JP5109196B2 - コンパクトな駆動ユニットを持つ広報用ロボット - Google Patents

Description

本発明は広報用ロボットに関する。より詳しくは、人体模型を屈伸させる駆動ユニットをコンパクトにして人体模型に内蔵し、人体模型の屈伸動作を滑らかに進行させ、上体部と連動してアーム部材も動いてより丁重で自然な屈伸動作を行うとともに、周辺の消費者を感知してターンテーブルが人体模型を左右に回転させることでより効果的な広報になるようにした広報用ロボットに関する。

広報用ロボット、つまり動くロボットは売場に設置されて売場を広報するか売場の商品を広報するのに活用される。又、道路工事現場に設置されて工事中であることを知らせるために活用される。

広報用ロボットは、初期設置費以外に付加の人件費などがほとんど不要で、休息なしに持続的な広報が可能であり、必要な時期に直ちに使用できるなどの利点が多いので、近年需要が増えている。

広報用ロボットに関する従来技術としては、特許文献１の「エアシリンダーによって動くロボット」、特許文献２の「広報用ロボット」などが開示されている。これらの特許文献から分かるように、広報用ロボットは、人体模型と、前記人体模型を動かす駆動ユニットとから構成される。前記従来技術の特許文献らを見れば、駆動ユニットをなすエアシリンダーが人体模型の外部に装着されてそれぞれ人体模型のヘッド、アーム、上体を動かし、エアシリンダーはエアホースを介して外部のエアバルブに連結され、圧縮空気を受けて駆動される。

前記特許文献１の場合、駆動ユニット、つまりエアシリンダー、エアホース、エアバルブ、エアコンプレッサなどが占める空間が大きく、構成要素の大部分が人体模型の外部に設置され、構成要素が多い。その結果、広報用ロボットを設置して運用するのに多くの制約がある。また、前記特許文献１は、エアシリンダーが人体模型の外部に設置されて露出するので、人体模型の外観が粗雑で、人体模型に衣類を着せてエアシリンダーを隠蔽させるとしても、エアシリンダーのため衣類を着用した人体模型の外形が不自然である。

前記特許文献２は、本出願人が登録を受けた特許であるが、人体模型の外部駆動ユニットの露出により人体模型の外観が粗雑になる、衣類の着用の際に外形が不自然になる等の問題が生じないように、人体模型の下部にターンテーブルを設置し、前記ターンテーブルに駆動ユニットとしてモーターとシリンダーロッドを内蔵し、人体模型には前記シリンダーロッドに連動して動く下体支持部材、上体支持部材及び旋回軸を内蔵したものである。

前記特許文献２は、駆動ユニットが外部に露出しないが、駆動ユニットを隠しながら人体模型が動けるように体積の大きいターンテーブルが必須であり、ターンテーブルの移動及び設置が容易でない。また、前記特許文献２は、人体模型が上体を屈めて消費者にあいさつする姿勢になるように動く広報用ロボットであるが、ターンテーブルに備えられたシリンダーロッドの前後進に連動して下体支持部材と上体支持部材を一緒に屈めてから起きるように設計されているため、あいさつする姿勢が不自然である。

大韓民国特許出願公開第２００５−９２６６６号明細書 大韓民国特許発明第８２３１１５号明細書

本発明はこのような従来技術の広報用ロボットが持つ問題を解決するためになされたものであり、駆動ユニットをコンパクト化して人体模型に内蔵させることで、広報用ロボット（つまり、人体模型、駆動ユニットなど）が占める空間を最小化し、人体模型の外観が粗雑にならないようにした広報用ロボットを提供することをその目的とする。

また、消費者にあいさつする姿勢で動く場合、腰（つまり、上体）を屈めながら、腕も胴体側にひく方式で動けるようにして、自然で丁重にあいさつするように動く広報用ロボットを提供することを他の目的とする。

そして、ターンテーブルによって人体模型が消費者に向かって回転するようにして、より積極的な広報となるようにし、駆動ユニットをなす構成要素がコンパクトに結合されるとともに自然で滑らかに駆動される広報用ロボットを提供することをさらに他の目的とする。

このような目的を達成するために、本発明は、
下体部と、前記下体部の上部に屈伸動作が可能に結合される上体部と、を含む人体模型；及び
正逆回転する駆動モーターと、前記駆動モーターに回転可能に結合されるスクリューバーと、前記スクリューバーに昇降可能に結合される昇降部材と、下部は人体模型の下体部に配置され上部は人体模型の上体部に固定結合されて配置され固定軸に回転可能に軸設されている回転ロッドと、上端は前記回転ロッドの下端に軸設され下端は前記昇降部材に軸設され前記固定軸を軸として前記回転ロッドを一定範囲内で回転させる中継ロッドと、を含む駆動ユニット；
を含んでなることを特徴とするコンパクトな駆動ユニットを持つ広報用ロボット（請求項１）を提供する。

