JP3131871B2 - Micro-robot - Google Patents

Micro-robot

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JP3131871B2
JP3131871B2 JP09074298A JP7429897A JP3131871B2 JP 3131871 B2 JP3131871 B2 JP 3131871B2 JP 09074298 A JP09074298 A JP 09074298A JP 7429897 A JP7429897 A JP 7429897A JP 3131871 B2 JP3131871 B2 JP 3131871B2
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Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は極めて小さな例えば約1立方センチメートル程度の大きさでワイヤレス制御可能なマイクロロボットに関する。 The present invention relates to relates to a wireless controllable microrobot in very small e.g. size of about one cubic centimeter.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、ロボットをワイヤレス制御する場合にはラジオコントロールと言われる制御を行っており、電波を利用した制御方式が用いられていた。 Conventionally, it has carried out a control called a radio control in the case of wireless control the robot, control system that uses radio waves have been used. また、 Also,
方向を制御するためには電波に制御信号を重畳させて操舵していた。 To control the direction had steered by superimposing the control signal on radio wave. 更に、自律的に所望の方向に向かわせるためには指向性を有するアンテナを用いたり、視覚センサ等を併用したりしていた。 Furthermore, in order to autonomously directed to a desired direction or using an antenna having directivity, have been or a combination of visual sensor or the like. 走行部には車輪を用いて走行抵抗を減らしていた。 The travel section had reduced the running resistance with wheels. また、充電するためにの端子は剛体の接点から成り、框体の凹部に形成されていた。 Further, terminals to charge consists contacts rigid, it has been formed in the recess of the rail body.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のロボットの制御方式では電波を利用しているため、送信側及び受信側共に多くの電気素子を必要とし、操舵のための機構が必要なことから小型化には適していなかった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, since the use of radio waves in a controlled manner of the aforementioned robot, requires both many electrical devices sender and receiver, a mechanism for steering from be necessary the downsizing was not suitable. また、例えば電波が発信される方向に自律的に移動させるシステムにするためには前述のアンテナやセンサを付加する必要があり、この点においても小型化には適していなかった。 Further, for example, radio waves in order to the system for moving autonomously in a direction that originates must be added to the antenna or sensor described above is not suitable for the miniaturization in this respect. 更に、駆動部以外の部分を車輪で支持した場合には車輪が小さいと大きな凹凸を乗り越える事ができず、逆に、車輪が大きいと小型化が困難であった。 Furthermore, in the case where a portion other than the drive unit is supported by the wheel can not be overcome large irregularities if the wheels are small, on the contrary, wheels miniaturization was difficult greater. 充電端子も取り扱い上小さくする事ができず、小型化の妨げになっていた。 Charging terminals also can not be reduced on the handling, it had been in the way of miniaturization. また、そのようなロボットに何等かの作業をさせようとしても、そのような機構がまだ開発されていない状況にあった。 In addition, even if an attempt is the work of what the like to such a robot, was in a situation where such a mechanism has not yet been developed. 更に、小形化の要請から大容量のバッテリーを取り付けることができず、ワイヤレス制御という観点からは非接触で充電することが望ましいが、そのような充電機構もまだ開発さていなという状況にあった。 Furthermore, it is not possible to attach the large capacity of the battery from the demand for downsizing, but from the viewpoint of the wireless control it is desirable to charge a non-contact, it was in situation whether such charging mechanisms are still being developed .

【0004】本発明は、このような状況のもとで、内視鏡に適用可能な極めて小型化されたマイクロロボットを提供することを目的とする。 [0004] The present invention aims to provide such under circumstances, extremely miniaturized microrobot applicable to an endoscope.

【0005】 [0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロロボットは、 光ファイバ及びミラーを備えた内視鏡のう Micro robot according to the problem-solving means for the invention, an endoscope provided with an optical fiber and a mirror
ち、少なくとも内視鏡の先端部側のミラーを収納するよ Chi, for accommodating the front end portion of the mirror at least the endoscope
うに形成された筐体と、光ファイバ及びミラーを経由し A housing which is urchin formed, via an optical fiber and a mirror
て筐体から管内壁に導かれた光を受けて電源電圧を発生する光起電力素子と、液体を吐出するためのマイクロポンプと、光起電素子が受けた光に重畳された制御信号を解析して、マイクロポンプを駆動して液体を吐出させるための回路部とを備え、光起電力素子は筐体の外周面に受光面を備え、管内壁による反射光を受光面が受光するようにしたものである。 Te and the photovoltaic element that generates power supply voltage by receiving a light guided to the inner wall of the housing, a micro pump for discharging liquid, a control signal photovoltaic element superimposed on the light received is analyzes, and a circuit portion for discharging the liquid by driving the micropump, the photovoltaic element has a light receiving surface on the outer peripheral surface of the housing, the light reflected by the inner wall so that the light receiving surface for receiving it is obtained by the.

【0006】 [0006]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例のマイクロロボットの側面図であり、図2はその上面図である。 Figure 1 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION is a side view of a micro robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view thereof.
ロボット本体10の正面部には図示のように1対のセンサ12,14が設けられている。 A pair of sensors 12, 14, as shown in the front portion of the robot body 10 is provided. このセンサ12,14 The sensor 12, 14
には例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ等からなる光センサや、音波を圧電素子により電圧に変換する超音波センサ等が用いられるが、この実施例においてはフォトトランジスタを用いるものとする。 The optical sensor or consisting of for example a photodiode, a phototransistor or the like, an ultrasonic sensor or the like is used to convert sound waves by the piezoelectric element into a voltage, in this example it is assumed to use a photo-transistor. そして、センサ12は検出領域としての視野A1を有し、センサ1 The sensor 12 has a field of view A1 of the detection region, the sensor 1
4も検出領域としての視野A2を有しており、両視野A 4 also has a field of view A2 of the detection region, both the viewing A
1,A2はその中央部で重複しており、両センサ12, 1, A2 is duplicated in its central portion, both sensors 12,
14は重複した視野A3を有する。 14 has a field of view A3 duplicate. 従って、光源からの光が正面即ち視野A3にあるときには、両センサ12, Therefore, when light from the light source is in the front That field A3, the two sensors 12,
14がその光を検出することになる。 14 is to detect the light. なお、センサ12 In addition, the sensor 12
はロボット本体10の左側に配置されているので後述する図面のフローチャートにおいてはLセンサと記述し、 Described as L sensor in the flow chart of figures to be described later so is disposed on the left side of the robot body 10,
また、センサ14はロボット本体10の右側に配置されているので同様にしてRセンサと記述する。 Further, it referred to as R sensor in the same manner the sensor 14 is disposed on the right side of the robot body 10.

【0007】図3は図1の底面図である。 [0007] FIG. 3 is a bottom view of FIG. 1. 電源部16が中央部分に配置されており、これは例えば電気二重層コンデンサ、ニッケルカドニウム電池等からなる。 Power supply unit 16 is disposed in a central portion, which for example, an electric double layer capacitor, nickel-cadmium battery or the like. この電源部16に近接して回路部22が設けられている。 Circuit portion 22 is provided close to the power supply unit 16. この回路部22は回路基板23に実装したCMOS−IC2 CMOS-IC 2 this circuit portion 22 mounted on the circuit board 23
4、プルダウン用のチップ抵抗26等を含んでおり、その詳細は後述する。 4, includes a chip resistor 26 or the like for the pull-down, which will be described later in detail. 駆動部28,30はそれぞれステップモータ及び減速機構を内蔵し、回路部22により制御され、これらのステップモータ及び減速機構を介して、 Driver 28 and 30 respectively incorporates a stepping motor and the reduction mechanism, is controlled by the circuit 22, through these steps the motor and the reduction mechanism,
出力軸32,34と嵌合した車輪36,38を回転駆動する。 The wheels 36 and 38 fitted to the output shaft 32 is driven to rotate. 車輪36,38は外周にゴムが取り付けられている。 Wheels 36 and 38 are rubber is attached to the outer periphery. なお、車輪36,38の形状は円形に限られず、その用途に応じて三角形、四角形等の種々の形状を取り得る。 The shape of the wheel 36, 38 is not limited to a circular shape, it may take triangular, various shapes such as a rectangle, depending on the application.

【0008】スペーサ39は、框体39aに対して電源部16、回路部22及び駆動部28,30を支持している。 [0008] The spacer 39, the power unit 16 relative to the frame body 39a, and supports the circuit portion 22 and the driving unit 28, 30. 電源部16及び回路部22は一対の駆動部28,3 Power supply unit 16 and the circuit 22 the pair of driving portions 28,3
0の間であって、両者が重なるように配置されている。 0 it is between, are arranged so they overlap.
従って、電源部16及び回路部22は全体の体積の割には面積を広くとれる。 Thus, broadly take the area of ​​power supply unit 16 and the circuit section 22 in spite of the total volume. このため、電源部16においてはコンデンサや二次電池の内部抵抗を小さくできるので大電流が効率良く取り出せ、回路部22においては複雑な機能を有する大型のICチップの実装に有利である。 Therefore, in the power supply unit 16 can be made smaller the internal resistance of the capacitor and the secondary battery eject large current efficiently, it is advantageous to implement a large IC chip having a complex function in the circuit 22. 更に、駆動部28,30は相互に離れた位置に配置されているので磁気的な干渉等がなくなる。 Furthermore, the drive unit 28, 30 magnetic interference, etc. is eliminated because it is located at a distance from each other. マイクロロボット本体10の底部には摺動部1,2が設けられており、どちから一方が走行グランド3に接している。 At the bottom of the micro robot body 10 is provided with sliding parts 1, one Dochikara is in contact with the running ground 3. 図1の実施例においてはマイクロロボット本体10の重心Gは、車輪36が走行グランド3と接する駆動点36aの鉛直方向4に対して、わずかに図の左方(以後前方と呼ぶ)にある為、摺動部1が走行グランドに接している。 The center of gravity G of the micro robot body 10 in the embodiment of FIG. 1, the vertical direction 4 of the driving point 36a of the wheel 36 is in contact with the running ground 3, since slightly on the left side of FIG. (Hereinafter referred to as the front) , sliding portion 1 is in contact with the running ground.

【0009】図4は走行グランド3が傾斜しておりロボット本体10がその斜面を登る場合を示す説明図である。 [0009] FIG. 4 is an explanatory diagram showing a case where the robot main body 10 is traveling ground 3 are inclined climb the slope. ここでは、駆動部の登坂能力が限界に近いものとする。 Here, gradeability drive unit is as close to the limit. このような状況において、重心Gは鉛直方向3に対して図右側(以下後方と呼ぶ)に位置し摺動部2が走行グランド3に接している。 In such a situation, the center of gravity G is sliding portion 2 positioned in FIG right (hereinafter referred to as the rear) is in contact with the running ground 3 with respect to the vertical direction 3. ここで、登坂能力を向上させるには、駆動部のトルクを増すばかりでなく、摺動部の摩擦抵抗を減らし、駆動点36aの摩擦力を増す必要がある。 Here, in order to improve the gradeability, not only increase the torque of the drive unit, reduces the frictional resistance of the sliding portion, it is necessary to increase the frictional force of the driving point 36a. 即ち、最も駆動力を必要とする登坂においては駆動部の駆動力の反作用によりマイクロロボット本体10 That is, the micro robot body 10 by reaction of the driving force of the drive unit is on an upward slope that require most driving force
の前方が持ち上がろうとする力と、重心と鉛直方向の関係によると力を合わせた状態で、駆動点36aに全ての重量がかかる重心の位置が良い。 A force to Mochiagaro forward in a state in which the combined force according to the center of gravity and vertical relationships, good position of all weight is applied centroid driving point 36a. 換言すれば、走行グランドが平らか下り坂である場合には、重心Gは鉛直方向より前にあり、登坂能力の限界近傍で重心Gが鉛直方向より後方にある構成、即ち、走行グランド3によっては駆動点の鉛直方向3に対し重心Gが鎖交する位置関係にある事が好ましい。 In other words, if the running ground is downhill Tairaka, the configuration center of gravity G is located before the vertical direction, the center of gravity G in the limit vicinity of gradeability is behind the vertical direction, i.e., by the running ground 3 with respect to the vertical direction 3 of the driving point is preferably in a positional relationship of gravity G is interlinked.

【0010】図5及び図6は本発明の他の実施例に係るロボット本体の側面図及び底面図である。 [0010] Figures 5 and 6 are a side view and a bottom view of the robot body according to another embodiment of the present invention. この実施例においては充電とバランサのために触覚部18及び尾20 Haptics 18 and tail 20 for charging and the balancer in this example
が設けられている。 It is provided.

【0011】この触覚部18及び尾20にはそれぞれ摺動部18a,20aが設けられ前述の摺動部1,2と同等の機能を有しているが、走行グランド3と接する位置がロボット本体10の外部にある。 [0011] Each sliding portion 18a in the haptic part 18 and the tail 20, but 20a has the same function is a sliding part 1 and 2 above provided, position the robot body in contact with the running ground 3 10 is external to the. このため、摺動部1 For this reason, the sliding part 1
8a,18aにかかる力が少なく、摩擦抵抗が少ない為、走行のロスが少ない。 8a, less the force is to 18a, because the frictional resistance is small, less loss of travel. 触覚部18及び尾20の端部側には曲げ部18b,20bが設けられており、走行グランドに対し滑らかに湾曲している。 Haptics 18 and the bending portion 18b on the end portion side of the tail 20, and 20b are provided, it is smoothly curved to travel ground. このような構成においては、走行グランド3に大きな凹凸があっても摺動しながら容易に走破することができる。 In such a configuration, it is possible to easily accomplishment while sliding even if large irregularities in the running ground 3.

【0012】この触覚部18及び尾20は可撓性のみならず導電性をも備えており、少なくとも一方は、電気二重層コンデンサや二次電池等からなる電源部16に導通している。 [0012] The haptic part 18 and the tail 20 is also provided with a conductive not flexible only, at least one is electrically connected to the power supply unit 16 consisting of an electric double layer capacitor or secondary battery or the like. この様な構成においては、触覚部18又は尾20の突起部を介して電源部16を充電できるため、取り扱いが容易であるばかりでなく、可撓性があるので、 In such a configuration, it can be charged haptics 18 or the power supply unit 16 via the projection of the tail 20, not only easy to handle, because it is flexible,
応力が集中することがなく破壊されにくい。 Stress is less likely to be destroyed without having to concentrate.

