WO1994012918A1

WO1994012918A1 - Micro-robot and its storage case

Info

Publication number: WO1994012918A1
Application number: PCT/JP1993/001654
Authority: WO
Inventors: Osamu Miyazawa
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1994-06-09
Also published as: EP0623861B1; US5576605A; TW261563B; EP0623861A1; CN1066832C; CN1096888A; KR940704024A; EP0623861A4; DE69317264D1; DE69317264T2

Description

明細書マイクロロボッ卜及びその収納ケース技術分野

本発明は、 1 立方センチメートル程度の大きさを有しかつ、ワイヤレス制御可能なマイクロロボット及びそのマイクロロボッ卜を収納し、収納期間中に充電などができる収納ケースに関する。背景技術

従来、ロボットをワイヤレス制御する場合にはラジオコントロールと言われる制御を行っており、電波を利用した制御方式が用いられていた。また、方向を制御するためには電波に制御信号を重畳させて操舵していた。更に、自律的に所望の方向に向かわせるためには指向性を有するアンテナを用いたり、視覚センサ等を併用したりしていた。走行部には車輪を用いて走行抵抗を減らしていた。また、充電するための端子は剛体の接点から成り框体の凹部に形成されていた。

ところが、前述のロボッ卜の制御方式では電波を利用しているため、送信側及び受信側共に多くの電気素子を必要とし、操舵のための機構が必要なことから小型化には適していなかった。また、例えば電波が発信される方向に自律的に移動させるシステムにするためには前述のアンテナやセンサを付加する必要があり、この点においても小型化には適していなかった。更に、駆動部以外の部分を車輪で支持した場合には車輪が小さいと大きな凹凸を乗り越えることができず、逆に、車輪が大きいと小型化が困難であった。充電端子も取り扱い上小さくすることができず、小型化の妨げになっていた。

このような現状に鑑み、本発明者は光に感知して動くマイクロロボットを開発し、 P C T Z J P g S Z O l 1 5 として国際出願をしている。このマイクロロボットは 1 立方センチメ一トル程度の大きさで非常に小さいうえに精巧なものであり、その取り扱いには慎重を要すると同時に、マイクロロボットの操作性や動作性などにも改良すべき点が見出された。

ところで、一般に小型精密な物品の包装にはプラスチック容器等が使われ、本体品や各部品（部分品毎に分解可能な場合）、付属品等をしつくりと収めているのが通例である。すなわち、部分品や付属品等の収納部が適宜に配置されているだけである。

本発明者が開発した前記マイクロロボットは充電タイプのものであり、その他にロボット操作用のリモコン器具類を必要とする。またマイクロロボッ卜の性質上その収納ケースを小型 ' コンパクトに、し力、も取り出しや取り扱いなどが容易なものにする必要力ある。また、マイクロロボッ卜に必要な物品を単に収納するだけでは口ボッ卜の操作上の面からかえって不都合であり面倒である本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、操作性や動作性などを改良した小型でワイヤレス制御可能なマイクロロボットを提供することを目的とする本発明の他の目的は、前記のようなマイクロロボットの特殊性に鑑み、単に前記のごとき各物品を収納する機能だけでなく、収納期間中に充電などができるように種々の機能を持つポケットサイズ位のコンパク卜な収納ケースを提供することにある。発明の開示

本発明の一つの態様によるマイクロロボットは、検出領域が一部重複する少なくとも 2 個のセンサと、互いに独立して駆動され、移動方向に対し直角方向に離れた駆動点を有する少なくとも一対の駆動部と、 C P U を含みセンサの出力に基づいて駆動部を制御する制御部と、充電可能な電池を有し、センサ、駆動部及び制御部に電源電圧を供給する電源装置と、外部から非接触に指示を受けると制御部にリセット信号を送出するリセット回路を有する。このように構成したことにより小形化が可能になっている。特に 2 個のセンサの検出領域を一部重複させたことにより、簡単な回路で目標に対して自律的に移動する機能が得られる。また、駆動部がそれぞれ独立して制御されるので、簡単な機構で複雑な動作を制御することができる。更に、リセット信号を外部から非接触で供給することができるので、その操作が簡単なものとなつている。

本発明の他の態様によるマイクロロボッ卜は、検出領域が一部重複する少なくとも 2 個のセンサと、互いに独立して駆動され、移動方向に対し直角方向に離れた駆動点を有する少なくとも一対の駆動部と、 C P U を含み、前記センサの出力に基づいて駆動部を制御する制御部と充電可能な電池及び電池の電圧を調整して出力する電圧調整回路を有し、センサ、駆動部及び制御部に電源電圧を供耠する電源装置と、起動時に電池の出力電圧及びリセット信号を制御部に供給し、その後、所定時間経過後に電池の出力電圧の代わりに電圧調整回路の出力電圧を制御部に供給すると共に、リセット信号を解除する起動制御回路とを有する。起動時に電池の高い出力電圧及びリセッ卜信号を制御部に供給し、その後、所定時間経過に電池の出力電圧の代わりに電圧調整回路の出力電圧を制御部に供給すると共にリセット信号を解除するようにしたので、安定した動作が得られる。

本発明の他の態様によるマイクロロボットは、障害物センサを有し、それは線状の部材からなり、その一端を支点として他端を回動し、その動作状態に基いて障害物を検出する。制御部は、障害物センサが障害物を検出すると、一対の駆動部の少なくとも一方を所定時間逆転駆動し、マイクロロボットを障害物から遠ざかる方向に自動的に移動させる。その後に定常動作に戻すことによりマイクロロボットを障害物力、ら遠ざかる方向に自動的に移動させることができる。

本発明の他の態様によるマイクロロボッ卜は、制御部により制御されるブザーを有し、このブザーを制御することにより外部に対して情報を伝達することが可能になつている。

本発明の他の態様によるマイクロロボットは、制御部により制御され、逆並列に接続された一対の発光ダイォ一ドを有する。この一対の発光ダイォ — ドの発光を適宜制御することにより外部に対して情報を伝達することが可能になっている。

本発明の他の態様によるマイクロロボットは、各センザが発光ダイオードとともに 1 つのパッケージに収納され、マイクロロボッ卜に目の位置に配置されている。従つて、目の位置においてセンシングと発光とを交互に行うことができ、目としての機能をもたせることができる本発明の他の態様によるマイクロロボットは、外輪と該外輪を支持する蛇行形状のフォーク部材とからなる車輪を有し、これにより強い力が加わっても永久変形せず弾性変形する金属車輪が得られる。

次に、本発明によるマイクロロボッ卜の収納ケースはマイクロロボッ卜の収納部と、マイクロロボッ卜の電源を充電するための電池を入れる電池ボッタスと、電池ボックスに接統する充電回路を形成し、マイクロロボットに対するエネルギー供铪手段を有し、ケース本体に取り付けられた基板と、マイクロロボッ卜の操作器具の収納部とを有するものである。

ここで、前記エネルギー供給手段とは、ロボッ卜の端子と基板に設けた電極とを機械的に接続する手段のほか励磁コイルや光起電力素子等を用いる非接触エネルギー供給手段を含むものである。

