(57)【要約】【課題】  本発明は、簡易な構成で感情表出を行い得るロボット装置及びその制御方法を実現するものである。【解決手段】  上下２分割の瞼を有する瞼開閉部８０を、撮像機能を有する眼球部７２の前方に設けるとともに、当該眼球部７２の後方に設けた瞼回転部９０によって瞼開閉部８０を回転駆動するようにしたことにより、瞼の開閉量及び傾斜角を自在に変化させて様々な表情を表出することができるとともに、表情表出機構全体を簡易化及び小型化することができる。【選択図】        図９
2006289507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
瞼部を開閉駆動して眼球部を隠蔽及び露出する瞼開閉手段と、
上記瞼開閉手段を回転駆動して上記瞼部の傾斜角を可変する瞼回転手段と
を具えることを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
上記瞼部は上瞼及び下瞼で構成され、上記瞼開閉手段は上瞼及び下瞼の双方を開閉駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
上記瞼開閉手段は、上記上瞼及び下瞼を直線的に開閉駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項４】
上記瞼開閉手段は、上記上瞼が閉じ始めた後に上記下瞼を閉じ始める
ことを特徴とする請求項２に記載のロボット装置。
【請求項５】
上記瞼開閉手段は、上記上瞼よりも速い速度で上記下瞼を駆動する
ことを特徴とする請求項４に記載のロボット装置。
【請求項６】
上記瞼開閉手段及び瞼開閉手段は、曲面状の顔面内に収納される
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項７】
上記眼球部は撮像機能を有し
上記瞼開閉手段は上記眼球部の背面側に設けられ、
上記瞼回転手段は上記眼球部とは独立に上記瞼開閉手段を回転駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項８】
ロボット装置の瞼部を開閉駆動して眼球部を隠蔽及び露出する瞼開閉ステップと、
上記瞼部を回転駆動して当該瞼部の傾斜角を可変する瞼回転ステップと
を具えることを特徴とするロボット装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボット装置及びその制御方法に関し、例えばヒューマノイド型のロボットに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、２足歩行型のヒューマノイド型のロボットが多くの企業等において開発され、商品化されている。そしてこのようなロボットの中には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやマイクロホン等の各種外部センサが搭載され、これら外部センサの出力に基づいて外部状況を認識し、認識結果に基づいて自律的に行動し得るようになされたものなどもある。
【０００３】
また近年では、音声認識機能及び対話制御機能が搭載され、ユーザとの間で簡単な日常会話を行い得るようになされたエンターテインメントロボットも多く見受けられるようになってきた。
【０００４】
このようなロボットでは、例えば目や顔に設けられたLEDの発光色を変化させる（例えば怒りを表現する場合は赤で、穏やかな感情を表現するには緑で）ことにより、ロボット自身の感情を表現（いわゆる感情表出）していた。
【０００５】
しかしながら、発光色に対して想起される感情は個人個人で異なるため、ロボットの感情がユーザに対して正確に伝わるとは限らないという問題がある。
【０００６】
