TW378286B - Robot device - Google Patents

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A7 B7 ________ 五、發明説明（1 ) 本發明係關於機器人裝置，例如在，日本國特開昭 47 — 25858號公報，或特開昭59 — 205292 號公報，「Robot Models forSpace Environment·」（R.〇. Ambrose and C. G. Ambrose, IEEE International conference on R&A, 1 995 pp. 2113-2131 ) ， 「 The Concept and

Construction of a modular robot system 」 （ K. -H Wurst

Proc of 16 th ISIR，1 986，pp· 37-44 )以及「 Conceptual Design of a Modular Robot 」（R. Cohen et. A1 Journal of Mechanical Design,.1992 vol. 114 pp. 117-125 )等，有各種 架構之提案。 又在，例如「乇、工7 · Y ^匕° i 1/ 一夕Φ構成.•形 狀認識作業遂行可/不可判定①方法（C關t 3檢討」（ 松九隆文他日本口求シ卜學會誌」Vol. 15. No.3，p p . 4 0 8〜4 1 6 ，1 9 9 7 )揭示有，可使自由連結「關 節模組」與「連桿模組」而構築成之模組操縱器（modular manipulator )，自動辨認其架構，組裝後能夠馬上進行有 用之作業之方法。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 但這些全是以機械臂（monipulator )爲前提，因此對 將構成單元分岐爲兩個以上而相連結之型式之機器人，則 很難應用這些文獻所揭示之各種技巧。 實際上，對於，例如將頭部、臂部、腳部及車輪等之 各種構成單元；，以所希望之狀態安裝於體軀部單元，藉此 裝配成，例如第1圖（A)之四腳步行型，第2圖（B) 之兩腳步行型，第1圖（C)之車型，或第1圖（D)之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） ~ Α7 Β7 五、發明説明（2 ) 兩輪推進型等各種形態之機器人’則縱使將其構築成裝配 完成之階段即可自動辨認整體架構，但仍無法辨別該機器 人以那一單元當作「腳」使用，以那一單元當作「手」使 用，或究竟是裝配成兩腳步行型或四腳步行型之那一種型 態，很難在裝配完成階段立即使其進行依照其形態應有之 行動。 因此，若不解決這些問題，當無法未輸入依所構築之 機器人之形態之程式便要該機器人進行依照裝配形態之行 動，無法簡化模組型機器人之裝配作業。 本發明在提供，能夠簡化裝配作業之機器人裝置。 +本發明係在模組型之機器人裝置，於各構成單元配設 可分別記憶有關各該構成單元之角色之角色資訊之記憶構 件，同時從各構成單元之記憶構件分別讀出角色資訊，依 據該讀出之各角色資訊，辨認各構成單元之角色之辨認構 件。 因此，本機器人裝置可以不必由使用者指定各構成單 元之角色等，機器人本身在裝配完成階段即可辨認各構成 單元之角色。如此即可實現簡化裝配作業之機器人裝置。 同時，本發明在模組型之機器人裝置配設，可檢出各 構成單元之連結狀態之連結狀態檢測構件，依各構成單元 之連結狀態將所構築之機器人裝置之形態分成多數類別， 而將各類別之各構成單元之連結狀態記憶下來之記憶構件 ;以及’依據連結狀態檢測構件所檢出之各構成單元之連 結狀態’及記憶構件所記憶之各類別之各構成單元之連結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公般） (請先閲请背面之注意事項再，炎寫本頁) -9 Γ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 狀態，辨別所構築之機器人裝置屬於那一類別之辨認構件 〇 因此，此機器人裝置不必由使用者告知所構築之機器 人裝置其形態，即可使機器人裝置自動辨認其本身之形態 。如此得實現可將裝配作業簡化之機器人裝置。 茲參照附圖，詳述本發明之一實施形態如下。 (1 )第1實施形態 (1 一 1 )第1實施形態之機器人之架構 在第2圖，1係本發明之模組型機器人之整體’在體 軀部單元2之前後左右角隅部依次成裝卸自如狀分別連結 有大腿部單元3〜6及小腿部單元7〜1 0，同時在體 軀部單元2之前端中央部依次成裝卸自如狀連結有頸部單 元1 1及頭部單元1 2。再者，在接下之說明’體軀部單 元2，各大腿部單元3〜6，各小腿部單元7〜10 ’頸 部單元1 1及頭部單元1 2擬簡化，統一稱作構成單兀2 ~ 1 2。 