(57)【要約】【課題】安全への配慮がなされた自律型揺動装置を提供する。【解決手段】自律型揺動装置Ｓに、球状の外周面を備えた腹部ＲＢ１２（内側部材）と、腹部ＲＢ１２（内側部材）の外周面Ｆ１２上を隙間なく摺動可能な形状を有する胸部ＲＢ１３の開口縁１３２（摺接部）を具備し、胸部ＲＢ１３の開口縁１３２（摺接部）が腹部ＲＢ１２（内側部材）の外周面Ｆ１２に隙間なく接近しつつ、揺動可能に腹部ＲＢ１２（内側部材）に軸支された胸部ＲＢ１３（外側部材）と、胸部ＲＢ１３（外側部材）を揺動するお辞儀駆動手段５１（外側駆動手段）と、お辞儀駆動手段５１（外側駆動手段）を制御するお辞儀制御手段５２（外側制御手段）と、を設ける。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状の外周面を備えた内側部材と、
該内側部材の外周面上を隙間なく摺動可能な形状を有する摺接部を具備し、該摺接部が該内側部材の外周面に隙間なく接近しつつ、揺動可能に該内側部材に軸支された外側部材と、
該外側部材を揺動する外側駆動手段と、
該外側駆動手段を制御する外側制御手段と、
を備える
ことを特徴とする自律型揺動装置。
【請求項２】
先端側が本体に対して接近／離間する方向へ揺動可能に、基端側が揺動軸を介して該本体に軸支された揺動部材と、
先端側が該揺動部材に対して接近／離間する方向へ揺動可能に、基端側が該本体に軸支され、該揺動部材に接近する方向へ揺動した場合には、該揺動部材が該本体から離れる方向へ揺動するように先端側を該揺動部材に押し付け、該揺動部材に離れる方向へ揺動した場合には、先端側が該揺動部材から離間するように配置された駆動片と、
該駆動片を揺動する揺動駆動手段と、
該揺動駆動手段を制御する揺動制御手段と、
を備える
ことを特徴とする自律型揺動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の自律型揺動装置において、
前記揺動部材は、
自身の外形が、透光性を有する素材によって形成され、
内部に、点灯／消灯可能な発光手段を備えた
ことを特徴とする自律型揺動装置。
【請求項４】
請求項２、または請求項３に記載の自律型揺動装置において、
前記本体は、
自身の表面から外側に向かって突出する突起物を備え、
前記揺動軸は、
自身の延長線上に該突起物が位置するように設定された
ことを特徴とする自律型揺動装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の自律型揺動装置において、
前記揺動部材が揺動する際の揺動領域が投影された設置ベースを備え、
前記本体が、
投影された該揺動領域に合わせて設置ベース上に設置された
ことを特徴とする自律型揺動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の自律型揺動装置において、
前記設置ベースは、
視覚情報を提示する報知手段と、
利用者によって操作される入力手段と、
の少なくともどちらか一方を前記揺動領域の外側に備えた
ことを特徴とする自律型揺動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人型ロボットの腕などを上げ下げする自律型揺動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットには、人の形を模して作られるとともに、自律的に人の動きを模して動作するものがある。
