JP2019005513A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットを少量しか製造しない場合でも、そのロボットの頭部や胴部を安価に製造することができ、延いてはロボット１台当りの価格を安価にすることができるロボットを提供する。【解決手段】ロボット１は、胴部５と、胴部５に連結された頭部３とを備える。胴部５および頭部３の外形に沿って配設された骨格の部材を、屈曲形成されたワイヤ状の枠部材によりそれぞれ構成する。柔軟性を有するシート状の頭殻部材１１および胴殻部材１５により各枠部材の周囲をそれぞれ囲繞する。頭殻部材１１および胴殻部材１５は、外部に露出する外表面側と、該外表面側とは反対側の裏面側とを有し、外表面側の表面により胴部５および頭部３の外形を構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、頭部および胴部を備えたロボットに関するものである。

特許文献１に示されている従来のロボットは、頭部および胴部を備えている。これらの頭部および胴部は、合成樹脂により構成されており、射出成形や注型成形等により成形されている。

特開２０１３−９０７５８号公報

しかしながら、頭部や胴部を射出成形や注型成形により成形すると、ロボットを少量しか製造しない場合は、ロボット１台当りの製造コストが高額になるという問題があった。

本発明は、このような問題を解消するためになされたもので、ロボットを少量しか製造しない場合でも、そのロボットの頭部や胴部を安価に製造することができ、延いてはロボット１台当りの価格を安価にすることができるロボットを提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るロボットは、胴部と、該胴部に連結された頭部とを備えたロボットにおいて、前記胴部および前記頭部のうち少なくとも何れか一方の外形に沿って配設された骨格の部材を、屈曲形成されたワイヤ状の枠部材により構成する一方、柔軟性を有するシート状の部材により前記枠部材の周囲を囲繞し、前記シート状の部材は、外部に露出する外表面側と、該外表面側とは反対側の裏面側とを有し、前記外表面側の表面により前記外形を構成したことを特徴とするものである。

請求項２に記載した発明に係るロボットは、請求項１に記載のロボットにおいて、前記シート状の部材は、その厚さ方向に二層の部材を有し、これらの二層の部材は、前記外表面側を構成する表層部材と、前記裏面側を構成する裏層部材とからなり、前記裏層部材は、前記表層部材より厚いことを特徴とするものである。

請求項３に記載した発明に係るロボットは、請求項１または請求項２に記載のロボットにおいて、前記枠部材は、略同一の形状に屈曲形成され、互いに所定の間隔を隔てて配列された複数の枠部材片からなることを特徴とするものである。
請求項４に記載した発明に係るロボットは、請求項３に記載のロボットにおいて、前記複数の枠部材片は、直線状に延びる軸芯の回りに、該軸芯に直交する方向に互いに所定の間隔を隔てて配列されていることを特徴とするものである。

請求項５に記載した発明に係るロボットは、請求項４に記載のロボットにおいて、前記胴部および前記頭部のうち少なくとも頭部の外形に沿って配設された骨格の部材を、屈曲形成されたワイヤ状の枠部材により構成する一方、前記軸芯は、前記頭部の上下方向に沿って延び、前記軸芯に交差する面方向に広がる盤状の支持部材の外周部により前記複数の枠部材片の長手方向中途部がそれぞれ支持され、前記支持部材の面方向中央部は揺動アームの一端部に結着され、前記揺動アームの他端部は、回動軸を介して前記胴部に回動可能に支持され、前記頭部は、駆動装置の駆動力により前記胴部に対して前記回動軸の軸芯回りに相対揺動可能に構成されていることを特徴とするものである。

請求項１記載の発明によれば、ロボットの胴部および頭部のうち少なくとも何れか一方の外形に沿って配設された骨格の部材を、屈曲形成されたワイヤ状の枠部材により構成する一方、柔軟性を有するシート状の部材により枠部材の周囲を囲繞し、そのシート状の部材の表面により外形を構成している。このため、ワイヤ状の枠部材を適宜屈曲することで簡単に所望の立体形状に形成することができる。また、枠部材を屈曲形成するので射出成形や注型成形等のための大掛かりな装置を必要としない分、ロボットを少量しか製造しない場合でも、そのロボットの頭部または胴部を安価に製造することができ、延いてはロボット１台当りの価格を安価にすることができる。

請求項２記載の発明によれば、シート状の部材は、その厚さ方向に二層の部材を有し、これらの二層の部材は、外表面側を構成する表層部材と、裏面側を構成する裏層部材とからなり、裏層部材は表層部材より厚く構成されている。このため、骨格の部材を構成するワイヤ状の枠部材をシート状の部材により囲繞したとき、枠部材の骨張った外形形状が裏層部材により緩和されて丸味を帯び、その結果、表層部材も丸味を帯びるため、頭部または胴部の見栄えを良好にすることができる。
請求項３記載の発明によれば、枠部材は、略同一の形状に屈曲形成され、互いに所定の間隔を隔てて配列された複数の枠部材片からなる。このため、枠部材片を１個ずつ製造するようにすれば、小さな製造設備で済むだけでなく、ロボットを少量しか製造しない場合でも１台当たりに必要な枠部材片の数量は少なくないので、前記製造設備を使用して製造する枠部材片の数量は多くなり結果的に枠部材を安価に製造することができる。

