JP4519332B2 - ロボット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外装体と配線構造を改良したロボットに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロボットは、その表面を構成する外装体が金属又は硬質のプラスチックにより構成され、その内部空間に電気回路を配置した構造である。
しかし、外装体を可撓性ある材料で製造したいような場合もあり、従来の構造ではその要望に応えることができなかった。
【０００３】
そこで、本発明は、外装体を可撓性ある材料で構成でき、しかも、内部の配線構造を合理的に構成できるロボットを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係るロボットは、機器の表面を構成する外装体内に、各種電子部品を接続して構成した電気回路を収容してなるロボットであって、フレキシブルプリント配線板を折り紙として折り曲げて形成される前記外装体と、前記外装体に設けられ、音、光、温度等の物理量を検知するセンサと、前記フレキシブルプリント配線板の導体回路を介して前記センサからの検出信号を受ける制御部と、前記導体回路を介して前記制御部と電気的に接続されるモータと、前記外装体に係止され、前記モータにより駆動させられる駆動部とを備え、前記制御部は前記センサからの検出信号を受けたときに、前記モータを回転させて前記駆動部を駆動させることにより前記外装体の形状を変化させるところに特徴を有する。
【０００５】
【発明の作用及び効果】
本発明のロボットによれば、折り曲げられる前の単純で平坦なフレキシブルプリント配線板上で主要な配線や可能な限りの電子部品の搭載を実施できるから、その作業が極めて容易である。また、外装体がフレキシブルプリント配線板を折り紙として折り曲げて形成されているから、外力を受けて容易に撓むことができる。また、そのフレキシブルプリント配線板にセンサを設け、フレキシブルプリント配線板の導体回路によってセンサからの検出信号を制御部に伝達する構成であるから、内部配線の簡略化が可能になり、しかもその内部配線を簡略化できた分だけ、ロボット内の収容スペースを確保できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。
本実施形態に係るロボットは、その外装体が、正方形のフレキシブルプリント配線板（以下「ＦＰＣ１１」という）を折り曲げて形成された折り鶴であって、その頭部に設けられた焦電形赤外線センサ１４が被検出物を検知したときに翼を上下に動かすという機能を有したもの（以下「折り鶴ロボット１０」という）である。
【０００７】
折り鶴ロボット１０は、図１に示すように、その頭部には焦電形赤外線センサ１４、腹部には翼駆動部１５、背中部には焦電型赤外線センサ１４からの信号等を処理する制御部１７、また尻尾先端部には外部から電力を供給するための電源コード１６が備えられている。
【０００８】
まず、焦電型赤外線センサ１４は、図示しないが、例えばニオブ酸リチウム等の焦電材料と、焦電材料からの信号を処理する処理回路とを搭載して構成され、それらの各端子が、頭部のＦＰＣ１１の後述する回路パターン１３に半田付けにより電気的に接続されている。焦電材料は、その両端に電流を流した状態で赤外線を受けると熱エネルギーを吸収して温度が上昇し、それに伴い電流値も変化する。処理回路では、その電流値の変化を検知して、制御部１７へ検出信号を伝送するように動作する。
【０００９】
また、翼駆動部１５は、図２に示すように、断面Ｌ字型の支持台Ｂ（以下、この断面Ｌ字の短い辺に位置する部分を「床部Ｂ１」、長い辺に位置する部分を「壁部Ｂ２」という）を有しており、床部Ｂ１上には、モータＭが固定器具により固着され、その回転軸の先端には歯車Ｇ１が固着されている。その上方には、歯車Ｇ１より短い径で形成された１対の歯車Ｇ２，Ｇ３が、その歯車Ｇ１と外接するように壁部Ｂ２上に回転可能に設けられている。両歯車Ｇ２，Ｇ３には、それぞれ壁部と反対側の面であってそれらの回転軸からずれた周縁部付近に突起部Ｇ４，Ｇ５が突設されている。また、壁部Ｂ２上であって、歯車Ｇ２と歯車Ｇ３との間には、支持部Ｃがやはり前記突起部Ｇ４，Ｇ５と同方向に突設されている。その支持部Ｃには、同じ長さの２本のアームＡ１，Ａ２の一端が回転可能に設置されると共に、両アームアームＡ１，Ａ２の側部が両歯車Ｇ２，Ｇ３の突起部Ｇ４，Ｇ５にそれぞれ係止されている。モータＭに制御部１７から電力が供給されることによって、その回転軸が歯車Ｇ１と共に回転する。それに伴って歯車Ｇ１と外接した歯車Ｇ２，Ｇ３も回転し、それらの突起部Ｇ４，Ｇ５も回動する。そしてその回動に伴って、各突起部に係止されたアームＡ１，Ａ２が支持部Ｃを中心として上下に傾動する。なお、両アームＡ１，Ａ２の各先端側は、折り鶴ロボット１０の両翼を下側から係止する位置に配置される。