如第3圖所示，體軀部單元2之內部收容有，負責機 器人1整體之動作控制i C P U ( Central Processing Unit )2 0，管理後述之串列匯流排之S B Η ( Serial Bas Host )21 ，HUB (分配器）22，記憶器 23，RAM( Random Access Memory ) 1 8，及貯存有可使所構築之機 器人1發出各種行動之程式之ROM ( Read Only Memory )19° 而記憶器2 3則記憶有，關於體軀部單元2之寬度或 (請先閲讀背面之注意事項再皮寫本I) .裝- 言 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公浼） -6- A7 B7 五、發明説明（4 ) 長度等形狀之資訊（以下稱作形狀資訊），記述體軀部單 元2之質量，轉動力矩，轉軸之中心位置及該體軀部單元 2之重心位置等之運動所必需之資訊（以下稱作運動資訊 )，及H U B 2 2之各連結點P 1〜P 5之位置資訊。 另一方面，在體軀部單元2以外之各構成單元3〜 1 2之內部，分別收容有H U Β 2 4，記憶器2 5 ，引動 器及檢測器等必備之電子零件2 6，各記憶器2 5貯存有 ，各構成單元3〜1 2之形狀資訊及運動資訊，及有關收 容在該構成單元3〜1 2-之電子零件2 6之功能與特性之 資訊（以下稱作特性資訊）。. 而且，各構成單元2〜1 2均在其與其他構成單.元2 〜1 2之連結位置設有，介由配設在其構成單元2〜1 2 內部之 ΙΕΕΕ1 394 及 USB ( Universal Serial Bus )等之串列匯流排2 7與H U B 2 4連接之連接器（未圖 示），以物理方式連結構成單元2〜1 2相互間，藉此介

I 由串列匯流排2 7以電氣方式連接此等構成單元2〜1 2 內之HUB22、24相互間。 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 藉此，如第2圖及第3圖方式裝配之狀態下，此機器 人1之體軀部單元2內之CPU2 4將可依次經由該體軀 部單元2內之SBH2 1及HUB 2 2 ，及各構成單元3 〜1 2內之HUB24，從此等構成單元2〜1 2內之記 憶器2 3、2 5讀出該構成單元2〜1 2之形狀資訊或運 動資訊及特性資訊，或者接收各構成單元3〜1 2內之檢 測器之輸出，或控制各構成單元3〜1 2內之引動器。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） A7 __________ 五、發明説明（5 ) 如此做時，此機器人1之CPU2 0便能夠依據，貯 存在體軀部單元2之記憶器2 3之H U B 2 2之各連結點 ρ 1〜Ρ 5之位置'資訊，及貯存在各構成單元2〜1 2.之 記憶器2 3、2 5之形狀資訊，辨認出，在體軀部單元2 之那些位置連結有那一構成單元3〜6，以及，在該構成 單元3〜6連結有那一種構成單元7〜1 0之機器人1之 形態。 同時，此機器人1之c P U 2 0可以依據，分別貯存 在體軀部單元2以外之各構成單元3〜1 2之記憶器2 5 之運動資訊及電子零件2 6之特性資訊，將各構成單元3 〜1 2之引動器驅動成所希望之狀態，且可依據各構成單 元3〜1 2內之檢測器之輸出監視這個時候之各構成單元 3〜1 2之狀態。 . 除了上述架構以外，本機器人1之各構成單元2〜 1 2之記憶器2 3、2 5內另貯存有，例如「右前大腿」 「左後小腿」「頸部」「頭部」等從機器人1整體所視之 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (倩先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該構成單元2〜1 2之有關角色之資訊（以下稱作角色資 訊）。. 藉此，本機器人1可以依據此項角色資訊，由c ρ u 2 0辨認各構成單元2〜1 2之角色，而如此，當例如由 外部（或內部之上位程式）傳遞諸如「提高右前小腿部」 之用以將一定角色之構成單元2〜1 2驅動成一定狀態之 動作命令時，可控制對應之構成單元2〜1 2之引動器， 藉以使指定之構成單元2〜1 2動作成指定之狀態。 本纸張尺度適用中國囤家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -8- 五、 發明説明 (6 ) 實 際 上 ，c P U 2 0在機 器人1裝 配 兀 成 > 接 通 電 源 時 > 則 5貝 出 貯存在R 0 Μ 1 9 之產生各 種 行 動 用 之 程 式 ί 將 其 下 載 至 R Α Μ 1 8。 