(57)【要約】  胴体に対して連結される頭部と、前記胴体に対して連結される前側左右及び後側左右の４本の足部と、前記頭部を左右に傾斜させる第１の関節部と、前記胴体に対して後側左右の一方の前記足部を前側に回転し、他方を後側に回転する第２の関節部と、を備える、ロボット装置が提供される。第１の関節部及び第２の関節部を備えることにより、４足歩行の動物の動きを忠実に再現することが可能となる。
2019087567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体に対して連結される頭部と、  前記胴体に対して連結される前側左右及び後側左右の４本の足部と、  前記頭部を左右に傾斜させる第１の間接部と、  前記胴体に対して後側左右の一方の前記足部を前側に回転し、他方を後側に回転する第２の関節部と、  を備える、ロボット装置。
【請求項２】
前記胴体側と前記足部との連結部には、前記足部を前後方向と左右方向に回転させる２軸の回転軸が設けられ、前記２軸の回転軸が１つのボックスに収納される、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記足部の外装には、前記２軸の回転軸の一方の駆動による、前記２軸の回転軸の他方の干渉を回避する溝が設けられ、  前記溝を覆うカバーを備える、請求項２に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記足部は複数の回転軸を備え、前記胴体側と前記足部との連結部に設けられた２軸の前記回転軸と、前記連結部の直下に位置する回転軸とが、前記足部を構成する１つのアームに設けられた、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項５】
前記足部は複数の関節部を備え、任意の関節部に対して他の関節部がリンクを介して接続され、前記任意の関節部の駆動力を受けて前記他の関節部が連動して動く、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項６】
前記任意の関節部は膝に相当する関節部であり、前記他の関節部は足首に相当する間接部である、請求項５に記載のロボット装置。
【請求項７】
前記頭部に設けられた耳を備え、  前記耳の先端が前後方向に回転する、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項８】
前記耳の先端が前後に回転しながら左右に開く、請求項７に記載のロボット装置。
【請求項９】
前記胴体に対して回転駆動される尻尾を備える、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１０】
前記胴体又は前記頭部にユーザが触れたことを検知するセンサを備える、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１１】
前記頭部に目を備え、  前記目は、表示装置と前記表示装置よりも外側に配置されたレンズとを有し、  前記表示装置は、両目のそれぞれに個別に設けられた、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１２】
前記レンズは、前記表示装置の中央に対応する位置と前記表示装置の周辺に対応する位置とで厚さが異なる、請求項１１に記載のロボット装置。
【請求項１３】
充電ステーションと電気的に接続される充電端子を備える、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１４】
着脱可能なバッテリを備える、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１５】
前記バッテリは、第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面とを有し、  前記第１の面と前記第２の面の対応する位置に矩形状の凹みが形成された、請求項１４に記載のロボット装置。
【請求項１６】
前記バッテリは、２つの面が接続される稜線に隣接して形成された凹みを有し、前記凹みによって前記稜線に立壁が形成された、請求項１４に記載のロボット装置。
【請求項１７】
前記胴体を構成するマグネシウムダイキャストのフレームを備える、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１８】
前記フレームは、左右方向に分割される複数の部品から構成される、請求項１７に記載のロボット装置。
【請求項１９】
前記フレームに複数の回路基板が配置された、請求項１７に記載のロボット装置。
【請求項２０】
