JP4551558B2

JP4551558B2 - 自走体

Info

Publication number: JP4551558B2
Application number: JP2000378302A
Authority: JP
Inventors: 一彦吉川; 正己福田; 晴彦樋口
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: JP2002186106A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自律的に動作し、一見したところ生物に類似した動作をもすることができる小型のロボットの様な自走体に関し、更に自走体に時計を搭載したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生物にある程度類似した動作、軽量で掌に乗る程度の大きさのマイクロロボットは既に知られている。
【０００３】
自律的に動作し、一見したところ生物に類似した動作をもすることができる小型のロボットの様な自走体で時計を搭載したものについて、本出願人より特願平１１−３４９９０２号公報にて記載されている。
【０００４】
また具体例として、時計を搭載した従来の自走体を図１０を用いて説明する。
図１０は、従来の自走体で時計を搭載したもののシステムブロック図である。
【０００５】
１００は発電手段であるソーラーセル、２００は蓄電手段であるリチュームイオンタイプ二次電池（以下、二次電池）、３００は二次電池２００からソーラーセル１００への電流の逆流を防止する様にソーラーセル１００と二次電池２００との間に接続された逆流防止ダイオード３００である。５００は時計駆動用ＩＣであり、水晶振動子８００と表示手段７１０が接続され、水晶振動子８００を用いた基準信号に基づき時刻信号を発生し表示手段７１０にて時刻表示を行う。６００は自走体駆動用ＩＣであり、自走体駆動用モーター７２０が接続され、自走体駆動信号を自走体駆動用モータ７２０へ出力し、自走体輪列７３０を介して自走体の車輪（図示せず）が回転し、前記ソーラーセル１００から充電され蓄えられた二次電池２００の電気エネルギーに基づき自走体は時刻表示を行うと共に二次電池２００のエネルギーが空にならない限り常に走り回る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の時計を搭載した従来の自走体は時刻表示は時計という機能から考えてできる限り（できれば常時）表示を行うことは良いが、自走体が常に走り回ることは人の慰安のため或いは人々を楽しませる自律的に動作するロボットとしての自走体としては動きにめりはりが無く、もの足りない所があった。
【０００７】
本発明の目的は、時計を搭載した自走体として時計機能はできる限り（できれば常時）表示を行い、自走体は自律的でかつ生物的な興味ある動作（例えば周囲の状況の変化に適応した動作）をすることで人を楽しませることができる小型のロボットである自走体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の自走体は次の特徴を備える。
（１）発電手段と該発電手段からのエネルギーを蓄える蓄電手段とより成る電源装置と、ほぼ水平な回転軸を有する少なくとも１個の車輪と、該車輪を駆動するモーターと、時計とを備え、前記電源装置のエネルギーを用いて時計を駆動すると共に、前記モーターは前記電源装置のエネルギーを用いて駆動されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の自走体は更に以下の特徴の少なくとも一つを備えることがある。
（２）発振回路を設け前記モーターは発振回路からの出力信号に基づき駆動されることを特徴とすること。
（３）前記モーターは、前記発電手段の発電量が所定の第１の発電量以上のときには駆動され、前記所定の第１の発電量より少ないのときには駆動されないこと。
（４）前記時計は、前記発電手段の発電量が所定の第２の発電量以上のときには駆動され、前記所定の第２の発電量より少ないのときには駆動されないこと。
