WO2005009572A1 - 模型用走行装置、並びにその走行装置を備えた模型及び遠隔操作玩具 - Google Patents

模型用走行装置、並びにその走行装置を備えた模型及び遠隔操作玩具 Download PDF

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model
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Kazuyuki Saeki
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Konami Corporation
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    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
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    • A63H13/00Toy figures with self-moving parts, with or without movement of the toy as a whole
    • A63H13/02Toy figures with self-moving parts, with or without movement of the toy as a whole imitating natural actions, e.g. catching a mouse by a cat, the kicking of an animal
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H17/00Toy vehicles, e.g. with self-drive; ; Cranes, winches or the like; Accessories therefor
    • A63H17/26Details; Accessories
    • A63H17/36Steering-mechanisms for toy vehicles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H29/00Drive mechanisms for toys in general
    • A63H29/22Electric drives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H30/00Remote-control arrangements specially adapted for toys, e.g. for toy vehicles
    • A63H30/02Electrical arrangements
    • A63H30/04Electrical arrangements using wireless transmission

Definitions

  • the present invention relates to a model traveling device that can be suitably used for a remote-controlled toy or the like.
  • the conventional traveling device only makes a difference in the rotation speed of the motor when the traveling direction of the model changes, and when the straight traveling is instructed, the left and right motors are driven at the same speed. You. For this reason, it is convenient when the model imitates a car or the like, but it is not possible to adequately represent humans and animals walking bipedally.
  • the present invention provides a traveling device capable of realizing a traveling operation including the characteristic of bipedal walking using a configuration in which left and right wheels are independently driven, and a model and a remote-controlled toy using the traveling device.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention solves the above-mentioned problem by the following means.
  • the first model traveling device of the present invention includes a pair of motors, a pair of left and right wheels individually driven by the pair of motors, and each of the pair of motors based on an instruction given in terms of speed and direction.
  • Drive control means for controlling the operation of the motor, wherein the drive control means alternately rotates the pair of motors in a specified direction while the specified speed is in a low speed range; Is in the high speed range higher than the low speed range During a certain period, the pair of motors is controlled so that the pair of motors simultaneously rotate in a designated direction.
  • the left and right wheels rotate alternately, and the model moves in the designated direction while meandering left and right.
  • the speed in the high-speed range is instructed, such a swing to the left and right can be eliminated, and the model can move straight ahead in the indicated direction. In this way, by changing the way the model travels, it is possible to realize a characteristic running that includes the characteristics of bipedal walking as compared with a case where the speed is simply increased or decreased.
  • the drive control means switches the rotation of each motor more than the low speed side.
  • the cycle may be shortened. The shorter the rotation period of the motor rotation! / !, the faster the pitching of the model to the left and right will be performed, and it will be possible to express the appearance of the model suddenly and more appropriately.
  • the second model traveling device of the present invention includes a pair of motors, a pair of left and right wheels individually driven by the pair of motors, and a pair of motors based on instructions given in terms of speed and direction.
  • Drive control means for controlling the respective operations of the above, wherein the drive control means controls the pair of motors so that the pair of motors alternately rotate in a specified direction, and receives the instruction When the speed changes from the low-speed side to the high-speed side, the cycle of switching the rotation of each motor is made shorter than in the low-speed side.
  • the drive control means may increase the rotation speed of the motor during driving as the specified speed is higher. By combining this with the increase or decrease in speed, it is preferable to be able to add more clarity to how the model moves.
  • each model traveling device of the present invention can be suitably used for models imitating bipedal creatures or machines.
  • the ⁇ of the model and the characteristics of running can be combined to give the user a strong impression that the model is walking on two legs.
  • a first remote-controlled toy includes a controller that generates and transmits a control signal corresponding to a user operation, and a model having a traveling device that is remotely controlled based on the control signal.
  • the traveling device includes: a pair of motors; a pair of left and right wheels individually driven by the pair of motors; and a speed and direction instruction specified by the control signal.
  • Drive control means for controlling the operation of each of the pair of motors, wherein the drive control means alternately rotates the pair of motors in the specified direction while the specified speed is in a low speed range. And controlling the pair of motors so that the pair of motors simultaneously rotate in a specified direction while the specified speed is in a high speed range higher than the low speed range.
  • the method of moving the model is changed between a low-speed instruction and a high-speed instruction, thereby simply increasing or decreasing the speed. Compared to the case, it is possible to realize characteristic running including the characteristics of bipedal walking.
  • the drive control means sets a cycle for switching the rotation of each motor more than the low-speed side when the instructed speed changes from a low-speed side to a high-speed side in the low-speed range. You can shorten it.
  • a second remote-controlled toy of the present invention is a remote-controlled toy comprising: a controller that generates and transmits a control signal corresponding to a user's operation; and a model having a traveling device that is remotely controlled based on the control signal.
  • the traveling device includes: a pair of motors; a pair of left and right wheels individually driven by the pair of motors; and a speed and direction instruction specified by the control signal.
  • Each of the pair of motors Drive control means for controlling operation wherein the drive control means controls the pair of motors so that the pair of motors alternately rotate in a specified direction, and the specified speed is lower.
  • the cycle of the swing motion of the model is made shorter on the high speed side than on the low speed side. You can walk slowly while swinging left and right. On the high-speed side, you can express the appearance of walking at high speed and pitch.
  • the drive control means may increase the rotation speed of the motor during driving as the specified speed is higher.
  • the model may imitate a bipedal creature or machine. The advantages of these are as already described in the model traveling device described above.
