JP3277919B2 - マイクロロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤレス制御可能なマ
イクロロボットに関する。

【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。また、
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。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。走行部には車輪を用いて走行
抵抗を減らしていた。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。

【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。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。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。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。

【０００４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、小型でワイヤレス制御可能なマイクロロ
ボットを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の一つの
態様によるマイクロロボットは、検出領域が一部重複
し、検出量に応じた出力を発生する第１及び第２のセン
サと、互いに独立して駆動するように装着された少なく
とも一対の駆動部と、ＣＰＵ及びリセット手段を含み、
前記センサの出力に応じて前記駆動部を駆動制御する制
御部と、充電可能な電池を有し、前記センサ、前記駆動
部及び前記制御部に電源電圧を供給する電源装置とを備
え、前記リセット手段は、誘導コイル、サーミスタ又は
ホール素子のいずれかを備え、外部から非接触に与えら
れるエネルギーに基づいて前記ＣＰＵにリセット信号を
送出し、前記ＣＰＵを初期状態にする。このように構成
されたことにより小形化が可能になっている。特にセン
サの検出領域を重複させたことにより、簡単な回路で目
標に対して自律的に移動する機能が得られる。また、駆
動部がそれぞれ独立して制御されるので、簡単な機構で
複雑な動作を制御することができる。更に、誘導コイ
ル、サーミスタ、ホール素子のいずれかを備え、リセッ
ト信号を外部から非接触で供給することができるので、
その操作が簡単なものとなっている。本発明の他の態様
によるマイクロロボットは、検出領域が一部重複し、検
出量に応じた出力を発生する第１及び第２のセンサと、
互いに独立して駆動するように装着された少なくとも一
対の駆動部と、ＣＰＵ及び起動制御手段を含み、前記セ
ンサの出力に応じて前記駆動部を駆動制御する制御部
と、充電可能な電池及び該電池の電圧を調整して出力す
る電圧調整回路を備え、前記センサ、前記駆動部及び前
記制御部に電源電圧を供給する電源装置とを備え、前記
起動制御手段は、誘導コイル、サーミスタ又はホール素
子のいずれかを備え、これに与えられるエネルギーに基
づき、起動時に前記ＣＰＵにリセット信号を供給し、そ
の後、所定時間経過後に電池の出力電圧の代わりに電圧
調整回路の出力電圧を電源電圧としして前記制御部に入
力すると共に、前記リセット信号を解除する。起動時に
電池の高い出力電圧及びリセット信号を制御部に供給
し、その後、所定時間経過に電池の出力電圧の代わりに
電圧調整回路の出力電圧を制御部に供給すると共にリセ
ット信号を解除するようにしたので、安定した動作が得
られる。

【０００６】本発明の他の態様によるマイクロロボット
は、ロボット本体と、前記ロボット本体の第一の面に設
けられ、検出領域が一部重複し、検出量に応じた出力を
発生する第１及び第２のセンサと、互いに独立して駆動
するように装着された少なくとも一対の駆動部と、ＣＰ
Ｕ及びリセット手段を含み、前記センサの出力に応じて
前記駆動部を駆動制御する制御部と、充電可能な電池を
備え、前記センサ、前記駆動部及び前記制御部に電源電
圧を供給する電源装置とを備え、前記リセット手段は、
前記第一の面と異なるロボット本体表面に設けられたフ
ォトセンサを備え、該フォトセンサが受光すると前記Ｃ
ＰＵにリセット信号を送出して前記ＣＰＵを初期状態に
する。このように、リセット手段が第一の面と異なるロ
ボット本体表面に設けられており、このため、リセット
手段に対する指令と、第１及び第２のセンサに対する指
令との混同が避けられる。本発明の他の態様によるマイ
クロロボットは、ロボット本体と、前記ロボット本体の
第一の面に設けられ、検出領域が一部重複し、検出量に
応じた出力を発生する第１及び第２のセンサと、互いに
独立して駆動するように装着された少なくとも一対の駆
動部と、ＣＰＵ及び起動制御手段を含み、前記センサの
出力に応じて前記駆動部を駆動制御する制御部と、充電
可能な電池及び該電池の電圧を調整して出力する電圧調
整回路を備え、前記センサ、前記駆動部及び前記制御部
に電源電圧を供給する電源装置とを備え、前記起動制御
手段は、前記第一の面と異なるロボット本体表面に設け
られたフォトセンサを備え、該フォトセンサの受光に基
づき、起動時に前記ＣＰＵにリセット信号を供給し、そ
の後、所定時間経過後に電池の出力電圧の代わりに電圧
調整回路の出力電圧を電源電圧として前記制御部に入力
すると共に、前記リセット信号を解除する。

