(57)【要約】【課題】ロボットが斜面を走行している間、表示部が向いている方向をロボットの走行方向と一致させる。【解決手段】加速度センサーは、重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び重力方向に直交するメイン筐体の走行方向の第２加速度を検知し、制御回路は、メイン筐体を回転させてメイン筐体を走行させている間に、ある期間において第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、ある期間における第１加速度の積算値及び第２加速度の積算値に基づき、メイン筐体が走行する斜面の傾斜角度を判断し、シャフトを中心にメイン筐体を回転させる第２駆動機構とは独立した第１駆動機構を制御して、傾斜角度に相当する角度、シャフトを回転させて表示部を移動させる。【選択図】図１５
2018000845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第１側部に対応する第１球冠部と、
前記第２側部に対応する第２球冠部と、
前記第１球冠部と前記第２球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記シャフトの回転により前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構と、
前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる前記第１駆動機構と独立した第２駆動機構と、
重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度を検知する加速度センサーと、
前記メイン筐体を回転させて前記メイン筐体を走行させている間に、ある期間において前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記ある期間における前記第１加速度の積算値及び前記第２加速度の積算値に基づき、前記メイン筐体が走行する斜面の傾斜角度を判断し、
前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を移動させる制御回路と、を備えたロボット。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記ある期間における前記第１加速度の積算値から第１速度変化量を求め、前記ある期間における前記第２加速度の積算値から第２速度変化量を求め、前記第１速度変化量及び前記第２速度変化量に基づき、前記斜面の傾斜角度を判断する、
請求項１記載のロボット。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の上方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と反対側に超えた場合、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を上方向に移動させる、
請求項１又は２のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の下方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と同方向側に超えた場合、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を下方向に移動させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項５】
前記球帯状のメイン筐体、前記第１球冠部及び前記第２球冠部は、前記球体を構成する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第１側部に対応する第１球冠部と、
前記第２側部に対応する第２球冠部と、
前記第１球冠部と前記第２球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記シャフトの回転により前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構と、
前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる前記第１駆動機構と独立した第２駆動機構と、
重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度を検知する加速度センサーと、
前記メイン筐体を回転させて前記メイン筐体を走行させている間に、ある期間において前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記メイン筐体が斜面を走行していると判断し、
前記ある期間における前記第１加速度の積算値から第１速度変化量を求め、前記ある期間における前記第２加速度の積算値から第２速度変化量を求め、前記第１速度変化量及び前記第２速度変化量に基づき、前記斜面の傾斜角度を判断し、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の上方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と反対側に超えた場合、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を上方向に移動させる制御回路と、を備えたロボット。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の下方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と同方向側に超えた場合、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を下方向に移動させる、
請求項６記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、自己の状態を判断するロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から種々のロボットが提案されている。
【０００３】
特許文献１は、４本の足を有する多足走行ロボットを開示する（例えば、第８頁第１５−１７行など）。特許文献１において、多足走行ロボットは、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度を検出する加速度センサー、及び、３角（Ｒ角、Ｐ角、Ｙ角）方向の回転角速度を検出する角度センサーを備えている（例えば、第８頁第２６行−第９頁第８行など）。前記加速度センサー及び前記角速度センサーに検出結果に基づき（例えば、第９頁第５−１４行など）、ユーザが前記ロボットを抱き上げたことを検出すると、前記ロボットは各足の動きを停止する（例えば、第１０頁第１３−２０行など）。これにより、ユーザの怪我の発生を未然に防止する（例えば、第６頁第１１−１２行など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第００／０３２３６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来技術では、更なる改善が必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の一態様のロボットは、
球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第１側部に対応する第１球冠部と、
前記第２側部に対応する第２球冠部と、
前記第１球冠部と前記第２球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記シャフトの回転により前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構と、
前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる前記第１駆動機構と独立した第２駆動機構と、
重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度を検知する加速度センサーと、
前記メイン筐体を回転させて前記メイン筐体を走行させている間に、ある期間において前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記ある期間における前記第１加速度の積算値及び前記第２加速度の積算値に基づき、前記メイン筐体が走行する斜面の傾斜角度を判断し、
前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を移動させる制御回路と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様により、更なる改善を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本開示に係る一態様を発明するに至った経緯の概要を示す図である。
【図１Ｂ】本開示に係る一態様を発明するに至った経緯の概要を示す図である。
【図１Ｃ】本開示に係る一態様を発明するに至った経緯の概要を示す図である。
【図２Ａ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの外観斜視図である。
【図２Ｂ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの外観正面図である。
【図３Ａ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの内部斜視図である。
【図３Ｂ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットのアームを示す内部平面図である。
【図４】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの第１球冠部及び第２球冠部を回転させるシャフト駆動機構、及びメイン筐体を回転させる筐体駆動機構を示す図である。
【図５Ａ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの第1球冠部及び第２球冠部の連結状態を示す内部斜視図である。
【図５Ｂ】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの第1球冠部及び第２球冠部の連結状態を示す内部正面図である。
【図６】本開示の第１の実施の形態に係るロボットの重り駆動機構を示す図である。
【図７】図６における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットのＡＡ断面図である。
【図８】図６のＣ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットのシャフト駆動機構を示す側面図である。
【図９】図６のＣ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの第１表示部、第２表示部及び第３表示部が前方に傾いた状態を示す側面図である。
【図１０】図６のＣ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの第１表示部、第２表示部及び第３表示部が後方に傾いた状態を示す側面図である。
【図１１】図６のＢ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの筐体駆動機構を示す側面図である。
【図１２】図６のＢ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの直進動作を表す側面図である。
【図１３Ａ】図３ＡのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの重りが中央に位置しているときの前記ロボットの姿勢を示す正面図である。
【図１３Ｂ】図３ＡのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの重りが左方寄りに位置しているときの前記ロボットの姿勢を示す正面図である。
【図１３Ｃ】図３ＡのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの重りが右方寄りに位置しているときの前記ロボットの姿勢を示す正面図である。
【図１４】本開示の第１の実施の形態に係るロボットが適用されたロボットシステムの全体構成の一例を示す図である。
【図１５】本開示の第１の実施の形態に係るロボットを示すブロック図である。
【図１６Ａ】メイン筐体が水平面を一定の目標速度で走行する場合のＹ方向及びＺ方向の走行速度を示す図である。
【図１６Ｂ】メイン筐体が上り斜面を一定の目標速度で走行する場合のＹ方向及びＺ方向の走行速度を示す図である。
【図１６Ｃ】メイン筐体が下り斜面を一定の目標速度で走行する場合のＹ方向及びＺ方向の走行速度を示す図である。
【図１７Ａ】メイン筐体が上り斜面を走行する場合に加速度センサーが出力するＹ方向及びＺ方向の加速度の時間的な推移の一例を示す図である。
【図１７Ｂ】メイン筐体が下り斜面を走行する場合に加速度センサーが出力するＹ方向及びＺ方向の加速度の時間的な推移の一例を示す図である。
【図１８】メイン筐体が走行する走行面の傾斜角度の時間的な推移と、Ｚ方向の加速度から重力成分を除去した値及びその累積値の時間的な推移と、の関係の一例を示す図である。
【図１９】第１の実施の形態における表情角度制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２０Ａ】図１９のＳ１０７において各速度変化量に基づき走行面が上方に傾斜した角度を判断する方法の一例を示す図である。
【図２０Ｂ】図１９のＳ１０７において各速度変化量に基づき走行面が下方に傾斜した角度を判断する方法の一例を示す図である。
【図２１】表情角度調整処理の変形例を示すフローチャートである。
【図２２】第２の実施の形態における表情角度制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２３】一定速度期間判断処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２４Ａ】図２２のＳ３０５において速度変化量に基づき走行面が上方に傾斜した角度を判断する方法の一例を示す図である。
【図２４Ｂ】図２２のＳ３０５において速度変化量に基づき走行面が下方に傾斜した角度を判断する方法の一例を示す図である。
【図２５】第３の実施の形態における表情角度制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示に係る一態様を発明するに至った経緯）
上記のように、特許文献１は、加速度センサー及び角速度センサーを備えた４本の足を有する多足走行ロボットを開示する。特許文献１では、２つの閾値（δ１、δ２）を設けて、加速度センサー及び角速度センサーの検出出力の分散値を３分類し、ロボットが地面上を行動している状態か、持ち上げられた状態か、又は持ち下ろされた状態かを判断している（例えば、第９頁第５−１４行など）。
【００１０】
図１Ａ〜図１Ｃは、本開示に係る一態様を発明するに至った経緯の概要を示す図である。これに対し、本発明者は、図１Ａに示すような球体状のロボット１を検討している。
【００１１】
例えば、このロボット１の外観は球体であり、球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体１０１と、前記第１側部に対応する第１球冠部１０２と、前記第２側部に対応する第２球冠部１０３と、を備えている。このロボット１の内部には、前記第１球冠部１０２と前記第２球冠部１０３とを連結するシャフトを設け、このシャフトにはアームを介して少なくとも前記ロボット１の顔の一部を表示する表示部２０６が取り付けられている。
【００１２】
そして、このロボットの駆動機構として、前記シャフトの回転により前記第１球冠部１０２及び前記第２球冠部１０３を回転させる第１駆動機構は、前記シャフトを中心に前記メイン筐体１０１を回転させる第２駆動機構とは別になっている。前記表示部２０６は、前記第１駆動機構が前記シャフトを回転させることで、前記第１球冠部１０２及び前記第２球冠部１０３の回転と連動して上下方向に移動する。ロボット１は、前記第２駆動機構が前記メイン筐体１０１を回転させることで走行する。