  • a state in which the left and right wheels are alternately rotated and a state in which each wheel is simultaneously rotated are used separately, or the cycle of rotating between the left and right wheels is changed.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a remote-controlled toy to which the present invention is applied;
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a control signal transmitted from the controller
  • Fig. 3 is a block diagram of a control system for running the model of Fig. 1;
  • Fig. 4 is a diagram showing the contents of the speed table referred to in the control system of Fig. 3 in a rough format;
  • Fig. 5 is a diagram showing the contents of the cycle table referred to in the control system of Fig. 3 in a graph format;
  • Fig. 6 is a diagram showing an example of the correspondence between the indicated speed and the period obtained by referring to the speed table and the period table and the rotation speed of each motor:
  • Fig. 7A is a diagram showing the model moving forward when the control device controls the rotation of the motor in the speed range L;
  • Fig. 7B is a diagram showing the model moving forward when the control device controls the rotation of the motor in the speed range M;
  • Fig. 7C is a diagram showing how the model moves forward when the control device controls the rotation of the motor in the speed range H.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a speed control routine executed by the control device to realize motor drive control.
  • FIG. 1 shows an embodiment in which the model traveling device of the present invention is applied to a remote-controlled toy 1.
  • the remote-controlled toy 1 has a controller 2 and a model 3.
  • the controller 2 includes, as operating members operated by the user for running the model 3, a left stick 2 which is operated in a vertical direction in FIG. 1 from a predetermined neutral position to indicate the running direction and speed of the model 3. a, and a right stick 2b that is operated in the left-right direction in FIG. 1 from a predetermined neutral position to change the traveling direction of the model 3 left and right.
  • the controller 2 has a built-in control device (not shown) composed of a microcomputer, and the control device transmits a control signal for determining the operation state of each stick 2a, 2b on a predetermined carrier wave.
  • the control signal is configured as shown in FIG. 2 as an example.
  • the control signal includes operation information of the left and right sticks 2a and 2b following the ID code for determining the correspondence between the controller 2 and the model 3.
  • the operation information includes both information for determining the operation direction from the neutral position of each of the sticks 2a and 2b and information for determining the number of operation steps from the neutral position.
  • the number of operation steps is defined by dividing the neutral position of each of the sticks 2a and 2b to 0, and setting the state of operation to the maximum to 8 as 8 steps on both sides of the neutral position.
  • the carrier on which the control signal is superimposed may be infrared or radio waves.
  • the model 3 includes a chassis 4 and a cover 5 that covers the chassis 4.
  • the cover 5 has an appearance simulating, for example, a bipedal creature or machine.
  • the front is directed in the direction of arrow F in the figure.
  • the traveling device 6 is mounted on the chassis 4.
  • the traveling device 6 includes a pair of motors 7, a pair of wheels 8 arranged on the left and right of the front end side of the chassis 4, and a pair of power transmission mechanisms 9 for individually transmitting the power of each motor 7 to each wheel 8.
  • the rear end of the chassis 4 is provided with a support 10 for supporting the rear end of the model 3.
  • FIG. 3 shows a configuration of a control system for driving the model 3.
  • Model 3 has a control device 20 composed of a microphone computer, ROM 21 and RAM 22 functioning as a main memory of the control device 20, and control signals transmitted from the controller 2. And a pair of motor drivers 24 for rotating the motor 7 in a speed and in a direction according to a speed signal given from the control device 20.
  • the control device 20 functions as drive control means for the traveling device 6. Interfaces between hardware are not shown.
  • the speed table TBI is data in which the operation amount X of the left stick 2a and the instruction speed Vm for the motor 7 are described in association with each other as shown in FIG. 4, for example.
  • the sign of the operation amount X in Fig. 4 indicates the operation direction of the left stick 2a , the positive side is the operation direction when moving the model 3 forward (upward in Fig. 1), and the negative side is when the model 3 is retracted. Respectively (the downward direction in Fig. 1).
  • the manipulated variable X and the indicated speed Vm mean the respective absolute values in FIG. 4 unless otherwise specified.
  • the command speed Vm is held at 0 until the manipulated variable X reaches a certain value in the forward direction (corresponding to the upward direction in Fig. 1).
  • the instructed speed Vm is increased proportionally to the forward direction in response to an increase, the operation amount X and the instructed speed Vm takes the maximum value X m a chi in the positive direction reaches the maximum value VI in the forward direction.
  • the manipulated variable X is negative Direction (corresponding to the downward direction in Fig. 1), the indicated speed Vm is held at 0 until it reaches a certain value, and when it exceeds a certain value, the indicated speed Vm becomes proportionally negative according to the increase in the manipulated variable X Increase in the direction.
  • the indicated speed Vm is fixed at the maximum value V2 in the reverse direction (where V2 ⁇ V1).
  • the command speed Vm can be adjusted by one step from 0 indicating the stop state to the maximum value V1.
  • the cycle table TB2 is data in which the command speed Vm and the cycle T for repeating the rotation and stop of the motor 7 are described in association with each other as shown in FIG. 5, for example.
  • the cycle T takes the maximum value T1 when the commanded speed Vm is greater than 0 and is less than Va in the speed range L, and the commanded speed Vm exceeds Va and is less than Vb in the speed range M.
  • the period T takes an intermediate value T2, which is somewhat reduced, and the period T becomes 0 when the commanded speed Vm exceeds the maximum value V1 in the speed range H exceeding Vb.