【０００７】

【実施例】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。ロボット本
体１０は大きさが約１立方センチメートルであり、その
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。このセンサ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。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１４も検出領域として
の視野Ａ２を有しており、両視野Ａ１，Ａ２はその中央
部で重複しており、両センサ１２，１４は重複した視野
Ａ３を有する。従って、光源からの光が正面即ち視野Ａ
３にあるときには、両センサ１２，１４がその光を検出
することになる。なお、センサ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、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。

【０００８】図３は図１の底面図である。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り、充電と
バランサのために設けられた触覚部１８及び尾２０を介
して充電可能に構成されている。この電源部１６に近接
して回路部２２が設けられている。この回路部２２は回
路基板２３に実装したＣＰＵ−ＩＣ２４、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。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、出力軸３２，３
４と嵌合した車輪３６，３８を回転駆動する。車輪３
６，３８は外周にゴムが取り付けられている。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。

【０００９】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。電源部１６及び回路部２２は一対の駆動部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。
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。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。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。

【００１０】図４はＣＰＵ−ＩＣ２４の詳細を示したブ
ロック図である。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Ｒ
ＯＭ４２、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。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コア４０にクロック信号として供給される。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。電圧調整器５６は
電源部１６の電圧を低電圧にかつ安定化して回路部２２
に供給するためのものである。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を介してステップモータ６４，６
６を制御する。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。

【００１１】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
モータと記述し、また、ステップモータ６６は駆動部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。

【００１２】図５はセンサ１２の回路図である。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。ホトトランジスタ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。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。

【００１３】図６は駆動部３０の平面図であり、図７は
その展開図である。ステップモータ６４は励磁コイル６
８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。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７
６を駆動し、このようにして減速されたピニオン７６は
車輪３８を回転駆動する。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。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。ステップ
モータ６４，６６は、図６及び図７に示すように、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。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３０，２
８の薄形化・小形化が図られている。

【００１４】図８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。センサ１２，１
４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。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。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。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。双方のセンサ１２，
１４が受光している区間Ｗではステップモータ６４，６
６が駆動し、車輪３８，３６が回転駆動される。

【００１５】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。このとき、
車輪３６は停止状態になっているので、ロボット本体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。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。このとき、車輪３８は停止状態になっているので、
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。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
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。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。

【００１６】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。図９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。まず、ＣＰＵ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)。次に、センサ１２からの受光出力があ
るかどうかを判断し(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)。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(S5)、「１５」になっていなけ
れば上述の処理(S3)，(S4)を繰り返す。

【００１７】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、
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。そして、駆
動パルスのクロック周波数Ｒｃが１２８Ｈｚ（最大値）
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。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)。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。

【００１８】ところで、図９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。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。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。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。

【００１９】図１０は上記の点を考慮した制御のフロー
チャートである。上述の場合と同様に、ＣＰＵ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Ｒ
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)。次に、
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) 。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) 。このようにして設定した後には、
図９のフローチャートと同様に処理される。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。

【００２０】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。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。