【００１３】
ここで、上記のような構造を持つロボット１が斜面を走行する状況を想定する。
【００１４】
この場合、例えば、斜面を登る負荷により前記ロボット１の走行が抑制され、これに起因して前記メイン筐体１０１の走行速度が低下する。一方で、前記シャフトの回転により前記第１球冠部１０２及び前記第２球冠部１０３を回転させる前記第１駆動機構は、前記シャフトを中心に前記メイン筐体１０１を回転させる前記第２駆動機構とは別であるため、前記第１球冠部１０２及び前記第２球冠部１０３は、前記メイン筐体１０１の回転の影響を受けることはない。そのため、前記第１球冠部１０２及び前記第２球冠部１０３と連動して上下方向に移動する前記表示部２０６も、前記ロボット１が斜面を走行している間中、前記表示部２０６のイニシャル位置から移動しない。
【００１５】
その結果、上記のような構造を持つロボット１が斜面を走行する場合、図１Ｂに示すように、前記表示部２０６が向いている方向が、前記ロボット１の走行方向（矢印に示す斜面と平行な方向）と一致せず、不自然になるという課題があった。かかる課題は、上記のような構造を持つロボット１に固有の課題であるため、上記特許文献１にも言及がなく、従来には存在しなかったと認識している。
【００１６】
本発明者は、上記課題を解決するために、前記ロボット１に加速度センターを設け、加速度センサーにて検知される重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体１０１の走行方向の第２加速度を用いて、前記ロボット１が走行する斜面の傾斜角度を求め、図１Ｃに示すように、前記表示部が向いている方向を前記ロボット１の走行方向に一致させることを検討し、以下の各態様の発明を想到するに至った。
【００１７】
本開示の一態様に係るロボットは、
球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第１側部に対応する第１球冠部と、
前記第２側部に対応する第２球冠部と、
前記第１球冠部と前記第２球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記シャフトの回転により前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構と、
前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる前記第１駆動機構と独立した第２駆動機構と、
重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度を検知する加速度センサーと、
前記メイン筐体を回転させて前記メイン筐体を走行させている間に、ある期間において前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記ある期間における前記第１加速度の積算値及び前記第２加速度の積算値に基づき、前記メイン筐体が走行する斜面の傾斜角度を判断し、
前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を移動させる制御回路と、を備えたものである。
【００１８】
本態様では、まず、前記メイン筐体を回転させて前記メイン筐体を走行させている間に、ある期間において前記重力方向に平行な上下方向の第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記ある期間において前記第１加速度の積算値及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度の積算値から、前記斜面の傾斜角度を求める。
【００１９】
このため、例えば、前記メイン筐体が床面を走行し、その後、斜面を登り、または、斜面を下ることによって、前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合に、前記メイン筐体が走行する斜面の傾斜角度を求めることができる。
【００２０】
本態様では、更に、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を移動させる。
【００２１】
これにより、前記メイン筐体を回転させる駆動機構である前記第２駆動機構を、前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構とは別機構とするロボットにおいて、前記斜面を走行している間、前記表示部が向いている方向を前記ロボットの走行方向と一致させることができる。
【００２２】
（実施の形態）
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図面において、同じ構成要素については同じ符号が用いられている。
【００２３】
（第１の実施の形態）
（全体構成）
図２Ａは、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の外観斜視図である。図２Ｂは、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの外観正面図である。ロボット１は、図２Ａ
及び図２Ｂに示すように、球帯状のメイン筐体１０１と、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３と、を備える。メイン筐体１０１、第１球冠部１０２、及び第２球冠部１０３は全体として球体を構成する。即ち、ロボット１は、球体形状を有する。メイン筐体１０１は、前記球体の右側部（第１側部の一例）と前記左側部に対向する左側部（第２側部の一例）とをカットした球帯状になっている。第１球冠部１０２は、前記球体形状の右側部に対応し、第２球冠部１０３は前記球体形状の左側部に対応する。
【００２４】
また、ロボット１は、図２Ａに示すように、メイン筐体１０１にスピーカ２１８を備え、第１球冠部１０２にカメラ１０４とマイク２１５とを備える。スピーカ２１８は、ロボット１の音声情報を出力する。カメラ１０４は、ロボット１の周辺環境の映像を取得する。マイク２１５は、ロボット１の周辺環境の音声を取得する。尚、本態様では、ロボット１は、メイン筐体１０１にスピーカ２１８を備えるが、これに限らず、メイン筐体１０１、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３のいずれかにスピーカ２１８を備えればよい。本態様では、ロボット１は、第１球冠部１０２にカメラ１０４を備えるが、これに限らず、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３の少なくともいずれか一方にカメラ１０４を備えればよい。本態様では、ロボット１は、第１球冠部１０２にマイク２１５を備えるが、これに限らず、メイン筐体１０１、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３のいずれかにマイク２１５を備えればよい。
【００２５】
図３Ａは、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の内部斜視図である。図３Ｂは、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の第１アーム１０９及び第２アーム１１０を示す内部平面図である。
【００２６】
図３Ａに示すように、ロボット１は、メイン筐体１０１の内部に、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７を備える。第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、固定板金１０８に備え付けられている。図３Ｂに示すように、固定板金１０８は、第１アーム１０９及び第２アーム１１０を介してシャフト１１２に取り付けられている。第１アーム１０９及び第２アーム１１０は、シャフト１１２と直交する方向にシャフト１１２から延びるようにしてシャフト１１２に取り付けられている。第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、例えば、複数の発光ダイオードにより構成される。第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、ロボット１の表情の表示情報を表示する。具体的には、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、前記複数の発光ダイオードの点灯を個別に制御することにより、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ロボット１の顔の一部、例えば、目や口を表示する。図３Ａの例では、第１表示部１０５が左目の画像を表示し、第２表示部１０６が右目の画像を表示し、第３表示部１０７が口の画像を表示している。そして、左目、右目、口の画像は、透明又は半透明の部材からなるメイン筐体１０１を透過し、外部に放射されている。
【００２７】
図３Ａに示すように、ロボット１は、メイン筐体１０１の内部の下方に重り１１１を備える。このため、ロボット１の重心は、メイン筐体１０１の中心から下方に位置する。これにより、ロボット１の動作を安定させることができる。重り１１１を駆動する重り駆動機構２１１（図１５）、及び重り駆動機構２１１（図１５）の動作の詳細は後述する。
【００２８】
次に、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３を回転させるシャフト駆動機構２０７（図１５）について図４、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明する。図４は、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３を回転させるシャフト駆動機構２０７（図１５）、及びメイン筐体を回転させる筐体駆動機構２０９(図１５)を示す図である。図５Ａは、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の第1球冠部１０２及び第２球冠部１０３の連結状態を示す内部斜視図である。図５Ｂは、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の第1球冠部１０２及び第２球冠部１０３の連結状態を示す内部正面図である。
【００２９】
図４において、シャフト駆動機構２０７（図１５）は、メイン筐体１０１の内部に設けられ第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３を連結するシャフト１１２、シャフト１１２に取り付けられた第１ギア１２２（図８）、第１ギア１２２（図８）に取り付けられた駆動ベルト１１３（図８）、駆動ベルト１１３に動力を伝達する第２ギア１２３（図８）、第２ギア１２３（図８）に連結された第１モータ１１４、及び、第１モータ１１４を固定するフレーム１１５を備える。シャフト１１２は、フレーム１１５に対して回転自由な状態で取り付けられている。
【００３０】
図５Ａ及び図５Ｂにおいて、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３はシャフト１１２によって連結されている。一方、図５Ｂにおいて、シャフト１１２とメイン筐体１０１とは固定されていない。従って、シャフト１１２を回転させると、シャフト１１２に連結された第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３は、シャフト１１２に同期して回転するが、メイン筐体１０１は回転しない。また、シャフト１１２は、フレーム１１５（図４）に対して回転自由な状態で取り付けられているので、シャフト１１２を回転させてもフレーム１１５（図４）は回転しない。つまり、メイン筐体１０１が回転してもシャフト１１２及びフレーム１１５（図４）は回転しない。また、フレーム１１５（図４）は、メイン筐体１０１及びシャフト１１２が回転しても、これに連動して回転せず、自重によって姿勢を維持する。また、上述のように、固定板金１０８（図３）は、第１アーム１０９及び第２アーム１１０を介してシャフト１１２に取り付けられている。このため、シャフト１１２の回転、即ち、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３の回転により、固定板金１０８に備え付けられた第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７も第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３に連動して回転する。シャフト駆動機構２０７（図１５）の動作の詳細は、後述する。
【００３１】
次に、メイン筐体１０１を回転させる筐体駆動機構２０９（図１５）について図４を参照して説明する。図４において、筐体駆動機構２０９（図１５）は、メイン筐体１０１に固定された第３ギア１１６、第３ギア１１６と噛み合う第４ギア１１７、第４ギア１１７に連結された第２モータ１１８、及び第２モータ１１８を固定するフレーム１１５を備え、上述のシャフト駆動機構２０７（図１５）とは独立した構成となっている。尚、本態様においては、第３ギア１１６の中心とシャフト１１２の中心とは一致している。筐体駆動機構２０９（図１５）の動作の詳細は、後述する。
【００３２】
次に、重り駆動機構２１１（図１５）について図６及び図７を参照して説明する。図６は、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の重り駆動機構２１１（図１５）を示す図である。図７は、図６における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１のＡＡ断面図である。図６及び図７に示すように、重り駆動機構２１１（図１５）は、重り１１１の一端を支持する第３アーム１１９、重り１１１の他端を支持する第４アーム１２０、第３モータ１２１、及び従動シャフト１３９を備える。従動シャフト１３９及び第３モータ１２１の回転軸１４０は、シャフト１１２と直交するようにして、フレーム１１５に対して回転自由な状態で取り付けられている。従動シャフト１３９は、第３アーム１１９の重り１１１を支持しない側の一端と連結されている。第３モータ１２１の回転軸１４０は、第４アーム１２０の重り１１１を支持しない側の一端と連結されている。なお、本態様においては、第３モータ１２１の回転軸１４０は、フレーム１１５に対して回転自由な状態で取り付けられている。従って、第３モータ１２１の回転軸１４０が回転しても、それに連動してフレーム１１５は回転しない。重り駆動機構２１１（図１５）の動作の詳細は、後述する。
【００３３】
ロボット１は、制御回路２０１（図１５）と図略の電源及び充電器とをさらに備える。制御回路２０１は、ロボット１の各種動作を制御する。制御回路２０１の詳細は、後述する。
【００３４】
ロボット１は、前記充電器により充電される。前記電源は、ロボット１の図略の電源制御部及び前記充電器の充電制御部の制御によって蓄えられる電力を管理する。
【００３５】
次に、シャフト駆動機構２０７（図１５）の動作の詳細について図８から図１０を参照して説明する。
【００３６】
図８は、図６のＣ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１のシャフト駆動機構２０７（図１５）を示す側面図である。図９は、図６のＣ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７が前方に傾いた状態を示す側面図である。図１０は、図６のＣ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７が後方に傾いた状態を示す側面図である。
【００３７】