  • the upper limit value Va of the speed range L is larger than the initial speed Vi when the operation amount X exceeds a certain value and the command speed Vm rises.
  • Fig. 6 shows the commanded speed Vm and the period T of each motor 7 determined using the tables TBI and TB2, and the control of the rotation speed of each motor 7 by the controller 20 (Fig. 3). 6 shows an example of a correspondence relationship with a user.
  • the left stick 2a of the controller 2 is operated by a fixed amount from the neutral position, and the right stick 2b is held at the neutral position.
  • the command speed Vm is determined according to the operation information of the left stick 2a included in the control signal sent from the controller 2, and the command speed Vm is determined.
  • the period T is determined with reference to the period table TB2.
  • the control device 20 controls the left and right motors 7 so that the left and right motors 7 alternately rotate and stop at the designated speed Vm in the cycle T, and the left and right motors 7 rotate alternately.
  • the time distribution between rotation and stop in one cycle T is set to be equal to each other and set to T / 2, but may be set to any other ratio.
  • the cycle T becomes 0. In this case, the control device 20 simultaneously and continuously rotates the left and right motors 7 at the commanded speed Vm.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C show how the model 3 moves forward when the rotation control of the motor 7 is performed as described above.
  • Figure 7A shows that the indicated speed Vm is within the speed range.
  • FIG. 7B shows the case where the commanded speed Vm is in the speed range M
  • FIG. 7C shows the case where the commanded speed Vm is in the speed range H.
  • 7A and 7B show the case where the right wheel is rotated first, but it is not always necessary to start driving from the right wheel.
  • the model 3 moves forward so that the model 3 turns alternately around the stopped wheel.
  • the alternate rotation of the motor 7 is stopped, the left and right motors 7 are driven at the same speed, and the model 3 moves straight in the traveling direction.
  • the model 3 moves straight in the traveling direction.
  • the rotation speed of the motor 7 since the rotation speed of the motor 7 further increases, it is more preferable that the model 3 dashes toward the destination.
  • the right stick 2b is held at the neutral position and the model 3 goes straight.However, when this is operated, the instruction of the motor 7 corresponding to the wheel 8 on the inner wheel side is given.
  • the speed Vm may be reduced at a rate proportional to the operation amount from the neutral position of the right stick 2b with respect to the command speed given in the speed table TB1.
  • the cycle T may be determined from the cycle table TB2 with respect to the left and right motors 7 based on the indicated speed Vm of the motor 7 corresponding to the wheel 8 on the outer wheel side.
  • FIG. 8 shows a speed control routine executed by the control device 20 to realize the above-described drive control of the motor 7 by the control device 20.
  • This speed control routine is repeatedly executed by the control device 20 at a constant cycle.
  • the control device 20 first receives a control signal from the receiving device 23 in step S1, and reads the operation information of the left and right sticks 2a and 2b contained therein.
  • control device 20 acquires the indicated speed Vm corresponding to the operation amount and the operation direction of the left stick 2a by referring to the speed table TB1.
  • control device 20 obtains period T corresponding to instructed speed Vm by referring to period table TB2.
  • control device 20 proceeds to step S4, and determines whether the cycle T obtained in the current routine has been changed from the cycle T obtained in step S3 of the previous routine. In order to make such a determination, the control device 20 stores the designated speed Vm, cycle T, and speed signal to each motor 7 determined in each routine as a control history in the RAM 22 for a certain period of time.
  • step S4 the control device 20 proceeds to step S5, and according to the control history up to the previous time, the motor 7 on the rotation side and the stop side of the pair of motors 7 in this routine. Is determined. If the time elapsed since the last switching between the rotation side and the stop side of the motor 7 is less than 1/2 of the cycle T, the rotation side and the stop side may be determined similarly to the previous routine, and the elapsed time If has reached 12 of the cycle T, then switch between the rotation side and the stop side. On the other hand, if the cycle T has been changed in step S4, the control device 20 proceeds to step S6, and starts switching the rotation and stop of the motor 7 with the new cycle.
  • the motor 7 on the side which is determined to be driven first may be forcibly determined as the rotating side and the motor 7 on the opposite side may be forcibly determined as the stopping side, or the side which is rotating at that time may be determined.
  • the motor 7 may be defined as the rotating side, and the motor 7 on the opposite side may be defined as the stopped side.
  • step S7 determines the rotation speed and the rotation direction of the rotation side motor 7.
  • the rotation speed is obtained by multiplying the command speed Vm by the deceleration rate (less than 1) of the ratio according to the operation amount.
  • the rotation direction may be determined according to the operation direction of the left stick 2a.
  • the traveling device may include two or more pairs of wheels. In that case, at least one pair of wheels may be drive-controlled according to the present invention.
  • the determination of the command speed based on the speed table may be performed by the controller. In this case, information specifying the instruction speed and direction to the motor is added to the control signal from the controller, and the control device on the model side specifies the actual rotation speed and direction of each motor from the instruction speed and direction.
  • the speed range was divided into three stages of L, M, and H. However, by omitting one of the speed ranges L or M, or omitting the speed range H, the running mode of the model 3 was changed. It may be changed in two steps. Conversely, the speed range may be divided more finely, and in particular, the period T may be changed steplessly and continuously according to the magnitude of the indicated speed Vm.
  • the model traveling device of the present invention is applicable not only to remote-controlled toys.
  • the left and right motors may be rotated alternately as in the present invention based on the speed given according to its own program.
  • the speed instruction may be given from outside the model or from inside the model.