このため、ロボットの目部に開閉可能な上下瞼を設けるとともに当該目部の上方に変形可能な眉を設け、当該瞼の開度や眉の形状を変化させることにより感情表出を行うようになされたロボットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３０７７０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上述した構成のロボットでは、回転するアクチュエータからプーリ及び糸を介して瞼及び眉を駆動するようになされており、当該瞼及び眉の駆動機構が複雑かつ大型になるという問題がある。
【０００８】
特に近年ではロボットの小型化が進んでおり、上述した複雑な構成の駆動機構を小型化された頭部に収納することは困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易かつ小型な構成で的確に感情表出を行い得るロボット装置及びその制御方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明においては、瞼部を開閉駆動して眼球部を隠蔽及び露出する瞼開閉手段と、瞼開閉手段を回転駆動して瞼部の傾斜角を可変する瞼回転手段とをロボット装置に設けた。
【００１１】
この結果このロボット装置は、瞼開閉部手段を瞼回転手段で回転させるだけで、瞼部を任意の角度に傾斜させて表情表出を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、瞼部を開閉駆動して眼球部を隠蔽及び露出する瞼開閉手段と、瞼開閉手段を回転駆動して瞼部の傾斜角を可変する瞼回転手段とをロボット装置に設けたことにより、瞼開閉部手段を瞼回転手段で回転させるだけで、瞼部を任意の角度に傾斜させて表情表出を行うことができ、簡易かつ小型な構成で様々な表情を表出することができるロボット装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１４】
（１）ロボットの全体構成
図１及び図２において、１は全体として本実施の形態によるロボットを示し、胴体部ユニット２の上部に首部３を介して頭部ユニット４が連結されると共に、当該胴体部ユニット２の上部左右両側面にそれぞれ腕部ユニット５Ａ、５Ｂが連結され、かつ当該胴体部ユニット２の下部に一対の脚部ユニット６Ａ、６Ｂが連結されることにより構成されている。
【００１５】
この場合、首部３は、図３に示すように、首関節ピッチ軸１０回り、首関節ヨー軸１１回り及び首関節ピッチ軸１２回りの自由度を有する首関節機構部１３により保持されている。また頭部ユニット４は、この首部３の先端部に図３のように首部ロール軸１４回りの自由度をもって取り付けられている。これによりこのロボット１においては、頭部ユニット４を前後、左右及び斜めの所望方向に向かせることができるようになされている。
【００１６】
また各腕部ユニット５Ａは、図１及び図２において明らかなように、上腕部ブロック１５、前腕部ブロック１６及び手先部ブロック１７の３つのブロックから構成され、上腕部ブロック１５の上端部が図３のように肩ピッチ軸１８回り及び肩ロール軸１９回りの自由度を有する肩関節機構部２０を介して胴体部ユニット２に連結されている。
【００１７】
このとき前腕部ブロック１６は、図３のように上腕部ブロック１５に上腕ヨー軸２１回りの自由度をもって連結されている。また手先部ブロック１７は、図３のように前腕部ブロック１６に手首ヨー軸２２回りの自由度をもって連結されている。さらに前腕部ブロック１６には、肘ピッチ軸２３回りの自由度を有する肘関節機構部２４が設けられている。
【００１８】
これによりロボット１においては、これら腕部ユニット５Ａ、５Ｂを全体としてほぼ人間の腕部と同様の自由度をもって動かすことができ、かくして片手を上げた挨拶や腕部ユニット５Ａ、５Ｂを振り回すダンスなどの当該腕部ユニット５Ａ、５Ｂを用いた各種行動を行い得るようになされている。
【００１９】
さらに手先部ブロック１７の先端部には、５本の指部２５がそれぞれ屈曲及び伸長自在に取り付けられており、これによりこれら指部を使って物を摘んだり、把持することができるようになされている。
【００２０】