請求項４記載の発明によれば、複数の枠部材片は、直線状に延びる軸芯の回りに互いに所定の間隔を隔てて配列されている。このため、頭部または胴部の骨格をなす枠部材を単純な構造で立体的に構成することができる。
請求項５記載の発明によれば、盤状の支持部材の外周部により複数の枠部材片の長手方向中途部がそれぞれ支持され、支持部材の面方向中央部は揺動アームの一端部に結着され、揺動アームの他端部は回動軸を介して胴部に回動可能に支持され、駆動装置の駆動力により胴部に対して回動軸の軸芯回りに頭部が相対揺動可能に構成されている。このため、頭部の中央部に一端部が結着された揺動アームの他端部が回動可能に胴部に支持される結果、頭部は、胴部に対して安定的に支持された状態で相対揺動することができる。

本発明の実施の形態に係るロボットの外観を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係るロボットを、その頭部および胴部の表面部材を取り除いた状態を示す正面図である。 図２に示すロボットを右側方から見た状態を示す右側面図である。 図２に示すロボットを、一部の構成部材を破断して左側方から見た状態を示す左側面図である。 本発明の実施の形態に係るロボットを上方から見た状態を示す上面図である。 図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面を示す図である。

図２の中央部分を拡大して示す図である。 図３の中央部分を拡大して示す図である。 図４の中央部分を拡大して示す図である。 （１）図は図２の上部を拡大して示す図であり、（２）図は同（１）図で示した部分を破断して示す図である。 図６の中央部分を拡大して示す図である。 （１）図は図１の矢視Ｂで示す部分を破断し拡大して示す図であり、（２）図は図１の矢視Ｃで示す部分を破断し拡大して示す図である。 図２の矢視Ｄ−Ｄ線に沿う断面を示す図である。 図１３において断面を示した図の中央部分を拡大して示す図である。 図２の下側の一部分を拡大して示す図である。 図１４の矢視Ｅ−Ｅ線に沿う断面を示す図である。 図２に示すロボットを下方から見た状態を示す底面図である。

以下、本発明に係る実施の形態を図１ないし図１７を参照して詳細に説明する。図１において符号１で示すものは、本実施の形態に係るロボットであり、ロボット１は、人間の形態をデフォルメして構成された人型のロボットである。図１はロボット１を正面から見た状態を示し、図１，図２，図５，図６および図１７において、矢印Ｌで示す方向はロボット１を正面から見て左方向を示し、矢印Ｒで示す方向はロボット１を正面から見て右方向を示す。また、図３および図４において、矢印Ｆで示す方向はロボット１の前方を示す。以下の説明でロボット１の各構成部材に関して使用する前・後、左・右および上・下の語句は、各構成部材がロボット１に組み付けられた状態において、ロボット１を正面から見たときの各構成部材の方向を指すものとする。なお、各図において、部材が作図上、破断されたり他の部材に一部が隠されて描かれたことで、それが同じ部材であることが分かり難い場合には、同じ部材であることを明確にするために括弧書きで同一の符号を記している。

図１に示すように、ロボット１は、球体状の頭部３と円錐台状の胴部５と脚部７とを備えている。図１に加え図２ないし図４に示すように、頭部３は、該頭部３の骨格を構成する頭部フレーム９と、該頭部フレーム９の周囲を囲繞し、頭部３の外表面部を構成する頭殻部材１１とを備えている。頭殻部材１１は、本発明でいう「シート状の部材」を構成する。頭殻部材１１の表面には、鼻，口，耳，頭髪等の図形（図示せず）および後述する左右一対の目１１ｂ，１１ｂが描かれている。胴部５は、該胴部５の骨格を構成する胴部フレーム１３と、該胴部フレーム１３の周囲を囲繞し、胴部５の外表面部を構成する胴殻部材１５とを備えている。胴殻部材１５は、本発明でいう「シート状の部材」を構成する。胴殻部材１５の表面には、着物等の図柄（図示せず）が描かれている。頭部フレーム９および胴部フレーム１３の素材は、鉄またはアルミニウム等の金属で構成されている。

頭部フレーム９は、その上下方向中央部に配設された円盤状の大径プレート１７と、該大径プレート１７の上面の中央部に固定された円筒状の頭部側保持部材１９と、大径プレート１７の下方の離間した位置に配置され、大径プレート１７の下面の中央部に３本の円管状の下部支柱２１を介して固定された円盤状の小径プレート２３と、上端部と下端部とが頭部側保持部材１９と小径プレート２３とにそれぞれ取り付けられた複数の第一枠部材２５…と、後述する揺動アーム４１とを備えている。大径プレート１７は小径プレート２３より大きな寸法で形成され、両プレート１７，２３は、それらの面方向が互いに平行になるように配置されている。
大径プレート１７は本発明でいう「盤状の支持部材」を構成し、複数の第一枠部材２５…は本発明でいう「ワイヤ状の部材」を構成し、これらの第一枠部材２５の１個ずつは本発明でいう「枠部材片」を構成する。各第一枠部材２５は、その横断面の形状が円形のワイヤ状の部材からなり、頭部３の上方から見て外側方に向かって湾曲するように円弧状に屈曲形成され、互いに略同一の形状に屈曲形成されている。各第一枠部材２５は、頭部３の上下方向に直線状に延びる軸芯Ｏ１（図１および図５参照）を中心にして該軸芯Ｏ１回りの円周方向（軸芯Ｏ１に直交する方向）に互いに所定の間隔を隔てて配列されている。