たとえば、特許文献１では、実際の人よりも関節の数が少なく、関節の自由度が低い中で、多様な表現を行うことができるロボットが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１７−１８７６２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１には、揺動する腕部を降ろす際に、胴体部と腕部との間に物品を挟み込んでしまった場合への挟み込み対策など、安全への配慮が不十分である。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みて創案されたものであり、安全への配慮がなされた自律型揺動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明に係る自律型揺動装置は、球状の外周面を備えた内側部材と、該内側部材の外周面上を隙間なく摺動可能な形状を有する摺接部を具備し、該摺接部が該内側部材の外周面に隙間なく接近しつつ、揺動可能に該内側部材に軸支された外側部材と、該外側部材を揺動する外側駆動手段と、該外側駆動手段を制御する外側制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、安全への配慮がなされた自律型揺動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の卓上型ロボットの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の自律型揺動装置を卓上型ロボットに適用した例を示す正面図である。
【図３】本発明の自律型揺動装置を卓上型ロボットに適用した例を示す左側面図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】腕部を振り上げた状態を示すロボット本体の斜視図である。
【図６】本実施形態のひねり揺動装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態のお辞儀揺動装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本実施形態の腕振り揺動装置の構成を示すブロック図である。
【図９】ワンウェイクラッチの働きを説明するための構成図である。
【図１０】揺動領域を説明するためのロボット本体と設置ベースの斜視図である。
【図１１】揺動領域を説明するためのロボット本体と設置ベースの平面図である。
【図１２】別態様の設置ベースを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態の自律型揺動装置Ｓは、卓上型ロボットＲＢＴに適用されている（図１参照）。
卓上型ロボットＲＢＴは、利用者とのコミュニケーションを図りつつ、利用者にサービスを提供するものである。
【００１０】
本実施形態の卓上型ロボットＲＢＴは、ロボット本体ＲＢＴ１、設置ベースＲＢＴ２、外部制御手段ＲＢＴ３、を備えている。
ロボット本体ＲＢＴ１は、利用者と直接のやりとりを行うための構成であり、設置ベースＲＢＴ２上に配置される。
設置ベースＲＢＴ２は、ロボット本体ＲＢＴ１の可動範囲を利用者に知らせるための構成であり、机などの上に配置される。なお、詳細は後述する。
【００１１】
外部制御手段ＲＢＴ３は、ロボット本体ＲＢＴ１の故障、盗難、破壊行為などへの監視を行うための構成、および利用者に提供する情報などを記憶するための構成である。このため、本実施形態では、外部制御手段ＲＢＴ３は、ロボット本体ＲＢＴ１の設置位置から離れた場所に配置され、無線、または有線でロボット本体ＲＢＴ１に接続される。
【００１２】
本実施形態の卓上型ロボットＲＢＴでは、利用者とのコミュニケーションを図る手段の１つとして、ロボット本体ＲＢＴ１による身振り手振りといった動作を用いている。そして、身振り手振りを行うための構成として、本願発明の自律型揺動装置Ｓが採用されている。
【００１３】
本実施形態のロボット本体ＲＢＴ１は、人の腰から上の上半身の動きを模して、自律的に動作するように構成されている（図２参照）。
このため、本実施形態のロボット本体ＲＢＴ１は、計４つの自律型揺動装置Ｓ（ひねり揺動装置Ｓ４、お辞儀揺動装置Ｓ５、腕振り揺動装置Ｓ６を左右に１つずつ）を備えている（図１、図２参照）。
【００１４】