【００２１】ところで、このマイクロロボットは上述の
ようにＣＰＵコア４０を内蔵しており、適切なリセット
回路が必要になる。図１１はＣＰＵコア４０に内蔵され
たリセット回路を抽出した回路図である。図において８
０，８２，８４，８６はアナログ・トランスミッション
・ゲート（以下ゲートという）、８８，９０，９２はイ
ンバータ、９４はＣＰＵなどの演算素子が内蔵されたＩ
Ｃであり、Ｃ１，Ｃ２は低容量のコンデンサである。回
路の起動時においては、ＩＣ８６はそれに内蔵した発振
器がまだ発振しておらず、クロック信号を発生していな
い状態にある。従って、コンデンサＣ１，Ｃ２の電位は
接地電位になっている。このような状態で電源部１６か
ら電圧ＶＨ及び電圧調整回路５６からの電圧ＶＬ（ＶＨ
＞ＶＬ）が供給されると、コンデンサＣ２の電位は接地
電位でありインバータ９０の入力はＬであるから、イン
バータ９０の出力はＨになり、これはゲート８２に供給
されゲート８２が開いて電圧ＶＨがＩＣ９４に供給され
る。また、インバータ９０の出力はＩＣ９４のリセット
端子にも供給され、ＩＣ９４がリセットされる。インバ
ータ９２の入力はクロック信号が入力されていないので
Ｌであり、従って、その出力はＨとなり、ゲート８６を
開く。ゲート８６が開かれると、電圧ＶＨがゲート８６
を介してコンデンサＣ１に印加され、コンデサＣ１は充
電される。

【００２２】そして、ＩＣ９４に電圧ＶＨが供給されて
内蔵する発振回路が発振を開始するとクロック信号が出
力され、このクロック信号によりゲート８４が開かれ
る。また、インバータ９２によりゲート８６が閉じられ
る。従って、コンデンサＣ１の電荷はゲート８４を介し
てコンデンサＣ２に供給され、コンデンサＣ２の電位が
立ち上がると、インバータ９０の出力はＬになり、ＩＣ
９４のリセットは解除され、ゲート８２は閉じられて電
圧ＶＨの供給が停止する。このとき、インバータ９０の
出力はインバータ８８を介してゲートに供給され、ゲー
ト８０が開く。ゲート８０が開いたことにより、電圧Ｖ
ＬがＩＣ９４に供給される。このようにして、装置の起
動時に高い電圧を供給するとともリセット信号を供給
し、クロック信号が出力された段階で低い電圧を供給す
ると共にリセット信号を解除するようにしたので、安定
した動作が得られている。

【００２３】図１２〜図１６はリセット回路の他の構成
例を示した回路図である。図１２のリセット回路はフォ
トセンサ９６を接続した例である。フォトセンサ９６が
受光するとＩＣ９４にリセット信号を供給しＩＣ９４を
リセットする。このフォトセンサ９６は例えばロボット
本体の背面側に取り付けられ、操作者が例えば駆動中に
投光することにより非接触でロボット本体をリセット状
態にする。図１３のリセット回路は誘導コイル９８を接
続した例である。誘導コイル９８が電磁誘導を受けると
ＩＣ９４にリセット信号を供給しＩＣ９４をリセットす
る。図１４のリセット回路はサーミスタ１００を接続し
た例である。サーミスタ１００が何等かの熱エネルギー
を受けてその抵抗が小さくなると、その抵抗変化に基い
てＩＣ９４にリセット信号を供給しＩＣ９４をリセット
する。図１５のリセット回路は太陽電池１０２を接続し
た例である。太陽電池１０２が光を受けて起電力を発生
すると、その起電力に基いてＩＣ９４にリセット信号を
供給しＩＣ９４をリセットする。図１６のリセット回路
はホ−ル素子１０４を接続した例である。ホール素子１
０４が磁気を受けて起電力を発生すると、その起電力に
基いてＩＣ９４にリセット信号を供給しＩＣ９４をリセ
ットする。

【００２４】以上のようにマイクロロボットを非接触で
リセット操作する場合について説明したが、ロボット本
体が移動する経路に障害物があった場合にも自動的に回
避することが望まれる。図１７はその点を考慮したロボ
ット本体１０の上面図である。ロボット本体１０の頭部
には図において左右に揺動される触覚部１０６が取り付
けられている。図１８はその回路部の詳細を示したブロ
ック図である。この実施例においては、線状の触覚部１
０６を駆動するステップモータ６７及びこのステップモ
ータ６７を制御する駆動回路６３が設けられており、駆
動回路６３はモータ駆動制御回路５８により制御され
る。