接 著 C P U 2 0便依次經由體軀部單元2 內之 S Β Η 2 1 及H U B 2 2，各構成單元〔 5〜] 2 內之 Η U Β 2 4 ，從各構成單元2 / 〜1 2內之記憶器2 3 ， 2 5 辖 m 出 貯存在該記憶器2 3，2 5 內 之 關 於 該 構 成 單 元 2 1 2 之形狀資訊或運動 資訊，特 性 資 訊 及 角 色 資 訊 > 將 其 貯 存 於R Α Μ 1 9，另 一方面辨 認 依 擔 各 構 成 單 元 2 1 2 之 形狀資訊裝配之機 器人1之 形 態 依 據 各 構 成 單 元 2 r'--/ 1 2之角色資訊，辨 認各構成 單 元 2 1 2 之 角 色 0 而 C P U 2 0則在此後， 例如由外 部 下 達 厂 提 筒 右 Ί r. 刖 小 腿 部 J > 「低頭」等擬將一 定角色之 構 成 單 元 2 1 2 驅 動 成 —* 定 狀態之動作命令時 ，則依據 下 載 到 R A Μ 1 8 之 程 式 及 貯存在R Α Μ 1 8 內之相對 應 之 構 成 單 元 3 1 2 之 運 動 資訊及特性資訊， 產生對應 之 控 制 信 號 將 該 控 制 信 號 供 給該構成單元3〜 1 2內之引動器。 如 此 C P U 2 0將依據 此控制信 號 將 指 定 之 構 成 單 元 3 1 2 之引動器驅動成指 定之狀態 藉 此 將 該 構 成 單 元 3 1 2 驅動成指定之狀態 0 ( 1 — 2 ) 第一實施形態之動作及效果 在 以 上 之架構，本機器人 1係由C Ρ U 2 0 依 據 貯 存 在 各 構 成 單元3〜1 2之記 憶器2 5 之 角 色 資 訊 1 辨 認 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐） A7 ____B7_ 五、發明説明（7 ) 各構成單元3〜1 2之角色，依據辨認結果，驅動控制構 成單元3〜1 2之引動器，藉此執行對應由外部下達之動 作命令之動作。 因此，本機器人1在裝配完成之狀態時，不必由使用 者來設定連結在體軀部單元2之各構成單元3〜1 2之角 色（裝配後，使用者向C P U 2 0提供有關各構成單元3 〜1 2之角色之資料），就這一部分可以簡化裝配作業。 採上述架構時，可藉在各構成單元3〜1 2記錄有該 構成單元3〜1 2之角色資訊之記憶器2 4，同時由 C P U 2 0依據該角色資訊辨認各構成單元3〜1 2之角 色，因此可以不必由使用者設定各構成單元3〜1 2.之角 色，便能夠令c P U 2 0辨認各構成單元2〜1 2之角色 ，而如此得以實現簡化裝配作業之機器人。 (2 )第2實施形態 (2 - 1 )第2實施形態之機器人之架構 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 在對應第3圖之部分標示相同記號之第4圖及第5圖 表示第2實施形態之機器人3 0，除了貯存於體軀部單元 3 1之ROM50之程式與貯存在R〇M19 (第3圖） 之程式不一樣，在體軀部單元3 1之內部追加配設含有檢 設器之電子零件5 1 ，以及，在各構成單元3 1〜4 1之 記憶器5 4，5 2未貯存有其構成單元3 1〜4 1之角色 資訊，僅貯存有關其構成單元3 1〜4 1之形狀資訊’運 動資訊及特性資訊，各點以外，其餘則大致上與第1實施 形態之機器人1 (第2圖及第3圖）相同。 ，本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） _ 1 〇 - 經 濟 部 t 央 標 準 k 員 工 消 費 合 h 社 印 製 A7 B7 五、 發明説明 ( 3 ) 1 I 這 時 此 體 軀 部 單 元 3 1 之 R 0 Μ 5 0 貯 存 有 » 諸 如 J | 在 機 器 人 3 0 裝 配 完 成 之 狀 態 下 ( 例 如 第 5 圖 ( A ) ( 1 C ) 所 示 ) » 引 動 器 A C 或 車 輪 W h 對 C P U 5 3 是 以 什 '—-S. 1 I 請 j 麼 關 係 以 那 * 種 順 序 相 連 接 即 表 示 C P U 5 3 與 引 動 閎 1 | 車 讀 1 器 A C 及 輪 W h 之 連 唼 園係之樹狀構造之資料。 