図５および図６を参照して説明すると、大径プレート１７は、前記軸芯Ｏ１に交差する面方向（本実施の形態では直交する面方向）に広がる盤状に形成されており、円環状の大径部１７ａと、該大径部１７ａの中央部に位置する円形状のハブ部１７ｂと、ハブ部１７ｂから大径部１７ａに向かって放射状に延びハブ部１７ｂと大径部１７ａとを連結する複数のスポーク部１７ｃ…とを備えている。各スポーク部１７ｃは、軸芯Ｏ１回りに等角度間隔で大径部１７ａに向かって放射状に延びている。
次に、図５に加え図７，図８および図９参照して説明すると、頭部側保持部材１９は、その下端部の外周面にそれぞれ２個のリベット３３，３３により結着された４個のＬ字状の第一ステー３５…を介して大径プレート１７のハブ部１７ｂの上面に固定され、大径プレート１７の上面に直交する上方向に延びている。大径プレート１７のハブ部１７ｂの下面には、それぞれ２個のリベット３７，３７により結着された４個のＬ字状の第二ステー３９…を介して四角筒状の揺動アーム４１の一端部（上端部）が結着され、揺動アーム４１は大径プレート１７の下面に直交する下方向に延び、揺動アーム４１の他端部（下端部）は胴部５に支持されている。

４個のＬ字状の第一ステー３５…の下面と４個のＬ字状の第二ステー３９…の上面との間に大径プレート１７のハブ部１７ｂが挟持された状態で、これら第一ステー３５…，第二ステー３９…およびハブ部１７ｂに、同軸に穿設された各貫通孔にボルト４３がそれぞれ挿通され、これらのボルト４３にナット４５がそれぞれ螺着されることで各第一ステー３５…および各第二ステー３９…がハブ部１７ｂに締結固定されている。
図１０の（１）図および（２）図に示すように、頭部側保持部材１９の上端部の外周面には、頭部側保持部材１９の軸芯（軸芯Ｏ１と一致）に沿う方向に長い複数の長孔４７…が該軸芯回りに等角度間隔を隔てて穿設されており、これらの長孔４７には、各第一枠部材２５の上端部がそれぞれ挿通されている。頭部側保持部材１９の上端には、中央部に貫通孔が穿設され頭部側保持部材１９の外径寸法と同一の外径を有する円盤状の座金４９が載置され、頭部側保持部材１９の上端部内には、短い円柱状の係止部材５１が挿入されている。係止部材５１の下端部の外周に形成された鍔部５１ａの上面と頭部側保持部材１９の各長孔４７の上縁との間で各第一枠部材２５の上端部がそれぞれ挟持された状態で、座金４９の貫通孔に挿通された雄ねじ部材５３が、係止部材５１の軸芯に沿って刻設された雌ねじ孔に螺着されている。各長孔４７に挿通され頭部側保持部材１９の上端部内に延びた各第一枠部材２５の上端部は、係止部材５１の外周面に沿いつつ上方に向かうよう屈曲形成されている。而して、各第一枠部材２５の上端部は、各長孔４７から抜け出ることなく頭部側保持部材１９の上端部に強固に係止される。

各第一枠部材２５の長手方向中途部（本実施の形態では長手方向中央部）は、大径プレート１７の外周部に、その円周方向に等間隔に穿設された複数の貫通孔にそれぞれ挿通されて支持されている。これらの貫通孔は、各第一枠部材２５の外径寸法よりやや大きな内径に形成されている。各第一枠部材２５の下端部は、小径プレート２３の面方向と直交するように下方に向かって屈曲形成され、小径プレート２３の外周部にその円周方向に等間隔に穿設された複数の貫通孔にそれぞれ挿通されている。これらの貫通孔から下方に向かって突出した各第一枠部材２５の下端部は、その外周部に円管状の把持部材５５（図７，図８および図１１参照）が嵌合されたのち縮径方向に緊締されて結着され、小径プレート２３の各貫通孔から抜け出ないように構成されている。

而して、各第一枠部材２５の長手方向中間部が大径プレート１７の外周部により支持される一方、大径プレート１７の上面に結着された頭部側保持部材１９と、各下部支柱２１を介して大径プレート１７の下面に結着された小径プレート２３とにより各第一枠部材２５の上端部と下端部とがそれぞれ支持されている。
小径プレート２３の中央部は、略円形状の開口２３ａが形成されており、該開口２３ａの周縁の近傍にその円周方向に等間隔に３つの貫通孔が穿設され、これらの３つの貫通孔に対向する大径プレート１７のハブ部１７ｂの位置にも３つの貫通孔が穿設されている。それぞれ３つの貫通孔が穿設された大径プレート１７の部位と小径プレート２３の部位との間には下部支柱２１がそれぞれ配置され、大径プレート１７および小径プレート２３のそれぞれの３つの貫通孔に挿通されたボルト５７が、下部支柱２１の両端部内にそれぞれ形成された雌ねじ孔にそれぞれ螺着されている。これにより、大径プレート１７と小径プレート２３とは、これらの間に下部支柱２１が挟持された状態で強固に結着され一体化される。