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Abstract

一対のモータ(7)と、一対のモータ(7)により個別に駆動される左右一対の車輪(8)と、速度及び方向に関して与えられる指示に基づいて一対のモータ7のそれぞれの動作を制御する制御装置(20)とを備える模型用走行装置(6)において、制御装置(20)は、指示された速度(Vm)が低速域(L、M)にある間は一対のモータ(7)が指示された方向へ交互に回転し、指示された速度が低速域よりも高い高速域(H)にある間は一対のモータ(7)が指示された方向へ同時に回転するように一対のモータ(7)を制御する。

Description

明 細 書 模型用走行装置、 並びにその走行装置を備えた模型及び遠隔操作玩具 技術分野
本発明は、 遠隔操作玩具等に好適に用いることができる模型用走行装置に関す る。 背景技術
遠隔操作玩具の模型に組み込まれる模型用走行装置として、 左右一対の車輪を それぞれ別のモータにて駆動し、 各モータの速度差に応じて模型の進行方向を変 化させる走行装置が知られている (特開 2 0 0 2 - 2 3 8 0 8 3号公報及ぴ特開 2 0 0 3— 0 5 3 0 5 5号公報参照) 。 発明の開示
従来の走行装置は、 模型の進行方向が変化する際にモータの回転速度に差を生 じさせているだけであり、 直進が指示されている場合には左右のモータが互いに 等しい速度で駆動される。 そのため、 模型が自動車等を模している場合には都合 がよいが、 人間や動物が二足歩行している様子を十分に表現できない。
そこで、 本発明は左右の車輪を独立して駆動する構成を利用して、 二足歩行の 特徴を含んだ走行動作を実現することができる走行装置、 並びにこれを利用した 模型及び遠隔操作玩具を提供することを目的とする。
本発明は次のような手段により上述した課題を解決する。
本発明の第 1の模型用走行装置は、 一対のモータと、 該一対のモータにより個 別に駆動される左右一対の車輪と、 速度及び方向に関して与えられる指示に基づ いて前記一対のモータのそれぞれの動作を制御する駆動制御手段とを備え、 前記 駆動制御手段は、 指示された速度が低速域にある間は前記一対のモータが指示さ れた方向へ交互に回転し、 前記指示された速度が前記低速域よりも高い高速域に ある間は前記一対のモータが指示された方向へ同時に回転するように前記一対の モータを制御するものである。
この第 1の模型用走行装置によれば、 低速域の速度が指示されているときには、 左右の車輪が交替的に回転して模型が左右に蛇行しつつ指示された方向へ進むよ うになる。 これにより模型があたかも二本の足を交互に繰り出して体を左右に振 りながら進行する様子を表現することができる。 一方、 高速域の速度が指示され ているときには、 そのような左右への振りをなくし、 模型が指示された方向に真 つ直ぐに進行する様子を表現することができる。 このように模型の進み方を変化 させることにより、 速度を単純に増減させる場合と比較して二足歩行の特徴が含 まれた特徴的な走行を実現することができる。
本発明の第 1の模型用走行装置において、 前記駆動制御手段は、 前記指示され た速度が前記低速域内にて低速側から高速側に変化すると前記低速側よりも各モ —タの回転を切り替える周期を短くしてもよい。 モータの回転を切り替える周期 が短!/ヽほど模型の左右への振り動作がより速いピッチで行われるようになり、 模 型が急レ、でいる様子をより適切に表現できるようになる。
本発明の第 2の模型用走行装置は、 一対のモータと、 該一対のモータにより個 別に駆動される左右一対の車輪と、 速度及び方向に関して与えられる指示に基づ レ、て前記一対のモータのそれぞれの動作を制御する駆動制御手段とを備え、 前記 駆動制御手段は、 前記一対のモータが指示された方向へ交互に回転するように前 記一対のモータを制御するとともに、 前記指示された速度が低速側から高速側に 変化すると前記低速側よりも各モータの回転を切り替える周期を短くするもので ある。
この第 2の模型用走行装置においても、 左右の車輪を交替的に回転させること により、 模型があたかも二本の足を交互に繰り出して体を左右に振りながら進行 する様子を表現することができる。 しかも、 指示された速度が低速側から高速側 に変化すると低速側よりも各モータの回転を切り替える周期が短くなって模型の 左右への振り動作がより速いピッチで行われるようになる。 これにより、 低速側 では模型が体を左右に振りながらゆつくりと歩行し、 高速側では速いピッチで歩 行している様子を表現することができる。 本発明の各模型用走行装置において、 前記駆動制御手段は、 前記指示された速 度が高いほど、 駆動中における前記モータの回転速度を上昇させてもよい。 速度 の増減と組合わせることにより、 模型が移動する様子に関して緩急をより明確に 付けられるようになって好ましい。
さらに、 本発明の各模型用走行装置は、 二足歩行型の生物又は機械を模してい る模型に対して好適に用いることができる。 このような模型に適用すれば、 模型 の^と走行の特徴とが相まって、 ユーザに対して模型が二足歩行しているよう に強く印象付けることができる。