背 Sr 1 I 際 之 1 實 上 機 器 人 3 0 之 形 態 可 以 依 這 種 樹 狀 構 造 分 意 1 I 成 多 種 類 別 j 例 如 ， 第 1 圖 ( A ) 及 ( B ) 所 示 形 態 之 機 事 項 再/ 1 1 器 人 > 其 樹 狀 構 造 係 表 示 如 第 5 圖 ( A ) 第 1 圖 ( C ) 填、 窝 本 1 裝 所 示 形 態 之 機 器 人 其 樹 狀 構 造 係 表 示 如 第 5 圖 ( B ) 頁 'W- 1 1 而 第 1 圖 ( D ) 所 示 形 態 之 機 器 人 其 樹 狀 構 造 係 表 示 如 1 I 第 5 圖 ( C ) 0 1 I | 而 體 軀 部 單 元 3 1 之 R 〇 Μ 5 0 內 則 貯 存 有 依 其 1 訂 樹 狀 構 造 將 預 先 擬 構 築 之 機 器 人 3 0 之 形 態 分 類 成 多 數 類 1 別 時 之 各 類 別 之 樹 狀 構 造 之 資 料 0 再 者 這 個 時 候 例 如 1 第 1 圖 ( A ) 及 ( Β ) 之 相 同 樹 狀 構 造 之 形 態 仍依 接 通 1 電 源 時 之 機 器 人 3 0 之 姿 勢 分 在 不 同 之 類 別 ( 體 軀 部 單 h I 元 3 1 位 在 平 行 於 垂 直 方 向 使 歸 在 兩 腳 步 行 型 體 軀 部 單 1 元 3 1 位在 垂 直 於 垂 直 方向E 寺歸在四腳步行型等） 〇 1 1 同 時 在 R 〇 Μ 5 0 內 連 同 此 等 各 類 別 之 樹 狀 構 造 之 1 資 料 一 倂 貯 存 有 多 種 分 別 對 應 各 類 別 用 以 產 生 例 如 將 I 那 一 個 構 成 單 元 3 2 4 1 辨 認 爲 厂 頭 J 厂 腳 J 厂 手 J 等 1 1 "! 1 而 要 做 何 種 行 動 之: 有 關行動之程式 ) 1 藉 此 機 器 人 3 0 可 由 體 軀 部 單 元 3 1 之 C P U 5 3 i ， 依 據 各 構 成 單 元 3 1 4 1 之 記 憶 器 5 4 5 2 內 貯 存 1 1 1 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨Ο X M7公釐） -11 - A7 ______^___B7__ 五、發明説明（9 ) 之形狀資訊’辨認裝配好之機器人3 0之形態’而依據該 辨認結果，與貯存在R 〇 Μ 5 0之各類別之樹狀構造之資 料，辨別該機器人3 0之類別，並進一步依據此辨別結果 ，及貯存在ROM 5 0之各類別之行動用之各種程式，在 必要時驅動控制必要之構成單元3 2〜4 1，藉此得採取 對應裝配形態之行動。 在此，實際上體軀部單元3 1之CPU5 3在機器人 3 0裝配好後，在接通電源時，讀出貯存在R 〇 Μ 5 0之 各種程式，將其下載到R Α Μ 1 8。 接著，C P U 5 3則依次經由S Β Η 2 1及H A Β 22，各構成單元32〜4 1之HUB24，從各構.成單 元3 1〜‘4 1之記憶器5 4，5 2讀出形狀資訊.，藉以檢 出裝配妥之機器人3 0之樹狀構造。而這時之C P U 5 3 可依據構成體軀部單元3 1之電子零件’5 1之重力檢測器 之輸出，檢出接通電源時之機器人3 0之姿勢。 接著，CPU53可由如此檢出之機器人30之樹狀 構造及姿勢，辨別該機器人之類別，依該辨別結果，選擇 對應之程式，而依據該程式，按各狀態分配該類別之基本 姿勢。實際上，若是四腳型機器人，則分配體軀部單元 3 1成水平，同時伸長各腳之狀態爲「standing」（站立） 之基本姿勢，兩輪推進型則分配體軀部單元31成垂直之 狀態爲「standing」（站立）之基本姿勢。而C P U 5 3則在 此後，依照程式，在必要時控制必要之構成單元3 2〜 4 1內之引動器。 n—:l 1--111=15--1.- ^^1· m n i^n m In1*^^^1 I - ~ (請先閎讀背面之注意事項-^/,½¾本頁) 訂 丨— 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） -12- A 7 B7 五、發明説明（10) 如此，c P U 5 3將依據裝配妥之機器人3 0之形態 及接.通電源時之.姿勢，依照對應之程式，驅動控制各構成 單元3 2〜4 1。 (2 - 2 )第2實施形態之軟體之架構 第6圖係表示貯存在體軀部單元3 1之ROM5 ◦之 軟體之架構 在第 6 圖內，CPU.( Configurational Physical Component )驅動器6 0係用以將各構成單元3 2〜4 1之 引動器等之C Ρ ϋ裝置初期化，或在體軀部單元3 1之 R Α Μ 1 8讀寫資料之程式，可保持由P C U 5 3檢出之 目前之機器人3 0之樹狀構造之資抖，及有關接通電.源時 之機器人3 0之姿勢之資料（以下將此等資料總稱爲形態 資料D 1 )。而將此形態資料D 1送至類別儲備部（ catagory stock ) 6 1 ° 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 類別儲備部6 1係用以管理預先登錄之各類別之樹狀 構造之資料及姿勢之資料（以下將這些資料總稱作類別區 分資料CD1〜CDn)之程式，而藉比較此等各類別區 分資料C D 1〜C D η，及由C P U驅動器6 0所給之形 態資料D 1 ，辨別裝配妥之機器人3 0屬於那一類別，再 將辨別結果送給類別資訊儲備部6 2。. 