JPS63244116A - 可動体制御盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マトリクス状に正、負電極を形成し、可動体
に駆動用電力と走行制御用信号を供給できるようにした
可動体制御ｌ盤に関する。

［従来の技術］ 一般にロボットや可動がんぐ等の可動体に対する駆動用
電力と走行制御用信号の有線的供給は、軌条、架線等を
用いて行なっている。ところが、このような方式による
と可動体の移動範囲が軌条等に制約されるため、移動面
として電極を備えた盤を置いて、可動体側の集電体をこ
の盤と接触させて電力と制御信号を供給することが数多
く提案されている。

［解決すべき問題点］ しかしながら、従来提案されていた盤は電極と集電体と
の接触効率が可動体の向きによって変化することがあり
、極端な場合は電力も信号も供給不能になるという問題
があった。

［問題点の解決手段］ 本発明に係る可動体制御盤は、上記問題点に鑑みてなし
たものである。

第一の発明にあっては、その構成を、盤面上の可動体に
駆動用電力及び走行制御用信号を供給する可動体制御盤
であって、絶縁基板上に一の電極を所定の間隔を置いて
線状に配し、これら線状の電極の間に絶縁部分を残して
島状の他の電極を配し且つこれら島状の電極を線状の電
極との交差方向で接続してマトリクス状に形成し両電極
を夫々極性を変えて電源に接続して備えるものとしてい
る。

また第二の発明にあっては、その構成を、盤面上の可動
体に駆動用電力及び走行制御用信号を供給する可動体制
御盤であって、透明な絶縁基板上に、透明な一の電極を
所定の間隔を置いて線状に配し、これら線状の電極の間
に絶縁部分を残して島状に透明な他の電極を配し且つこ
れら島状の電極を線状の電極との交差方向で接続してマ
トリクス状に形成し両電極を夫々極性を変えて電源に接
続して備えると共に、上記絶縁基板下に画像表示手段を
配してなるものとしている。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を盤ゲーム玩具に適用した
例の全体構成を示す斜視図である０図中１が遊戯台で、
遊戯面を構成する６２上に複数体の可動体３が載せてあ
り、これらを対応するジョイスティックと称される多方
向レバースイッチ（以下単にレバースイッチ）４により
操作してその動作をマイクロコンピュータにより遊戯者
が制御して遊ぶようになっている。

図中６は制御基で、マイクロコンピュータ５を利用した
主制御装ｚｉｏを内蔵しており、表示部としてディスプ
レイ８を備えている０図中９はプリンタでマイクロコン
ピュータ５の保有するデータ（例えばゲームに関するデ
ータや可動体３に関するデータ等）を打出せるように主
制御装置１０に連結しである。なお、図中１２はカード
リーグで可動体３の種々のデータを読込むためのもので
あり、１３は可動体検査装置である。また第２図は、第
１図を図式的に示したものであり、ｇｉｚ上の可動体３
を主制御装置ｌＯのマイクロコンピュータ５を介してレ
バースイッチ４と連結した状態の全体構成を概念的に示
している。

この遊戯台ｌは例えば縦横が２〜３ｍ、１〜１．５ｍの
据！き型のもので、縁枠上にレバースイッチ４の載せ台
１４が一対形成しである。この載せ台１４上には図示せ
ぬが多数のコネクタが設けてあり、ここにレバースイッ
チ４を取付けて大勢の人が同時に遊べるようになってい
る。なお。

操作手段としては図示の例のいわゆるジョイスティック
型のものである必要はなく、ブツシュボタン型や、キー
ボード型等種々採用できる。

盤２は、ＰＣボード等の絶縁基板１９の上下両面にマト
リックス状の正電極２ａ及び負電極２ｂを形成したもの
であり、この実施例の盤２は第３図に示すものを上面と
し、第４図に示すものを下面としており、上面を遊戯面
としている。

上面の電極構成は、−列に並んだ島状の正電極２ａと、
直線状の負電極２ｂと正電極２ａの周囲及び両者の間に
覗く絶縁部２Ｃからなる。また下面の電極構成は、上面
の負電極２ｂと直交する方向に交互に並んだ正電極２ａ
及び絶縁部２Ｃ１更にｑ１２の縁部に僅かに島状に露出
した負電極２ｂからなる。これら上下両面の正電極２ａ
及び負電極２ｂは、プリント配線板の形成技術を用いて
なるもので、夫々、盤２に多数設けたスルーホール２０
を介して接続しである。尚正電極２ａを線状とし、負電
極２ｂを島状に形成してもよい、またスルーホール２０
の孔径は電極材料を考慮して定めるが、例えば１ｍｍ〜
２ｍｍである。