【００２５】図１９は図１７及び図１８のマイクロロボ
ットの動作を示すフローチャートである。まず、Ｒモー
タ６４及びＬモータ６６は駆動されており、ロボット本
体１０は前進しているものとする。その状態下で、ステ
ップモータ６７を右回転させ、触覚部１０６を右側に振
る(S11) 。そして、このステップモータ６７が回転した
かどうかを検出する(S12) 。ここで、この回転の有無に
ついての検出は、ステップモータ６７が回転すると励磁
コイルに誘起する電圧は大きいが、回転していないと小
さいことを利用している。例えばステップモータ６７が
回転状態にあるとき、駆動パルスが印加された後にロー
タが回転すると、ロータの回転に伴って誘起電圧が励磁
コイルに誘起され、誘起電流が流れる。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。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
タが回転せず、従って誘起電圧が励磁コイルに誘起され
ず、誘起電流が流れない。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。

【００２６】従って、モータ６７の誘起電圧を駆動回路
６７及びモータ駆動制御回路５８を介してＣＰＵコア４
０が取り込み、ＣＰＵコア４０はその誘起電圧に基いて
回転の有無を検出する。正常に回転していると判断され
た場合には、次にモータ６７を左回転させ、触覚部１０
６を左側に振る(S13) 。そして、この場合も同様にして
モータ６７が回転したかどうかを検出する(S14) 。モー
タ６７が正常に回転していると判断されると、最初の状
態に戻ってモータ６７を右回転させる(S11) 。以上のよ
うにして触覚部１０６を左右に振りながら、ロボット本
体１０は前進する。

【００２７】ここで、例えばモータ６７を右回転させた
際にその回転が正常でないと判断されると(S12) 、モー
タ６４，６６を所定時間だけ逆回転させてロボット本体
１０を後退させる(S15) 。その後、Ｒモータ６４のみを
駆動させてロボット本体１０を左折させる(S16) 。その
後、Ｒモータ６４，６６を正転させて前進させ、初期の
動作に戻る(S11) 。また、例えばモータ６７を左回転さ
せた際にその回転が正常でないと判断されると(S14) 、
モータ６４，６６を所定時間だけ逆回転させてロボット
本体１０を後退させる(S18) 。その後、Ｌモータ６６の
みを駆動させてロボット本体１０を右折させる(S19) 。
その後、モータ６４，６６を正転駆動させて前進させ、
初期の動作に戻る(S20) 、(S11) 。

【００２８】図２０は本発明の他の実施例のマイクロロ
ボットの回路部の構成を示すブロック図である。本実施
例においては、ブザー１５が入出力制御部５４に接続さ
れている。図２１はこのブザー１５と入出力制御部５４
との関係を示した回路図である。ブザー１５を駆動する
ＦＥＴ１０６，１０８，１１０，１１２がＨ接続されて
いる。このＦＥＴ１０６，１０８，１１０，１１２は入
出力制御部５４に内蔵されているものとする。ＦＥＴ１
０６，１１２又はＦＥＴ１０８，１１０が駆動されるこ
とにより、ブザー１５が駆動されてブザー音が発生す
る。

【００２９】図２２はブザー１５の代わりに発光ダイオ
ード１１４，１１６を逆並列に接続した例を示す回路図
である。図示のように発光ダイオード１１４，１１６を
接続したことにより、２本の線で２個の発光ダイオード
１１４，１１６をそれぞれ独立に点灯することができ
る。図２３はＦＥＴ１０６，１０８，１１０，１１２に
流れる電流波形を示したタイミングチャートである。図
示のＡの領域においては、発光ダイオード１１４と１１
６とが交互に点灯し、Ｂの領域においては、発光ダイオ
ード１１４と１１６とが同時に点灯しているように見え
る。また、Ｃの領域においては、例えば発光ダイオード
１１４のみが点灯しているように見える。従って、マイ
ロクロボットの制御状態に応じて発光ダイオード１１
４，１１６を適宜制御することができ、外部に対してそ
の情報を伝達することができる。

【００３０】図２４は発光ダイオードの制御例を示すフ
ローチャートである。ここでは電源部１６の電圧低下を
検出する例について説明する。ＣＰＵコア４０は電源部
１６の電圧ＶＨを一定の周期で取り込み(S21) 、それを
基準の電圧Ｖｒと比較し(S22) 、電源部１６の電圧ＶＨ
が基準の電圧Ｖｒより高い場合には所定の作業（移動
等）を継続する(S23) 。また、電源部１６の電圧ＶＨが
基準の電圧Ｖｒより低い場合には図２３のタイミングチ
ャートのいずれかの電流を発光ダイオード１１４と１１
６に供給して発光させる(S24) 。なお、この動作は図２
１のブザー１５にも同様に適用され、電源部１６の電圧
が低下するとブザー１５を駆動してブザー音を発生させ
てその旨を外部に知らせることができる。操作者は、こ
のような点灯又はブザー音により電源部１６の電圧が低
下していることを把握することができ、マイクロロボッ
トの充電時期がきたことを知る。