ひねり揺動装置Ｓ４は、腰ひねり動作を行うことを目的とした自律型揺動装置Ｓである。
お辞儀揺動装置Ｓ５は、辞儀動作を行うことを目的とした自律型揺動装置Ｓである。
腕振り揺動装置Ｓ６は、腕振り動作を行うことを目的とした自律型揺動装置Ｓであり、右腕と左腕とが独立して腕振り動作を行えるように、右腕、左腕のそれぞれに配置されている。
【００１５】
そこで、各自律型揺動装置Ｓを説明するために、まずロボット本体ＲＢＴ１各部の構成について説明する（図２、図３参照）。
なお、以下の説明ではロボット本体ＲＢＴ１の前後方向をＸ軸、左右方向をＹ軸、上下方向をＺ軸と、それぞれ定義する。
またＸ軸周りの回転方向をロール（Ｒｏｌｌ）、Ｙ軸周りの回転方向をピッチ（Ｐｉｔｃｈ）、Ｚ軸周りの回転方向をヨー（Ｙａｗ）と、それぞれ定義する。
【００１６】
ロボット本体ＲＢＴ１は、腰部ＲＢ１１、腹部ＲＢ１２、胸部ＲＢ１３、頭部ＲＢ１４、腕部ＲＢ１５（右腕部ＲＢ１５Ｒ、左腕部ＲＢ１５Ｌ）、で構成されている（図２〜図４参照）。
腰部ＲＢ１１は、ロボット本体ＲＢＴ１の土台となる部位であり、設置ベースＲＢＴ２上に重ねられる部位である。
【００１７】
腰部ＲＢ１１は、円盤状の厚板形状を呈し、他の構成部位よりも大重量となるように材質、およびバッテリ等の部品のレイアウト等が設定されている。
これによって、ロボット本体ＲＢＴ１の重心の位置が下がるため、各自律型揺動装置Ｓが稼動し、各部が揺動した際の、ロボット本体ＲＢＴ１の転倒が防止される。
【００１８】
次に、腹部ＲＢ１２について説明する（図２〜図４参照）。
腹部ＲＢ１２（内側部材）は、腰部ＲＢ１１の上方に配置されている。
腹部ＲＢ１２は、半球状の外形形状を備えるとともに、上方が開口しつつ、内部に腹部収容室１２１が形成された、殻形状を呈している。そして、腹部収容室１２１には、利用者の音声を認識するための音声認識センサ（マイクロフォン）が設置されている。
腹部ＲＢ１２は、ひねり軸ＡＸ１２を介して、腰部ＲＢ１１に対してヨー方向へ揺動可能に軸支されている。
【００１９】
ひねり軸ＡＸ１２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って、腰部ＲＢ１１の円盤形状の中心（腰中心Ｃ１１）と、腹部ＲＢ１２の球形状の中心（腹中心Ｃ１２）と、を貫く軸である。
なお、これ以降、ひねり軸ＡＸ１２を中心にした腹部ＲＢ１２によるヨー方向の揺動を腰ひねり動作と称する。
腰ひねり動作は、ひねり揺動装置Ｓ４（自律型揺動装置Ｓ）によって行われる。
【００２０】
次に、胸部ＲＢ１３について説明する（図２〜図４参照）。
胸部ＲＢ１３（外側部材、本体）は、腹部ＲＢ１２の上方に、腹部ＲＢ１２に覆い被さるように配置されている。
胸部ＲＢ１３は、半球状の外形形状を備えるとともに、下方が開口しつつ、内部に胸部収容室１３１が形成された、殻形状を呈している。そして、殻形状の内周面は、外形形状に倣って、球面に形成されている。
【００２１】
胸部ＲＢ１３の開口縁１３２（摺接部）は、腹部ＲＢ１２の外周面Ｆ１２に対して隙間なく摺動可能に形成されている。
胸部ＲＢ１３は、お辞儀軸ＡＸ１３を介して、腹部ＲＢ１２に対してピッチ方向へ揺動可能に軸支されている。
お辞儀軸ＡＸ１３は、左右方向（Ｙ軸方向）に沿って、腹部ＲＢ１２の球形状の中心（腹中心Ｃ１２）と、胸部ＲＢ１３の揺動中心（胸中心Ｃ１３）と、を貫く軸である。
【００２２】
なお、これ以降、胸部ＲＢ１３によるお辞儀軸ＡＸ１３を中心にしたピッチ方向の揺動をお辞儀動作と称する。
つまり、お辞儀動作の際に、開口縁１３２（摺接部）が腹部ＲＢ１２（内側部材）の外周面Ｆ１２に隙間なく接近しつつ、移動する。
これによって、お辞儀動作の途中で、利用者がロボット本体ＲＢＴ１に触れるようなことがあっても、腹部ＲＢ１２と胸部ＲＢ１３との境界部分への指などの巻き込みを防止することができる。
お辞儀動作は、お辞儀揺動装置Ｓ５（自律型揺動装置Ｓ）によって行われる。
【００２３】