この収納ケースは、ロボット収納部にマイクロロボッ卜を収納すると、基板のエネルギー供給手段を介して口ボットの内部バッテリー電源と接铳するようになつているため、収納期間中にロボッ卜の充電ができる。該ロボットは非常に小型で、かつ精巧にできているため、なるベく電池交換の機会を少なくして故障の原因をなくし、使用しやすいようにするためである。

本発明の他の態様による収納ケースは、各物品、各部分のレイアウトに関し、少なくとも、ケース本体に対する次の配置関係のいずれかを満たすようにする。すなわち、ロボット収納部は右側に、電池ボックスは左側に、基板はロボット収納部の下方に、ロボッ卜操作器具は前方側に配置する配置関係とする。また、基板に電極を平行に設け、両電極の間にロボッ卜を並列に設置するよう少なくとも 2 個のロボット収納部を設けることができる，ロボッ卜の接続端子として触覚部と尾を利用するときはそれぞれのリード端子を電極に密着させるため、更にマグネットを取り付けたカプセルをロボッ卜に被せるようにする。このマグネッ卜の吸着力でリード端子を挾んで電極に固定する。なお、カプセルはロボッ卜収納部に機械的に着脱可能に係合する構成としても良い。

このようにケース本体に対し、ロボット収納部を右側に、電池ボックスを左側に、基板をロボット収納部の下方に、ロボット操作器具を前方側に配置することにより収納ケースをポケッ卜サイズ位に小型化することが可能で持ち運びに便利である。

ロボット及びその操作に必要な各物品を合理的に配置

• 収納しているので、取り出しや取り扱いが容易であるまた、収納状態のロボッ卜にカプセルを被せ、マグネットや機械的係合手段で基板の電極上に力プセルを固定することにより、ロボッ卜のリード端子を電極に挾み付けることができ、ロボッ卜と電極との接続が容易にできる従って、カプセルを収納状態のロボッ卜に被せるだけで簡単に充電回路との接続ができる。カプセルによって口ボッ卜の収納状態を安定させることもできる。

本発明の他の態様による収納ケースは、前記のようなロボッ卜の充電機能やその他にいろいろな機能を有する例えば指令手段でロボットに対し動作指令を入力することができる。そのプログラムの内容や内部電源電圧などの情報も該指令手段に付属させて表示させることができる。そのために、前記ケース本体は、ロボットに内蔵されロボッ卜の動作を司る制御装置に対し、信号を授受する信号伝達手段を有し、少なくともロボッ卜制御装置に対し指令操作を行う操作回路を有する構成とすることができる。操作回路は充電回路と、ロボット制御装置をリセッ卜するリセッ卜回路を含み、該リセッ卜回路をロボッ卜に内蔵させる。更にまた、充電回路は、バッテリーチェック用のスィッチと、該スィッチと連動し、マイクロロボッ卜の電源回路をショートさせるリセットスイツチとを有する。このリセット回路により、ロボッ卜への充電開始と同時にリセッ卜をかけ、口ボッ卜制御装置の暴走を防ぐことができる。また、ロボッ卜収納時にロボッ卜のプログラム内容や電源電圧などのチェックができ

図面の簡単な説明

図 1 は本発明の一実施例によるマイクロロボッ卜の側面図である。

図 2 は図 1 の上面図である。

図 3 は図 1 の底面図である。

図 4 は図 1 の回路部の詳細を示したプロック図である図 5 はセンサの回路図である。

図 6 は図 1 の駆動部の平面図である。

図 7 は図 6 の展開図である。

図 8 は図 1 の実施例のロボッ卜の基本動作例を示す夕ィミングチヤ一トである。

図 9 は図 1 の実施例のロボッ卜の駆動開始時の基本動作を示すタイミングチヤ一卜である。

図 1 0 は図 1 の実施例のロボッ卜の駆動開始時の動作を示すタイミングチヤ一卜である。図 1 1 は本発明の C P U コアに内蔵されたリセット回路を抽出した回路図である。

図 1 2 は本発明の p リセッ卜回路の他の構成例を示した回路図である。

図 1 3 は本発明のリセット回路の他の構成例を示した回路図である。

図 1 4 は本発明のリセット回路の他の構成例を示した回路図である。

図 1 5 は本発明のリセッ卜回路の他の構成例を示した回路図である。

図 1 6 は本発明のリセット回路の他の構成例を示した回路図である。

図 1 7 は本発明の他の実施例のマイクロロボッ卜の口ボッ卜本体の上面図である。

図 1 8 は図 1 7 のマイクロロボットの回路部の詳細を示したブロック図である。

図 1 9 は図 1 7 及び図 1 8 のマイクロロボッ卜の動作を示すフローチヤ一トである。

図 2 0 は本発明の他の実施例のマイクロロボッ卜の回路部の構成を示すプロック図である。

図 2 1 は図 2 0 のブザーと入出力制御部との関係を示した回路図である。

図 2 2 は本発明の他の実施例のマイクロロボッ卜の発光ダイォ一ドの制御回路である。

図 2 3 は図 2 2 の発光ダイォ — ドに流れる電流波形を yl O 26Π/AV

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11 τ寸长SQ 図 4 3 は指令手段とロボッ卜との情報の授受方法を示す回路図である。

図 4 4 は指令手段とロボッ卜との情報の授受方法の他の例を示す説明図である。

図 4 5 は図 4 4 の他の例における回路図である。発明を実施するための最良の形態図 1 は本発明の一実施例のマイクロロボッ卜の側面図であり、図 2 はその上面図である。ロボット本体 1 0 は大きさが約 1 立方センチメートルであり、その正面部には図示のように一対のセンサ 1 2 , 1 4 が設けられている。このセンサ 1 2 , 1 4 には例えばフォトダイオードフォトトランジスタ等力、らなる光センサや、音波を圧電素子により電圧に変換する超音波センサ等が用いられる力'、この実施例においてはフォ卜トランジスタを用いるものとする。そして、センサ 1 2 は検出領域としての視野 A 1 を有し、センサ 1 4 も検出領域としての視野 A 2 を有しており、両視野 A l , A 2 はその中央部で一部重複しており、両センサ 1 2 , 1 4 は一部重複した視野 A 3 を有する。従って、光源からの光が正面即ち視野 A 3 にあるときには、両センサ 1 2 , 1 4 がその光を検出することになる。なお、センサ 1 2 はロボット本体 1 ◦ の左側に配置されているので後述する図面のフローチヤ一卜においては L センサと記述し、また、センサ 1 4 は口ボット本体 1 ◦ の右側に配置されているので同様にして R センサと記述する。

図 3 は図 1 の底面図である。電源部 1 6 が中央部分に配置されており、これは例えば電気二重層コンデンサ、ニッケル力ドニゥム電池等力、らなり、充電とバランサのために設けられた触覚部 1 8 及び尾 2 0 を介して充電可能に構成されている。この電源部 1 6 に近接して回路部 2 2 が設けられている。この回路部 2 2 は回路基板 2 3 に実装した C P U — I C 2 4 、プルダウン用のチップ抵抗 2 6 等を含んでおり、その詳細は後述する。駆動部 2 8 ， 3 0 はそれぞれステップモータ及び減速機構を内蔵し、回路部 2 2 により制御され、これらのステップモー夕及び減速機構を介して、出力軸 3 2 , 3 4 と嵌合した車輪 3 6 , 3 8 を回転駆動する。車輪 3 6 ， 3 8 は外周にゴムが取り付けられている。なお、車輪 3 6 ， 3 8 の形状は円形に限られず、その用途に応じて三角形、四角形等の種々の形状を取り得る。