本発明の第 1の遠隔操作玩具は、 ユーザの操作に対応した制御信号を生成し、 送信するコントローラと、 前記制御信号に基づいて遠隔制御される走行装置を有 する模型とを具備する遠隔操作玩具であって、 前記走行装置は、 一対のモータと、 該一対のモータにより個別に駆動される左右一対の車輪と、 前記制御信号に従つ て特定される前記速度及ぴ方向の指示に基づいて前記一対のモータのそれぞれの 動作を制御する駆動制御手段とを備え、 前記駆動制御手段は、 指示された速度が 低速域にある間は前記一対のモータが指示された方向へ交互に回転し、 前記指示 された速度が前記低速域よりも高い高速域にある間は前記一対のモータが指示さ れた方向へ同時に回転するように前記一対のモータを制御するものである。
第 1の遠隔操作玩具によれば、 上述した第 1の模型用走行装置を備えることに より、 模型の進み方を低速指示時と高速指示時とで変化させ、 それにより速度を 単純に増減させる場合と比較して二足歩行の特徴が含まれた特徴的な走行を実現 することができる。
本発明の第 1の遠隔操作玩具において、 前記駆動制御手段は、 前記指示された 速度が前記低速域内にて低速側から高速側に変化すると前記低速側よりも各モー タの回転を切り替える周期を短くしてもよレ、。
本発明の第 2の遠隔操作玩具は、 ユーザの操作に対応した制御信号を生成し、 送信するコントローラと、 前記制御信号に基づいて遠隔制御される走行装置を有 する模型とを具備する遠隔操作玩具であって、 前記走行装置は、 一対のモータと、 該一対のモータにより個別に駆動される左右一対の車輪と、 前記制御信号に従つ て特定される前記速度及び方向の指示に基づいて前記一対のモータのそれぞれの 動作を制御する駆動制御手段とを備え、 前記駆動制御手段は、 前記一対のモータ が指示された方向へ交互に回転するように前記一対のモータを制御するとともに、 前記指示された速度が低速側から高速側に変化すると前記低速側よりも各モータ の回転を切り替える周期を短くするものである。
第 2の遠隔操作玩具によれば、 上述した第 2の模型用走行装置を備えることに より、 模型の振り動作の周期を低速側よりも高速側において短くして、 低速側で は模型が体を左右に振りながらゆっくりと歩行し、 高速側では速レ、ピッチで歩行 している様子を表現することができる。
本発明の各遠隔操作玩具において、 前記駆動制御手段は、 前記指示された速度 が高いほど、 駆動中における前記モータの回転速度を上昇させてもよい。 さらに、 前記模型が二足歩行型の生物又は機械を模していてもよい。 これらによる利点は 上述した模型用走行装置で既に説明した通りである。
以上に説明したように、 本発明によれば、 左右の車輪を交互に回転させる状態 と、 各車輪を同時に回転させる状態とを使い分け、 あるいは左右の車輪間で回転 を交替する周期を変化させることにより、 模型があたかも二本の足を交互に繰り 出して体を左右に振りながら進行する様子を表現でき、 かつ、 その進み方を指示 速度に応じて変化させることができる。 従って、 左右の車輪を独立して駆動する 構成を利用して、 二足歩行に似せた走行動作を模型に与えることができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明が適用される遠隔操作玩具の概要を示す図;
第 2図は、 コントローラから送信される制御信号の一例を示す図;
第 3図は、 第 1図の模型を走行させるための制御系のブロック図;
第 4図は、 第 3図の制御系で参照される速度テーブルの内容をダラフ形式で示し た図;
第 5図は、 第 3図の制御系で参照される周期テーブルの内容をグラフ形式で示し た図;
第 6図は、 速度テーブル及び周期テーブルを参照して取得された指示速度及び周 期と、 各モータの回転速度との対応関係の一例を示す図: 第 7 A図は、 速度範囲 Lの時の制御装置がモータの回転制御を実施した場合に模 型が前進する様子を示した図;
第 7 B図は、 速度範囲 Mの時の制御装置がモータの回転制御を実施した場合に模 型が前進する様子を示した図;
第 7 C図は、 速度範囲 Hの時の制御装置がモータの回転制御を実施した場合に模 型が前進する様子を示した図;そして、
第 8図は、 モータの駆動制御を実現するために制御装置が実行する速度制御ルー チンを示したフローチヤ一ト。 発明を実施するための最良の形態
第 1図は本発明の模型用走行装置を遠隔操作玩具 1に適用した一形態を示して レ、る。 遠隔操作玩具 1はコントローラ 2と模型 3とを備えている。 コントローラ 2には、 模型 3を走行させるためにユーザが操作する操作部材として、 模型 3の 走行方向及び速度を指示するために所定の中立位置から第 1図の上下方向に操作 される左スティック 2 aと、 模型 3の進行方向を左右に変化させるために所定の 中立位置から第 1図の左右方向に操作される右スティック 2 bとが設けられてい る。 コントローラ 2はマイクロコンピュータからなる制御装置 (不図示) を内蔵 し、 その制御装置は各スティック 2 a、 2 bの操作状態を判別するための制御信 号を所定の搬送波に乗せて送信する。 制御信号は一例として第 2図のように構成 される。 この例では、 コントローラ 2と模型 3との対応関係を判別するための I Dコードに続いて、 左右のスティック 2 a、 2 bの操作情報が制御信号に含まれ ている。 操作情報は、 各スティック 2 a、 2 bの中立位置からの操作方向を判別 する情報と、 中立位置からの操作ステップ数を判別する情報の両者を含んでいる。 操作ステップ数は、 一例として、 各スティック 2 a、 2 bの中立位置を 0、 最大 限に操作された状態を 8として、 中立位置の両側へそれぞれ 8ステップに分けて 規定される。 なお、 制御信号が重畳される搬送波は赤外線でもよいし電波でもよ レ、。