図８において、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、デフォルト位置において、ロボット１の正面を向いている。第１モータ１１４（図４）を駆動すると、第１モータ１１４に連結された第２ギア１２３が回転する。その動力が駆動ベルト１１３を介して第１ギア１２２に伝達され、第１ギア１２２が固定されたシャフト１１２は第1モータ１１４の駆動に同期して回転する。ここで、図３に示すように、固定板金１０８は、第１アーム１０９及び第２アーム１１０を介してシャフト１１２に取り付けられている。また、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３はシャフト１１２により連結されている（図５Ａ及び図５Ｂ）。このため、シャフト１１２の回転、即ち、第１球冠部１０２（図５Ｂ）及び第２球冠部１０３（図５Ｂ）の回転により、固定板金１０８（図３）に備え付けられた第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７もシャフト１１２に連動して回転する。
【００３８】
図９に示すように、前記デフォルト位置から、矢印１２４及び矢印１２５に示す方向にシャフト１１２を回転させると、第１表示部１０５、第２表示部１０６（図２）及び第３表示部１０７は、矢印１２６が示すように前方に傾く。
【００３９】
一方、図１０に示すように、前記デフォルト位置から、矢印１２７及び矢印１２８に示す方向にシャフト１１２を回転させると、第１表示部１０５、第２表示部１０６（図２）及び第３表示部１０７は、矢印１２９が示すように後方に傾く。
【００４０】
以上のように、ロボット１は、シャフト駆動機構２０７においてシャフト１１２の回転方向、即ち、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３の回転方向を切り替えることにより、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７を前方及び後方のいずれの方向にも傾けることができる。従って、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３の回転方向を切り替えると、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、矢印１２６が示す前方または矢印１２９が示す後方に傾く往復移動を行う。即ち、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、上下方向に往復移動する。
【００４１】
上述のように、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、ロボット１の顔の一部、例えば、目や口を表す。従って、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３の回転方向を切り替えて、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７を上下方向に往復移動させることにより、例えば、ロボット１が息切れしている状態又は眠い状態を表現することができる。この制御を、例えば、前記電源の電力残量が所定値以下になった場合に行えば、ロボット１は、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７に前記顔とは無関係な電力残量に関する情報を表示することなく、前記電源の電力残量が少なくなっていることをユーザに違和感なく伝えることができる。
【００４２】
次に筐体駆動機構２０９（図１５）の動作の詳細について図１１から図１２を参照して説明する。
【００４３】
図１１は、図６のＢ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の筐体駆動機構２０９（図１５）を示す側面図である。図１２は、図６のＢ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボットの直進動作を表す側面図である。図６のＢ視は、右方から左方に向けてロボット１を見た方向を指す。
【００４４】
図１１において、第２モータ１１８（図４）を駆動すると、第２モータ１１８に連結された第４ギア１１７が回転する。そして、その動力が第４ギア１１７に噛み合う第３ギア１１６に伝達される。これにより、第３ギア１１６が固定されたメイン筐体１０１は第２モータ１１８の駆動に同期して回転する。
【００４５】
図１２に示すように、第２モータ１１８（図４）を矢印１３０の方向に回転させると、第４ギア１１７に噛み合う第３ギア１１６は矢印１３１の方向に回転する。そして、第３ギア１１６が固定されたメイン筐体１０１は矢印１３２の方向に回転する。これにより、ロボット１は、矢印１３７方向に前進する。また、矢印１３０とは逆方向に第２モータ１１８を回転させると、ロボット１は矢印１３７方向とは逆方向に後進する。このように、ロボット１は、筐体駆動機構２０９（図１５）において第２モータ１１８の回転方向を切り替えることにより、前後のいずれの方向にも移動できる。
【００４６】
次に重り駆動機構２１１（図１５）の動作の詳細について図１３Ａから図１３Ｃを参照して説明する。
【００４７】
図１３Ａは、図３ＡのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の重り１１１が中央に位置しているときのロボット１の姿勢を示す正面図である。図１３Ｂは、図３ＡのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の重り１１１が左方寄りに位置しているときのロボット１の姿勢を示す正面図である。図１３Ｃは、図３ＡのＡ視における、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の重り１１１が右方寄りに位置しているときのロボット１の姿勢を示す正面図である。図３ＡのＡ視は、前方から後方に向けてロボット１を見た方向を示す。
【００４８】
上述のように、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、デフォルト位置において、ロボット１の正面を向いている（図８参照）。即ち、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７（図３Ａ）は傾いていない。この場合、図１３Ａに示すように、図３ＡのＡ視において、第３アーム１１９とシャフト１１２とが直交した状態にあり、重り１１１は、左右方向の中央に位置している。
【００４９】
図１３Ｂに示すように、第３モータ１２１（図７）を駆動することにより、重り１１１を中央位置からから矢印１３３が示す左方に移動させると、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７（図３Ａ）は矢印１３４が示す左方に傾く。これとは逆方向に第３モータ１２１を駆動することにより、図１３Ｃに示すように、重り１１１を中央位置からから矢印１３５が示す右方に移動させると、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７（図３Ａ）は矢印１３６が示す右方に傾く。
【００５０】
以上のように、重り駆動機構２１１において第３モータ１２１の回転方向を切り替えることにより、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７を左方及び右方のいずれの方向にも傾けることができる。従って、第３モータ１２１の回転方向を切り替えると、ロボット１は、矢印１３４が示す左方または矢印１３６が示す右方に傾く往復動作を行う。即ち、ロボット１は所定の角度において左右方向に回転する。
【００５１】
上述のように、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７は、ロボット１の顔の一部、例えば、目や口を表す。従って、重り１１１を用いてロボット１に右方または左方に傾く往復運動をさせることにより、例えば、ロボット１の機嫌がよい状態を表現し又はロボット１が考え中であることを表現できる。
【００５２】
ここで、重り１１１を用いてロボット１が走行方向を転換する方法について説明する。本態様において、メイン筐体１０１を回転させる筐体駆動機構２０９は、単独では、前記メイン筐体１０１を走行方向に前進または後進させる役割しか果たさない。そのため、前記メイン筐体１０１の走行方向を右方に切り替え又は左方に切り替えることは、筐体駆動機構２０９のみでは実現できない。そこで、ロボット１は、前記メイン筐体１０１の走行方向を右方に切り替えまたは左方に切り替えるために、重り１１１を用いている。即ち、ロボット１は、筐体駆動機構２０９による前進動作又は後進動作、及び、重り駆動機構２１１によるロボット１を左方又は右方に傾ける動作を組み合わせることにより、方向転換を行う。具体的には、重り駆動機構２１１により、重り１１１を中央位置（図１３Ａ）から左方（図１３Ｂ）又は右方（図１３Ｃ）に移動させると、ロボット１の重心位置は中央位置からずれる。この状態で上述の筐体駆動機構２０９による前進動作を行えば、ロボット１は、直進しつつ徐々に重り１１１を移動させた方向に弧を描きつつ前進する。即ち、ロボット１は、左方又は右方に曲がりながら前進することにより、方向転換できる。このように、重り駆動機構２１１はロボット１の方向転換にも用いられる。
【００５３】
次に、図１４を参照しつつ、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１が適用されたロボットシステム１５００の全体構成の一例について説明する。図１４は、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１が適用されたロボットシステム１５００の全体構成の一例を示す図である。ロボットシステム１５００は、クラウドサーバ３、携帯端末４、及びロボット１を備える。ロボット１は例えばＷｉｆｉ（登録商標）の通信を介してインターネットと接続し、クラウドサーバ３と接続する。また、ロボット１は例えばＷｉｆｉ（登録商標）の通信を介して携帯端末４と接続する。ユーザ１５０１は例えば、子供であり、ユーザ１５０２，１５０３は、例えば、その子供の両親である。
【００５４】
携帯端末４は、例えば、ロボット１と連携するアプリケーションがインストールされている。携帯端末４は、アプリケーションを通じて、ユーザ１５０１〜１５０３からロボット１に対する種々の指示を受け付け、当該受け付けた指示をロボット１に行うことができる。
【００５５】
ロボット１は、例えば、携帯端末４からある絵本を子供に読み聞かせる指示があったとすると、その絵本の朗読を開始し、子供に読み聞かせる。ロボット１は、例えば、絵本の読み聞かせ中に子供から何らかの質問を受け付けると、その質問をクラウドサーバ３に送り、その質問に対する回答をクラウドサーバ３から受信し、回答を示す音声を発話する。
【００５６】
このように、ユーザ１５０１〜１５０３は、ロボット１をペットのように取り扱い、ロボット１との触れ合いを通じて、言語学習をすることができる。以降、ユーザ１５０１〜１５０３を総称する場合、ユーザ１５０１と記載する。
【００５７】
次に、図１５を参照しつつ、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１の内部回路の詳細について説明する。図１５は、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１を示すブロック図である。
【００５８】
図１５に示すように、ロボット１は、制御回路２０１、表示部２０６、シャフト駆動機構２０７、シャフト駆動機構制御部２０８、筐体駆動機構２０９、筐体駆動機構制御部２１０、重り駆動機構２１１、重り駆動機構制御部２１２、加速度センサー２１４、マイク２１５、スピーカ２１８、カメラ１０４及び通信部２２０を備える。
【００５９】
制御回路２０１は、メモリ２１３と、ＣＰＵ等のプロセッサで構成された主制御部２０２と、表示情報出力制御部２０５と、時刻を計時する図略のタイマー等を含むコンピュータで構成されている。制御回路２０１は、フレーム１１５（図１３Ａ）の内部に取り付けられている。
【００６０】
メモリ２１３は、例えば、不揮発性の書き換え可能な記憶装置で構成され、ロボット１の制御プログラムなどを記憶する。
【００６１】
主制御部２０２は、メモリ２１３に記憶されているロボット１の制御プログラムを実行する。これにより、主制御部２０２は、走行状態判定部２１、坂面検出部２２、及び表情角度調整部２３として機能する。
【００６２】
加速度センサー２１４は、フレーム１１５（図４）の内部に取り付けられている。加速度センサー２１４は、重力方向に平行な方向（図１３Ａに示すＺ軸に平行な方向）、メイン筐体１０１の走行面に平行なメイン筐体１０１の走行方向を、重力方向に直交する水平面に射影した方向（図１３Ａに示すＹ軸に平行な方向（図１３Ａの紙面表裏方向））、及び前記２方向に直交する方向（図１３Ａに示すＺ軸及びＹ軸に直交するＸ軸に平行な方向）の３方向の加速度を検知する。加速度センサー２１４は、検知した３方向の加速度を主制御部２０２へ出力する。
【００６３】
尚、図４及び図５Ｂにおいて説明したように、フレーム１１５（図４）は、メイン筐体１０１（図５Ｂ）及びシャフト１１２（図５Ｂ）が回転したとしても、これに連動して回転せず、自重によって姿勢を維持する。このため、フレーム１１５（図４）の内部に取り付けられた加速度センサー２１４は、メイン筐体１０１（図５Ｂ）及びシャフト１１２（図５Ｂ）が回転したとしても、常に上記３方向の加速度を検知する。
【００６４】
以降、メイン筐体１０１の走行面に平行なメイン筐体１０１の走行方向を、メイン筐体１０１の走行方向と記載する。メイン筐体１０１の走行方向を重力方向に直交する水平面に射影した方向は、重力方向に直交するメイン筐体１０１の走行方向に相当する。
【００６５】
また、以降、重力方向に平行な方向を上下方向又はＺ方向と記載する。メイン筐体１０１の走行方向を重力方向に直交する水平面に射影した方向を前後方向又はＹ方向と記載する。上下方向（Ｚ方向）及び前後方向（Ｙ方向）に直交する方向を左右方向又はＸ方向と記載する。また、上下方向における上方（図１３Ａに示すＺ軸における上方向）を＋Ｚ方向と記載し、下方（前記Ｚ軸における下方向）を−Ｚ方向と記載する。前後方向における前方（図１３Ａに示すＹ軸における図１３Ａの紙面の表面に向かう方向）を＋Ｙ方向と記載し、後方（図１３Ａに示すＹ軸における図１３Ａの紙面の裏面に向かう方向）を−Ｙ方向と記載する。左右方向における左方（図１３Ａに示すＸ軸における左方向）を＋Ｘ方向と記載し、右方（図１３Ａに示すＸ軸における右方向）を−Ｘ方向と記載する。
【００６６】
マイク２１５は、音を電気信号に変換し、主制御部２０２に出力する。主制御部２０２は、マイク２１５での取得音声からユーザ１５０１の音声の有無を認識し、音声認識結果をメモリ２１３に蓄積することで、音声認識結果を管理する。主制御部２０２は、メモリ２１３に格納された音声認識用データと、取得音声とを照合し、発話内容及び発話したユーザ１５０１を認識する。
【００６７】
スピーカ２１８は、音声の電気信号を物理振動に変換する。主制御部２０２は、所定の音声をスピーカ２１８から出力することで、ロボット１に発話させる。
【００６８】
カメラ１０４は、上述のように、メイン筐体１０１とは独立して駆動する第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３の少なくともいずれか一方に設けられている。このため、カメラ１０４の撮像方向は、シャフト駆動機構２０７によって第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３を回転させることで、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３に連動して回転する第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７と同じ方向に向けることができる。これにより、カメラ１０４は、第１表示部１０５、第２表示部１０６及び第３表示部１０７が存在するロボット１の前方（Ｙ方向）を撮影できる。カメラ１０４は、撮像した画像（以降、撮像画像）を主制御部２０２に出力する。主制御部２０２は、カメラ１０４から取得した撮像画像からユーザの顔の有無、位置、及び大きさを認識し、顔認識結果をメモリ２１３に蓄積することで、顔認識結果を管理する。
【００６９】
主制御部２０２は、音声認識結果や顔認識結果に基づきコマンドを生成し、表示情報出力制御部２０５、シャフト駆動機構制御部２０８、筐体駆動機構制御部２１０、重り駆動機構制御部２１２、及び通信部２２０等に送信する。前記コマンドの詳細は後述する。
【００７０】