スぺーサ 3 9 は、框体 3 9 a に対して電源部 1 6 、回路部 2 2 及び駆動部 2 8 , 3 0 を支持している。電源部 1 6 及び回路部 2 2 は一対の駆動部 2 8 , 3 0 の間にあつて、両者が重なるように配置されている。従って、電源部 1 6 及び回路部 2 2 は全体の体積の割には面積を広くとれる。このため、電源部 1 6 においてはコンデンサや二次電池の内部抵抗を小さくできるので大電流が効率良く取り出せ、回路部 2 2 においては複雑な機能を有する大型の I C チップの実装に有利である。更に、駆動部 2 8 , 3 0 は相互に離れた位置に配置されているので磁気的な干渉等がなくなる。

図 4 は C P U — I C 2 4 の詳細を示したブロック図である。 A L U 、各種のレジスタ等で構成された C P U コァ 4 〇には、プログラムが格納されている R 0 M 4 2 、その R 0 M 4 2 のアドレスデコーダ 4 4 、各種データが格納される R A M 4 6 、及びその R A M 4 6 のアドレスデコーダ 4 8 が接铳されている。水晶振動子 5 ◦ は発振器 5 2 に接続され、発振器 5 2 の発振信号は C P U コア 4 0 にクロック信号として供給される。入出力制御回路 5 4 にはセンサ 1 2 , 1 4 の出力が入力し、それは C P U コア 4 0 に出力される。電圧調整器 5 6 は電源部 1 6 の電圧を低電圧にかつ安定化して回路部 2 2 に供給するためのものである。乇一タ駆動制御回路 5 8 は C P U コァ 4 0 との間で制御信号の授受を行い、モータ駆動回路 6 0 , 6 2 を介してステップモー夕 6 4 , 6 6 を制御する。以上の各回路等の電源電圧は電源部 1 6 から供給されている。

なお、ステップモータ 6 4 は駆動部 3 0 に内蔵されており、ロボッ卜本体 1 0 の右側に配置されているので、後述する図面のフローチヤ一トにおいては R モータと記述し、また、ステップモータ 6 6 は駆動部 2 8 に内蔵されており、ロボット本体 1 0 の左側に配置されているので同様にして L モ一夕と記述する。

図 5 はセンサ 1 2 の回路図である。センサ 1 2 はフォトトランジスタ 1 2 a 力、ら構成されており、このフォトトランジスタ 1 2 a のエミッ夕に直列にプルダウン抵抗 2 6 力く接続されている。フォトトランジスタ 1 2 a のェミッタから受光出力が取り出され、受光出力は入出力制御回路 5 4 にて波形整形されて C P U コア 4 0 に出力される。この回路図はセンサ 1 2 の例であるが、センサ 1 4 も全く同一の構成力、らなっている。

図 6 は駆動部 3 0 の平面図であり、図 7 はその展開図である。ステップモータ 6 4 は励磁コイル 6 8 及び、マグネットカ、らなるロータ 7 0 を有し、電子時計において用いられる電磁式 2 極ステツプモータ力《この実施例においては用いられている。ロータ 7 ◦ はピニオン 7 2 を駆動し、ピニオン 7 2 はギヤを介してピニオン 7 4 を駆動し、ピニオン 7 4 はギヤを介してピニオン' 7 6 を駆動しこのようにして減速されたピニオン 7 6 は車輪 3 8 を回転駆動する。この図 6 及び図 7 の機構は電子時計の機構を適用したものである。駆動部 2 8 の機構も図 6 及び図 7 に示された機構と同一である。ステップモータ 6 4 , 6 6 は、図 6 及び図 7 に示すように、高速回転させたものを減速させて車輪を回転駆動するようにしているので駆動部 3 ◦ ， 2 8 の小形化が図られている。更に、励磁コイル 6 8 力口一夕 7 0 力、ら離れた位置に設けられいるので、この点においても駆動部 3 ◦ , 2 8 の薄形化 · 小形化が図られている。

図 8 は上述の実施例のロボットの基本動作例を示したタイミングチャートである。センサ 1 2 , 1 4 に光力入射しないとその出力は 0 V であるが、入射するとその光量に応じた電圧を出力する。その電圧は入出力制御回路 5 4 において所望のスレツショルド電圧で波形成形され C P U コア 4 0 に入力し、モータ駆動制御回路 5 8 は駆動回路 6 0 , 6 2 を介してステップモータ 6 4 ， 6 6 に正、逆に交互に駆動パルスを供給する。従って、センサ 1 2 が受光している区間 S 1 はステップモータ 6 4 が駆動し、車輪 3 8 が回転駆動される。センサ 1 4 が受光している区間 S 2 はステップモータ 6 6 が駆動し、車輪 3 6 が回転駆動される。双方のセンサ 1 2 , 1 4 が受光している区間 Wではステップモータ 6 4 , 6 6 力駆動し、車輪 3 8 , 3 6 が回転駆動される。

従って、最も単純な駆動例として、光源からの光が視野 A 1 にあると（但し視野 A 3 を除く）光センサ 1 2 はそれを受光し、ステップモータ 6 4 力 <その受光出力に応じてが車輪 3 8 を回転させる。このとき、車輪 3 6 は停止状態になっているので、ロボット本体 1 0 は全体が左の方向に向力、つて旋回移動することになる。また、光源力、らの光が視野 A 2 にあると（但し視野 A 3 を除く）光センサ 1 4 はそれを受光し、ステップモータ 6 6 はその受光出力に応じて車輪 3 6 を回転させる。このとき、車輪 3 8 は停止状態になっているので、ロボット本体 1 〇は全体が右方向に向かって旋回移動することになる。更に、光源力、らの光が視野 A 3 にあると光センサ 1 2 ， 1 4 はそれを受光し、ステップモ一夕 6 4 , 6 6 はその受光出力に応じて車輪 3 8 , 3 6 を回転駆動させ、ロボット本体 1 ◦ は真っ直ぐ移動することになる。ロボッ卜本体 1 ◦ はこのようにして制御されることにより光源に向力、つて移動することになる。

ところで、上記の動作説明においては受光センサ 1 2 1 4 が受光したときには一定の速度で駆動する場合の例について説明したが、駆動開始時には加速度をつけて駆動した方が駆動力が高まる。図 9 は駆動開始時に加速制御する場合の基本動作を示すフローチヤ一トである。

まず、 C P U コア 4 0 はステップモータ 6 4 の駆動ノ、。ルスのクロック周波数 R c を 1 6 H z に設定し（Sl)、次にその駆動パルスを計数する力ゥンタの値 R c をリセッ卜する（S2)。次に、センサ 1 2 力、らの受光出力があるかどうかを判断し（S3)、受光出力があった場合には、上記のク口ック周波数 R c の駆動パルスを 1 パルス供給してステップモータ 6 4 を駆動し、そのときのパルスを計数する（S4)。その計数値 R n が所定値例えば「 1 5 」であるかどうかを判断し（S5)、「 1 5 」になっていなければ上述の処理（S3), (S4)を繰り返す。