前記胴体と前記頭部を連結するアームを備え、  前記アームに沿って配線が設けられた、請求項１に記載のロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、ロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、下記の特許文献１には、４足歩行のみならず、２足立ちをも行うことができるロボット装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６６３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかし、上記特許文献１に記載されたロボット装置は、関節数が限定されており、犬などの４足歩行の動物の動きを忠実に再現できない問題があった。【０００５】  そこで、４足歩行の動物の動きを忠実に再現することが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本開示によれば、胴体に対して連結される頭部と、前記胴体に対して連結される前側左右及び後側左右の４本の足部と、前記頭部を左右に傾斜させる第１の間接部と、前記胴体に対して後側左右の一方の前記足部を前側に回転し、他方を後側に回転する第２の関節部と、を備える、ロボット装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】  以上説明したように本開示によれば、４足歩行の動物の動きを忠実に再現することが可能となる。  なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ロボット装置の外観と、関節の回転軸を示す模式図である。
【図２】左後足をロボット装置の左側面から見た状態を示す模式図である。
【図３】図２に示すアームを覆うカバーを取り外した状態を示す模式図である。
【図４】アーム先端部を駆動するための機構を示す模式図である。
【図５】ロボット装置の左側面を示す模式図である。
【図６Ａ】足先の裏側を下から見た状態を示す模式図である。
【図６Ｂ】図６Ａの状態から肉球を取り外した状態を示している。
【図６Ｃ】左前足の付け根の周辺を示す模式図である。
【図７】ロボット装置の頭部を示す模式図である。
【図８Ａ】耳３２０とその周辺を詳細に示す模式図である。
【図８Ｂ】耳３２０の動きを説明するための模式図である。
【図９Ａ】ロボット装置に設けられた尻尾の外観を示す模式図である。
【図９Ｂ】図９Ａの状態から尻尾を取り外した状態を示す模式図である。
【図１０】図７中の一点鎖線Ｉ−Ｉ’に沿った断面を示す模式図である。
【図１１Ａ】ロボット装置の腹の部分を示す模式図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示す状態からカバーを取り外した状態を示す模式図である。
【図１２Ａ】カバーを取り外す様子を示す模式図である。
【図１２Ｂ】カバーを取り外す様子を示す模式図である。
【図１２Ｃ】カバーを取り外す様子を示す模式図である。
【図１３】バッテリの構成を示す模式図である。
【図１４】ロボット装置のフレームと、基板の配置を示す模式図である。
【図１５】ロボット装置のフレームと、基板の配置を示す模式図である。
【図１６】ロボット装置のフレームと、基板の配置を示す模式図である。
【図１７】ロボット装置の胴体から頭部への回路基板の引き回しを示す模式図である。
【図１８】ロボット装置の胴体から頭部への回路基板の引き回しを示す模式図である。
【図１９】ネジと、ネジを隠すカバーを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１０】  なお、説明は以下の順序で行うものとする。  １．関節部の構成  ２．足を動かす機構  ３．耳の構成  ４．尻尾の構成  ５．センサの構成、配置例  ６．目の構成  ７．収納部のカバー（蓋）の構成  ８．バッテリの構成  ９．フレーム、基板、配線の引き回しの構成  １０．ネジを隠す構成
【００１１】  １．関節部の構成  図１は、ロボット装置１０００の外観と、関節の回転軸を示す模式図である。ロボット装置１０００は、サーボモータ等の電動モータにより駆動される４本の足１００，１１０，１２０，１３０を備える。
【００１２】  図１に示すように、ロボット装置１０００は、複数の関節部を備える。ここで、説明の便宜上、ロボット装置１０００をその動きから右前足系統、左前足系統、右後足系統、左後足系統、本体（Ｂｏｄｙ）系統、頭系統に分類することにする。右前足系統は、関節部１０２、関節部１０４、関節部１０６を有する。左前足系統は、関節部１１２、関節部１１４、関節部１１６を有する。右後足系統は、関節部１２２、関節部１２４、関節部１２６を有する。左後足系統は、関節部１３２、関節部１３４、関節部１３６を有する。また、本体系統は、関節部１４２を有する。頭系統は関節部１５２、関節部１５４、関節部１５６、関節部１５８を有する。これらの各系統は、胴体１４０に対して連結されている。なお、図１に示す各関節部は、電動モータにより駆動される主要な関節部を示している。ロボット装置１０００は、図１に示す関節部の他にも、他の関節部の動きに従って従動的に動く関節部を有する。また、ロボット装置１０００は、口、耳、尻尾などの複数の可動部を有し、これらの可動部も電動モータ等によって駆動される。
【００１３】  図１では、各関節部を円筒で示している。各関節部において、円筒の中心軸が関節部の回転軸に対応している。
【００１４】  本実施形態では、従前のロボット装置に対して、関節部の数を増やしている。頭系統では、関節部１５２が設けられていることにより、ロボット装置１０００を正面から見た場合に、首を左右に傾ける動作が実現される。また、本体系統では、関節部１４２が設けられていることにより、ロボット装置１０００を上から見た場合に、腰を左右に振る動きが実現される。これにより、ロボット装置１０００による、今まで以上に多彩な動きを実現することが可能である。