大径プレート１７の前部の下面に結着されたブラケット５９には、人間の音声を集音する集音マイク６１が固定され、該集音マイク６１の前端面が対向する頭殻部材１１は、円形に切り欠かれて開口１１ａ（図１参照）が形成され、該開口１１ａの上方には、楕円形状の左右一対の目１１ｂ，１１ｂが描かれている。
一方、胴部フレーム１３は、その上部に配設された円盤状の上側プレート６３と、該上側プレート６３の上面の中央部に固定された円環状の胴部側保持部材６５と、上側プレート６３の下方の離間した位置に配置され該上側プレート６３の下面における外周寄りの部位に４本の円管状のベース支柱管６７を介して固定された円盤状のベースプレート６９と、上端部と下端部とが胴部側保持部材６５とベースプレート６９とにそれぞれ組み付けられた複数の第二枠部材７１…とを備えている。上側プレート６３はベースプレート６９より大きな寸法で形成され、両プレート６３，６９は、それらの面方向が互いに平行になるように配置されている。

複数の第二枠部材７１…は本発明でいう「ワイヤ状の部材」を構成し、これらの第二枠部材７１の１個ずつは本発明でいう「枠部材片」を構成する。各第二枠部材７１は、その横断面の形状が円形のワイヤ状の部材からなり、胴部５の上方から見て外側方に向かって張り出すように略コ字状に屈曲形成されている。各第二枠部材７１は、互いに略同一の形状に屈曲形成されており、胴部５の上方から見て外側方に向かって湾曲するように円弧状に屈曲形成され上下方向に延びる中間部分と、該中間部分の上端部から胴部側保持部材６５に向かって延びる上側部分と、前記中間部分の下端部からベースプレート６９に向かって延びる下側部分とを備えている。各第二枠部材７１は、鉛直方向に直線状に延びる軸芯Ｏ２（図１および図１７参照）を中心にして該軸芯Ｏ２回りの円周方向（軸芯Ｏ２に直交する方向）に互いに所定の間隔を隔てて配列されている。

頭部３と胴部５とのそれぞれの外表面部を構成する頭殻部材１１と胴殻部材１５とは、それぞれ柔軟性を有するシート状の部材（例えば、樹脂材または紙材の部材）からなり、これらのシート状の部材は、図１２の（１）図および（２）図に示すように、厚さ方向に表層部材７３ａと裏層部材７３ｂとの二層で構成されている。表層部材７３ａはその外表面が頭殻部材１１や胴殻部材１５の外部に露出する表面側を構成する一方、表層部材７３ａの裏面に沿って裏層部材７３ｂが配設されている。裏層部材７３ｂは、表層部材７３ａより厚く弾力性を有する素材により構成されている。表層部材７３ａおよび裏層部材７３ｂは、一定の長さを有する一対の円弧状の曲線同士をそれらの長手方向中央部同士が互いに離間する方向に湾曲した状態で対向させた形状に形成された複数の短冊状の部材片で構成され、それらの部材片の円弧状の外縁部同士を接着剤等により接合することで頭殻部材１１および胴殻部材１５を球体状や円錐台状の立体的な形状に形成することができる。

なお、表層部材７３ａと裏層部材７３ｂとは接着剤により接合してもよいし、接着剤により接合せずに、頭部フレーム９や胴部フレーム１３の周囲を裏層部材７３ｂにより囲繞したのち、裏層部材７３ｂの表面を表層部材７３ａにより単に被覆するようにしてもよい。裏層部材７３ｂの素材としては、例えば多孔性樹脂材やゴム材を挙げることができる。多孔性樹脂材としては、例えば、ポリウレタンスポンジやシリコンスポンジ等の発泡化した種々の樹脂材を挙げることができる。
裏層部材７３ｂが表層部材７３ａより厚く弾力性を有することで、頭部フレーム９や胴部フレーム１３が頭殻部材１１や胴殻部材１５により囲繞されたとき、各第一枠部材２５や各第二枠部材７１の骨張った外形形状が裏層部材７３ｂにより緩和されて丸味を帯び、その結果、表層部材７３ａも丸味を帯びるため、頭部３や胴部５の見栄えが良好になる。