クロック周波数 R c ( = 1 6 H z ) の駆動パルスで 1 5 パルス分駆動すると、次に、駆動パルスのクロック周波数 R c 力 1 2 8 H z (最大値）に達している力、どうかを判断し、その値に達していない場合には、駆動パルスのクロック周波数 R c を例えば 3 2 H z に設定して（S 7) 上述の処理を同様に繰り返す。そして、駆動パルスのクロック周波数 R c 力 1 2 8 H z (最大値）に達すると（S 6 )、それ以後はその周波数の駆動パルスで駆動する。センサ 1 2 の受光出力がなくなると（S3)、ステップモータ 6 4 を停止する（S8)。このフローチヤ一トはセンサ 1 2 ( L センサ）とステップモータ 6 4 ( R モータ）との関係を示したものであるが、センサ 1 4 ( R センサ）とステツプモ一夕 6 6 ( L モータ）との関係も全く同様である o

ところで、図 9 のフローチャート〖ま理解を容易にするために、センサ 1 2 とセンサ 1 4 との関係を述べな力、つたが、例えばセンサ 1 4 が受光状態にあってステップモ一夕 6 6 力駆動され、ロボット本体 1 0 が光源の方に向つていくと、センサ 1 2 も受光状態になる。このように場合にはセンサ 1 2 によって駆動されるステップモータ 6 4 の駆動状態をステップモータ 6 6 の駆動状態に一致させる必要がある。このように駆動状態を一致させなければ、ロボッ卜本体 1 0 が光源の方に向いた時点で直線移動ができなくなる。つまり旋回移動から直線移動への移行が円滑に行われなくなる。

図 1 0 は上記の点を考慮した制御のフローチヤ一卜である。上述の場合と同様に、 C P U コア 4 0 はステップモータ 6 4 の駆動パルスのクロック周波数 R c を 1 6 H z に設定し（Sl)、次にその駆動パルスの数を計数する力ゥンタの値 R c をリセットする（S2)。次に、もう一方の側のセンサ 1 4 の受光出力があるかどうかを判断する（S 2a) 。センサ 1 4 の受光出力があった場合には、センサ 1 4 の側の制御系の駆動パルスのク口ック周波数 L c 及びカウンタの値 L n をセンサ 1 2 側の駆動パノレスのクロック周波数 R c 及びカウンタの値 R n として初期設定する（S2b) 。このようにして設定した後には、図 9 のフロ一チャートと同様に処理される。なお、このフローチヤ一トもセンサ 1 2 の制御系についての動作を示すものであるが、センサ 1 4 の制御系においても同様である。

つまり、駆動開始時に他のセンサの制御系が駆動状態にあるとその状態を初期値として取り込んで始動するようにしたので、一方のセンサにのみが受光した場合には加速しながら方向を変え、そして両方のセンサが受光するようになるとその瞬間に両制御系を同じ駆動状態にさせて直進させる。従って、旋回移動から直線移動への移行が円滑に行われ、光に対する応答性が向上する。

ところで、このマイクロロボッ卜は上述のように C P U コア 4 0 を内蔵しており、適切なリセット回路が必要になる。図 1 1 は C P U コア 4 〇に内蔵されたリセッ卜回路を抽出した回路図である。図において、 8 0 , 8 2 , 8 4 , 8 6 はアナログ ♦ トランスミッション · ゲート (以下ゲートという）、 8 8 , 9 0 ， 9 2 はインバー夕 . 9 4 は C P U などの演算素子が内蔵された I C であり、 C 1 , C 2 は低容量のコンデンサである。回路の起動時においては、 I C 8 6 はそれに内蔵した発振器力くまだ発振しておらず、クロック信号を発生していない状態にある。従って、コンデンサ C I , C 2 の電位は接地電位になっている。このような状態で電源部 1 6 力、ら電圧 V H 及び電圧調整回路 5 6 からの電圧 V L ( V H > V L ) が供給されると、コンデンサ C 2 の電位は接地電位でありィンバータ 9 0 の入力は L である力、ら、ィンノく一夕 9 0 の出力は H になり、これはゲート 8 2 に供給されゲート 8 2 が開いて電圧 V H 力く I C 9 4 に供給される。また、インノく- 一夕 9 0 の出力は I C 9 4 のリセット端子にも供給され、 I C 9 4 力 < リセッ卜される。インバ一夕 9 2 の入力はク口ック信号が入力されていないので L であり、従って、その出力は H となり、ゲート 8 6 を開く。ゲート 8 6 が開かれると、電圧 V H がゲート 8 6 を介してコンデンサ C 1 に印加され、コンデサ C 1 は充電される。

そして、 I C 9 4 に電圧 V H が供給されて内蔵する発振回路が発振を開始するとクロック信号が出力され、このクロック信号によりゲート 8 4 が開かれる。また、ィンバ一夕 9 2 によりゲート 8 6 が閉じられる。従って、コンデンサ C 1 の電荷はゲート 8 4 を介してコンデンサ C 2 に供給され、コンデンサ C 2 の電位が立ち上力くるとイン一夕 9 0 の出力は L になり、 I C 9 4 のリセットは解除され、ゲ一ト 8 2 は閉じられて電圧 V H の供給が停止する。このとき、イン一夕 9 0 の出力はインバー夕 8 8 を介してゲートに供給され、ゲート 8 ◦ が開く。ゲート 8 0 が開いたことにより、電圧 V L 力く I C 9 4 に供給される。このようにして、装置の起動時に高い電圧を供給するとともにリセット信号を供給し、クロック信号が出力された段階で低い電圧を供給すると共にリセット信号を解除するようにしたので、安定した動作が得られている。

図 1 2 〜図 1 6 はリセット回路の他の構成例を示した回路図である。図 1 2 のリセット回路はフォトセンサ 9 6 を接続した例である。フォトセンサ 9 6 が受光すると I C 9 4 にリセット信号を供給し I C 9 4 をリセッ卜する。このフォトセンサ 9 6 は例えばロボット本体の背面側に取り付けられ、操作者が例えば駆動中に投光することにより非接触でロボット本体をリセット状態にする。図 1 3 のリセット回路は誘導コイル 9 8 を接続した例である。誘導コイル 9 8 が電磁誘導を受けると I C 9 4 にリセット信号を供給し I C 9 4 をリセッ卜する。図 1 4 のリセット回路はサーミスタ 1 〇〇を接続した例であるサーミスタ 1 0 0 が何等かの熱エネルギーを受けてその抵抗が小さくなると、その抵抗変化に基いて I C 9 4 にリセット信号を供給し I C 9 4 をリセットする。図 1 5 のリセット回路は太陽電池 1 ◦ 2 を接続した例である。太陽電池 1 0 2 が光を受けて起電力を発生すると、その起電力に基いて I C 9 4 にリセット信号を供給し I C 9 4 をリセッ卜する。図 1 6 のリセット回路はホール素子 1 0 4 を接続した例である。ホール素子 1 0 4 が磁気を受けて起電力を発生すると、その起電力に基いて I C 9 4 にリセッ卜信号を供給し I C 9 4 をリセッ卜する。以上のようにマイクロロボットを非接触でリセッ卜操作する場合について説明したが、ロボット本体が移動する経路に障害物があった場合にも自動的に回避することが望まれる。図 1 7 はその点を考慮したロボット本体 1 0 の上面図である。ロボット本体 1 0 の頭部には図において左右に揺動される触覚部 1 0 6 が取り付けられている。図 1 8 はその回路部の詳細を示したプロック図である。この実施例においては、線状の触覚部 1 0 6 を駆動するステップモータ 6 7 及びこのステップモ一夕 6 7 を制御する駆動回路 6 3 が設けられており、駆動回路 6 3 はモータ駆動制御回路 5 8 により制御される。