【００１０】
次いで、制御部１７は、図３に示すように、焦電型赤外線センサ１４と、翼駆動部１５のモータＭと、電源コード１６を介して外部電源Ｗと接続されており、焦電型赤外線センサ１４から検出信号を受けたときには、モータＭへ電流を流すように動作する。
【００１１】
以上の構成より、折り鶴ロボット１０の前を、例えば人が通過すると、制御部１７により翼駆動部１５のモータＭに電流が流れて、アームＡ，Ａ２を上下に傾動し、もって可撓性を有したＦＰＣで形成された翼を上下に動かすことができる。
【００１２】
さて、図４は、図１に示した折り鶴ロボット１０の外装体を形成しているＦＰＣ１１の展開図である。ＦＰＣ１１は、ベースフィルムたる合成樹脂材１２上に銅箔層を設けて、エッチングすることにより回路パターン１３が形成されたものである。符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４は、このＦＰＣ１１を折り曲げて折り鶴を形成することによって、折り鶴の頭部、背中部の内側壁面、尻尾部及び腹部に位置する領域（同図において破線で囲まれた部分）を示している。領域Ｓ１には焦電型赤外線センサ１４、領域Ｓ２には制御部１７、また領域Ｓ３には電源コード１６がそれぞれ設けられている。そして、前記回路パターン１３は、焦電型赤外線センサ１４及び制御部１７、制御部１７及び電源コード１６をそれぞれ電気的に接続するように配されている。また制御部１７と、折り鶴ロボット１０の腹部に設置されるモータＭとを電気的に接続するために、制御部１７から領域Ｓ４にかけて回路パターン１３が延設されている。なお、翼駆動部１５は、同図のＦＰＣで折り鶴を形成した後、モータＭの正負極からのリード線（図示せず）を、前記領域Ｓ４まで延設された回路パターン１３に半田付けして電気的に接続し、その支持台Ｂの部分を腹部から入れて半田付け等で固着される。
【００１３】
このように、本実施形態の折り鶴ロボット１０によれば、外装体が可撓性を有したＦＰＣ１１を折り曲げて形成されているから、翼駆動部１５の駆動により、両アームＡ１，Ａ２先端部の上方への傾動に伴って、両翼部も上方へと撓み、もって翼を動かすことが可能になる。焦電型赤外線センサ１４及び制御部１７、制御部１７及び電源コード１６は、外装体を構成するＦＰＣ１１に配された回路パターン１３によってそれぞれ電気的に接続されているから、内部配線の簡略化が可能になり、しかもその内部配線を簡略化できた分だけ、ロボット内の収容スペースを確保できる。
【００１４】
なお、本実施形態の折り鶴ロボット１０においては説明を簡略化するために、一つの機能のみを有したものとしたが、複数のセンサ等の電子部品を備えた多機能の電気機器に適用すれば、より一層本発明の効果が発揮される。
【００１５】
＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態においては、折り鶴ロボット１０の外装体は、ＦＰＣを折り曲げて形成した折り鶴としたが、折り紙として折り曲げて形成できるものであれば、本発明によりそのロボットの内部配線の簡略化、収容スペース確保に貢献し得る。また、折り曲げ前のＦＰＣの形状は正方形に限られず、所要形状に合わせて、例えば、円形、多角形等さまざまな形状であっても良い。
【００１６】
（２）また、本発明は、いわゆる『折り紙』として知られる各種手法を使用するものであり、例えば、上記実施形態においては、ＦＰＣ１枚から外装体を形成したが、複数枚であって、しかも相互に異なる形状のものから形成するものであっても良い。
【００１７】
（３）上記実施形態においては、焦電型赤外線センサを使用したが、これに限られず、外力を検知するストレンゲージ式センサや位置を検知する光電式センサ等、ロボットの種々の機能に応じて使用される各種センサであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る折り鶴ロボットの側面図
【図２】焦電型赤外線センサの斜視図
【図３】ブロック図
【図４】折り鶴ロボットの展開図
【符号の説明】
１０…折り鶴ロボット
１１…ＦＰＣ
１４…焦電型赤外線センサ
１７…制御部
２０…回路パターン（導体回路）
【発明の属する技術分野】
本発明は、外装体と配線構造を改良したロボットに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロボットは、その表面を構成する外装体が金属又は硬質のプラスチックにより構成され、その内部空間に電気回路を配置した構造である。
しかし、外装体を可撓性ある材料で製造したいような場合もあり、従来の構造ではその要望に応えることができなかった。
【０００３】
