a configuration, the movement part combined with the region corresponding to the lower lip is displaced integrally with the jaw part, so that the movement of the mouth more like a human can be reproduced.

本発明によれば、人間のような写実的な口の動きを再現することができるロボットを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a robot capable of reproducing a realistic mouth movement like a human being.

図1は、ロボット頭部の全体構成について示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the robot head. 図2は、支持体の正面図である。FIG. 2 is a front view of the support. 図3は、顎部結合部品の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the jaw coupling component. 図4は、額部結合部品の分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the forehead joint component. 図5は、ガイドパイプを備えた支持体の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a support provided with a guide pipe. 図6は、接着面に関する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram relating to an adhesive surface. 図7は、ロボット頭部の分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view of the robot head. 図8は、外皮の裏面について示す図である。FIG. 8 is a view showing the back surface of the outer skin. 図9は、アーム部材付結合片の拡大図である。FIG. 9 is an enlarged view of the connecting piece with the arm member. 図10は、アーム部材付結合片の分解斜視図である。FIG. 10 is an exploded perspective view of the coupling member with the arm member. 図11は、アーム部材付結合片の動作図である。FIG. 11 is an operation diagram of the coupling member with the arm member. 図12は、ワイヤ駆動結合片の動作図である。FIG. 12 is an operation diagram of the wire drive coupling piece. 図13は、上唇中央部動作部の分解斜視図である。FIG. 13 is an exploded perspective view of the upper lip central portion operation unit. 図14は、上唇中央部動作部の動作図である。FIG. 14 is an operation diagram of the upper lip center operation unit. 図15は、下唇中央部動作部の斜視図である。FIG. 15 is a perspective view of the lower lip center part operating part. 図16は、下唇中央部動作部の動作図である。FIG. 16 is an operation diagram of the lower lip center operation unit. 図17は、上唇の両脇部動作部の部分分解斜視図である。FIG. 17 is a partially exploded perspective view of the upper lip both side operation unit. 図18は、下唇の両脇部動作部の部分分解斜視図である。FIG. 18 is a partially exploded perspective view of the lower lip both side operation unit. 図19は、口の動作例について示す図である。FIG. 19 is a diagram illustrating an operation example of the mouth. 図20は、変形例について示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing a modification.

以下、本発明に係るロボットの実施の一形態を、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of a robot according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<1.全体構成>
<1.1 外皮と支持体の構成>
図1〜図5を参照しつつ、ロボット頭部1の構成について説明する。
<1. Overall configuration>
<1.1 Structure of outer skin and support>
The configuration of the robot head 1 will be described with reference to FIGS.

図1は、ロボット頭部1の全体構成について示す図である。ロボット頭部1は、骨組み及び動作部としての機能を有し人間の頭部類似の形状を有する支持体50に、シリコン等の弾性素材から成る外皮10を被せることにより構成されている。なお、同図において、外皮10は、理解の容易のため、部分的に破断した状態にて示されている。また、外皮10と支持体50とは、後述するように基本的に支持体50の動作部を介して結合している。しかしながら、支持体50上における外皮10の張力の維持や安定的な配置のため、外皮10と支持体50との間に、支持体50の一部へと着脱可能に結合されるものの外皮10とは接着等されない補助支持部材30を設けてもよい。   FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the robot head 1. The robot head 1 is configured by covering an outer skin 10 made of an elastic material such as silicon on a support body 50 having a function as a skeleton and an operation unit and having a shape similar to that of a human head. In the figure, the outer skin 10 is shown in a partially broken state for easy understanding. Further, the outer skin 10 and the support body 50 are basically coupled to each other via an operation part of the support body 50 as described later. However, in order to maintain the tension of the outer skin 10 on the support 50 and to stably arrange it, the outer skin 10 that is detachably coupled to a part of the support 50 between the outer skin 10 and the support 50. An auxiliary support member 30 that is not bonded may be provided.

図2は、支持体50の正面図である。同図から明らかな通り、支持体50は、人間の首に相当する位置から支持体50の中央部へと至る中央構造部材501と、中央構造部材501の上端に設けられた台部502と、台部502上に配置されアクチュエータ等の後述の種々の部材を取り付けることが可能な左側構造部材503と右側構造部材504とを有している。   FIG. 2 is a front view of the support 50. As is apparent from the figure, the support body 50 includes a central structural member 501 extending from a position corresponding to a human neck to the central portion of the support body 50, a base portion 502 provided at the upper end of the central structural member 501, It has a left side structural member 503 and a right side structural member 504 that are arranged on the base portion 502 and can be attached with various members such as actuators described later.

支持体50は、外皮10と接着され、変位動作を行うことにより外皮10の一部を弾性変形させる複数の動作部を有している。すなわち、支持体50の眉に相当する位置の周辺には、左右一対に、外皮10の眉に相当する位置周辺を略上下に動作させる右側眉周辺部動作部508及び左側眉周辺部動作部509が設けられている。支持体50の左右の眼球部512、513の直下周辺には、左右一対に、外皮10の眼の直下位置周辺を略上下に動作させる右眼直下位置動作部514及び左眼直下位置動作部515が設けられている。支持体50の頬の上部には、左右一対に、外皮10の頬上部周辺を略上下に動作させる右頬上部動作部516及び左頬上部動作部517が設けられている。支持体50の頬の下部には、左右一対に、外皮10の頬下部周辺を略上下に動作させる右頬下部動作部518及び左頬下部動作部519が設けられている。支持体50の上唇の中央には、外皮10の上唇の中央を略上下に動作させる上唇中央部動作部524が設けられている。支持体50の下唇の中央には、外皮10の下唇の中央を略上下に動作させる下唇中央部動作部525が設けられている。支持体50の上唇の両脇上部周辺には、左右一対に、外皮10の上唇の両脇上部を略水平方向に動作させる上唇右上部動作部520及び上唇左上部動作部521が設けられている。支持体50の下唇の両脇下部周辺には、左右一対に、外皮10の下唇の両脇下部を略水平方向に動作させる下唇右下部動作部522及び下唇左下部動作部523が設けられている。なお、支持体50の左右の眼球部512、513には、左右一対に、瞼の開閉動作を行う左眼瞼動作部510及び右目瞼動作部511が設けられている。また、支持体50の前面の中央上部には、補助支持部材30との結合部となる第1の補助支持部材結合片526及び第2の補助支持部材結合片527が設けられている。   The support body 50 is bonded to the outer skin 10 and has a plurality of operation portions that elastically deform a part of the outer skin 10 by performing a displacement operation. That is, in the vicinity of the position corresponding to the eyebrows of the support body 50, the right eyebrow peripheral portion operating unit 508 and the left eyebrow peripheral portion operating unit 509 that move the periphery of the position corresponding to the eyebrows of the outer skin 10 substantially vertically up and down. Is provided. Right and left eyeballs 512 and 513 of the support 50 have a right and left paired position operation unit 514 and a left eye and right position operation unit 515 for moving the vicinity of the position of the outer skin 10 directly up and down in a pair of left and right. Is provided. A right cheek upper operation unit 516 and a left cheek upper operation unit 517 that move the upper cheek periphery of the outer skin 10 substantially up and down are provided on the upper part of the cheek of the support 50. In the lower part of the cheek of the support 50, a right cheek lower operation part 518 and a left cheek lower operation part 519 for moving the periphery of the cheek lower part of the outer skin 10 substantially up and down are provided in a pair of left and right. At the center of the upper lip of the support body 50, an upper lip center operation section 524 that moves the center of the upper lip of the outer skin 10 substantially vertically is provided. At the center of the lower lip of the support 50, a lower lip center portion operating portion 525 that moves the lower lip center of the outer skin 10 substantially up and down is provided. A pair of left and right upper lip operating parts 520 and upper lip upper left operating part 521 for moving both upper upper lip sides of the outer skin 10 in a substantially horizontal direction are provided around the upper side of the upper lip of the support 50. . A pair of left and right lower lip operating parts 522 and a lower lip lower left operating part 523 for moving both lower parts of the lower lip of the outer skin 10 in a substantially horizontal direction are provided around the lower side of the lower lip of the support 50. Is provided. The left and right eyeball portions 512 and 513 of the support 50 are provided with a left eyelid operation unit 510 and a right eyelid operation unit 511 that perform a lid opening / closing operation on a pair of left and right sides. In addition, a first auxiliary support member coupling piece 526 and a second auxiliary support member coupling piece 527 serving as a coupling portion with the auxiliary support member 30 are provided at the center upper portion of the front surface of the support body 50.

また、支持体50の額及び顎に相当する部分には、外皮10との結合部となり、ロボット頭部1の前面周囲に沿って半円弧状の形状を有する額部結合部品505及び顎部結合部品506が配置されている。これらの結合部品はともに、後述するように、動作はしないもののその内面側において支持体50と磁力により結合され、その外面側において外皮10と接着される。   In addition, a portion corresponding to the forehead and chin of the support body 50 becomes a joint portion with the outer skin 10, and a forehead joint component 505 having a semicircular arc shape around the front surface of the robot head 1 and a chin portion joint. A part 506 is arranged. As will be described later, these coupling parts are not operated, but are coupled to the support 50 by a magnetic force on the inner surface side, and are bonded to the outer skin 10 on the outer surface side.