【００１５】  各関節部は、サーボモータ等の電動モータ（以下、単にモータという）によって駆動される。なお、駆動源は特に限定されるものではない。各関節部のモータは、ギヤ機構、及びモータを駆動するためのマイクロコントローラとともに、１つのボックス（箱）に収められている。ボックスは、樹脂材料（プラスチックなど）から構成される。モータとギヤ機構を１つのボックスの中に収納して密閉することで、ロボット装置１０００の静粛性を高めることが可能である。
【００１６】  モータ、ギヤ機構、マイクロコントローラを収納するボックスとして、２軸のボックスと１軸のボックスがある。右後足系統を例に挙げると、関節部１３２と関節部１３４のモータ、ギヤ機構、マイクロコントローラは、１つのボックス２００に収納されており、このボックス２００は２軸の回転軸を構成する。一方、関節部１３６のモータ、ギヤ機構、マイクロコントローラは、１つのボックス２１０に収納されており、このボックス２１０は１軸の回転軸を構成する。
【００１７】  本実施形態では、特に２軸の回転軸を１つのボックス２００に収納することで、球体の関節を実現することができる。また、２軸の回転軸を１つのボックスに収納することで、関節部に関わるスペースを抑制することができ、デザインを重視してロボット装置１０００の形状を決定することが可能となる。
【００１８】  上述した右前足系統などの各系統は、各関節部が備えるマイクロコンピュータによって制御される。間接部のうち、例えば頭系統の間接部１５８は、電気的にブレーキがかかるように構成されている。電源オフ時などに間接部１５８が自在に回転できるようになると、頭部が下に降りて、ユーザの手などに当たる可能性がある。間接部１５８にブレーキをかけておくことで、このような事態を回避できる。ブレーキは、電源オフ時に関節部１５８のモータの回転により生じる起電力に基づいて、モータの回転を判定し、モータが回転しようとする方向と逆方向に駆動力を生じさせる方法により実現できる。
【００１９】  ２．足を動かす機構  次に、左後足系統を例に挙げて、足の膝下を動かす機構について詳細に説明する。なお、他の足の構成も左後足系統と同様である。図２は、左後足１３０をロボット装置１０００の左側面から見た状態を示す模式図である。左後足１３０は、アーム１３０ａ、アーム１３０ｂ、アーム先端部１３０ｃから構成されている。アーム１３０ａには、２軸の回転軸を有するボックス２００と、１軸の回転軸を有するボックス２１０の双方が設けられている。
【００２０】  図３は、図２に示すアーム１３０ａを覆うカバー３０２を取り外した状態を示しており、左足のアーム１３０ａを図３中の矢印方向に回転させた状態を示している。なお、図３において、アーム１３０ｂ、アーム先端部１３０ｃの図示は省略している。図３に示すように、２軸の回転軸を有するボックス２００と、１軸の回転軸を有するボックス２１０がアーム１３０ａに設けられている。ボックス２００は回転軸１３２と回転軸１３４を備え、ボックス２１０は回転軸１３６を備える。左後足１３０を駆動するためのモータ等を備えるボックス２００，２１０の全てを１つのアーム１３０ａに集約して配置したことにより、他のアーム１３０ｂのスペースを別の機能のために使用することが可能となり、スペースの有効利用を図ることができる。また、アーム１３０ａの胴体１４０との連結部１３１ａに２軸の回転軸を有するボックス２００を配置したことにより、連結部１３１ｃの外装を球体に構成することが可能となる。
【００２１】  また、図４は、アーム先端部１３０ｃを駆動するための機構を示す模式図であって、図２に示す状態から、アーム１３０ｂに設けられたカバー３００を外した状態を示している。アーム先端部１３０ｃはアーム１３０ｂに対して回転するが、その回転軸１３８にモータは設けられていない。その一方、図４に示すように、アーム１３０ａとアーム１３０ｂが相対的に回転する回転軸１３６と、アーム１３０ｂとアーム先端部１３０ｃが相対的に回転する回転軸１３８との間は、リンク２３０によって連結されている。このため、アーム１３０ａに対するアーム１３０ｂの回転に伴い、アーム先端部１３０ｃが回転する。
【００２２】  具体的に、回転軸１３６のボックス２１０に設けられたモータの駆動力によりアーム１３０ａに対してアーム１３０ｂが回転した場合に、リンク２３０の上側の軸３１０の位置はアーム１３０ａに対して移動しない。このため、例えばアーム１３０ａに対してアーム１３０ｂが矢印Ａ１方向に回転すると、アーム先端部１２０ｃはアーム１２０ｂに対して矢印Ａ２方向に回転する。これにより、アーム１２０ａに対してアーム１２０ｂが矢印Ａ１方向に回転し、右後足の膝を曲げる動作が行われると、足首に相当するアーム先端部１２０ｃが矢印Ａ２方向に回転することになり、膝を曲げてしゃがむときの足首の動きが実現される。
【００２３】  また、このような機構により、例えば左後足を上に持ち上げて歩行する際に、アーム先端部１３０ｃが矢印Ａ２方向に回転し、アーム先端部１３０ｃの先端が持ち上がるため、左足の先端が地面に引っかかることが抑制される。これにより、歩行時に足を持ち上げる量を抑えることができるため、スムーズで早い歩行を実現できる。
【００２４】  図５は、ロボット装置１０００の左側面を示す模式図である。図５に示すように、アーム先端部１３０ｃには、足先１３０ｄが装着されている、足先１３０ｄは、アーム先端部１３０ｃに対して、回転軸１３９を回転中心として矢印Ａ３方向に自由に回転可能とされている。足先１３０ｄは、不図示のバネにより、所定のストッパーの位置まで図５の反時計回り方向に付勢されている。これにより、ロボット装置１０００が歩行する際に、足先１３０ｄが路面（床）の表面を的確に捉えることが可能である。