【0013】図7は本発明のマイクロロボットの車輪3 [0013] FIG. 7 is the wheels 3 of the micro robot according to the present invention
4,36の側面の部分拡大図である。 4,36 is a partially enlarged view of the side face of. 外周部に凹部3 Recesses on the outer peripheral portion 3
5、凸部37を設け、ゴムやプラスチックなどの高摩擦剤35a,37aを添付している。 5, the provided protruding portions 37, the high friction material 35a such as rubber or plastic, and attach 37a. この様な構成においてては、高摩擦剤35a,37aが硬化性を有する液状であれば、表面張力により図示の形状で硬化するため、 Is in this configuration, high friction agent 35a, if 37a is a liquid having a curable, for curing the illustrated shape by surface tension,
走行グランドに対し、高摩擦剤37aの部分のみが接する。 Running ground to only the portion of the high-friction agent 37a is in contact. 従って、マイクロロボットの荷重が集中し高摩擦剤37aが弾性変化し易くなり、大きな摩擦抵抗が得られ、登坂能力が向上する。 Therefore, the high friction material 37a loads the microrobot is concentrated tends to elastically change, large frictional resistance is obtained, thereby improving the gradeability. なお、凹凸の形状は本実施例に限定するものではなく、車輪に替えてアーム等を用いた場合においても同様に接触部に高摩擦剤を添付すれば良い。 The shape of the unevenness is not limited to this example, it may be attached to the high friction material in the same manner as the contact portion even in the case of using an arm or the like in place of the wheels.

【0014】図8は回路部22の詳細を示したブロック図である。 [0014] FIG. 8 is a block diagram showing details of a circuit portion 22. ALU、各種のレジスタ等で構成されたCP ALU, CP comprised of various registers, etc.
Uコア40には、プログラムが格納されているROM4 The U core 40, the program is stored ROM4
2、そのROM42のアドレスデコーダ44、各種データが格納されるRAM46、及びそのRAM46のアドレスデコーダ48が接続されている。 2, the address decoder 44 of the ROM 42, RAM 46 which various data are stored, and an address decoder 48 of the RAM 46 are connected. 水晶振動子50は発振器52に接続され、発振器52の発振信号はCPU Quartz oscillator 50 is connected to the oscillator 52, the oscillation signal of the oscillator 52 CPU
コア40にクロック信号として供給される。 It is supplied as a clock signal to the core 40. 入出力制御回路54にはセンサ12,14の出力が入力し、それはCPUコア40に出力される。 Type output of the sensor 12, 14 to the output control circuit 54, it is output to the CPU core 40. 電圧調整器56は電源部16の電圧を回路部22に安定して供給するためのものである。 Voltage regulator 56 is for stably supplying a voltage of the power supply unit 16 to the circuit 22. モータ駆動制御回路58はCPUコア40との間で制御信号の授受を行い、モータ駆動回路60,62 Motor drive control circuit 58 transmits and receives control signals to and from the CPU core 40, the motor driving circuit 60 and 62
を介してステップモータ64,66を制御する。 Controlling the step motors 64 and 66 via the. 以上の各回路等の電源電圧は電源部16から供給されている。 The power supply voltage of each circuit or the like described above is supplied from the power supply unit 16.

【0015】なお、ステップモータ64は駆動部30に内蔵されており、ロボット本体10の右側に配置されているので、後述する図面のフローチャートにおいてはR [0015] Incidentally, the step motor 64 is incorporated in the drive unit 30, since it is arranged on the right side of the robot body 10, in the flowchart of figures to be described later R
モータと記述し、また、ステップモータ66は駆動部2 Motor and described, also, the step motor 66 is driven unit 2
8に内蔵されており、ロボット本体10の左側に配置されているので同様にしてLモータと記述する。 Has a built-in 8, referred to as L motor in the same manner since it is located on the left side of the robot body 10.

【0016】図9はセンサ12の回路図である。 [0016] FIG. 9 is a circuit diagram of the sensor 12. センサ12はホトトランジスタ12aから構成されており、このホトトランジスタ12aのエミッタに直列にプルダウン抵抗26が接続されている。 Sensor 12 is composed of a phototransistor 12a, a pull-down resistor 26 is connected in series to the emitter of the phototransistor 12a. ホトトランジスタ12b Phototransistor 12b
のエミッタから受光出力が取り出され、受光出力は入出力制御回路54にて波形整形されてCPUコア40に出力される。 Receiving the output from the emitter is taken, the light receiving output is outputted to waveform shaping by the output control circuit 54 to the CPU core 40. この回路図はセンサ12の例であるが、センサ14も全く同一の構成からなっている。 This circuit diagram is an example of the sensor 12, the sensor 14 is made from a completely identical configuration also.

【0017】図10は駆動部30の平面図であり、図1 [0017] Figure 10 is a plan view of the drive unit 30, FIG. 1
1はその展開図である。 1 is its development view. ステップモータ64は励磁コイル68及び、マグネットからなるロータ70を有し、電子時計において用いられる電磁式2極ステップモータがこの実施例においては用いられている。 The stepping motor 64 is energized coils 68 and has a rotor 70 made of magnet, electromagnetic two-pole step motor used in the electronic watch is used in this embodiment. ロータ70はピニオン72を駆動し、ピニオン72はギヤを介してピニオン74を駆動し、ピニオン74はギヤを介してピニオン76を駆動し、このようにして減速されたピニオン7 The rotor 70 drives a pinion 72, the pinion 72 drives the pinion 74 via a gear, pinion 74 drives a pinion 76 through a gear, a pinion 7 which is decelerated in this way
6は車輪38を回転駆動する。 6 drives to rotate the wheels 38. この図6及び図7の機構は電子時計の機構を適用したものである。 Mechanism of FIG. 6 and FIG. 7 is an application of the mechanism of the electronic timepiece. 駆動部28の機構も図6及び図7に示された機構と同一である。 Mechanism of the drive unit 28 is also identical to the mechanism shown in FIGS. ステップモータ64,66は、図6及び図7に示すように、 Step motors 64 and 66, as shown in FIGS. 6 and 7,
高速回転させたものを減速させて車輪を回転駆動するようにしているので駆動部30,28の小形化が図られている。 Fast because what is rotated is decelerated by being configured to rotationally drive the wheels miniaturization of the drive unit 30, 28 is achieved. 更に、励磁コイル68がロータ70から離れた位置に設けられいるので、この点においても駆動部30, Furthermore, since the exciting coil 68 is provided in a position away from the rotor 70, the drive unit 30 also in this respect,
28の薄形化・小形化が図られている。 Thinned-miniaturization of 28 is achieved.

【0018】図12は上述の実施例のロボットの基本動作例を示したタイミングチャートである。 [0018] FIG. 12 is a timing chart showing the basic operation example of the robot of the above-described embodiments. センサ12, Sensor 12,
14に光が入射しないとその出力は0Vであるが、入射するとその光量に応じた電圧を出力する。 14 when the light is not incident its output is a 0V, the incident outputs a voltage corresponding to the amount. その電圧は入出力制御回路54において所望のスレッショルド電圧で波形成形され、CPUコア40に入力し、モータ駆動制御回路58は駆動回路64,66を介してステップモータ64,66に正、逆に交互に駆動パルスを供給する。 Its voltage is a square waveform by the desired threshold voltage in the output control circuit 54, and input to the CPU core 40, the motor drive control circuit 58 is positive in the step motors 64 and 66 via the drive circuit 64 and 66, alternately in the opposite supplying a driving pulse to.
従って、センサ12が受光している区間S1はステップモータ64が駆動し、車輪38が回転駆動される。 Thus, section S1 of the sensor 12 is received is driven step motor 64, the wheel 38 is rotated. センサ14が受光している区間S2はステップモータ66が駆動し、車輪36が回転駆動される。 Section S2 the sensor 14 is received is driven step motor 66, the wheel 36 is rotated. 双方のセンサ1 Both of the sensor 1
2,14が受光している区間Wではステップモータ6 2, 14 step in the section W has received the motor 6
4,66が駆動し、車輪38,36が回転駆動される。 4,66 is driven and the wheels 38, 36 are rotated.

【0019】従って、最も単純な駆動例として、光源からの光が視野A1にあると(但し視野A3を除く)光センサ12はそれを受光し、ステップモータ64がその受光出力に応じてが車輪38をに回転させる。 [0019] Therefore, the simplest driving example, (except where field A3) when light from the light source is in the visual field A1 photosensor 12 receives it, the wheels depending the step motor 64 of the received light output 38 is rotated in the. このとき、 At this time,
車輪36は停止状態になっているので、ロボット本体1 Since the wheels 36 are in the stopped state, the robot body 1
0は全体が左の方向に向かって旋回移動することになる。 0 will be entirely pivoted moves toward the left. また、光源からの光が視野A2にあると(但し視野A3を除く)光センサ14はそれを受光し、ステップモータ66はその受光出力に応じて車輪36を回転させる。 Further, (except where field A3) when light from the light source is in the visual field A2 optical sensor 14 receives it, step motor 66 rotates the wheel 36 in response to the received light output. このとき、車輪38は停止状態になっているので、 At this time, since the wheel 38 is in a stopped state,
ロボット本体10は全体が右方向に向かって旋回移動することになる。 Entire robot body 10 is able to pivot moves to the right direction. 更に、光源からの光が視野A3にあると光センサ12,14はそれを受光し、ステップモータ6 Furthermore, the optical sensors 12, 14 when the light from the light source is in the visual field A3 is receiving it, step motor 6
4,66はその受光出力に応じて車輪38,36を回転駆動させ、ロボット本体10は真っ直ぐ移動することになる。 4,66 its rotates drive wheels 38, 36 in response to the received light output, the robot body 10 will move straight. ロボット本体10はこのようにして制御されることにより光源に向かって移動することになる。 Robot arm 10 will move toward the light source by being controlled in this way.

【0020】尚、本実施例においては、センサの位置と視野の方向に対して動く駆動部の配置は一つの組み合わせを示した本実施例に限定するものではない。 [0020] In the present embodiment, the arrangement of the drive unit to move relative to the direction of the position and field of view of the sensor is not limited to the embodiment shown the one combination.

【0021】ところで、上記の動作説明においては受光センサ12,14が受光したときには一定の速度で駆動する場合の例について説明したが、駆動開始時には加速度をつけて駆動した方が駆動力が高まる。 [0021] Incidentally, in the operation described above is when the light receiving sensor 12, 14 has received has been described an example of a case of driving at a constant speed, who at the time of drive start and drive with the acceleration is increased driving force.

【0022】図13は駆動開始時に加速制御する場合の基本動作を示すフローチャートであるある。 [0022] Figure 13 is is a flow chart showing a basic operation for acceleration control at the start of driving. まず、CP First, CP
Uコア40はステップモータ64の駆動パルスのクロック周波数Rcを16Hzに設定し(S1)、次にそ駆動パルスを計数するカウンタの値Rcをリセットする(S2)。 U core 40 sets the clock frequency Rc of the driving pulses of the stepping motor 64 to 16 Hz (S1), then resets the value Rc of the counter for counting the its driving pulses (S2). 次に、センサ12からの受光出力があるかどうかを判断し Next, it is determined whether there is received light output from the sensor 12
(S3)、受光出力があった場合には、上記のクロック周波数Rcの駆動パルスを1パルス供給してステップモータ64を駆動し、そのときのパルスを計数する(S4)。 (S3), when a light-receiving output, the driving pulse of the clock frequency Rc and 1 pulse supply to drive the step motor 64, and counts the pulse at that time (S4). その計数値Rnが所定値例えば15であるかどうかを判断し The count value Rn is determined whether a predetermined value, for example 15
(S5)、15になっていなければ上述の処理(S3),(S4)を繰り返す。 (S5), if not a 15 process described above (S3), repeated (S4).

【0023】クロック周波数Rc(=16Hz)の駆動パルスで15パルス分駆動すると、次に、駆動パルスのクロック周波数Rcが128Hz(最大値)に達しているかどうかを判断し、その値に達していない場合には、 [0023] When the clock frequency Rc (= 16 Hz) for driving 15 pulses in the driving pulse, then the clock frequency Rc of the driving pulses to determine whether reached 128 Hz (the maximum value), not reached the value in case of,
駆動パルスのクロック周波数Rcを例えば32Hzに設定して(S7)、上述の処理を同様に繰り返す。 And set the clock frequency Rc of the driving pulses for example, 32 Hz (S7), and repeats similar processing described above. そして、駆動パルスのクロック周波数Rcが128Hz(最大値) Then, the clock frequency Rc of the driving pulses 128 Hz (the maximum value)
に達すると(S6)、それ以後はその周波数の駆動パルスで駆動する。 It reached and (S6), the subsequent is driven by the driving pulse of the frequency. センサ12の受光出力がなくなると(S3)、ステップモータ64を停止する(S8)。 When receiving the output of the sensor 12 is eliminated (S3), stops the stepping motor 64 (S8).

【0024】このフローチャートはセンサ12(Lセンサ)とステップモータ64(Rモータ)との関係を示したものであるが、センサ14(Rセンサ)とステップモータ66(Lモータ)との関係も全く同様である。 [0024] This flowchart shows the relationship between the sensor 12 and (L sensor) and the stepping motor 64 (R motor), the sensor 14 (R sensor) exactly the relationship with the step motor 66 (L motor) it is the same.

【0025】ところで、図13のフローチャートは理解を容易にするために、センサ12とセンサ14と関係を述べなかったが、例えばセンサ14が受光状態にあってステップモータ66が駆動され、ロボット本体10が光源の方に向ていくと、センサ12も受光状態になる。 By the way, the flow chart of FIG. 13 for ease of understanding, did not mention the relationship between the sensor 12 and the sensor 14, the step motor 66 is driven for example, a sensor 14 is in the receiving state, the robot body 10 There As you direction towards the light source, the sensor 12 also becomes a light receiving state. このように場合にはセンサ12によって駆動されるステップモータ64の駆動状態をステップモータ66の駆動状態に一致させる必要がある。 Thus if it is necessary to match the driving condition of the stepping motor 64 which is driven by the sensor 12 to the driving state of the step motor 66. このように駆動状態を位置させなければ、ロボット本体10が光源の方に向いた時点で直線移動ができなくなる。 If this is the position of the driving state such, can not be linearly moved when the robot main body 10 is directed towards the light source. つまり旋回移動から直線移動への移行が円滑に行われなくなる。 That transition to linear movement is not smoothly performed from the turning movement.