（５）前記所定の第１の発電量は、前記所定の第２の発電量よりも多いこと。
【００１０】
（６）前記モーターは２極の永久磁石ローターと固定コイルを有するステーターより成るステップモーターであり、その出力軸の回転数を減速する歯車列を介して前記車輪が駆動されること。
（７）前記発振回路の発振周波数は前記ステップモーターが自走中に遭遇する入力条件あるいは負荷条件の変動によって脱調を起こし得る周波数の範囲内に設定されていること。
（８）前記発振回路の発振周波数は前記ステップモーターが自走中に遭遇する入力条件あるいは負荷条件の変動によって速度変化あるいは逆転を起こし得る周波数の範囲内に設定されていること。
【００１１】
（９）前記車輪は複数設けられ、それぞれの車輪は専用のステップモーターにより個別に駆動されること。
（１０）前記ステップモーターおよび前記歯車列は時計機構に用いられるものを利用しており、また前記車輪は前記時計機構の指針軸に取り付けられていること。
【００１２】
（１１）前記車輪および前記時計機構は前記自走体の左右両側に配置され、該時計機構のステップモーターのステーターは等しい駆動入力に対して、指針軸側から見て互いに逆の方向にローターを回転させるように構成されていること。
（１２）前記車輪および前記時計機構は前記自走体の左右両側に配置され、該時計機構のステップモーターのステーターは等しい駆動入力に対して、指針軸側から見て互いに同じ方向にローターを回転させるように構成されていること。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による第１の実施形態である時計を搭載した自走体のシステムブロック図である。以下、図１を用いて本発明による時計を搭載した自走体の第１の実施形態を説明する。なお、従来の時計を搭載した自走体のシステムブロック図である図１０にて説明した同一要素には同一符号を付し説明を省略する。
４００は照度検出手段であり、二次電池２００を電源とし、ソーラーセル１００からの発電量情報が入力されソーラーセル１００への照射が５０ルクス以上を検出すると検出信号Ｐ１を自走体駆動用ＩＣ６１０に対して出力し、検出信号Ｐ１の制御に基づき自走体駆動用ＩＣ６１０内に設けられている発振回路の出力信号に基づき自走体駆動信号を自走体駆動用モータ７２０へ出力し、自走体輪列７３０を介して自走体の車輪４（図４参照）が回転し始め、前記ソーラーセル１００から充電され蓄えられた二次電池２００の電気エネルギーに基づき自走体は走り始める。一方、時刻表示はそれ以前より表示手段７１０にて既に表示されている。
【００１４】
図２は本発明による第２の実施形態である時計を搭載した自走体のシステムブロック図である。以下、図２を用いて本発明による時計を搭載した自走体の第２の実施形態を説明する。なお、従来の時計を搭載した自走体のシステムブロック図である図１０にて説明した同一要素には同一符号を付し説明を省略する。
４４４は照度検出手段であり、二次電池２００を電源とし、ソーラーセル１００からの発電量情報が入力されソーラーセル１００への照射が１０ルクス以上を検出すると検出信号Ｐ２を後述する節電機能付時計駆動用ＩＣ５５５に対して出力し、照射が１０００ルクス以上を検出すると検出信号Ｐ３を自走体駆動用ＩＣ６２０に対して出力する。自走体駆動用ＩＣ６２０は前記検出信号Ｐ３の制御に基づき自走体駆動用ＩＣ６２０内に設けられている発振回路の出力信号に基づき自走体駆動信号を自走体駆動用モータ７２０へ出力し、自走体輪列７３０を介して自走体の車輪４（図４参照）が回転し始め、前記ソーラーセル１００から充電され蓄えられた二次電池２００の電気エネルギーに基づき自走体は走り始める。
一方、節電機能付時計駆動用ＩＣ５５５は前記検出信号Ｐ２が節電機能付時計駆動用ＩＣ５５５内に設けられている節電機能回路５１０に入力され、前記ソーラーセル１００への照射が１０ルクス以上であれば節電機能回路５１０からの時刻表示継続制御信号の制御に基づき時刻信号発生回路５２０より時刻信号が表示手段７１０へ出力され時刻表示を継続して行い、ソーラーセル１００への照射が１０ルクスより少なくなると検出信号Ｐ２が出力されなくなり節電機能回路５１０からの時刻表示継続制御信号も出力されなく時刻信号発生回路５２０から時刻信号が表示手段７１０へ供給されなくなり時刻表示がされなくなる（デジタル時計では液晶表示の消去され、アナログ時計では指針の停止）。