【００２５】  図６Ａは、足先１３０ｄの裏側を下から見た状態を示す模式図である。足先１３０ｄの裏側には、肉球３１０、肉球３１２が設けられている。肉球３１０、肉球３１２は、いずれもゴム材から構成されており、荷重センサを内蔵している。肉球３１２は、取り外して交換可能とされている。図６Ｂは、図６Ａの状態から肉球３１２を取り外した状態を示している。ユーザは、肉球３１２が摩耗した場合は、肉球３１２を取り外して新品と交換することが可能である。
【００２６】  また、肉球３１２を交換することで、肉球３１０と肉球３１２を異なる材質にしたり、肉球３１２に異なる機能を発揮させることができる。これにより、例えば床の材質等に応じた最適な機能の肉球３１２を装着することもできる。更に、異なる色の肉球３１２に交換することで、ユーザの好みの色に変更することもできる。
【００２７】  図６Ｃは、左前足１１０の付け根の周辺を示す模式図であって、ロボット装置５００の正面側から見た場合の断面を示している。図６Ｃに示すように、左前足１１０の付け根の回転軸１１２及び回転軸１１４は、２軸のボックス２００に収納されている。ボックス２００は、回転軸１１４が左足１１０に固定された状態で、左足１１０に収納されている。また、ボックス２０００は、回転軸１１２が胴体１４０（後述するフレーム４００）に固定されることで、フレーム４００に対して固定されている。
【００２８】  左足１１０のフレーム４００と対向する部分は、上述のように球体の形状とされ、後述するフレーム４０２の凹状の領域４０２ａと対向している。このような構成により、回転軸１１２及び回転軸１１４を駆動することで、フレーム４００に対して左足１１０を自由に回転させることができる。なお、他の足も図６Ｃと同様に構成されている。
【００２９】  図６Ｃに示すように、回転軸１１４が駆動されると、足１１０が矢印Ａ７の方向に駆動される。このとき、回転軸１１２との干渉を回避するため、足１１０の外装には回転軸１１２に対応する溝７４０が設けられている。溝７４０を設けたことにより、回転軸１１４の駆動により、足１１０を矢印Ａ７の方向に回転させることができる。
【００３０】  一方、図６Ｃに示す状態から、足１１０が矢印Ａ７方向に例えば９０°以上回転すると、溝７４０がフレーム４００と対向しない位置まで回転し、溝７４０が外観に露出する場合がある。この場合、溝７４０に異物が挟まる可能性がある。このため、図６Ｃに示すような球体のカバー７５０が設けられている。カバー７５０は、隣接する足１１０の形状に合わせて、球体とされている。このような構成により、２軸の一方の回転軸１１４の駆動により足１１０が自由に回転した場合に、他方の回転軸１１２の干渉を回避するための溝７４０が外部に露出することを回避できる。なお、足１１０の動きに応じてカバー７５０が移動するようにしても良い。また、カバー７５０を所定方向に付勢するばねを設け、カバー７５０が所定のストッパーに当接するようにしておいても良い。
【００３１】  ３．耳の構成  図７は、ロボット装置１０００の頭部１５０、特に顔を示す模式図である。ロボット装置１０００には、耳３２０が設けられている。耳３２０は、モータの駆動力により回転軸３２２を回転中心として矢印Ａ４方向に回転する。また、ロボット装置１０００の耳３２０は、矢印Ａ４方向に回転するとともに、回転軸３２４を回転中心として、正面から見てその先端が左右に開く方向（矢印Ａ５方向）に駆動される。図７において、耳３２０が矢印Ａ５方向に開く角度αを開き角と称する。
【００３２】  図８Ａは、耳３２０とその周辺を詳細に示す模式図である。耳３２０は、内蔵されたモータの駆動により回転軸３２２を回転中心として矢印Ａ４方向に回転する。図８Ａに示すように、耳３２０は、回転軸３２４に対して回転可能とされている。また、耳３２０の根元には、頭部１５０に対して固定された斜行カム３２８が設けられている。耳３２０が回転軸３２２を回転中心として矢印Ａ４方向に回転すると、耳３２０に設けられたカムフォロア３２６が斜行カム３２８上を摺動する。これにより、回転軸３２４を回転中心として耳３２０が矢印Ａ５方向に回転する。
【００３３】  図８Ｂは、耳３２０の動きを説明するための模式図である。耳３２０の開き角αは、回転軸３２２を回転中心として耳３２０が回転する際に、耳３２０の先端がロボット装置１０００の前方に回転するほど大きくなる。一例として、耳３２０の開き角αは、耳３２０の左右への開きが最も閉じている状態を０度とすると、最大２８度まで開くことができる。図８Ｂに示すように、回転軸３２２周りの耳３２０の回転角が０〜７０°の範囲では、耳３２０の開き角は、基本的に０である。一方、カムフォロア３２６は斜行カム３２８に載っているため、回転軸３２２周りの耳３２０の回転角が０〜７０°の範囲であっても、ユーザが耳３２０に手を触れて耳３２０の先端が開く方向に動かすと、開き角αが０〜２８度の自由可動域の範囲で耳３２０は自在に開くことができる。換言すれば、回転軸３２２周りの耳３２０の回転角が０〜７０°の場合、斜行カム３２８からカムフォロア３２６が離れることにより、回転軸３２４を回転中心として、耳３２０は自由可動域の範囲で矢印Ａ５方向に回転できる。
【００３４】  耳３２０が回転軸３２４を回転中心として回転する場合に、開き角αが２８度に達すると、耳３２０が所定のメカストッパーに当たり、耳３２０はそれ以上開くことができない。回転軸３２２周りの耳３２０の回転角が０〜７０°の範囲では、カムフォロア３２６が斜行カム３２８に当接している状態から、カムフォロア３２６が斜行カム３２８から離れ、耳３２０が上述のメカストッパーに当接するまでの範囲が自由可動域になる。