次に、頭部ＲＢ１４について説明する（図２〜図４参照）。
頭部ＲＢ１４は、胸部ＲＢ１３の上部に固定されている。つまり、頭部ＲＢ１４（突起物）は、胸部ＲＢ１３の表面から上方（外側）に向かって突出する突起物である。
頭部ＲＢ１４には、利用者を検知するためのＲＧＢカメラ、距離画像センサなどのセンサ類、音声情報を出力するためのスピーカなどの報知手段が設置されている。
【００２４】
次に、腕部ＲＢ１５について説明する（図２〜図４参照）。
腕部ＲＢ１５（揺動部材）は、頭部ＲＢ１４（突起物）を間に挟んで、胸部ＲＢ１３の左右に１つずつ配置されている。
なお、これ以降、ロボット本体ＲＢＴ１を正面から見て、頭部ＲＢ１４の左側に配置される腕部ＲＢ１５を右腕部ＲＢ１５Ｒ、正面から見て、頭部ＲＢ１４の右側に配置される腕部ＲＢ１５を左腕部ＲＢ１５Ｌ、と称する。
【００２５】
各腕部ＲＢ１５（揺動部材）は、胸部ＲＢ１３（本体）の外周面Ｆ１３に対して、自身の先端側が接近／離間する方向へ揺動可能に、自身の基端側が腕振り軸ＡＸ１５（揺動軸）を介して、軸支されている。
各腕部ＲＢ１５の腕振り軸ＡＸ１５（揺動軸）は、胸部ＲＢ１３の球形状の中心（胸中心Ｃ１３）を通るＹ軸、Ｚ軸に沿った面上に、頭部ＲＢ１４（突起物）を間に挟むように配置されている。
【００２６】
また、各腕部ＲＢ１５の腕振り軸ＡＸ１５（揺動軸）は、自身の上端側とひねり軸ＡＸ１２（Ｚ軸）との間隔が、自身の下端側とひねり軸ＡＸ１２（Ｚ軸）との間隔よりも狭くなるように設定されている。
つまり、各腕振り軸ＡＸ１５（揺動軸）は、自身の延長線上に頭部ＲＢ１４（突起物）が位置するように、位置、角度が設定されている。
【００２７】
なお、これ以降、腕部ＲＢ１５による腕振り軸ＡＸ１５を中心にした揺動を腕振り動作と称する。
腕振り軸ＡＸ１５が、このような位置、角度に設定されたことで、腕振り動作を行う際に、腕部ＲＢ１５が頭部ＲＢ１４を避けて揺動する。
【００２８】
各腕部ＲＢ１５（揺動部材）は、軸支部１５１、被駆動部１５２、疑似支持部１５３、外形部１５４、を備えている。
軸支部１５１は、胸部ＲＢ１３の内部に位置し、腕振り軸ＡＸ１５に軸支されている。
【００２９】
被駆動部１５２は、胸部ＲＢ１３の内部に位置し、軸支部１５１に連続している。
被駆動部１５２は、略Ｖ字形状を有する板材で構成されている。
被駆動部１５２は、Ｖ字形状の折返し部分１５２ａが、後述する腕振り駆動手段６１（揺動駆動手段）からの出力が作用する、力点に設定されている。また、被駆動部１５２は、Ｖ字形状の一側端部１５２ｂが軸支部１５１に連続し、Ｖ字形状の他側端部１５２ｃが疑似支持部１５３に連続している。
【００３０】
疑似支持部１５３は、被駆動部１５２に連続し、腕振り軸ＡＸ１５と胸部ＲＢ１３の外周面Ｆ１３との交点に設定されており、球形状を備えている。
つまり、疑似支持部１５３は、自身の球形状中心が、腕振り軸ＡＸ１５の延長線と胸部ＲＢ１３の外周面Ｆ１３との交点と一致するように形成されている。
【００３１】
胸部ＲＢ１３の外周面Ｆ１３には、腕振り軸ＡＸ１５との交点に、疑似支持部１５３が隙間なく収まるように、貫通孔１３３が開口している。
つまり、腕振り動作の際に、疑似支持部１５３が貫通孔１３３内を隙間なく転動する。
【００３２】
このため、外観からは、疑似支持部１５３が胸部ＲＢ１３に軸支されているように見える。
腕振り動作は、腕振り揺動装置Ｓ６（自律型揺動装置Ｓ）によって行われる。
【００３３】
疑似支持部１５３は、被駆動部１５２とは別の部材で構成されている。そして、疑似支持部１５３には、被駆動部１５２の他側端部１５２ｃを隙間なく挿入可能な支持穴１５３ａが開口している。また、疑似支持部１５３は、腕部ＲＢ１５が初期位置に位置した状態で、背面視で露出する部位に、支持穴１５３ａに貫通する固定ネジ穴１５３ｂが開口している。
【００３４】
支持穴１５３ａに被駆動部１５２の他側端部１５２ｃが挿入された状態で、固定ネジ穴１５３ｂに固定ネジ１５３ｃを螺着することで、疑似支持部１５３が被駆動部１５２に固定される。