前記人体模型の上体部は、肩を軸として回転可能なアーム部材を含むことができ、前記駆動ユニットは前記アーム部材の肩軸と前記昇降部材を連結し、前記アーム部材を一定範囲内で回転させるリンクロッドをさらに含むことができる。

前記広報用ロボットは、人体感知センサーが備えられ、前記人体模型が直立して設置され、前記人体感知センサーが感知した周辺の消費者の方向に前記人体模型を回転させるターンテーブルをさらに含むことができる。

前記駆動ユニットは、前記人体模型の下体部の上部に固定結合され、前記人体模型の上体部に配置される上端には前記回転ロッドが軸設される固定軸が備えられるブラケットと、前記ブラケットの上下部に装着され、それぞれスクリューバーの上部と下部が結合される上部ベアリング及び下部ベアリングと、前記駆動モーターの回転軸に結合された第１平歯車、及び前記第１平歯車と噛み合い前記スクリューバーに結合された第２平歯車とをさらに含むことができる。

前記のような構成を持つ本発明による広報用ロボットでは、人体模型を動かす駆動ユニットをなす構成要素がコンパクトに互いに結合されて、小さな収容空間を有する人体模型に内蔵される。駆動ユニットが人体模型に内蔵されることにより、広報用ロボットの設置空間としては人体模型の設置に必要な空間さえあれば十分であり、人体模型の外部には駆動ユニットの何の構成要素も露出しないので、人体模型の外観が粗雑にならず、衣類を着用させれば身なりをよくすることができる。

そして、人体模型の下体部は動かずに上体部だけを屈めてあいさつし、上体部が屈まると腕及び手も連動して胴体側に移動するように設計されている場合、自然で丁重にあいさつする人体模型となる。

そして、人体感知センサーが感知した消費者の方向に人体模型が回転するようにターンテーブルが駆動されるようにした場合、消費者の視線集中によって広報効果を高めることができる。

本発明を構成する駆動ユニットの斜視図である。 人体模型に内蔵された駆動ユニットの駆動状態図である。 駆動ユニットの駆動によって人体模型があいさつする（つまり、屈伸動作する）過程を示す図である。 ターンテーブルの概略構成図である。

以下、添付図面に基づいて本発明によるコンパクトな駆動ユニットを持つ広報用ロボットについてより具体的に説明する。

図面に示すように、本発明の広報用ロボットは、人体模型１００、駆動ユニット２００、及びターンテーブル３００を含んでなる。前記駆動ユニット２００は、前記人体模型１００に内蔵される。前記人体模型１００は、前記ターンテーブル３００の上に直立して設置され、左右に回転して人体模型１００を消費者に向かうようにする。

前記人体模型１００は人体みたいな模型である。すなわち、脚を持つ下体部１２０と、頭と腕を持つ上体部１１０とからなる。上体部１１０にはアーム部材１１１が回転可能に結合している。

そして、人体模型１００は、消費者に向かってあいさつするように、前記上体部１１０が前記下体部１２０の上部に屈伸動作可能に結合される。又、あいさつする動作がより自然になされるように、前記アーム部材１１１は、上体部１１０を屈める動作の際手が胴体に近くなるように回転する。

前記駆動ユニット２００は、駆動モーター２１０、ブラケット２７０、スクリューバー２２０、昇降部材２３０、回転ロッド２４０、中継ロッド２５０、リンクロッド２６０などを含んでなり、構成要素を単純化、小型化及びコンパクト化して互いに結合することで、空間の狭い人体模型１００の内部に装着できるようにしている。

前記駆動モーター２１０は、正回転及び逆回転を行い、モーター軸２１１には第１平歯車２１３が結合されている。前記駆動モーター２１０は、前記ブラケット２７０に結合され、前記スクリューバー２２０に沿って昇降する前記昇降部材２３０に接触して作動するリミットスイッチによって正回転又は逆回転する。なお、正回転とは人体模型１００の上体部１１０を屈めるようにする方向への回転を意味し、逆回転とは屈めた上体部１１０を初期状態に戻すように伸張動作する方向への回転を意味する。

前記ブラケット２７０は、前記人体模型１００の下体部１２０の上部、つまりヒップ側に固定結合され、上部は人体模型１００の上体部１１０の下部に配置される。

前記ブラケット２７０には、前記駆動モーター２１０が装着され、前記スクリューバー２２０の上部と下部がそれぞれ回転可能に結合される上部ベアリング２２５と下部ベアリング２２７が装着される。ブラケット２７０の上端には前記回転ロッド２４０が回転可能に軸設される固定軸２７１が備えられる。