図3は、顎部結合部品506の分解斜視図である。顎部結合部品506は、支持体50の顎部に設けられた支持体側顎部結合片506bと、その外面を外皮10に接着される外皮側顎部結合片506aとから成る。外皮側顎部結合片506aは、その中央及び左右の所定箇所に、外皮10との接着面側に磁石を有する中央部磁力結合部5061a、左側磁力結合部5063a、及び、右側磁力結合部5062aを備え、一方、支持体側顎部結合片506bは、その中央及び左右の所定箇所に、外皮側顎部結合片506aとの接触面の背面側(支持体側)に磁石を有する中央部磁力結合部5061b、左側磁力結合部5063b、及び、右側磁力結合部5062bとを備え、それらが磁力を介して互いに結合することにより、外皮側顎部結合片506aと支持体側顎部結合片506bとは結合される。なお、中央部磁力結合部5061bは、外皮側顎部結合片506aとの接触面に2つのボスを有しており、このボスが外皮側顎部結合片506aの中央部磁力結合部5061aに設けられた対応する図示しない2つのボス穴と嵌合することにより、位置決めが実現される。   FIG. 3 is an exploded perspective view of the jaw coupling component 506. The jaw coupling component 506 includes a support side jaw coupling piece 506 b provided on the jaw of the support 50 and an outer skin side jaw coupling piece 506 a whose outer surface is bonded to the outer skin 10. The outer side jaw portion coupling piece 506a has a central magnetic coupling portion 5061a, a left magnetic coupling portion 5063a, and a right magnetic coupling portion 5062a having magnets on the adhesive surface side with the outer skin 10 at the center and left and right predetermined positions. On the other hand, the support side jaw coupling piece 506b has a central magnetic coupling portion 5061b having magnets on the back side (support side) of the contact surface with the skin side jaw coupling piece 506a at the center and left and right predetermined positions. The left side magnetic coupling portion 5063b and the right side magnetic coupling portion 5062b are coupled to each other via magnetic force, whereby the outer side jaw coupling piece 506a and the support side jaw coupling piece 506b are coupled. . The central magnetic coupling portion 5061b has two bosses on the contact surface with the outer skin side jaw coupling piece 506a, and this boss is provided on the central magnetic coupling portion 5061a of the outer skin side jaw coupling piece 506a. Positioning is realized by fitting with two corresponding boss holes (not shown).

図4は、額部結合部品505(図2参照)の分解斜視図である。額部結合部品505は、支持体側に設けられ、後述する中央部磁力結合部5051a、左側磁力結合部5053a、及び、右側磁力結合部5052aとから成る支持体側額部結合片505bと、外皮10とその外面を接着される外皮側額部結合片505aとから成る。外皮側額部結合片505aは、その中央及び左右側面の所定箇所に、外皮10との接着面側に磁石を有する中央部磁力結合部5051a、左側磁力結合部5053a、及び、右側磁力結合部5052aを備え、それらが中央部磁力結合部5051a、左側磁力結合部5053a、及び、右側磁力結合部5052aと、それぞれ、磁力を介して結合されることにより、外皮側額部結合片505aと支持体側額部結合片505bとは結合される。なお、中央部磁力結合部5051bは、外皮側額部結合片505aとの接触面に2つのボス穴を有しており、このボス穴が外皮側額部結合片505aの中央部磁力結合部5051aに設けられた対応する図示しない2つのボスと嵌合することにより位置決めが行われる。また、外皮側額部結合片505aの右側磁力結合部5052aと左側磁力結合部5053aは、それぞれ2つのボスを有しており、このボスが、支持体50に設けられた右側磁力結合部5052bと左側磁力結合部5053bに設けられた図示しない2つボス穴と、それぞれ嵌合することにより位置決めが行われる。   FIG. 4 is an exploded perspective view of the forehead coupling component 505 (see FIG. 2). The forehead coupling component 505 is provided on the support side, and includes a support side forehead coupling piece 505b including a center magnetic coupling unit 5051a, a left magnetic coupling unit 5053a, and a right magnetic coupling unit 5052a, which will be described later. It consists of a skin side forehead coupling piece 505a to which the outer surface is bonded. The outer side frame portion coupling piece 505a has a central magnetic coupling portion 5051a, a left magnetic coupling portion 5053a, and a right magnetic coupling portion 5052a having magnets on the adhesive surface side with the outer skin 10 at predetermined locations on the center and left and right side surfaces. Are coupled to the central magnetic coupling portion 5051a, the left magnetic coupling portion 5053a, and the right magnetic coupling portion 5052a via the magnetic force, respectively, so that the outer skin side frame coupling piece 505a and the support side frame are combined. The partial coupling piece 505b is coupled. The central magnetic coupling portion 5051b has two boss holes on the contact surface with the outer skin side frame coupling piece 505a, and this boss hole is the central magnetic coupling portion 5051a of the outer skin side frame coupling piece 505a. Positioning is carried out by fitting with two corresponding bosses (not shown) provided in. The right magnetic coupling portion 5052a and the left magnetic coupling portion 5053a of the outer skin side forehead coupling piece 505a each have two bosses, and these bosses are connected to the right magnetic coupling portion 5052b provided on the support 50. Positioning is performed by fitting with two boss holes (not shown) provided in the left magnetic coupling portion 5053b.

上述のボスとボス穴を利用した位置決め機構によれば、一旦外皮10を取り外した場合であっても、容易に、元の位置に外皮10を被せることができる。   According to the positioning mechanism using the boss and the boss hole described above, even if the outer skin 10 is once removed, the outer skin 10 can be easily put on the original position.

なお、図2〜図4に記載の支持体50は、理解の容易化のため簡略化されており、一部の動作部をワイヤ駆動させるためのワイヤと当該ワイヤをガイドするガイドパイプの記載が省略されている。   The support 50 shown in FIGS. 2 to 4 is simplified for easy understanding, and there is a description of a wire for driving a part of the operation unit and a guide pipe for guiding the wire. It is omitted.

図5は、ワイヤとガイドパイプを明示した支持体50の斜視図である。同図において、支持体50の上唇中央に配置される外皮側上唇中央結合片524aは、V字形状の支持体側上唇中央結合片524bの一端と嵌合して一体となっている(図13参照)。また、V字形状の支持体側上唇中央結合片524bの他端は、所定の締結具を介してワイヤ524cと接続されている(図13参照)。ワイヤ524cは、支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ524dによりその途中を被覆され、図示しないアクチュエータ524eの出力部と接続されている。   FIG. 5 is a perspective view of the support 50 clearly showing the wire and the guide pipe. In the same figure, an outer skin side upper lip center coupling piece 524a disposed at the center of the upper lip of the support 50 is fitted and integrated with one end of a V-shaped support side upper lip center coupling piece 524b (see FIG. 13). ). The other end of the V-shaped support side upper lip center coupling piece 524b is connected to the wire 524c via a predetermined fastener (see FIG. 13). The wire 524c is fixed to the support 50 and covered in the middle by a guide pipe 524d having a predetermined shape holding force, and is connected to an output portion of an actuator 524e (not shown).

また、図5において、外皮側の上唇右上部結合片520a及び上唇左上部結合片521aは、支持体50側の上唇右上部結合片520b(図17参照)及び上唇左上部結合片521b(図17参照)と、それぞれ磁力を介して結合している。上唇右上部結合片520bと上唇左上部結合片521bとは、その一部に設けられた歯車部を介して連動するよう構成されており、上唇左上部結合片521bは端部においてワイヤ521eと接続されている。ワイヤ521eは、その途中を支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ521dに被覆され、支持体50の中央部から側部へと延び、アクチュエータ521fの出力部へと接続されている。   Further, in FIG. 5, the upper lip upper right coupling part 520a and the upper lip upper left coupling piece 521a on the outer skin side are the upper lip upper right coupling part 520b (see FIG. 17) and the upper lip upper left upper coupling piece 521b (FIG. 17). Each of which is coupled via a magnetic force. The upper lip upper right joint piece 520b and the upper lip left upper joint piece 521b are configured to interlock with each other through a gear portion provided in a part thereof, and the upper lip left upper joint piece 521b is connected to the wire 521e at the end. Has been. The wire 521e is fixed to the support 50 in the middle and covered with a guide pipe 521d having a predetermined shape holding force, extends from the center of the support 50 to the side, and is connected to the output of the actuator 521f. ing.

さらに、図5において、支持体50の下唇中央に配置される外皮側下唇中央結合片525aは、所定の係止構造を介して支持体50側の支持体側下唇中央結合片525b(図15参照)と一体となっている。支持体側下唇中央結合片525bは、その端部においてワイヤ525eと所定の締結具を介して接続される。ワイヤ525eは、支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ525dにより顎下から側頭部に至る経路を被覆され、アクチュエータ525fの出力部に接続される。   Further, in FIG. 5, a skin-side lower lip central coupling piece 525 a disposed at the center of the lower lip of the support 50 is a support-side lower lip central coupling piece 525 b (see FIG. 5) via a predetermined locking structure. 15). The support side lower lip center coupling piece 525b is connected to the wire 525e via a predetermined fastener at the end thereof. The wire 525e is fixed to the support 50 and covered with a guide pipe 525d having a predetermined shape holding force from the submandibular region to the temporal region, and is connected to the output portion of the actuator 525f.

さらに、図5において、外皮側の下唇右下部結合片522a及び下唇左下部結合片523aは、支持体50側の下唇右下部結合片522b(図18参照)及び下唇左下部結合片523b(図18参照)と、それぞれ磁力を介して結合している。同図においては明示的な図示はないものの、下唇右下部結合片522bと下唇左下部結合片523bとは、上唇の両脇部と同様に、歯車部を介して連動するよう構成されており、下唇左下部結合片522bは端部においてワイヤ522eと接続されている。また、明示的図示はないものの、ワイヤ522eは、その途中を支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ522dに被覆され、支持体50の中央部から右側部へと延び、右側面に設けられた図示しないアクチュエータ522fの出力部へと接続されている。   Further, in FIG. 5, the lower lip right lower joint piece 522a and the lower lip left lower joint piece 523a on the outer skin side are the lower lip right lower joint piece 522b (see FIG. 18) and the lower lip left lower joint piece on the support 50 side. 523b (refer to FIG. 18) and are coupled to each other through magnetic force. Although not explicitly shown in the figure, the lower lip right lower joint piece 522b and the lower lip left lower joint piece 523b are configured to be interlocked via a gear portion in the same manner as both sides of the upper lip. The lower lip lower left coupling piece 522b is connected to the wire 522e at the end. Although not explicitly shown, the wire 522e is fixed to the support 50 in the middle and covered with a guide pipe 522d having a predetermined shape holding force, and extends from the center of the support 50 to the right side. It is connected to an output portion of an actuator 522f (not shown) provided on the right side surface.