なお、初期位置とは、ロボット本体ＲＢＴ１について、頭部ＲＢ１４が正面を向きつつ、腕部ＲＢ１５が振り下ろされて、腕部ＲＢ１５の先端部分が胸部ＲＢ１３の外周面Ｆ１３に当接した状態（姿勢）を称する。
【００３５】
外形部１５４は、疑似支持部１５３に連続し、胸部ＲＢ１３の外側で揺動する。
外形部１５４は、その外形形状が、長円形状で厚板状に形成されており、板面は胸部ＲＢ１３の外周面Ｆ１３に重なるように、胸部ＲＢ１３の外周面形状に倣って球面状に湾曲しつつ、長手方向には円弧状にカーブしている。
外形部１５４は、その表面が、シリコーンゴムのような、柔軟性と透光性を有する素材で形成されている。
【００３６】
外形部１５４は、その先端部分の内部に、点灯／消灯可能な発光ダイオード１５４ａ（発光手段）が設置されている（図５参照）。
これにより、発光ダイオード１５４ａが点灯した際には、腕部ＲＢ１５の先端部分が光って見えるため、腕振り動作がより印象的になり、利用者とのコミュニケーションを円滑にする。
【００３７】
次に、各自律型揺動装置Ｓについて説明する（図６〜図９参照）。
ロボット本体ＲＢＴ１は、腰ひねり動作を行うための自律型揺動装置Ｓとして、ひねり揺動装置Ｓ４を備えている（図６参照）。
ひねり揺動装置Ｓ４（自律型揺動装置Ｓ）は、腰部ＲＢ１１、腹部ＲＢ１２、ひねり駆動手段４１、ひねり制御手段４２で構成されている。
【００３８】
ひねり駆動手段４１は、電動モータＭ、減速機ＲＧ、を備えている。
ひねり駆動手段４１は、駆動源である電動モータＭの出力を、減速機ＲＧで所定の回転速度に減速し、ひねり軸ＡＸ１２の回転として出力する。
【００３９】
ひねり制御手段４２は、ひねりＣＰＵ４２ａ、ひねり位置検知手段４２ｂ、を備えている。
ひねりＣＰＵ４２ａは、電動モータＭの駆動／停止を行う。
ひねり位置検知手段４２ｂには、ポテンショメータを用いており、ひねり軸ＡＸ１２の回転角を検出する。
【００４０】
つまり、ひねりＣＰＵ４２ａは、目的の動作毎に設定された回転方向に、電動モータＭを回転させる。
そして、ひねりＣＰＵ４２ａは、ひねり位置検知手段４２ｂ（ポテンショメータ）の出力から、所定の角度に達したと判定したところで、電動モータＭを停止する。
【００４１】
さらに、ひねりＣＰＵ４２ａは、逆の手順で、ひねり軸ＡＸ１２を回転させて、初期位置へ戻す。
なお、ひねりＣＰＵ４２ａには、目的の動作に応じて、回転方向、回転角度が記憶されている。
【００４２】
次に、お辞儀揺動装置Ｓ５について説明する（図７参照）。
ロボット本体ＲＢＴ１は、お辞儀動作を行うための自律型揺動装置Ｓとして、お辞儀揺動装置Ｓ５を備えている。
お辞儀揺動装置Ｓ５（自律型揺動装置Ｓ）は、腹部ＲＢ１２（内側部材）、胸部ＲＢ１３（外側部材）、お辞儀駆動手段５１（外側駆動手段）、お辞儀制御手段５２（外側制御手段）を備えている。
【００４３】
お辞儀駆動手段５１（外側駆動手段）は、電動モータＭ、減速機ＲＧ、を備えている。
お辞儀駆動手段５１は、駆動源である電動モータＭの出力を、減速機ＲＧで所定の回転速度に減速し、お辞儀軸ＡＸ１３の回転として出力する。
【００４４】
お辞儀制御手段５２（外側制御手段）は、お辞儀ＣＰＵ５２ａ、お辞儀位置検知手段５２ｂ、を備えている。
お辞儀ＣＰＵ５２ａは、電動モータＭの駆動／停止を行う。
お辞儀位置検知手段５２ｂには、ポテンショメータを用いており、お辞儀軸ＡＸ１３の回転角を検出する。
【００４５】
つまり、お辞儀ＣＰＵ５２ａは、目的の動作毎に設定された回転方向に、電動モータＭを回転させる。
そして、お辞儀ＣＰＵ５２ａは、お辞儀位置検知手段５２ｂ（ポテンショメータ）の出力から、お辞儀軸ＡＸ１３の回転角度が初期位置から目的の動作毎に設定された角度に達したと判定したところで、電動モータＭを停止する。
【００４６】
さらに、お辞儀ＣＰＵ５２ａは、逆の手順で、お辞儀軸ＡＸ１３を回転させて、初期位置へ戻す。