【0026】図14は上記の点を考慮した制御のフローチャートである。 [0026] FIG. 14 is a flowchart of a control in consideration of the above points. 上述の場合と同様に、CPUコア40 As with the above, CPU core 40
はステップモータ64の駆動パルスのクロック周波数R Clock frequency R of the drive pulses of the stepping motor 64
cを16Hzに設定し(S1)、次にその駆動パルスの数を計数するカウンタの値Rcをリセットする(S2)。 Set c to 16 Hz (S1), then resets the value Rc of the counter for counting the number of driving pulses (S2). 次に、 next,
もう一方の側のセンサ14の受光出力があるかどうかを判断する(S2a) 。 Determining whether the received light output of the other side sensor 14 is (S2a). センサ14の受光出力があった場合には、センサ14の側の制御系の駆動パルスのクロック周波数Lc及びカウンタの値Lnをセンサ12側の駆動パルスのクロック周波数Rc及びカウンタの値Rnとして初期設定する(S2b) 。 If there receiving the output of the sensor 14 is initially set the clock frequency Lc and the counter value Ln of the drive pulse of the control system on the side of the sensor 14 as the clock frequency Rc and the counter value Rn of the drive pulses of the sensor 12 side to (S2b). このようにして設定した後には、 The after setting this way,
図9のフローチャートと同様に処理される。 It is processed in the same manner as the flow chart of FIG. なお、このフローチャートもセンサ12の制御系についての動作を示すものであるが、センサ14の制御系においても同様である。 Although this flowchart also shows the operation of the control system of the sensor 12 is the same in the control system of the sensor 14.

【0027】つまり、駆動開始時に他のセンサの制御系が駆動状態にあるとその状態を初期値として取り込んで始動するようにしたので、一方のセンサにのみが受光した場合には加速しながら方向を変え、そして両方のセンサが受光するようになるとその瞬間に両制御系を同じ駆動状態にさせて直進させる。 [0027] That is, the control system of the other sensors at the start of driving is in the driven state so that state so as to start capture as an initial value, the direction while accelerating if only one sensor has received the changed, and both sensors are linearly moving by both the control system at the moment that comes to receive the same driving conditions. 従って、旋回移動から直線移動への移行が円滑に行われ、光に対する応答性が向上する。 Accordingly, the transition to linear movement is smoothly performed from the turning movement, thereby improving the responsiveness to light.

【0028】図15は駆動パルスの波形図である。 [0028] FIG. 15 is a waveform diagram of driving pulses. 図1 Figure 1
3及び図14のフローチャートにおいて示したように駆動開始時に加速する場合に駆動力を増すためには、例えば16Hzのクロック周波数の場合にはそのパルス幅を7.8msecとしそのパルス幅を大きくとり、周波数が高くなるに従ってそのパルス幅は小さくてすむので、 To increase the 3 and the driving force when accelerating during the driving start as shown in the flowchart of FIG. 14, for example, when the clock frequency of 16Hz takes enlarge the pulse width and the pulse width 7.8 msec, since the pulse width as the frequency becomes higher be small,
32Hzのクロック周波数の場合にはそのパルス幅を6.3msec、64Hzのクロック周波数の場合にはそのパルス幅を5.9msec、128Hzのクロック周波数の場合にはそのパルス幅を3.9msecとする。 32Hz for 6.3msec the pulse width in the case of clock frequency, if the clock frequency of 64 Hz 5.9Msec the pulse width, if the clock frequency of 128Hz to the pulse width 3.9Msec. このようにすることにより必要な駆動力に応じた駆動パルスを供給することができ、合理的な駆動が可能になる。 Thus it is possible to supply a driving pulse corresponding to the required driving force by the allows rational driving.

【0029】図16は障害物を回避する場合の処理を示すフローチャートであり、図17はその回避動作の説明図である。 FIG. 16 is a flowchart showing processing in the case of avoiding an obstacle, Fig. 17 is an explanatory view of the avoidance operation. ここでは図示を省略するが、ロボット本体1 Here although not shown, the robot body 1
0の前部に、超音波センサ、渦電流センサ、若しくは接触センサ又はこれらの組み合わせからなる障害物センサを設けるものとする。 The front of 0, it is assumed that the ultrasonic sensor, an eddy current sensor, or contact sensor or providing an obstacle sensor comprising these combinations.

【0030】まず、その障害物センサにより障害物があるかどうかを判断する(S11) 。 [0030] First, it is determined whether there is an obstacle by the obstacle sensor (S11). 障害物がなければそのまま作業を続ける(又はそのまま進む)(S12) 、障害物があれば、ステップモータ64又は66を逆転する(S13) Without obstacle as it keep working (or proceeds directly) (S12), if there is an obstacle, reversing the stepping motor 64 or 66 (S13)
. その状態を所定時間例えば5秒間続ける(S14) 。 The state is continued a predetermined time, for example 5 seconds (S14). この時間は方向変換するに必要な時間であればよいのでこの時間に限定されるものではなく、また、移動距離を設定してもよい。 This time is not limited to this time because any time may be required for redirecting, or may be set travel distance. その後再びその障害物センサにより障害物があるかどうかを判断する(S11) 。 Then it is determined whether there is an obstacle by the obstacle sensor again (S11). このような処理を繰り返すことにより障害物があった場合には方向を変換して回避するようにしている。 It is to be avoided by changing the direction in the case where there is an obstacle by repeating such processing.

【0031】図18は衝突をステップモータの誘起電圧により検出し、そして障害物を回避する場合の処理を示すフローチャートであり、図19はその回避動作の説明図である。 FIG. 18 is detected by the induced voltage of the step motor collision, and a flowchart showing processing in the case of avoiding an obstacle, Fig. 19 is an explanatory view of the avoidance operation. ステップモータ64,66を駆動し(S21) 、 Step motors 64 and 66 is driven (S21),
その状態でステップモータ64が回転しているかどうかを検出し(S22) 、回転していれば次にステップモータ6 Detecting whether the stepping motor 64 in this state is rotated (S22), then step if the rotary motor 6
6が回転しているかどうかを検出する(S23) 。 6 detects whether the rotation (S23). ステップモータ66も回転していれば障害物はないものとして作業を続ける(S24) 。 Step motors 66 continue to work as not obstacle if the rotation (S24). なお、ステップモータ64,66の回転の有無の検出方法はモータが回転すると励磁コイル68に誘起する電圧は大きいが、回転していないと小さいことを利用する。 The detection method of the presence or absence of rotation of the stepping motor 64 and 66 is the voltage induced to the excitation coil 68 and the motor rotates large, utilize less when not rotating.

【0032】図20はステップモータの回転の有無を検出する方法を示したタイミングチャートである。 [0032] FIG. 20 is a timing chart showing the method of detecting the presence or absence of rotation of the stepping motor. 図示のように、ステップモータが回転状態にあるときは、駆動パルスが印加された後にロータ70が回転すると、ロータ70の回転に伴って誘起電圧が励磁コイル68に誘起され、誘起電流が流れる。 As shown, when the stepping motor is in a rotating state, when the rotor 70 is rotated after the driving pulse is applied, the induced voltage is induced to the excitation coil 68 with the rotation of the rotor 70, the induced current flows. その誘起電流の大きさを例えばコンパレータにより検出することにより回転状態を把握することができる。 It is possible to grasp the rotation state by detecting by the magnitude of the induced current example comparator. ステップモータが回転状態にないときは、駆動パルスが印加された後にロータ70が回転せず、従って誘起電圧が励磁コイル68に誘起されず、 When the step motor is not in the rotating state, the rotor 70 is not rotated after the driving pulse is applied, therefore the induced voltage is not induced in the excitation coil 68,
誘起電流が流れない。 Induced current does not flow. これにより回転状態にないことを把握することができる。 This makes it possible to grasp that not in rotation.

【0033】ステップモータ64の回転を検出した際に回転していないものと判断された場合には(S22) 、ステップモータ64,66の駆動を停止し(S25) 、ステップモータ64,66を逆転する(S26) 。 [0033] If it is determined that not rotating upon detecting the rotation of the step motor 64 (S22), and stops driving the step motors 64 and 66 (S25), reversed step motors 64 and 66 to (S26). その逆転駆動状態を例えば5秒間継続し(S27)、次に回転されていないと判断されたステップモータ64を再び駆動し(S28) 、その状態を例えば5秒間継続する(S29) 。 Continues its reverse rotation state, for example, 5 seconds (S27), then the step motor 64 is determined not to be rotated again driven (S28), continues the state for example 5 seconds (S29). その後最初の処理(S21) に戻る。 Then it returns to the initial processing (S21). また、ステップモータ66の回転を検出した際に回転していないものと判断された場合には(S Further, when it is determined that not rotating upon detecting the rotation of the step motor 66 (S
23) 、ステップモータ64,66の駆動を停止し(S30) 23), the driving of the step motor 64 and 66 is stopped (S30)
、ステップモータ64,66を逆転する(S31) 。 , Reversing the stepping motors 64, 66 (S31). その逆転駆動状態を例えば5秒間継続し(S32)、再びステップモータ66を駆動し(S33) 、その状態を5秒間継続する(S29) 。 As the reverse driving state continues for example 5 seconds (S32), and drives the step motor 66 again (S33), it continues the state for five seconds (S29). その後最初の処理(S21) に戻る。 Then it returns to the initial processing (S21).

【0034】以上のようにしてステップモータ64,6 [0034] As described above step motor 64,6
6の回転の有無を検出して回転していなければその駆動を一旦停止した後に逆転し、次に、回転していないと判断されたステップモータを再び回転させるようにしている。 If not rotated by detecting the presence or absence of rotation of 6 to reverse its driving once after stopping, then it has to rotate the stepper motor is determined not to be rotating again. 例えばロボット本体10が壁に衝突してステップモータ66が回転していない状態が発生すると、ステップモータ64,66の駆動を一旦停止した後に逆転して後退させ、その後ステップモータ66を駆動して方向を変換する。 For example, a state where the stepping motor 66 the robot main body 10 collides with the wall is not rotating is generated once retracted reversed after stopping the driving of the stepping motor 64 and 66, the direction by driving the subsequent step motor 66 to convert. その後ステップモータ64,66を駆動して直進させるようにしているので、障害物を回避して進むことができる。 Since then has a step motor 64 and 66 so as to linearly driven, you can proceed to avoid the obstacle.

【0035】なお、図18のフローチャートにおいてはステップモータ64,66の双方を駆動している状態下における障害物の回避について説明したが、いずれか一方のみを駆動している場合についても同様に処理される。 [0035] Note that in the flowchart of FIG. 18 has been described obstacle avoidance under conditions that drive both the step motors 64 and 66, similar processing also when driving the only one It is. 例えばステップモータ64が駆動している場合には、図18において処理(S21) においてステップモータ64を駆動し、その後は処理(S22) 、処理(S25) 〜(S2 For example, when the step motor 64 is driven, and drives the step motor 64 in the process (S21) in FIG. 18, then the processing (S22), processing (S25) ~ (S2
9) を行うことにより対処できる。 9) it can be addressed by performing. ステップモータ66 Step motor 66
を駆動している場合も同様であり、図18において処理 The same applies when driving a process 18
(S21) においてステップモータ66を駆動し、その後は処理(S23) 、処理(S30) 〜(S33) ,(S29) を行うことにより対処できる。 (S21) by driving the step motor 66 in, then the processing (S23), processing (S30) ~ (S33), can be addressed by performing (S29).

【0036】図22〜図23は本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの正面、側面及び背面をそれぞれ示した図である。 [0036] FIGS. 22 23 are views showing respective front microrobot, side and back according to another embodiment of the present invention. ロボット本体の前部にはセンサ82a〜 At the front of the robot body sensor 82a~
82dが設けられ、後部にはスクリューが84a〜84 82d is provided, the rear screw 84a~84
dが設けられており、液体中で駆動できるように構成されている。 d is provided and is configured to be driven in a liquid. スクリュー84a〜84dが左右上下に4個設けられておりそれぞれステップモータにより駆動されるので、ロボット本体80を左右方向に制御ができるのは勿論、上下方向にも制御できる。 Since the screw 84a~84d are driven by respective stepping motors are provided four horizontally and vertically, it can be controlled the robot body 80 in the lateral direction, of course, also be controlled in the vertical direction. なお、図1又は図5 Incidentally, FIG. 1 or 5
のロボットはモータが2個しかないので同一のタイミングで各モータに駆動パルスを供給するが、この実施例においてはスクリュー84a〜84dが4個設けられているのでそれを駆動するステップモータも4個必要になり、これらを同一のタイミングの駆動パルスで駆動したのでは電源部16の消耗が激しくなるので図24に示す回路によりそのタイミングをずらしている。 Since the robot motor has only two supplies drive pulses to the motor at the same timing, the four even step motor for driving the so screw 84a~84d are provided four in this embodiment required, are shifted the timing these since the consumption of the power supply unit 16 is severely than driven by a drive pulse of the same timing shown in FIG. 24 circuit.

【0037】図24はモータ駆動回路の周辺の回路を示したブロック図である。 [0037] FIG. 24 is a block diagram showing a circuit around the motor driving circuit. この回路図においては、図8のモータ駆動回路60,62の他にモータ駆動回路86, In this circuit diagram, in addition to the motor drive circuit 86 of the motor drive circuit 60 and 62 in FIG. 8,
88を設け、これらの駆動回路はステップモータ64, 88 is provided, these drive circuits step motor 64,
66,90,92を駆動する。 To drive the 66,90,92. そして、ステップモータ64,66,90,92はスクリュー84a〜84dを回転駆動する。 Then, the step motor 64,66,90,92 are driven to rotate the screw 84a to 84d. この実施例においては、更にモータ駆動回路60,62,86,88の位相を制御する位相差回路94〜100を設けており、各位相差回路94〜10 In this embodiment, it is provided with a phase difference circuit 94 to 100 further controls the phase of the motor drive circuit 60,62,86,88, each phase difference circuits 94 to 10
0の位相調整角を異ならせて、モータ駆動回路60,6 0 with different phase adjustment angle, the motor drive circuit 60,6
2,86,88から同一のタイミングで駆動パルスが出力しないようにしている。 Driving pulses at the same timing so that no output from the 2,86,88.