加えて、図5において、外皮側の左頬下部結合片519aは、支持体側の左頬下部結合片519b(図12参照)と磁力を介して結合されている。左頬下部結合片519bは、直方体形状を有する延長部519cと一体形成されており、当該延長部519cは、その中央に断面四角形状のガイド孔を有するガイド片519dへと挿通されている。延長部519cは、その端部においてワイヤ519eと所定の締結具を介して接続され、ワイヤ519eは支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ519fで被覆されつつ、アクチュエータ519gの出力部と接続されている。図示はないものの、右頬下部も左右対称に同様の構成を有している。   In addition, in FIG. 5, the left cheek lower joint piece 519a on the outer skin side is joined to the left cheek lower joint piece 519b (see FIG. 12) on the support side via magnetic force. The left cheek lower joint piece 519b is integrally formed with an extension portion 519c having a rectangular parallelepiped shape, and the extension portion 519c is inserted into a guide piece 519d having a guide hole having a quadrangular cross section at the center thereof. The extension portion 519c is connected to a wire 519e at its end via a predetermined fastener, and the wire 519e is fixed to the support 50 and covered with a guide pipe 519f having a predetermined shape holding force, while the actuator 519g It is connected to the output unit. Although not shown, the lower right cheek has a similar configuration in a symmetrical manner.

なお、下唇中央結合片525a、下唇右下部結合片522a及び下唇左下部結合片523aは、顎部結合片506bと連動するよう構成されている。そのため、顎部結合片506bがアクチュエータにより作動されて下方へ変位し口が開くと、下唇中央結合片525a、下唇右下部結合片522a及び下唇左下部結合片523aが、共に下方へ移動することとなる。   The lower lip center coupling piece 525a, the lower lip right lower coupling piece 522a, and the lower lip lower left coupling piece 523a are configured to be interlocked with the jaw coupling piece 506b. Therefore, when the jaw coupling piece 506b is actuated by the actuator and is displaced downward to open the mouth, the lower lip center coupling piece 525a, the lower lip right lower coupling piece 522a, and the lower lip left lower lower coupling piece 523a all move downward. Will be.

<1.2 外皮の固定方法及び着脱方法>
次に、図6〜図8を参照しつつ、支持体50への外皮10の固定方法について説明する。
<1.2 Fixing method and attaching / detaching method of outer skin>
Next, a method for fixing the outer skin 10 to the support 50 will be described with reference to FIGS.

図6は、外皮10を支持体50へと接着する際の支持体50の接着面に関する説明図である。同図から明らかな通り、外皮10側の各結合片508a〜509a、514a〜525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aは、支持体側の各結合片508b〜509b、514b〜525b、及び、支持体側の額部結合片505b及び顎部結合片506bと対応し、これらは初期状態において互いに磁力を介して結合された状態にある。   FIG. 6 is an explanatory diagram relating to the bonding surface of the support 50 when the outer skin 10 is bonded to the support 50. As is apparent from the figure, each of the coupling pieces 508a to 509a, 514a to 525a on the outer skin 10 side, and the forehead side coupling piece 505a and the jaw part coupling piece 506a are each of the coupling pieces 508b to 509b on the support side, Corresponding to 514b to 525b, the forehead coupling piece 505b and the jaw coupling piece 506b on the support side, these are coupled to each other via magnetic force in the initial state.

この外皮10側の各結合片508a〜509a、514a〜525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aの外側面、すなわち、外皮10との接触面側(同図中ではハッチング又は斜線にて表示された部分)に対して接着剤を塗布する。このとき用いる接着剤は瞬間的に固化する性質のものではなく、外皮10との位置合わせを行うことを可能にする程度の固化時間を有するものが望ましい。また、接着剤としては公知の種々のものを利用することができるが、例えば、外皮10がシリコン系材料であればシリコン系の接着剤を用いることが好適である。   Each of the coupling pieces 508a to 509a, 514a to 525a on the outer skin 10 side, and the outer side surfaces of the forehead side coupling portion 505a and the jaw portion coupling piece 506a, that is, the contact surface side with the outer skin 10 (in the same figure Apply adhesive to the hatched or hatched areas. The adhesive used at this time is not of a nature that solidifies instantaneously, but preferably has a solidification time that allows alignment with the outer skin 10. Various known adhesives can be used as the adhesive. For example, if the outer skin 10 is a silicon-based material, it is preferable to use a silicon-based adhesive.

その後、外皮側の各結合片508a〜509a、514a〜525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aの外側面に塗布された接着剤が、未だ生乾き状態となっているうちに、支持体50へと弾性素材から成る外皮10を被せる。このとき、接着剤は、外皮10との位置合わせを行うことを可能にする程度の固化時間を有することから、両者を適当に摺り動かすことで各接着面を外皮10に対して適切な位置、すなわち、頬周辺の接着面は頬周辺の適切な位置に、口元の接着面は口元周辺の適切な位置に、眼の周囲の接着面については目の周囲の適切な位置に等、適切に配置することができる。各接着面を外皮10の適切な位置に配置した後、所定時間放置することで、接着剤が乾燥固化し、各接着面と外皮10との間が固定される。   Thereafter, the adhesive applied to the outer side surfaces of the outer skin side coupling pieces 508a to 509a, 514a to 525a, and the outer skin side forehead coupling piece 505a and jaw part coupling piece 506a are still in a dry state. Inside, the outer skin 10 made of an elastic material is placed on the support 50. At this time, since the adhesive has a solidification time enough to enable alignment with the outer skin 10, each adhesive surface is appropriately positioned with respect to the outer skin 10 by sliding both appropriately. In other words, the adhesive surface around the cheek is properly positioned around the cheek, the adhesive surface around the mouth is properly positioned around the mouth, and the adhesive surface around the eye is appropriately positioned around the eye. can do. Each adhesive surface is placed at an appropriate position on the outer skin 10 and then left for a predetermined time, whereby the adhesive is dried and solidified, and the space between each adhesive surface and the outer skin 10 is fixed.

このような固定方法によれば、支持体50と外皮10とは着脱自在な結合片対を介して結合しているので、外皮が使用により経年劣化した場合等であっても、一方の結合片を備えた外皮のみを捨てて、新たな外皮へと交換することができる。これにより、外皮の経年劣化等の問題が生じた場合であっても容易に外皮を交換でき、実用に耐え得るロボットを提供することができる。   According to such a fixing method, since the support body 50 and the outer skin 10 are coupled via a pair of detachable coupling pieces, even if the outer skin deteriorates with age, one coupling piece Only the outer skin provided with can be discarded and replaced with a new outer skin. Thereby, even when a problem such as aging of the outer skin occurs, it is possible to provide a robot that can easily replace the outer skin and can withstand practical use.

次に、図7及び図8を参照しつつ、上述の工程により支持体50に対して固定された外皮10を一時的に取り外した場合の外皮10及び支持体50の態様について説明する。   Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, modes of the outer skin 10 and the support body 50 when the outer skin 10 fixed to the support body 50 by the above-described process is temporarily removed will be described.

図7は、上述の構成により支持体50に対して固定された外皮10を支持体50から取り外した様子について示すロボット頭部1の分解斜視図である。なお、同図においては、支持体50の一部へと着脱可能に結合されるものの外皮10とは接着等されない補助支持部材30が外皮10と支持体50との間に配置されている。同図から明らかな通り、ロボット頭部1を分解すると、外皮10側の各結合片508a〜509a、514a〜525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aは、支持体50との磁力による結合を解除されて、外皮10の裏面へと付随する。一方、支持体50側の各結合片508b〜509b、514b〜525b、及び、支持体50側の額部結合片505b及び顎部結合片506bは支持体50側に留まることとなる。   FIG. 7 is an exploded perspective view of the robot head 1 showing a state in which the outer skin 10 fixed to the support 50 with the above-described configuration is removed from the support 50. In the figure, an auxiliary support member 30 that is detachably coupled to a part of the support 50 but is not bonded to the outer skin 10 is disposed between the outer skin 10 and the support 50. As is apparent from the figure, when the robot head 1 is disassembled, the coupling pieces 508a to 509a and 514a to 525a on the outer skin 10 side, and the forehead side coupling piece 505a and the jaw portion coupling piece 506a on the outer skin side are supported. 50 is released from the magnetic force and attached to the back surface of the outer skin 10. On the other hand, the coupling pieces 508b to 509b and 514b to 525b on the support 50 side, and the forehead coupling piece 505b and the jaw coupling piece 506b on the support 50 side remain on the support 50 side.

図8は、外皮側の各結合片508a〜509a、514a〜525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aが付随した状態の外皮10の裏面についての説明図である。同図から明らかな通り、外皮10の裏面の額部分には外皮側額部結合片505aが、顎部分には外皮側顎部結合片506aが、眉に相当する位置周辺には左右に右側眉周辺部結合片508aと左側眉周辺部結合片509aが、眼の下位置周辺には左右に右眼直下位置結合片514aと左眼直下位置結合片515aが、頬上部周辺には左右に右頬上部結合片516aと左頬上部結合片517aが、頬下部周辺には左右に右頬下部結合片518aと左頬下部結合片519aが、口の周囲には上唇右上部結合片520a、上唇左上部結合片521a、下唇右下部結合片522a、下唇左下部結合片523a、上唇中央部結合片524a、下唇中央部結合片525aが、それぞれ接着固定されている。なお、上述した通り、各結合片同士は互いにボスとボス穴の嵌め合い構造を利用して位置決めを行いつつ磁力を介して結合可能に構成されている。また、同図から明らかな通り、外皮10の眼と口の部分には切り込みが設けられており、それらの周囲の動作部により弾性変形してそれらの切り込みは開閉可能に構成されている。   FIG. 8 is an explanatory view of the back surface of the outer skin 10 in a state where the outer skin side coupling pieces 508a to 509a and 514a to 525a, and the outer skin side forehead coupling piece 505a and the jaw part coupling piece 506a are attached. As is apparent from the figure, a skin-side forehead joint piece 505a is provided at the forehead portion of the back surface of the skin 10, a skin-side jaw joint piece 506a is provided at the jaw portion, and a right eyebrow is provided around the position corresponding to the eyebrows. Peripheral joint piece 508a and left eyebrow peripheral joint piece 509a are right and left right eye position joint piece 514a and left eye direct position joint piece 515a around the lower position of the eye, and right cheek right and left around the upper cheek. Upper joint piece 516a and left cheek upper joint piece 517a, right cheek lower joint piece 518a and left cheek lower joint piece 519a around the lower cheek, upper lip upper right joint joint 520a and upper lip left upper part around the mouth The joining piece 521a, the lower lip right lower joining piece 522a, the lower lip left lower joining piece 523a, the upper lip center portion joining piece 524a, and the lower lip center portion joining piece 525a are bonded and fixed. In addition, as above-mentioned, each coupling piece is comprised so that coupling | bonding is possible via magnetic force, positioning using the fitting structure of a boss | hub and a boss hole mutually. Further, as is clear from the figure, cuts are provided in the eyes and mouth of the outer skin 10, and the cuts are configured to be openable and closable by being elastically deformed by the operation portions around them.