即ち上面の正電極２ａは、見かけ上は負電極２ｂと平行
方向で列をなすが、該方向には接続しておらず、第４図
に示すように負電極２ｂと直交する方向に接続している
。また各接続列の正電極２ａの島は図示のように中心が
幅方向で約半分はどずらしである。

可動体３は、第６図から第９図に示すように椀を逆にし
た形状の筒状カバー２１を円形の基板２２に着脱可能に
取付けたものである。もっともカバー２１及び基板２２
の形状は図示の例に限らずに自由に選択できる。

基板２２上には制御装置２４と、駆動装置として一対の
駆動輪２５とその夫々に対応する一対のモータ２６及び
一対の遊動輪２７を備えている。

駆動輪２５は夫々独立にモータ２６によって駆動されモ
ータ２６の回転方向を制御することによって種々の走向
態様がとれるようになっている。

カバー２１には目のような形状の発光部２８と、複数の
受光部２９が設けである０発光部２８は図示せぬが発光
ダイオード等の素子を内蔵している。また受光部２９も
同様に受光ダイオード等の素子を内蔵させて形成してあ
り１例えば外の可動体３の発光部からの照射光等を受光
することにより所定の信号を出力することができるよう
になっている。

この可動体３の底面には、駆動輪２５及び遊動輪２７に
取囲まれるようにして集電体３０が設けである。この集
電体３０は第１０図から第１３図に示すように、円筒状
の基体３１と、この基体３１に複数取付けた導電ピン３
２からなる。基体３１は蓋３３と円筒部３４を組合せて
形成しである０円筒部３４には複数のビン挿入孔３５が
設けてあり、また蓋３３にもこれらビン挿入孔３５と対
応する位置に開口３６が設けである。導電ビン３２はこ
のビン挿入孔３５内に挿入してあり、両端を蓋３３の上
面側及び円筒部３４の下面側から突出させである。ビン
挿入孔３５は上部孔３５ａが広い径を有し、下部孔３５
ｂが狭い径となっている０図示の例では、ピン挿入孔３
５の位置を六角形の頂点位置としているが、この位置に
限定されるごとはない。

導電ピン３２は中程に鍔３２ａが設けてあり、上部孔３
５ａ内に配したスプリング３６でこの鍔３２ａを上部孔
３５ａと下部孔３５ｂの境の段部に押付け、円筒部３４
の下面側へ付勢している。

このため可動体３を盤ｚ上に置いた状態では常に導電ピ
ン３２の先端が盤２の表面に接触している。

またこの導電ピン３２の先端は、正負両電極部２ａ、２
ｂ及び絶縁部２Ｃの幅寸法よりも小径となるようにテー
パー状にしてあり、第３図に示すように、ｇ１１２のど
こに可動体３が位置しても、正負の電極部２ａ、２ｂ間
を短絡することなく正、負両電極部２ａ、２ｂまたは絶
縁部２Ｃのいずれか一つに接触できるようになっている
。勿論導電ビン３２の形状は図示の例に限定されず、種
々のものが採用できる０例えば、断面が非円形状のもの
でもよい、もっとも、正、負両電極部２ａ、２ｂと絶縁
部２Ｃとの間に段差があるときは導電ビン３２の先端を
なめらかに加工しておく必要がある。

上記導電ビン３２には、第１４図に示すようにダイオー
ド３７．３８を接続させである。これらダイオード３７
．３８は、導電ビン３２に対し互いに逆向きに接続し、
−力制御装置２４には共通接続して可動体３の電源３９
に対する電源供給を可能とし、且つ制御部ｇｉ２４と主
制御装置ｌＯ側のマイクロコンピュータ５との間の信号
授受を可能としている。もっとも、各ダイオード３７゜
３８は、共通接続せず個別に電源３９に接続してもよい
、なお、各導電ビン３２に一方向のみにダイオードを接
続すると共に、該ダイオードの向きを電極子毎に交互に
変えて接続することにより、正電極ｚａ用と負電極２ｂ
用の導電ビンを別々に設ける構造としてもよい、これは
、導電ビンが多数ある場合に適する。また駆動輪２５や
遊動輪２６の外周面に導電ビンを植付けるようにして取
付けてもよい。

なお、本実施例ではｇｉ２の正電極２ａを島状とし且つ
負電極２ｂと直交する方向で６島の位置をずらしたので
正電極２ａを一線上に配するよりは、第３図に示すよう
に導電ビン３２と正電極２ａ、負電極２ｂ、および絶縁
部２Ｃとが接触する割合をほぼ均等にすることができる
。