前記ブラケット２７０は、
・互いに平行に配列され、その間に前記スクリューバー２２０が設置される二つの垂直部２７３と、
・前記二つの垂直部２７３の下端を連結する水平部２７５と、
・前記二つの垂直部の上端を連結し前記回転ロッド２４０が軸設される固定軸２７１と、
・前記垂直部２７３に結合され、前記駆動モーター２１０が前記スクリューバー２２０に平行に配列されるように装着される装着片２７７と、
・前記水平部２７５の両側に備えられ、前記ブラケットを人体模型の内部に固定装着させる固定ピン２７９が結合される固定部２７８と、
を含んでなる。

前記スクリューバー２２０は、上下部がそれぞれ前記上部ベアリング２２５と下部ベアリング２２７に回転可能に結合され、上端には前記モーターに結合されている第１平歯車２１３と噛み合う第２平歯車２２３が結合され、モーターの正逆回転によって正逆回転する。

そして、前記スクリューバー２２０の外周面には、前記昇降部材２３０が螺合できるように、ネジ部が形成されている。

前記昇降部材２３０は、前記スクリューバー２２０に螺合され、前記スクリューバー２２０の正逆回転によって昇降する。前記昇降部材２３０には、前記中継ロッド２５０とリンクロッド２６０が結合される。

前記昇降部材２３０は、前記スクリューバー２２０の外周面のネジ部に螺合される対応ネジ部が形成されている胴体２３１と、前記胴体２３１に連結され前記中継ロッド２５０及びリンクロッド２６０が結合される結合片２３３と、を含んでなる。

前記回転ロッド２４０は、下部が人体模型１００の下体部１２０に配置され、上部が人体模型１００の上体部１１０に配置されて固定結合される。そして、固定軸２７１でブラケット２７０の上部に回転可能に軸設され、下端は中継ロッド２５０の上端に軸設される。

前記中継ロッド２５０は前記昇降部材２３０と前記回転ロッド２４０の下端を連結する。言い換えれば、中継ロッド２５０は、上端が前記回転ロッド２４０の下端に軸設され、下端が前記昇降部材２３０の結合片２３３に軸設される。

前記リンクロッド２６０は、前記昇降部材２３０と、前記人体模型１００の上体部１１０のアーム部材１１１に備えられた肩軸１１５を連結し、昇降部材２３０の昇降によって前記アーム部材１１１を一定範囲内で回転させる。前記肩軸１１５の両端には、それぞれ前記アーム部材１１１が固定結合され、肩軸１１５の両側は回転可能に軸ベアリング１１７に結合される。

参考として、前記リンクロッド２６０は前記肩軸１１５及び昇降部材２３０に直接連結されることもできるが、他の媒介体を介して間接的に連結されることもできる。例えば、リンクロッド２６０の下端は中継ロッド２５０又は回転ロッド２４０の下端に連結されても昇降が可能であり、リンクロッド２６０の上端は前記肩軸１１５の外側に垂直に突出した突出部１１６に連結されることもできる。

以上説明したような駆動ユニット２００の構成を図面に基づいて参照すれば、本発明による駆動ユニット２００は構成要素がコンパクトに結合され、人体模型１００の狭い空間に装着されることが分かる。

以下、図２及び図３に基づいて駆動ユニット２００の駆動による人体模型１００の動作を説明する。

まず、前記駆動モーター２１０が正回転すると、駆動モーター２１０の回転力は前記第１平歯車２１３と第２平歯車２２３を介して前記スクリューバー２２０に伝達され、スクリューバー２２０が正回転を始める。前記スクリューバー２２０が正回転を始めれば、スクリューバー２２０に螺合されている昇降部材２３０がスクリューバー２２０に沿って上昇し始める。

前記昇降部材２３０が上昇すれば、前記中継ロッド２５０も一緒に上昇し、上昇する中継ロッド２５０は前記回転ロッド２４０の下端を円弧状に押し上げる。この際、中継ロッド２５０の上端と下端はそれぞれ昇降部材２３０の結合片２３３と回転ロッド２４０の下端に軸設されているので、ねじれなどの高負荷を受けて昇降部材２３０の昇降によって回転ロッド２４０の下端を押し上げる。また、前記昇降部材２３０が上昇すれば、前記リンクロッド２６０も一緒に上昇し、常用するリンクロッド２６０は前記肩軸１１５を正回転させる。

前記回転ロッド２４０は下端が上昇するにつれて前記固定軸２７１を軸として正回転する。すなわち、図面で反時計方向に回転して上部が下降する。前記回転ロッド２４０が正回転を始めれば、回転ロッド２４０の上部に固定結合されている人体模型１００の上体部１１０が一緒に正回転して屈める動作を行う。