【００３５】  一方、図８Ｂに示すように、回転軸３２２周りの回転角が０〜−９５度の範囲では、回転角が小さくなるほどカムフォロア３２６が斜行カム３２６に沿って上昇し、耳３２０の開き角αが大きくなる。このため、耳３２０が開く方向の自由可動域は小さくなる。そして、回転軸３２２周りの回転角が−９５度になると、耳３２０の開き角は２８度となり、自由可動域は０となる。
【００３６】  以上のように、耳３２０の回転軸３２２周りの回転角に応じて耳３２０の開き角αを変化させることで、耳３２０の動きにより現実味を持たせることができるとともに、ロボット装置１０００の感情表現をより豊かにすることができる。また、耳３２０が開いていない場合においても、耳３２０の開き方向に自由可動域を設けることで、ユーザが耳３２０に触った場合に耳３２０が開くことができ、耳３２０の動きにより現実味を持たせることができる。
【００３７】  ４．尻尾の構成  図９Ａは、ロボット装置１０００に設けられた尻尾３３０の外観を示す模式図である。また、図９Ｂは、図９Ａの状態から尻尾３３０を取り外した状態を示す模式図である。尻尾３３０は、尻尾取付部３４０に装着されている。尻尾取付部３４０は、モータの駆動により矢印Ａ６方向に回転する。尻尾３３０は、シリコンゴムで構成され、根元よりも先端側が太くなっている。尻尾３３０の根元には、尻尾取付部３４０に挿入される穴が設けられている。尻尾３３０は、尻尾取付部３４０に挿入される穴が形成されていない領域では、中実とされている。このように、尻尾３３０をシリコンゴムから構成し、根元よりも先端側を太くし、中実に構成したことで、先端側が重くなっている。このため、尻尾取付部３４０が矢印Ａ６方向に駆動されると、尻尾３３０が適度に振動する。また、ロボット装置１０００が歩行した際にも、尻尾３３０は適度に振動する。尻尾３３０が適度に振動することで、ユーザは、ロボット装置１０００に対する親近感、愛着を持つことができる。
【００３８】  ５．センサの構成、配置例  ロボット装置１０００は、各種センサを備えている。図５に示す、ロボット装置１０００の背中３４４には、広範囲に渡り感圧センサと静電センサが設けられている。感圧センサとして、数十グラム〜数千グラム程度の荷重を検出可能なものが配置されている。静電センサと感圧センサを共に背中３４４に設けることで、ユーザが背中３４４を撫でたり、叩いたりした場合に、ユーザの動作を確実に検出することができる。
【００３９】  特に、静電センサと感圧センサを併用することで、誤検出の発生を抑制することが可能である。例えば、ロボット装置１０００が歩行している場合に、振動を検知することで感圧センサがユーザの手を誤検知してしまう可能性がある。このような場合、静電センサにより手が検知されていなければ、感圧センサの反応を無視することが可能である。ロボット装置１０００が静止している場合は、感圧センサによる誤検知の可能性は低いため、静電センサを用いることなく、感圧センサによる検知のみに基づいてユーザの手を検出しても良い。
【００４０】  ロボット装置１０００の背中に配置された感圧センサと静電センサは、いずれも背中３４４のカバー３４４ａの内側に内蔵されている。感圧センサ及び静電センサの外側に配置されたカバー３４４ａの表面には、シリコンゴムからなる被覆が設けられている。この被覆には、網目状の微細な模様が設けられている。このような構成により、ユーザが背中に触った場合に「サラサラ感」を与えることができ、触感を良好にすることが可能となる。これにより、ユーザとロボット装置１０００とのインタラクションにおいて、ユーザがロボット装置１０００により触りたくなるような触感を与えることができ、ユーザの感情をより良く伝えることができる。
【００４１】  図７において、頭頂部から鼻に至る一点鎖線で囲んだ領域３５２には、静電センサが内蔵されている。また、図１７に示すように、顎の一点鎖線で囲んだ領域３５４にも、静電センサが内蔵されている。このため、頭頂部から鼻に至る領域３５２、または顎の領域３５４をユーザが撫でたりした場合も、ユーザの動作を確実に検出することができる。
【００４２】  ロボット装置１０００は、ユーザに撫でられると、その動作を報酬として認識することができる。これにより、ロボット装置１０００が、撫でられる前に行った直前の動作をより多く行うことも可能である。
【００４３】  図７に示すように、ロボット装置１０００の鼻には、カメラ７００が装着されている。また、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、ロボット装置１０００の背中にも、尻尾３３０の前側にカメラ７１０が装着されている。ロボット装置１０００は、カメラ７００，７１０により周辺を撮像することで、周辺の人や物体を認識することができる。
【００４４】  また、ロボット装置１０００の鼻の周囲には、人感センサ、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が設けられている。例えば、人感センサは、５ｍ先までの人の温度を検知することができる。ロボット装置１０００は、これらのセンサによりユーザを検知することができる。更に、ロボット装置１０００は、照度を検出する照度センサも備えている。