制御装置２４に設けたマイクロコンピュータ４０は処理
制御部を構成するもので、詳細な図示は省略するが、ハ
ードウェアとしてＣＰＵ、メモリー、インターフェイス
回路等備えた一般的な構成を有するワンチップ型のもの
が適する。この制御装置２４は、搭載された可動体３を
特定するために固有のアドレスを割当てられている。

制御装置２４は更に受信部４１と、発信部４２及びモー
タ駆動回路４３を備える。受信部４１は主制御装置１０
から盤２の電極２ａ、２ｂを経て伝送される制御信号や
、受光部２９からの受光信号をマイクロコンピュータ４
０に入力するための前処理回路であり、復調装置を含む
、また発信部４２はマイクロコンピュータ４０からの出
力信号を主制御装置ｌＯに伝送するための信号処理回路
で、変調装置を含む。

なお図中４３ａはハンディ設定スイッチで、遊戯書間に
年令等を考慮してハンディをつけたい場合に用いる０図
示の例では三段階にハンディをつけられるようになって
いる。また図中４４は、速度設定スイッチで、遊戯者の
好みや、反射の鋭さ等に合わせて可動体３の応答速度が
遊戯者の年令等に合わせて適宜にセットできるようにな
っている。また可動体３のカバー２１を透明素材で形成
すれば内部構造を目で見られるので作動仕様の確認等に
際して便利であり、また子供達の学習用にも適する。

主制御装置１０のマイクロコンピュータ５もハードウェ
アとしてＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェイス回
路等備えた一般的な構成を有するものであれば足り１例
えばワンチップ型のものであってもよい、レバースイッ
チ４の接続線４５及び正、負電極２ａ、２ｂに取付けた
信号線兼用の電源線４６は、インターフェイス回路４８
を介して取込まれている。またインターフェイス回路４
８には、キーボード、ディスク装置、テープレコーダ等
や他のマイクロコンピュータ等の外部装！１４９も接続
できるようになっている。

第１５図は可動体３に対する電源供給及び信号供給回路
の構成を示す、互いに直交してマトリックス状をなす正
、負両電極２ａ、２ｂは夫々並列に高周波遮断用のチョ
ークコイル５０を介してインターフェイス回路４８の電
源供給用出力ボート５１に接続しである。また同じく正
、負両電極２ａ、２ｂは夫々並列に直流分遮断用コンデ
ンサ５２を介してインターフェイス回路４８の信号供船
用出力ボート５３に接続しである。

即ち盤ｚ上に可動体２が存在しないときは、正負両電極
２ａ、２ｂは接続されることがなく、可動体３を盤２に
乗せると、その位置で可動体３の導電ビン３２及び内部
回路を介して正負両電極２ａ、２ｂが接続され、可動体
３に対する電源供給及び信号供給が可能となるようにな
っている。

可動体３を駆動制御するための信号は第１３図に示すよ
うに主制御装Ｒ１Ｏからのシリアル信号で、可動体３を
特定するアドレスコードに始まって送信終了を示すエン
ドコードに至る間に、レバースイッチ４の出力信号やマ
イクロコンピュータ５内に予め設定されたデータを対応
する可動体３に伝送するための制御信号等を含んでいる
。この可動体３に対する動作指示信号は勿論主制御装２
１１０（７）マイクロコンピュータ５及び可動体３の制
御装置のマイクロコンピュータ４０によって信号のビッ
ト数が定められるが、８ビツトであれば安価な部品で装
置を構成でき都合がよい。

なお、この制御信号の伝送方式には第１７図で示すよう
に時分割方式を採用している。このような時分割方式に
よる信号伝送を行なえば、ｇ１２上で多数の可動体３争
・・を同時的に動作させることができる。勿論、周波数
分割方式も採用できる。また、制御信号は、振幅変調や
、周波数変調、もしくはＰＣＭのいずれによってもよい
。

この可動体３に対する動作指示用の制御信号はその信号
レベルが電源電圧レベルに重畳される。

このため可動体３の受信部４１はこの重畳信号の分離機
能と、分離した信号を夫々マイクロコンピュータ４０に
供給する機能を備えている。従って、レバースイッチ４
の出力を、所定の電源電圧に重畳せて出力値の異なるパ
ルス信号とし、これを走査することによって得られる包
結線を用いて可動体３の駆動制御を行なうようにするこ
ともできる。また、電源は交流電源であってもよい。