なお、お辞儀ＣＰＵ５２ａには、目的の動作に応じて、回転方向、回転角度が記憶されている。
【００４７】
次に、腕振り揺動装置Ｓ６について説明する（図８、図９参照）。
ロボット本体ＲＢＴ１は、腕振り動作を行うための自律型揺動装置Ｓとして、腕振り揺動装置Ｓ６を備えている。
腕振り揺動装置Ｓ６（自律型揺動装置Ｓ）は、胸部ＲＢ１３（本体）、腕部ＲＢ１５（揺動部材）、腕振り駆動手段６１（揺動駆動手段）、腕振り制御手段６２（揺動制御手段）を備えている。
【００４８】
腕振り駆動手段６１（揺動駆動手段）は、電動モータＭ、減速機ＲＧ、ワンウェイクラッチ機構ＣＬ、を備えている。
腕振り駆動手段６１は、駆動源である電動モータＭの出力を、減速機ＲＧで所定の回転速度に減速し、腕駆動軸ＡＸ６１の回転として出力する。
腕振り駆動手段６１は、腕駆動軸ＡＸ６１が腕振り軸ＡＸ１５と平行になるように配置されている。
【００４９】
ワンウェイクラッチ機構ＣＬは、腕駆動軸ＡＸ６１と腕部ＲＢ１５との間に設置されている（図９参照）。
ワンウェイクラッチ機構ＣＬは、電動モータＭの正転／逆転に応じて、腕駆動軸ＡＸ６１の回転（出力）を腕部ＲＢ１５に伝達／遮断するための構成である。
ワンウェイクラッチ機構ＣＬは、腕駆動片ＣＬ１（駆動片）、腕バネＣＬ２（付勢手段）、を備えている。
【００５０】
腕駆動片ＣＬ１（駆動片）は、腕駆動軸ＡＸ６１と一体に配置された板状部材からなる。そして、腕駆動片ＣＬ１は、回転する腕駆動軸ＡＸ６１とともに、腕駆動軸ＡＸ６１の軸回りを回動する。
腕駆動片ＣＬ１は、電動モータＭが正転した場合に、腕部ＲＢ１５の被駆動部１５２に当接し、電動モータＭが逆転した場合に、被駆動部１５２から離れるように、形成、配置されている。
【００５１】
腕バネＣＬ２（付勢手段）は、ねじりバネで構成されている。
腕バネＣＬ２は、腕部ＲＢ１５を振り上げ位置側から振り下ろし位置側へ付勢するように、自身の両腕部分が各部に連係されている。
つまり、ねじりバネの一方の腕部分が、腕振り軸ＡＸ１５を支持する部材に係止され、ねじりバネの他方の腕部分が、被駆動部１５２に係止され、ねじりバネのコイル部分には、腕振り軸ＡＸ１５が貫通している。
【００５２】
次に、腕振り駆動手段６１の動作、働きを説明する（図２〜図５、図９参照）。
電動モータＭが正転した場合、腕駆動片ＣＬ１は、腕部ＲＢ１５の被駆動部１５２に当接しつつ、回転する。すると、被駆動部１５２は、腕駆動片ＣＬ１に押されて、腕振り軸ＡＸ１５を中心に揺動する。
これによって、電動モータＭの回転が腕部ＲＢ１５に伝達され、腕部ＲＢ１５が振り上げられる。
【００５３】
電動モータＭが逆転した場合、腕駆動片ＣＬ１は、腕部ＲＢ１５の被駆動部１５２から離れる方向へ回転する。すると、被駆動部１５２は、外形部１５４の自重と、腕バネＣＬ２の付勢力とによって、腕駆動片ＣＬ１に向かって揺動する。
これによって、腕部ＲＢ１５への電動モータＭの回転（出力）が遮断されつつ、腕部ＲＢ１５が振り下ろされる。
【００５４】
つまり、腕振り動作が電動モータＭの動きに連動しているため、腕部ＲＢ１５の振り上げ、振り下ろしの両方の動作が、電動モータＭによって、行われているように見える。
しかしながら、実際には、振り下ろし動作は、腕部ＲＢ１５の自重と、腕バネＣＬ２の付勢力とによって行われる。
【００５５】
これによって、腕部ＲＢ１５の振り下ろし動作中に、腕部ＲＢ１５と胸部ＲＢ１３との間に手を挟まれるようなことがあっても、手に作用するのは、腕部ＲＢ１５の自重、腕バネＣＬ２の付勢力のみである。
【００５６】
腕振り制御手段６２（揺動制御手段）は、腕振りＣＰＵ６２ａ、腕振り位置検知手段６２ｂ、を備えている（図８参照）。
腕振り位置検知手段６２ｂには、ポテンショメータを用いており、腕振り軸ＡＸ１５（揺動軸）の回転角を検出する。
腕振り制御手段６２は、電動モータＭの駆動／停止を行う。
【００５７】
つまり、腕振りＣＰＵ６２ａは、目的の動作毎に設定された回転方向に、電動モータＭを回転させる。