図 1 9 は図 1 7 及び図 1 8 のマイクロロボッ卜の動作を示すフローチャートである。まず、 R モータ 6 4 及び L モータ 6 6 は駆動されており、ロボット本体 1 0 は前進しているものとする。その状態下で、ステップモ一夕 6 7 を右回転させ、触覚部 1 0 6 を右側に振る（S 1 1 ) 。そして、このステップモータ 6 7 が回転したかどうかを検出する（S 1 2 ) 。ここで、この回転の有無についての検出は、ステップモータ 6 7 が回転すると励磁コィノレに誘起する電圧は大きいが、回転していないと小さいことを利用している。例えばステップモータ 6 7 が回転状態にあるとき、駆動パルスが印加された後にロータが回転すると、ロータの回転に伴って誘起電圧が励磁コイルに誘起され、誘起電流が流れる。その誘起電流の大きさを例えばコンパレータにより検出することにより回転状態を把握することができる。ステップモータ 6 7 が回転状態にないときは、駆動パルスが印加された後に口一夕が回転せず、従って誘起電圧が励磁コイルに誘起されず、誘起電流が流れない。これにより回転状態にないことを把握することができる。

従って、モータ 6 7 の誘起電圧を駆動回路 6 3 及びモ一夕駆動制御回路 5 8 を介して C P U コア 4 0 が取り込み、 C P U コア 4 0 はその誘起電圧に基いて回転の有無を検出する。正常に回転していると判断された場合には次にモータ 6 7 を左回転させ、触覚部 1 0 6 を左側に振る（S13) 。そして、この場合も同様にしてモータ 6 7 が回転したかどうかを検出する（S14) 。モー夕 6 7 が正常に回転していると判断されると、最初の状態に戻ってモ — タ 6 7 を右回転させる（S11) 。以上のようにして触覚部 1 0 6 を左右に振りな力ら、ロボット本体 1 ◦ は前進する。

ここで、例えばモータ 6 7 を右回転させた際にその回転が正常でないと判断されると（S12) 、モータ 6 4 , 6 6 を所定時間だけ逆回転させてロボット本体 1 0 を後退させる（S15) 。その後、 R モータ 6 4 のみを駆動させてロボッ卜本体： L 0 を左折させる（S16) 。その後、 R モー夕 6 4 ， 6 6 を正転させて前進させ（S17) 、初期の動作に戻る（ S 11 ) 。また、例えばモータ 6 7 を左回転させた際にその回転が正常でないと判断されると（S14) 、モ一タ 6 4 , 6 6 を所定時間だけ逆回転させてロボッ卜本体 1 〇を後退させる（S18) 。その後、 L モータ 6 6 のみを駆動させてロボット本体 1 0 を右折させる（S19) 。その後、モータ 6 4 , 6 6 を正転駆動させて前進させ（S20) 初期の動作に戻る（S11) 。

図 2 0 は本発明の他の実施例のマイクロロボットの回路部の構成を示すブロック図である。本実施例においては、ブザー 1 5 が入出力制御部 5 4 に接続されている。図 2 1 はこのブザー 1 5 と入出力制御部 5 4 との関係を示した回路図である。ブザー 1 5 を駆動する F E T 1 0 6 , 1 0 8 , 1 1 0 , 1 1 2 力く Η 接統されている。この F Ε Τ 1 0 6 , 1 0 8 , 1 1 0 , 1 1 2 は入出力制御部 5 4 に内蔵されているものとする。 F E T 1 0 6 , 1 1 2 又は F E T 1 0 8 , 1 1 0 力駆動されることにより、ブザー 1 5 が駆動されてブザー音が発生する。

図 2 2 はブザー 1 5 の代わりに発光ダイォ一ド 1 1 4 1 1 6 を逆並列に接続した例を示す回路図である。図示のように発光ダイォ一ド 1 1 4 ， 1 1 6 を接続したことにより、 2 本の線で 2 個の発光ダイオード 1 1 4 , 1 1 6 をそれぞれ独立に点灯することができる。図 2 3 は F E T 1 0 6 , 1 0 8 , 1 1 0 ， 1 1 2 に流れる電流波形を示したタイミングチヤ一卜である。図示の Α の領域においては、発光ダイォード 1 1 4 と 1 1 6 とが交互に点灯し、 B の領域においては、発光ダイオード 1 1 4 と 1 1 6 と力く同時に点灯しているように見える。また、じの領域においては、例えば発光ダイォード 1 1 4 のみが点灯しているように見える。従って、マイクロロボッ卜の制御状態に応じて発光ダイオード 1 1 4 , 1 1 6 を適宜制御することができ、外部に対してその情報を伝達すること力 <できる。

図 2 4 は発光ダイォードの制御例を示すフローチヤ一トである。ここでは電源部 1 6 の電圧低下を検出する例について説明する。 C P U コア 4 0 は電源部 1 6 の電圧

V H を一定の周期で取り込み（S21) 、それを基準の電圧

V r と比較し（S22) 、電源部 1 6 の電圧 V H が基準の電圧 V r より高い場合には所定の作業（移動等）を継続する（S23) 。また、電源部 1 6 の電圧 V H が基準の電圧 V r より低い場合には図 2 3 のタイミングチヤ一卜のいずれかの電流を発光ダイォード 1 1 4 と 1 1 6 に供給して発光させる（S24) 。なお、この動作は図 2 1 のブザー 1 5 にも同様に適用され、電源部 1 6 の電圧が低下するとブザー 1 5 を駆動してブザー音を発生させてその旨を外部に知らせることができる。操作者は、このような点灯又はブザー音により電源部 1 6 の電圧が低下していることを把握することができ、マイクロロボッ卜の充電時期力くきたことを知る。

図 2 5 は図 1 のマイクロロボッ卜の目の部分の回路を示した図である。ここでは端子 V D D と端子 O U T との間にフォトセンサ 1 2 A が接続され、端子 V D D と端子

V S S との間に発光ダイォード 1 2 B が接続されておりこれらのフォ卜センサ 1 2 A 及び発光ダイォード 1 2 B は 1 つのパッケージに入れて使用する。そして、端子 0 U T 及び V S S の電位を制御することにより、センシングと発光とを交互に行うことができる。従って、この発光ダイォ一ド 1 2 B に図 2 4 の制御を適用することもでき、目の部分が受光及び発光の機能を兼ね備えることができる。