類別資訊儲備部6 2係用以管理，有關在預先登錄之 各類別之機器人3 0之姿勢遷移及動作之程式（以下將此 稱作動作網路）MoNe t 1〜MoNe t η，_及在各類 別將從上位之程式所給之行動指令C Ο Μ變換成對應之命 -13- (请先閱請背命之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公度） A7 ______：_B7 五、發明説明（11) 令用之變換資料c C 1〜C C η之程式，依據類別儲備部 6 1之辨別結果，選擇對應之動作網路Μ ο N e t 1〜 MoNe tn及變換資料CC1〜CCn，將其送給動作 產生器6 3。 動作產生器6 3係產生動作資料之程式，可保持從類 別資訊儲備部6 2所給之動作網路Μ ο N e t 1〜

MoNe t η及變換資料CC1〜CCn，另一方面依據 該保持之變換資料CC1〜CCn，將上位程式所給之行 動指令C OM變換成對應其類別之命令，依據所得之命令 ，及所保持之動作網路MoNe t 1〜MoNe t η，產 生相對應之動作資料，將其送給CPU驅動器60。. 如此，機器人3 0則依照此C P U驅動器6 0，在 C PU 5 3之控制下，控制各構成單元3 2〜4 1內之相 對應之引動器，藉此進行對應由上位程式所給之行動指令. C〇Μ之行動。 再者，第7圖係表示四腳步行型機器人之動作網路 Mo N e t X之曲線圖構造，第8圖係表示兩輪推進型機 器人之動作網路Μ ο N e t y之曲線圖構造。 從第7圖可以看出，四腳步行型機器人之動作網路 Μ ο N e t X 具有「Sleeping (睡）」、「Sitting (坐） 」、「.Standing (站立）」、「forward walking (前行） 」、及「backward walking (後退）」之 5 個 N o d e (結 點）ST1〜ST5 ，此等中可遷移之結果ST1〜ST 5間由Edge (有方向之箭頭）所連結。 請 先 閎 & 之 注 事 項 再，. 填、 衰裝 J. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公澄） -14- A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印敦 五、發明説明（彳2) 而各結點s Τ 1〜S T 5有相關連之使產生該結點 ST1〜ST5之動作之程式E1〜E5 ，同時，各箭頭 也有使其在狀態遷移時產生必要之動作之相關連之程式 E 6〜E 1 3。此等可在狀態遷移時產生必要之動作之程 式E 6〜E 1 3係含有控制運算法之程式，各狀態遷移時 必要之控制由此供給。 再者，兩輪推進型機器人之動作網路M〇 N e t y ( 第8圖）則除了沒有「sleeping」及「sitting」之結點 S Τ 1 ·，S T 2以外，其餘大致上與四腳步行型機器人之 .動作網Μ α N e t X相同。 .第9圖表示四腳步行型機器人及兩輪推進型機器1人之 各變換資料CCx，CCy。從第9圖可以看出，在四腳 步行機器人，由上位程式所給之「 Move forward」、「 Move backward」、「stay」、.「Rest」、「sleep」等 命令，分別被變換成「forward walking」、「 backward walking」、「standing」、「sitting」或「sleeping」 等命令。 而兩輪推進型機器人之「Move forward backward」、 r stay」. 分別變換成「forward·」 、r Move 「Rest」、「sleep」等命令則 「backward」、「stop」 、「s t op」或「s t op」之命令。 (2 - 3 )第2實施形態之動作之效果 在上述架構，體軀部單元3 1之C P U 存在各構成單元3 1〜4 1之記憶器5 4 ， 3係依據貯 2內之形狀 請 先 閲 讀 背 之 注 意 I ίν彥_裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐） -15- 經濟部中央標準局員工消费合作让印製 Α7 Β7 五、發明説明（13) 資訊’辨認裝妥之機器人3 0之形態，依據辨認結果，與 貯存在R Ο Μ 5 0之各類別之樹狀構造之資料，辨別該機 器人3 0之類別’再進一步依據此辨別結果，與貯存在 R 〇 Μ 5 0之各類別之行動用之各種程式，驅動控制各構 成單元3 2〜4 1之引動器，藉此使機器人3 0整體執行 依裝配形態之行動。 因此’本機器人3 0可以在裝配完成之狀態下，不必 由使用者告知CPU5 3該機器人3 0之裝配形態，由機 器人3 0本身在接通電源時辨認自己之形態，藉此得簡化 其裝配作業。 