【0038】なお、上述の実施例においてはセンサにより光を検出してその方向に進む例について説明したが、 It should be noted, an example has been described to proceed in that direction by detecting the light by the sensor in the embodiment described above,
検出の対象は光だけでなく、磁気、熱(赤外線)、音、 Target detection is not only light, magnetism, thermal (infrared), sound,
電磁波等であってもよい。 It may be an electromagnetic wave or the like. また、検出対象物に進むのではなくそれから逃げるように制御することもできる。 Also, rather than proceeding to the detection object can be controlled to escape therefrom. その場合には図1又は図5の実施例においてはセンサ12 Sensor 12 in the embodiment of FIG. 1 or FIG. 5 in that case
のオフによりステップモータ64を駆動し、そして車輪38を駆動する。 Off by driving the step motor 64, and drives the wheels 38. センサ14のオフによりステップモータ66を駆動し、そして車輪36を駆動する。 It drives the step motor 66 by turning off the sensor 14, and drives the wheels 36. センサ1 Sensor 1
2,14の双方がオンのときにはステップモータ64, Stepping motor 64 when both the 2 and 14 is on,
66を逆転駆動し、そして車輪38,36を反転駆動することににより、ロボット本体10を後退又は退避させる。 66 reverse driven, and by the inverting drive wheels 38, 36 is retracted or retracting the robot body 10. 更に、2種類以上の検出対象物を用意し、一方の検出対象物に対してはそれに向かって制御し、他方の検出対象物に対してはそれから逃げるように制御すれば、きめ細かな制御が可能になる。 Furthermore, to prepare two or more types of detection objects, controlled toward it for one detection object is controlled so as for the other detection target escape therefrom, enables fine control become. この制御は図21〜図23 This control is 21 to 23
のロボット本体100にも勿論適用できる。 It can of course also be applied to the robot body 100.

【0039】ロボット本体の移動方向は光等の検出対象物を基準とするだけでなく、例えば移動軌跡を予めプログラムしておいて、それに従って制御するようにしてもよい。 The moving direction of the robot body not only with respect to the detection object such as light, for example, the movement trajectory in advance programs, may be controlled accordingly. また、外部から司令を与えてその移動軌跡を制御してもよい。 It is also possible to control the movement trajectory give Commander externally. 更に、上述の各制御を適宜組み合わせつつ、且つ学習機能を持たせて制御するようにしてもよい。 Moreover, while the combination of the control described above as appropriate, and may be controlled by providing a learning function.

【0040】図25は本発明の他の実施例のマイクロロボットの上面図である。 [0040] Figure 25 is a top view of a micro robot according to another embodiment of the present invention. ロボット本体10の正面部には図示のように1対の方向制御センサ12,14が設けられているが、この他にロボット本体10の上部には図示のように作業制御用センサ15が設けられており、後述するように、この作業制御用センサ15を介して外部からの作業指令を受ける。 Although the direction control sensors 12, 14 of the pair, as shown in the front portion of the robot body 10 is provided, the work control sensor 15 is provided as shown in the upper part of the robot body 10 to the other and which, as will be described later, receives a work order from the outside through the work control sensor 15. なお、このロボット本体10の底面図は図6の実施例と同様である。 Incidentally, a bottom view of the robot body 10 is similar to the embodiment of FIG.

【0041】図26は図25の実施例の回路部22の詳細を示したブロック図である。 FIG. 26 is a block diagram showing details of a circuit portion 22 of the embodiment of FIG. 25. ALU、各種のレジスタ等で構成されたCPUコア40には、プログラムが格納されているROM42、そのROM42のアドレスデコーダ44、各種データが格納されるRAM46、及びそのRAM46のアドレスデコーダ48が接続されている。 ALU, the various CPU core 40 composed of a register or the like of, ROM 42 in which programs are stored, the address decoder 44 of the ROM 42, various types of RAM46 which data is stored, and RAM46 of the address decoder 48 is connected there. 水晶振動子50は発振器52に接続され、発振器5 Quartz oscillator 50 is connected to the oscillator 52, the oscillator 5
2の発振信号はCPUコア40にクロック信号として供給される。 Second oscillation signal is supplied as a clock signal to the CPU core 40. 入出力制御回路54には方向制御用センサ1 Sensor directional control to the output control circuit 54 1
2,14及び作業制御用センサ15の出力が入力し、それはCPUコア40に出力される。 The output of the 2, 14 and work control sensor 15 is inputted, it is output to the CPU core 40. モータ駆動制御回路58はCPUコア40との間で制御信号の授受を行い、 Motor drive control circuit 58 transmits and receives control signals to and from the CPU core 40,
モータ駆動回路60,62を介してステップモータ6 Step motor 6 via a motor driving circuit 60 and 62
4,66を制御すると共に、アクチュエータ駆動回路6 Controls the 4,66, the actuator drive circuit 6
3を介して作業用アクチュエータ67を制御する。 3 to control the working actuator 67 through.

【0042】なお、ステップモータ64は駆動部30に内蔵されており、ロボット本体10の右側に配置されているので、後述する図面のフローチャートにおいてはR [0042] Incidentally, the step motor 64 is incorporated in the drive unit 30, since it is arranged on the right side of the robot body 10, in the flowchart of figures to be described later R
モータと記述し、また、ステップモータ66は駆動部2 Motor and described, also, the step motor 66 is driven unit 2
8に内蔵されており、ロボット本体10の左側に配置されているので同様にしてLモータと記述する。 Has a built-in 8, referred to as L motor in the same manner since it is located on the left side of the robot body 10.

【0043】図27は図26の回路部の制御動作を示すフローチャートである。 [0043] Figure 27 is a flowchart showing the control operation of the circuit of FIG. 26. 方向制御用センサ12,14により発光しているターゲットに向って移動し、操作者の指示により作業用センサ15がその指示を受信して所定の作業をする。 Moves toward the target that emits light by the direction control sensors 12 and 14, the predetermined work working sensor 15 can receive the instruction by the instruction of the operator.

【0044】まず、CPUコア40は方向制御用センサ12が受光してオンになっているかどうかを判断し(S4 Firstly, CPU core 40 determines whether the direction control sensor 12 is turned on by receiving (S4
1) 、オンになっていれば光源は左側にあるものとしてステップモータ64を駆動して車輪38を回転駆動し、 1), the light source is a wheel 38 driven to rotate by driving the stepping motor 64 as to the left if turned on,
左側に旋回する(S42) 。 Turning to the left (S42). また、方向制御用センサ12がオフになっていれば(S41) 、ステップモータ64の駆動を停止する(S43) 。 Further, if the direction control sensor 12 is turned off (S41), it stops the driving of the stepping motor 64 (S43). 次に、方向制御用センサ14が受光してオンになっているかどうかを判断し(S44) 、オンになっていなけばステップモータ66の駆動を停止する(S Next, it is determined whether the direction control sensor 14 is turned on by receiving (S44), it stops the driving of the stepping motor 66 when cry turned on (S
45) 。 45). 以上の処理を繰り返して方向制御用センサ14がオンになると(S44) 、ステップモータ66を駆動する(S When the direction control sensor 14 is turned on by repeating the above process (S44), drives the stepping motor 66 (S
47) 。 47). このように動作することによりロボット本体10 Robot body 10 by such an operation
は光源に向かって移動し、次に、作業制御用センサ15 Move toward the light source, then the work control sensor 15
が受光しているかどうかを判断し(S47) 、作業制御用センサ15が受光していない状態では上述の動作を繰り返して前進する。 There is judged whether the received (S47), the work control sensor 15 is advanced repeatedly the above-described operation in the state where no received. 作業制御用センサ15が受光してオンになっていると、アクチュエータ駆動動回路63により作業用アクチュエータ67を制御して所望の作業をする(S When working control sensor 15 is turned on by receiving, by an actuator driving the dynamic circuit 63 controls the working actuator 67 to the desired work (S
48) 。 48).

【0045】図28は図25及び図26において作業制御用センサ15を装備しなかった場合のの動作を示すフローチャートである。 [0045] Figure 28 is a flow chart showing the operation of when not equipped with a work control sensor 15 in FIGS. 25 and 26. この実施例においても、まず、C Also in this embodiment, first, C
PUコア40は方向制御用センサ12が受光してオンになっているかどうかを判断し(S51) 、オンになっていれば光源は左側にあるものとしてステップモータ64を駆動して車輪38を回転駆動し、左側に旋回する(S52) 。 PU core 40 determines whether the direction control sensor 12 is turned on by receiving (S51), the light source if turned on rotation of the wheel 38 by driving the stepping motor 64 as to the left driven to pivot to the left (S52).
また、方向制御用センサ12がオフになっていれば(S5 Also, the direction control sensor 12 if turned off (S5
1) 、ステップモータ64の駆動を停止する(S53) 。 1), it stops the driving of the stepping motor 64 (S53). 次に、方向制御用センサ14が受光してオンになっているかどうかを判断し(S54) 、オンになっていなけばステップモータ66の駆動を停止する(S55) 。 Next, it is determined whether the direction control sensor 14 is turned on by receiving (S54), it stops the driving of the stepping motor 66 when cry turned on (S55). 以上の処理を繰り返して方向制御用センサ14がオンなると(S54) 、ステップモータ66を駆動する(S57) 。 When the direction control sensor 14 is turned on repeating the above process (S54), and drives the step motor 66 (S57). このように動作することによりロボット本体10は光源に向かって移動し、次に、ステップモータ64,66が回転しているかどうかを判断し(S57) 、ステップモータ64,66が回転している状態では上述の動作を繰り返して前進する。 State the robot main body 10 by operating as move toward the light source, then it is judged whether or not the step motors 64 and 66 are rotated to (S57), the step motors 64 and 66 are rotated in advanced repeat the above operation.
ロボット本体10が所定の個所に到達して衝突するとステップモータ64,66がその瞬間回転しなくなるので、その回転しないことをもって所定の位置に到達したものと見なして、次に、アクチュエータ駆動動回路63 Since the robot body 10 is the step motors 64 and 66 when the collision reached the predetermined locations are not rotate at that moment, it is assumed that has reached a predetermined position with that no rotation, then the actuator driving dynamic circuit 63
により作業用アクチュエータ67を制御して所望の作業をする(S58) 。 And controls the work actuator 67 by the desired work (S58).

【0046】なお、ステップモータ64,66が回転しているかどうかの判断は次のようにしてなされる。 [0046] Incidentally, if the determination or step motors 64 and 66 is rotating is performed as follows. ステップモータが回転状態にあるときには駆動パルスが励磁コイル68に供給された後にロータ70が回転し、そのロータ70の回転に伴って誘起電圧が励磁コイル68に誘起され、誘導電流が流れる。 When the stepping motor is in a rotating state rotor 70 is rotated after the driving pulse is supplied to the excitation coil 68, the induced voltage is induced to the excitation coil 68 with the rotation of the rotor 70, induced current flows. その誘導電流の大きさをコンパレータ等により検出することにより回転状態にあることが検出される。 It is detected in a rotating state by detecting the magnitude of the induced current by a comparator or the like. ステップモータが回転状態にないときには、駆動パルスが供給された後にロータ70が回転せず、従って誘起電圧が励磁コイル68に誘起されない。 By the time the step motor is not in the rotating state, the rotor 70 after the drive pulse is supplied not rotate, therefore the induced voltage is not induced in the excitation coil 68. これにより回転状態にないことが検出される。 Thus it is detected that no in rotation.

【0047】図29は回路部22の他の実施例の詳細をブロック図である。 [0047] Figure 29 is a block diagram a detail of another embodiment of the circuit portion 22. この実施例においてはセンサとして、受信センサ102、発信素子104及び検出素子1 As a sensor in this embodiment, the receiving sensor 102, the transmitting device 104 and the detection element 1
06を入出力制御回路54に接続している。 06 are connected to the output control circuit 54. 図30はそのロボット本体10の上面図であり、受信センサ102 Figure 30 is a top view of the robot body 10, the receiving sensor 102
及び発信素子104が図示の位置に配置されている。 And transmitter element 104 is disposed in the position shown. この実施例においては受信センサ102により移動の指令と作業の指令とを受けるようにしており、例えば赤外線を利用してその指令(直進指令、右折指令、左折指令、 Receiving sensor 102 has to receive a command for operations and commands moved by, the command (straight command for example by using infrared rays in this embodiment, a right turn command, left instruction,
後退指令、作業指令等)に応じたパターンのパルス信号等を受光センサ102に向けて出力する。 Retraction command and output to the pulse signal or the like of a pattern in accordance with the work order, etc.) to the light-receiving sensor 102. 検出素子10 Detection element 10
6は例えばイメージセンサ、触覚センサ等から構成されており、検出素子106で検出された情報は発信素子1 6 is constituted for example an image sensor, from the tactile sensor, information detected by the detecting element 106 is transmitting device 1
04を用いて操作側に伝えられる。 04 is transmitted to the operating side by using a.

【0048】図31は図29の回路部の制御動作を示すフローチャートである。 [0048] Figure 31 is a flowchart showing the control operation of the circuit of FIG. 29. まず、受信センサ102が直進指令を操作側から受けるとCPUコア40はそれを判断して(S61) 、ステップモータ64,66を駆動し直進する(S62) 。 First, the receiving sensor 102 CPU core 40 receives a straight command from the operating side determines it (S61), and drives the step motors 64 and 66 go straight (S62). 受信センサ102が右折指令を操作側から受けるとCPUコア40はそれを判断して(S63) 、ステップモータ66を駆動し右折する(S64) 。 When receiving sensor 102 receives a right turn command from the operating side CPU core 40 determines it (S63), and drives the step motor 66 to turn right (S64). 受信センサ10 Receiving sensor 10
2が左折指令を操作側から受けるとCPUコア40はそれを判断して(S65) 、ステップモータ64を駆動し左折する(S66) 。 2 receives a left turn instruction from the operating side when the CPU core 40 determines it (S65), and turn left driving step motor 64 (S66). 受信センサ102が後退指令を操作側から受けるとCPUコア40はそれを判断して(S67) 、ステップモータ64,66を逆回転駆動してロボット本体1 CPU core 40 when receiving sensor 102 receives the backward instruction from the operating side determines it (S67), the robot body 1 and the reverse rotation drive step motors 64 and 66
0を後退させる(S68) 。 0 retracting the (S68). いずれの移動制御指令もなかった場合にはステップモータ64,66の駆動を停止させる(S69) 。 It stops the driving of the step motor 64 and 66 if no none of the movement control command (S69). 次に、CPUコア40は作業指令が入力されているかどうかを判断する(S70) 。 Next, CPU core 40 determines whether the input work instruction (S70). 作業指令が入力されていない場合にはそのまま終了するが、作業指令が入力されている場合にはアクチュエータ駆動回路63により作業用アクチュエータ67を制御して所望の作業を行う Although immediately terminated if the work order is not inputted, performs desired work by controlling the working actuator 67 by an actuator driving circuit 63 when the work order is entered
(S71) 。 (S71). その後、CPUコア40は受信センサ102を介して発信指令が入力しているかどうかを判断し(S72) Thereafter, CPU core 40 determines whether transmission command via the reception sensor 102 is input (S72)
、発信指令が入力している場合には例えば検出素子1 , If the transmission command is entered, for example detecting element 1
06により検出された情報を符号化して発信素子104 The information detected by 06 encodes transmitting device 104
を介して操作側に送信する(S73) 。 Transmitted to the operating side via a (S73). 以上の処理がサイクリックに繰り返される。 The above process is repeated cyclically.

