JP4164403B2 - 生物ロボットの尾ヒレ振り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物ロボットの尾ヒレを振る装置に関するもので、尾ヒレを有する生物の具体例としては、アザラシを代表とする動物や、魚が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
各種の生物ロボットは、本物と同様な動きができるようにすることが望まれている。例えば、アザラシ用ロボットの場合に尾ヒレを動かすには、通常、モータで尾ヒレを揺動する機構が考えられる。この場合は、モータ回転軸を中心として、尾ヒレが振り子状にパタパタ動くことになる。
【０００３】
しかし、本物のアザラシは、胴のお尻部分から尾ヒレの付け根部分を湾曲させることによって尾ヒレをしならせるように動かしており、単に尾ヒレが振り子状に動く程度では、現実の動きとは程遠い。かといって、胴のお尻部分を動かすのは、機構が複雑となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本物の動きにできるだけ近づけるために、尾ヒレの付け根部分を湾曲させるようにして尾ヒレを動かすことを解決課題として本発明は創作された。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の生物ロボットの尾ヒレ振り装置は、お尻と尾ヒレを付け根延長体で連結し、歯が尾ヒレ側を向いた固定ギヤをお尻に有し、固定ギヤに噛み合う公転ギヤを、尾ヒレの付け根部分に設け、固定ギヤの不動中心軸を支点として付け根延長体を揺動可能に設けると共に、付け根延長体の揺動先部には、公転ギヤを自転させるモータを有し、前記モータの回転に伴って、付け根延長体が不動中心軸を支点として回転しながら、尾ヒレが前記モータのモータ回転軸と一緒に回転することを特徴とする。
【０００６】
モータが回転すると、公転ギヤが自転し、それに伴って尾ヒレがモータ回転軸を中心に回転する。また、公転ギヤが固定ギヤに噛み合っており、その噛み合いは付け根延長体によって保たれることから、公転ギヤが自転すると、公転ギヤは固定ギヤの周囲を公転することになる。従って、モータの回転によって、尾ヒレはその付け根部分を公転しながら全体が回転することになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
生物ロボットは底面から視た図３に示すように、あざらしに似せたもので、骨格となる空洞状のボディ１に毛皮状のカバー２を被せてある。ボディ１は、顔を正面方向とすると、底面から視た図１〜図３、側面から視た図４〜図６、平面から視た図７、背面から視た図８、図９に示すように、上下の殻３，４を突き合わせ、ビス等で連結することで胴５を形成してある。また、左右の板状ヒレ本体６，７を背面視してハ字状に向かい合わせると共に、両ヒレ本体６，７の付け根部分を末広がり状の取付ブロック８の左右に固定することで、尾ヒレ９を形成してある。そして、胴５のお尻１０の先部内側に尾ヒレ９の付け根部分を尾ヒレ振り装置１１によって連結してある。なお、ヒレ本体６，７に軟質な素材を用いることで、外力を受けた場合にヒレ本体６，７が変形するようになり、ヒレ本体６，７から尾ヒレ振り装置１１にかかる負荷を弱め、尾ヒレ振り装置１１の破損を防止してある。
【０００８】
尾ヒレ振り装置１１は図１、図４、図５又は図６に示すように、複数本のピン１２，１３，１４を用いて下側の殻４の先部内側に固定ギヤ１５を、歯が尾ヒレ９側に向く状態で水平に固定し、そのうちの一本（図１の真ん中のもの）のピン１３を固定ギヤ１５の不動中心軸としてある。符号Ｐ１のパイプは、不動中心軸１３の一端部を圧入して、固定ギヤ１５を支持するためのものである。また、取付ブロック８の上下からアーム１６，１７をお尻１０側に延ばし、下アーム１７の先部に公転ギヤ１８を設け、公転ギヤ１８を固定ギヤ１５に噛み合わせてある。一方、不動中心軸１３の他端部をブロック状の付け根延長体１９の基部下側の丸孔Ｈ１に挿入すると共に、付け根延長体１９の基部上側には支軸Ｓ１を不動中心軸１３とは対称的に突出し、上側の殻３の内側から突出するパイプＰ２に支軸Ｓ１を挿入することで、不動中心軸１３を支点として付け根延長体１９を揺動可能に設けてある。付け根延長体１９の揺動先部にはモータを内蔵しており、このモータから下側に突出するモータ回転軸２０を公転ギヤ１８の中心の非丸形状抜穴Ｈ２に通して連結してある。付け根延長体１９の揺動先部の上側には支軸Ｓ２を、モータ回転軸２０とは対称的に突出し、支軸Ｓ２を上アーム１６の先部の丸孔Ｈ３に挿入することで、尾ヒレ９をモータ回転軸２０と一緒に回転可能に設けてある。