そこで、本発明は、外装体を可撓性ある材料で構成でき、しかも、内部の配線構造を合理的に構成できるロボットを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係るロボットは、機器の表面を構成する外装体内に、各種電子部品を接続して構成した電気回路を収容してなるロボットであって、フレキシブルプリント配線板を折り紙として折り曲げて形成される前記外装体と、前記外装体に設けられ、音、光、温度等の物理量を検知するセンサと、前記フレキシブルプリント配線板の導体回路を介して前記センサからの検出信号を受ける制御部と、前記導体回路を介して前記制御部と電気的に接続されるモータと、前記外装体に係止され、前記モータにより駆動させられる駆動部とを備え、前記制御部は前記センサからの検出信号を受けたときに、前記モータを回転させて前記駆動部を駆動させることにより前記外装体の形状を変化させるところに特徴を有する。
【０００５】
【発明の作用及び効果】
本発明のロボットによれば、折り曲げられる前の単純で平坦なフレキシブルプリント配線板上で主要な配線や可能な限りの電子部品の搭載を実施できるから、その作業が極めて容易である。また、外装体がフレキシブルプリント配線板を折り紙として折り曲げて形成されているから、外力を受けて容易に撓むことができる。また、そのフレキシブルプリント配線板にセンサを設け、フレキシブルプリント配線板の導体回路によってセンサからの検出信号を制御部に伝達する構成であるから、内部配線の簡略化が可能になり、しかもその内部配線を簡略化できた分だけ、ロボット内の収容スペースを確保できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。
本実施形態に係るロボットは、その外装体が、正方形のフレキシブルプリント配線板（以下「ＦＰＣ１１」という）を折り曲げて形成された折り鶴であって、その頭部に設けられた焦電形赤外線センサ１４が被検出物を検知したときに翼を上下に動かすという機能を有したもの（以下「折り鶴ロボット１０」という）である。
【０００７】
折り鶴ロボット１０は、図１に示すように、その頭部には焦電形赤外線センサ１４、腹部には翼駆動部１５、背中部には焦電型赤外線センサ１４からの信号等を処理する制御部１７、また尻尾先端部には外部から電力を供給するための電源コード１６が備えられている。
【０００８】
まず、焦電型赤外線センサ１４は、図示しないが、例えばニオブ酸リチウム等の焦電材料と、焦電材料からの信号を処理する処理回路とを搭載して構成され、それらの各端子が、頭部のＦＰＣ１１の後述する回路パターン１３に半田付けにより電気的に接続されている。焦電材料は、その両端に電流を流した状態で赤外線を受けると熱エネルギーを吸収して温度が上昇し、それに伴い電流値も変化する。処理回路では、その電流値の変化を検知して、制御部１７へ検出信号を伝送するように動作する。
【０００９】
また、翼駆動部１５は、図２に示すように、断面Ｌ字型の支持台Ｂ（以下、この断面Ｌ字の短い辺に位置する部分を「床部Ｂ１」、長い辺に位置する部分を「壁部Ｂ２」という）を有しており、床部Ｂ１上には、モータＭが固定器具により固着され、その回転軸の先端には歯車Ｇ１が固着されている。その上方には、歯車Ｇ１より短い径で形成された１対の歯車Ｇ２，Ｇ３が、その歯車Ｇ１と外接するように壁部Ｂ２上に回転可能に設けられている。両歯車Ｇ２，Ｇ３には、それぞれ壁部と反対側の面であってそれらの回転軸からずれた周縁部付近に突起部Ｇ４，Ｇ５が突設されている。また、壁部Ｂ２上であって、歯車Ｇ２と歯車Ｇ３との間には、支持部Ｃがやはり前記突起部Ｇ４，Ｇ５と同方向に突設されている。その支持部Ｃには、同じ長さの２本のアームＡ１，Ａ２の一端が回転可能に設置されると共に、両アームアームＡ１，Ａ２の側部が両歯車Ｇ２，Ｇ３の突起部Ｇ４，Ｇ５にそれぞれ係止されている。モータＭに制御部１７から電力が供給されることによって、その回転軸が歯車Ｇ１と共に回転する。それに伴って歯車Ｇ１と外接した歯車Ｇ２，Ｇ３も回転し、それらの突起部Ｇ４，Ｇ５も回動する。そしてその回動に伴って、各突起部に係止されたアームＡ１，Ａ２が支持部Ｃを中心として上下に傾動する。なお、両アームＡ１，Ａ２の各先端側は、折り鶴ロボット１０の両翼を下側から係止する位置に配置される。
【００１０】
次いで、制御部１７は、図３に示すように、焦電型赤外線センサ１４と、翼駆動部１５のモータＭと、電源コード１６を介して外部電源Ｗと接続されており、焦電型赤外線センサ１４から検出信号を受けたときには、モータＭへ電流を流すように動作する。
【００１１】
以上の構成より、折り鶴ロボット１０の前を、例えば人が通過すると、制御部１７により翼駆動部１５のモータＭに電流が流れて、アームＡ，Ａ２を上下に傾動し、もって可撓性を有したＦＰＣで形成された翼を上下に動かすことができる。