【0049】ところで、上述の作業としては各種の作業が挙げられるが、その例を示すと次のとおりである。 By the way, various operations may be mentioned as the above operations, is as follows when an example of which is shown. (1) マイクロポンプにより薬液の吐出。 (1) discharge of the chemical liquid by the micropump. (2) 温度、圧力、成分、画像等のセンシング。 (2) temperature, pressure, components, sensing the image, and the like. (3) ハンドによる作業(例えばパーツ等の運搬)。 (3) work by hand (for example, transport of such parts). (4) データの記憶・送信。 (4) The storage and transmission of data. (5) マイクロロボット自体の作用(例えば穴埋め、自爆による加工、種々の機能をもったロボットが集積して働く)。 (5) the action of a micro robot itself (e.g. padding, suicide by machining, the robot having various functions work in integrated). (6) サンプルの摂取、投棄。 (6) intake of the sample, dumping.

【0050】図32は本発明のマイクロロボットを内視鏡に適用した例を示す断面図である。 [0050] Figure 32 is a sectional view showing an example of applying the microrobot of the present invention to an endoscope. この装置においては、回路部22により制御されるプランジャ110を有し、このプランジャ110はその先端部に設けられたピストン112を駆動する。 In this apparatus has a plunger 110 controlled by the circuit section 22, the plunger 110 drives a piston 112 provided at its distal end. マイクロポンプ114はプランジャ110及びピストン112から構成されており、 Micropump 114 is composed of a plunger 110 and piston 112,
このピストン112の移動により薬液116は、 筐体1 Chemical 116 by the movement of the piston 112, the casing 1
27に形成されたノズル118を介して管内に吐出される。 Discharged into the tube through a nozzle 118 formed in the 27. このロボットの外周側には光起電力素子120が取り付けられている。 The photovoltaic element 120 is attached to the outer peripheral side of the robot. 発光部からの光が光ファイバ122 Optical fiber 122 light from the light emitting portion
により導かれミラー124で反射し、それは更に管内壁126で反射して今までとは逆の経路で受光部に導かれ、内視鏡としての機能を果たす。 Reflected by the mirror 124 is guided by, it is guided to the light receiving portion in the reverse path and far reflected further by the inner wall 126 serves as an endoscope. この管内壁126で反射した光の一部は光起電素子120にも入力し、回路部22の電源部(図示せず)を充電する。 This part of the light reflected by the inner wall 126 also input to the photovoltaic element 120, to charge the power supply unit of the circuit unit 22 (not shown). なお、この実施例の構成は、図25及び図26に記載された実施例とその基本的な考え方は同一であるが、センサ12,1 The structure of this embodiment has been example and its basic concept described in FIGS. 25 and 26 are identical, the sensor 12,1
4、車輪36,38、ステッップモータ64,66等の部材が不要になっている。 4, the wheels 36 and 38, the members such as Sutepppumota 64,66 are no longer needed.

【0051】この実施例においては、回路部22にはデコーダを内蔵しており、そのデコーダは光起電力素子1 [0051] In this embodiment, the circuit unit 22 incorporates a decoder, the decoder photovoltaic element 1
20の出力が接続される電源部に並列接続され、充電電流に含まれる制御信号を取り出して解析する。 Are connected in parallel to a power supply unit for output of 20 is connected, analyzes taken out a control signal included in the charging current. 従って、 Therefore,
この実施例においては、内視鏡として管内を観察しながら所望の位置で、作業指令を光ファイバ122を介して操作側から供給し、回路部22はそれを光起電素子12 In this embodiment, at a desired position while observing the tube as the endoscope, work order and supplied from the operating side via an optical fiber 122, circuit portion 22 it a photovoltaic element 12
0を介して取り込み、プランジャ110を駆動して薬液124をノズル118から吐出する。 Uptake through 0, to drive the plunger 110 to discharge the chemical liquid 124 from the nozzles 118.

【0052】図33は本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの底面図であり、図34はその側面図である。 [0052] Figure 33 is a bottom view of a micro robot according to another embodiment of the present invention, FIG 34 is a side view thereof. この実施例のマイクロロボットは、図25に示されるロボット本体にマイクロポンプ130を内蔵させ、前面部にノズル132を設けたものである。 Microrobot of this embodiment is incorporated the micropump 130 to the robot body shown in FIG. 25, it is provided with a nozzle 132 to the front portion. この実施例においては、例えば図27のフローチャートの作業(S4 In this embodiment, for example, work in the flowchart of FIG. 27 (S4
8)、図28のフローチャートの作業(S58) 及び図31のフローチャートの作業(S71) において、マイクロポンプ130を駆動してノズル132から薬液を吐出する。 8), in the working (S71) in the flowchart of operations (S58) and 31 of the flowchart of FIG. 28, by driving the micro-pump 130 discharges the chemical liquid from the nozzle 132.

【0053】図35は本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの側面図であり、図36はその底面図である。 [0053] Figure 35 is a side view of a micro robot according to another embodiment of the present invention, FIG. 36 is a bottom view thereof. この実施例のマイクロロボットは、図25に示されるロボット本体10にハンド機構を設けたものである。 Microrobot of this embodiment is provided with a hand mechanism in the robot body 10 shown in FIG. 25.
ロボット本体10の上部に上モータユニット140が設けられ、それは上ピニオン142を回転させ、上ピニオン142は上ギヤ144と係合して、軸152に回転自在に支持されている上アーム146を駆動する。 Upper motor unit 140 is provided on the upper portion of the robot body 10, which rotates the upper pinion 142, the upper pinion 142 engages the upper gear 144, driving the upper arm 146 which is rotatably supported by a shaft 152 to. ロボット本体10の下部に下モータユニット148が設けられ、それは下ピニオン149を回転させ、下ピニオン1 Under the motor unit 148 is provided in the lower portion of the robot body 10, it rotates the lower pinion 149, the lower pinion 1
49は下ギヤ150と係合し、軸152に回転自在に支持されている下アーム154を駆動する。 49 engages the lower gear 150, driving the lower arm 154 which is rotatably supported by a shaft 152. この上アーム146及び下アーム154はハンド156を構成している。 The upper arm 146 and lower arm 154 constitutes the hand 156.

【0054】図37は図35及び図36の実施例のマイクロロボットの回路部22の詳細を示したブロック図である。 [0054] Figure 37 is a block diagram showing details of a circuit portion 22 of the microrobot of the embodiment of FIG. 35 and FIG. 36. この実施例は図26の回路図と基本的に同一であるが、上モータ駆動回路160及び下モータ駆動回路1 This embodiment is basically the same as the circuit diagram of FIG. 26, the upper motor drive circuit 160 and a lower motor drive circuit 1
62が設けられている。 62 is provided. 上モータ駆動回路160は上モータユニット140に内蔵している上モータ164を駆動制御し、下モータ駆動回路162は下モータユニット148に内蔵している下モータ166を駆動制御する。 Upper motor drive circuit 160 drives and controls the motor 164 on which is built on the motor unit 140, the lower motor drive circuit 162 drives and controls the lower motor 166 with a built-down motor unit 148.
なお、上モータ164及び下モータ166はステップモータで構成されいるのが望ましく、そのようにした場合には上モータ164と下モータ166とを同期して駆動するのが容易になる。 Incidentally, the upper motor 164 and the lower motor 166 is desirable that consists of a step motor, is to drive in synchronism with the upper motor 164 and the lower motor 166 becomes easy in such a case.

【0055】図38は図35〜図37の実施例のマイクロロボットの制御動作を示すフローチャートである。 [0055] Figure 38 is a flowchart showing the control operation of the micro robot of the embodiment of FIGS. 35 to 37. まず、作業制御用センサ15が制御指令を受けると、CP First, when the operator control sensor 15 receives a control command, CP
Uコア40はその指令がア−ムを上げる指令であるかどうかを判断する(S81) 。 U core 40 the instruction is A - it is determined whether the instruction raising the beam (S81). その指令がア−ムを上げる指令であった場合には上モータ駆動回路160により上モータ164を反時計方向に回転させる(S82) 。 The instruction is A - rotate the upper motor 164 in the counterclockwise direction by the upper motor drive circuit 160 in the case was commanded to raise the beam (S82). これにより上アーム146は時計方向に回動する。 Thus the upper arm 146 is rotated clockwise. 次に、下モータ駆動回路162により下モータ166を反時計方向に回転させる(S83) 。 Next, rotate the lower motor 166 in the counterclockwise direction by the lower motor drive circuit 162 (S83). これにより下アーム154は時計方向に回動する。 Thus the lower arm 154 is rotated clockwise. このように上アーム146及び下アーム1 Thus the upper arm 146 and lower arm 1
54を共に時計方向に回転させることによりハンド15 54 hand 15 by the rotating together in a clockwise direction
6は図39に示されるように上がる。 6 rises as shown in Figure 39.

【0056】また、CPUコア40がア−ムを下げるという指令を受け取ると(S84) 、上モータ駆動回路160 [0056] In addition, CPU core 40 there - receives the instruction of lowering the arm (S84), the upper motor drive circuit 160
により上モータ164を時計方向に回転させる(S85) 。 Rotating the upper motor 164 in the clockwise direction by (S85).
これにより上アーム146は反時計方向に回動する。 Thus the upper arm 146 is rotated in the counterclockwise direction. 次に、下モータ駆動回路162により下モータ166を時計方向に回転させる(S86) 。 Next, rotate the lower motor 166 in the clockwise direction by the lower motor drive circuit 162 (S86). これにより下アーム154 This allows the lower arm 154
は反時計方向に回動する。 To rotate in the counterclockwise direction. このように上アーム146及び下アーム154を共に反時計方向に回転させることによりハンド156は下がる。 Hand 156 is lowered by rotating this way the upper arm 146 and lower arm 154 together in the counterclockwise direction.

【0057】また、CPUコア40がア−ムを開くという指令を受け取ると(S87) 、上モータ駆動回路160により上モータ164を反時計方向に回転させる(S88) 。 [0057] In addition, CPU core 40 there - receives a command of opening arm (S87), it rotates the upper motor 164 in the counterclockwise direction by the upper motor drive circuit 160 (S88).
これにより上アーム146は時計方向に回動する。 Thus the upper arm 146 is rotated clockwise. 次に、下モータ駆動回路162により下モータ166を時計方向に回転させる(S86) 。 Next, rotate the lower motor 166 in the clockwise direction by the lower motor drive circuit 162 (S86). これにより下アーム154 This allows the lower arm 154
は反時計方向に回動する。 To rotate in the counterclockwise direction. このように上アーム146を時計方向に回転させ、下アーム154を反時計方向に回転させることにより、上アーム146と下アーム154 Thus by rotating the upper arm 146 in the clockwise direction, by rotating the lower arm 154 in a counterclockwise direction, the upper arm 146 and lower arm 154
とは図40に示されるように開く。 Open As is shown in Figure 40 and.

【0058】また、CPUコア40がア−ムを閉じるという指令を受け取ると(S90) 、上モータ駆動回路160 [0058] In addition, CPU core 40 there - receives the command that closes the beam (S90), the upper motor drive circuit 160
により上モータ164を時計方向に回転させる(S91) 。 Rotating the upper motor 164 in the clockwise direction by (S91).
これにより上アーム146は反時計方向に回動する。 Thus the upper arm 146 is rotated in the counterclockwise direction. 次に、下モータ駆動回路162により下モータ166を反時計方向に回転させる(S92) 。 Next, rotate the lower motor 166 in the counterclockwise direction by the lower motor drive circuit 162 (S92). これにより下アーム15 The lower arm 15 by this
4は時計方向に回動する。 4 is rotated in a clockwise direction. このように上アーム146と下アーム154とを互いに接近するように制御することにより、上アーム146と下アーム154とは閉じる。 By controlling so as thus to approach the upper arm 146 and lower arm 154 to each other, close to the upper arm 146 and lower arm 154.

【0059】図41は本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの概念図であり、図42はその側面図である。 [0059] Figure 41 is a conceptual view of a micro robot according to another embodiment of the present invention, FIG 42 is a side view thereof. ロボット本体10は図示のように作業用モータ20 Working motor robot body 10, as shown 20
0を内蔵しており、この作業用モータ200はモータステータ202とロータ204とから構成されている。 0 has a built-in, the working motor 200 and a motor stator 202 and a rotor 204.. このロボット本体10は非磁性管206内に配置されており、この非磁性管206には液が入っているものとする。 The robot body 10 is arranged in the non-magnetic pipe 206, in the non-magnetic pipe 206 and those that contain the liquid. 非磁性管206の外側にはコイルステータ208が配置され、コイルステータ208にはコイル210が巻回されている。 The outside of the non-magnetic pipe 206 is disposed a coil stator 208, the coil 210 is wound on the coil stator 208.

【0060】図43は作業モータ200の詳細を示した図である。 [0060] Figure 43 is a diagram showing the details of the work-related motor 200. モータステータ202には内周部に一対の内ノッチ202aが設けられ、外周部に一対の外ノッチ2 Inner notch 202a is provided in a pair on the inner peripheral portion to the motor stator 202, a pair of outer notches in the outer peripheral portion 2
02bが設けられており、内ノッチ202aの位置と外ノッチ202bの位置とは図示のように周方向にずれている。 02b is provided, the position of the outer notch 202b of the inner notch 202a are offset as shown in the circumferential direction. ロータ204はマグネットから構成されており、 The rotor 204 is composed of a magnet,
N極とS極の2極に着磁されている。 It is magnetized in two poles of N and S poles. 外部からの磁界がかけられると、図示のように磁束212がモータステータ202内を通る。 When an external magnetic field is applied, the magnetic flux 212 as shown passing through the motor stator 202.