他方、各脚部ユニット６Ａ、６Ｂは、図１及び図２において明らかなように、大腿部ブロック３０、脛部ブロック３１及び足平部ブロック３２の３つのブロックから構成され、大腿部ブロック３０の上端部が図３のように股関節ヨー軸３３回り、股関節ロール軸３４回り及び股関節ピッチ軸３５回りの自由度を有する股関節機構部３６を介して胴体部ユニット２に連結されている。
【００２１】
このとき大腿部ブロック３０及び脛部ブロック３１は、図３のように脛ピッチ軸３７回りの自由度を有する膝関節機構部３８を介して連結されると共に、脛ブロック３１及び足平ブロック３２は、図３のように足首ピッチ軸３９回り及び足首ロール軸４０回りの自由度を有する足首関節機構部４１を介して連結されている。
【００２２】
これによりロボット１においては、これら脚部ユニット６Ａ、６Ｂを人間の脚部とほぼ同様の自由度をもって動かすことができ、かくして歩行やボールを蹴るなどの脚部ユニット６Ａ、６Ｂを用いた各種行動を行い得るようになされている。
【００２３】
さらに胴体部ユニット２の後側上部には、首部３を囲むようにグリップハンドル２Ａが設けられており、かくしてユーザがこのグリップハンドル２Ａを手掛かりとして、ロボット１全体を持ち上げることができるようになされている。
【００２４】
なおこのロボット１の場合、各股関節機構部３６は、図３のように体幹ロール軸４２回り及び体幹ピッチ軸４３回りの自由度を有する腰関節機構部４４により支持されており、これにより胴体部ユニット２を前後、左右方向に自在に傾かせることもできるようになされている。
【００２５】
ここでロボット１においては、上述のように頭部ユニット４、各腕部ユニット５Ａ、５Ｂ、各脚部ユニット６Ａ、６Ｂ及び胴体部ユニット２を動かすための動力源として、図４に示すように、首関節機構部１３及び肩関節機構部２０等の各関節機構部を含む各自由度を有する部位に、それぞれその自由度数分のアクチュエータＡ１〜Ａ１７が配設されている。
【００２６】
また頭部ユニット４には、後述する瞼の開閉や回転、及び口部を開閉するための動力源として、アクチュエータＡ１８〜Ａ２０が配設されている。
【００２７】
一方胴体部ユニット２には、当該ロボット１全体の動作制御を司るメイン制御部５０と、電源回路及び通信回路などの周辺回路５１と、バッテリ５２（図５）となどが収納されると共に、各構成ユニット（胴体部ユニット２、頭部ユニット４、各腕部ユニット５Ａ、５Ｂ及び各脚部ユニット６Ａ、６Ｂ）内には、それぞれメイン制御部５０と電気的に接続されたサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄが収納されている。
【００２８】
さらに頭部ユニット４には、図５に示すように、このロボット１の「目」として機能する一対のＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ６０Ａ、６０Ｂ及び「耳」として機能するマイクロホン６１などの各種外部センサと、発声装置として機能するスピーカ６２となどがそれぞれ所定位置に配設されている。
【００２９】
また各脚部ユニット６Ａ、６Ｂにおける足平部ブロック３２の裏面や、グリップハンドル２Ａの把持部分等の各所定部位には外部センサとしてのタッチセンサ６３が配設されている。なお、以下においては、各脚分ユニット６Ａ、６Ｂにおける足平部ブロック３２の裏面に設けられたタッチセンサ６３を足底力センサ６３Ｌ、６３Ｒと呼び、グリップハンドル２Ａの把持部分に設けられたタクトスイッチでなるタッチセンサ６３をグリップスイッチ６３Ｇと呼ぶものとする。
【００３０】
さらに胴体部ユニット２内には、バッテリセンサ６４及び加速度センサ６５などの各種内部センサが配設されると共に、各構成ユニット内には、それぞれ各アクチュエータＡ１〜Ａ２０にそれぞれ対応させて、対応するアクチュエータＡ１〜Ａ２０の出力軸の回転角度を検出する内部センサとしてのポテンショメータＰ１〜Ｐ２０が設けられている。
【００３１】