そして、腕振りＣＰＵ６２ａは、腕振り位置検知手段６２ｂ（ポテンショメータ）の出力から、腕振り軸ＡＸ１５の回転角度が初期位置から目的の動作毎に設定された角度に達したと検知したところで、電動モータＭを停止する。
【００５８】
さらに、腕振りＣＰＵ６２ａは、逆の手順で、腕振り軸ＡＸ１５を回転させて、初期位置へ戻す。
なお、腕振りＣＰＵ６２ａには、目的の動作に応じて、回転方向、回転角度が記憶されている。
【００５９】
また、本実施形態のひねり駆動手段４１、お辞儀駆動手段５１、腕振り駆動手段６１では、電動モータＭとして、一般的な直流モータ、および交流モータが採用されているが、これに限定するものではない。
たとえば、これらの代わりに、ステッピングモータ（図示せず）を採用することも可能である。ステッピングモータを採用した場合には、位置検知手段（ポテンショメータ）を省くことができるため、省スペース化、軽量化を図ることができる。
【００６０】
次に、設置ベースＲＢＴ２について説明する（図１０、図１１参照）。
設置ベースＲＢＴ２は、円板形状を有する板状部材で構成されている。
設置ベースＲＢＴ２は、自身が設置される机、および自身に載置されるロボット本体ＲＢＴ１、が表面を滑りにくい素材で形成され、あるいは滑りにくい表面加工が施されている。
【００６１】
設置ベースＲＢＴ２は、その外形形状を構成する円の大きさで、ロボット本体ＲＢＴ１の接触領域ＡＲを表している。
そして、設置ベースＲＢＴ２には、その円板形状の中心と、ロボット本体ＲＢＴ１にひねり軸ＡＸ１２とが一致するように、ロボット本体ＲＢＴ１が載置される。
【００６２】
接触領域ＡＲは、動作するロボット本体ＲＢＴ１と利用者とが接触する可能性のある領域を簡易的に視覚化したものである。
接触領域ＡＲは、ロボット本体ＲＢＴ１が動作する三次元の領域（揺動領域）を平面視で設置ベースＲＢＴ２上に投影することで表わされる。
【００６３】
つまり、接触領域ＡＲは、ロボット本体ＲＢＴ１の一部分をひねり軸ＡＸ１２から最も遠くへ離すことができる姿勢（投影姿勢）で、ひねり軸ＡＸ１２周りを回転させつつ、平面視で投影した領域である。
本実施形態では、ロボット本体ＲＢＴ１が最も深くお辞儀をしつつ、腕部ＲＢ１５を設置面と平行になるように前方に延ばした姿勢が、投影姿勢となる（図１０参照）。
【００６４】
この姿勢のまま、ひねり軸ＡＸ１２周りを回転する様子を、平面視で設置ベースＲＢＴ２に投影すると、ひねり軸ＡＸ１２を中心、ひねり軸ＡＸ１２から腕部ＲＢ１５の先端部分までの距離を半径ｒとする円が描かれる（図１１参照）。
つまり、この描かれた円が、ロボット本体ＲＢＴ１の接触領域ＡＲである。
そして、本実施形態では、この接触領域ＡＲを設置ベースＲＢＴ２の外形形状としている。
【００６５】
なお、設置ベースＲＢＴ２の外形形状は、円板形状に限定されるものではない。
たとえば、接触領域ＡＲが描画された四角い薄板（図示せず）、断面が接触領域ＡＲとなる円柱状の台（図示せず）、接触領域ＡＲの外周に沿って立設する円環状の柵（図示せず）を備えたものなど、用途、設置場所などに応じてさまざまな形態をとることができる。
【００６６】
次に、本実施形態の自律型揺動装置Ｓの作用効果について説明する。
本実施形態では、お辞儀動作の際に、胸部ＲＢ１３（外側部材）の開口縁１３２（摺接部）が腹部ＲＢ１２（内側部材）の外周面Ｆ１２に隙間なく接近しつつ、移動するように構成されている。
これによって、お辞儀動作の途中で、利用者がロボット本体ＲＢＴ１に触れるようなことがあっても、腹部ＲＢ１２と胸部ＲＢ１３との境界部分への指などの巻き込みが防止される。
このように、本実施形態のお辞儀揺動装置Ｓ５（自律型揺動装置Ｓ）は、利用者に対する安全が配慮された構造となっている。
【００６７】
本実施形態では、腕駆動片ＣＬ１（駆動片）は、電動モータＭが正転した場合に、腕部ＲＢ１５（揺動部材）の被駆動部１５２に当接し、電動モータＭが逆転した場合に、被駆動部１５２から離れるように、形成、配置されている。