その後、ソーラーセル１００への照射が増しソーラーセル１００への照射が１０ルクス以上となると前記時刻信号が時刻信号発生回路５２０内に設けられた時刻表示がされない間も現在時刻を計時し続けているカウント値まで速やかに表示手段７１０の表示内容を復帰させ、それ以降正しい時刻表示が再開される。
【００１５】
図３は本発明による第３の実施形態である時計を搭載した自走体のシステムブロック図である。以下、図３を用いて本発明による時計を搭載した自走体の第３の実施形態を説明する。なお、従来の時計を搭載した自走体のシステムブロック図である図１０にて説明した同一要素には同一符号を付し説明を省略する。
自走体駆動用ＩＣ６６０には前記二次電池２００からの電源が供給されておらずソーラーセル１００からの電源供給のみとなっている。即ち、第３の実施形態は第１の実施形態に対して照度検出手段４００無しで、第１の実施形態と同じ仕様の自走体を実現した実施形態である。
ソーラーセル１００からの照射が約３０００ルクス以上となると、自走体駆動用ＩＣ６６０が正常動作を開始する電気エネルギーとなり自走体駆動用ＩＣ６６０内に設けられている発振回路の出力信号に基づき自走体駆動信号を自走体駆動用モータ７２０へ出力し、自走体輪列７３０を介して自走体の車輪４（図４参照）が回転し始め、前記ソーラーセル１００から電気エネルギー（照射が約３０００ルクス以上相当）が継続する間は自走体は走り続ける。一方、時刻表示はそれ以前より二次電池２００の電気エネルギーに基づき表示手段７１０にて既に表示されている。
【００１６】
図４は本発明の斜視図である。
１は自走体のフレームであり、軽量化と内部構造の簡潔さを見せるために例えば透明アクリル樹脂等で略「コ」字型に成形されている。２は運動のエネルギー源である円板状の太陽電池で、腕時計の文字板に装備されているものが利用される。上方からの照射光を利用すべくフレーム１の上面に上向きに取付けてある。３は時計機構（ムーブメント）であり、フレーム１の左右側面に各１個取付けられている。時計機構３からは本来時計を駆動するための水晶振動子、回路（発振・分周・駆動用）、ボタン型電池は取り除いてあり、ステップモーター、指針軸までの減速歯車列（輪列）、それらの土台および軸受となる地板と受（エボーシュ）のみが利用される。
【００１７】
４は車輪で、時計機構３の分針軸に嵌装されている。ステップモーターのローター軸（時計では通常１秒毎に半回転する）の速度は分針軸では１／３０に減速されており、車輪４を駆動するのに十分なトルクを発生できる。（駆動周波数にもよるが、車輪軸を時針軸としたり、あるいはカレンダー表示体の軸としてもよい。）通常の分針速度では遅すぎるので、本例ではステップモーターの回転速度を約４００倍としている。
【００１８】
左右の時計機構は、その指針面を外向きにしてフレーム１に取り付けられており、各ステップモーターの一方は正転、他方は逆転の性質を与えられている結果、自走体は基本的に直進する。（もしステップモーターの回転方向まで揃っている時計機構を用いる場合は、左右の双方の時計機構３の指針面の向きを同じ方向に、即ち一方を内向きに、他方を外向きにすればよい。あるいは時計用のステップモーターは特定の駆動波形を与えれば逆転させることもできるので−−速度やトルクの制約もあるが−−、左右双方の時計機構の指針面を共に外向きとし、一方を正転用の波形で駆動し、他方を逆転用の波形で駆動してもよい。）
【００１９】
５Ａは時針、５Ｂは分針、５Ｃは秒針よりなる表示手段７１０（図１〜図３参照）で、秒針軸に取り付けられており外径は車輪４より小さく、自走体の走行を妨げずに時刻表示を行う。
【００２０】