第 1図に戻って、 模型 3はシャーシ 4とそのシャーシ 4に被せられるカバー 5 とを備えている。 カバー 5は例えば二足歩行型の生物又は機械を模した外観を有 しており、 その正面は図中の矢印 F方向に向けられている。 シャーシ 4には走行 装置 6が搭載されている。 走行装置 6は、 一対のモータ 7と、 シャーシ 4の前端 側の左右に配置された一対の車輪 8と、 各モータ 7の動力を各車輪 8に個別に伝 達する一対の動力伝達機構 9とを備えている。 シャーシ 4の後端には模型 3の後 端部を支持する支持部 1 0が設けられている。
第 3図は模型 3を走行させるための制御系の構成を示している。 模型 3にはマ イク口コンピュータにて構成された制御装置 2 0と、 その制御装置 2 0の主記憶 装置として機能する R OM 2 1及び R AM 2 2と、 コントローラ 2から送信され る制御信号を受信して制御装置 2 0が読み取り可能な信号へ変換する受信装置 2 3と、 制御装置 2 0から与えられる速度信号に応じた速度及ぴ方向にモータ 7を 回転させる一対のモータドライバ 2 4とが設けられている。 制御装置 2 0は走行 装置 6の駆動制御手段として機能する。 なお、 ハードウェア相互間のインターフ エース類は図示を省略している。
コントローラ 2から送られる制御信号に基づいてモータ 7の回転速度及び回転 方向を決定するため、 R OM 2 1には速度テーブル T B 1及ぴ周期テーブル T B 2が保存されている。 速度テーブル T B Iは、 左スティック 2 aの操作量 Xとモ ータ 7に対する指示速度 Vmとを例えば第 4図のように対応付けて記述したデー タである。 なお、 第 4図における操作量 Xの正負は左スティック 2 aの操作方向 を示し、 正側が模型 3を前進させるときの操作方向 (第 1図の上方向) 、 負側が 模型 3を後退させるときの操作方向 (第 1図の下方向) にそれぞれ対応する。 ま た、 第 4図における指示速度 Vmの正負はモータ 7の回転方向を示し、 正側が模 型 3を前進させるときの回転方向 (以下、 正転方向) 、 負側が模型 3を後退させ るときの回転方向 (以下、 逆転方向) にそれぞれ対応する。 以下において、 操作 量 X、 及び指示速度 Vmは特に断りのない限り第 4図のそれぞれの絶対値を意味 するものとする。
第 4図の例では、 操作量 Xが正方向 (第 1図の上方向に対応) に一定値に達す るまでは指示速度 V mが 0に保持され、 一定値を超えると操作量 Xの増加に応じ て指示速度 Vmが比例的に正方向に上昇し、 操作量 Xが正方向に最大値 X m a χ をとると指示速度 Vmが正転方向の最大値 V Iに達する。 一方、 操作量 Xが負方 向 (第 1図の下方向に対応) に一定値に達するまでは指示速度 V mが 0に保持さ れ、 一定値を超えると操作量 Xの増加に応じて指示速度 Vmが比例的に負方向に 増加する。 伹し、 操作量 Xが負方向に最大値 X m a Xに達するよりも早期に指示 速度 V mが逆転方向の最大値 V 2 (但し、 V 2 < V 1 ) に固定される。 指示速度 V mは停止状態を示す 0から最大値 V 1まで 1ステツプずつ調整可能である。 一方、 周期テーブル T B 2は指示速度 Vmと、 モータ 7の回転と停止とを繰り 返す周期 Tとを例えば第 5図のように対応付けて記述したデータである。 この例 では、 指示速度 V mが 0よりも大きく V a以下の速度域 Lのときに周期 Tが最大 値 T 1をとり、 指示速度 Vmが V aを超えて V b以下の速度域 Mのときに周期 T が幾ら力減少した中間値 T 2をとり、 指示速度 Vmが V bを超えて最大値 V 1以 下の速度域 Hのときに周期 Tが 0となる。 なお、 上述した第 4図との関係におい て、 速度域 Lの上限値 V aは操作量 Xが一定値を超えて指示速度 V mが立ち上が る際の初速 V iよりも大きい。
第 6図は、 テーブル T B I、 T B 2を利用して決定される各モータ 7の指示速 度 V m及ぴ周期 Tと、 制御装置 2 0 (第 3図) による各モータ 7の回転速度の制 御との対応関係の一例を示している。 第 6図において、 コントローラ 2の左ステ イツク 2 aが中立位置から一定量操作され、 右スティック 2 bは中立位置に保持 されているものと仮定する。 この場合、 速度テーブル T B 1が参照されることに より、 コントローラ 2から送られる制御信号に含まれている左スティック 2 aの 操作情報に応じて指示速度 V mが決定され、 その指示速度 Vmに対して周期テー ブル T B 2が参照されて周期 Tが決定される。 そうすると、 制御装置 2 0は左右 のモータ 7が周期 Tで指示速度 V mによる回転と停止とを繰り返し、 かつ、 左右 のモータ 7が交互に回転するように各モータ 7を制御する。 一周期 Tにおける回 転と停止との時間配分は互いに等しく T/ 2ずつに設定されているが、 それ以外 の割合に設定してもよレ、。 指示速度 Vmが速度域 Hのときは周期 Tが 0となり、 この場合、 制御装置 2 0は左右のモータ 7を指示速度 V mで同時的に連続して回 転させる。