【００４５】  また、ロボット装置１０００は、胴体と頭にジャイロセンサ（加速度センサ）を備えている。これにより、ロボット装置１０００は、自身の姿勢を検知することができる。更に、ロボット装置１０００は、ジャイロセンサにより、落下の検知、ユーザによる抱き上げの検知も行うことができる。
【００４６】  ロボット装置１０００の頭部には、マイクロフォンが５か所に埋め込まれており、各マイクロフォンの位置に対応して、頭部の外装には孔が設けられている。具体的に、左右２箇所ずつにマイクロフォンが内蔵され、残りのマイクロフォンは後頭部に内蔵されている。一般的に、３つのマイクロフォンから音を取得することで、音源の位置を推測することが可能である。
【００４７】  例えば、ロボット装置１０００の右側から声がかかると、ロボット装置１０００の頭部が右に向くように頭系統の関節部１５２、関節部１５４、関節部１５６、関節部１５８が制御される。マイクロフォンを頭部に埋め込むことで、頭部の自然な動きを実現することができる。
【００４８】  ６．目の構成  図７に示すロボット装置１０００の目３５０は、ロボット装置１０００の動作に応じて、様々な動きや表示を行うように構成されている。このため、ロボット装置１０００は、左右のそれぞれの目３５０に自発光型の表示装置（ＯＬＥＤ）３５２を備えている。図１０は、図７中の一点鎖線Ｉ−Ｉ’に沿った断面を示す模式図である。図１０に示すように、ロボット装置１０００の目３５０は、ＯＬＥＤ３５２、レンズ３５４、カバーガラス３５６を有して構成されている。
【００４９】  ＯＬＥＤ３５２、レンズ３５４、カバーガラス３５６は、左右の目３５０のそれぞれに設けられている。平面的な表示装置を左右の目に共通に設けた場合、両目が平面的な配置となってしまい、両目を立体的に構成することができなくなる。本実施形態では、左右の目３５０のそれぞれに個別にＯＬＥＤ３５２を設けたことにより、左右の目３５０の向きを最適に配置することができ、左右の目３５０を立体的に構成することができる。
【００５０】  ＯＬＥＤ３５２は、目３５０の瞬き、白目、黒目、黒目の動きなど、目３５０に関する表示を行う。レンズ３５４は、ＯＬＥＤ３５２の表示を拡大し、ＯＬＥＤ３５２の表示に広がりが出るように光を屈折させる。
【００５１】  レンズ３５４は、表側の面が凸状の曲面で構成されており、ＯＬＥＤ３５２の表示は曲面で反射する。これにより、眼球の球体が表現されている。図１０に示すように、レンズ３５４の厚さは、中央ほどが厚く、周辺ほど薄く構成されている。中央と周辺でレンズ３５４の厚さを変えることで、レンズ３５４の表面と裏面で曲率が異なることになり、レンズ効果を生じさせることができる。また、ユーザが目３５０を見た場合に、上述のような表示の広がりを出すことが可能となる。また、ＯＬＥＤ３５２の前面が埋まるように隙間無くレンズ３５４を配置すると、レンズ効果が強くなりすぎてしまうが、レンズ３５４とＯＬＥＤ３５２の間に空間を設けていることで、レンズ効果を適正にすることが可能となる。
【００５２】  ＯＬＥＤ３５２による表示は平面的であるが、レンズ３５４の曲面に座標変換をすることで、球体の所望の位置に表示が行われる。従って、レンズ３５４上でのピッチ角、ヨー角を制御することで、黒目の位置をユーザに向けるような制御も可能となる。
【００５３】  カバーガラス３５６は、厚さが均一な、透明な樹脂材料等から構成されている。カバーガラス３５６の表面は、隣接するロボット装置１０００の頭部の表面と連続する曲面を構成している。これにより、ユーザが目３５０とその周辺を触った場合においても、ユーザが段差を感じることがなく、違和感が生じることを抑制できる。
【００５４】  ７．カバー（蓋）の構成  図１１Ａは、ロボット装置１０００の腹の部分を示す模式図である。ロボット装置１０００の腹には、充電ステーションと接触して給電を受けるための接触端子３６０，３６２，３６４が設けられている。接触端子３６０，３６２，３６４の後ろ側には、例えばバッテリ３８０を収納することができ、バッテリ３８０はカバー３７０を取り外すことにより外部に露出する。また、カバー３７０を取り外すことにより、ユーザは、各種端子や操作キーにアクセスすることが可能となる。図１１Ｂは、図１１Ａに示す状態からカバー３７０を取り外した状態を示す模式図である。
【００５５】  図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃは、カバー３７０を取り外す様子を示す模式図である。一般的な電気製品とは異なり、カバー３７０には爪を引っかけて取り外すような構造は設けられていない。カバー３７０を取り外す際には、先ず、図１２Ａに示すように、カバー３７０の後足側の端部を指で押す。これにより、図１２Ｂに示すように、カバー３７０の前側の端部が持ち上がる。従って、図１２Ｃに示すように、カバー３７０の前側の端部を引き上げることで、カバー３７０を取り外すことができる。
【００５６】  ８．バッテリの構成  図１３は、バッテリ３８０の構成を示す模式図である。図１３に示すように、バッテリ３８０は、略直方体形状を成し、直方体の６つの辺のうちの２つが曲面から構成されている。バッテリ３８０は、ロボット装置１０００と電気的に接続される６つの端子３８０ａを備えている。６つの端子３８０ａを設けたことにより、扱う電力量が大きいロボット装置１０００に対しても、確実に電力を供給することが可能である。