６は回路で、太陽電池２の光起電力を用いてステップモーターに通常運針時の４００倍である約２００Ｈｚの周波数の駆動電圧パルスを供給する。１１は橇部材で、本例では２輪である自走体の車軸回りの姿勢を安定させるためにフレーム１の前後に設け、最下端部に滑らかな凸面を持ち、そのいずれか一方が床と接触して滑る。Ｇは自走体の正常な進行方向を示している。
【００２１】
図５（ａ）は上述の実施の形態の回路６が実現する電気系統の一例の回路図、（ｂ）はこの実施の形態の変形例に使用される電気系統の一例の回路図である。（ａ）において２個のインバーター６１は抵抗Ｒ、容量Ｃと共にＣＲ発振回路を構成し、約２００Ｈｚの周波数信号を発生する。この信号を受ける４個のインバーター６３は２個づつが左右（ＬおよびＲ）の時計機構３内のステップモーターの駆動コイル３１Ｒおよび３１Ｌの両端に接続されている。そのうち２個のインバーターの入力はインバーター６２により反転されている。なお本例の構成は正転用の駆動波形を生成する。
【００２２】
この構成により各駆動コイル３１Ｒ、３１Ｌには発振波形に同期して半周期ごとに方向を反転する駆動電流が流れ、各ローターを所定の方向に駆動する。太陽電池１００は出力が適当な電圧になるように単位素子が直並列に接続され、平滑容量２１で電圧変動を緩衝された光起電力を各インバーターの電源として供給する。
【００２３】
図５（ｂ）は発振、駆動回路の細部を省略したブロック図である。これは２系統の回路から成る。即ち回路６は６Ｒ、６Ｌの２組から成る。ブロック回路６Ｒ、６Ｌはそれぞれ太陽電池、発振回路、および２対のインバータより成る駆動回路を含み、太陽電池は自走体の左右に２群に分けて設けられ、左側回路６Ｌの太陽電池は右側の時計機構のステップモーターの駆動コイル３１Ｒを、右側回路６Ｒの太陽電池は左側の時計機構のステップモーターの駆動コイル３１Ｌを駆動するようになっている。その他の機械的構成は図４の形態とほぼ同様である。
【００２４】
その結果、例えば右側の太陽電池の照度が不足すると左側の車輪が止まるか遅くなり、あるいはその逆になる。そこでエネルギー源となる照明光が帯状に伸びていて自走体がその光の帯に沿って動く場合、自走体が光の帯の片側に寄ると反対側の車輪が停止または遅くなって自走体の進路は光の帯の中心に向かって戻るように曲がる。こうして自走体は蛇行しながらも光の帯を外れずに進むことができる。透光性の床面の下に光源を置き、適当な遮光マスクを施せば、床面に輝く任意の曲線状の光の帯を現出する。太陽電池（左右に２分割したもの）をフレームに受光面を下向きに取り付けた自走体にこれを辿らせれば効果的なデモンストレーションができる。
【００２５】
図６は平板状ステーターを持つステップモーターの模式的平面図であり、（ａ）、（ｂ）は分離型のステーターを持つもの、（ｃ）、（ｄ）は一体型のステーターを持つもので、いずれも時計用として用いられるタイプのものである。（ａ）と（ｂ）はステーター３３がローター３２を囲む半円筒面の段差部３４の段差づけの方向の違いによって、（ｃ）と（ｄ）ではステーター３３がローター３２を囲む円筒面の部分に設けた切欠き３５を設ける方向の違いによって、駆動コイル３１に電流を流して同じ方向に励磁しても、ローター３２は互いに逆の方向に回転する。従って左右の時計機構３内でステーター３３のみを交換すれば車輪４の回転方向を変えることができる。なおステーターを変えて指針を逆転させた時計も実際に製品化されているから、ステーター部品の調達には何ら問題はない。
【００２６】
なお自走体の左右の時計機構の本来の指針面を外向きにし、等しい構造のステップモーターを故意に同方向に駆動すれば、両サイドの車輪は逆転し、自走体をほとんどその場で旋回させることもできる。また別の動きを与える構成について述べる。図６（ｅ）はローターの周囲の円筒面の切れ目をなくしてステーターとの間隔を均一化したことによって、ローターの回転（間欠的な毎回の始動）の方向が故意に不確定となるようなステーター形状を与えたステップモーターを示す。このようなステップモーターは時計には通常用いられないが、本発明においては例えば自走体がどのように動くかを予測できなくする面白さを与えた変形例を実現することができる。
【００２７】