そして各ＣＣＤカメラ６０Ａ、６０Ｂは、周囲の状況を撮像し、得られた画像信号Ｓ１Ａをサブ制御部５３Ｂ（図５において図示せず）を介してメイン制御部５０に送出する一方、マイクロホン６１は、各種外部音を集音し、かくして得られた音声信号Ｓ１Ｂをサブ制御部５３Ｂを介してメイン制御部５０に送出する。また各タッチセンサ６３は、ユーザからの物理的な働きかけや、外部との物理的な接触を検出し、検出結果を圧力検出信号Ｓ１Ｃとして対応するサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄ（図５において図示せず）を介してメイン制御部５０に送出する。
【００３２】
さらにバッテリセンサ６４は、バッテリ５２のエネルギ残量を所定周期で検出し、検出結果をバッテリ残量信号Ｓ２Ａとしてメイン制御部５０に送出する一方、加速度センサ６５は、３軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）の加速度を所定周期で検出し、検出結果を加速度検出信号Ｓ２Ｂとしてメイン制御部５０に送出する。また各ポテンショメータＰ１〜Ｐ２０は、対応するアクチュエータＡ１〜Ａ２０の出力軸の回転角度を検出し、検出結果を所定周期で角度検出信号Ｓ２Ｃ１〜Ｓ２Ｃ２０として対応するサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄを介してメイン制御部５０に送出する。
【００３３】
メイン制御部５０は、ＣＣＤカメラ６０Ａ、６０Ｂ、マイクロホン６１及び各タッチセンサ６３等の各種外部センサからそれぞれ供給される画像信号Ｓ１Ａ、音声信号Ｓ１Ｂ及び圧力検出信号Ｓ１Ｃ等の外部センサ信号Ｓ１と、バッテリセンサ６４、加速度センサ６５及び各ポテンショメータＰ１〜Ｐ２０等の各種内部センサからそれぞれ供給されるエネルギ残量信号Ｓ２Ａ、加速度検出信号Ｓ２Ｂ及び各角度検出信号Ｓ２Ｃ１〜Ｓ２Ｃ２０等の内部センサ信号Ｓ２とに基づいて、ロボット１の外部及び内部の状況や、ユーザの物理的な働きかけの有無等を判断する。
【００３４】
そしてメイン制御部５０は、この判断結果と、予め内部メモリ５０Ａに格納されている制御プログラムと、そのとき装填されている外部メモリ６６に格納されている各種制御パラメータとなどに基づいて続くロボット１の行動を決定し、当該決定結果に基づく制御コマンドを対応するサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄ（図４）に送出する。
【００３５】
この結果、この制御コマンドに基づき、そのサブ制御部５３Ａ〜５３Ｄの制御のもとに、対応するアクチュエータＡ１〜Ａ１７が駆動され、かくして頭部ユニット４を上下左右に揺動させたり、腕部ユニット５Ａ、５Ｂを上に上げたり、歩行するなどの各種行動がロボット１により発現される。
【００３６】
このようにしてこのロボット１は、外部及び内部の状況等に基づいて自律的に行動することができるようになされている。
【００３７】
（２）頭部ユニットの構成
図６及び図７は頭部ユニット４の構成を示し、頭部外装４Ａの前面下方に略半月状の平板でなる口部６９が設けられているとともに、当該頭部外装４Ａの前面には左右の目部７０（左目部７０Ａ及び右目部７０Ｂ）が設けられている。
【００３８】
口部６９は、頭部外装４Ａの内部における２つの目部７０の中間上方に内蔵された口部駆動モータ６９Ａ（アクチュエータＡ１８）によって、その一片を支点として開閉駆動される。
【００３９】
そしてメイン制御部５０（図５）は、スピーカ６２（図５）からの発声に同期して口部６９を開閉させることにより、あたかもロボット１が実際にこの口部６９から音声を発声しているかのような印象をユーザに与え得るとともに、複数のロボット１のうちの発声中の個体を視覚を介してユーザに認識させることができる。
【００４０】
またメイン制御部５０は、後述する上瞼８１及び下瞼８２の開閉や回転に同期して口部６９を開閉することもでき、これにより様々な表情を表出し得るようになされている。
【００４１】