このような構成によれば、各結合片対は位置決め構造を介して結合していることから、常に一定の位置に外皮10を被覆させることができ、例えば、メンテナンス等が容易となる。また、結合片同士の間では特にボスとボス穴との嵌め合い構造を採用していることから、外皮10を支持体50へと被覆する際に、結合片対が直接見えなくとも、感覚的かつ容易に適切な位置に外皮10を配置することができる。   According to such a configuration, since each pair of coupling pieces is coupled via the positioning structure, the outer skin 10 can always be covered at a fixed position, and for example, maintenance and the like are facilitated. In addition, since the fitting structure of the boss and the boss hole is adopted between the coupling pieces, when the outer skin 10 is coated on the support body 50, even if the coupling piece pair is not directly visible, it is sensory. In addition, the outer skin 10 can be easily disposed at an appropriate position.

<2.各部の動作>
次に、図9〜図18を参照しつつ、各部の構成と動作について詳細に説明する。
<2. Operation of each part>
Next, the configuration and operation of each unit will be described in detail with reference to FIGS.

<2.1 アーム部材を用いた動作>
本実施形態に係るロボット頭部1は種々の態様により動作する。図9は、左頬上部動作部517の駆動方法について説明する図であり、特に、アクチュエータ517cによりアーム部材付駆動片517bを変位動作させる例について示している。
<2.1 Operation using arm member>
The robot head 1 according to the present embodiment operates in various ways. FIG. 9 is a diagram for explaining a driving method of the left cheek upper operation unit 517, and particularly shows an example in which the arm member driving piece 517b is displaced by the actuator 517c.

同図から明らかな通り、アクチュエータ(サーボモータ)517cの出力部は、アーム部材付結合片517bの一端と接続されており、アーム部材付結合片517bの他端は外皮側に接着される左頬上部結合片517aとボスを利用した位置決め構造を介して磁力により結合されている。   As is apparent from the figure, the output portion of the actuator (servo motor) 517c is connected to one end of the connecting piece 517b with the arm member, and the other end of the connecting piece 517b with the arm member is bonded to the outer skin side. The upper coupling piece 517a and the boss are used to couple by a magnetic force through a positioning structure.

図10(a)及び図10(b)は、左頬上部結合片517aとアーム部材付結合片517bを2つの異なる角度から観察した場合の分解斜視図である。左頬上部結合片517aは、結合片本体5171aと、結合片本体5171aの一面に設けられた2つの孔部に埋設固定された2つのネオジム磁石5172aと、結合片本体5171aの他方の面に設けられた2つのボス5173aとから構成されている。一方、アーム部材付結合片517bの左頬上部結合片517aとの結合箇所には略長円形状の結合片本体部5171bが設けられ、結合片本体部5171bの左頬上部結合片517aとの結合面側には2つのボス5173aの位置と対応して2つのボス穴5173b、他方の面には前述の2つのネオジム磁石5172aの位置と対応する位置に配置された2つの孔部に埋設された2つのネオジム磁石5172bが固定されている。また、結合片本体部5171bは、鈍角を為して屈曲したアーム部5174bと一体に形成されており、当該アーム部5174bは結合片本体部5171bの他端側において環状をなしてアクチュエータ517cの出力部と結合している。   10 (a) and 10 (b) are exploded perspective views when the left cheek upper joint piece 517a and the arm member-attached joint piece 517b are observed from two different angles. The left cheek upper coupling piece 517a is provided on the coupling piece main body 5171a, two neodymium magnets 5172a embedded and fixed in two holes provided on one surface of the coupling piece main body 5171a, and the other surface of the coupling piece main body 5171a. And two bosses 5173a formed. On the other hand, a coupling portion main body portion 5171b having a substantially oval shape is provided at a position where the coupling piece with arm member 517b is coupled to the left cheek upper coupling piece 517a, and the coupling piece main body portion 5171b is coupled to the left cheek upper coupling piece 517a. Two boss holes 5173b corresponding to the positions of the two bosses 5173a are embedded on the surface side, and the other surface is embedded in two holes disposed at positions corresponding to the positions of the two neodymium magnets 5172a described above. Two neodymium magnets 5172b are fixed. Further, the coupling piece main body portion 5171b is formed integrally with an arm portion 5174b bent at an obtuse angle, and the arm portion 5174b forms an annular shape at the other end side of the coupling piece main body portion 5171b and outputs the actuator 517c. Combined with the department.

図11は、左頬上部動作部517bの駆動方法について説明する図である。まず、所定の制御部へと接続されたアクチュエータ517cが駆動されると、アクチュエータ517cの出力部は、図面中央の矢印の通り時計方向へ回転する。アクチュエータ517cの出力部と接続されたアーム部材付結合片517bは、当該出力部の出力軸を中心として時計方向へ回転し、左頬上部結合片517aを時計方向へと回転させ(図面中央左の時計周り方向の矢印)、これにより、外皮10を略上方向へと引き上げることとなる。   FIG. 11 is a diagram illustrating a driving method of the left cheek upper operation unit 517b. First, when the actuator 517c connected to a predetermined control unit is driven, the output unit of the actuator 517c rotates clockwise as indicated by an arrow in the center of the drawing. The connecting piece 517b with an arm member connected to the output portion of the actuator 517c rotates clockwise around the output shaft of the output portion, and rotates the left cheek upper connecting piece 517a clockwise (the center left of the drawing). Thus, the outer skin 10 is pulled up substantially upward.

なお、このとき、アーム長を長くする程、アーム先端部の結合片が描く軌道の曲率半径は大きくなり、結合片の変位動作はより垂直な上下動へと近似することとなる。また、アクチュエータ517cを逆方向へと回転させると、上述の回転とは逆方向の回転処理がなされる。   At this time, the longer the arm length, the larger the radius of curvature of the track drawn by the coupling piece at the tip of the arm, and the displacement movement of the coupling piece approximates a more vertical movement. Further, when the actuator 517c is rotated in the reverse direction, a rotation process in the direction opposite to the above-described rotation is performed.

以上のようにアームを用いた動作方法によれば、実際に変位する箇所と動作源となるアクチュエータとをアームを介して離間させることができるので、多数の変位動作部が集中する箇所(例えば、微妙な表情の表出を求められるような箇所)等が存在する場合であっても、頭部空間内に各部品を無理なく配置することができる。   As described above, according to the operation method using the arm, the location where the displacement is actually performed and the actuator serving as the operation source can be separated via the arm, so that the location where a large number of the displacement operation units are concentrated (for example, Even when there is a place where a delicate expression is required, etc., each component can be arranged without difficulty in the head space.

なお、ここでは左頬上部結合片517aを取り上げて例示を行ったものの、本実施形態においては、右頬上部動作部516、眼の下周辺の動作部514及び515、眉に相当する位置周辺の動作部508及び509についても、同種のアームを用いた動作方法が採用されている。   Although the left cheek upper joint piece 517a is illustrated here as an example, in the present embodiment, the right cheek upper operation unit 516, the operation units 514 and 515 in the lower periphery of the eye, and the position around the position corresponding to the eyebrows. The operation units 508 and 509 also employ an operation method using the same type of arm.

<2.2 ガイドパイプとワイヤを用いた動作>
次に、図12を参照しつつ、ガイドパイプとワイヤとを用いた左頬下部結合片519aの動作について説明する。
<2.2 Operation using guide pipe and wire>
Next, the operation of the left cheek lower joint piece 519a using the guide pipe and the wire will be described with reference to FIG.

図12は、支持体50の左側面図であり、左頬下部結合片519aの動作に関する説明図である。   FIG. 12 is a left side view of the support body 50 and is an explanatory diagram regarding the operation of the left cheek lower joint piece 519a.

まず、アクチュエータ519gが作動すると、アクチュエータ519gの出力部が、時計周り方向へと回転する。この回転に伴って、アクチュエータ519gの出力部へと所定の締結具を介して接続されたワイヤ519eが、支持体10へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ519f内を摺動する。ワイヤ519eの他端は、所定の締結具を介して延長部519cと接続され、ワイヤ519eがガイド片519dのガイド孔に直交してガイドパイプ519f内を摺動することで、左頬下部結合片519a及び519bが略後方へと変位する。また、この逆に、アクチュエータが半時計周り方向に回転すると、左頬下部結合片519a及び519bは略前方へと変位することとなる。   First, when the actuator 519g operates, the output part of the actuator 519g rotates in the clockwise direction. Along with this rotation, the wire 519e connected to the output portion of the actuator 519g via a predetermined fastener slides in the guide pipe 519f fixed to the support 10 and having a predetermined shape holding force. The other end of the wire 519e is connected to the extension 519c via a predetermined fastener, and the wire 519e slides in the guide pipe 519f perpendicularly to the guide hole of the guide piece 519d, whereby the left cheek lower joint piece 519a and 519b are displaced substantially rearward. On the contrary, when the actuator rotates counterclockwise, the left cheek lower joint pieces 519a and 519b are displaced substantially forward.