【０００９】
尾ヒレ振り装置１１の動きについて説明する。尾ヒレ振り装置１１は、モータ回転軸２０の回転に伴って公転ギヤ１８が自転すると、固定ギヤ１５と噛み合いながら公転ギヤ１８が、付け根延長体１９と一緒に不動中心軸１３を支点として公転することになる。従って、モータの回転に伴って尾ヒレ９は、公転ギヤ１８の自転分と公転分とを合わせた角度回転することになる。また、図１に示すようにモータの回転に伴って、モータ回転軸２０が不動中心軸１３を支点として揺動するように見えることから、不動中心軸１３とモータ回転軸２０の双方を尾ヒレ９の関節軸として捉えることができ、尾ヒレ９が不動中心軸１３を支点として弓状にしなるように動く。
【００１０】
以下には尾ヒレ振り装置１１を取り付ける部分や、使用部品を説明する。尾ヒレ９を外した図８又は尾ヒレ９が付いた図９に示すように空洞状のお尻１０は、その先部に開口部２１をあけてあり、図２や図５に示すようにお尻１０内に収容される尾ヒレ振り装置１１がその開口部２１を利用して一部分（アーム１６，１７）を外部に突出し、尾ヒレ９との連結を確保しつつ尾ヒレ９を振ることができるようにしてある。
【００１１】
モータはステッピングモータを用いており、入力パルスに対応した角度だけ回転（正転・逆転）し、図７に示すように付け根延長体１９の揺動先部上面には、二つのストッパー２２を左右対称的に設け、両ストッパー２２が上アーム１６との衝突によって尾ヒレ９の揺動範囲を規制し、本物のあざらしではあり得ない角度に尾ヒレ９が振られないようにしてある。なお、生物ロボットを触れることをセンサが感知して、その感知信号に対応する動作手順をメモリーからＣＰＵが読み込み、その動作手順に従ってＣＰＵがモータにパルスを出力することで、モータが駆動する。
【００１２】
取付ブロック８は、図１、図６、図７又は図９に示すように、上アーム１６に連続する従体２３と、下アーム１７に連続する主体２４とからなり、従体２３の凹溝２５に主体２４の凸部２６を挿入し、ビス等で従体２３と主体２４を連結したものである。そして、取付ブロック８と上アーム１６と下アーム１７によって側面視してコ字状になることで、支軸Ｓ２とモータ回転軸２０との連結が確保される。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は、モータ回転軸の回転に伴って、付け根延長体が不動中心軸を支点として回転しながら尾ヒレが回転することから、付け根延長体を尾ヒレの一部分として考えた場合には付け根部分が湾曲するかのような動きとなり、その結果、尾ヒレがしなるような本物らしい動きに見える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の生物ロボットの尾ヒレ振り装置の底面図である。
【図２】 生物ロボットの尾ヒレ部分の底面図である。
【図３】 生物ロボットの全体像を示す底面図である。
【図４】 尾ヒレ振り装置の側面図である。
【図５】 生物ロボットの尾ヒレ部分の側面図である。
【図６】 尾ヒレ振り装置を分解した側面図である。
【図７】 尾ヒレ振り装置の平面図である。
【図８】 尾ヒレを外した状態の背面図である。
【図９】 尾ヒレ振り装置の背面図である。
【符号の説明】
９ 尾ヒレ
１０ お尻
１３ 不動中心軸
１５ 固定ギヤ
１８ 公転ギヤ
１９ 付け根延長体
２０ モータ回転軸

Claims (1)

1. お尻（１０）と尾ヒレ（９）の付け根部分を付け根延長体（１９）で連結し、歯が尾ヒレ側を向いた固定ギヤ（１５）をお尻（１０）に有し、固定ギヤに噛み合う公転ギヤ（１８）を、尾ヒレ（９）の付け根部分に設け、固定ギヤの不動中心軸（１３）を支点として付け根延長体（１９）を揺動可能に設けると共に、付け根延長体（１９）の揺動先部には、公転ギヤ（１８）を自転させるモータを有し、
   前記モータの回転に伴って、付け根延長体（１９）が不動中心軸（１３）を支点として回転しながら、尾ヒレ（９）が前記モータのモータ回転軸（２０）と一緒に回転することを特徴とする生物ロボットの尾ヒレ振り装置。

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