以上のようなモータ 7の回転制御を実施した場合に模型 3が前進する様子を第 7 A図、 第 7 B図及び第 7 C図に示す。 第 7 A図は指示速度 V mが速度域しのと き、 第 7 B図は指示速度 Vmが速度域 Mのとき、 第 7 C図は指示速度 Vmが速度 域 Hのときをそれぞれ示している。 第 7 A図及び第 7 B図は右側の車輪を先に回 転させた場合を示すが、 必ずしも右側の車輪から駆動を開始しなくてもよレ、。 第 7 A図及び第 7 B図に示すように、 モータ 7を交互に回転させた場合には、 停止 している側の車輪を中心として模型 3が交互に旋回するようにして前進する。 従 つて、 車輪 8を利用した走行装置 6でありながら、 あたかも模型 3が二本の足を 交互に突き出して体を左おに振りながら歩行する様子を表現することができる。 また、 第 7 A図及び第 7 B図の対比から明らかなように、 指示速度 Vmが上昇 して速度域 Lから速度域 Mへと移行すると周期 Tが T 1—T 2へと短縮され、 模 型 3の左右への振り動作のピッチが短くなつて半周期 (T/ 2 ) で模型 3が旋回 する角度が減少する。 従って、 模型 3の左右への振り動作が細かくなり、 速度域 Lのときよりも模型 3が急いでいる様子を表現することができる。
なお、 モータ 7の回転速度は速度域 Lの方が速度域 Mよりも低いため、 速度域 Lでは模型 3が左右に大きくかつゆつくりと振れながら進行し、 速度域 Mでは左 右への振り動作が小さくかつせわしなく繰り返されるようになる。 上述した旋回 角度の相違と速度の相違とが重畳されることにより、 二足歩行の特徴はより良く 表現される。
さらに、 指示速度 Vmが速度域 Hまで上昇すればモータ 7の交互の回転が中止 され、 左右のモータ 7が等しい速度で駆動されて模型 3が進行方向へ真っ直ぐ進 むようになる。 これにより、 目的に向かって真っ直ぐ進む様子を表現することが できる。 なお、 速度域 Hではモータ 7の回転速度がさらに上昇するので、 目的地 に向かって模型 3がダッシュする様子が表現されてさらに好ましいものである。 なお、 上記の例では右スティック 2 bが中立位置に保持されて模型 3が直進す る場合を示したが、 これが操作された場合には、 内輪側となる車輪 8に対応する モータ 7の指示速度 Vmを速度テーブル T B 1にて与えられる指示速度に対して 右スティック 2 bの中立位置からの操作量に比例した率で減少させればよい。 こ の場合の周期 Tは、 左右いずれのモータ 7に関しても、 外輪側となる車輪 8に対 応するモータ 7の指示速度 Vmを基準として周期テーブル T B 2から定めればよ レ、。 第 8図は以上のようなモータ 7の駆動制御を制御装置 2 0にて実現するために 制御装置 2 0が実行する速度制御ルーチンを示している。 この速度制御ルーチン は制御装置 2 0が一定の周期で繰り返し実行する。 この速度制御ルーチンにおい て、 制御装置 2 0はまずステップ S 1で受信装置 2 3から制御信号を受け取って これに含まれている左右スティック 2 a、 2 bの操作情報を読み取る。 次のステ ップ S 2において、 制御装置 2 0は速度テーブル T B 1を参照することにより、 左スティック 2 aの操作量及び操作方向に対応した指示速度 Vmを取得する。 続 くステップ S 3において、 制御装置 2 0は周期テーブル T B 2を参照することに より、 指示速度 Vmに対応した周期 Tを取得する。
さらに、 制御装置 2 0はステップ S 4へ進み、 今回のルーチンで取得した周期 Tが前回のルーチンのステップ S 3で取得した周期 Tに対して変更されたか否か 判断する。 このような判断を行うため、 制御装置 2 0は、 毎回のルーチンで決定 した指示速度 Vm、 周期 T、 各モータ 7への速度信号を制御履歴として一定期間 R AM 2 2に保存する。
ステップ S 4で周期 Tが変更されていなければ制御装置 2 0はステップ S 5に 進み、 前回までの制御履歴に従って、 今回のルーチンで一対のモータ 7のうち回 転側、 停止側となるモータ 7をそれぞれ判別する。 モータ 7の回転側と停止側と が直前に切り替わってからの経過時間が周期 Tの 1 / 2未満のときには前回のル 一チンと同様に回転側、 停止側を定めればよいし、 経過時間が周期 Tの 1 2に 達していれば回転側と停止側とを切り替えればよレ、。 一方、 ステップ S 4で周期 Tが変更されている場合、 制御装置 2 0はステップ S 6に進み、 新たな周期丁に よるモータ 7の回転及び停止の切り替えを開始する。 この場合には、 予め先に駆 動すると定められている側のモータ 7を回転側、 反対側のモータ 7を停止側とし て強制的に決めてもよいし、 その時点で回転している側のモータ 7を回転側、 反 対側のモータ 7を停止側と定めてもよい。 なお、 ステップ S 5及び S 6において 周期 Tが 0のときは両側のモータ 7がいずれも回転側として判別される。
ステップ S 5又は S 6にてモータ Ίの回転側及ぴ停止側を判別した後、 制御装 置 2 0はステップ S 7へ進み、 回転側のモータ 7の回転速度及び回転方向を決定 する。 ここでは、 右スティック 2 bが中立位置のときは指示速度 Vmに対応した 回転速度を設定し、 右スティック 2 bが中立位置から操作されているときはその 操作量に応じた比率の減速率 (1未満) を指示速度 Vmに乗じて回転速度を求め ることになる。 回転方向に関しては左スティック 2 aの操作方向に応じて定めれ ばよい。 ステップ S 7で回転速度及び方向を決定した後、 制御装置 2 0はステツ プ S 8に進み、 回転側のモータ 7に対するモータドライバ 2 4には決定した回転 速度及び回転方向を指示する速度信号を出力し、 停止側のモータ 7に対するモー タドライバ 2 4には停止を指示する速度信号を出力する。 以上により今回のルー チンを終える。