同時，本機器人3 0因爲沒有，例如第1寳施形態在 各構成單元3 1〜4 1之記憶器貯存角色資訊，這一部分 可以使構成單元3 1〜4 1具有預先設定之角色以外之角 色（例如將當作“腳”使用之構成單元3 2〜3'9當作例 如一根指頭使用）使用，因此，較之第1實施形態，可提 高各構成單元3 1〜4 1之訊用性。 在以上所述之架構，CPU5 3可依據貯存在各構成 單元3 1〜4 1之記憶器5 4，5 2內之形狀資訊，辨認 裝配好之機器人3 0之形態，依據該辨認結果，及貯存在 R〇Μ 5 0之各類別之樹狀構造之資料，辨別該機器人 3 0之類別，再進一步依據此判定結果，及貯存在R Ο Μ 5 0之各類別之行動用之各種程式，在必要時驅動控制必 要之構成單元3 2〜4 1之引動器，因此，能夠使機器人 3 0辨認本身之形態，採取對應此之行動，而如此即能實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)Λ4規格（210x297公瘦） ,· ? :· 0¾ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、νδ A7 ______B7_ 五、發明説明（14 ) 現簡化裝配作業之機器人。 (3 )其他實施形態 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，上述第1實施形態係說明，應用記憶器2 3， 2 5作爲分別設在各構成單元2〜1 2，用來記憶有關該 構成單元2〜1 2之角色之角色資訊之記憶構件，但本發 明並不限定如此，可以廣泛利用碟盤狀記錄媒體，或帶狀 記錄媒體等其他各種記憶構件。 同時，上述第1實施形態係說明，應用控制整個機器 人1之CPU20，作爲從各構成單元2〜12之記憶器 2 3，2 5分別讀出各構成單元2〜1 2之角色資訊，依 據該讀出之各角色資訊辨認各構成單元2〜1 2之角.色之 辨認構件，但本發明並不限定如此，也可以將辨認各構成 單元2〜1 2之角色之辨認構件，與負責控制整個機器人 1之C P U 2 0分開構成爲不同個體，關於辨認構件之架 構可以廣泛應用其他不同之架構。 經濟部中失標準局員工消费合作社印裝 而且，上述第1實施例係說明，將產生各種行動之程 式貯存在體軀部單元2之R Ο Μ 1 9之情形，但本發明並 不限定如此，例如，也可以在各構成單元2〜1 2之記憶 器2 3，2 5貯存，由外部傳達並將該角色之構成單元動 作成一定狀態之動作命令時，產生對應之動作之程式，而 在接通電源時或以其他定時，由C PU 2 0讀出此程式， 依據所讀出之該程式，及各構成單元2〜1 2之角色辨認 結果，在下達應將一定角色之構成單元2〜1 2驅動成一 定狀態之動作命令時，產生驅動控制所對應之構成單元2 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） _ 17 . Α7 Β7 經濟部中夬橾隼局員工消費合作枉印製 五、發明説明（15 ) 〜1 2之控制信號’依據該控制信號’驅動控制所對應之 構成單元2〜1 2內之引動器。 而且，在上述第1實施形態係說明，C P U 2 0依據 各構成單元2〜1 2之形狀資訊，辨認裝配好之機器人1 之形態之情形，其手法則可以採例如第2實施形態’依裝 配好之機器人1之樹狀構造’辨認其形態。 而且，上述第2實施形態係說明，應用負責控制整個 機器人3 0之CPU5 3作爲檢出各構成單元3 1〜4 1 之連結狀態（樹狀構造）之連結狀態檢測構件’但本發明 並不限定如此，也可以在控制整個機器人3 0之C P U 5 3以外，分開配設連結狀態檢測構件。 而且，上述第2實施形態係說明，應用R〇Μ 5 0作 爲，依各構成單元3 1〜4 1之連結狀態將所構築之機器 人裝置之形態分成多數類別’而記憶各類別之各構成單元 3 1〜4 1之連結狀態之記憶構件之情形’但本發明並不 限定如此，記憶構件可以廣泛應用碟盤狀記錄媒體’或帶 狀記錄媒體等其他各種記錄構件。 而且，上述第2實施形態係說明’應用R 〇 Μ 5 ◦作 爲負責控制整個機器人3 0之C P U 5 3 ’作爲依據檢出 之各構成單元3 1〜4 1之連結狀態’及預先貯存在 R Ο Μ 5 0之各類別之各構成單元3 1〜4 1之連結狀態 ，判別所構築之機器人3 0是屬於那一類別之辨別構件之 情形，但本發明並不限定如此’也可以在控制整個機器人 30之CPU5 3之外’另·設辨別構件。 -u =ll_=_gl>"l_ . I---,-------裝--,丨.. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 i· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210 X 297公釐） -18- A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（16 ) 而且，上述第2實施形態係說明，依初期狀態’及樹 狀構造，將所構築之機器人3 0之形態加以分類之情形’ 但本發明並不限定如此，主要是，所構築之機器人3 0之 形態能夠藉樹狀構造加以分類.，進一步細微之分類方法可 以廣泛應用其他各種方法。 而且，在上述第2實施形態係說明，在體軀部單元 3 1內配設重力檢測器，依據該重力檢測器之輸出，由 C P U 5 3辨別機器人3 0之形態之類別，但本發明並不 限定如此，也可以在機器人3 0配設，例如能輸入設定所 構築之機器人之形態之種類（兩腳步行型，四腳步行型， 車輪型，兩輸推進型等）之開關等之設定構件，而依.據使 用者介由該設定構件之輸入設定，由C P U 5 3辨別機器 人3 0之形態之類別。 也可以，例如在各構成單元3 1〜41配設接地檢測 器，取代重力檢測器，依據該接地檢測器之輸出，在初期 狀態依據那一構成單元3 1〜4 1之那一部分接地，以辨 別所構築之機器人3 1之形態之類別，而辨別初期狀態之 手法則可以廣泛應用其他種種手法。 而且’在上述第2實施形態係說明，C P U 5 3依據 接通電源時之機器人3 0之姿勢，判別該機器人3 0之類 別之情形’但本發明並不限定如此，也可以C P U 5 3依 據接通電源時以外之其他定時之機器人3 0之姿勢，來判 定該機器人3 0之類別。 (請先Μ绩背面之泣意事項异填寫本夏) -装· 訂 -旅 本紙張尺度適财關家辟（CNS)八4祕（21Gx297公簸） -19- 經濟部中央標準局員工消費合泎社印裝 A7 B7 五、發明説明（17 ) 圖式之簡單說明 第1圖係供說明模組型機器人之各種型態之簡化斜視 圖。 第2圖係表示本發明之機器人之架構之槪念圖。 » 第3圖係表示第1實施形態之機器人之架構之方塊圖 0 第4圖係表示第2實施形態之機器人之架構之方塊圖 〇 第5圚係表示各種樹狀構造之槪念圖。 第6圖係表示第2實施形態之軟體之架構之槪念圖。 第7圖係表示四腳步行型機器人之運動網路之槪念圖 〇 第8圖係表示兩輪推進型機器人之運動網路之槪念圖 第9圖係表示四腳步行型機器人及兩輪推進型機器人 之各變換資料例之圖表。 主要元件對照表 1(30):機器人 2(31):體軀部單元 3〜6(32〜35):大腿部單元 7〜1 0 ( 3 6〜3 9 ):小腿部單元 11(40):頸部單元 12(41):頭部單兀 1 8 · R A Μ 19(50) :R〇 Μ 20(5 3): CPU 2 1 : S Β Η 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨〇’〆297公逄） -20 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 、βτ 五、發明説明（18) A7 B7 2 2 : H U B 2 3(5 4 ) :記憶器 2 4 : HUB 2 5(5 1 ) :記憶器 6 2 件 零 子 5 件 零 子 I---.-----裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合阼社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -21 -

Claims (1)

1. A8 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種機器人裝置，係連結多數構成單元而構築之 機器人裝置，其特徵在於，備有： 分別配設在各構成單元，可記憶該構成單元之角色之 角色資訊之記憶構件，以及， 從上述各構成單元之上述記憶構件分別讀出上述角色, 資訊，依據該讀出之上述各角色資訊，辨認上述各構成單 元之上述角色之辨認構件。 2 .如申請專利範圍第1項所述之機器人裝置，其特 徵在於， 上述辨認構件可依據上述各構成單元之上述角色之辨 認結果，對應將一定角色之上述構成單元驅動成一定狀態 之動作命令，產生可將對應之上述構成單元驅動成上述一 定狀態之控制信號。 3 .如申請專利範圍第1項所述之機器人裝置，其特 徵在於， 在辨認上述各構成單元之上述角色之辨認構件之外， 另外配設控制上述機器人裝置整體之控制構件。 經濟部t央標準局員工消費合作社印製 (请先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 4 .如申請專利範圍第1項所述之機器人裝置，其特 徵在於， 上述各構成單元之記憶構件記憶有，可分別將對應之 構成單元驅動成各種狀態之程式， 上述辨認構件由上述各構成單元之上述記憶構件讀出 上述程式，而依據該讀出之程式，與上述各構成單元之上 述角色之辨認結果， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~~. 