ところで、この実施例においてはモー夕にステップモ — 夕 6 4 , 6 6 , 6 7 を使用しているが、このステップモータ 6 4 , 6 6 ， 6 7 を使用したことにより次のような利点が挙げられる。

a ) ソフトウェア、即ちパルス数により移動量が制御できる。

b ) ソフ卜ウェア、即ちパルス幅により移動量が制御でき、従って、電源部 1 6 の電圧を変更する必要がなく定電圧でも制御できる。

c ) ソフトウェア、即ち周波数により速度が制御でき従って、電源部 1 6 の電圧の影響を受けない。

図 2 6 は図 3 の車輪 3 6 , 3 8 の他の構成例を示した側面図で，ある。この車輪は外輪 1 2 0 が蛇行状の金属製のフォーク部材 1 2 2 a , 1 2 2 b , 1 2 2 c により支持されている。このような構成にしたことにより、強い力が加わっても弾性変形するが、永久変形をしないという禾 IJ点力 <ある。

次に、以上に述べたマイクロロボッ卜の収納ケースについて説明する。

図 2 7 は本発明の一実施例による収納ケースの平面図である。また、図 2 8 〜図 3 4 はそれぞれ図 2 7 の A — A 線〜 G — G 線の断面図である。この収納ケース 2 0 0 は、ケース本体 2 0 1 と、該ケース本体 2 0 1 に開閉自在にヒンジ 2 0 3 で結合された蓋 2 0 2 と力、ら構成されている。また、材質は任意であるが、マイクロロボット 1 〇を静電気から保護するために導電性を有する材料を用いている。

ケース本体 2 0 1 にはこのロボッ卜 1 0 の収納部 2 〇 4 力《 2 個設けられている。また電池 2 0 5 を入れる電池ボックス 2 0 6 を設け、電池ボックス 2 0 6 は充電回路を形成した基板 2 0 7 と接続されている。基板 2 0 7 はロボッ卜収納部 2 0 4 の下方に配置して、収納ケース 2 0 0 の小型化を図っている。ロボット 1 ◦ のバッテリー電源を充電するために電極 2 0 8 ， 2 0 9 を基板 2 0 7 上に平行に設け、一方の電極 2 0 8 は触覚部に当るリード端子 1 8 と、他方の電極 2 0 9 は尾に当るリード端子 2 〇と、それぞれ後述するカプセルによって接続するようになつている。またバッテリーチェック用のランプ 2 1 1 を有するスィッチ 2 1 0 を基板 2 0 7 上に設けてい o

更に、ライ卜等のロボッ卜操作器具 2 1 2 の収納部 2 1 3 と、その電池 2 1 4 の収納部 2 1 5 をケース本体 2 0 1 に設けている。各要素のレイァゥ卜については、ケース本体 2 0 1 に対し、ロボット収納部 2 0 4 を右側に、電池ボックス 2 〇 6 を左側に、基板 2 0 7 をロボッ卜収納部 2 0 4 の下方に、スィッチ 2 1 0 を手前右側に、ロボット操作器具 2 1 2 を前方側に、それぞれ配置して取り出しや取り扱いの容易さ、コンパクト化を図っている。なお、電池 2 1 4 の収納部 2 1 5 はロボット操作器具 2 1 2 の斜め下方に平行に配置している。

以下、各部の構成についてさらに詳述する。

( 1 ) ロボット収納部

ロボット収納部 2 0 4 は、ケース本体 2 0 1 の右側に横並びに 2 個設けてあり、それぞれロボット 1 0 の底部の外形形状に適合する凹部 2 1 6 と、更にその中央部に車輪 3 6 ， 3 8 が入る矩形凹部 2 1 7 を有する。ロボット 1 0 はこの凹部 2 1 6 の底面で支持され、矩形凹部 2 1 7 により車輪 3 6 , 3 8 の逃げ（ロボット 1 0 力浮き上力らない状態）をなす構成となっている。

凹部 2 1 6 の周囲は円形リブ 2 1 8 で形成し、リード端子 1 8 , 2 0 が入る溝 2 1 9 , 2 2 0 力く円形リブ 2 1 8 に設けられている。なお、 2 2 1 は後述するカプセルの位置決め用キーである。

( 2 ) 電池ボックス

ロボット 1 0 の消費電力は極めて小さいので、単 4 の電池 2 個で十分長期間にわたって使用することができるそこでこの単 4 電池 2 個を入れる電池ボックス 2 0 6 をケース本体 2 0 1 の左側に配置している。電池 2 0 5 はケース本体 2 0 1 の裏側力、ら入れるようになつており、裏蓋が公知の手段で取り付けられている。

( 3 ) 基板

基板 2 0 7 はロボット収納部 2 0 4 の支持台 2 2 2 の下方に突設した爪 2 2 3 によって保持されている。またバッテリーチェック用スィツチ 2 1 0 の手前側に凹部 2 2 4 を設けてスィツチ操作をしやすいようにしてある。

この基板 2 0 7 に形成される充電回路 2 4 0 とこれに接続されるパワーオンリセット回路 2 4 1 の一例を図 3 5 に示す。このリセット回路 2 4 1 はロボット本体側に内蔵されているものであるが、接铳端子を設ければ基板側に設けることもできる。

図 3 5 において、 2 4 2 はノくッテリ一チェック用のスイッチ 2 1 0 と連動するリセットスィッチで、スィッチ 2 1 0 をランプ 2 1 1 側へ切り換えると、同時にリセットスィツチ 2 4 2 が充電回路 2 4 0 を切り離すようになつており、ロボット 1 ◦ の電源回路 2 4 3 をショートさせる。 2 4 4 はコンデンサ、 2 4 5 はインバー夕、 2 4 6 は抵抗、 2 4 7 はアンド回路、 2 4 8 は内部抵抗である。なお、ランプ 2 1 1 には発光ダイオード（ L E D ) を用いている。

ロボット 1 はその収納部 2 0 4 に収納中のときは、スィツチ 2 1 0 及びリセットスィツチ 2 4 2 はそれぞれ図 3 5 に示す接点 a , c 側にあり、電源回路 2 4 3 を通じてロボッ卜 1 のバッテリー電源 1 6 の充電を開始する。この充電開始と同時に、抵抗 2 4 6 の接続上端はプラス電位となり、接続下端は 0 電位であるので、インバー夕 2 4 5 によりプラス電位となり、従ってアンド回路 2 4 7 の論理積は 1 となるため、ロボッ卜 1 0 の C P U コア 4 〇にリセット力力、力、る。つまり、このパワーオンリセット回路 2 4 1 によりロボット 1 0 の充電開始時には常に C P U コア 4 0 にリセットカ《力、力、るようになっているため、 C P U コア 4 0 の暴走を防ぐことができる。そして、コンデンサ 2 4 4 が充電されると抵抗 2 4 6 の両接続端は同じプラス電位となるので、アンド回路 2 4 7 の —方の接铳端がィンバ一夕 2 4 5 によりマイナス電位となること力、らアンド回路 2 4 7 の論理積力 0 となるため C P U コア 4 0 のリセッ卜が解除される。

また、例えばロボット 1 ◦ の動作がお力、しい場合、それが電源電圧の低下に起因するものなのか、それとも口ボッ卜のプログラムによるものかを確認する場合にも、ロボッ卜 1 0 を一旦収納部 2 0 4 に収納すれば、コンデンサ 1 6 が空のときは前述のように充電を開始し、かつ C P U コア 4 0 にリセット力く力、力、るので、その後のロボッ卜 1 ◦ の動作の様子からいずれの原因かを判断すること力できる。