以上のようにワイヤを用いた動作方法によれば、実際に変位する箇所と動作源となるアクチュエータとをワイヤを介して離間することができるので、多数の変位動作部が集中する箇所(例えば、微妙な表情の表出を求められるような箇所)等が存在する場合であっても、頭部空間内に各部品を無理なく配置することができる。   As described above, according to the operation method using the wire, the location where the displacement is actually performed and the actuator serving as the operation source can be separated via the wire. Even when there is a place where a delicate expression is required, etc., each component can be arranged without difficulty in the head space.

また、ワイヤは所定の形状保持力を有するガイドパイプにより、その経路をガイドされているので、例えば、アクチュエータによりワイヤを引き込む又は送り出す場合であっても、変位動作部とアクチュエータとの間を結ぶ経路は常に一定となるので、アクチュエータによるワイヤの引き込み量又は送り出し量を直接的に変位動作量へと変換することができる。   In addition, since the path of the wire is guided by a guide pipe having a predetermined shape holding force, for example, even when the wire is drawn or sent out by the actuator, the path connecting the displacement operation unit and the actuator. Is always constant, so that the amount of wire drawn or delivered by the actuator can be directly converted into a displacement operation amount.

なお、同図からは必ずしも明らかでないものの、右頬下部結合片518aについても、左右対称に同様の構成が採用されている。また、本実施形態においては、ワイヤとガイドパイプを用いた駆動方法は、口周辺の各動作部、すなわち、上唇右上部動作部520、上唇左上部動作部521、下唇右下部動作部522、下唇左下部動作部523、上唇中央部動作部524、下唇中央部動作部525でも採用されている。   In addition, although not necessarily clear from the same figure, the same structure is employ | adopted symmetrically also about the right cheek lower part coupling piece 518a. Further, in the present embodiment, the driving method using the wire and the guide pipe is based on the operation units around the mouth, that is, the upper lip upper right operation unit 520, the upper lip upper left operation unit 521, the lower lip right lower operation unit 522, The lower lip lower left operation unit 523, the upper lip center operation unit 524, and the lower lip center operation unit 525 are also employed.

<2.2 上唇中央の動作>
次に、図13〜図14を参照しつつ、上唇中央部動作部524の動作について説明する。上唇中央部動作部524の構造も基本的にはガイドパイプとワイヤとを用いた駆動であるが、特に、支持体50側の上唇中央結合片524bの形状及び動作において特徴がある。
<2.2 Upper lip center movement>
Next, the operation of the upper lip center operation unit 524 will be described with reference to FIGS. The structure of the upper lip central portion operating unit 524 is basically driven using a guide pipe and a wire, but is particularly characterized in the shape and operation of the upper lip central coupling piece 524b on the support 50 side.

図13は、上唇中央部動作部524の分解斜視図である。外皮10側の上唇中央結合片524aは、一面に後述する係合部5241bとの係合部を備え他方の面にネオジム磁石5242aを埋設するための埋設孔を有し先端に外皮10との接着面5243aを有する略鍵型形状の結合片本体5241aと、結合片本体5241aの埋設孔へと埋設されて固定されるネオジム磁石5242aとから構成されている。一方、支持体50側の上唇中央結合片524bは、上述の係合部と嵌め合いにより係合する係合部5241bと、嵌め合い面の背面側に埋設固定されるネオジム磁石5242bと、V字形状を有し中央構造部材501の一端においてそのV字の頂点を水平に軸止されV字の一端の先端をワイヤ524cと、他方の先端を係合部5241bと接続したV字動力伝達部5243bとを有している。   FIG. 13 is an exploded perspective view of the upper lip center operation unit 524. The upper lip center coupling piece 524a on the outer skin 10 side has an engagement portion with an engagement portion 5241b to be described later on one surface, and has an embedding hole for embedding a neodymium magnet 5242a on the other surface, and is bonded to the outer skin 10 at the tip. The coupling piece body 5241a has a substantially key shape having a surface 5243a, and a neodymium magnet 5242a that is buried and fixed in a buried hole of the coupling piece body 5241a. On the other hand, the upper lip center coupling piece 524b on the support 50 side includes an engaging portion 5241b that engages with the engaging portion described above by fitting, a neodymium magnet 5242b that is embedded and fixed on the back side of the fitting surface, and a V-shape. A V-shaped power transmission portion 5243b having a shape and having a V-shaped apex horizontally supported at one end of the central structural member 501, with the tip of one end of the V-shape connected to the wire 524c and the other tip connected to the engaging portion 5241b. And have.

図14は、上唇中央動作部524の動作について説明する図である。図示しないアクチュエータ524eによりワイヤ524cが図面上方向に引き込まれると、V字動力伝達部5243bは、V字の頂点を中心に回転し、その一端に延在する係合部5241bとそれと係合した上唇中央結合片524aを図中の矢印の通り時計周り方向に回転させる。このように回転することで、末端の外皮10との接着面5243aが回転し、すなわち、外皮10を備えたロボット頭部1の上唇中央部は上方向に引き上げられるに連れて前方へと突き出るような変位を行うこととなる。   FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the upper lip center operation unit 524. When the wire 524c is pulled upward in the drawing by the actuator 524e (not shown), the V-shaped power transmission portion 5243b rotates around the vertex of the V-shape and the engaging portion 5241b extending to one end thereof and the upper lip engaged with the engaging portion 5241b The central coupling piece 524a is rotated in the clockwise direction as indicated by the arrow in the figure. By rotating in this way, the bonding surface 5243a with the outer skin 10 at the end rotates, that is, the central part of the upper lip of the robot head 1 provided with the outer skin 10 protrudes forward as it is pulled upward. Will be displaced.

このような構成によれば、口を前方へと突き出す、或いは窄めるような動作を写実的又は自然に表現することができる。これは、特に、例えば、「う」や「お」などを発音する際の表情などを再現しようとした場合に顕著である。   According to such a configuration, it is possible to realistically or naturally express an action of protruding or constricting the mouth forward. This is particularly noticeable when trying to reproduce, for example, a facial expression when pronounced “U” or “O”.

また、このように比較的に変位量が大きい口元の中央部分については、磁力のみではなく嵌め合いによる係合を採用することで、より確実に駆動側からの変位動作を伝達することができる。   In addition, with respect to the central portion of the mouth having a relatively large amount of displacement in this manner, the displacement operation from the drive side can be transmitted more reliably by adopting not only the magnetic force but also engagement by fitting.

<2.3 下唇中央の動作>
次に、図15及び図16を参照しつつ、下唇中央部動作部525の構成及び動作について説明する。
<2.3 Operation at the center of the lower lip>
Next, the configuration and operation of the lower lip center operation unit 525 will be described with reference to FIGS. 15 and 16.

図15は、下唇中央部動作部525の組立状態及び分解状態の斜視図である。外皮10側の下唇中央結合片525aは、接着面5251aと、接着面5251aの裏面から延び後述の係合部525bへと嵌め合いにより係合する係合部5252aとから構成されている。一方、支持体側の下唇中央結合片525bは、アクチュエータ525fにより駆動され上方に向けて延在するワイヤ525eの末端に所定の締結具を用いて接続された係合部525bを有している。なお、ワイヤ525eの略垂直方向の上下動を保証するため、ワイヤ525eは下唇中央部の直下にてガイド部525cが設けられている。また、ワイヤ525eは図示しないガイドパイプ525dによりその途中を被覆されている。   FIG. 15 is a perspective view of the assembled state and disassembled state of the lower lip center part operating unit 525. The lower lip center coupling piece 525a on the outer skin 10 side includes an adhesive surface 5251a and an engaging portion 5252a that extends from the back surface of the adhesive surface 5251a and engages with an engaging portion 525b described later by fitting. On the other hand, the lower lip center coupling piece 525b on the support side has an engagement portion 525b that is driven by an actuator 525f and connected to the end of a wire 525e that extends upward using a predetermined fastener. In order to assure vertical movement of the wire 525e in a substantially vertical direction, the wire 525e is provided with a guide portion 525c immediately below the center of the lower lip. The wire 525e is covered in the middle thereof by a guide pipe 525d (not shown).

図16は、下唇中央部動作部525の動作について説明する図である。アクチュエータ525f(図5参照)の出力部へと接続されたワイヤ525eがガイドパイプ525d内を摺動すると、下唇中央結合片525a、525bが図中の矢印の通り上下動する。これにより、外皮10の下唇中央部は略上下に変位することとなる。   FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the lower lip center portion operation unit 525. When the wire 525e connected to the output portion of the actuator 525f (see FIG. 5) slides in the guide pipe 525d, the lower lip center coupling pieces 525a and 525b move up and down as indicated by the arrows in the figure. Thereby, the center part of the lower lip of the outer skin 10 is displaced substantially vertically.

このように比較的に変位量が大きい口元の中央部分については、磁力ではなく嵌め合いによる係合を採用することで、より確実に駆動側からの変位動作を伝達することができる。   In this way, the center portion of the mouth having a relatively large amount of displacement can transmit displacement operation from the drive side more reliably by adopting engagement by fitting instead of magnetic force.

<2.4 上唇の両脇の動作>
次に、図17を参照しつつ、上唇右上部動作部520と上唇左上部動作部521の構成と動作について説明する。
<2.4 Operation on both sides of upper lip>
Next, the configuration and operation of the upper lip upper right portion operation unit 520 and the upper lip upper left operation unit 521 will be described with reference to FIG.

同図から明らかな通り、上唇右上部結合片520aは、一の面に外皮10との接着面、他方の面に2つのボス5203aを有し内部にネオジム磁石5202aを内包する空間を有する結合片本体5201aと、ネオジム磁石5202aとを有している。また、上唇右上部結合片520bは、上唇右上部結合片520aとの結合面に2つのボス穴を有し内部にネオジム磁石5203bを内包するための空間を有する結合片本体5202bと、結合片本体5202bの背面に連結されたアーム部5204bと、アーム部5204bに連結され円周上の一部が歯車形状を有する歯車部5205bとを有している。   As is apparent from the figure, the upper lip upper right portion coupling piece 520a has a bonding surface with the outer skin 10 on one surface and two bosses 5203a on the other surface, and a space containing a neodymium magnet 5202a inside. It has a main body 5201a and a neodymium magnet 5202a. Also, the upper lip upper right part coupling piece 520b includes a coupling piece main body 5202b having two boss holes on the coupling surface with the upper lip upper right part coupling piece 520a and having a space for enclosing the neodymium magnet 5203b therein, and a coupling piece main body The arm portion 5204b is connected to the back surface of 5202b, and the gear portion 5205b is connected to the arm portion 5204b and a part of the circumference has a gear shape.