また、前記回転ロッド２４０の正回転と同時に回転する前記肩軸１１５は前記アーム部材１１１を正回転させることで、アーム部材１１１の手が人体模型１００の臍部位に近づく。これにより、図３に示すように、屈める動作の際、人体模型１００は上体部１１０を屈めると同時に手を引き寄せて、親切で丁重な姿勢で消費者にあいさつすることになる。

前記人体模型１００の上体部１１０を屈める動作が終われば、前記駆動モーター２１０が逆回転することにより、上体部１１０が初期状態に復帰するように伸ばし動作を始める。駆動モーター２１０が逆回転すれば、前記スクリューバー２２０も逆回転して前記昇降部材２３０を下降させる。下降する前記昇降部材２３０は前記中継ロッド２５０を介して前記回転ロッド２４０の下端部を引下げ、前記リンクロッド２６０を引き寄せて前記肩軸１１５を逆回転させる。

前記回転ロッド２４０の下端部が下降すれば、回転ロッド２４０は固定軸２７１を軸として逆回転して上体部１１０を持ち上げて伸ばし、逆回転する前記肩軸１１５は前記アーム部材１１１を逆回転させることで、手が人体模型１００の臍部位から遠くなるようにする。

前記ターンテーブル３００は、図４に示すように、ボディー３１０と、前記ボディー３１０に回転可能に結合され、前記人体模型１００が直立して設置される回転体３２０と、周辺に存在する人体を感知する人体感知センサー３３０とを含んでなる。そして、前記人体感知センサー３３０が周辺の消費者を感知すれば、前記回転体３２０が回転して消費者がいる方向に前記人体模型１００の正面が向かうようにする。

前記人体感知センサー３３０は、人体の温度を感知する温度センサー、または周辺の物体の存在有無を感知する超音波センサーなどで具現可能である。そして、前記人体感知センサー３３０は人だけでなく事物も感知することもできる。

そして、人体模型１００が消費者を正面から見るように回転した後には、前記ターンテーブル３００が前記駆動モーター２１０に信号を伝送し、人体模型１００が屈伸動作をして消費者にあいさつするようにし、さらに人体模型１００が着用した衣類の形状が消費者によく見えるように徐々に左右に繰り返し回転することができる。

以上、添付図面に基づいて、本発明の特定の形状及び構造を持つコンパクトな駆動ユニットを持つ広報用ロボットを説明したが、本発明は当業者によって多様な変形及び変更が可能であり、このような変形及び変更は本発明の保護範囲に属するものとして理解されなければならない。

１００ 人体模型
１１０ 上体部
１１１ アーム部材
１２０ 下体部
２００ 駆動ユニット
２１０ 駆動モーター
２２０ スクリューバー
２３０ 昇降部材
２４０ 回転ロッド
２５０ 中継ロッド
２６０ リンクロッド
２７０ ブラケット
３００ ターンテーブル
３２０ 回転体

Claims (4)

1. 下体部と、前記下体部の上部に屈伸動作が可能に結合される上体部と、を含む人体模型；及び
   正逆回転する駆動モーターと、前記駆動モーターに回転可能に結合されるスクリューバーと、前記スクリューバーに昇降可能に結合される昇降部材と、下部は人体模型の下体部に配置され上部は人体模型の上体部に固定結合されて配置され固定軸に回転可能に軸設されている回転ロッドと、上端は前記回転ロッドの下端に軸設され下端は前記昇降部材に軸設され前記固定軸を軸として前記回転ロッドを一定範囲内で回転させる中継ロッドと、を含む駆動ユニット；
   を含んでなることを特徴とするコンパクトな駆動ユニットを持つ広報用ロボット。
2. 前記人体模型の上体部は、肩を軸として回転可能なアーム部材を含み、
   前記駆動ユニットは前記アーム部材の肩軸と前記昇降部材を連結し、前記アーム部材を一定範囲内で回転させるリンクロッドをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のコンパクトな駆動ユニットを持つ広報用ロボット。
3. 人体感知センサーが備えられ、前記人体模型が直立して設置され、前記人体感知センサーが感知した周辺の消費者の方向に前記人体模型を回転させるターンテーブルをさらに含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンパクトな駆動ユニットを持つ広報用ロボット。
4. 前記駆動ユニットは、
   前記人体模型の下体部の上部に固定結合され、前記人体模型の上体部に配置される上端には前記回転ロッドが軸設される固定軸が備えられるブラケット、
   前記ブラケットの上下部に装着され、それぞれスクリューバーの上部と下部が結合される上部ベアリング及び下部ベアリング、
   前記駆動モーターの回転軸に結合された第１平歯車、及び
   前記第１平歯車と噛み合い前記スクリューバーに結合された第２平歯車
   をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のコンパクトな駆動ユニットを持つ広報用ロボット。