第１６図は、主制御装置１０による可動体３の位置検出
を行なうための回路構成を示す。

この位置検出回路は、主制御回路ｉｏのマイクロコンピ
ュータ５の制御に基づいて全員電極２ｂをシリアルに走
査する走査回路５５と、各正電極２ａに接続させたフリ
ップフロップ５６及びこれらフリップフロップ５６と接
続するラッチレジスタ５７とからなるラッチ回路５８か
らなる。勿論これらの走査回路５５及びラッチ回路５８
はマイクロコンピュータ５のインターフェイス回路４８
の機能及びＲＡＭの一部を利用することができる。

走査回路５５は、マイクロコンピュータ５による可動体
３への信号伝送に同期させて負電極２ｂを順次走査し、
制御信号によって呼出された可動体３からコールバック
信号の送出を要求する。またラッチ回路５８は、フリッ
プフロップ５６を可動体３による一対の正、負電極２ａ
、２ｂ間の導通によって状態変化させ、これをラッチレ
ジスタ５７で読込めるようにした回路である。なお図中
５９はクロックラインを示す、即ち主制御回路ｌＯのマ
イクロコンピュータ５は走査回路５５が走査した負電極
２ｂのうちいずれの負電極２ｂからコールバック信号が
検出されたかのデータとラッチレジスタ５７の記憶出力
内容及び呼出された可動体３のアドレスを判別すること
により、各可動体３の現在位置を認識し、これをＲＡＭ
内に記憶することによって各可動体３の動きをトレース
し、ディスプレイ８に再現したり、プリンタ９によりプ
リントアウトしたりすることができる。

なお、集電体３０の大きさによっては、夫々複数の正、
負電極２ａ、２ｂが走査回路５５により導通を検出され
、フリップフロップ５６とラッチレジスタ５７によりそ
の位置を記憶されることになる。このような場合を考慮
して、検出された導通状態の電極のうち中央に位置する
もの位置によって可動体３の位置を判別するようマイク
ロコンピュータ５にプログラムしておくとよい。

次にこの玩具を用いて行なうゲームの一例を用いてこの
実施例の動作を説明する。

まず、電源を投入し、ついでマイクロコンピュータ５の
ＲＡＭに所定のゲーム用プログラムを読み込ませ、ディ
スプレイ８に画像表示を行なわせ、ゲームを開始できる
ようにする。ディスプレイ８の表示内容は、勿論ゲーム
によるが、例えばサッカーゲームやホッケーゲーム等の
チーム競技であれば全対戦書名、得点、ルール等、が考
えられる。以下では、ゲームとして、可動体３に設けた
発光部２８．受光部２９を利用した一対一の対人競技ゲ
ームを例にとって説明する。

遊戯者は夫々の可動体３を可動体検査装ａ１１３に機能
を検査させたのち、ｌ１１２の所定位置または所望位置
に可動体３を置く、またカードリーダ１２に自己のカー
ドを差込んで、ハンディキャップ等をコンピュータ５に
読込ませる。また予め設定スイッチ４３により可動体３
の応答レベルを適宜に定めておく、そして上記の状態で
、レバースイッチ４を上下左右側め等の各方向へ操作す
ると可動体３が主制御装置１０のマイクロコンピュータ
５から電源電圧に重畳された制御信号を受け、その信号
内容により対応走行動作及び発光動作を行なう、即ち、
２台の可動体３．３が夫々対応するレバースイッチ４．
４．の操作により走行しつつ発光部２８から光を発し、
この光を受光部２９で受してしまうと、モータ２６の動
作が停止して負けになるという一種のウォーゲームであ
る。この種のゲームではディスプレイ８の画像表示が可
動体３の走行位置や動作内容に応じて変化するようプロ
グラミングしたソフトウェアを採用すると、一層おもし
ろさが出る。

またゲーム終了後に各可動体３の動きをトレースし、デ
ィスプレイ８に再現したり、プリンタ９によりプリント
アウトしたりするれば更に一暦のおもしろさを味わうこ
とができる。

勿論この種のゲームでソフトウェアなしで、単に可動体
３をレバースイッチ４でコントロールして遊ぶことも可
能である。

またコンピュータ対人間の対戦を行なわせることにより
、コンピュータが自動的に人間の腕前を判定しハンプキ
ャップを算出するようにプログラムを組込んでおくよう
にすれば、多数の人が一つのゲーム盤を共用して遊ぶ際
にハンプキャップをコンピュータが自動設定するように
なって便利である。

第１８図は盤の他の例を示す、この例の盤１１０はガラ
ス、合成樹脂その他適宜の絶縁性の透明基板ｉｌｌの１
面に透明もしくはほぼ透明な材料により正負電極１１０
ａ、１１０ｂを形成すると共に、透明基板１１１の下面
側に、液晶ディスプレイ板１１２を配して形成したもの
である。