胴部側保持部材６５は、上側プレート６３の上面に直交する上方向に延びる円筒状の保持部材本体６５ａと、該保持部材本体６５ａの外径寸法と略同一の内径寸法の開口を中央に有し、保持部材本体６５ａの下端部に溶接により結着された円盤状の鍔部材６５ｂ（図９，図１３ないし図１６参照）とを備えている。該鍔部材６５ｂの円周方向に等間隔に穿設された４個の貫通孔と、これらの貫通孔と対向する上側プレート６３の位置に穿設された４個の貫通孔とにボルト７５（図９，図１４，図１５および図１６参照）がそれぞれ上方から挿通され、上側プレート６３の貫通孔から突出した各ボルト７５の下端部にナット７７（図９，図１５および図１６参照）が螺着されている。これにより、上側プレート６３の上面に胴部側保持部材６５が強固に固定される。
保持部材本体６５ａの下端部の外周面には、保持部材本体６５ａの軸芯（軸芯Ｏ２と一致）に沿う方向に長い複数の長孔７９…（図１５および図１６参照）が該軸芯回りに等角度間隔を隔てて穿設されており、これらの長孔７９には、各第二枠部材７１の上側部分の先端部がそれぞれ挿通されている。各長孔７９に挿通された各第二枠部材７１の先端部は、保持部材本体６５ａの内周面に沿いつつ上方に向かうよう屈曲形成されている。而して、各第二枠部材７１の上端部は、各長孔７９から抜け出ることなく胴部側保持部材６５の上端部に強固に係止される。

各第二枠部材７１の長手方向中途部は、上側プレート６３の外周縁部にその円周方向に等間隔にＵ字状に切り欠き形成された複数の凹部８１（図１３参照）にそれぞれ係合されている。各第二枠部材７１の下側部分の先端部は、下方に向かって屈曲形成され、ベースプレート６９の外周部にその円周方向に等間隔に穿設された複数の貫通孔にそれぞれ挿通されている。これらの貫通孔から下方に向かって突出した各第二枠部材７１の先端部は、その外周部に把持部材５５（図２，図３，図４および図１７参照）が嵌合されたのち縮径方向に緊締されて結着され、ベースプレート６９の各貫通孔から抜け出ないように構成されている。
ベースプレート６９の外周寄りの４箇所で、かつ、互いに離間した位置にそれぞれ貫通孔が穿設され、これらの４つの貫通孔に対向するベースプレート６９の位置にも４つの貫通孔が穿設されている。それぞれ４つの貫通孔が穿設された上側プレート６３の部位とベースプレート６９の部位との間にそれぞれ配置されたベース支柱管６７の管内と、上側プレート６３およびベースプレート６９のそれぞれの４つの貫通孔とにシャフト８３が挿通され、該シャフト８３の両端部に刻設された雄ねじ部にナット８５がそれぞれ螺着されている。これにより、上側プレート６３とベースプレート６９とは、これらの間にベース支柱管６７が挟持された状態で強固に結着され一体化される。

胴部側保持部材６５の保持部材本体６５ａ内で、かつ、上側プレート６３の上面の中央部には、四角柱状の前後一対の基部材８７，８７（図１４および図１６参照）が水平方向（前後方向）に互いに離間して平行に設置されている。各基部材８７の両端部には、貫通孔が鉛直方向にそれぞれ穿設され、これらの４つの貫通孔に対向する上側プレート６３の位置にも４つの貫通孔が穿設されている。各基部材８７および上側プレート６３の各貫通孔にボルト８９がそれぞれ挿通され、各ボルト８９の下端部に刻設された雄ねじ部にナット９１がそれぞれ螺着されている。
頭部３の揺動アーム４１を支持し、頭殻部材１１内の中央部近傍まで上端部が延出された四角柱状の左右一対のアーム支持部材９３，９３の下端部がそれぞれ一対の基部材８７，８７の間に挟持され、これらの下端部の互いに上下方向に離間した２箇所には、水平方向（前後方向）に延びる雌ねじ孔がそれぞれ形成されている。これらの雌ねじ孔に対向する各基部材８７の部位には貫通孔が水平方向（前後方向）にそれぞれ穿設され、これらの貫通孔にそれぞれ挿通されたボルト９５（図１４および図１６参照）が各アーム支持部材９３の下端部の雌ねじ孔に螺着されている。これにより、一対のアーム支持部材９３，９３が一対の基部材８７，８７に強固に結着される。

一対のアーム支持部材９３，９３の長手方向中途部（各アーム支持部材９３の上端寄り）には、水平方向（左右方向）に貫通孔が穿設され、該貫通孔には回動軸９７（図７ないし図９および図１１）が挿通されて結着されている。該回動軸９７を介して揺動アーム４１の下端部が一対のアーム支持部材９３，９３に回動可能に支持されている。これにより、回動軸９７の軸芯回りに揺動アーム４１が揺動することで、回動軸９７の軸芯回りに頭部３が前後方向に揺動する。揺動アーム４１は、上下方向に延びる主アーム部４１ａと、該主アーム部４１ａの下端部に溶接により結着された副アーム部４１ｂ（図８，図９および図１１参照）とを備え、該副アーム部４１ｂは主アーム部４１ａの長手方向に直交する後方に向かって延びている。