一方目部７０は、図７に示すように、すりばち状に凹んだ眼窩７１の奥に眼球部７２が配設されている。眼窩７１は、図示しないＬＥＤ（Light Emitting Diode）によって照明される。また眼球部７２は、ＣＣＤカメラ６０を内蔵したカメラケース７２Ａと、その前方に設けられた瞳７２Ｂとで構成される。そしてＣＣＤカメラ６０は、カメラケース７２Ａ及び瞳７２Ｂの中央に開口された瞳孔を介して外部を撮像し得るようになされている。
【００４２】
カメラケース７２Ａは、連結部材７２Ｂを介して左右のカメラケース７２Ａが一体に連結され、さらに当該連結部材７２Ｂを介して頭部ユニット４のメインフレーム７５に固定されている。
【００４３】
（３）瞼開閉部の構成
さらに本発明のロボット１では、図７に示すように、上瞼８１及び下瞼８２を眼窩７１と眼球部７２との間の空間内で開閉駆動して、当該眼球部７２を被覆及び露出する瞼開閉部８０（左瞼開閉部８０Ａ及び右瞼開閉部８０Ｂ）を有している。このように本発明のロボット１では、瞼を上瞼８１及び下瞼８２の２つに分離したことにより、瞼一個当たりの開閉の移動量を、瞼が一体の場合に比べて格段に少なくすることができ、ロボット顔面の非常に限られたスペース内に開閉する瞼を組み込む事ができる。
【００４４】
図８及び図９に示すように、瞼開閉部８０においては、上瞼８１及び下瞼８２はそれぞれ上瞼ガイド軸８４Ａ及び下瞼ガイド軸８４Ｂに支持されて上下に摺動し、上下の瞼があたかも開閉するかのような直線運動を行う。さらに、上瞼８１の先端部８１Ａは上瞼抑え８５Ａと瞼開閉部シャーシ８３との間で保持され、これにより上瞼８１は瞼開閉部シャーシ８３に対して常に平行な状態で往復移動する。同様に、下瞼８２の先端部８２Ａは下瞼ガイドに挟み込まれるように保持され、これにより下瞼８２も瞼開閉部シャーシ８３に対して常に平行な状態で往復移動する。
【００４５】
そして、上瞼８１にはラック８１Ｂが形成されており、瞼開閉駆動機構８６の最終段ギア８６Ｅに対して歯合している。瞼開閉駆動機構８６は、瞼開閉モータ８６Ｍ（アクチュエータＡ１９）の回転力をウォーム８６Ａ及びギア８６Ｂ〜８６Ｅを順次介して減速しながらラック８１Ｂに伝達し、これにより上瞼８１を開閉駆動する。
【００４６】
また、最終段ギア８６Ｅにはポテンショメータ８６Ｐ（Ｐ１９）が接続されており、当該最終段ギア８６Ｅの回転角に基づいて上瞼８１の開き状態を検出し得るようになされている。
【００４７】
さらに、ギア８６Ｄには摩擦クラッチが内蔵されており、過大なトルクが発生した場合に当該摩擦クラッチが滑り、これにより上瞼８１が所定の移動範囲を超えてストッパーに突き当たった場合や異物が上瞼８１及び下瞼８２の間に挟まった場合等、瞼開閉駆動機構８６内に過大なトルクが発生した場合の機構破損を防止している。
【００４８】
これに加えて瞼開閉部８０は、上瞼８１の閉動作に連動して下瞼８２の閉動作させるための瞼連動リンク８７が、瞼開閉部シャーシ８３のおける開口部下側（下瞼側）に、軸部８７Ｃを介して回動自在に設けられている。また図１０に示すように、上瞼８１におけるラック８１Ｂの裏側（すなわちシャシー側）には上瞼８１の閉動作を瞼連動リンク８７に伝達するための上瞼連動ピン８１Cが突設され、下瞼８２には瞼連動リンク８７の回動動作を当該下瞼８２に伝達するための下瞼連動ピン８２Cが突設されている。さらに、下瞼８２は図示しない付勢ばねによって開方向に常時付勢され、当該下瞼８２の下瞼連動ピン８２Cと瞼連動リンク８７の下瞼側連動端８７Ｂとは常時接触している。
【００４９】
図１０に示す瞼全開状態においては、全開位置にある上瞼８１の上瞼連動ピン８１Cは瞼連動リンク８７の上方にあり、上瞼連動ピン８１Cと瞼連動リンク８７とは接触していない。一方、下瞼８２は付勢ばねによって開方向に付勢されて自然位置（すなわち全開位置）にある。
【００５０】
この状態から、上瞼８１は最終段ギア８６Ｅの回転に連動して下方へと移動して閉じていき、図１１に示すように、当該上瞼８１が半分程度まで閉じた時点で上瞼連動ピン８１Cと上瞼側連動端８７Ａとが接触する。これ以降、瞼連動リンク８７は下瞼８２を上瞼８１に連動して閉動作させる。