表示情報出力制御部２０５は、主制御部２０２から送信されるコマンドに応じたロボット１の表情の表示情報を表示部２０６に表示する。表示部２０６は、図３Ａにおいて説明した第１表示部１０５、第２表示部１０６、及び、第３表示部１０７により構成される。
【００７１】
シャフト駆動機構制御部２０８は、主制御部２０２から送信されるコマンドに応じて、ロボット１のシャフト駆動機構２０７を動作させる。シャフト駆動機構２０７は、図４において説明したシャフト１１２、第１ギア１２２（図８）、駆動ベルト１１３、第２ギア１２３（図８）、第１モータ１１４、及び、フレーム１１５により構成される。シャフト駆動機構制御部２０８及びシャフト駆動機構２０７は、第１駆動機構の一例に相当する。
【００７２】
筐体駆動機構制御部２１０は、主制御部２０２から送信されるコマンドに応じて、ロボット１の筐体駆動機構２０９を動作させる。筐体駆動機構２０９は、図４において説明した、第３ギア１１６、第４ギア１１７、第２モータ１１８、及びフレーム１１５により構成される。筐体駆動機構制御部２１０及び筐体駆動機構２０９は、第２駆動機構の一例に相当する。
【００７３】
重り駆動機構制御部２１２は、主制御部２０２から送信されるコマンドに応じて、ロボット１の重り駆動機構２１１を動作させる。重り駆動機構２１１は、図６及び図７において説明した、第３アーム１１９、第４アーム１２０、第３モータ１２１、及び従動シャフト１３９により構成される。
【００７４】
通信部２２０は、ロボット１をクラウドサーバ３（図１４）に接続させるための通信装置で構成される。通信部２２０としては、例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮの通信装置が採用できるがこれは一例である。通信部２２０は、主制御部２０２から送信されるコマンドに応じてクラウドサーバ３と通信を行う。
【００７５】
（表情角度制御処理の概要）
次に、本開示の第１の実施の形態に係るロボット１における表情角度制御処理の概要について図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ、図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１８を用いて説明する。表情角度制御処理とは、メイン筐体１０１が斜面を走行していると判断した場合に、表示部２０６が向いている方向を、メイン筐体１０１の走行方向と一致するように制御する処理である。
【００７６】
図１６Ａは、メイン筐体１０１が水平面を一定の目標速度Ｖｄで走行する場合のＹ方向及びＺ方向の走行速度Ｖｙ、Ｖｚを示す図である。図１６Ｂは、メイン筐体１０１が上り斜面を一定の目標速度Ｖｄで走行する場合のＹ方向及びＺ方向の走行速度Ｖｙ、Ｖｚを示す図である。図１６Ｃは、メイン筐体１０１が下り斜面を一定の目標速度Ｖｄで走行する場合のＹ方向及びＺ方向の走行速度Ｖｙ、Ｖｚを示す図である。図１７Ａは、メイン筐体１０１が上り斜面を走行する場合に加速度センサー２１４が出力するＹ方向及びＺ方向の加速度Ａｙ、Ａｚの時間的な推移の一例を示す図である。図１７Ｂは、メイン筐体１０１が下り斜面を走行する場合に加速度センサー２１４が出力するＹ方向及びＺ方向の加速度Ａｙ、Ａｚの時間的な推移の一例を示す図である。図１８は、メイン筐体１０１が走行する走行面の傾斜角度の時間的な推移と、Ｚ方向の加速度Ａｚから重力成分「−ｇ」を除去した値Ａ’ｚ及びその累積値Ｒｚの時間的な推移と、の関係の一例を示す図である。
【００７７】
停止状態にあるロボット１のメイン筐体１０１を一定速度で回転するように定速制御することで、メイン筐体１０１を水平面で走行させた後、上り斜面で走行させたとする。この場合、加速度センサー２１４（図１５）が出力するＹ方向の加速度Ａｙ及びＺ方向の加速度Ａｚは、図１７Ａの波形Ｗｙ１、Ｗｚ１に示すように変化する。尚、上述のように、加速度センサー２１４（図１５）は、メイン筐体１０１及びシャフト１１２（図４）の回転によらずに姿勢を維持するフレーム１１５（図４）の内部に取り付けられている。このため、加速度センサー２１４（図１５）は、メイン筐体１０１を水平面、上り斜面、及び下り斜面の何れで走行させたとしても、常に同じ３方向（Ｚ方向、Ｙ方向及びＸ方向）の加速度を出力する。
【００７８】
先ず、ロボット１が停止状態にある場合、加速度Ａｙ、Ａｚは、ロボット１の周囲に存在する人物の動作等によるメイン筐体１０１の走行面の振動の影響を受ける。このため、図１７Ａの期間「停止」の波形Ｗｙ１、Ｗｚ１に示すように、加速度Ａｙは０に近い値で僅かに変動し、加速度Ａｚは、重力加速度の値（「−ｇ」）に近い値で僅かに変動する。尚、重力加速度の向きは−Ｚ方向（下方）であるので、重力加速度の値にマイナスの符号を付けている。以降、重力加速度の値を重力成分「−ｇ」と記載する。
【００７９】
メイン筐体１０１が回転を開始し、水平面に沿って、重力方向と直交する水平方向へ移動するようになると、メイン筐体１０１の走行方向の速度Ｖ（以降、走行速度Ｖ）は、０から次第に上昇して、図１６Ａに示すように、やがて、目標速度Ｖｄに安定する（Ｖ＝Ｖｄ）。
【００８０】
この場合、メイン筐体１０１の走行方向とＹ方向とが平行であるので、メイン筐体１０１のＹ方向の走行速度Ｖｙは、走行速度Ｖと同様、０から次第に上昇して、やがて目標速度Ｖｄに安定する（Ｖｙ＝Ｖｄ）。一方、メイン筐体１０１の走行方向は、水平面上のゴミにメイン筐体１０１が乗り上げたとき等を除いてＺ方向には略変化しないので、メイン筐体１０１のＺ方向の走行速度Ｖｚは、０に近い値のまま、略変動しない（Ｖｚ＝０）。
【００８１】
このため、加速度Ａｙは、図１７Ａの期間「平面走行開始」及び期間「平面安定走行」の波形Ｗｙ１に示すように、メイン筐体１０１が水平面の走行を開始した当初に暫く増大した後、０に近い値に収束する。加速度Ａｚは、期間「平面走行開始」及び期間「平面安定走行」の波形Ｗｚ１に示すように、重力成分「−ｇ」に近い値のまま、略変動しない。
【００８２】
その後、メイン筐体１０１が上り斜面を走行するようになると、斜面を登り始めるときの負荷により、メイン筐体１０１の走行が抑制される。これに起因して、走行速度Ｖは、水平面の走行時の目標速度Ｖｄから一旦大きく低下する。しかし、定速制御を行っているので、走行速度Ｖは、その後次第に上昇して、図１６Ｂに示すように、やがて目標速度Ｖｄに安定する（Ｖ＝Ｖｄ）。
【００８３】
この場合、メイン筐体１０１の走行面が上方（＋Ｚ方向）へ傾斜した角度（以降、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θ）をθｄとすると、走行速度Ｖｙは、水平面走行時の目標速度Ｖｄから一旦大きく低下した後、次第に上昇して、やがて目標速度Ｖｄとｃｏｓθｄとの積で表される速度に安定する（Ｖｙ＝Ｖｄｃｏｓθｄ）。一方、メイン筐体１０１は、水平面を走行後、上り斜面に沿って次第に＋Ｚ方向（上方）へ移動するので、走行速度Ｖｚは、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θが０からθｄまで上昇することに応じて０から次第に上昇し、図１６Ｂに示すように、やがて目標速度Ｖｄとｓｉｎθｄとの積で表される速度に安定する（Ｖｚ＝Ｖｄｓｉｎθｄ）。
【００８４】
このため、加速度Ａｙは、図１７Ａの期間「上り斜面走行開始」及び期間「上り斜面安定走行」の波形Ｗｙ１に示すように、メイン筐体１０１が上り斜面の走行を開始した当初に０から−Ｙ方向に大きく低下した後、＋Ｙ方向に次第に増大して、やがて０に近い値に収束する。つまり、加速度Ａｙｎはマイナスの値（−Ｙ方向）を示す。一方、加速度Ａｚは、図１７Ａの期間「上り斜面走行開始」及び期間「上り斜面安定走行」の波形Ｗｚ１に示すように、メイン筐体１０１が上り斜面の走行を開始した当初に示す重力成分「−ｇ」から＋Ｚ方向に次第に増大して、やがて重力成分「−ｇ」に近い値に収束する。つまり、加速度Ａｚから重力成分「−ｇ」を除去した値（＝Ａｚ−（−ｇ））は、プラスの値（＋Ｚ方向）を示す。
【００８５】
上記とは反対に、停止状態にあるロボット１のメイン筐体１０１を一定速度で回転するように定速制御することで、メイン筐体１０１を水平面で走行させた後、下り斜面で走行させたとする。この場合、加速度Ａｙ及び加速度Ａｚは、図１７Ｂの波形Ｗｙ２、Ｗｚ２に示すように変化する。
【００８６】
つまり、メイン筐体１０１が下り斜面を走行するようになると、斜面を下り始めるときにメイン筐体１０１にかかる負荷が軽減される。これに起因して、走行速度Ｖは、上り斜面を走行する場合とは反対に、水平面の走行時の目標速度Ｖｄから一旦大きく上昇する。しかし、定速制御を行っているので、走行速度Ｖは、その後次第に減少して、図１６Ｃに示すように、やがて目標速度Ｖｄに安定する（Ｖ＝Ｖｄ）。
【００８７】
この場合、走行速度Ｖｙは、上り斜面を走行する場合とは反対に、目標速度Ｖｄから一旦大きく上昇した後、次第に低下して、やがて目標速度Ｖｄとｃｏｓ（−θｄ）との積で表される速度に安定する（Ｖｙ＝Ｖｄｃｏｓθｄ）。一方、走行速度Ｖｚは、上り斜面を走行する場合とは反対に、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θが０から−θｄまで減少することに応じて０から次第に減少し、図１６Ｃに示すように、やがて目標速度Ｖｄとｓｉｎ（−θｄ）との積で表される速度に安定する（Ｖｚ＝−Ｖｄｓｉｎθｄ）。
【００８８】
このため、図１７Ｂの波形Ｗｙ２、Ｗｚ２に示すように、期間「下り斜面走行開始」及び期間「下り斜面安定走行」において、加速度Ａｙ、Ａｚは、図１７Ａの期間「上り斜面走行開始」及び期間「上り斜面安定走行」の波形Ｗｙ１、Ｗｚ１とは反対の波形を示すように変化する。つまり、加速度Ａｙは、図１７Ｂの期間「下り斜面走行開始」及び期間「下り斜面安定走行」の波形Ｗｙ２に示すように、メイン筐体１０１が下り斜面の走行を開始した当初に０から＋Ｙ方向に大きく増大した後、−Ｙ方向に次第に低下して、やがて０に近い値に収束する。つまり、加速度Ａｙｎはプラスの値（＋Ｙ方向）を示す。一方、加速度Ａｚは、図１７Ｂの期間「下り斜面走行開始」及び期間「下り斜面安定走行」の波形Ｗｚ２に示すように、メイン筐体１０１が下り斜面の走行を開始した当初に示す重力成分「−ｇ」から−Ｚ方向に次第に低下して、やがて重力成分「−ｇ」に近い値に収束する。つまり、加速度Ａｚから重力成分「−ｇ」を除去した値（＝Ａｚ−（−ｇ））は、マイナスの値（−Ｚ方向）を示す。
【００８９】
よって、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θの時間的な推移と、加速度Ａｚから重力成分「−ｇ」を除去した値及びその累積値の時間的な推移と、の関係は、図１８に示すようになる。
【００９０】
図１８のセクション（Ａ）は、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θの時間的な推移の一例を示している。図１８のセクション（Ａ）において、波形Ｗｕは、メイン筐体１０１が水平面から上り斜面を走行するときの傾斜角度θの時間的な推移の一例を示し、波形Ｗｄは、メイン筐体１０１が水平面から下り斜面を走行するときの傾斜角度θの時間的な推移の一例を示している。
【００９１】
図１８のセクション（Ｂ）は、加速度Ａｚから重力成分「−ｇ」を除去した値Ａ’ｚ（以降、加速度Ａ’ｚ）の時間的な推移の一例を示している。図１８のセクション（Ｂ）において、波形Ｗｚ１１は、メイン筐体１０１がセクション（Ａ）の波形Ｗｕが示す傾斜角度θの走行面を走行する場合の加速度Ａ’ｚの時間的な推移を示している。波形Ｗｚ１２は、メイン筐体１０１がセクション（Ａ）の波形Ｗｄが示す傾斜角度θの走行面を走行する場合の加速度Ａ’ｚの時間的な推移を示している。
【００９２】
図１８のセクション（Ｃ）は、加速度Ａ’ｚの累積値（以降、累積値Ｒｚ）の時間的な推移を示している。図１８のセクション（Ｃ）において、波形Ｗｚ１３は、波形Ｗｚ１１が示す加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚの時間的な推移を示し、波形Ｗｚ１４は、波形Ｗｚ１２が示す加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚの時間的な推移を示している。
【００９３】
図１８において、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間は、セクション（Ａ）の波形Ｗｕ、Ｗｄに示すように、傾斜角度θは略０であり、メイン筐体１０１が停止している期間及びメイン筐体１０１が水平面を走行している期間を示している。この期間は、図１７Ａ及び図１７Ｂにおける期間「停止」、期間「平面走行開始」及び期間「平面安定走行」に相当する。この期間では、上述のように、加速度Ａｚは、重力成分「−ｇ」に近い値で僅かに変動するため、加速度Ａ’ｚ及びその累積値Ｒｚは、セクション（Ｂ）の波形Ｗｚ１１及びセクション（Ｃ）の波形Ｗｚ１３に示すように、略０に近い値で変動する。
【００９４】
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は、セクション（Ａ）の波形Ｗｕ、Ｗｄに示すように、傾斜角度θが０から次第に増大又は減少しており、メイン筐体１０１が斜面を走行し始めてから一定の目標速度Ｖｄ（図１６Ｂ、図１６Ｃ）で走行するまでの過渡期間を示している。この過渡期間は、図１７Ａ及び図１７Ｂにおける期間「上り斜面走行開始」又は期間「下り斜面走行開始」に相当する。この過渡期間では、上述のように、加速度Ａｚは重力成分「−ｇ」から次第に増大又は減少した後、重力成分「−ｇ」に近い値に収束する。
【００９５】
このため、メイン筐体１０１が上り斜面を走行する場合の前記過渡期間において、加速度Ａ’ｚは、波形Ｗｚ１１に示すように０から暫く増大した後、０に近い値に収束し、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚは、波形Ｗｚ１３に示すように、所定の正（プラス）の第１閾値ＴＨ１（第１閾値の一例）を＋Ｚ方向（上方）側に超える（Ｒｚ＞ＴＨ１）。一方、メイン筐体１０１が下り斜面を走行する場合の前記過渡期間において、加速度Ａ’ｚは、波形Ｗｚ１２に示すように０から暫く減少した後、０に近い値に収束し、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚは、波形Ｗｚ１４に示すように、所定の負（マイナス）の第２閾値ＴＨ２（第１閾値の一例）を−Ｚ方向（下方）側に超える（Ｒｚ＜ＴＨ２）。
【００９６】
尚、メイン筐体１０１が水平面を走行中に水平面上のゴミに乗り上げたり、メイン筐体１０１が水平面上における凹凸した箇所を走行した場合にも、加速度Ａ’ｚは、一時的に０よりも大きく増大又は減少する。ただし、この場合、加速度Ａ’ｚの変化は一時的なものであるので、当該一時的な期間において、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超える（Ｒｚ＞ＴＨ１）又は第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超える（Ｒｚ＜ＴＨ２）ことはない。
【００９７】
時刻ｔ２以降は、波形Ｗｕ、Ｗｄに示すように、傾斜角度θが略一定であり、メイン筐体１０１が斜面を一定の目標速度Ｖｄ（図１６Ｂ、図１６Ｃ）で走行していることを示している。つまり、時刻ｔ２以降は、図１７Ａ及び図１７Ｂの期間「上り斜面安定走行」又は期間「下り斜面安定走行」に相当する。時刻ｔ２以降では、加速度Ａｚは重力成分「−ｇ」に近い値で安定する。このため、時刻ｔ２以降において、加速度Ａ’ｚは、波形Ｗｚ１１、Ｗｚ１２に示すように略０に近い値で変動し、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚは、波形Ｗｚ１３、Ｗｚ１４に示すように、時刻ｔ２における累積値Ｒｚに近い値で変動する。
【００９８】
以上のことから、表情角度制御処理では、ある所定期間（以下、所定期間Ｔｄ）において加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚ（第１加速度の累積値の一例）が第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えた場合（Ｒｚ＞ＴＨ１）、メイン筐体１０１の走行面が上方へ傾斜したと判断し、メイン筐体１０１が斜面を走行していると判断する。また、表情角度制御処理では、所定期間Ｔｄにおいて累積値Ｒｚが閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えた場合（Ｒｚ＜ＴＨ２）、メイン筐体１０１の走行面が下方へ傾斜したと判断し、メイン筐体１０１が斜面を走行していると判断する。