上側プレート６３の下面の中央寄りには、図１５に示すようにボルト９９とナット１０１との螺合締結によりＬ字状のブラケット１０３が結着され、該ブラケット１０３には電動モータ１０５が結着されている。該電動モータ１０５の回転軸１０５ａには、図９および図１５に示すように、平板状の揺動プレート１０７が結着され、その結着された部位から前方に向かって延出された揺動プレート１０７の前端部には、上下方向に延びるリンク部材１０９の下端部のピロボールジョイント１１１が回動可能に連結され、該リンク部材１０９の上端部のピロボールジョイント１１１が、前記揺動アーム４１の副アーム部４１ｂの後端部に回動可能に連結されている。リンク部材１０９は、その長手方向中途部が、胴部側保持部材６５の保持部材本体６５ａ内と、上側プレート６３の中央部の後部寄りに穿設された開口６３ａ（図１４参照）とを通り抜けて配設されている。また、上側プレート６３の中央部の前部寄りには、開口６３ａと略同一の形状を有する開口６３ｂが形成され、集音マイク６１に接続された電線（図示せず）が開口６３ｂを通り抜けて配線され、後述する制御装置１３９に電気的に接続されている。

各アーム支持部材９３の上端部には、前後方向に延びる平板状の左右一対のストッパープレート１１３，１１３（図７，図８，図９および図１１参照）がそれぞれ取り付けられている。詳細には、各アーム支持部材９３の上端部に一対の雌ねじ孔が水平方向（左右方向）それぞれ形成され、これらの一対の雌ねじ孔にそれぞれ対向する一対の貫通孔が各ストッパープレート１１３の長手方向中央部に穿設され、これらの貫通孔にそれぞれ挿通されたボルト１１５が各アーム支持部材９３の上端部の各雌ねじ孔に螺着されて各アーム支持部材９３の上端部に各ストッパープレート１１３が結着されている。各ストッパープレート１１３における前端部同士および後端部同士は、丸棒状の一対の横架部材１１７によりそれぞれ連結され、各横架部材１１７の外周部には、弾力性を有する素材（例えばゴム材）からなる円管状の緩衝部材１１９がそれぞれ嵌合されている。

上側プレート６３には、胴部側保持部材６５の鍔部材６５ｂの周囲を囲むように円形状の６個の開口６３ｃ…（図１３参照）が鍔部材６５ｂの外周近傍に形成され、上側プレート６３の左右方向両端部には、凹状の切欠き１２１がそれぞれ形成されている。各切欠き１２１の左右方向に平行に延びる縁部には左右一対のブラケット１２３，１２３の一端部がそれぞれ溶接により結着され、各ブラケット１２３の他端部には、丸棒状の左右一対の上肢１２５，１２５の一端部が回動可能に連結されている。詳細には、各ブラケット１２３の他端部と各上肢１２５の一端部とに貫通孔がそれぞれ前後方向に穿設され、これらの貫通孔にそれぞれ挿通されたボルト１２７に一対のナット１２９，１２９がそれぞれ螺着されて各ボルト１２７の軸芯回りに回動可能に各上肢１２５が各ブラケット１２３に連結されている。各上肢１２５の他端部を手で把持して上下に移動させることで、各ボルト１２７の軸芯回りの各上肢１２５の回動位置をそれぞれ別個に適宜変更することができる。

ベースプレート６９の下面には、脚部７を構成する３個のキャスター１３１…が取り付けられている。詳細には、ベースプレート６９の外周近傍に、周方向に等間隔に３個の貫通孔が上下方向に穿設され、これらの貫通孔には、下方から３個のキャスター１３１…の支持軸１３１ａがそれぞれ挿通されている。ベースプレート６９の貫通孔から上方に突出した各支持軸１３１ａには、それらの外周部に刻設された雄ねじ部にナット１３３がそれぞれ螺着されている。これにより、ベースプレート６９の下面に各キャスター１３１が強固に結着され、各キャスター１３１の転動車１３１ｂが支持軸１３１ａの軸芯回りに回動可能で、かつ、床面上を転動可能に構成されている。ロボット１の胴部５を手で押すことでロボット１を所望の方向に向かって床面上を移動させることができる。
ベースプレート６９の上面には、人間の音声や人工的な各種の音を発生するスピーカー１３５と、外部の電源に電線１３７を介して電気的に接続される制御装置１３９（図２ないし図４参照）とが固定されている。上述した集音マイク６１，電動モータ１０５およびスピーカー１３５はそれぞれ電線（図示せず）を介して制御装置１３９に電気的に接続されている。制御装置１３９には、各種のデータやプログラムが記憶された記憶部を備えている。ベースプレート６９の外周寄りに穿設された円形状の開口には、図１７に示すようにグロメット１４１が嵌合され、該グロメット１４１の中央に十文字に切り欠かれた切欠部１４１ａから電線１３７が外部に延出され外部の電源に接続される。

また、ベースプレート６９は、その中央部を挟んで矩形状の左右一対の開口６９ａ，６９ａが形成され、これらの開口６９ａをベースプレート６９の上面側からそれぞれ塞ぐように平板状のパンチングメタル１４３（図１４および図１７参照）が載置され、ベースプレート６９の下方から挿通された４本のボルト１４５…にナット１４７がそれぞれ螺着されることでベースプレート６９の上面にパンチングメタル１４３が結着されている。各パンチングメタル１４３には、無数の小さな孔が穿設されており、これらの無数の小さな孔を介して胴殻部材１５内と外部とが連通される。制御装置１３９が作動しているときに発熱して胴殻部材１５内の温まった空気が上昇して胴殻部材１５の上部の開口から抜け出るのに伴って各パンチングメタル１４３の無数の小さな孔から外部の低温の空気が流入するので、胴殻部材１５内の温度が過度に高温にならずに済む。