【００５１】
すなわち図１２に示すように、瞼連動リンク８７は、上瞼連動ピン８１Cによる上瞼側連動端８７Ａの押し下げに応じて反対側の下瞼側連動端８７Ｂが持ち上がり、これにより下瞼側連動端８７Ｂが下瞼連動ピン８２Cを押し上げて下瞼８２を上昇（閉動作）させていく。そして図１３に示すように、上瞼８１と下瞼８２とが接触して瞼が完全に閉じた状態となる。
【００５２】
このように瞼開閉部８０は、上瞼８１の動きを瞼連動リンク８７を介して下瞼８２に伝達することにより、片目当たり１個の瞼開閉モータ８６Ｍで上瞼８１及び下瞼８２の双方を駆動することができる。
【００５３】
また瞼連動リンク８７は、入力端である上瞼側連動端８７Ａと支点である軸部８７Ｃとの間隔に比べて、出力端である下瞼側連動端８７Ｂと軸部８７Ｃとの間隔が大きく設定されており、これにより下瞼８２は上瞼８１に比べて速く移動する。また上述したように、下瞼８２は上瞼８１が半分ほど閉じた状態から閉じ始める。
【００５４】
このため瞼開閉部８０は、図１４（Ａ）に示す瞼全開状態から、先に上瞼８１が閉じ始め（図１４（Ｂ））、当該上瞼８１が半分ほど閉じた時点で下瞼８２が上瞼８１よりも速い速度で移動を開始し（図１４（Ｃ）、最終的に上下瞼が合致して図１４（D）に示す瞼全閉状態となる。
【００５５】
これにより瞼開閉部８０は、片目当たり１個の瞼開閉モータ８６Ｍで、上瞼８１及び下瞼８２をそれぞれ異なる移動開始タイミング及び移動速度で駆動させ、人間の瞼に似た自然な瞼開閉動作を行うことができる。
【００５６】
さらに本発明のロボット１では、左右の瞼をそれぞれ独立して開閉させることにより、例えば図１４（Ｄ）に示すウインク等の様々な表情を表出するようになされている。
【００５７】
（４）瞼回転部の構成
かかる構成に加えて本発明のロボット１では、瞼開閉部８０を回転させることにより瞼を傾斜させ、上述した瞼の開閉と併せて様々な表情を表出するための、瞼回転部９０（左瞼回転部９０Ａ及び右瞼回転部９０Ｂ）を有している（図７〜９）。
【００５８】
図９に示すように瞼回転部９０は、瞼回転モータ９１Mの回転力を減速して回転軸９２に伝達するための瞼回転駆動機構９１と、回転軸９２に接続され当該回転軸９２とともに矢印Ａ方向及びその反対方向に回転する瞼回転部シャーシ９３とを有している。そして瞼回転部９０は、回転軸９２の中心と眼球部７２の中心とが略一致した状態で、取付板９５を介して頭部ユニット４のメインフレーム７５に固定されている。これによりこのロボット１では、片目当たり１個の瞼回転モータ９１Mのみによって、瞼を様々な角度に傾斜させることができる。
【００５９】
このようにこのロボット１では、眼球部７２の前面側に瞼開閉部８０を設けるとともに、当該眼球部７２の背面側に瞼開閉部８０を回転駆動する瞼回転部９０を設けたことにより、眼球部７２のＣＣＤカメラによる撮像機能に何ら影響を及ぼすことなく、瞼を様々な角度に傾斜させて、喜怒哀楽等の様々な表情を表出することができる（図１５（Ａ）〜（Ｃ））。
【００６０】
さらに本発明のロボット１では、左右の瞼を同方向に向けて傾斜させることにより、あたかも横目で見るような表情を表出することができる（図１５（Ｄ））。
【００６１】
（５）動作及び効果
以上の構成において、ロボット１では、開閉自在な瞼を備えた瞼開閉部８０全体を、瞼回転部９０によって回転駆動するようにした。
【００６２】
このためこのロボット１では、瞼開閉部８０を回転させるだけで瞼を任意の角度に傾斜させることができ、この瞼傾斜によって喜怒哀楽等の様々な表情を表出することができる。
【００６３】
これによりこのロボット１では、眉の形状変化によって表出を行う従来のロボットに比べて、表出に必要な駆動機構が極めて簡素になり、その分全体として簡易かつ小型に構築することができる。
【００６４】
そしてこのロボット１では、眼球部７２の前面側に瞼開閉部８０を設けるとともに、当該眼球部７２の背面側に瞼回転部９０を設けることにより、眼球部７２の撮像機能に影響を及ぼすことなく、瞼を様々な角度に傾斜させることができる。