【００９９】
そして、表情角度制御処理では、メイン筐体１０１が斜面を走行していると判断した場合、所定期間Ｔｄにおける加速度Ａ’ｚの積算値及び加速度Ａｙの積算値に基づき、メイン筐体１０１が走行する走行面の傾斜角度θを判断し、表示部２０６が向いている方向を、当該傾斜角度θによって表されるメイン筐体１０１の走行方向に一致させる。
【０１００】
（表情角度制御処理の詳細）
以下、表情角度制御処理の詳細について説明する。図１９は、第１の実施の形態における表情角度制御処理の詳細を示すフローチャートである。主制御部２０２は、メイン筐体１０１を回転させてメイン筐体１０１の走行を開始したときに表情角度制御処理を開始する。図１９に示すように、表情角度制御処理が開始されると、走行状態判定部２１（図１５）は、計測回数ｎを１に設定する（Ｓ１０１）。ここで、計測回数ｎは、所定期間Ｔｄにおいて加速度Ａｙ、Ａ’ｚを取得した回数を示すパラメータである。
【０１０１】
次に、走行状態判定部２１は、加速度センサー２１４（図１５）が３方向の各加速度を出力すると、Ｙ方向の加速度Ａｙと、Ｚ方向の加速度Ａｚと、を取得する。更に、走行状態判定部２１は、加速度Ａｚから重量成分「−ｇ」を除去した値である加速度Ａ’ｚ（Ａ’＝Ａｚ−（−ｇ））を取得する（Ｓ１０２）。以降、走行状態判定部２１（図１５）が、所定期間Ｔｄにおいて計測回数ｎが示すｎ回目に取得した加速度Ａｙ及び加速度Ａ’ｚを、加速度Ａｙｎ及び加速度Ａ’ｚｎと記載する。
【０１０２】
次に、坂面検出部２２（図１５）は、Ｙ方向の走行速度Ｖｙの変化量を示す速度変化量ΔＶｙｎと、Ｚ方向の走行速度Ｖｚの変化量を示す速度変化量ΔＶｚｎと、を算出する（Ｓ１０３）。
【０１０３】
具体的には、坂面検出部２２は、Ｓ１０３において、加速度センサー２１４（図１５）が３方向の各加速度を出力する周期（以降、サンプリング周期ΔＴ）とＳ１０２で取得された加速度Ａｙｎとの積（＝ΔＴ×Ａｙｎ）で表される、サンプリング周期ΔＴにおける加速度Ａｙｎの積算値（第２加速度の積算値の一例）を速度変化量ΔＶｙｎ（第２速度変化量の一例）として算出する。これと同様に、坂面検出部２２は、Ｓ１０３において、サンプリング周期ΔＴとＳ１０２で取得された加速度Ａ’ｚｎとの積（＝ΔＴ×Ａ’ｚｎ）で表される、サンプリング周期ΔＴにおける加速度Ａ’ｚｎの積算値（第１加速度の積算値の一例）を速度変化量ΔＶｚｎ（第１速度変化量の一例）として算出する。
【０１０４】
次に、走行状態判定部２１は、Ｓ１０２で取得した加速度Ａ’ｚｎを用いて所定期間Ｔｄにおける加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚを更新する（Ｒｚ＝Ｒｚ＋Ａ’ｚｎ）（Ｓ１０４）。尚、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚの初期値は０である。
【０１０５】
次に、走行状態判定部２１は、計測時間Ｔが所定期間Ｔｄを超えているか否かを判断する（Ｓ１０５）。計測時間Ｔとは、計測回数ｎが１のときにＳ１０２で加速度Ａｙ、Ａ’ｚを取得した時点からの経過時間である。
【０１０６】
走行状態判定部２１は、計測時間Ｔが所定期間Ｔｄを超えていないと判断した場合（Ｓ１０５；ＮＯ）、計測回数ｎに１を加算することで、計測回数ｎを更新し（ｎ＝ｎ＋１）（Ｓ１１０）、処理をＳ１０２に戻す。その後は、Ｓ１０２以降の処理が行われる。
【０１０７】
一方、走行状態判定部２１は、計測時間Ｔが所定期間Ｔｄを超えていると判断した場合（Ｓ１０５；ＹＥＳ）、Ｓ１０４で算出した加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１（図１８）を＋Ｚ方向（上方）側に超えている（Ｒｚ＞ＴＨ１）、又は、Ｓ１０４で算出した加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２（図１８）を−Ｚ方向（下方）側に超えている（Ｒｚ＜ＴＨ２）か否かを判断する（Ｓ１０６）。
【０１０８】
以上の処理により、走行状態判定部２１は、所定期間Ｔｄが経過する度に、当該経過した所定期間Ｔｄにおいて、図１８の時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間のように、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えている（Ｒｚ＞ＴＨ１）、又は、当該所定期間Ｔｄにおいて加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えている（Ｒｚ＜ＴＨ２）か否かを判断する。このようにして、走行状態判定部２１は、所定期間Ｔｄが経過する度に、各所定期間Ｔｄにおいてメイン筐体１０１の走行面が上方又は下方へ傾斜したか否かを判断することで、メイン筐体１０１が斜面を走行しているか否かを判断する。
【０１０９】
Ｓ１０６において、走行状態判定部２１は、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えていない（Ｒｚ≦ＴＨ１）と判断し、且つ、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えていない（Ｒｚ≧ＴＨ２）と判断したとする（Ｓ１０６；ＮＯ）。この場合、走行状態判定部２１は、今回の所定期間Ｔｄにおいて、メイン筐体１０１の走行面が上方及び下方の何れにも傾斜していないと判断し、メイン筐体１０１が斜面を走行していないと判断する。今回の所定期間Ｔｄとは、今回の計測時間Ｔが０から所定期間Ｔｄを超えるまでの期間である。この場合、走行状態判定部２１は、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚを０にリセットし、且つ、計測回数ｎを１にリセットして（Ｓ１０９）、処理をＳ１０２に戻す。その後は、Ｓ１０２以降の処理が行われる。これにより、走行状態判定部２１は、次の所定期間Ｔｄにおける加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚに基づいて、メイン筐体１０１が斜面を走行しているか否かを判断する。
【０１１０】
一方、Ｓ１０６において、走行状態判定部２１は、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えている（Ｒｚ＞ＴＨ１）と判断した場合（Ｓ１０６；ＹＥＳ）、今回の所定期間Ｔｄにおいてメイン筐体１０１の走行面が上方に傾斜したと判断し、メイン筐体１０１が斜面を走行していると判断する。また、Ｓ１０６において、走行状態判定部２１は、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えている（Ｒｚ＜ＴＨ２）と判断した場合（Ｓ１０６；ＹＥＳ）、今回の所定期間Ｔｄにおいてメイン筐体１０１の走行面が下方に傾斜したと判断し、メイン筐体１０１が斜面を走行していると判断する。これらの場合、坂面検出部２２（図１５）は、Ｓ１０３で算出した各速度変化量ΔＶｙｎ、ΔＶｚｎに基づき、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θを判断する（Ｓ１０７）。
【０１１１】
以下、Ｓ１０７について詳述する。図２０Ａは、図１９のＳ１０７において各速度変化量ΔＶｙｎ、ΔＶｚｎに基づき走行面が上方に傾斜した角度を判断する方法の一例を示す図である。図２０Ｂは、図１９のＳ１０７において各速度変化量ΔＶｙｎ、ΔＶｚｎに基づき走行面が下方に傾斜した角度を判断する方法の一例を示す図である。
【０１１２】
Ｓ１０６において、走行状態判定部２１が、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えている（Ｒｚ＞ＴＨ１）と判断し（Ｓ１０６；ＹＥＳ）、今回の所定期間Ｔｄにおいてメイン筐体１０１の走行面が上方に傾斜したと判断したとする。つまり、今回の所定期間Ｔｄが図１７Ａの期間「上り斜面走行開始」に相当する、メイン筐体１０１の走行面が上方へ傾斜する過渡期間であるとする。
【０１１３】
この場合、図１７Ａにおいて説明したように、当該過渡期間において取得された各加速度Ａｙｎはマイナスの値（−Ｙ方向）を示す。このため、当該所定期間Ｔｄにおいて、サンプリング周期ΔＴと各加速度Ａｙｎとの積で表される各速度変化量ΔＶｙｎ（ΔＶｙｎ＝ΔＴ×Ａｙｎ）はマイナスの値（−Ｙ方向）を示す。一方、図１７Ａにおいて説明したように、当該過渡期間において取得された各加速度Ａ’ｚｎは、プラスの値（＋Ｚ方向）を示す。このため、当該過渡期間において、サンプリング周期ΔＴと各加速度Ａ’ｚｎとの積で表される各速度変化量ΔＶｚｎ（ΔＶｚｎ＝ΔＴ×（Ａｚｎ−（−ｇ）））はプラスの値（＋Ｚ方向）を示す。
【０１１４】
そこで、Ｓ１０７において、坂面検出部２２は、所定期間ＴｄにおいてＳ１０３で算出された各速度変化量ΔＶｙｎ、ΔＶｚｎを参照する。そして、坂面検出部２２は、参照した速度変化量ΔＶｙｎがマイナスの値を示し、参照した速度変化量ΔＶｚｎがプラスの値を示す場合は、今回の所定期間Ｔｄが図１７Ａの期間「上り斜面走行開始」に相当する、メイン筐体１０１の走行面が上方へ傾斜する過渡期間であると判断する。
【０１１５】
この場合、坂面検出部２２は、図２０Ａに示すように、参照した速度変化量ΔＶｙｎを示すベクトルと参照した速度変化量ΔＶｚｎを示すベクトルとを合成したベクトルΔＶｎと、Ｙ方向とが、Ｙ方向を基準にしてＺ方向（上方）になす角度Δθｎ（＝ｔａｎ−１（｜ΔＶｚｎ｜／｜ΔＶｙｎ｜））を算出する。これにより、坂面検出部２２は、今回の所定期間Ｔｄにおいてｎ回目に加速度Ａｙｎ、Ａ’ｚｎを取得したときに、メイン筐体１０１の走行面が、当該所定期間Ｔｄにおいてｎ−１回目に加速度Ａｙｎ−１、Ａ’ｚｎ−１を取得したときよりも傾斜した角度Δθｎを算出する。
【０１１６】
一方、Ｓ１０６において、走行状態判定部２１が、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えている（Ｒｚ＜ＴＨ２）と判断し（Ｓ１０６；ＹＥＳ）、今回の所定期間Ｔｄにおいてメイン筐体１０１の走行面が下方に傾斜したと判断したとする。つまり、今回の所定期間Ｔｄが、図１７Ｂの期間「下り斜面走行開始」に相当する、メイン筐体１０１の走行面が下方へ傾斜する過渡期間であるとする。
【０１１７】
この場合、図１７Ｂにおいて説明したように、当該過渡期間において取得された各加速度Ａｙｎはプラスの値（＋Ｙ方向）を示す。このため、当該過渡期間において、サンプリング周期ΔＴと各加速度Ａｙｎとの積で表される各速度変化量ΔＶｙｎ（ΔＶｙｎ＝ΔＴ×Ａｙｎ）はプラスの値（＋Ｙ方向）を示す。一方、図１７Ｂにおいて説明したように、当該過渡期間において取得された各加速度Ａ’ｚｎはマイナスの値（−Ｚ方向）を示す。このため、当該過渡期間において、サンプリング周期ΔＴと各加速度Ａ’ｚｎとの積で表される各速度変化量ΔＶｚｎ（ΔＶｚｎ＝ΔＴ×（Ａｚｎ−（−ｇ）））は、マイナスの値（−Ｚ方向）を示す。
【０１１８】
そこで、Ｓ１０７において、坂面検出部２２は、参照した速度変化量ΔＶｙｎがプラスの値を示し、参照した速度変化量ΔＶｚｎがマイナスの値を示す場合は、今回の所定期間Ｔｄが図１７Ｂの期間「下り斜面走行開始」に相当する、メイン筐体１０１の走行面が下方へ傾斜する過渡期間であると判断する。
【０１１９】
この場合、坂面検出部２２は、図２０Ｂに示すように、参照した速度変化量ΔＶｙｎを示すベクトルと参照した速度変化量ΔＶｚｎを示すベクトルとを合成したベクトルΔＶｎと、Ｙ方向と、がＹ方向を基準にして−Ｚ方向（下方）になす角度Δθｎ（＝−ｔａｎ−１（｜ΔＶｚｎ｜／｜ΔＶｙｎ｜））を算出する。これにより、坂面検出部２２は、今回の所定期間Ｔｄにおいてｎ回目に加速度Ａｙｎ、Ａ’ｚｎを取得したときに、メイン筐体１０１の走行面が、当該所定期間Ｔｄにおいてｎ−１回目に加速度Ａｙｎ−１、Ａ’ｚｎ−１を取得したときよりも傾斜した角度Δθｎを算出する。
【０１２０】
そして、坂面検出部２２は、Ｓ１０７において、Ｓ１０３で算出された今回の所定期間Ｔｄにおける各速度変化量ΔＶｙｎ、ΔＶｚｎを用いて算出した各角度Δθｎの総和（＝Δθ１＋Δθ２＋・・・＋Δθｎ）を、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θとして判断する。
【０１２１】
Ｓ１０７の実行後、表情角度調整部２３（図１５）は、表情角度調整処理を行う（Ｓ１０８）。表情角度調整処理とは、表示部２０６が向いている方向が、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θによって表されるメイン筐体１０１の走行方向と一致するように、表示部２０６の向きを調整する処理である。
【０１２２】
例えば、Ｓ１０８の表情角度調整処理において、表情角度調整部２３（図１５）は、Ｓ１０７で判断された傾斜角度θがプラスの値を示す場合、傾斜角度θ分、第１モータ１１４（図４）を左回りに回転させるコマンドをシャフト駆動機構制御部２０８（図１５）へ出力する。これにより、シャフト駆動機構制御部２０８は、内部に備えた図略のエンコーダから第１モータ１１４（図４）の回転数を取得し、取得した回転数が、コマンドが示す角度に対応する回転数になるまで、コマンドが示す方向に第１モータ１１４（図４）を回転させる。これにより、シャフト１１２（図４）が左回りに傾斜角度θ分回転し、これに連動して表示部２０６がＳ１０７で算出された傾斜角度θ分上方に回転する。その結果、表示部２０６が向いている方向がメイン筐体１０１の走行方向と一致する。
【０１２３】
一方、Ｓ１０８の表情角度調整処理において、表情角度調整部２３（図１５）は、Ｓ１０７で判断された傾斜角度θがマイナスの値を示す場合、傾斜角度θの絶対値分、第１モータ１１４（図４）を右回りに回転させるコマンドをシャフト駆動機構制御部２０８（図１５）へ出力する。これにより、シャフト１１２（図４）が右回りに傾斜角度θの絶対値分回転することに連動して、表示部２０６がＳ１０７で算出された傾斜角度θの絶対値分下方に回転する。その結果、表示部２０６が向いている方向がメイン筐体１０１の走行方向と一致する。
【０１２４】
Ｓ１０８が実行された後、走行状態判定部２１は、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚを０にリセットし、且つ、計測回数ｎを１にリセットして（Ｓ１０９）、処理をＳ１０２に戻す。その後は、Ｓ１０２以降の処理が行われる。これにより、走行状態判定部２１は、次の所定期間Ｔｄにおける加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚに基づいて、メイン筐体１０１が斜面を走行しているか否かの判断を行う。
【０１２５】
本態様では、まず、メイン筐体１０１を回転させてメイン筐体１０１を走行させている間に、所定期間ＴｄにおいてＺ方向の加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えた場合又は第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えた場合、所定期間Ｔｄにおける加速度Ａ’ｚの積算値及び加速度Ａｙの積算値が表す各速度変化量ΔＶｚｎ、ΔＶｙｎから、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θを求める。
【０１２６】
このため、例えば、メイン筐体１０１が床面を走行し、その後、斜面を登り、または、斜面を下ることによって、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えた場合又は第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えた場合に、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θを求めることができる。
【０１２７】
本態様では、更に、シャフト駆動機構制御部２０８及びシャフト駆動機構２０７を制御して前記傾斜角度θに相当する角度、シャフト１１２（図４）を回転させて表示部２０６を移動させる。
【０１２８】