【００３１】図２５は図１のマイクロロボットの目の部
分の回路を示した図である。ここでは端子ＶＤＤと端子
ＯＵＴとの間にフォトセンサ１２Ａが接続され、端子Ｖ
ＤＤと端子ＶＳＳとの間に発光ダイオード１２Ｂが接続
されており、これらのフォトセンサ１２Ａ及び発光ダイ
オード１２Ｂは１つのパッケージに入れて使用する。そ
して、端子ＯＵＴ及びＶＳＳの電位を制御することによ
り、センシングと発光とを交互に行うことができる。従
って、この発光ダイオード１２Ｂに図２４の制御を適用
することもでき、目の部分が受光及び発光の機能を兼ね
備えることができる。

【００３２】ところで、この実施例においてはモータに
ステップモータ６４，６６，６７を使用しているが、こ
のステップモータ６４，６６，６７を使用したことによ
り次のような利点が挙げられる。 ａ）ソフトウエア、即ちパルス数により移動量が制御で
きる。 ｂ）ソフトウエア、即ちパルス幅により移動量が制御で
き、従って、電源部１６の電圧を変更する必要がなく、
定電圧でも制御できる。 ｃ）ソフトウエア、即ち周波数により速度が制御でき、
従って、電源部１６の電圧の影響を受けない。

【００３３】図２６は図３の車輪３６，３８の他の構成
例を示した側面図である。この車輪は外輪１２０が蛇行
状の金属製のフォーク部材１２２ａ，１２２ｂ，１２２
ｃにより支持されている。このような構成にしたことに
より、強い力が加わっても弾性変形するが、永久変形を
しないという利点がある。

【００３４】

【発明の効果】本発明の一つの態様によるマイクロロボ
ットによれば、センサの検出領域を重複させたことによ
り、簡単な回路で目標に対して自律的に移動する機能が
得られる。また、駆動部がそれぞれ独立して制御される
ので、簡単な機構で複雑な動作を制御することができる
ことによりマイクロロボットの小型化が可能になってい
る。リセット信号を外部から非接触で供給することがで
きるようにしたので、その操作が簡単なものとなってい
る。

【００３５】本発明の他の態様によるマイクロロボット
によれば、起動時に電池の高い電圧及びリセット信号を
制御部に供給し、その後、所定時間経過後に電池の代わ
りに電圧調整回路の出力を制御部に供給すると共にリセ
ット信号を解除するようにしたので、安定した動作が得
られる。また、リセット手段は、第１及び第２のセンサ
が取り付けられた第一の面とは異なるロボット本体表面
に設けられており、このため、リセット手段に対する指
令と、第１及び第２のセンサに対する指令との混同が避
けられる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】図１の上面図である。