即ちこの例では、主制御装置１０のマイクロコンピュー
タ５に外部記憶装置から所定のゲーム用ソフトウェア、
例えばつｔ−ゲーム、を読み込ませ、液晶ディスプレイ
板１１２に画像表示を行なわせることができるようにし
たものである０表示は、勿論ウォーゲームであれば、戦
場の地形図や陣地の配置図、サッカーゲームやホッケー
ゲームであればフィールドなど、ゲーム内容に対応させ
る。このように液晶ディスプレイ１１２に主制御装置１
０でコントロールした画像表示を行なわせれば、可動体
３の動きと画像表示の変化とを同時に楽しむことができ
、従来のテレビゲーム等に比べ、格段のおもしろさを具
現するものとなる。

なお、上記各実施例はいずれもゲーム玩具に係るもので
あったが、可動体として産業用ロボットを採用してもよ
いことは勿論である。また可動体として動作の複雑に行
なえるものを採用すれば、訓練装置や鍛練装置用の盤と
しても用いることができる、従がって本発明は図示の例
に限定されず種々の用途に用いることができる。

［発明の効果］ 本発明に係る可動体制御盤は、以上説明してき□たよう
に、マトリクス状に形成した正負電極を備えるので、可
動体の移動範囲内の任意の位置で駆動用電力と走行制御
用信号を供給できることは勿論、可動体の正負電極との
接触割合をほぼ均等に近く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一実施例の斜視図。 第２図は、第１図の実施例の全体構成を示すブロック図
。 第３図は可動体の集電部と電極の関係を示すと盤の部分
上面図、 第４図は、盤の裏面図、 第５図は、盤の部分断面斜視図、 第６図は、可動体の斜視図。 第７図は、可動体の透視斜視図、 第８図は、可動体の側面図、 第９図は、可動体の平面図、 第１Ｏ図は、集電体の斜視図、 第１１図は、集電体の部分断面図、 第１２図は、集電体の導電ビンの位置関係を示す平面図
、 第１３図は、集電体の導電ビンと盤の関係を示すの拡大
図、 第１４図は、電極と導電ビンのなす電気回路図、 第１５図は盤に対する電源及び信号供給回路を示す電気
回路図、 第１６図は、可動体の位置検出回路を示す電気回路図、 第１７図は、可動体への信号伝送方式を示すグラフ、そ
して 第１８図は、第二実施例の盤の部分断面図である。 １、：遊戯台 ２．１０２．１１０：ｇｌ ２ａ、１１０ａ：正電極 ２ｂ、１１０ｂ：負電極 ２Ｃ：絶縁部　　　　３：可動体 ４：多方向レバースイッチ ５．４０：マイクロコンピュータ ８：ディスプレイ　　ｌＯ：主制御部 １９：絶縁基板　　　２４：制御部 ２８二発光部　　　　２９：受光部 ３０：集電体　　　　３２：導電ビン １１１：透明基板 １１２：液晶ディスプレイ板 出願人　　元田電子工業株式会社 第１０図 第１４図 第１５図 第１８図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）盤面上の可動体に駆動用電力及び走行制御用信号
   を供給する可動体制御盤であって、 絶縁基板上に一の電極を所定の間隔を置いて線状に配し
   、これら線状の電極の間に絶縁部分を残して島状の他の
   電極を配し且つこれら島状の電極を線状の電極との交差
   方向で接続してマトリクス状に形成し両電極を夫々極性
   を変えて電源に接続して備える可動体制御盤。
2. （２）盤面上の可動体に駆動用電力及び走行制御用信号
   を供給する可動体制御盤であって、 透明な絶縁基板上に、透明な一の電極を所定の間隔を置
   いて線状に配し、これら線状の電極の間に絶縁部分を残
   して島状に透明な他の電極を配し且つこれら島状の電極
   を線状の電極との交差方向で接続してマトリクス状に形
   成し両電極を夫々極性を変えて電源に接続して備えると
   共に、上記絶縁基板下に画像表示手段を配してなる可動
   体制御盤。
3. （３）上記島状の電極の接続は、該島状の電極と、盤の
   裏面側に該島状の電極の接続方向で配した線状の電極部
   材との間を、上記絶縁基板に設けた孔を介して行なうも
   のである請求の範囲第１項または第２項のいずれかの可
   動体制御盤。
4. （４）上記島状の電極は、接続方向で交互に幅寸法のほ
   ぼ半分ずつずらして設けてある、請求の範囲第３項の可
   動体制御盤。