次に、電池 2 0 5 のバッテリーチェックを行うときはスィツチ 2 1 0 を接点 b 側へ切り換えることにより、ランプ 2 1 1 の点灯具合で電池 2 0 5 の残存容量を確認することができる。またスィッチ 2 1 0 を接点 b 側へ切り換えると同時に、リセットスィッチ 2 4 2 は接点 d 側へ切り換わる。このとき、電源回路 2 4 3 はショートするが、内部抵抗 2 4 8 によりバッテリー電源 1 6 の放電出力を消費させることにしている。スィツチ 2 1 0 を元に戻すたびごとにリセット回路 2 4 1 によりリセット力くか力、る。

( 4 ) カプセル

図 3 6 〜図 4 0 にカプセル 2 3 0 の構成を示す。このカプセル 2 3 0 はドーム状に形成されており、収納状態のロボット 1 ◦ に被せるようになっている。また両側にそれぞれマグネット 2 3 1 を装着したツマミ部 2 3 2 を有している。従って、基板 2 0 7 に設けた電極 2 0 8 , 2 0 9 は磁性体で構成されている。また、ロボット 1 0 のリード端子 1 8 , 2 0 も所定形状を保つようにパネ性を持つ線材で構成されている。カプセル 2 3 0 の底面に位置決めのための前記キー 2 2 1 に嵌合するキー溝 2 3 3 を設けている。カプセル 2 3 0 の形状は本実施例に限定しないが、透明のプラスチック材料とした方が都合が良い。

ロボット 1 0 は向きを合わせて収納部 2 0 4 に入れ、リード端子 1 8 , 2 0 をそれぞれの電極 2 0 8 , 2 0 9 上に置き、し力、るのちカプセノレ 2 3 0 をロボッ卜 1 〇に被せる。カプセノレ 2 3 ◦ はマグネット 2 3 1 によってリード端子 1 8 , 2 0 を挾んで磁性体の電極 2 0 8 , 2 0 9 に吸着固定されるので、リード端子 1 8 , 2 0 とそれぞれの電極 2 0 8 , 2 0 9 とを簡単に接続することができる。電極 2 0 8 , 2 0 9 側が磁石であり、カプセル 2 3 0 の側に磁性体が装着されていても良い。

図 4 1 はカプセル 2 3 0 の他の固定手段を示すものである。これは機械的な係合による着脱可能な固定手段でロボット収納部 2 0 4 の周囲に複数のバネ性のある爪 2 3 5 を設け、カプセル 2 3 0 の外周に爪 2 3 5 と係合する溝 2 3 6 を設けてなるものである。

このカプセノレ 2 3 ◦ を収納状態のロボッ卜 1 0 に被せると、溝 2 3 6 に爪 2 3 5 が係合するのでカプセル 2 3 0 カ< ロボット収納部 2 0 4 に固定される。もちろんこのとき、カプセル 2 3 0 の下端面でリード端子 1 8 , 2 0 をそれぞれ電極 2 0 8 , 2 0 9 に挾み付けて接続する。カプセル 2 3 0 は図示しないツマミ部を手で持って弓 I き抜く。

( 5 ) ロボット操作器具及びその電池の収納部

ロボッ卜操作器具 2 1 2 はケース本体 2 0 1 の前方側

( ヒンジ側）に長手方向に平行に収納される。電池 2 1 4 は操作器具収納部 2 1 3 の斜め下方に設けた電池収納部 2 1 5 に収納される。ロボット 1 0 を動作させるための光源は比較的弱いもので十分なので、かなり小型のラィトでロボット操作器具 2 1 2 を構成することができるまた、集光と散光の調整ができるものであれば、遠方から 1 台のロボットを制御したり、近傍から複数のロボットを同時に制御することができる。

実施例の収納ケース 2 0 0 は以上のように構成されているので、ロボット 1 0 の収納期間中、電池ボックス 2 0 6 内の電池 2 0 5 の電気が基板 2 0 7 の充電回路 2 4 〇及び電極 2 0 8 , 2 0 9 を介し、更に電極 2 0 8 , 2 〇 9 とそれぞれ接続されたリード端子 1 8 , 2 0 を経てロボット 1 ◦ のバッテリー電源 1 6 に流れており、電源 1 6 を常時充電している。従って、ロボッ卜 1 ◦ を収納部 2 0 4 から取り出して別途充電などをする必要もなく直ちに動作をさせること力できる。また、カプセル 2 3 0 を収納状態のロボット 1 0 に被せるだけで簡単にリード端子 1 8 , 2 0 と電極 2 0 8 ， 2 0 9 をそれぞれ接続することができる。また充電開始時はリセット回路 2 4 1 によりロボッ卜 1 の C P U コア 4 0 にリセットカ <力、力、るようになっているので、 C P U コア 4 0 の暴走を防ぐこと力くできる。

更に、ロボット 1 ◦ 及びその操作に必要な物品、すなわち光源をなす操作器具 2 1 2 , 電池 2 0 5 , 2 1 4 , 基板 2 0 7 , バッテリーチェック用スィッチ 2 1 0 などを前述のように合理的に配置 ♦ 収納しているので、取り出しやすく、取り扱いやすいものとなっており、収納ケ — ス 2 ◦ 0 をポケッ卜サイズ位の小型でコンパク卜なものにすること力できる。

次に、この収納ケース 2 0 0 に前記の充電機能のほかに次のような機能を持たせることができる。図 4 2 はその一例としてロボット 1 ◦ に対する指令手段 2 5 0 を有する収納ケース 2 0 0 を示すものである。

この実施例は、ケース本体 2 0 1 の電池ボックス上にキーボード 2 5 1 を設け、蓋 2 0 2 にモニターパネノレ 2 5 2 を設けたものである。モニタ一ノ、' ネノレ 2 5 2 にはキ一ボード 2 5 1 の指令操作でロボッ卜 1 ◦ のプログラム内容や、内部電源電圧などの情報を表示させる。なお、ライト 2 1 2 は必ずしも必要ではなく、プログラムに従つてロボット 1 ◦ を動作させる場合は無くても良い。接続端子 2 6 0 は外部のパーソナルコンピュー夕や外部記憶装置等と信号を授受するための端子であり、パーソナルコンピュータでプログラミングをしたり、外部記憶装置力、らプログラムを呼び込むことができる。

ロボッ卜への信号伝達とロボッ卜からの情報収集のための情報の授受方法としては、専用コネクタを利用する方法や、図 4 3 に示すように電源ラインに A C 信号で重畳させる方法、図 4 4 に示すようにフォトカブラ、磁気センサなどを利用する方法などがある。ここでは後二者の場合を主に説明する。

図 4 3 は電源ラインに A C 信号で重畳させる方法を示すブロック図である。この操作回路 2 5 3 は、収納ケ一ス 2 0 0 側の指令手段 2 5 0 と充電回路 2 4 0 を D C 力ット手段としてのコンデンサ 2 5 4 を介して接続し、また充電回路 2 4 0 とロボット本体側の C P U コア内のメモリ手段 2 5 6 を同じく D C カツト手段のコンデンサ 2 5 5 を介して接続してなるものである。なお、同図では図 3 5 のノヽ。ヮーオンリセット回路 2 4 1 は省略してある従ってこの構成によると、電源ラインの A C 信号に情報信号を載せて双方向に情報の授受ができる。