【図３】図１の底面図である。

【図４】図１の回路部の詳細を示したブロック図であ
る。

【図５】センサの回路図である。

【図６】図１の駆動部の平面図である。

【図７】図６の展開図である。

【図８】図１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。

【図９】図１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。

【図１０】図１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。

【図１１】本発明のＣＰＵコアに内蔵されたリセット回
路を抽出した回路図である。

【図１２】本発明のｐリセット回路の他の構成例を示し
た回路図である。

【図１３】本発明のリセット回路の他の構成例を示した
回路図である。

【図１４】本発明のリセット回路の他の構成例を示した
回路図である。

【図１５】本発明のリセット回路の他の構成例を示した
回路図である。

【図１６】本発明のリセット回路の他の構成例を示した
回路図である。

【図１７】本発明の他の実施例のマイクロロボットのロ
ボット本体の上面図である。

【図１８】図１７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。

【図１９】図１７及び図１８のマイクロロボットの動作
を示すフローチャートである。

【図２０】本発明の他の実施例のマイクロロボットの回
路部の構成を示すブロック図である。

【図２１】図２０のブザーと入出力制御部との関係を示
した回路図である。

【図２２】本発明の他の実施例のマイクロロボットの発
光ダイオードの制御回路である。

【図２３】図２２の発光ダイオードに流れる電流波形を
示すタイミングチャートである。

【図２４】図２２の発光ダイオードの制御例を示すフロ
ーチャートである。

【図２５】図１のマイクロロボットの目の部分の回路を
示した図である。

【図２６】図１のマイクロロボットの車輪の他の構成例
を示した側面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−95975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−161820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−100396（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−180788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−97711（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−51896（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−165732（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 13/08 B25J 5/00 B25J 7/00 B81B 7/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出領域が一部重複し、検出量に応じた
   出力を発生する第１及び第２のセンサと、 互いに独立して駆動するように装着された少なくとも一
   対の駆動部と、 ＣＰＵ及びリセット手段を含み、前記センサの出力に応
   じて前記駆動部を駆動制御する制御部と、 充電可能な電池を有し、前記センサ、前記駆動部及び前
   記制御部に電源電圧を供給する電源装置とを備え、 前記リセット手段は、誘導コイル、サーミスタ又はホー
   ル素子のいずれかを備え、外部から非接触に与えられる
   エネルギーに基づいて前記ＣＰＵにリセット信号を送出
   し、前記ＣＰＵを初期状態にすることを特徴とするマイ
   クロロボット。
2. 【請求項２】 検出領域が一部重複し、検出量に応じた
   出力を発生する第１及び第２のセンサと、 互いに独立して駆動するように装着された少なくとも一
   対の駆動部と、 ＣＰＵ及び起動制御手段を含み、前記センサの出力に応
   じて前記駆動部を駆動制御する制御部と、 充電可能な電池及び該電池の電圧を調整して出力する電
   圧調整回路を備え、前記センサ、前記駆動部及び前記制
   御部に電源電圧を供給する電源装置とを備え、前記起動制御手段は、 誘導コイル、サーミスタ又はホー
   ル素子のいずれかを備え、これに与えられるエネルギー
   に基づき、起動時に前記ＣＰＵにリセット信号を供給
   し、その後、所定時間経過後に電池の出力電圧の代わり
   に電圧調整回路の出力電圧を電源電圧として前記制御部
   に入力すると共に、前記リセット信号を解除することを
   特徴とするマイクロロボット。
3. 【請求項３】 ロボット本体と、 前記ロボット本体の第一の面に設けられ、検出領域が一
   部重複し、検出量に応じた出力を発生する第１及び第２
   のセンサと、 互いに独立して駆動するように装着された少なくとも一
   対の駆動部と、 ＣＰＵ及びリセット手段を含み、前記センサの出力に応
   じて前記駆動部を駆動制御する制御部と、 充電可能な電池を有し、前記センサ、前記駆動部及び前
   記制御部に電源電圧を供給する電源装置とを備え、前記リセット手段は、前記第一の面と異なるロボット本
   体表面に設けられたフォトセンサを備え、該フォトセン
   サが受光すると前記ＣＰＵにリセット信号を送出して前
   記ＣＰＵを初期状態にする ことを特徴とするマイクロロ
   ボット。
4. 【請求項４】 ロボット本体と、 前記ロボット本体の第一の面に設けられ、検出領域が一
   部重複し、検出量に応じた出力を発生する第１及び第２
   のセンサと、 互いに独立して駆動するように装着された少なくとも一
   対の駆動部と、 ＣＰＵ及び起動制御手段を含み、前記センサの出力に応
   じて前記駆動部を駆動制御する制御部と、 充電可能な電池及び該電池の電圧を調整して出力する電
   圧調整回路を備え、前記センサ、前記駆動部及び前記制
   御部に電源電圧を供給する電源装置とを備え、 前記起動制御手段は、前記第一の面と異なるロボット本
   体表面に設けられたフォトセンサを備え、該フォトセン
   サの受光に基づき、起動時に前記ＣＰＵにリセット信号
   を供給し、その後、所定時間経過後に電池の出力電圧の
   代わりに電圧調整回路の出力電圧を電源電圧として前記
   制御部に入力すると共に、前記リセット信号を解除する
   ことを特徴とするマイクロロボット。