【００１２】
さて、図４は、図１に示した折り鶴ロボット１０の外装体を形成しているＦＰＣ１１の展開図である。ＦＰＣ１１は、ベースフィルムたる合成樹脂材１２上に銅箔層を設けて、エッチングすることにより回路パターン１３が形成されたものである。符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４は、このＦＰＣ１１を折り曲げて折り鶴を形成することによって、折り鶴の頭部、背中部の内側壁面、尻尾部及び腹部に位置する領域（同図において破線で囲まれた部分）を示している。領域Ｓ１には焦電型赤外線センサ１４、領域Ｓ２には制御部１７、また領域Ｓ３には電源コード１６がそれぞれ設けられている。そして、前記回路パターン１３は、焦電型赤外線センサ１４及び制御部１７、制御部１７及び電源コード１６をそれぞれ電気的に接続するように配されている。また制御部１７と、折り鶴ロボット１０の腹部に設置されるモータＭとを電気的に接続するために、制御部１７から領域Ｓ４にかけて回路パターン１３が延設されている。なお、翼駆動部１５は、同図のＦＰＣで折り鶴を形成した後、モータＭの正負極からのリード線（図示せず）を、前記領域Ｓ４まで延設された回路パターン１３に半田付けして電気的に接続し、その支持台Ｂの部分を腹部から入れて半田付け等で固着される。
【００１３】
このように、本実施形態の折り鶴ロボット１０によれば、外装体が可撓性を有したＦＰＣ１１を折り曲げて形成されているから、翼駆動部１５の駆動により、両アームＡ１，Ａ２先端部の上方への傾動に伴って、両翼部も上方へと撓み、もって翼を動かすことが可能になる。焦電型赤外線センサ１４及び制御部１７、制御部１７及び電源コード１６は、外装体を構成するＦＰＣ１１に配された回路パターン１３によってそれぞれ電気的に接続されているから、内部配線の簡略化が可能になり、しかもその内部配線を簡略化できた分だけ、ロボット内の収容スペースを確保できる。
【００１４】
なお、本実施形態の折り鶴ロボット１０においては説明を簡略化するために、一つの機能のみを有したものとしたが、複数のセンサ等の電子部品を備えた多機能の電気機器に適用すれば、より一層本発明の効果が発揮される。
【００１５】
＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態においては、折り鶴ロボット１０の外装体は、ＦＰＣを折り曲げて形成した折り鶴としたが、折り紙として折り曲げて形成できるものであれば、本発明によりそのロボットの内部配線の簡略化、収容スペース確保に貢献し得る。また、折り曲げ前のＦＰＣの形状は正方形に限られず、所要形状に合わせて、例えば、円形、多角形等さまざまな形状であっても良い。
【００１６】
（２）また、本発明は、いわゆる『折り紙』として知られる各種手法を使用するものであり、例えば、上記実施形態においては、ＦＰＣ１枚から外装体を形成したが、複数枚であって、しかも相互に異なる形状のものから形成するものであっても良い。
【００１７】
（３）上記実施形態においては、焦電型赤外線センサを使用したが、これに限られず、外力を検知するストレンゲージ式センサや位置を検知する光電式センサ等、ロボットの種々の機能に応じて使用される各種センサであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る折り鶴ロボットの側面図
【図２】焦電型赤外線センサの斜視図
【図３】ブロック図
【図４】折り鶴ロボットの展開図
【符号の説明】
１０…折り鶴ロボット
１１…ＦＰＣ
１４…焦電型赤外線センサ
１７…制御部
２０…回路パターン（導体回路）
Claims (1)
- 表面を構成する外装体内に、各種電子部品を接続して構成した電気回路を収容してなるロボットであって、
フレキシブルプリント配線板を折り紙として折り曲げて形成される前記外装体と、
前記外装体に設けられ、音、光、温度等の物理量を検知するセンサと、
前記フレキシブルプリント配線板の導体回路を介して前記センサからの検出信号を受ける制御部と、
前記導体回路を介して前記制御部と電気的に接続されるモータと、
前記外装体に係止され、前記モータにより駆動する駆動部とを備え、
前記制御部は前記センサからの検出信号を受けたときに、前記モータを回転させて前記駆動部を駆動させることにより前記外装体の形状を変化させることを特徴とするロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001010526A JP4519332B2 (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001010526A JP4519332B2 (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002210259A JP2002210259A (ja) | 2002-07-30 |