【0061】図43〜46は作業モータ200の動作原理を示す図である。 [0061] Figure 43 to 46 are views showing the operating principle of the work-related motor 200. 図44は磁界が外部から加えられていない状態を示した図である。 Figure 44 is a diagram showing a state in which the magnetic field is not applied from the outside. この状態ではロータ20 The rotor 20 in this state
4のN極とS極との境界点が内ノッチ202aに対向して安定している。 Boundary point between N and S poles of 4 is stable to face the inner notch 202a. 次に、磁界を図45のようにかけると、ロータ204は回転するが、外ノッチ202bの部分のモータステータ202の部分は狭くなっているので、強い磁界が加わると磁気飽和し、この部分での磁界は弱くなるので、ロータ204の前記の境界点は外ノッチ202bの部分で安定する。 Next, when applying a magnetic field as shown in FIG. 45, but the rotor 204 is rotated, since the narrow part of the outer notch 202b of the portion of the motor stator 202, and magnetic saturation when a strong magnetic field is applied, in this part since the magnetic field becomes weaker, the boundary points of the rotor 204 is stabilized at a portion of the outer notch 202b. その後、磁界を外部から加えるのを停止すると、図46に示すように、ロータ2 Then, when stop of a magnetic field is applied from the outside, as shown in FIG. 46, the rotor 2
04の前記境界点が内ノッチ202aに対向して安定する。 The boundary point 04 is stabilized so as to face the inner notch 202a. このようにして図44から図46にかけてロータ2 In this way, the rotor 2 to the Figure 46 Figure 44
04は半回転していることが分かる。 04 It can be seen that a half turn. 次に、磁界を反対方向から供給すると、ロータ204は更に半回転する。 Next, when supplying the magnetic field in the opposite direction, the rotor 204 is further half turn.
このように磁界を交互に加えることによりロータ204 Rotor 204 by adding this way a magnetic field alternately
は連続的に回転することになる。 It will rotate continuously. なお、上記の説明は半時計方向に回転させる場合の例であるが、時計方向にも同様にして回転させることができる。 The above description is an example of a case of rotating counter-clockwise, it can be rotated in the same manner in the clockwise direction. また、このモータの動作原理自体は上述の実施例のステップモータ64, Further, the stepping motor 64 of the operating principle itself of the motor above embodiment,
66等にも適用される。 Also it is applied to the 66 or the like.

【0062】作業用モータ200の動作原理が明らかになったところで、次に図41及び図42の装置の動作説明をする。 [0062] When the operating principle of the working motor 200 is revealed, then the operation described of the device of FIGS. 41 and 42. コイル210に正・負の励磁電流を供給すると、コイルステータ208にそれに対応した磁束が発生し、その磁束は非磁性管206を通ってモータステータ202に至り、上述の動作原理によりロータ204が回転する。 Supplying positive and negative excitation current to the coil 210, it magnetic flux is generated corresponding to the coil stator 208, the magnetic flux reaches the motor stator 202 through a non-magnetic pipe 206, the rotor 204 is rotated by the operation principle of the above to. そのロータ204の回転によりマイクロポンプとして機能させたり、図示しないスクリューを回転させて推進したり或いは液体の流れを作ったりすることができる。 Or to serve as a micro-pump by the rotation of the rotor 204, it is possible to rotate the screw (not shown) or creating a flow of propulsion or or liquid. 或いは図示しないカッターを回転させて目的とする部分を削除したりすることもできる。 Or it may be rotated not shown cutter or remove portions of interest in.

【0063】特にこの実施例においてはコイルステータ208を非磁性管206の長さ方向に移動すると、その磁界による磁力により作業用モータ200それ自体もその移動に沿って移動する。 [0063] In particular, when the moving coil stator 208 in the longitudinal direction of the non-magnetic pipe 206 in this embodiment, also the working motor 200 itself by the magnetic force due to the magnetic field moves along the movement. 従って、外部から磁界を加えることによりマイクロロボット本体10の位置を制御することができる。 Therefore, it is possible to control the position of the micro robot body 10 by applying a magnetic field from the outside. 更に、外部から磁界を加えることにより作業用モータ200を駆動することができるので、マイクロロボット本体10には作業用モータ200を駆動するエネルギーを保存する手段(蓄電池)を必要としない。 Furthermore, it is possible to drive the working motor 200 by applying a magnetic field from outside, it does not require a means for storing energy for driving the working motor 200 in the micro robot body 10 (storage battery). なお、コイルステータ208は1個ではなく、非磁性管206の長さ方向に沿って複数個設けて、複数のロボット本体10を順次駆動させるようにしてもよい。 Incidentally, the coil stator 208 instead of one, provided plurality along the length of the non-magnetic pipe 206, may be made to sequentially drive the plurality of the robot body 10. また、コイル210は単相である必要はなく、3相等の多相コイルによって構成してもよい。 The coil 210 need not be a single phase, it may be constituted by three equality multiphase coils. その場合にはモータステ−タ202等もそれに対応した構成にする。 In that case Motasute - a configuration corresponding thereto also data 202 and the like.

【0064】なお、上述の実施例のステップモータは図41の実施例を除いて、超音波モータ等によってもよい。 [0064] Incidentally, the step motor of the above embodiment except for the embodiment of FIG. 41 may be by an ultrasonic motor or the like. また、必要に応じて上述の各実施例の要素を適宜組み合わせてマイクロロボットを構成してもよい。 It is also possible to constitute the microrobot appropriately combined elements of the embodiments described above if desired. 次に、 next,
電源16に対する充電機構について説明する。 It is described a charging mechanism for the power source 16. 図47 Figure 47
は電磁誘導による充電機構を付加した回路部22の詳細を示したブロック図である。 Is a block diagram showing details of a circuit portion 22 obtained by adding a charging mechanism by electromagnetic induction. モータ駆動回路62の充電回路の出力が電源部16に接続され、この電源部16には電圧調整器56が接続されている。 The output of the charging circuit of the motor drive circuit 62 is connected to the power supply unit 16, the voltage regulator 56 is connected to the power supply unit 16. この電圧調整器5 The voltage regulator 5
6は昇圧回路300と電圧リミッター302とから構成されている。 6 is constituted by a booster circuit 300 and a voltage limiter 302..

【0065】図48はこの実施例のモータ駆動回路62 [0065] Figure 48 is a motor drive circuit 62 in this embodiment
の詳細を示す回路図である。 Is a circuit diagram showing the details of. モータドライバ304,3 Motor driver 304,3
06,308,310は励磁コイル68に対して図示のようにH接続され、そして、各ドライバには並列に、且つ逆方向にダイオード312,314,316,318 06,308,310 is H connected as shown to the excitation coil 68, and, in parallel to each driver, and the reverse diode 312, 314
が接続さている。 There has been connected. また、交流磁界を検出するためのスイッチ320,322が励磁コイル68の両端に接続され、これらのスイッチ320,322が閉成されると、 The switch 320, 322 for detecting an AC magnetic field is connected to both ends of the exciting coil 68, when the switches 320, 322 are closed,
励磁コイル68に対して閉回路が形成される。 Closed circuit is formed with the excitation coil 68. また、励磁コイル68の両端は磁界検出用インバータ324,3 Both ends of the exciting coil 68 is a magnetic field detection inverter 324,3
26に導かれ、その出力はオア回路328を介してモータ駆動制御回路58に導かれる。 Led to 26, its output is directed to the motor drive control circuit 58 via the OR circuit 328. 定常的にはドライバ3 The steady-state driver 3
04,310とドライバ308,306とが交互に駆動され励磁コイル68に励磁電流が供給されてステップモータ66が駆動されるが、充電動作時には全ドライバ3 04,310 and drivers 308 and 306 and although the step motor 66 is supplied with exciting current to the exciting coil 68 is driven alternately driven, all drivers 3 at the time of charging operation
04,306,308,310をオフにして、後述する充電スタンドの充電コイルからの電磁誘導を励磁コイル68が受けると、誘起電圧がダイオード312,31 04,306,308,310 and off and the electromagnetic induction exciting coil 68 receives from charging coil of charging station to be described later, the induced voltage diode 312,31
4,316,318により整流されて電源部16に導かれて充電動作をする。 Is rectified is led to the power supply unit 16 to the charging operation by 4,316,318. なお、ドライバ304,306, In addition, the driver 304, 306,
308,310が図示のようにFETにより構成されていてそれに等価的に含まれるダイオードが十分機能する場合には外付けのダイオード312,314,316, 308, 310 if the diode included in the equivalent thereto is composed of an FET as shown is fully functional external diode 312, 314, 316,
318を省略することもできる。 It is also possible to omit the 318.

【0066】図49は電源部16を構成している電気二重層コンデンサ334の放電特性であり、図50は電圧調整器56の詳細を示す回路説明図である。 [0066] Figure 49 is a discharge characteristic of the electric double layer capacitor 334 constituting the power unit 16, FIG. 50 is a circuit diagram showing the details of the voltage regulator 56. 図50においては、高容量コンデンサ334及びリミッタースイッチ330を有し、更にもう1つの電源としてコンデンサ360を有している。 In Figure 50, it has a high capacitance capacitor 334 and a limiter switch 330 further includes a capacitor 360 as another power source. コンデンサ334からコンデンサ360へその電圧を昇圧しながら充電する手段が破線1 It means broken lines 1 to charge while boosting the voltage of the capacitor 360 navel capacitor 334
35で囲まれた部分に示されている。 It is shown in a portion surrounded by 35. コンデンサ334 Capacitor 334
からコンデンサ360へ昇圧しながら充電する手段33 To charge while the boost to the capacitor 360 from the means 33
5はコンデンサ340,350とスイッチ336,33 5 capacitors 340, 350 and the switch 336,33
8,342,344,346,348,352とから構成されている。 And it is configured from the Metropolitan 8,342,344,346,348,352. コンデンサ360から制御部22の各部に電源電圧が供給されている。 Supply voltage to each part of the control unit 22 from the capacitor 360 is supplied. 検出器332はコンデンサ334の電圧を検出する。 Detector 332 detects the voltage of the capacitor 334.

【0067】次に図50の回路の動作を説明する。 [0067] Next will be described the operation of the circuit of Figure 50. 大容量コンデンサ334がフル充電された後にその電圧が1.2V以上の時はコンデンサ334とコンデンサ36 Capacitor 334 when the voltage is above 1.2V after the high-capacity capacitor 334 is fully charged and the capacitor 36
0とは同じ電圧である。 0 to be the same voltage. コンデンサ334の電圧が1. Voltage of the capacitor 334 is 1.
2V〜0.8Vの時は昇圧手段335により1.5倍に昇圧してコンデンサ360へ充電する。 When 2V~0.8V charges the capacitor 360 is boosted to 1.5-fold by boosting means 335. この動作は図4 This operation is Figure 4
9のt1 〜t3 の区間である。 9 which is a t1 -t3 section. 従って、この時のコンデンサ360の電圧は1.8V〜1.2Vとなる。 Therefore, the voltage of the capacitor 360 at this time is the 1.8V~1.2V. コンデンサ334の電圧が0.8V〜0.6Vの時は昇圧手段335により2倍に昇圧されコンデンサ360に充電される。 When the voltage of the capacitor 334 is 0.8V~0.6V is charged in the capacitor 360 is boosted to 2-fold by boosting means 335. この動作図49のt3 〜t4 の区間である。 It is t3 t4 interval of Operation Figure 49. この時のコンデンサ360の電圧は1.6V〜1.2Vとなる。 The voltage of the capacitor 360 at this time is the 1.6V~1.2V.

【0068】コンデンサ334の電圧が0.6以下の時は昇圧手段335により3倍に昇圧してコンデンサ36 [0068] When the voltage of the capacitor 334 is 0.6 or less is boosted to 3-fold by boosting means 335 capacitor 36
0に充電する。 To charge to 0. この動作は図49のt4 以降である。 This operation is t4 and later in FIG. 49. この状態を示したのが図49である。 This state is shown in Figure 49. 実線で示した電圧が図50のコンデンサ360の電圧であり破線で示した電圧がコンデンサ334の電圧である。 Voltage is the voltage shown by the solid line indicated by a broken line is the voltage of the capacitor 360 in FIG. 50 is a voltage of the capacitor 334.

【0069】次に昇圧手段335の動作を説明する。 [0069] Next will be described the operation of the booster means 335. 昇圧する時、まずコンデンサ334からコンデンサ34 When the step-up, first from the capacitor 334 capacitor 34
0,350に充電しそれからコンデンサ334,34 Charged to 0, 350 and then the capacitor 334,34
0,350によりコンデンサ360を充電する。 To charge the capacitor 360 by 0, 350. 即ち図51〜図53に示す動作をくり返す事により昇圧充電が可能となる。 That boost charging becomes possible by repeating the operation shown in FIG. 51 to FIG 53. 1.5倍昇圧の時は図51の(A)、(B) 2.0倍昇圧の時は図52の(A)、(B) 3.0倍昇圧の時は図53の(A)、(B)に示している。 When the 1.5-fold step-up in FIG. 51 (A), (B) when 2.0 times boosting of FIG 52 (A), (B) when 3.0 times boosting of FIG 53 (A) It is shown in (B).

【0070】これらの切換は図50のスイッチ336, [0070] Switch 336 of these switching Figure 50,
338,342,344,346,348,352のスイッチングにより実行される。 Executed by switching 338,342,344,346,348,352.

【0071】以上述べたようにこの実施例によれば動作可能な時間を、図49において、t2 時間からt5 時間まで伸ばしている。 [0071] The above mentioned way an operable time According to this embodiment, in FIG. 49, are extended from time t2 to time t5. また、コンデンサ334の電圧で言えば従来0.9Vらか1.8Vの間でしか使えなかったものが、本実施例によれば0.3Vから1.8Vまで使うことができ、コンデンサ334に蓄えられたエネルギーが有効に使われていることが分る。 Further, those not used only between the conventional 0.9V Laka 1.8V Speaking voltage of the capacitor 334, can be used from 0.3V according to the present embodiment to 1.8V, the capacitor 334 it can be seen that the stored energy has been used effectively.