これにより、メイン筐体１０１を回転させる筐体駆動機構制御部２１０及び筐体駆動機構２０９を、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３を回転させるシャフト駆動機構制御部２０８及びシャフト駆動機構２０７とは別機構とするロボット１において、ロボット１が斜面を走行している間、表示部２０６が向いている方向をロボット１の走行方向と一致させることができる。
【０１２９】
また、本態様によると、球帯状のメイン筐体１０１、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３は、球体を構成するので、メイン筐体１０１を回転させることで、球体が転がるようにロボット１を前進及び後進させることができる。
【０１３０】
（変形例１）
第１の実施の形態では、Ｓ１０６において、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚと所定の閾値とを比較することにより、メイン筐体１０１の走行面が上方又は下方に傾斜しているか否かを判断していた。しかし、これに代えて、Ｓ１０６において、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚと閾値との比較結果だけでなく、加速度Ａｙの累積値Ｒｚと所定の閾値との比較結果にも基づいて、メイン筐体１０１の走行面が上方又は下方に傾斜しているか否かを判断するようにしてもよい。
【０１３１】
具体的には、図１９に示すＳ１０４、Ｓ１０６及びＳ１０８を、以下に示すように変更してもよい。図１７Ａの期間「上り斜面走行開始」の波形Ｗｙ１に示すように、メイン筐体１０１の走行面が上方へ傾斜する過渡期間において、加速度Ａｙは、０から−Ｙ方向に大きく低下した後、＋Ｙ方向に次第に増大して、やがて０に近い値に収束し、加速度Ａ’ｚとは反対の変化を示す。このため、当該過渡期間において、加速度Ａｙの累積値（以降、累積値Ｒｙ）は、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚとは反対の変化を示し、所定の負（マイナス）の閾値を−Ｙ方向（後方）側に超える。同様に、メイン筐体１０１の走行面が下方へ傾斜するときの過渡期間では、加速度Ａｙの累積値Ｒｙは、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚとは反対の変化を示し、所定の正（プラス）の閾値を＋Ｙ方向（前方）側に超える。
【０１３２】
したがって、走行状態判定部２１が、Ｓ１０４において、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚと同様にして、更に、加速度Ａｙの累積値Ｒｙを更新（Ｒｙ＝Ｒｙ＋Ａｙ）するようにしてもよい。
【０１３３】
これに合わせて、走行状態判定部２１が、Ｓ１０６において、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えており、且つ、加速度Ａ’ｙの累積値Ｒｙが所定の負（マイナス）の第３閾値（第２閾値の一例）を−Ｙ方向（後方）側に超えていると判断した場合に、今回の所定期間Ｔｄにおいてメイン筐体１０１の走行面が上方に傾斜したと判断し、メイン筐体１０１が斜面を走行していると判断してもよい。
【０１３４】
また、走行状態判定部２１が、Ｓ１０６において、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えており、且つ、加速度Ａ’ｙの累積値Ｒｙが所定の正（プラス）の第４閾値（第２閾値の一例）を＋Ｙ方向（前方）側に超えていると判断した場合に、今回の所定期間Ｔｄにおいてメイン筐体１０１の走行面が下方に傾斜したと判断し、メイン筐体１０１が斜面を走行していると判断してもよい。
【０１３５】
この場合、例えばユーザ１５０１がロボット１を＋Ｚ方向（上方）に持ち上げたり、棚の上等に置かれていたロボット１を−Ｚ方向（下方）に下ろす等して、今回の所定期間Ｔｄにおいて、加速度Ａｙの累積値Ｒｙが略０のまま変化していないにもかかわらず、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えた又は第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えたことで、メイン筐体１０１が斜面を走行していると誤って判断することを回避できる。
【０１３６】
そして、Ｓ１０８（図１９）の表情角度調整処理を、図２１に示す処理フローで実現してもよい。図２１は、表情角度調整処理の変形例を示すフローチャートである。図２１に示すように、表情角度調整部２３（図１５）が、先ず、メイン筐体１０１の走行面が上方に傾斜したか否かを判断するようにしてもよい（Ｓ２０１）。
【０１３７】
具体的には、Ｓ１０６においてメイン筐体１０１の走行面が上方に傾斜したと判断された場合に、表情角度調整部２３がメイン筐体１０１の走行面が上方に傾斜したと判断し（Ｓ２０１；ＹＥＳ）、Ｓ１０６においてメイン筐体１０１の走行面が下方に傾斜したと判断された場合に、表情角度調整部２３がメイン筐体１０１の走行面が上方に傾斜したと判断する（Ｓ２０１；ＮＯ）ようにしてもよい。
【０１３８】
そして、表情角度調整部２３が、Ｓ２０１においてメイン筐体１０１の走行面が上方に傾斜したと判断した場合（Ｓ２０１；ＹＥＳ）、Ｓ１０７で算出された傾斜角度θ分、表示部２０６を上方へ回転させ（Ｓ２０２）、Ｓ２０１においてメイン筐体１０１の走行面が下方に傾斜したと判断した場合（Ｓ２０１；ＮＯ）、Ｓ１０７で算出された傾斜角度θの絶対値（＝｜θ｜）分、表示部２０６を下方へ回転させるようにしてもよい（Ｓ２０３）。
【０１３９】
具体的には、表情角度調整部２３は、Ｓ２０２において、第１の実施の形態で説明したＳ１０８と同様、Ｓ１０７で算出された傾斜角度θ分第１モータ１１４（図４）を左回りに回転させるコマンドを、シャフト駆動機構制御部２０８（図１５）へ出力すればよい。また、表情角度調整部２３は、Ｓ２０３において、Ｓ１０７で算出された傾斜角度θの絶対値分第１モータ１１４（図４）を右回りに回転させるコマンドを、シャフト駆動機構制御部２０８（図１５）へ出力すればよい。
【０１４０】
これにより、メイン筐体１０１が斜面を登っている間及び斜面を下っている間、表示部２０６が向いている方向をロボット１の走行方向と一致させることができる。
【０１４１】
（第２の実施の形態）
表現角度制御処理は、図１９に示す処理フローに代えて、図２２に示す処理フローで実現してもよい。図２２は、第２の実施の形態における表情角度制御処理の詳細を示すフローチャートである。以下、図２２に示す表情角度制御処理の処理フローについて詳述する。尚、図２２に示す処理のうち、図１９と同じ処理については図１９と同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１４２】
図２２に示す処理フローでは、Ｓ１０４の後、坂面検出部２２は、Ｓ１０３で算出した速度変化量ΔＶｙｎ、ΔＶｚｎを用いて現在の走行速度Ｖｙ、Ｖｚを更新する（Ｖｙ＝Ｖｙ＋ΔＶｙｎ、Ｖｚ＝Ｖｚ＋ΔＶｚｎ）（Ｓ３０１）。尚、走行速度Ｖｙ、Ｖｚの初期値は、表情角度制御処理が開始された時点のＹ方向及びＺ方向の速度である０である。
【０１４３】
次に、走行状態判定部２１は、一定速度期間判断処理を行う（Ｓ３０２）。一定速度期間判断処理とは、計測回数ｎが１のときにＳ１０２で加速度Ａｙ１、Ａ’ｚ１を取得した時点から現時点までの期間（以降、計測期間Ｔｔ）が一定速度期間であるか否かを判断する処理である。一定速度期間とは、メイン筐体１０１が、所定期間Ｔｄよりも長い間、一定速度で走行している期間である。言い換えれば、一定速度期間とは、図１８に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間のような、メイン筐体１０１の走行面が上方又は下方へ傾斜するときの過渡期間ではない期間である。
【０１４４】
図２３は、一定速度期間判断処理の詳細を示すフローチャートである。具体的には、走行状態判定部２１は、Ｓ３０２の一定速度期間判断処理を開始すると、図２３に示すように、計測時間Ｔが所定期間Ｔｄを超えているか否かを判断する（Ｓ４０１）。尚、計測時間Ｔとは、図１９において説明したように、計測回数ｎが１のときにＳ１０２で加速度Ａｙ１、Ａ’ｚ１を取得した時点からの経過時間である。
【０１４５】
次に、走行状態判定部２１は、計測時間Ｔが所定期間Ｔｄを超えていないと判断した場合（Ｓ４０１；ＮＯ）、Ｓ１０４（図２２）で算出した加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１（図１８）を＋Ｚ方向（上方）側に超えている、又は、Ｓ１０４で算出した加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２（図１８）を−Ｚ方向（下方）側に超えているか否かを判断する（Ｓ４０２）。これにより、走行状態判定部２１は、計測期間Ｔｔが、図１８に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間のような、メイン筐体１０１の走行面が上方又は下方へ傾斜する過渡期間であるか否かを判断する。
【０１４６】
Ｓ４０２において、走行状態判定部２１は、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えている、又は、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えていると判断した場合（Ｓ４０２；ＹＥＳ）、計測期間Ｔｔは前記過渡期間であり、一定速度期間ではないと判断する。この場合、走行状態判定部２１は、計測期間Ｔｔは一定速度期間ではないと判断したので、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚを０にリセットし、且つ、計測回数ｎを１にリセットして（Ｓ４０５）、一定速度期間判断処理を終了する。
【０１４７】
一方、走行状態判定部２１は、計測時間Ｔが所定期間Ｔｄを超えていないと判断した場合に（Ｓ４０１；ＮＯ）、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えていないと判断し、且つ、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えていないと判断したとする（Ｓ４０２；ＮＯ）。この場合、走行状態判定部２１は、計測期間Ｔｔは前記過渡期間ではなく、メイン筐体１０１が一定速度で走行している期間であると判断する。ただし、この場合、走行状態判定部２１は、計測時間Ｔが所定期間Ｔｄを超えていず（Ｓ４０１；ＮＯ）、計測期間Ｔｔが所定期間Ｔｄよりも短いので、計測期間Ｔｔが一定速度期間であるとは判断せずに、計測回数ｎを１加算して（ｎ＝ｎ＋１）（Ｓ４０３）、一定速度期間判断処理を終了する。
【０１４８】
そして、図２２に示すように、走行状態判定部２１は、Ｓ３０２の一定速度期間判断処理において、計測期間Ｔｔが一定速度期間であると判断しなかった場合（Ｓ３０３；ＮＯ）、処理をＳ１０２に戻す。その後は、Ｓ１０２以降の処理が行われる。このようにして、Ｓ１０２以降の処理を行うことが繰り返された後、Ｓ４０１（図２３）において、走行状態判定部２１が、計測時間Ｔが所定期間Ｔｄを超えたと判断したとする（Ｓ４０１；ＹＥＳ）。
【０１４９】
この場合、走行状態判定部２１は、Ｓ１０１又はＳ４０５において計測回数ｎを１に設定した時点から所定期間Ｔｄが経過するまでの当該計測期間Ｔｔは、所定期間Ｔｄよりも長く、且つ、前記過渡期間であるとは判断していない期間であるので、一定速度期間であると判断する（Ｓ４０４）。この場合、走行状態判定部２１は、当該計測期間Ｔｔが一定速度期間であると判断したので、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚを０にリセットし、且つ、計測回数ｎを１にリセットして（Ｓ４０５）、一定速度期間判断処理を終了する。
【０１５０】
そして、図２２に示すように、走行状態判定部２１は、Ｓ３０２の一定速度期間判断処理において、計測期間Ｔｔが一定速度期間であると判断した場合（Ｓ３０３；ＹＥＳ）、前回一定速度ＶＢｚと現在一定速度ＶＮｚとの差の絶対値が、所定のプラス（正）の速度変化量ΔＶｄを超えているか否かを判断する（Ｓ３０４）。ここで、前回一定速度ＶＢｚとは、前回、一定速度期間であると判断した計測期間Ｔｔ（以降、前回の一定速度期間）において最後にＳ３０１で更新された走行速度Ｖｚである。尚、前回一定速度ＶＢｚの初期値は、表情角度制御処理が開始された時点のＺ方向の走行速度である０である。現在一定速度ＶＮｚとは、今回、一定速度期間であると判断した計測期間Ｔｔ（以降、今回の一定速度期間）において最後にＳ３０１で更新された走行速度Ｖｚである。
【０１５１】
ここで、前回の一定速度期間が図１７Ａに示す期間「平面安定走行」であり、且つ、今回の一定速度期間が図１７Ａに示す期間「上り斜面安定走行」であるとする。又は、前回の一定速度期間が図１７Ｂに示す期間「平面安定走行」であり、且つ、今回の一定速度期間が図１７Ｂに示す期間「下り斜面安定走行」であるとする。つまり、前回の一定速度期間と今回の一定速度期間との間に、図１７Ａに示す期間「上り斜面走行開始」又は図１７Ｂに示す期間「下り斜面走行開始」に相当する前記過渡期間が存在するとする。
【０１５２】
この場合、図１７Ａ及び図１７Ｂにおいて説明したように、前回の一定速度期間と今回の一定速度期間との間の前記過渡期間において、走行速度Ｖｚは、０から次第に上昇又は低下し、やがて目標速度Ｖｄとｓｉｎθ又はｓｉｎ（−θ）との積で表される速度（Ｖｚ＝Ｖｄｓｉｎθ、又は、Ｖｚ＝−Ｖｄｓｉｎθ）に安定する。また、前記過渡期間における傾斜角度θは０ではないので、ｓｉｎθは０ではない。このため、前回の一定速度期間と今回の一定速度期間との間に前記過渡期間が存在する場合、当該過渡期間の開始時の走行速度Ｖｚである前回一定速度ＶＢｚと、当該過渡期間の終了時の走行速度Ｖｚである現在一定速度ＶＮｚとの差の絶対値（｜０−Ｖｄｓｉｎθ｜又は｜０−（−Ｖｄｓｉｎθ）｜）は、所定のプラス（正）の速度変化量ΔＶｄを超える。
【０１５３】
そこで、走行状態判定部２１は、Ｓ３０４において、前回一定速度ＶＢｚと現在の走行速度Ｖｚとの差の絶対値が所定の速度変化量ΔＶｄを超えていると判断した場合（Ｓ３０４；ＹＥＳ）、前回の一定速度期間と今回の一定速度期間との間に前記過渡期間が存在すると判断し、今回の一定速度期間において、メイン筐体１０１が一定の目標速度Ｖｄ（図１６Ｂ、図１６Ｃ）で斜面を走行していると判断する。この場合、表示部２０６が向いている方向をメイン筐体１０１の走行方向に一致させるため、Ｓ３０５以降の処理が行われる。Ｓ３０５以降の処理については後述する。
【０１５４】
一方、走行状態判定部２１は、Ｓ３０４において、前回一定速度ＶＢｚと現在の走行速度Ｖｚとの差の絶対値が所定の速度変化量ΔＶｄを超えていないと判断した場合（Ｓ３０４；ＮＯ）、前回の一定速度期間と今回の一定速度期間との間に前記過渡期間が存在しないと判断し、前回の一定速度期間と今回の一定速度期間とにおいて、メイン筐体１０１が一定の目標速度Ｖｄ（図１６Ａ）で走行し続けていると判断する。この場合、走行状態判定部２１は、今回の一定速度期間において表示部２０６が向いている方向を調整する必要はないと判断する。そして、走行状態判定部２１は、Ｙ方向の前回一定速度ＶＢｙをＹ方向の現在一定速度ＶＮｙに更新し（ＶＢｙ＝ＶＮｙ）、Ｚ方向の前回一定速度ＶＢｚをＺ方向の現在一定速度ＶＮｚに更新して（ＶＢｚ＝ＶＮｚ）（Ｓ３０６）、処理をＳ１０２に戻す。その後は、Ｓ１０２以降の処理が行われる。これにより、走行状態判定部２１は、今回の一定速度期間を前回の一定速度期間とし、次にＳ３０２で一定速度期間であると判断した計測期間Ｔｔを今回の一定速度期間とし、当該今回の一定速度期間において、表示部２０６が向いている方向を調整する必要があるか否かを判断する。
【０１５５】
以下、Ｓ３０５以降の処理について詳述する。Ｓ３０５において、坂面検出部２２は、前回一定速度ＶＢｙから現在一定速度ＶＮｙまでの速度変化量ΔＶｙ（＝ＶＮｙ−ＶＢｙ）と、前回一定速度ＶＢｚから現在一定速度ＶＮｚまでの速度変化量ΔＶｚ（＝ＶＮｚ−ＶＢｚ）と、に基づいて、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θを判断する（Ｓ３０５）。
【０１５６】