一方、上唇左上部結合片521aは、一の面に外皮10との接着面、他方の面に2つのボス5213aを有し内部にネオジム磁石5212aを内包する空間を有する結合片本体5211aと、ネオジム磁石5212aとを有している。また、上唇左上部結合片521bは、上唇左上部結合片521aとの結合面に2つのボス穴5211bを有し内部にネオジム磁石5213bを内包するための空間を有する結合片本体5212bと、結合片本体5212bの背面に連結されたアーム部5214bと、アーム部5214bに連結され円周上の一部が歯車形状を有する歯車部5215bとを有している。   On the other hand, the upper lip left upper joint piece 521a is formed of a joint piece main body 5211a having a space for enclosing the neodymium magnet 5212a in the inside having two bosses 5213a on one surface and an adhesive surface with the outer skin 10 on the other surface, and neodymium. And a magnet 5212a. The upper lip left upper joint piece 521b includes a joint piece main body 5212b having two boss holes 5211b on the joint surface with the upper lip left upper joint piece 521a and a space for enclosing the neodymium magnet 5213b therein, The arm portion 5214b is connected to the back surface of the main body 5212b, and a gear portion 5215b that is connected to the arm portion 5214b and has a gear shape in a part on the circumference.

なお、上唇右上部結合片520bの歯車部5205bと上唇左上部結合片521bの歯車部5215bとは適切に歯車同士が噛み合うように(例えば、歯車のピッチ円が接するように)その中心を離間して配置されている。また、上唇左上部結合片521bの歯車部5215bの一部はワイヤ521eと接続されている。   The gear portion 5205b of the upper lip upper right joint piece 520b and the gear portion 5215b of the upper lip upper left joint piece 521b are spaced apart from each other so that the gears are properly meshed with each other (for example, the pitch circle of the gear is in contact). Are arranged. Further, a part of the gear portion 5215b of the upper lip left upper coupling piece 521b is connected to the wire 521e.

また、上述のボス5203a及びボス5213aと、ボス穴5201b及び5211bの嵌め合い深さは、他の動作部(左側眉周辺部動作部509、右側眉周辺部動作部508、左眼直下位置動作部515、右眼直下位置動作部514、左頬上部動作部517、右頬上部動作部516、左頬下部動作部519、右頬下部動作部518)におけるボスとボス穴の嵌め合い深さよりも深いよう構成されている。   The fitting depths of the boss 5203a and boss 5213a and the boss holes 5201b and 5211b described above are the other operating parts (the left eyebrow peripheral part operating part 509, the right eyebrow peripheral part operating part 508, and the position immediately below the left eye operating part). 515, right eye position operation unit 514, left cheek upper operation unit 517, right cheek upper operation unit 516, left cheek lower operation unit 519, right cheek lower operation unit 518) deeper than the fitting depth of the boss and the boss hole. It is configured as follows.

このような構成によれば、変位量が比較的に大きい口周辺の動作部と外皮とを結合している結合片対が、動作部の変位量の大きさに耐えられず外れてしまうことを防止することができる。   According to such a configuration, it is possible that the pair of coupling pieces that couple the moving portion around the mouth with a relatively large amount of displacement and the outer skin cannot withstand the magnitude of the amount of displacement of the moving portion. Can be prevented.

次に動作について説明する。アクチュエータ521f(図5参照)が作動すると、ワイヤ521eが引き込まれ或いは繰り出される。このワイヤ521eがガイドパイプ521f内を摺動すると同時に歯車部5215bが回転する。上唇右上部結合片520bと上唇左上部結合片521bとは歯車部を介して連動するよう構成されているため、上唇右上部結合片520aと上唇左上部結合片521aとは、互いに離れる方向又は互いに近づく方向に略水平方向に変位する。   Next, the operation will be described. When the actuator 521f (see FIG. 5) is actuated, the wire 521e is drawn or drawn out. As the wire 521e slides in the guide pipe 521f, the gear portion 5215b rotates at the same time. Since the upper lip upper right coupling part 520b and the upper lip upper left coupling piece 521b are configured to be linked via a gear portion, the upper lip upper right coupling part 520a and the upper lip upper left coupling piece 521a are separated from each other or from each other. Displaces in a substantially horizontal direction in the approaching direction.

上述の通り、上唇右上部結合片520aと上唇左上部結合片521aとは連動する構成となっているので、口の動きは通常左右対称であるから、口の動きを効率的かつ十分に表出することができる。   As described above, the upper lip upper right joint piece 520a and the upper lip upper left joint piece 521a are configured to be interlocked, so that the mouth movement is usually left-right symmetric, so that the mouth movement can be expressed efficiently and sufficiently. can do.

<2.5 下唇の両脇の動作>
次に、図18を参照しつつ、下唇右下部動作部522と下唇左下部動作部523の構成と動作について説明する。
<2.5 Action on both sides of lower lip>
Next, the configuration and operation of the lower lip right lower operation unit 522 and the lower lip left lower operation unit 523 will be described with reference to FIG.

同図から明らかな通り、下唇右下部結合片522aは、一の面に外皮10との接着面、他方の面に2つのボス5223aを有し内部にネオジム磁石5222aを内包する空間を有する結合片本体5221aと、ネオジム磁石5222aとを有している。また、下唇右下部結合片522bは、下唇右下部結合片522aとの結合面に2つのボス穴5221bを有し内部にネオジム磁石5223bを内包するための空間を有する結合片本体5222bと、結合片本体5222bの背面に連結されたアーム部5224bと、アーム部5224bに連結され円周上の一部が歯車形状を有する歯車部5225bとを有している。   As is clear from the figure, the lower lip right lower coupling piece 522a has a bonding surface with the outer skin 10 on one surface, two bosses 5223a on the other surface, and a space containing a neodymium magnet 5222a inside. It has a piece body 5221a and a neodymium magnet 5222a. Further, the lower lip right lower joint piece 522b has two boss holes 5221b on the joint surface with the lower lip right lower joint piece 522a, and a joint piece main body 5222b having a space for containing the neodymium magnet 5223b inside. The arm portion 5224b is connected to the back surface of the coupling piece main body 5222b, and the gear portion 5225b is connected to the arm portion 5224b and a part of the circumference thereof has a gear shape.

一方、下唇左下部結合片523aは、一の面に外皮10との接着面、他方の面に2つのボス5233aを有し内部にネオジム磁石5232aを内包する空間を有する結合片本体5231aと、ネオジム磁石5232aとを有している。また、下唇左下部結合片523bは、上唇左上部結合片523aとの結合面に2つのボス穴5231bを有し内部にネオジム磁石5233bを内包するための空間を有する結合片本体5232bと、結合片本体5232bの背面に連結されたアーム部5234bと、アーム部5234bに連結され円周上の一部が歯車形状を有する歯車部5235bとを有している。   On the other hand, the lower left lip coupling piece 523a has a bonding piece main body 5231a having a space for enclosing the neodymium magnet 5232a inside with two bosses 5233a on one surface and an adhesive surface with the outer skin 10 on the other surface, A neodymium magnet 5232a. The lower lip left lower joint piece 523b is coupled to a joint piece body 5232b having two boss holes 5231b on the joint surface with the upper lip left upper joint piece 523a and having a space for containing the neodymium magnet 5233b inside. The arm portion 5234b connected to the back surface of the piece main body 5232b, and a gear portion 5235b connected to the arm portion 5234b and having a gear shape in a part on the circumference.

なお、下唇右下部結合片522bの歯車部5225bと下唇左下部結合片523bの歯車部5235bとは適切に歯車同士が噛み合うように(例えば、歯車のピッチ円が接するように)その中心を離間して配置されている。また、下唇左下部結合片522bの歯車部5225bの一部はワイヤ522eと接続されている。   The gear portion 5225b of the lower lip right lower coupling piece 522b and the gear portion 5235b of the lower lip left lower coupling piece 523b are centered so that the gears are properly meshed with each other (for example, the pitch circle of the gear is in contact). They are spaced apart. Further, a part of the gear portion 5225b of the lower lip lower left coupling piece 522b is connected to the wire 522e.

次に動作について説明する。アクチュエータ522fが作動すると、ワイヤ522eが引き込まれ或いは繰り出される。このワイヤ522eがガイドパイプ522f内を摺動すると同時に歯車部5225bが回転する。下唇右下部結合片522bと下唇左下部結合片522bとは歯車部を介して連動するよう構成されているため、下唇右下部結合片522aと下唇左下部結合片523aとは、互いに離れる方向又は互いに近づく方向に略水平方向に変位する。   Next, the operation will be described. When the actuator 522f is operated, the wire 522e is drawn or drawn out. As the wire 522e slides in the guide pipe 522f, the gear portion 5225b rotates. Since the lower lip right lower joint piece 522b and the lower lip left lower joint piece 522b are configured to be linked via a gear portion, the lower lip right lower joint piece 522a and the lower lip left lower lower joint piece 523a are mutually connected. Displacement in a substantially horizontal direction in a direction away from each other or a direction approaching each other.

上述の通り、下唇右下部結合片522aと下唇左下部結合片523aとは連動する構成となっているので、口の動きは通常左右対称であるから、口の動きを効率的かつ十分に表出することができる。   As described above, since the lower lip right lower joint piece 522a and the lower lip lower left joint piece 523a are interlocked with each other, the movement of the mouth is usually symmetrical, so that the movement of the mouth can be efficiently and sufficiently performed. Can be expressed.