次にこの自走体の運動について述べる。まず太陽電池を動力源としているため、明るくなると活動し、暗くなると休眠する、生物的動作をするように見える。また光の帯を辿りながら動くことができる。また、ステップモーターのローターは間欠的に動作するため回転時に振動を伴うので、駆動周波数を高くするとローターが駆動入力に追従できなくなり、いわゆる脱調現象を起こし、運動が乱れ逆転したり、方向が定まらなかったり突然あるいは周期的に変化したりする。
【００２８】
脱調の起こる周波数はモーター軸の負荷トルクが増えると低下する傾向があるので駆動周波数を無負荷時の脱調周波数より少し低い値に設定しておくと、移動体が障害物に当たって車輪の抵抗が増えた場合、脱調が起こってローターが乱調あるいは逆転し、自走体はためらったり方向転換をしたり（左右のモーターで脱調周波数に差がある場合）自動的に後退したりする。また光強度等によって発振周波数が変化する回路構成を更に与えておけば、光の強弱や色などにより運動速度などが変化する。
【００２９】
このように特に複雑な制御装置を持たせなくても生物的に見える動作をすることができる。また通常状態で既に脱調現象を起こす周波数帯で駆動すれば、自走体に例えば気まぐれに見える動作を与えることもできる。また駆動周波数を変化させれば自走体の動きの規則性の程度を切り換えることもできる。
【００３０】
図７は本発明の他の形態の斜視図である。本例では太陽電池１００に透明なものを用いる。それは例えばガラス基板にアモルファス・シリコンの薄膜によるＰＮ接合を形成し、透明導電膜（ＩＴＯ）による電極を付したものである。太陽電池１００が透明なため上から、下からの両方向の光をエネルギーに利用することができる。また電源を何も持たないように見えるため、観察者に不思議さを与え興味を喚起することができる。但し、太陽電池１００は透明でないものを用いても良い。
【００３１】
図８は本発明の更に他の形態の斜視図である。本例では車輪を１個とし、橇部材１１を２個とした一輪車状の具体例である。
【００３２】
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の実施の形態の平面図である。いずれも自走体は前方（進行方向は矢印Ｇ）から照射される光（矢印Ｂは光の方向）に向かって動く。（ａ）はフレーム１上の左右に太陽電池１００Ｒ、１００ＬをＧ方向に凸なＶ字型になるよう垂直に屏風状に立ててあり、受光面はＶ字の外側を向く。右側の太陽電池１００Ｒは左側の時計機構３Ｌを駆動し、左側の太陽電池１００Ｌは右側の時計機構３Ｒを駆動する。自走体の方向がＧより例えば右に逸れると太陽電池１００Ｒは光方向Ｂに平行に近くなって起電力が減り、太陽電池１００Ｌは光方向Ｂに垂直に近くなって起電力が増し、結局右車輪の回転力が増えて自走体は左に方向を復元する。
【００３３】
図９（ｂ）ではフレーム１上の左右に太陽電池１００Ｒ、１００ＬをＧ方向に凹なＶ字型になるよう屏風状に垂直に立ててあり、受光面はＶ字の内側を向く。太陽電池１００Ｒは時計機構３Ｒを駆動し、太陽電池１００Ｌは時計機構３Ｌを駆動する。自走体の方向がＧより例えば右に逸れると太陽電池１００Ｌは光方向Ｂに平行に近くなって起電力が減り、太陽電池１００Ｒは光方向Ｂに垂直に近くなって起電力が増し、やはり右車輪の回転力が増えて自走体は左に方向を復元する。
【００３４】
図９（ｃ）は自走体に方向検出用のセンサー７Ｒ、７Ｌを有する。Ｂ方向からの光は進路のガイド用で、エネルギー用の光は上方から照射される。左右のセンサー７Ｒ、７Ｌはその受光強度に応じて一方の側の車輪４の駆動トルクや回転速度を変化させる制御回路（図示せず）が搭載されている。８は垂直な遮光板で、自走体の進行方向がＧ（光方向Ｂと一致とする）から例えば右に逸れると遮光板８が斜めになりセンサー７Ｒをガイド光から隠す。すると制御回路が働いて、各センサーの受光強度を等しくするよう進路を戻す。なおセンサーと制御回路を用いれば、自走体の応用例は極度に広がる。
【００３５】
以上数例の実施の形態について述べたがそれ以外の本発明の自走体の他の実施の形態や変形例、応用例、制御例等のいくつか（もちろんこれらだけが全てではない）について以下に言及しておく。