以下、Ｓ３０５について詳述する。図２４Ａは、図２２のＳ３０５において速度変化量ΔＶｙ、ΔＶｚに基づき走行面が上方に傾斜した角度を判断する方法の一例を示す図である。図２４Ｂは、図２２のＳ３０５において速度変化量ΔＶｙ、ΔＶｚに基づき走行面が下方に傾斜した角度を判断する方法の一例を示す図である。
【０１５７】
Ｓ３０４において、走行状態判定部２１が、前回一定速度ＶＢｚと現在一定速度ＶＮｚとの差の絶対値が、所定のプラス（正）の速度変化量ΔＶｄを超えていると判断し（Ｓ３０４；ＹＥＳ）、前回の一定速度期間と今回の一定速度期間との間に、メイン筐体１０１の走行面が上方又は下方へ傾斜する過渡期間が存在していると判断したとする。
【０１５８】
そして、当該過渡期間が、図１７Ａの期間「上り側面走行開始」に示すような、メイン筐体１０１の走行面が上方へ傾斜する過渡期間であるとする。この場合、図１７Ａにおいて説明したように、当該過渡期間において取得された各加速度Ａｙｎはマイナスの値（−Ｙ方向）を示し、当該過渡期間において取得された各加速度Ａ’ｚｎはプラスの値（＋Ｚ方向）を示す。したがって、当該過渡期間における加速度Ａｙの積算値（図１７Ａの網掛部ＡＲｙ１の面積に相当、第２加速度の積算値の一例）によって表される、当該過渡期間より前の前回の一定速度期間における一定の走行速度Ｖｙである前回一定速度ＶＢｙから、当該過渡期間より後の今回の一定速度期間における一定の走行速度Ｖｙである現在一定速度ＶＮｙまでの速度変化量ΔＶｙ（第２速度変化量の一例）は、マイナスの値となる。一方、当該過渡期間における加速度Ａ’ｚの積算値（図１７Ａの網掛部ＡＲｚ１の面積に相当、第１加速度の積算値の一例）によって表される、前回一定速度ＶＢｚから現在一定速度ＶＮｚまでの速度変化量ΔＶｚ（第１速度変化量の一例）は、プラスの値となる。
【０１５９】
そこで、Ｓ３０５において、坂面検出部２２は、前回一定速度ＶＢｙから現在一定速度ＶＮｙまでの速度変化量ΔＶｙ（＝ＶＮｙ−ＶＢｙ）がマイナスの値を示し、前回一定速度ＶＢｚから現在一定速度ＶＮｚまでの速度変化量ΔＶｚ（＝ＶＮｚ−ＶＢｚ）がプラスの値を示す場合は、前回の一定速度期間と今回の一定速度期間との間に、メイン筐体１０１の走行面が上方へ傾斜する過渡期間が存在すると判断する。この場合、坂面検出部２２は、図２４Ａに示すように、速度変化量ΔＶｙを示すベクトルと速度変化量ΔＶｚを示すベクトルとを合成したベクトルΔＶと、Ｙ方向とが、Ｙ方向を基準にして＋Ｚ方向（上方）になす角度（＝ｔａｎ−１（｜ΔＶｚ｜／｜ΔＶｙ｜））を、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θとして判断する。
【０１６０】
一方、Ｓ３０４において、走行状態判定部２１が前回の一定速度期間と今回の一定速度期間との間に存在すると判断した過渡期間が、図１７Ｂの期間「下り側面走行開始」に示すような、メイン筐体１０１の走行面が下方へ傾斜する過渡期間であるとする。この場合、図１７Ｂにおいて説明したように、当該過渡期間において取得された各加速度Ａｙｎはプラスの値（＋Ｙ方向）を示し、当該過渡期間において取得された各加速度Ａｚｎはマイナスの値（−Ｚ方向）を示す。したがって、当該過渡期間における加速度Ａｙの積算値（図１７Ｂの網掛部ＡＲｙ２の面積に相当、第２加速度の積算値の一例）によって表される、前回一定速度ＶＢｙから現在一定速度ＶＮｙまでの速度変化量ΔＶｙ（第２速度変化量の一例）は、プラスの値となる。一方、当該過渡期間における加速度Ａ’ｚの積算値（図１７Ｂの網掛部ＡＲｚ２の面積に相当、第１加速度の積算値の一例）によって表される、前回一定速度ＶＢｚから現在一定速度ＶＮｚまでの速度変化量ΔＶｚ（第１速度変化量の一例）は、マイナスの値となる。
【０１６１】
そこで、Ｓ３０５において、坂面検出部２２は、前回一定速度ＶＢｙから現在一定速度ＶＮｙまでの速度変化量ΔＶｙ（＝ＶＮｙ−ＶＢｙ）がプラスの値を示し、前回一定速度ＶＢｚから現在一定速度ＶＮｚまでの速度変化量ΔＶｚ（＝ＶＮｚ−ＶＢｚ）がマイナスの値を示す場合は、前回の一定速度期間と今回の一定速度期間との間に、メイン筐体１０１の走行面が下方へ傾斜する過渡期間が存在すると判断する。この場合、坂面検出部２２は、図２４Ｂに示すように、速度変化量ΔＶｙを示すベクトルと速度変化量ΔＶｚを示すベクトルとを合成したベクトルΔＶと、Ｙ方向とが、Ｙ方向を基準にして−Ｚ方向（下方）になす角度（＝−ｔａｎ−１（｜ΔＶｚ｜／｜ΔＶｙ｜））を、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θとして判断する。
【０１６２】
Ｓ３０５の実行後、表情角度調整部２３（図１５）は、Ｓ１０８の表情角度調整処理を行う（Ｓ１０８）。その後は、上述のように、Ｓ３０６が行われた後、処理がＳ１０２に戻され、Ｓ１０２以降の処理が行われる。
【０１６３】
つまり、本態様では、計測期間Ｔｔが一定速度期間であると判断した場合に、当該一定速度期間である今回の一定速度期間と前回の一定速度期間との間に、メイン筐体１０１の走行面が上方又は下方へ傾斜する過渡期間が存在するか否かを判断する。そして、今回の一定速度期間と前回の一定速度期間との間に前記過渡期間が存在すると判断した場合、当該過渡期間における加速度Ａｙ、Ａ’ｚの積算値によって表される速度変化量ΔＶｙ、ΔＶｚに基づき、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θを判断し、当該傾斜角度θに相当する角度分、メイン筐体１０１の走行面が傾斜する方向に表示部２０６を移動させる。これにより、当該計測期間Ｔｔが一定速度期間であると判断したときに、つまり、今回の一定速度期間が終了するときに、表示部２０６が向いている方向をロボット１の走行方向と一致させることができる。
【０１６４】
（変形例２）
第２の実施の形態においても、変形例１と同様にＳ１０４を変更してもよい。これに合わせて、変形例１のＳ１０６と同様にＳ４０２を変更してもよい。つまり、走行状態判定部２１が、Ｓ４０２において、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えており、且つ、加速度Ａ’ｙの累積値Ｒｙが所定の負（マイナス）の第３閾値を−Ｙ方向（後方）側に超えていると判断した場合、又は、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えており、且つ、加速度Ａ’ｙの累積値Ｒｙが所定の正（プラス）の第４閾値を＋Ｙ方向（前方）側に超えていると判断した場合に、計測期間Ｔｔが前記過渡期間であると判断する（Ｓ４０２；ＹＥＳ）ようにしてもよい。
【０１６５】
これに合わせて、Ｓ１０８（図１９）の表情角度調整処理を図２１に示す処理フローで実現してもよい。この場合、Ｓ２０１（図２１）において、表情角度調整部２３は、Ｓ３０５（図２２）において説明したように、前回一定速度ＶＢｙから現在一定速度ＶＮｙまでの速度変化量ΔＶｙ（＝ＶＮｙ−ＶＢｙ）がマイナスの値を示し、前回一定速度ＶＢｚから現在一定速度ＶＮｚまでの速度変化量ΔＶｚ（＝ＶＮｚ−ＶＢｚ）がプラスの値を示す場合は、メイン筐体１０１の走行面が上方へ傾斜したと判断すればよい（Ｓ２０１；ＹＥＳ）。また、表情角度調整部２３は、前回一定速度ＶＢｙから現在一定速度ＶＮｙまでの速度変化量ΔＶｙ（＝ＶＮｙ−ＶＢｙ）がプラスの値を示し、前回一定速度ＶＢｚから現在一定速度ＶＮｚまでの速度変化量ΔＶｚ（＝ＶＮｚ−ＶＢｚ）がマイナスの値を示す場合は、メイン筐体１０１の走行面が、上方ではなく、下方へ傾斜したと判断すればよい（Ｓ２０１；ＮＯ）。
【０１６６】
尚、これに限らず、Ｓ２０１（図２１）において、表情角度調整部２３が、前回一定速度ＶＢｚから現在一定速度ＶＮｚまでの速度変化量ΔＶｚ（＝ＶＮｚ−ＶＢｚ）のみを用いて、速度変化量ΔＶｚがプラスの値を示す場合は、メイン筐体１０１の走行面が上方へ傾斜したと判断し（Ｓ２０１；ＹＥＳ）、速度変化量ΔＶｚがマイナスの値を示す場合は、メイン筐体１０１の走行面が下方へ傾斜したと判断する（Ｓ２０１；ＮＯ）ようにしてもよい。
【０１６７】
（第３の実施の形態）
表現角度制御処理は、図１９に示す処理フローに代えて、図２５に示す処理フローで実現してもよい。図２５は、第３の実施の形態における表情角度制御処理の詳細を示すフローチャートである。以下、図２５に示す表情角度制御処理の処理フローについて詳述する。尚、図２５に示す処理のうち、図１９と同じ処理については図１９と同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１６８】
図２５に示す処理フローでは、Ｓ１０３の後、坂面検出部２２は、Ｓ１０３で算出した速度変化量ΔＶｚｎを用いて走行速度Ｖｚを更新し（Ｖｚ＝Ｖｚ＋ΔＶｚｎ）（Ｓ５０１）、Ｓ５０２を行う。尚、走行速度Ｖｚの初期値は０である。つまり、Ｓ５０１において、坂面検出部２２は、速度変化量ΔＶｚｎの累積値を走行速度Ｖｚとして算出する。
【０１６９】
Ｓ５０２において、坂面検出部２２は、Ｓ１０７（図１９）と同様にして、Ｓ１０３で算出した１組の速度変化量ΔＶｙｎ、ΔＶｚｎを用い、当該速度変化量ΔＶｙｎを示すベクトルと当該速度変化量ΔＶｚｎを示すベクトルとを合成したベクトルΔＶｎと、Ｙ方向とがＹ方向を基準にして＋Ｚ方向（上方）又は−Ｚ方向（下方）になす角度Δθｎ（＝ｔａｎ−１（｜ΔＶｚｎ｜／｜ΔＶｙｎ｜）又は−ｔａｎ−１（｜ΔＶｚｎ｜／｜ΔＶｙｎ｜））を算出する（図２０Ａ、図２０Ｂ参照）。そして、坂面検出部２２は、当該した角度Δθｎを前回のＳ５０２で算出した傾斜角度θに加算することで、傾斜角度θを更新する（θ＝θ＋Δθｎ）。
【０１７０】
これにより、坂面検出部２２は、図１９に示す処理フローのように、Ｓ１０６においてメイン筐体１０１が斜面を走行していると判断された場合にのみ（Ｓ１０６；ＹＥＳ）、Ｓ１０７においてメイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θを算出することに代えて、走行状態判定部２１によるメイン筐体１０１が斜面を走行しているか否かの判断によらずに、Ｓ１０３において速度変化量ΔＶｙｎ、ΔＶｚｎを算出する度に、メイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θを更新する。
【０１７１】
また、走行状態判定部２１は、Ｓ１０５において、計測時間Ｔが所定期間Ｔｄを超えていると判断した場合（Ｓ１０５；ＹＥＳ）、Ｓ５０１で算出された走行速度Ｖｚが、所定の正（プラス）の第５閾値ＴＨ５を＋Ｚ方向（上方）側に超えている、又は、Ｓ５０１で算出された走行速度Ｖｚが所定の負（マイナス）の第６閾値ＴＨ６を−Ｚ方向（下方）側に超えているか否かを判断する（Ｓ５０３）。これにより、走行状態判定部２１は、メイン筐体１０１が斜面を走行しているか否かを判断する。
【０１７２】
以下、Ｓ５０３について詳述する。図１８において説明したように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間のような前記過渡期間では、図１８のセクション（Ｃ）の波形Ｗｚ１３、Ｗｚ１４に示すように、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚは、第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超える、又は、第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超える。このため、当該過渡期間において、サンプリング周期ΔＴと加速度Ａ’ｚｎとの積（＝ΔＴ×Ａ’ｚｎ）である速度変化量ΔＶｚｎの累積値は、所定の正（プラス）の第５閾値ＴＨ５を＋Ｚ方向（上方）側に超える、又は、所定の負（マイナス）の第６閾値ＴＨ６を−Ｚ方向（下方）側に超える。
【０１７３】
したがって、Ｓ５０３において、走行状態判定部２１は、Ｓ５０１で算出された、速度変化量ΔＶｚｎの累積値である走行速度Ｖｚが、第５閾値ＴＨ５を＋Ｚ方向（上方）側に超えていず、且つ、第６閾値ＴＨ６を−Ｚ方向（下方）側に超えていないと判断した場合（Ｓ５０３；ＮＯ）、今回の所定期間Ｔｄにおいて、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えていず、且つ、第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えていないと判断し、今回の所定期間Ｔｄは前記過渡期間ではないと判断する。この場合、走行状態判定部２１は、メイン筐体１０１が斜面を走行していないと判断する。そして、走行状態判定部２１は、走行速度Ｖｚを０にリセットし、且つ、計測回数ｎを１にリセットして（Ｓ５０４）、処理をＳ１０２に戻す。その後は、Ｓ１０２以降の処理が行われる。これにより、走行状態判定部２１は、次の所定期間Ｔｄにおける走行速度Ｖｚに基づいて、メイン筐体１０１が斜面を走行しているか否かの判断を行う。
【０１７４】
一方、Ｓ５０３において、走行状態判定部２１は、Ｓ５０１で算出した走行速度Ｖｚが第５閾値ＴＨ５を＋Ｚ方向（上方）側に超えている、又は、Ｓ５０１で算出した走行速度Ｖｚが第６閾値ＴＨ６を−Ｚ方向（下方）側に超えていると判断したとする（Ｓ５０３；ＹＥＳ）。この場合、走行状態判定部２１は、今回の所定期間Ｔｄにおいて、加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚが、第１閾値ＴＨ１を＋Ｚ方向（上方）側に超えている、又は、第２閾値ＴＨ２を−Ｚ方向（下方）側に超えていると判断して、今回の所定期間Ｔｄが前記過渡期間であると判断する。この場合、走行状態判定部２１は、メイン筐体１０１が斜面を走行していると判断する。この場合、表情角度調整部２３（図１５）は、Ｓ５０２において更新されたメイン筐体１０１の走行面の傾斜角度θを用いて、表情角度調整処理を行う（Ｓ１０８）。
【０１７５】
Ｓ１０８の実行後、走行状態判定部２１は、走行速度Ｖｚを０にリセットし、且つ、計測回数ｎを１にリセットして（Ｓ５０４）、処理をＳ１０２に戻す。その後は、Ｓ１０２以降の処理が行われる。これにより、走行状態判定部２１は、次の所定期間Ｔｄにおける走行速度Ｖｚに基づいて、メイン筐体１０１が斜面を走行しているか否かの判断を行う。
【０１７６】
（変形例３）
第１及び第２の実施の形態及びその変形例では、走行状態判定部２１（図１５）は、Ｓ１０４（図１９、図２２）において、Ｓ１０２（図１９、図２２）で取得した加速度Ａ’ｚの累積値Ｒｚを更新していたが、これに代えて、Ｓ１０２（図１９、図２２）で取得した加速度Ａｚから重力成分「−ｇ」を除去せずに、加速度Ａｚの累積値を更新するようにしてもよい。これに合わせて、走行状態判定部２１が、Ｓ１０６（図１９）とその変形例及びＳ４０２（図２３）において、加速度Ａｚの累積値と各閾値とを比較するようにしてもよい。ただし、この場合、加速度Ａｚの累積値に重力成分「−ｇ」の累積値が含まれることを考慮して、各閾値を定める必要がある。
【０１７７】
（変形例４）
第１、第２及び第３の実施の形態及びその変形例では、坂面検出部２２（図１５）は、Ｓ１０３（図１９、図２２、図２５）において、サンプリング周期ΔＴとＳ１０２（図１９、図２２）で取得された加速度Ａ’ｚｎとの積で表される、サンプリング周期ΔＴにおける加速度Ａ’ｚｎの積算値を速度変化量ΔＶｚｎとして算出していた。しかし、これに代えて、坂面検出部２２（図１５）が、Ｓ１０３（図１９、図２２、図２５）において、サンプリング周期ΔＴとＳ１０２（図１９、図２２）で取得された加速度Ａｚとの積であるサンプリング周期ΔＴにおける加速度Ａｚの積算値を算出し、当該積算値から、サンプリング周期ΔＴと重力成分「−ｇ」との積を減算することにより、速度変化量ΔＶｚｎを算出するようにしてもよい。
【０１７８】
（変形例５）
上記の各実施の形態及びその変形例では、加速度センサー２１４（図１５）が、加速度Ａｚ、Ａ’ｚが上方を示す場合はプラスの値を出力し、下方を示す場合はマイナスの値を出力するものとしていた。しかし、これとは反対に、加速度センサー２１４（図１５）が、加速度Ａｚ、Ａ’ｚが下方を示す場合はプラスの値を出力し、下方を示す場合はマイナスの値を出力するものであってもよい。この場合、下方が＋Ｚ方向、上方が−Ｚ方向となる。
【０１７９】
（本開示の実施の形態の概要）
本開示の一態様に係るロボットは、
球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第１側部に対応する第１球冠部と、
前記第２側部に対応する第２球冠部と、
前記第１球冠部と前記第２球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記シャフトの回転により前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構と、