【0072】また、この実施例では昇圧手段335が1.5倍、2.0倍、3.0倍の3種類の昇圧手段を有し、それを電圧検出部332による電圧信号により切換えて使っているが、本発明はこの3種に限定されるものではなく、1種類でも又多種類用意してもよく又倍率もさまざま考えられる。 [0072] In addition, 1.5-fold step-up means 335 in this embodiment, 2.0 times, it has a three boosting means 3.0 times, using it switches the voltage signal by the voltage detection unit 332 and that, the present invention is not limited to these three, may also magnification is varied contemplated be also many kinds available in one. また、電圧の検出を本実施例ではコンデンサ334の電圧を検出している(1.8,1. Further, in this embodiment the detection voltage and detects the voltage of the capacitor 334 (1.8,1.
2,0.8,0.6V)がコンデンサ360の電圧を検出して(1.8V,1.2V)、昇圧手段335の内容と比較して昇圧状態を決めることも勿論可能である。 2,0.8,0.6V) detects the voltage of the capacitor 360 (1.8V, 1.2V), it is also possible to determine the comparison to boost state the contents of the step-up means 335. この方法は検出電圧が少なくて良いという利点がある。 There is an advantage that this method may be small detection voltage.

【0073】図54は上述のマイクロロボットに適用される充電スタンドの斜視図である。 [0073] Figure 54 is a perspective view of a charging station that is applied to the above-described micro robot. 図示のように、例えば赤外線を放射する信号発生装置370の近傍にはエネルギー供給装置372が設置されており、エネルギー供給装置372の上部には充電エリア374が形成されている。 As shown, for example in the vicinity of the signal generator 370 for emitting infrared rays is installed energy supply device 372, the upper portion of the energy delivery device 372 is charging area 374 are formed. 図55はエネルギー供給装置372の構成を示すブロック図である。 Figure 55 is a block diagram showing a configuration of an energy supply apparatus 372. 発振器376の出力は増幅器378 The output of the oscillator 376 amplifier 378
により増幅されて充電コイル380を励磁する。 It is amplified energizing the charging coil 380 by. この充電コイル380の励磁電流の周波数はステップモータの追随可能な周波数よりも高い周波数に設定しておく。 Frequency of the exciting current of the charging coil 380 is set to a frequency higher than the follow possible frequency of the stepping motor.

【0074】図56は自動充電時の動作を示すフローチャートである。 [0074] Figure 56 is a flowchart showing the operation of the automatic charging. CPUコア40は電源部16の電圧値を取り込み、それが所定の基準電圧より高いかどうかを判断し(S111)、高い場合には通常の動作を継続する(S11 CPU core 40 fetches the voltage value of the power supply unit 16, it is determined whether or higher than a predetermined reference voltage (S 111), when high continue normal operation (S11
2)。 2). 電源部16の電圧が所定の基準電圧VL より低い場合には充電動作を開始する。 Voltage of the power supply unit 16 if it is lower than the predetermined reference voltage VL begins charging operation. まず、ロボット本体10はその場で一回転する。 First, the robot body 10 makes one rotation on the spot. 例えば左側に旋回し始め、センサ12がオンなっているかどうかを判断し(S113)、オンなっていれば信号発生装置170は左側にあるものとし、 For example begins to pivot to the left, to determine whether the sensor 12 is turned on (S113), the signal generator 170 if turned on and those on the left,
ステップモータ64を駆動する(S114)。 The step motor 64 for driving (S114). これにより車輪38が回転駆動して左側に旋回する。 Thus the wheels 38 is pivoted to the left and rotated. また、センサ14 Further, the sensor 14
がオンなっているかどうかを判断し(S115)、オンなっていれば信号発生装置170は右側にあるものとし、ステップモータ66を駆動する(S116)。 There is judged whether it is ON (S115), the signal generator 170 if turned on and those in the right, and drives the step motor 66 (S116). これにより車輪36 This allows the wheels 36
が回転駆動して右側に旋回する。 There pivots to the right and rotated. なお、このセンサ1 In addition, the sensor 1
2,14はそれぞれ2個の素子を内蔵し、一方の素子は例えば通常の光に応答してガイド用いられ、他方の素子は例えば信号発生装置370からの赤外線にのみ反応して充電エリア374をサーチするのに用いられるものとする。 2,14 Each contains two elements, one element is used guide in response to, for example, ordinary light, the other element is a charge area 374 in response only to the infrared radiation from the signal generator 370 e.g. and those used to search.

【0075】次に、図48のスイッチ320,322を閉成し、仮にロボット本体10が充電エリア374に到達すると、励磁コイル68は充電コイル380によって発生する磁界を受けて誘起電圧を発生する。 Next, closes the switch 320, 322 in FIG. 48, if the robot main body 10 reaches the charging area 374, the excitation coil 68 generates an induced voltage by receiving the magnetic field generated by the charging coil 380. この誘起電圧はインバータ324,326及びオア回路328を介してCPUコア40に取り込まれ、そこで交流磁界が検出されたことが検出される(S117)。 The induced voltage is taken into the CPU core 40 via the inverters 324, 326 and an OR circuit 328, where the AC magnetic field is detected to have been detected (S117). このようにして交流磁界が検出されると、ロボット本体10は充電エリア1 When an alternating magnetic field in this manner is detected, the robot body 10 charging area 1
74の上にいることになるので、ステップモータ64, It means that are on the 74, the stepping motor 64,
66の駆動を停止する(S118)。 66 stops driving the (S118). 励磁コイル68は充電コイル380によって発生する磁界を受けて誘起電圧を発生し、その誘起電圧はダイオード312,318,31 The exciting coil 68 is an induced voltage generated by receiving a magnetic field generated by the charging coil 380, the induced voltage diode 312,318,31
6,306により整流されて電源部16に導かれ、電源部16には充電電流が供給される。 6,306 is rectified is led to the power supply unit 16 by, the power supply unit 16 is a charging current is supplied. そして、CPUコア40は電源部16の電圧を取り込んでそれが基準値VH Then, CPU core 40 it based captures voltage of the power supply unit 16 value VH
より高いかどうかを判断し(S119)、高くなると再び通常の動作に移る(S112)。 Determine whether higher (S119), becomes again shifts to the normal operation higher (S112).

【0076】なお、充電スタンドの信号発生装置370 [0076] In addition, the signal generating apparatus of the charging stand 370
は超音波、磁気等を発生するものでもよい。 It may be one that occurs ultrasonic, magnetic, and the like. その場合にはロボット本体側にはそれを検出するセンサを装備する必要がある。 In that case the robot body side must be equipped with sensors to detect it. また、エネルギー供給装置372から発生する磁気、光、熱等を検出して移動するようにしてもよい。 Further, magnetism generated from the energy supply device 372, the light may be moved to detect heat or the like. その場合には信号発生装置370は不要になる。 Signal generator 370 in that case is not necessary.

【0077】更に、エネルギー供給装置372はロボット本体10が充電エリア374に到達してから作動させるようにしてもよく、その場合には省エネルギー化が図られる。 [0077] Further, the energy supply device 372 may be actuated from the robot body 10 reaches the charging area 374, in which case the energy saving is achieved.

【0078】図57〜図60は本発明の他の実施例に係るマイクロロボットを示す図であり、図57は前方から見た図、図58は後方から見た図、図59は図58の5 [0078] FIGS. 57 60 are views showing a micro robot according to another embodiment of the present invention, FIG. FIG. 57 is viewed from the front, Figure 58 is a rear view, FIG. 59 of FIG. 58 5
9−59断面図、図60はアームの機能を説明する図である。 9-59 cross-sectional view, FIG. 60 is a diagram for explaining the function of the arm. この実施例のマイクロロボットは、管内を流れる液体中でフィンを回転することにより推進すると共に、 Microrobot of this embodiment, as well as driven by rotating the fins in a liquid flowing in a pipe,
充電時には液体の流れを利用して発電しそれにより充電するようにしたものである。 The charging is obtained so as to charge thereby to generate electricity by using the flow of liquid. ロボット本体10の前部には4本のアーム400が取り付けられており、後部にはフィン402が取り付けられその外周部には外歯404 At the front of the robot body 10 has four arms 400 of the attached external teeth 404 on its outer periphery a fin 402 is attached to the rear
が設けられている。 It is provided. また、フィン402はカバー部40 Further, the fins 402 are the cover 40
6により覆われている。 It is covered by 6. フィン402はピニオン408 Fin 402 is a pinion 408
を介してステップモータ66に連結されている。 It is coupled to the step motor 66 through the. アーム400はその一方の端部がプランジャ410により駆動されるように構成されており、プランジャ410が引かれるとアーム400が拡がり、アーム400の端部が管の内壁に押し当てられるとロボット本体10は液中に停留する。 Arm 400 one end thereof is configured to be driven by the plunger 410, the plunger 410 is pulled arm 400 is spread, against which the robot body 10 end of the arm 400 pushes the inner wall of the tube It is stationary in the liquid.

【0079】この実施例の回路22の構成は図47に示されているものと基本的には同一であり、図47のステップモータ64をプランジャ410に置き換えればよい。 [0079] The configuration of the circuit 22 of this embodiment is the same basically as shown in Figure 47, it may be replaced with step motor 64 in FIG. 47 to the plunger 410. 通常の動作状態においては、ステップモータ66よりフィン402が回転駆動されロボット本体10は液中を前進する。 In normal operating conditions, the fin 402 from the step motor 66 is driven to rotate the robot main body 10 moves forward through the liquid. そして、電源部16の電圧が所定の基準値VL より低くなると、ステップモータ66の駆動を停止し、プランジャ410を引いてアーム400を拡げる。 When the voltage of the power supply unit 16 is lower than a predetermined reference value VL, the driving of the stepping motor 66 is stopped, expand the arms 400 pull the plunger 410.
これによりロボット本体10が液体中にて停止することになる。 This makes that the robot body 10 is stopped at the liquid. その停留状態にて管内に液が流れていると、フィン402が回転しその結果ステップモータ66のロータ70が回転し、励磁コイル68に誘起電圧が発生し、 When the liquid within the tube at its standstill state is flowing, the rotor 70 is rotated resulting step motor 66 fin 402 is rotated, the induced voltage is generated in the excitation coil 68,
その誘起電圧は上述の実施例の場合と同様に整流されて電源部16に導かれ、電源部16に充電電流が供給される。 Its induced voltage is led to the power supply unit 16 is rectified as in the above embodiments, the charging current supplied to the power supply unit 16. このようにして充電され所定の基準電圧VH 以上になると、プランジャ410を復帰させてアーム400を閉じてロボット本体10の停留状態を解き、ステップモータ66を駆動することにより再び前進を開始する。 In this manner, when being charged reaches or exceeds a predetermined reference voltage VH, solving standstill state of the robot main body 10 to close the arms 400 to return the plunger 410, again it starts to move forward by driving the stepping motor 66.

【0080】図61は光起電力素子により充電する場合の制御部の構成を示すブロック図である。 [0080] Figure 61 is a block diagram showing a configuration of a control unit when charging by the photovoltaic element. 光起電力素子として例えばソーラーセル412を有し、このソーラーセル412の出力は電圧調整器56のリミッタ302 Has, for example, as a solar cell 412 photovoltaic elements, the limiter 302 outputs the voltage regulator 56 of the solar cell 412
(図47参照)を介して電源部16に供給されると共に、デコーダ416を介してCPUコア40に供給される。 It is supplied to the power supply unit 16 via a (see FIG. 47) is supplied to the CPU core 40 via the decoder 416.

【0081】図62は図61の実施例の動作を示すフローチャートである。 [0081] Figure 62 is a flow chart showing the operation of the embodiment of FIG. 61. この実施例においては通常の作業時もソーラーセル412により充電をしている。 Normal work time is also charged by the solar cell 412 in this embodiment. ところが、電源部16の電圧が所定の基準電圧VL より低くなると(S121)、ステップモータ64,66を駆動し(S12 However, when the voltage of the power supply unit 16 is lower than the predetermined reference voltage VL (S121), and drives the step motor 64, 66 (S12
2)、その状態をこれらのモータの回転が検出できなくなるまで継続する(S123),(S124)。 2), it is continued in that state until it becomes impossible to detect the rotation of the motors (S123), (S124). つまり、ステップモータ64,66をロボット本体10が壁等に衝突するまで駆動することによりロボット本体10を隅の方に退避させ、その状態で例えば100秒程度の間充電する(S12 In other words, the step motors 64 and 66 the robot body 10 retracts the robot body 10 to a corner by driving until impinging on the wall or the like, is charged during its state, for example, about 100 seconds (S12
5)。 Five). そして、電源部16の電圧が所定の基準電圧VL より高くなると(S121)、再び通常の作業時に戻る(S122)。 When the voltage of the power supply unit 16 is higher than the predetermined reference voltage VL (S121), returns to normal working (S122).
なお、この実施例においては発光側の発光素子を制御することにより、発光素子からエネルギーを供給するだけでなく、制御信号を発光エネルギーに重畳させることにより制御信号を供給することもできる。 By controlling the light emitting elements of the light emitting side in this embodiment, not only to supply energy from the light emitting element, a control signal may be supplied a control signal by superimposing the emission energy. ロボット本体1 Robot body 1
0側ではソーラーセル212の出力をデコーダ416により解析してCPUコア40に取り込む。 0 side captures the CPU core 40 analyzes by the decoder 416 the output of the solar cell 212.

【0082】ところで、図61の実施例においてはソーラーセル412による例について説明したが、これを熱発電素子に置き換えてもよい。 [0082] Incidentally, an example has been described by the solar cell 412 in the embodiment of FIG. 61, this may be replaced by a heat generating element. 熱発電素子は温度差により発電するので、エネルー供給側においては吸熱及び発熱を交互に繰り返せば(充電スタンドにて吸発熱素子を駆動する)、熱発電素子は継続的に発電できる。 Since the heat generating element generates electricity by temperature difference, in the Eneru supply side (to drive the endothermic and exothermic elements at a charging station) repeated if alternately endothermic and exothermic, the heat generating element can continuously power. 但し、 However,
その場合には、熱発電素子の出力は交互に正、負を繰り返すので、充電回路214には整流回路が必要となる。 In that case, the output of the heat generating element is a positive alternately since repeated negative rectifier circuit is required in the charging circuit 214.
この場合だけでなく、電磁誘導により充電する場合において、励磁コイル68によらず、充電用のコイルをソーラーセル212の代わりに設けてそれによって電源部1 Not only this, in the case of charging by electromagnetic induction, irrespective of the excitation coil 68, whereby the power supply unit provided with a coil for charging instead of the solar cell 212 1
6を充電する場合にも整流回路が必要になる。 Also it requires a rectifier circuit when charging the 6.