本発明は以上の形態に限定されず、 各種の形態にて実施することができる。 例 えば、 走行装置は二対以上の車輪を備えていてもよい。 その場合、 少なくとも一 対の車輪を本発明に従って駆動制御すればよい。 速度テーブルに基づく指示速度 の決定はコントローラ側で行うようにしてもよレ、。 その場合、 コントローラから の制御信号にモータに対する指示速度及び方向を特定する情報を加えておき、 模 型側の制御装置がその指示速度及び方向から実際の各モータの回転速度及ぴ方向 を特定すればよい。 上記の形態では速度域を L、 M、 Hの三段階に区分したが、 速度域 L又は Mのいずれか一方を省略し、 又は、 速度域 Hを省略することにより、 模型 3の走行態様を二段に変化させてもよい。 反対に、 速度域をより細かく区分 してもよく、 特に周期 Tに関しては指示速度 Vmの大小に応じて無段階かつ連続 的に変化させてもよい。
本発明の模型用走行装置は遠隔操作玩具に限らず適用可能である。 例えば、 予 め書き込まれたプログラムに従って走行する自走式の玩具の場合、 自身のプログ ラムに従って与えられる速度に基づいて本発明のように左右のモータを交互に回 転させてもよい。 要するに、 速度の指示は模型外から与えられるものでもよいし、 模型内から与えられるものでもよレ、。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 一対のモータと、 該一対のモータにより個別に駆動される左右一対の車輪 と、 速度及び方向に関して与えられる指示に基づいて前記一対のモータのそれぞ れの動作を制御する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、 指示された速度が低速域にある間は前記一対のモータが 指示された方向へ交互に回転し、 前記指示された速度が前記低速域よりも高い高 速域にある間は前記一対のモータが指示された方向へ同時に回転するように前記 一対のモータを制御する模型用走行装置。
2 . 前記駆動制御手段は、 前記指示された速度が前記低速域内にて低速側から 高速側に変化すると前記低速側よりも各モータの回転を切り替える周期を短くす る請求の範囲 1に記載の模型用走行装置。
3 . —対のモータと、 該一対のモータにより個別に駆動される左右一対の車輪 と、 速度及び方向に関して与えられる指示に基づいて前記一対のモータのそれぞ れの動作を制御する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、 前記一対のモータが指示された方向へ交互に回転ずる,よ うに前記一対のモータを制御するとともに、 前記指示された速度が低速側から高 速側に変化すると前記低速側よりも各モータの回転を切り替える周期を短くする 模型用走行装置。
4 . 前記駆動制御手段は、 前記指示された速度が高いほど、 駆動中における前 記モータの回転速度を上昇させる請求の範囲 1〜3のいずれか 1に記載の模型用 走行装置。
5 . 請求の範囲 1〜4のいずれか 1に記載の模型用走行装置を具備し、 力 二 足歩行型の生物又は機械を模している模型。
6 . ユーザの操作に対応した制御信号を生成し、 送信するコントローラと、 前 記制御信号に基づいて遠隔制御される走行装置を有する模型とを具備する遠隔操 作玩具において、
前記走行装置は、 一対のモータと、 該一対のモータにより個別に駆動される左 右一対の車輪と、 前記制御信号に従って特定される前記速度及び方向の指示に基 づいて前記一対のモータのそれぞれの動作を制御する駆動制御手段とを備え、 前記駆動制御手段は、 指示された速度が低速域にある間は前記一対のモータが 指示された方向へ交互に回転し、 前記指示された速度が前記低速域よりも高い高 速域にある間は前記一対のモータが指示された方向へ同時に回転するように前記 一対のモータを制御する遠隔操作玩具。
7 . 前記駆動制御手段は、 前記指示された速度が前記低速域内にて低速側から 高速側に変化すると前記低速側よりも各モータの回転を切り替える周期を短くす る請求の範囲 6に記載の遠隔操作玩具。
8 . ユーザの操作に対応した制御信号を生成し、 送信するコントローラと、 前 記制御信号に基づいて遠隔制御される走行装置を有する模型とを具備する遠隔操 作玩具において、
前記走行装置は、 一対のモータと、 該一対のモータにより個別に駆動される左 右一対の車輪と、 前記制御信号に従って特定される前記速度及び方向の指示に基 づいて前記一対のモータのそれぞれの動作を制御する駆動制御手段とを備え、 前記駆動制御手段は、 前記一対のモータが指示された方向へ交互に回転するよ うに前記一対のモータを制御するとともに、 前記指示された速度が低速側から高 速側に変化すると前記低速側よりも各モータの回転を切り替える周期を短くする 遠隔操作玩具。
9 . 前記駆動制御手段は、 前記指示された速度が高いほど、 駆動中における前 記モータの回転速度を上昇させる請求の範囲 6〜 8のいずれか 1に記載の遠隔操 作玩具。
1 0 . 前記模型が二足歩行型の生物又は機械を模している請求の範囲 6〜 9の いずれか 1に記載の遠隔操作玩具。
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