前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる前記第１駆動機構と独立した第２駆動機構と、
重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度を検知する加速度センサーと、
前記メイン筐体を回転させて前記メイン筐体を走行させている間に、ある期間において前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記ある期間における前記第１加速度の積算値及び前記第２加速度の積算値に基づき、前記メイン筐体が走行する斜面の傾斜角度を判断し、
前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を移動させる制御回路と、を備えたものである。
【０１８０】
本態様では、まず、前記メイン筐体を回転させて前記メイン筐体を走行させている間に、ある期間において前記重力方向に平行な上下方向の第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記ある期間において前記第１加速度の積算値及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度の積算値から、前記斜面の傾斜角度を求める。
【０１８１】
このため、例えば、前記メイン筐体が床面を走行し、その後、斜面を登り、または、斜面を下ることによって、前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合に、前記メイン筐体が走行する斜面の傾斜角度を求めることができる。
【０１８２】
本態様では、更に、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を移動させる。
【０１８３】
これにより、前記メイン筐体を回転させる駆動機構である前記第２駆動機構を、前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構とは別機構とするロボットにおいて、前記斜面を走行している間、前記表示部が向いている方向を前記ロボットの走行方向と一致させることができる。
【０１８４】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記ある期間における前記第１加速度の積算値から第１速度変化量を求め、前記ある期間における前記第２加速度の積算値から第２速度変化量を求め、前記第１速度変化量及び前記第２速度変化量に基づき、前記斜面の傾斜角度を判断してもよい。
【０１８５】
前記ある期間における前記第１加速度の積算値は、前記ある期間における前記重力方向に平行な上下方向での速度変化量に相当する。また、前記ある期間における前記第２加速度の積算値は、前記ある期間における前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向での速度変化量に相当する。従って、前記重力方向に平行な上下方向での前記第１速度変化量、及び、前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向での前記第２速度変化量から、前記斜面の傾斜角度を求めることができる。
【０１８６】
従って、本態様によれば、前記加速度センサーにて検知される前記重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度を用いて、前記ロボットが走行する斜面の傾斜角度を求めることができる。
【０１８７】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の上方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と反対側に超えた場合、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を上方向に移動させてもよい。
【０１８８】
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の上方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と反対側に超えた場合、前記斜面は上方に傾斜していると判断できる。
【０１８９】
この場合、本態様では、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を上方向に移動させる。これにより、前記ロボットが前記斜面を登っている間、前記表示部が向いている方向を前記ロボットの走行方向と一致させることができる。
【０１９０】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の下方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と同方向側に超えた場合、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を下方向に移動させてもよい。
【０１９１】
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の下方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と同方向側に超えた場合、前記斜面は下方に傾斜していると判断できる。
【０１９２】
この場合、本態様では、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を下方向に移動させる。これにより、前記ロボットが前記斜面を下っている間、前記表示部が向いている方向を前記ロボットの走行方向と一致させることができる。
【０１９３】
また、上記態様において、例えば、
前記球帯状のメイン筐体、前記第１球冠部及び前記第２球冠部は、前記球体を構成してもよい。
【０１９４】
本態様によると、前記球帯状のメイン筐体、前記第１球冠部及び前記第２球冠部は、前記球体を構成するので、第２駆動機構により前記メイン筐体を回転させることで、球体が転がるようにロボットを前進及び後進させることができる。
【０１９５】
本開示の一態様に係るロボットは、
球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第１側部に対応する第１球冠部と、
前記第２側部に対応する第２球冠部と、
前記第１球冠部と前記第２球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記シャフトの回転により前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構と、
前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる前記第１駆動機構と独立した第２駆動機構と、
重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度を検知する加速度センサーと、
前記メイン筐体を回転させて前記メイン筐体を走行させている間に、ある期間において前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記メイン筐体が斜面を走行していると判断し、
前記ある期間における前記第１加速度の積算値から第１速度変化量を求め、前記ある期間における前記第２加速度の積算値から第２速度変化量を求め、前記第１速度変化量及び前記第２速度変化量に基づき、前記斜面の傾斜角度を判断し、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の上方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と反対側に超えた場合、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を上方向に移動させる制御回路と、を備えたものである。
【０１９６】
本態様では、まず、前記メイン筐体を回転させて前記メイン筐体を走行させている間に、ある期間において前記第１加速度の累積値が第１閾値を超えた場合、前記メイン筐体が斜面を走行していると判断する。このため、例えば、前記筐体が床面を走行し、その後、斜面を登り、または、斜面を下ることによって、前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を超えた場合に、前記メイン筐体が前記斜面を走行していることを適切に判断することができる。
【０１９７】
そして、本態様では、前記メイン筐体が前記斜面を走行していると判断した場合、前記ある期間において前記加速度センターから出力される前記重力方向に平行な上下方向の第１加速度の積算値から第１速度変化量を求め、前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度の積算値から第２速度変化量を求め、前記第１速度変化量及び前記第２速度変化量に基づき、前記斜面の傾斜角度を判断する。
【０１９８】
前記ある期間における前記第１加速度の積算値は、前記重力方向に平行な上下方向での速度変化量に相当する。また、前記ある期間における前記第２加速度の積算値は、前記ある期間における前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向での速度変化量に相当する。従って、前記重力方向に平行な上下方向での前記第１速度変化量、及び、前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向での前記第２速度変化量から、前記斜面の傾斜角度を求めることができる。
【０１９９】
従って、本態様によれば、前記加速度センサーにて検知される前記重力方向に平行な上下方向の第１加速度及び前記重力方向に直交する前記メイン筐体の走行方向の第２加速度を用いて、前記ロボットが走行する斜面の傾斜角度を求めることができる。
【０２００】
本態様では、更に、前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の上方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と反対側に超えた場合、前記斜面は上方に傾斜していると判断できるので、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を上方向に移動させる。
【０２０１】
これにより、前記メイン筐体を回転させる駆動機構である前記第２駆動機構を、前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構とは別機構とするロボットにおいて、前記斜面を登っている間、前記表示部が向いている方向を前記ロボットの走行方向と一致させることができる。
【０２０２】
また、上記態様において、例えば、
前記制御回路は、
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の下方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と同方向側に超えた場合、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を下方向に移動させてもよい。
【０２０３】
前記ある期間において前記第１加速度の累積値が前記第１閾値を前記上下方向の下方向側に超え且つ前記第２加速度の累積値が第２閾値を前記走行方向と同方向側に超えた場合、前記斜面は下方に傾斜していると判断できる。
【０２０４】
この場合、本態様では、前記第１駆動機構を制御して前記傾斜角度に相当する角度、前記シャフトを回転させて前記表示部を下方向に移動させる。
【０２０５】
これにより、前記メイン筐体を回転させる駆動機構である前記第２駆動機構を、前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構とは別機構とするロボットにおいて、前記斜面を下っている間、前記表示部が向いている方向を前記ロボットの走行方向と一致させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０６】
本開示によれば、ロボットを違和感なく走行させる点で有用である。
【符号の説明】
【０２０７】
１  ロボット
２１  走行状態判定部
２２  坂面検出部
２３  表情角度調整部
１０１  メイン筐体
１０２  第１球冠部
１０３  第２球冠部
１０５  第１表示部
１０６  第２表示部
１０７  第３表示部
１０８  固定板金
１０９  第１アーム
１１０  第２アーム
１１２  シャフト
１１３  駆動ベルト
１１４  第１モータ
１１５  フレーム
１１６  第３ギア
１１７  第４ギア
１１８  第２モータ
１１９  第３アーム
１２０  第４アーム
１２１  第３モータ
１２２  第１ギア
１２３  第２ギア
１３９  従動シャフト
１４０  回転軸
２０１  制御回路
２０２  主制御部
２０５  表示情報出力制御部
２０６  表示部
２０７  シャフト駆動機構
２０８  シャフト駆動機構制御部
２０９  筐体駆動機構
２１０  筐体駆動機構制御部
２１３  メモリ
２１４  加速度センサー
１５０１  ユーザ
Ａｙ  加速度
Ａｙｎ  加速度
Ａｚ  加速度
Ａｚｎ  加速度
Ａ’ｚ  加速度
Ａ’ｚｎ  加速度
Ｒｙ  累積値
Ｒｚ  累積値
Ｔ  計測時間
Ｔｔ  計測期間
Ｖｄ  目標速度
ＶＢｙ  前回一定速度
ＶＢｚ  前回一定速度
ＶＮｙ  現在一定速度
ＶＮｚ  現在一定速度
Ｖ  走行速度
Ｖｙ  走行速度
Ｖｚ  走行速度
ｎ  計測回数
ΔＴ  サンプリング周期
ΔＶｄ  所定の速度変化量
ΔＶｙ  速度変化量
ΔＶｙｎ  速度変化量
ΔＶｚ  速度変化量
ΔＶｚｎ  速度変化量
Δθｎ  角度
θ  傾斜角度
【図１Ａ】
2018000845.tif 000003
【図１Ｂ】
2018000845.tif 000004
【図１Ｃ】
2018000845.tif 000005
【図２Ａ】
2018000845.tif 000006
【図２Ｂ】
2018000845.tif 000007
【図３Ａ】
2018000845.tif 000008
【図３Ｂ】
2018000845.tif 000009
【図４】
2018000845.tif 000010
【図５Ａ】
2018000845.tif 000011
【図５Ｂ】
2018000845.tif 000012
【図６】
2018000845.tif 000013
【図７】
2018000845.tif 000014
【図８】
2018000845.tif 000015
【図９】
2018000845.tif 000016
【図１０】
2018000845.tif 000017
【図１１】
2018000845.tif 000018
【図１２】
2018000845.tif 000019
【図１３Ａ】
2018000845.tif 000020
【図１３Ｂ】
2018000845.tif 000021
【図１３Ｃ】
2018000845.tif 000022
【図１４】
2018000845.tif 000023
【図１５】
2018000845.tif 000024
【図１６Ａ】
2018000845.tif 000025
【図１６Ｂ】
2018000845.tif 000026
【図１６Ｃ】
2018000845.tif 000027
【図１７Ａ】
2018000845.tif 000028
【図１７Ｂ】
2018000845.tif 000029
【図１８】
2018000845.tif 000030
【図１９】
2018000845.tif 000031
【図２０Ａ】
2018000845.tif 000032
【図２０Ｂ】
2018000845.tif 000033
【図２１】
2018000845.tif 000034
【図２２】
2018000845.tif 000035
【図２３】
2018000845.tif 000036
【図２４Ａ】
2018000845.tif 000037
【図２４Ｂ】
2018000845.tif 000038
【図２５】
2018000845.tif 000039