〇2 - ~ A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 對應將一定之上述角色之上述構成單元驅動成—定狀 態之動作命令，產生用以將對應之上述構成單元之驅動控 制成上述一定狀態之控制信號。 5 .如申請專利範圍第4項所述之機器人裝置，其特 徵在於，上述構成單元之連結狀態改變時.，自動讀出上述 程式。 6 .如申請專利範圍第5項所述之機器人裝置，其特 徵在於，接通電源時，自動讀出上述程式。。 7 .如申請專利範圍第5項所述之機器人裝置，其特 徵在於，每經過一定時間時，自動讀出上述程式。 8 . —種機器人之軀動控制方法，係用以驅動連結多 數構成單元而構築之機器人之驅動控制方法，其特徵在於 令各構成單元記憶表示各自之角色之角色資訊， 讀出記憶在上述各構成單元之各該上述角色資訊，依 據讀出之上述各角色資訊，辨認上述各構成單元之上述角 色， 而依據該辨認之結果，驅動控制上述各構成單元。 9 .—種機器人裝置，係連結多數構成單元而構築成 之機器人裝置，其特徵在於，備有： 可檢出上述各構成單元之連結狀態之連結狀態檢測構 件； 依上述各構成單元之上述連結狀態，將上述構築成之 上述機器人裝置之形態，分類成多數類別，而記憶下來上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X297公釐） _於_ |一|.-°'1|&=1 I!1-.: (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、·ιτ -Ί 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 經濟部中失漂隼苟員二肖奢釜乍.士，甲延 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 述各類別之上述各構成單元之上述連結狀態之記憶構件， 以及， 依據上述連結狀態檢測構件所檢出之上述各構成單元 之上述連結狀態，及上述記憶構件.所記憶之上述各類別之 上述各構成單元之上述連結狀態，辨別所構築之上述機器 人裝置屬於那一類別之辨別構件。 1 0 ·如申請專利範圍第9項所述之機器人裝置，其 特徵在於， 上述記憶構件記憶有可分別產生上述各類別之基本動 作之多數程式， 上述辨別構件係依據所構築之上述機器人裝置屬於那 一類別之辨別結果，及記憶在上述記憶構件之對應之上述 程式，產生驅動控制上述各構成單元用之控制信號。 1 1 .如申請專利範圍第9項所述之機器人裝置，其 特徵在於，在上述辨別構件以外，另外配設可控制整個上 述機器人裝置之控制構件。 1 2 .如申請專利範圍第9項所述之機器人裝置，其 特徵在於，至少藉樹狀（Tree )構造’將所構築之上述機 器人裝置之形態分類成各類別。 1 3 .如申請專利範圍第9項所述之機器人裝置，其 特徵在於， 具備有可檢出重力方向之重力檢測器’ 上述構築成之機器人裝置之形態’係依上述各構成單 元之上述連結狀態’及初期設定時之該機器人裝置之姿勢 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210x297公褒）-24- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝. # 六、申請專利靶圍 ，分類成多數類別，上述辨別構件係依據上述重力檢測器 之檢測結果，及上述記憶構件所記憶之上述各類別之上述 各構成單元之上述連結狀態，辨別所構築之上述機器人裝 置屬於那一類別。 '1 4 .如申請專利範圍第1 3項所述之機器人裝置， 其特徵在於，備有，可初期設定所構築之上述機器人裝置 之姿勢之設定構件。 1 5 .—種機器人裝置之驅動方法，係用以驅動控制 連結多數構成單元而構築成之機器人之驅動控制方法’其 特徵在於， 檢出上述各構成單元之連結裝置， 依檢出之上述各構成單元之上述連結狀態’將所構築 之上述機器人裝置之形態，分類成多數類別’記憶該各類 別之上述各構成單元之上述連結狀態，及產生上述各類別 之基本動作之多數程式， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據檢出之上述各構成單元之連結狀態’及所記憶之 上述各類別之各構成單元之連結狀態，辨別所構築之上述 機器人裝置是屬於那一類別， 再依據所構築之上述機器人裝置是屬於那一類別之辨 別結果，及上述記憶之對應之上述程式，而驅動控制上述 各構成單元。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公瘦）-25 -