（１）外装形状、意匠等を工夫し、例えば動植物や昆虫的な外観を与える。
（２）自走体が備える車輪や駆動機構の個数と配置は任意である。
（３）車輪を偏心させたり、複数の車輪の直径を異ならせたり、軸を互いにずらしたり交差または捩じれた位置関係に置くことにより動きをより複雑化したり安定度を変えたりすることができる。
（４）車輪を隠したり、リンク機構等で足を動かし走行させる。
【００３６】
（５）他の形式の駆動手段、例えば複数のコイルに多相の駆動入力を与える形式のステップモーターや超音波モーター、間欠駆動機構、その他を用いる。
（６）発振回路は既述の構成に限定されない。モーターの駆動速度を制御する信号を発生する回路であれば、狭い意味の発振作用を行うものでなくてもよい。（７）モーターの駆動状況を周囲状況や外部からの信号に応じて変化させる。（８）左右のモーターの駆動周波数を変えることにより方向転換をさせる。
（９）駆動波形や電流等をランダムに変化させ、意表をついた動作をさせる。
【００３７】
（１０）自走体に時計を搭載し、太陽電池でその時計をも駆動する。例えば、文字板が太陽電池である光エネルギー利用の腕時計を上部に取り付け、その太陽電池の出力を用いて自走体を駆動する（腕時計自体の消費電力は小さいので自走体を駆動する光発電の余力はある。この構成により「走る時計」が実現する。）（１１）複数の自走体を紐などで連結し、より複雑な動作をさせる。
（１２）複数の自走体が相互に通信し合い、互いの運動に影響を及ぼす構成とする。
（１３）走行用とは別のモーターを搭載し、何らかの軽作業をさせる。
【００３８】
（１４）音（超音波を含む）や光（赤外線等を含む）や電波のセンサーと制御回路を搭載させ、自走体の運動状態をリモートコントロールで制御する（例えば速度や方向、駆動のオン・オフあるいはその他の任意の作業動作等）。
（１５）上記の音や光等のリモコン制御信号の波形をモーターの制御・駆動信号波形と近似させることでより複雑な運動をさせる。
（１６）上記の音や光や電波等の外部信号を受ける複数のセンサーを例えば自走体の左右に配し、信号を受信するに際しステレオ的効果を持たせる。即ち複数のセンサーの受信信号の一方あるいは和も制御用信号とするが、受信信号の僅かな差を検出した信号も、制御用信号として参加させる。これによって自走体の運動制御をより多彩にすることができる。
【００３９】
（１７）腕時計技術では、負荷補償等と称して、駆動パルスを与えた後のローターの運動をコイルに生起する逆起電圧によって検出し、駆動ミスがあれば再度高いレベルのエネルギーを与えて再駆動する技術がある。これは自走体の走行を安定させるために応用することができるが、一方では逆起電圧波形が複雑であることを利用すれば、フィードバックのやり方によってはやはり多彩な駆動制御を行わせることができる。
【００４０】
（１８）変化する音と光の中で動かすことにより踊っているように見せる。
（１９）円形や楕円形、多角形等の軌道を所定の正確な速度で走らせ、自走体自身を指針とする時計を実現させる。
（２０）補助電源、例えば充電可能な電源を併用する。充電量は大小任意である。これにより自走体のソフトスタート、エネルギー補給のない場所（例えばトンネル内）での動作の保証、発音や発声等の能動的な動作、その他の動作が可能になる。
（２１）以上を総合して、自走体の大きさや形も、させたい動作や運動速度も任意に設定し得る。
【００４１】
以上説明のごとく、本発明による自走体は下記の細かい効果を有する。
（１）車輪と電動機と電源と発振回路を備えた本発明の基本構成により、簡単かつ小型の構造を有し、生物にある程度類似した動作もでき、半永久的な動作も可能性のある自走体が実現できる効果がある。
【００４２】
（２）更に２極のステップモーターと減速歯車列を用いて車輪を駆動する構成により、小慣性、高トルクの駆動機構が実現できる。
（３）脱調現象を起こすか起こし易い周波数でステップモーターを駆動する構成により、自走体の動作を複雑にしたり、障害物の存在や環境の変動により変化させたりすることができる。