また、唇の周囲は、外皮10の裏面から、上唇右上部動作部520、上唇中央部動作部524、上唇左上部動作部521、下唇右下部動作部522、下唇中央部動作部525、下唇左下部動作部523の6点により支持されている。そのため、適切な制御により、中央部は略垂直方向、両脇部は略水平左右方向に弾性変形し、又、それらの弾性変形が組み合わされるので、人間のような写実的な口の動きを再現させることができる。   Further, the periphery of the lips is from the back surface of the outer skin 10 to the upper lip upper right part operation part 520, the upper lip center part operation part 524, the upper lip left upper part action part 521, the lower lip right lower part action part 522, the lower lip center part action part 525, It is supported by 6 points of the lower lip lower left operation part 523. Therefore, with proper control, the central part is elastically deformed in a substantially vertical direction, both side parts are elastically deformed in a horizontal and horizontal direction, and these elastic deformations are combined to reproduce realistic movements of the mouth like humans. Can be made.

さらに、上述の唇周辺の6点の動作に合わせて、右頬下部動作部518、左頬下部動作部519の頬に沿った前後方向の動作を合わせることで、口元だけでなく頬の動きまで含めた写実的な口の動きを再現することができる。   Furthermore, in accordance with the movements of the six points around the lips described above, the movements of the right cheek lower part operation unit 518 and the left cheek lower part operation part 519 along the front and rear directions are combined, so that not only the mouth but also the movement of the cheeks can be achieved. The realistic mouth movements can be reproduced.

<3.動作例>
次に、図19を参照しつつ、口周辺の各動作部を協調させて動作させた場合の口の動作例について説明する。
<3. Example of operation>
Next, referring to FIG. 19, an example of mouth operation when the operation units around the mouth are operated in cooperation will be described.

図19(a)は、日本語の母音の「あ」を発声する際の口の形、すなわち、口を上下に開く口の形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「あ」を発声する際、顎部結合部品506が下方に変位する。そのため、下唇右下部動作部522と、下唇左下部動作部523と、下唇中央部動作部525が全体として顎部結合部品506と共に下方に変位する。   FIG. 19 (a) is a diagram showing the shape of the mouth when uttering the Japanese vowel “a”, that is, how to move each motion part when reproducing the mouth shape that opens the mouth up and down using arrows. It is shown. When speaking “A”, the jaw joint component 506 is displaced downward. Therefore, the lower lip right lower operation unit 522, the lower lip lower left operation unit 523, and the lower lip center operation unit 525 are displaced downward together with the jaw joint component 506 as a whole.

図19(b)は、日本語の母音の「い」を発声する際の口の形、すなわち、口を左右に引き付ける口の形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「い」を発声する際、右頬下部動作部518、上唇右上部動作部520、下唇右下部動作部522は所定量だけ右方向(外側方向)へ、左頬下部動作部519、上唇左上部動作部521、下唇左下部動作部523は所定量だけ左方向(外側方向)へ変位する。   FIG. 19 (b) shows the movement of each action part when reproducing the shape of the mouth when uttering the Japanese vowel “I”, that is, the shape of the mouth that attracts the mouth to the left and right using arrows. It is shown. When saying “I”, the right cheek lower part operation unit 518, the upper lip upper right part operation part 520, and the lower lip right lower part operation part 522 are moved to the right (outward direction) by a predetermined amount, the left cheek lower part operation unit 519, and the upper lip upper left part The part operation unit 521 and the lower lip lower left operation unit 523 are displaced leftward (outward direction) by a predetermined amount.

図19(c)は、日本語の母音の「う」を発声する際の口の形、すなわち、口を突き出す或いは窄めた形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「う」を発声する際、上唇右上部動作部520、下唇右下部動作部522は所定量だけ左方向(内側方向)へ、上唇左上部動作部521、下唇左下部動作部523は所定量だけ右方向(内側方向)へ、上唇中央部動作部524及び下唇中央部動作部525は上方へ所定量だけ変位する。   FIG. 19 (c) shows the shape of the mouth when uttering the Japanese vowel “U”, that is, how to move each action part when reproducing the mouth protruding or constricted shape using arrows. It is shown. When “U” is uttered, the upper lip upper right motion unit 520 and the lower lip right lower motion unit 522 move leftward (inward) by a predetermined amount, and the upper lip upper left motion unit 521 and lower lip lower left motion unit 523 The upper lip central part operating unit 524 and the lower lip central part operating unit 525 are displaced upward by a predetermined amount in the right direction (inward direction) by a fixed amount.

図19(d)は、日本語の母音の「え」を発声する際の口の形、すなわち、口を上下に開くと共に軽く頬を左右に引き付ける口の形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「え」を発声する際、顎部結合部品506は下方に、右頬下部動作部518は所定量だけ右方向(外側方向)へ、左頬下部動作部519は所定量だけ左方向(外側方向)へ変位する。   FIG. 19D shows the shape of the mouth when the Japanese vowel “e” is uttered, that is, the shape of the mouth when the mouth is opened up and down and the cheek is gently pulled to the left and right. The way of movement is shown using arrows. When uttering “e”, the jaw coupling component 506 is downward, the right cheek lower motion part 518 is rightward (outward direction) by a predetermined amount, and the left cheek lower motion part 519 is leftward (outward direction) by a predetermined amount. ).

図19(e)は、日本語の母音の「お」を発声する際の口の形、すなわち、口を窄めつつ上下へ開いた形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「お」を発声する際、上唇右上部動作部520、下唇右下部動作部522は所定量だけ左方向(内側方向)へ、上唇左上部動作部521、下唇左下部動作部523は所定量だけ右方向(内側方向)へ、上唇中央部動作部524は所定量だけ上方へ、下唇中央部動作部525は所定量だけ下方へ変位する。   FIG. 19 (e) shows an arrow about how to move each motion part when reproducing the shape of the mouth when uttering the Japanese vowel “o”, that is, when the mouth is narrowed and opened up and down. It is shown using. When “O” is uttered, the upper lip upper right motion unit 520 and the lower lip right lower motion unit 522 move leftward (inward) by a predetermined amount, while the upper lip upper left motion unit 521 and lower lip lower left motion unit 523 The upper lip center portion operating unit 524 is displaced upward by a predetermined amount, and the lower lip center portion operating portion 525 is displaced downward by a predetermined amount by a predetermined amount to the right (inward direction).

以上のように、適切な制御により、中央部は略垂直方向、両脇部は略水平左右方向に弾性変形し、又、それらの弾性変形が組み合わされるので、人間のような写実的な口の動きを再現させることができる。さらに、上述の唇周辺の6点の動作に合わせて、右頬下部動作部518、左頬下部動作部519の頬に沿った前後方向の動作を合わせることで、口元だけでなく頬の動きまで含めた写実的な口の動きを再現することができる。   As described above, with appropriate control, the central portion is elastically deformed in a substantially vertical direction and the both side portions are substantially horizontally deformed in the horizontal and horizontal directions, and these elastic deformations are combined. The movement can be reproduced. Furthermore, in accordance with the movements of the six points around the lips described above, the movements of the right cheek lower part operation unit 518 and the left cheek lower part operation part 519 along the front and rear directions are combined, so that not only the mouth but also the movement of the cheeks can be achieved. The realistic mouth movements can be reproduced.

<4.変形例>
本発明は、上述の実施形態に限定されない。従って、種々の変形が可能である。
<4. Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiment. Therefore, various modifications are possible.

上述の実施形態では、下唇右下部動作部520と下唇左下部動作部521とは、歯車同士の噛み合いを介して連動するよう構成されている。しかしながら、本発明はこのような構成に限定されない。従って、例えば、図20に示すように、左右独立に動作するよう構成してもよい。図20は、変形例に係る支持体50の左側面図である。同図から明らかな通り、磁力を介して結合された下唇左下部結合片530a、530bから延びるワイヤ530gは、第1のガイドパイプ支持片530cと第2のガイドパイプ支持片530fの間を結ぶガイドパイプ530dへと挿通され、その末端は所定の締結具を介してアクチュエータ530hの出力部へと接続されている。なお、同図中の拡大図からも明らかな通り、ガイドパイプ530dの両端は、第1のガイドパイプ支持片530c内部の所定の面、及び第2のガイドパイプ支持片530f内部の所定の面と当接し、固定されている。すなわち、このような構成によれば、アクチュエータ530hを作動させ、ワイヤを送り出し又は引き込むことで、下唇左下部結合片530a、530bを略水平左右方向に変位させることができる。このような構成を左右に配置することで、下唇右下部動作部520と下唇左下部動作部521とを独立に動作させることが可能となる。なお、これは上唇の両脇部でも同様である。   In the above-described embodiment, the lower lip lower right operation unit 520 and the lower lip lower left operation unit 521 are configured to interlock with each other through meshing of gears. However, the present invention is not limited to such a configuration. Therefore, for example, as shown in FIG. FIG. 20 is a left side view of a support 50 according to a modification. As is apparent from the figure, the wire 530g extending from the lower left lip lower coupling piece 530a, 530b coupled via magnetic force connects the first guide pipe support piece 530c and the second guide pipe support piece 530f. The guide pipe is inserted into the guide pipe 530d, and the end thereof is connected to the output portion of the actuator 530h through a predetermined fastener. As is clear from the enlarged view in the figure, both ends of the guide pipe 530d are connected to a predetermined surface inside the first guide pipe support piece 530c and a predetermined surface inside the second guide pipe support piece 530f. Abutted and fixed. That is, according to such a configuration, the lower lip left lower joint pieces 530a and 530b can be displaced in the substantially horizontal left-right direction by operating the actuator 530h and feeding or drawing the wire. By disposing such a configuration on the left and right, the lower lip right lower operation unit 520 and the lower lip left lower operation unit 521 can be operated independently. This also applies to both sides of the upper lip.