図 4 4 はフォトカブラ、磁気センサなどを利用する方法を示すものであり、図 4 5 はその回路図である。ロボット本体にはフォトセンサと L E D を兼用した光素子 1 2 ( または 1 4 、いずれか一方でも良い）を設け、またこの素子に対向して同じくフ才トセンサと L E D を兼用した光素子 1 1 をロボット収納部 2 0 4 の壁に設置している o

この構成によると、指令手段 2 5 0 からパルス信号を送信すると、その指令信号に対応して素子 1 1 が断続的に発光し、これをロボット 1 0 の目に内蔵した素子 1 2 ( または 1 4 ) が受光することにより、その情報を C P U コア 4 0 に入力すること力できる。また、ロボット 1 0 から格納されている情報を外部に出力するときは、スィツチ 2 5 7 をセンシング側へ切り換えることにより同様に内部情報を取り出すことができる。従って、情報の授受が行われているときはロボッ卜 1 ◦ の目の部分が断的 ί L 。

なお、本発明において、ロボット 1 0 と基板電極 2 0

8 , 2 0 9 との電気的接続は前記のようにカプセル 2 3 〇のマグネット 2 3 1 によってリード端子 1 8 ， 2 0 を電極 2 0 8 , 2 ◦ 9 に挾み付けるものに限らず、ロボッ卜 1 0 の車輪やその他の接続端子を用いて電極と摩擦的に接触する構成としても良い。要はロボッ卜 1 0 を収納したときに同時に電極との接続が簡単にできるものであれば良い。かかるロボッ卜へのエネルギー供給手段は接触式であると非接触式であるとを問わない。また、カブセノレ内にはロボット 1 0 の頭部を押さえるバネを設けることもできる。

また、ロボット 1 0 は光に感知して動くもので説明したが、赤外線や超音波などでも同様の動作をさせることが可能であり、当然に操作器具もそれに対応するものとされる。

また、基板 2 0 7 の適宜の個所に電池残留容量等を示すデジタル表示部を設けることもでき、さらに収納ケースの蓋 2 0 2 を利用してッ一ノレ類ゃスィツチなどを収めるようにしても良い。

Claims

請求の範囲

1 . 検出領域が一部重複する少なくとも 2 個のセンサと、

互いに独立して駆動され、移動方向に対し直角方向に離れた駆動点を有する少なくとも一対の駆動部と、

C P U を含み、前記センサの出力に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、

充電可能な電池を有し、前記センサ、前記駆動部及び前記制御部に電源電圧を供給する電源装置と、

外部から非接触に指示を受けると前記制御部にリセット信号を送出するリセット回路と

を有するマイクロロボット。

2 . 検出領域が一部重複する少なくとも 2 個のセンサと、

充電可能な電池と該電池の電圧を調整して出力する電圧調整回路とを有し、前記センサ、前記駆動部及び前記制御部に電源電圧を供給する電源装置と、

起動時に電池の出力電圧及びリセット信号を制御部に供給し、その後、所定時間経過後に電池の出力電圧の代わりに電圧調整回路の出力電圧を前記制御部に供給すると共に、リセット信号を解除する起動制御回路とを有するマイクロロボット。

3 . 検出領域が一部重複する少なくとも 2 個のセンサと、

線状の部材からなり、その一端を支点として他端を回動し、その動作状態に基いて障害物を検出する障害物センサと、

C P U を含み、前記 2 個のセンサの出力に基づいて前記駆動部を制御し、前記障害物センサが障害物を検出すると、前記駆動部の少なくとも一つ駆動部を所定時間逆転駆動し、その後定常動作に戻す制御部と、

充電可能な電池を有し、前記センサ、前記駆動部及び前記制御部に電源電圧を供給する電源装置と

を有するマイクロロボット。

4 . 前記制御部により制御される発音手段を有する請求の範囲第 1 項、第 2 項又は第 3 項記載のマイクロ口ボッ卜 £>

5 . 前記制御部により制御され、逆並列に接続された一対の発光ダイオードを有する請求の範囲第 1 項、第 2 項又は第 3 項記載のマイクロロボット。

6 . 各センサが発光ダイォードとともに 1 つのノ、。ッケージに収納され、マイクロロボッ卜に目の位置に配置された請求の範囲第 1 項、第 2 項又は第 3 項記載のマイク D Π ボッ卜。

7 . 前記駆動部は、外輪と該外輪を支持する蛇行形状のフォーク部材とからなる車輪を有する請求の範囲第 1 項、第 2 項、第 3 項、第 4 項、第 5 項、又は第 6 項記載のマイクロロボッ卜。

8 . マイクロロボットの収納部と、

前記マイクロロボッ卜の電源を充電するための電池を入れる電池ボックスと、

前記電池ボックスに接続する充電回路を形成し、前記マイクロロボッ卜に対するエネルギー供給手段を有し、ケース本体に取り付けられた基板と、

前記マイクロロボッ卜の操作器具の収納部と

を備えてなるマイクロロボッ卜の収納ケース。

9 . 少なくとも、前記ケース本体に対しロボット収納部が右側に、電池ボックスが左側に、基板が前記口ボット収納部の下方に、操作器具収納部が前方側である配置のいずれかの関係を満たしてなる請求の範囲第 8 項記載のマイクロロボッ卜の収納ケース。

1 0 . 前記ロボット収納部を前記基板に設けた前記マイクロロボットとの接続用電極の間に複数設けてなる請求の範囲第 9 項記載のマイクロロボッ卜の収納ケース

1 1 . 着脱可能であり、前記マイクロロボッ卜の一部を押圧し前記ロボッ卜収納部に固定するカプセルを有する請求の範囲第 8 項記載のマイクロロボッ卜の収納ケ一ス。請口

1 2 . 前記カプセルは前記基板の電極に吸着するマグネッ卜を有し、該マグネッ卜の吸着力で前記マイクロボッ卜のリード端子を前記電極に挾み付けて固定する求の範囲第 1 1 項記載のマイクロロボッ卜の収納ケース

1 3 . 前記ケース本体は前記マイクロロボッ卜に内蔵され該マイクロロボッ卜の動作を司る制御装置に対し信号を授受する信号伝達手段を有し、少なくとも前記マイクロロボッ卜の制御装置に対し指令操作を行う操作回路を有する請求の範囲第 8 項記載のマイクロロボッ卜の収納ケース。

1 4 . 前記操作回路は、前記充電回路と、前記マイクロロボッ卜の制御装置をリセッ卜するリセット回路を含む請求の範囲第 1 3 項記載のマイクロロボッ卜の収納ケース。

1 5 . 前記リセット回路は前記マイクロロボッ卜に内蔵されている請求の範囲第 1 4 項記載のマイクロロボットの収納ケース。

1 6 . 前記充電回路は、バッテリーチェック用のスイッチと、該スィッチと連動し、前記マイクロロボットの電源回路をショートさせるリセッ卜スィッチを有する請求の範囲第 8 項又は第 1 4 項記載のマイクロロボットの収納ケース。