（４）速度変化あるいは逆転現象を起こし易い周波数でステップモーターを駆動する構成により、障害物等の回避性能を与え、環境に対応して変化する行動が実現できる。
【００４３】
（５）複数の車輪を独立に駆動する構成により、自走体の姿勢が安定し、複雑な運動も可能となる。
（６）時計機構のステップモーターと歯車列を流用する構成により、自走体の設計・製造を極めて容易にすることができる効果がある。
（７）分針軸、時針軸、あるいはカレンダー軸に車輪を取り付け、秒針軸に飾りの回転体を取り付ける構成により、車輪は減速比が大で十分なトルクが得られ、飾り回転体は高速で回転して優れた視覚効果を提供することができる。
【００４４】
（８）左右両側の時計機構のステーターのみを相互に変えてローターの回転方向を逆にする構成により、ステーター以外の時計機構の構造は実質的に同じものを用いることができ、設計・製造の一層の簡素化が可能になる。
（９）左右両側の時計機構のステップモーターのローターの回転方向を同じにする構成により、自走体は回転または小さな半径で旋回運動することができる。また左右同様な構造の時計機構を用いることもでき、設計・製造の一層の簡素化も可能になる。
【００４５】
（１０）電源に太陽電池を含む構成により、自走体が光と共に活動し、あるいは光を求めて行動するなどより生物的特性を付与することができ、また光の中で動作するので一層優れた視覚効果を呈することができる。
（１１）透明板状の太陽電池を用いる構成により、板面のいずれの方向から来る光も駆動エネルギーとして利用することができる。またこの自走体は一見して電源を持っていないように見せることができ、それにもかかわらず動くことで観察者に強い感銘を与えることができる。
【００４６】
（１２）前記太陽電池の受光面をほぼ水平に配置した構成により、太陽電池を自走体の上面に配すれば通常照明のような上面からの光で運動でき、下向きに配すれば自走体が走行する床からの発光を受けて運動することができる。
（１３）電源に充電機能を持たせることにより、一時的に、あるいは常時光のない場所でも運動でき、逆に発光、発音などの告知動作をもさせることができる。
（１４）時計を搭載した自走体として時計機能はできる限り（できれば常時）表示を行い、照度の変化などの周囲の状況の変化に適応して自走体は自律的で間欠的な動作をさせることで時計を搭載した自走体として実用的で、かつ楽しめる自走体とすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
上記のごとく本発明によれば、自走体は自律的でかつ生物的な興味ある動作させる様に、例えば周囲の状況の変化に適応して動作させたり、動作を停止させたりすることで人を楽しませることができる小型のロボットである時計を搭載した自走体を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である時計を搭載した自走体のシステムブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態である時計を搭載した自走体のシステムブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態である時計を搭載した自走体のシステムブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態の斜視図である。
【図５】（ａ）は本発明の自走体駆動用ＩＣの詳細回路図の例であり、（ｂ）はその変形例である。
【図６】本発明に使用されるステップモーターのいくつかの例の平面図であり、（ａ）および（ｂ）は第１の例でローターの回転方向が互いに逆のもの、（ｃ）および（ｄ）は第２の例でローターの回転方向が互いに逆のもの、（ｅ）は第３の例でローターの回転方向が確定されないものを示す。
【図７】本発明の他の実施の形態の斜視図である。
【図８】本発明の更に他のの実施の形態の斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態の平面図３つを示すものである。
【図１０】従来の時計を搭載した自走体のシステムブロック図である。