| JP4519332B2 true JP4519332B2 (ja) | 2010-08-04 |
Family
ID=18877824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001010526A Expired - Fee Related JP4519332B2 (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | ロボット |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015160684A1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-10-22 | President And Fellows Of Harvard College | Cellulose and cellulosic substrate-based device |
| CN110919690A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-03-27 | 中国人民解放军63919部队 | 一种多自由度折纸关节结构 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024084882A1 (ja) * | 2022-10-17 | 2024-04-25 | 学校法人芝浦工業大学 | 紙含有構造体および紙含有構造体の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5928495U (ja) * | 1982-08-17 | 1984-02-22 | 株式会社東芝 | ロボツトの保護カバ |
| JPH01312437A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 巻付け型圧覚センサ |
| JPH04894U (ja) * | 1990-04-18 | 1992-01-07 | ||
| JP2002113674A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Ibiden Co Ltd | ロボット |
-
2001
- 2001-01-18 JP JP2001010526A patent/JP4519332B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5928495U (ja) * | 1982-08-17 | 1984-02-22 | 株式会社東芝 | ロボツトの保護カバ |
| JPH01312437A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 巻付け型圧覚センサ |
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|---|---|---|---|---|
| WO2015160684A1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-10-22 | President And Fellows Of Harvard College | Cellulose and cellulosic substrate-based device |
| US9992867B2 (en) | 2014-04-14 | 2018-06-05 | President And Fellows Of Harvard College | Cellulose and cellulosic substrate-based device |
| CN110919690A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-03-27 | 中国人民解放军63919部队 | 一种多自由度折纸关节结构 |
| CN110919690B (zh) * | 2019-11-05 | 2021-11-30 | 中国人民解放军63919部队 | 一种多自由度折纸关节结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002210259A (ja) | 2002-07-30 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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