【0083】図63は充電、障害回避、作業及び帰投を組み合わせた制御をする場合の動作を示すフローチャートである。 [0083] Figure 63 is a flow chart showing an operation in the control combining charging, failure avoidance, the work and The return. CPUコア40は電源部16の電圧を取り込んでその値が所定の基準電圧VL より高いかどうかを判断する(S131)。 CPU core 40 value takes in the voltage of the power source unit 16 determines whether or higher than a predetermined reference voltage VL (S131). 電源部16の電圧が所定の基準電圧V Reference voltage V voltage of the power supply unit 16 is predetermined
L よりも低ければ充電動作に移る(S132)。 It is lower than L moves to the charging operation (S132). この充電動作は上述の各実施例における動作と同一である。 This charging operation is identical to the operation in each embodiment described above. 電源部1 The power supply unit 1
6の電圧が所定の基準電圧VL よりも高ければ、次に障害物があるかどうかを判断する(S133)。 If the voltage of 6 is higher than the predetermined reference voltage VL, then determine whether there is an obstacle (S133). 障害物の有無の検出は、例えば障害物検出用のセンサを取り付けてそれにより検出したり、ステップモータが回転していない状態を検出することにより行う。 Detection of the presence or absence of an obstacle is carried out, for example, thereby and detect by attaching a sensor for obstacle detection, by the step motor to detect a non-rotating state. 後者の場合の検出は次のようにして行なう。 Detection of the latter case is carried out as follows. 回転状態にあるときにはステップモータの励磁コイルに駆動パルスを供給した後に、誘起電圧が大となり、回転していない状態においては誘起電圧が小となるので、誘起電圧の大きさを検出することによりその判断がなされる。 After supplying the driving pulses to the exciting coil of the step motor when in a rotating state, next to the induced voltage is large, since the induced voltage becomes small in a non-rotating state, that by detecting the magnitude of the induced voltage a determination is made.

【0084】障害物があると判断されたときには(S13 [0084] when it is determined that there is an obstacle (S13
3)、回避動作をする(S134)。 3), the avoidance operation (S134). 回避動作としては、停止、 Avoidance as operation, stop,
後退等の制御処理を行うことによりなされる。 It is done by performing a control process of the recession or the like. 障害物がないと判断されると、所望の作業(前進等)を行う(S13 If it is determined that there is no obstacle, it performs the desired work (advancing the like) (S13
4)。 Four). 次に、帰投指令あるかどうかを判断し(S135)、帰投指令がなければ上述の処理を繰り返し、帰投指令があった場合には帰投する(S135)。 Next, it is determined whether The return is commanded (S135), if there is no The return command repeats the above processing, The return if there is The return command (S135). この実施例においては帰投指令が外部からあるまでの作業を続けているが、作業が終わったら自動的に帰投するようにしてもよい。 Although The return command in this example are continuing to work up to a certain external, it may be automatically The return When finished. 帰投の方法は充電スタンドへの移動と同様になされる。 The method of The return is made in the same way as moving to the charging stand.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例のマイクロロボットの側面図である。 1 is a side view of a micro robot according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の上面図である。 It is a top view of FIG. 1. FIG.

【図3】図1の底面図である。 FIG. 3 is a bottom view of FIG. 1.

【図4】傾斜した走行グランドをロボット本体が登る場合の説明図である。 [4] The inclined running ground is an explanatory diagram of the case where the robot main body climbs.

【図5】本発明の他の実施例のマイクロロボットの側面図である。 5 is a side view of a micro robot according to another embodiment of the present invention.

【図6】図5の底面図である。 FIG. 6 is a bottom view of FIG. 5.

【図7】上記マイクロロボットの車輪の側面拡大図である。 7 is an enlarged side view of a wheel of the micro robot.

【図8】回路部の詳細を示したブロック図である。 8 is a block diagram showing details of the circuit portion.

【図9】センサの回路図である。 9 is a circuit diagram of a sensor.

【図10】駆動部の平面図である。 10 is a plan view of the drive unit.

【図11】図10の駆動部の展開図である。 11 is a developed view of the driving unit of FIG.

【図12】図1又は図5の実施例のロボットの基本動作例を示すタイミングチャートである。 12 is a timing chart showing a basic operation example of the robot of the embodiment of FIG. 1 or FIG.

【図13】図5の実施例のロボットの駆動開始時の基本動作を示すタイミングチャートである。 13 is a timing chart showing the basic operation at the start of driving the embodiment of the robot of FIG.

【図14】図5の実施例のロボットの駆動開始時の動作を示すタイミングチャートである。 14 is a timing chart showing the operation at the time of start of driving the embodiment of the robot of FIG.

【図15】図5の実施例のロボットの駆動パルスの波形図である。 15 is a waveform diagram of a driving pulse of a robot of the embodiment of FIG. 5.

【図16】障害物を回避する場合の処理(その1)を示すフローチャートである。 16 is a flowchart showing a process (1) in the case of avoiding an obstacle.

【図17】その回避動作の説明図である。 FIG. 17 is an explanatory view of the avoidance operation.

【図18】障害物を回避する場合の処理(その2)を示すフローチャートである。 18 is a flowchart showing a process (2) in the case of avoiding an obstacle.

【図19】その回避動作の説明図である。 FIG. 19 is an explanatory view of the avoidance operation.

【図20】ステップモータの回転の有無を検出する方法を示したタイミングチャートである。 20 is a timing chart showing the method of detecting the presence or absence of rotation of the stepping motor.

【図21】本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの正面、側面及び背面をそれぞれ示した図である。 [21] Other front micro robot according to an embodiment of the present invention and shows side and back, respectively.

【図22】本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの正面、側面及び背面をそれぞれ示した図である。 [22] Other front micro robot according to an embodiment of the present invention and shows side and back, respectively.

【図23】本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの正面、側面及び背面をそれぞれ示した図である。 [Figure 23] Another front micro robot according to an embodiment of the present invention and shows side and back, respectively.

【図24】図21〜図23の実施例のモータ駆動回路の周辺の回路を示したブロック図である。 It is a block diagram showing a circuit around the motor driving circuit of the embodiment of FIG. 24] FIGS. 21 to 23.

【図25】本発明の他の実施例のマイクロロボットの上面図である。 Figure 25 is a top view of a micro robot according to another embodiment of the present invention.

【図26】図25の実施例の回路部の詳細を示したブロック図である。 FIG. 26 is a block diagram showing details of a circuit portion of the embodiment of FIG. 25.

【図27】図26の回路部の制御動作を示すフローチャートである。 27 is a flowchart showing the control operation of the circuit of FIG. 26.

【図28】図25及び図26において作業制御用センサを装備しなかった場合の動作を示すフローチャートである。 28 is a flowchart showing the operation when not equipped with a work control sensor in FIGS. 25 and 26.

【図29】回路部の他の実施例の詳細を示すブロック図である。 FIG. 29 is a block diagram showing details of another embodiment of the circuit portion.

【図30】本発明の他の実施例のロボット本体の上面図である。 Figure 30 is a top view of a robot body of another embodiment of the present invention.

【図31】図29の回路部の制御動作を示すフローチャートである。 31 is a flowchart showing the control operation of the circuit of FIG. 29.

【図32】本発明のマイクロロボットを内視鏡に適用した例を示す断面図である。 32 is a cross-sectional view showing an example of application to an endoscope microrobot of the present invention.

【図33】本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの底面図である。 33 is a bottom view of a micro robot according to another embodiment of the present invention.

【図34】図33のマイクロロボットの側面図である。 It is a side view of a micro robot [34] Figure 33.

【図35】本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの側面図である。 Figure 35 is a side view of a micro robot according to another embodiment of the present invention.

【図36】図35のマイクロロボットの底面図である。 FIG. 36 is a bottom view of the micro-robot of FIG. 35.

【図37】図35及び図36のマイクロロボットの回路部の詳細を示したブロック図である。 FIG. 37 is a block diagram showing details of a circuit portion of the micro robot of Fig. 35 and 36.

【図38】図35〜図37のマクロロボットの制御動作を示したフローチャートである。 38 is a flowchart showing the control operation of the macro robot of FIG. 35 to FIG. 37.

【図39】図35のマイクロロボットがハンドを上げたときの状態を示す図である。 Microrobot [39] FIG 35 is a diagram illustrating a state in which raised hand.

【図40】図35のマイクロロボットがハンドを開いたときの状態を示す図である。 Microrobot FIG. 40 FIG. 35 is a diagram showing a state when opening the hand.

【図41】本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの概念図である。 41 is a conceptual view of a micro robot according to another embodiment of the present invention.

【図42】図41の側面図である。 FIG. 42 is a side view of FIG. 41.

【図43】作業用モータの詳細を示した図である。 FIG. 43 is a diagram showing the details of the work for the motor.

【図44】作業モータの動作原理を示した図である。 44 is a diagram showing the operating principle of the working motor.

【図45】作業モータの動作原理を示した図である。 45 is a diagram showing the operating principle of the working motor.

【図46】作業モータの動作原理を示した図である。 46 is a diagram showing the operating principle of the working motor.

【図47】回路部に電磁誘導による充電機構を付加した回路部の詳細を示したブロック図である。 FIG. 47 is a block diagram showing details of a circuit portion which adds a charging mechanism by electromagnetic induction to the circuit portion.

【図48】図47の実施例のモータ駆動回路の詳細を示すブロック図である。 FIG. 48 is a block diagram showing details of the motor drive circuit of the embodiment of FIG. 47.

【図49】電源部を構成している電気二重層コンデンサの放電特性図である。 FIG. 49 is a discharge characteristic diagram of the electric double layer capacitor constituting the power supply unit.

【図50】電圧調整器の詳細を示す回路説明図である。 FIG. 50 is a circuit diagram showing the details of the voltage regulator.

【図51】昇圧手段の動作説明図である。 51 is a diagram for describing operation of the booster means.

【図52】昇圧手段の動作説明図である。 Figure 52 illustrates the operation of the booster means.

【図53】昇圧手段の動作説明図である。 FIG. 53 is a diagram for describing operation of the booster means.

【図54】充電スタンドの斜視図である。 FIG. 54 is a perspective view of the charging stand.

【図55】エネルギー供給装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 55 is a block diagram showing a configuration of energy supply device.

【図56】自動充電時の動作を示すフローチャートである。 FIG. 56 is a flowchart showing the operation of the automatic charging.

【図57】本発明の他の実施例に係るマイクロロボットの正面図である。 Figure 57 is a front view of a micro robot according to another embodiment of the present invention.

【図58】図57のマイクロロボットの背面図である。 FIG. 58 is a rear view of the micro-robot of FIG. 57.

【図59】図58の59−59断面図である。 It is a 59-59 cross-sectional view of FIG. 59] FIG. 58.

【図60】図57のアームの機能を説明する図である。 FIG. 60 is a diagram for explaining the function of the arm of Figure 57.

【図61】光起電力素子により充電する場合の制御部の構成を示すブロック図である。 FIG. 61 is a block diagram showing a configuration of a control unit when charging by the photovoltaic element.

【図62】図61の実施例の動作を示すフローチャートである。 FIG. 62 is a flowchart showing the operation of the embodiment of FIG. 61.

【図63】充電、障害回避、作業及び帰投を組み合わせた制御をする場合の動作を示すフローチャートである。 [Figure 63] charge, failure avoidance, a flowchart illustrating the operation when the control combining the work and The return.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−71698 (32)優先日 平成4年3月27日(1992.3.27) (33)優先権主張国 日本(JP) (56)参考文献 特開 平2−99073(JP,A) 特開 平3−106329(JP,A) 特開 昭63−229187(JP,A) 特開 平3−128441(JP,A) 特開 昭53−116826(JP,A) 特開 昭58−44030(JP,A) 特開 昭57−131421(JP,A) 特開 昭63−135117(JP,A) 特開 昭64−77233(JP,A) 特開 昭56−139091(JP,A) 実開 昭64−39893(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) A61B 1/00 - 1/32 H02N 6/00 B08B 9/04 JICSTファイル(JOIS) ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (31) priority claim number Japanese Patent Application No. 4-71698 (32) priority date 1992 March 27 (1992.3.27) (33) priority Country Japan (JP) (56) references Patent Rights 2-99073 (JP, A) Patent Rights 3-106329 (JP, A) JP Akira 63-229187 (JP, A) Patent Rights 3-128441 (JP, A) JP open Akira 53-116826 (JP, A) JP Akira 58-44030 (JP, A) JP Akira 57-131421 (JP, A) JP Akira 63-135117 (JP, A) JP Akira 64-77233 ( JP, a) JP Akira 56-139091 (JP, a) JitsuHiraku Akira 64-39893 (JP, U) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) A61B 1/00 - 1/32 H02N 6/00 B08B 9/04 JICST file (JOIS)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 光ファイバ及びミラーを備えた内視鏡の Of claim 1 an optical fiber and an endoscope equipped with a mirror
    うち、少なくとも該内視鏡の先端部側のミラーを収納す Among them, to house the front end portion of the mirror at least the endoscope
    るように形成された筐体と、 前記光ファイバ及び前記ミラーを経由して前記筐体から A housing formed so that, from the housing via the optical fiber and the mirror
    管内壁に導かれた光を受けて電源電圧を発生する光起電力素子と、 液体を吐出するためのマイクロポンプと、 前記光起電素子が受けた光に重畳された制御信号を解析して、前記マイクロポンプを駆動して液体を吐出させるための回路部とを備え、 前記光起電力素子は前記筐体の外周面に受光面を備え、 A photovoltaic element that generates a power supply voltage by receiving a light guided in the tube wall, a micro-pump for discharging liquid, to analyze the control signal superimposed on the light the photovoltaic element has received the drives the micro pump and a circuit portion for ejecting liquid, said photovoltaic element has a light receiving surface on the outer circumferential surface of the housing,
    前記管内壁による反射光を前記受光面が受光することを特徴とするマイクロロボット。 Microrobot the light receiving surface of the light reflected by the inner wall, characterized in that the receiving.
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