【符号の説明】
１フレーム
１１橇部材
２１平滑容量
３、３Ｒ、３Ｌ時計機構
３１、３１Ｒ、３１Ｌ駆動コイル
３２ローター
３３ステーター
３４段差部
３５切欠き
４車輪
５飾り回転体
６、６Ｒ、６Ｌ回路
７Ｒ、７Ｌ赤外線センサー
８遮光板
１００、１００Ｒ、１００Ｌ太陽電池
２００二次電池
４００，４４４照度検出手段
５００時計駆動用ＩＣ
６００、６１０、６２０，６６０自走体駆動用ＩＣ
Ｂ光方向
Ｇ進行方向

Claims

発電手段と該発電手段からのエネルギーを蓄える蓄電手段とより成る電源装置と、ほぼ水平な回転軸を有する少なくとも１個の車輪と、該車輪を駆動するモーターと、時計とを備え、前記電源装置を構成する前記蓄電手段のエネルギーを用いて時計を駆動し、前記モーターは前記電源装置を構成する前記発電手段のエネルギーを用いて駆動される自走体であって、前記発電手段と前記蓄電手段の間に接続されて前記蓄電手段から前記発電手段への電流の逆流を防止するとともに、前記蓄電手段から前記時計へは電流を供給するが、前記蓄電手段から前記モーターへは電流を供給しないようにするための逆流防止ダイオードを有することを特徴とする自走体。
更に、発振回路を設け前記モーターは発振回路からの出力信号に基づき駆動されることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の自走体。
前記モーターは、前記発電手段の発電量が所定の第１の発電量以上のときには駆動され、前記所定の第１の発電量より少ないときには駆動されないことを特徴とする請求項１又は２記載の自走体。
前記時計は、前記発電手段の発電量が所定の第２の発電量以上のときには駆動され、前記所定の第２の発電量より少ないときには駆動されないことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自走体。
前記所定の第１の発電量は、前記所定の第２の発電量よりも多いことを特徴とする請求項４記載の自走体。
前記モーターは２極の永久磁石ローターと固定コイルを有するステーターより成るステップモーターであり、その出力軸の回転数を減速する歯車列を介して前記車輪が駆動されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の自走体。
前記発振回路の発振周波数は前記ステップモーターが自走中に遭遇する入力条件あるいは負荷条件の変動によって脱調を起こし得る周波数の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項６記載の自走体。
前記発振回路の発振周波数は前記ステップモーターが自走中に遭遇する入力条件あるいは負荷条件の変動によって速度変化あるいは逆転を起こし得る周波数の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項６記載の自走体。
前記車輪は複数設けられ、それぞれの車輪は専用のステップモーターにより個別に駆動されることを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載の自走体。
前記ステップモーターおよび前記歯車列は時計機構に用いられるものを利用しており、また前記車輪は前記時計機構の指針軸に取り付けられていることを特徴とする請求項６乃至９の何れかに記載の自走体。
前記車輪および前記時計機構は前記自走体の左右両側に配置され、該時計機構のステップモーターのステーターは等しい駆動入力に対して、指針軸側から見て互いに逆の方向にローターを回転させるように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の自走体。
前記車輪および前記時計機構は前記自走体の左右両側に配置され、該時計機構のステップモーターのステーターは等しい駆動入力に対して、指針軸側から見て互いに同じ方向にローターを回転させるように構成されていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の自走体。