【００５７】  また、バッテリ３８０の対向する２つの面３８２，３８４には、矩形の凹み３８６，３８８が設けられている。凹み３８６，３８８は、２つの面３８２，３８４の対向する位置に設けられている。これにより、例えば人差し指と親指で凹み３８６，３８８を掴むことができ、バッテリ３８０のロボット装置１０００への着脱を容易に行うことができる。
【００５８】  また、バッテリの面３０５には、凹み３９０が形成されることにより、立壁３９２が設けられている。これにより、立壁３９２に指をかけてロボット装置１０００からバッテリ３８０を取り外すことも可能となる。
【００５９】  ６つの端子３８０ａの先端には、配置凹部３９４が形成されている。配置凹部３９４は、６つの端子３８０ａと、各端子３８０ａに接続されるロボット装置１０００側の接続端子との接続方向に開口されている。配置凹部３９４は、配置凹部形成面３９６，３９８により形成されている。配置凹部形成部３９６，３９８の少なくとも一部は、配置凹部３９４が開口する方向において、端子３８０ａから離隔するに従って配置凹部３９４の開口面積が大きくなる傾斜面として形成されている。なお、バッテリ３８０の筐体は、例えば上ケースと下ケースが上下で結合されて構成される。筐体の収容空間には複数のセル、セルを分離して配置するためのセパレータ、セルに接続される接続板金、回路基板等が配置されている。バッテリ３８０の基本的な構成は、例えば特許第６１９１７９５号に記載されたバッテリと同様に構成することができる。
【００６０】  ９．フレーム、基板、配線の引き回しの構成  図１４〜図１６は、ロボット装置１０００のフレーム４００と、基板５００の配置を示す模式図である。一例として、フレーム４００はマグネシウムダイキャストから構成され、主に４つの部品４０２，４０４，４０６，４０８から構成されている。図１４〜図１６は、同一のフレーム４００について、見る方向を変えて示しているが、図１５及び図１６では、部品４０６，４０８の図示を省略している。
【００６１】  部品４０２，４０４のそれぞれには、凹状の領域４０２ａ，４０４ａが形成されており、領域４０２ａ，４０４ａのそれぞれには、左前足の関節部１１２，１１４、右前足の関節部１０２，１０４が連結される。また、部品４０８にも凹部４０８ａが配置されており、凹部４０８ａには、右後足１２０の関節部１２２，１２４が連結される。部品４０６にも、部品４０８と同様に、左後足１３０の関節部１３２，１３４が連結される凹部が設けられている。フレーム４０６，４０８は、関節部１４２のモータの駆動力により、鉛直方向の回転軸を回転中心として、フレーム４０２，４０４に対して回転する。これにより、上述したように、ロボット装置１０００を上から見た場合に、腰を左右に振る動きが実現される。
【００６２】  フレーム４００をマグネシウムダイキャストから構成したことにより、板金で構成した場合に比べてロボット装置１０００の剛性をより高めることができる。
【００６３】  図１４〜図１６に示すように、フレーム４００には、回路基板５００，５０２，５０４，５０６，５０８，５０９が配置されている。フレーム４００に対して回路基板５００，５０２，５０４，５０６，５０８，５０９を分散して配置したことにより、放熱効果を向上することができる。
【００６４】  また、通常、ロボット装置１０００のフレームは、箱状の筐体から構成される場合が多いが、本実施形態では、箱状の筐体ではなく、マグネシウムダイキャストの部品４０２，４０４，４０６，４０８からフレームを構成するため、回路基板５００，５０２，５０４，５０６，５０８，５０９の配置の自由度を大幅に高めることができる。
【００６５】  また、図１７及び図１８は、ロボット装置１０００の胴体から頭部への回路基板５１０の引き回しを示す模式図である。図１７に示すように、ロボット装置１０００の胴体１４０と頭部１５０を接続する回路基板５１０は、関節部１５６と関節部１５８を連結するアーム１７０に沿って設けられている。回路基板５１０は、頭部１５０が胴体１４０に対して動くため、フレキシブル基板（ＦＰＣ）から構成されることが望ましい。図１８に示すように、回路基板５１０は２つの回路基板５１２，５１４に分離されており、頭部１５０に設けられた別の回路基板に接続される。
【００６６】  ロボット装置１０００のメインとなる回路基板は胴体側に設けられている。一方、頭部１５０には各種センサや目の表示装置等が集中しているため、比較的配線本数の多い回路基板５１０が用いられる。
【００６７】  １０．ネジを隠す構成  ロボット装置１０００は、組み立ての際にネジが用いられているが、各ネジは外観に露出しないように全て隠されている。このため、全てのネジは、外装のカバーの内部に配置されている。図１９は、ネジ６００と、ネジ６００を覆うカバー６１０を示す模式図である。ネジ６００及びカバー６１０は、外装の任意のカバーを外すと出現する。図１９に示すカバー６１０は、ネジ６００を隠すとともに、ネジ６００の緩みを防止する機能を有する。
【００６８】  図１９に示すように、ネジ６００の頭の側面には凹凸部６０２が形成されている。カバー６１０には、ネジ６００の頭が挿入される孔６１２が設けられ、孔６１２の内周にはネジ６００の頭の外周の凹凸部６０２に対応する凹凸部６１４が設けられている。
【００６９】  また、ネジ６００の周囲の外装には、凹部６２０が形成されている。カバー６１０には、凹部６２０に対応する凸部６１６が設けられている。これにより、カバー６１０をネジ６００に被せると、ネジ６００の頭の凹凸部６０２にカバー６１０の凹凸部６１４が嵌るとともに、外装の凹部６２０にカバー６１０の凸部６１６が嵌る。これにより、ネジ６００の緩みを抑えることができる。