＜ロボット１の作動＞
次に、本実施の形態に係るロボット１の作動の一例について詳述する。
ロボット１に向かって人間が話しかけると、集音マイク６１によって人間の音声が集音され、その音声信号が制御装置１３９に入力される。人間が話しかけた言葉の内容が、制御装置１３９の記憶部に予め記憶された言葉のデータと一致するか否かが制御装置１３９で判定され、一致していると判定された場合は、その言葉のデータに関連付けられた指令信号が制御装置１３９から発信される。例えば、その発信された指令信号が電動モータ１０５を作動させるものである場合は、その指令信号に基づき制御装置１３９が電動モータ１０５を作動させる。電動モータ１０５が作動すると、電動モータ１０５の回転軸１０５ａの駆動力が、リンク部材１０９を介して頭部フレーム９の揺動アーム４１に伝達されて頭部３が前後方向に揺動する。このとき、揺動アーム４１が前後方向に揺動して各緩衝部材１１９に当接するので、回動軸９７の軸芯回りに頭部３が回動するときの回動角度が規制されると共に各緩衝部材１１９に揺動アーム４１が当接する際の衝撃が緩和される。この結果、電動モータ１０５の駆動力により動く各部材が損傷する虞はなく、頭部３が衝撃的に揺動する虞もない。
頭部３が前後方向に揺動する動作が、予め設定された時間だけ行われたか否かが制御装置１３９で判定され、その時間が経過したと判定された場合は、電動モータ１０５を揺動する動作が制御装置１３９により停止される。

次に、人間が話しかけた言葉の内容に基づき制御装置１３９から発信された信号が、スピーカー１３５から人間の音声や人工的な各種の音を発生させるものである場合は、その指令信号に基づき、制御装置１３９の記憶部に予め記憶された人間の音声や人工的な各種の音のデータから該当するデータを選択し、その選択したデータの音声または音を制御装置１３９がスピーカー１３５から発生させる。人間の音声をスピーカー１３５から発生させることで、ロボット１に向かって話しかけた人間と会話を行うことができる。
以上で、本実施の形態におけるロボット１の作動に関する説明を終了する。

上述したような本実施の形態によれば、第一枠部材２５や第二枠部材７１のようなワイヤ状の枠部材を適宜屈曲することで簡単に所望の立体形状に形成することができる。また、ワイヤ状の枠部材を屈曲形成するので射出成形や注型成形等のための大掛かりな装置を必要としない分、ロボット１を少量しか製造しない場合でも、そのロボット１の頭部３または胴部５を安価に製造することができ、延いてはロボット１台当りの価格を安価にすることができる。
また、本実施の形態によれば、骨格の部材を構成する第一枠部材２５および第二枠部材７１がシート状の頭殻部材１１および胴殻部材１５によりそれぞれ囲繞されたとき、第一枠部材２５および第二枠部材７１の骨張った外形形状が頭殻部材１１および胴殻部材１５の裏層部材７３ｂにより緩和されて丸味を帯び、その結果、表層部材７３ａも丸味を帯びるため、頭部３または胴部５の見栄えを良好にすることができる。

また、本実施の形態によれば、各第一枠部材２５および各第二枠部材７１をそれぞれ１個ずつ製造するようにすれば、小さな製造設備で済むだけでなく、ロボット１を少量しか製造しない場合でも１台当たりに必要な第一枠部材２５および第二枠部材７１のそれぞれの数量は少なくない。このため、前記製造設備を使用して製造する第一枠部材２５および第二枠部材７１のそれぞれの数量は多くなり結果的にそれらを安価に製造することができる。
また、本実施の形態によれば、第一枠部材２５および第二枠部材７１を軸芯Ｏ１，Ｏ２回りにそれぞれ互いに所定の間隔を隔てて配列することで頭部フレーム９および胴部フレーム１３を構成したので、両フレーム９，１３を単純な構造で立体的に構成することができる。

また、本実施の形態によれば、各第一枠部材２５の長手方向中間部が大径プレート１７の外周部により支持される一方、大径プレート１７の上面に結着された頭部側保持部材１９と、各下部支柱２１を介して大径プレート１７の下面に結着された小径プレート２３とにより各第一枠部材２５の上端部と下端部とがそれぞれ支持されている。これにより、各第一枠部材２５の上端部と下端部とこれらの中間部とが大径プレート１７により支持されるため、各第一枠部材２５が大径プレート１７によりバランス良く支持される。この結果、頭部３の中央部に位置する大径プレート１７の面方向中央部に揺動アーム４１の上端部が結着されると共に揺動アーム４１の下端部が回動可能に胴部５に支持されることで、頭部３は、胴部５に対して安定的に支持された状態で相対揺動することができる。