また、上述の実施形態では、各結合片に設けられた磁石の磁力を介して各結合片同士を結合させる構成とした。しかしながら、磁力による結合を行うにあたっては、必ずしも両結合片に磁石を設ける必要はない。従って、例えば、結合片の一方に磁石を設け、他方を所定の金属等から成る磁性体として磁力による結合を実現してもよい。   Moreover, in the above-mentioned embodiment, it was set as the structure which couple | bonds each coupling piece via the magnetic force of the magnet provided in each coupling piece. However, when performing coupling by magnetic force, it is not always necessary to provide magnets on both coupling pieces. Therefore, for example, a magnet may be provided on one of the coupling pieces and the other may be a magnetic body made of a predetermined metal or the like to realize coupling by magnetic force.

さらに、上述の実施形態においては、磁石としてネオジム磁石を採用した。ネオジム磁石は、その強い結合力の観点から採用されたものではあるが、本発明は必ずしもこのような構成に限定されない。従って、例えば、他の希土類磁石であるサマリウムコバルト磁石、ブラセオジム磁石、サマリウム鉄窒素磁石等を採用することも可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, a neodymium magnet is employed as the magnet. The neodymium magnet is adopted from the viewpoint of its strong binding force, but the present invention is not necessarily limited to such a configuration. Therefore, for example, other rare earth magnets such as a samarium cobalt magnet, a braseodymium magnet, and a samarium iron nitrogen magnet can be employed.

本発明は、ロボット、特に、所定の支持体へと弾性素材の外皮を被せて成るロボットを製造等する産業等にて利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in industries that manufacture robots, in particular, robots in which a predetermined support is covered with an elastic material skin.

1 ロボット頭部
10 外皮
50 支持体
501 中央構造部材
502 台部
503 左側構造部材
504 右側構造部材
505 額部結合部品
506 顎部結合部品
508 右側眉周辺部動作部
509 左側眉周辺部動作部
510 左眼瞼動作部
511 右目瞼動作部
512 右眼球部
513 左眼球部
514 右眼直下位置動作部
515 左眼直下位置動作部
516 右頬上部動作部
517 左頬上部動作部
518 右頬下部動作部
519 左頬下部動作部
520 上唇右上部動作部
521 上唇左上部動作部
522 下唇右下部動作部
523 下唇左下部動作部
524 上唇中央部動作部
525 下唇中央部動作部
530 下唇左下部動作部(変形例)

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Robot head 10 Outer skin 50 Support body 501 Central structural member 502 Base part 503 Left structural member 504 Right structural member 505 Forehead joint part 506 Jaw part joint part 508 Right eyebrow peripheral action part 509 Left eyebrow peripheral action part 510 Left Eyelid movement section 511 Right eyelid movement section 512 Right eyeball section 513 Left eyeball section 514 Right eye position operation section 515 Left eye position operation section 516 Right cheek upper operation section 517 Left cheek upper operation section 518 Right cheek lower operation section 519 Left Lower cheek operation unit 520 Upper lip upper right operation unit 521 Upper lip upper left operation unit 522 Lower lip lower right operation unit 523 Lower lip lower left operation unit 524 Upper lip center operation unit 525 Lower lip center operation unit 530 Lower lip lower left operation unit (Modification)

Claims (8)

変位動作を行う複数の動作部を有する支持体と、弾性素材から成り前記支持体を被覆する外皮とを備え、前記動作部の変位動作に伴って前記外皮の一部又は全体を弾性変形させるロボットにおいて、
前記外皮は、上唇と下唇に相当する領域を有しており、
前記外皮の上唇に相当する領域は、その裏面において、上唇の中央領域周辺、及び、前記上唇の両脇領域周辺の各領域の3カ所で、それぞれ、前記支持体に設けられた第1の動作部、第2の動作部及び第3の動作部と結合され、
前記外皮の下唇に相当する領域は、その裏面において、下唇の中央領域周辺、及び、前記下唇の両脇領域周辺の各領域の3カ所で、それぞれ、前記支持体に設けられた第4の動作部、第5の動作部及び第6の動作部と結合され、
前記上唇及び前記下唇の各中央領域周辺に対応する前記第1の動作部及び前記第4の動作部は、それぞれ略垂直方向に変位し、それにより、前記上唇の中央領域周辺と下唇の中央領域周辺を略垂直方向に弾性変形させ、
前記上唇及び前記下唇の各両脇領域周辺に対応する前記第2及び前記第3の動作部、及び、前記第5及び前記第6の動作部は、それぞれ略水平方向に変位し、それにより、前記上唇の両脇領域周辺、及び、前記下唇の両脇領域周辺をそれぞれ略水平方向に弾性変形させる、ロボット。
A robot comprising a support having a plurality of operating parts for performing a displacement operation and an outer skin made of an elastic material and covering the support, and elastically deforming a part or the whole of the outer skin in accordance with the displacement operation of the operating part In
The outer skin has a region corresponding to the upper lip and the lower lip,
The region corresponding to the upper lip of the outer skin is a first operation provided on the support at three locations on the back surface, around the central region of the upper lip and around each side region of the upper lip. Unit, the second operation unit, and the third operation unit,
The area corresponding to the lower lip of the outer skin is provided on the support at three locations, on the back surface thereof, around the center area of the lower lip and around each side area of the lower lip. 4 operating parts, a fifth operating part and a sixth operating part,
The first operating portion and the fourth operating portion corresponding to the periphery of the central region of the upper lip and the lower lip are displaced in a substantially vertical direction, respectively, so that the periphery of the central region of the upper lip and the lower lip Elastically deform around the center area in a substantially vertical direction,
The second and third action portions and the fifth and sixth action portions corresponding to the periphery of each side region of the upper lip and the lower lip are displaced in a substantially horizontal direction, respectively. A robot that elastically deforms the vicinity of both sides of the upper lip and the vicinity of both sides of the lower lip in a substantially horizontal direction.
前記ロボットにおいて、
前記外皮は、さらに上唇及び下唇の両脇に配置された左右の頬領域を有しており、
前記左右の頬領域は、その裏面において、右頬領域周辺及び左頬領域周辺で、それぞれ、前記支持体に設けられた第7の動作部及び第8の動作部と結合され、
前記第7の動作部及び前記第8の動作部は、それぞれ外皮に沿って略前後方向に変位し、それにより、前記左右の頬領域を弾性変形させる、請求項1に記載のロボット。
In the robot,
The outer skin further has left and right cheek regions arranged on both sides of the upper lip and the lower lip,
The left and right cheek regions are combined with a seventh operation unit and an eighth operation unit provided on the support, respectively, around the right cheek region and the left cheek region on the back surface,
2. The robot according to claim 1, wherein the seventh operation unit and the eighth operation unit are displaced substantially in the front-rear direction along the outer skin, thereby elastically deforming the left and right cheek regions.
前記2及び第3の動作部又は前記第5及び第6の動作部は、それぞれ互いに連動しており、前記外皮の前記上唇に相当する領域又は前記下唇に相当する領域を窄めるか又は両脇に広げるよう弾性変形させる、請求項1に記載のロボット。   The second and third action parts or the fifth and sixth action parts are interlocked with each other, and narrow the area corresponding to the upper lip or the lower lip of the outer skin, or The robot according to claim 1, wherein the robot is elastically deformed so as to spread on both sides. 前記第1の動作部は、略垂直方向に変位する際、前記外皮を前方方向へと押し出すように変位し、これにより、前記上唇の中央領域周辺を突き出たように弾性変形させる、請求項1に記載のロボット。   The first operating portion is displaced so as to push the outer skin forward when displaced in a substantially vertical direction, and thereby elastically deforms so as to protrude around the central region of the upper lip. The robot described in 1. 前記上唇の両脇周辺の各領域は、それぞれ、前記支持体の前記第2の動作部及び前記第3の動作部と、着脱自在な第2及び第3の結合片対を介して結合しており、
前記下唇の両脇の各領域は、それぞれ、前記支持体の第5の動作部及び第6の動作部と着脱自在な第5及び第6の結合片対を介して結合しており、
前記第2及び前記第3の結合片対、及び前記第5及び前記第6の結合片対は、それぞれ、位置決め構造をその結合面に有しており、磁力を介して互いに結合されている、請求項1に記載のロボット。
The regions around the sides of the upper lip are respectively coupled to the second operating portion and the third operating portion of the support through detachable second and third coupling piece pairs. And
The regions on both sides of the lower lip are respectively coupled to the fifth and sixth operating portions of the support through detachable fifth and sixth coupling piece pairs,
The second and third coupling piece pairs, and the fifth and sixth coupling piece pairs each have a positioning structure on their coupling surfaces, and are coupled to each other via magnetic force. The robot according to claim 1.
前記上唇の中央領域周辺と前記下唇の中央領域周辺は、それぞれ、前記第1の動作部及び前記第4の動作部と、嵌め合いによる係止構造を介して結合されている、請求項1に記載のロボット。   The periphery of the central region of the upper lip and the periphery of the central region of the lower lip are coupled to the first operating portion and the fourth operating portion, respectively, via a locking structure by fitting. The robot described in 1. 前記ロボットは、さらに、
前記支持体へと固定されたアクチュエータと、
前記支持体へと固定されたガイドパイプと、
前記ガイドパイプへと挿通され、一端が前記アクチュエータ、他端が前記動作部と結合されたワイヤと、を有し、
前記ワイヤが前記アクチュエータにより駆動されて送り出され又は引き込まれることにより、前記第1の動作部乃至前記第6の動作部が変位動作を行う、請求項1に記載のロボット。
The robot further includes:
An actuator fixed to the support;
A guide pipe fixed to the support;
A wire inserted into the guide pipe, one end of which is the actuator and the other end is coupled to the operating portion;
The robot according to claim 1, wherein the first operation unit to the sixth operation unit perform a displacement operation when the wire is driven by the actuator to be sent out or pulled in.
前記支持体は、開閉するよう変位可能な顎部品を備え、
前記第4の動作部、前記第5の動作部及び前記第6の動作部は、前記支持体の顎部品上に備えられている、請求項1に記載のロボット。
The support comprises a jaw part that is displaceable to open and close;
The robot according to claim 1, wherein the fourth operation unit, the fifth operation unit, and the sixth operation unit are provided on a jaw part of the support.
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