【００７０】  以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７１】  また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【００７２】  なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。（１）  胴体に対して連結される頭部と、  前記胴体に対して連結される前側左右及び後側左右の４本の足部と、  前記頭部を左右に傾斜させる第１の間接部と、  前記胴体に対して後側左右の一方の前記足部を前側に回転し、他方を後側に回転する第２の関節部と、  を備える、ロボット装置。（２）  前記胴体側と前記足部との連結部には、前記足部を前後方向と左右方向に回転させる２軸の回転軸が設けられ、前記２軸の回転軸が１つのボックスに収納される、前記（１）に記載のロボット装置。（３）  前記足部の外装には、前記２軸の回転軸の一方の駆動による、前記２軸の回転軸の他方の干渉を回避する溝が設けられ、  前記溝を覆うカバーを備える、前記（２）に記載のロボット装置。（４）  前記足部は複数の回転軸を備え、前記胴体側と前記足部との連結部に設けられた２軸の前記回転軸と、前記連結部の直下に位置する回転軸とが、前記足部を構成する１つのアームに設けられた、前記（１）〜（３）のいずれかに記載のロボット装置。（５）  前記足部は複数の関節部を備え、任意の関節部に対して他の関節部がリンクを介して接続され、前記任意の関節部の駆動力を受けて前記他の関節部が連動して動く、前記（１）〜（４）のいずれかに記載のロボット装置。（６）  前記任意の関節部は膝に相当する関節部であり、前記他の関節部は足首に相当する間接部である、前記（５）に記載のロボット装置。（７）  前記頭部に設けられた耳を備え、  前記耳の先端が前後方向に回転する、前記（１）〜（６）のいずれかに記載のロボット装置。（８）  前記耳の先端が前後に回転しながら左右に開く、前記（７）に記載のロボット装置。（９）  前記耳の開く角度は、前記耳が前側に回転するほど大きくなる、前記（８）に記載のロボット装置。（１０）  前記胴体に対して回転駆動される尻尾を備える、前記（１）〜（９）のいずれかに記載のロボット装置。（１１）  前記尻尾は、シリコンゴムから構成され、前記胴体側の根元から先端に向けて太くなる、前記（１０）に記載のロボット装置。（１２）  前記胴体又は前記頭部にユーザが触れたことを検知するセンサを備える、前記（１）〜（１１）のいずれかに記載のロボット装置。（１３）  前記センサは、感圧センサと静電センサの組み合わせによって構成される、前記（１２）に記載のロボット装置。（１４）  前記頭部に目を備え、  前記目は、表示装置と前記表示装置よりも外側に配置されたレンズとを有し、  前記表示装置は、両目のそれぞれに個別に設けられた、前記（１）〜（１３）のいずれかに記載のロボット装置。（１５）  前記レンズは、前記表示装置の中央に対応する位置と前記表示装置の周辺に対応する位置とで厚さが異なる、前記（１４）に記載のロボット装置。（１６）  充電ステーションと電気的に接続される充電端子を備える、前記（１）〜（１５）のいずれかに記載のロボット装置。（１７）  着脱可能なバッテリを備える、前記（１）〜（１６）のいずれかに記載のロボット装置。（１８）  前記バッテリは、第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面とを有し、  前記第１の面と前記第２の面の対応する位置に矩形状の凹みが形成された、前記（１７���に記載のロボット装置。（１９）  前記バッテリは、２つの面が接続される稜線に隣接して形成された凹みを有し、前記凹みによって前記稜線に立壁が形成された、前記（１７）又は（１８）に記載のロボット装置。（２０）  前記バッテリが収納される収納部と、  前記収納部を塞ぐ蓋と、を備え、  前記蓋の端部が押されると、前記端部の反対側が持ち上がり、前記蓋が取り外し可能になる、前記（１７）〜（１９）のいずれかに記載のロボット装置。（２２）  前記胴体を構成するマグネシウムダイキャストのフレームを備える、前記（１）〜（２１）のいずれかに記載のロボット装置。（２３）  前記フレームは、左右方向に分割される複数の部品から構成される、前記（２２）に記載のロボット装置。（２４）  前記フレームに複数の回路基板が配置された、前記（２２）又は（２３）に記載のロボット装置。（２５）  前記胴体と前記頭部を連結するアームを備え、  前記アームに沿って配線が設けられた、前記（１）〜（２５）のいずれかに記載のロボット装置。
【符号の説明】
【００７３】  １００，１１０，１２０，１３０    足  １０２，１０４，１０６，１１２，１１４，１１６，１２２，１２４，１２６，１３２，１３４，１３６，１４２，１５２，１５４，１５６，１５８    間接部。  １４０    胴体  １５０    頭部  １０００    ロボット装置
【図１】
2019087567.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
2019087567.tif 000011
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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