上述した実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と明細書との全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更後のロボットもまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
例えば、上述した実施の形態では、人型のロボットの例を示したが、これに替えて、犬，猫，熊，猪または豚等の動物の形態をデフォルメして構成されたロボットでもよい。
また、上述した実施の形態のロボット１では、頭部３および胴部５の双方とも、骨格の部材をワイヤ状の枠部材により構成すると共に、シート状の部材により該枠部材の周囲を囲繞して外形を構成する例を示したが、そのような構成は、頭部３または胴部５のうち何れか一方のみに採用してもよい。一方のみに採用することでも、その分、ロボット１を安価に製造することができるのは言うまでもない。
また、上述した実施の形態のロボット１では、各第一枠部材２５および各第二枠部材７１は、それぞれ単一の軸芯Ｏ１およびＯ２回りに互いに所定の角度間隔を隔ててそれぞれ配列された例を示した。これに替えて、互いに離間した平行な２以上の軸芯全体を１つの滑らかな輪形で囲繞するような配列で、かつ、各軸芯の近傍の配列では各軸芯回りに互いに所定の角度間隔を隔てながら各第一枠部材２５や各第二枠部材７１をそれぞれ配置するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態のロボット１では、第一枠部材２５と第二枠部材７１とをそれぞれ複数ずつ使用して頭部フレーム９と胴部フレーム１３とをそれぞれ構成する例を示したが、これに替えて、ロボット１台当たりに使用する第一枠部材２５や第二枠部材７１の個数をそれぞれ減らすと共に、これらの１本当たりの長さを長くして適宜屈曲形成し、頭部フレーム９と胴部フレーム１３とをそれぞれ構成するようにしてもよい。さらに個数を減らして、第一枠部材２５や第二枠部材７１をそれぞれ１本の長尺なワイヤ状の部材で構成し、それらを切断することなく適宜屈曲形成して頭部フレーム９や胴部フレーム１３をそれぞれ構成するようにしてもよい。

また、上述したロボット１では、電動モータ１０５によりリンク部材１０９を往復移動させることで胴部５に対して頭部３を相対揺動させる例を示したが、これに替えて、シリンダと該シリンダ内に進退可能に挿入されたピストンとを備え、圧力源から供給される空気または作動油等の流体の圧力を利用して前記シリンダに対して前記ピストンを進退させる流体シリンダ装置によりリンク部材１０９を往復移動させるようにしてもよい。この場合は、前記流体シリンダ装置が本発明でいう「駆動装置」を構成する。
また、上述した実施の形態のロボット１では、電線１３７を介して外部の電源から制御装置１３９に電力を供給する例を示したが、これに替えて、ロボット１の頭部３内または胴部５内のうち少なくとも何れか一方に二次電池を配設し、該二次電池から制御装置１３９に電力を供給するようにしてもよい。

１ ロボット
３ 頭部
５ 胴部
１１ 頭殻部材（シート状の部材）
１５ 胴殻部材（シート状の部材）
１７ 大径プレート（盤状の支持部材）
２５ 第一枠部材（ワイヤ状の枠部材、枠部材片）
４１ 揺動アーム
７１ 第二枠部材（ワイヤ状の枠部材、枠部材片）
７３ａ 表層部材
７３ｂ 裏層部材
９７ 回動軸
１０５ 電動モータ（駆動装置）
Ｏ１ 軸芯
Ｏ２ 軸芯

Claims (5)

1. 胴部と、該胴部に連結された頭部とを備えたロボットにおいて、
   前記胴部および前記頭部のうち少なくとも何れか一方の外形に沿って配設された骨格の部材を、屈曲形成されたワイヤ状の枠部材により構成する一方、
   柔軟性を有するシート状の部材により前記枠部材の周囲を囲繞し、
   前記シート状の部材は、外部に露出する外表面側と、該外表面側とは反対側の裏面側とを有し、前記外表面側の表面により前記外形を構成したことを特徴とするロボット。
2. 請求項１に記載のロボットにおいて、
   前記シート状の部材は、その厚さ方向に二層の部材を有し、これらの二層の部材は、前記外表面側を構成する表層部材と、前記裏面側を構成する裏層部材とからなり、
   前記裏層部材は、前記表層部材より厚いことを特徴とするロボット。
3. 請求項１または請求項２に記載のロボットにおいて、
   前記枠部材は、略同一の形状に屈曲形成され、互いに所定の間隔を隔てて配列された複数の枠部材片からなることを特徴とするロボット。
4. 請求項３に記載のロボットにおいて、
   前記複数の枠部材片は、直線状に延びる軸芯の回りに、該軸芯に直交する方向に互いに所定の間隔を隔てて配列されていることを特徴とするロボット。
5. 請求項４に記載のロボットにおいて、
   前記胴部および前記頭部のうち少なくとも頭部の外形に沿って配設された骨格の部材を、屈曲形成されたワイヤ状の枠部材により構成する一方、
   前記軸芯は、前記頭部の上下方向に沿って延び、
   前記軸芯に交差する面方向に広がる盤状の支持部材の外周部により前記複数の枠部材片の長手方向中途部がそれぞれ支持され、
   前記支持部材の面方向中央部は揺動アームの一端部に結着され、
   前記揺動アームの他端部は、回動軸を介して前記胴部に回動可能に支持され、
   前記頭部は、駆動装置の駆動力により前記胴部に対して前記回動軸の軸芯回りに相対揺動可能に構成されていることを特徴とするロボット。

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