【００６５】
さらにこのロボット１では、２分割した上瞼８１及び下瞼８２を直線的に駆動して瞼の開閉を行うようにした。
【００６６】
実際上、このロボット１は擬人化された略球状の頭部ユニット４を有しており、その顔面は大きくラウンドしているため、目部７０の上下のスペースは極めて小さい。このような小さなスペースに開閉式の瞼を設ける場合、特許文献１で示されるような回転式瞼を用いることが考えられるが、この場合奥行き方向に瞼の収納スペースが必要となる。
【００６７】
しかしながら頭部ユニット４の中心部は、首関節機構部１３や各種電子機器で占められており、これらと頭部外装４Ａとの間隙は小さいため、ここに開閉式の瞼の収納スペースを設けることは困難である。また、瞼開閉部８０の背面側には眼球部７２があるため、収納された瞼が眼球部７２に干渉してしまうという問題もある。
【００６８】
これに対してこのロボット１では、瞼を上下に２分割することで上瞼８１及び下瞼８２それぞれの移動量を削減し、さらに当該上瞼８１及び下瞼８２を瞼開閉部８０のシャーシ８３と平行に直線移動させることで瞼開閉部８０全体の厚さを薄く保ち、かくして、開閉及び回転可能な瞼を、上下方向及び奥行き方向の双方が限られたスペース内に、眼球部７２に干渉することなく配置することができる。
【００６９】
以上の構成によれば、上下２分割の瞼を有する瞼開閉部８０を瞼回転部９０によって回転させることにより、瞼の開閉量及び傾斜角を自在に変化させて様々な表情を表出することができるとともに、表情表出機構を簡易化及び小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ロボットの外観構成を示す斜視図である。
【図２】ロボットの外観構成を示す斜視図である。
【図３】ロボットの外観構成を示す概念図である。
【図４】ロボットの内部構成を示すブロック図である。
【図５】ロボットの内部構成を示すブロック図である。
【図６】頭部ユニットの構成を示す略線図である。
【図７】頭部ユニットの内部構成を示す略線図である。
【図８】瞼開閉部の構成を示す略線図である。
【図９】瞼開閉部及び瞼回転部の構成を示す斜視図である。
【図１０】上下瞼の連動機構を示す略線図である。
【図１１】上下瞼の連動機構を示す略線図である。
【図１２】上下瞼の連動機構を示す略線図である。
【図１３】上下瞼の連動機構を示す略線図である。
【図１４】瞼の開閉状態を示す略線図である。
【図１５】瞼の傾斜状態を示す略線図である。
【符号の説明】
【００７１】
１……ロボット、２……胴体部ユニット、３……首部、４……頭部ユニット、５Ａ、５Ｂ……腕部ユニット、６Ａ、６Ｂ……脚部ユニット、１３……首関節機構部、２０……肩関節機構部、２４……肘関節機構部、３２……足平部ブロック、３６……股関節機構部、３８……膝関節機構部、４１……足首関節機構部、５０……メイン制御部、６０……ＣＣＤカメラ、７０……目部、７１……眼窩、７２……眼球部、８０……瞼開閉部、８１……上瞼、８２……下瞼、８６……瞼開閉駆動機構、９０……瞼回転部、９１……瞼回転駆動機構、９２……回転軸、９３……瞼回転部シャーシ。
【図１】
2006289507.tif 000003
【図２】
2006289507.tif 000004
【図３】
2006289507.tif 000005
【図４】
2006289507.tif 000006
【図５】
2006289507.tif 000007
【図６】
2006289507.tif 000008
【図７】
2006289507.tif 000009
【図８】
2006289507.tif 000010
【図９】
2006289507.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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