これによって、腕部ＲＢ１５の振り下ろし動作中に、腕部ＲＢ１５と胸部ＲＢ１３との間に、利用者が手を挟まれた場合、挟まれた手に電動モータＭの駆動力は作用せずに、腕部ＲＢ１５の重量、および腕バネＣＬ２の付勢力が作用する。
ここで、腕部ＲＢ１５の重量、腕バネＣＬ２の付勢力は、電動モータＭの消費電力を抑制するために、より小さくなるように設定されている。このため、挟まれた手に作用する力が低減される。
このように、本実施形態の腕振り揺動装置Ｓ６（自律型揺動装置Ｓ）は、利用者に対する安全が配慮された構造となっている。
【００６８】
本実施形態では、腕部ＲＢ１５の外形部１５４は、その先端部分の内部に、点灯／消灯可能な発光ダイオード１５４ａ（発光手段）が設置されている。
このため、腕振り動作を腕部ＲＢ１５の先端部分が光らせつつ、行うことができる。
これによって、腕振り動作がより印象的になり、利用者とのコミュニケーションがより円滑に図られることで、利用者がロボット本体ＲＢＴ１の前に留まる時間が短縮される。
そして、利用者の留まる時間が短縮されることで、動作するロボット本体ＲＢＴ１に利用者が不用意に接触する機会が減少する。
このように、本実施形態の腕振り揺動装置Ｓ６（自律型揺動装置Ｓ）は、利用者に対する安全が配慮された構造となっている。
【００６９】
本実施形態では、各腕振り軸ＡＸ１５（揺動軸）は、自身の延長線上に頭部ＲＢ１４（突起物）が位置するように、位置、角度が設定されている。
腕振り軸ＡＸ１５が、このような位置、角度に設定されたことで、腕振り動作を行う際に、腕部ＲＢ１５が頭部ＲＢ１４を避けて揺動することができる。
これによって、腕部ＲＢ１５の構造が簡素化、軽量化が図られ、ワンウェイクラッチ機構ＣＬをより確実に動作させることができる。
このように、本実施形態の腕振り揺動装置Ｓ６（自律型揺動装置Ｓ）は、利用者に対する安全が配慮された構造となっている。
【００７０】
本実施形態の設置ベースＲＢＴ２には、ロボット本体ＲＢＴ１が動作する三次元の領域（揺動領域）が平面視で投影されている。
これによって、動作するロボット本体ＲＢＴ１と利用者とが接触する可能性のある領域（接触領域ＡＲ）が視覚化され、動作するロボット本体ＲＢＴ１に利用者が不用意に接触する機会が減少する。
このように、本実施形態の腕振り揺動装置Ｓ６（自律型揺動装置Ｓ）は、利用者に対する安全が配慮された構造となっている。
【００７１】
なお、本実施形態では、本願発明の自律型揺動装置Ｓが適用される対象物を卓上型ロボットＲＢＴとしたが、本願発明は、このような形態の物品に限定されるものではない。
たとえば、さまざまな場所への自律移動を可能にする移動手段を備えた移動型ロボット（図示せず）、遊戯施設の展示物（図示せず）、エアコン室内機の風向板（図示せず）など、さまざまな形態の物品で自律的に揺動することが可能である。
そして、さまざまな形態の物品に適用した場合にも、本実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００７２】
次に、設置ベースＲＢＴ２の別態様について説明する（図１２参照）。
本態様の設置ベースＲＢＴ２は、接触領域ＡＲが表面に描かれ、接触領域ＡＲの外側に、タッチパネルＴＰが配置されている。また、接触領域ＡＲとタッチパネルＴＰとは、所定の間隔を空けて配置されている。
タッチパネルＴＰは、利用者が利用目的などの入力操作を行うための入力手段と、利用者に対して文字情報、映像情報などを掲出する報知手段と、の両方の機能を兼ね備えている。
【００７３】
本態様の設置ベースＲＢＴ２は、接触領域ＡＲの外側にタッチパネルＴＰを備えている。
これによって、利用者の意識が、タッチパネルＴＰに向けられることで、ロボット本体ＲＢＴ１に触れようとする意識が削がれ、利用者がロボット本体ＲＢＴ１に触れようとして手を挟まれる、という事象の発生が減少する。
このように、本実施形態の腕振り揺動装置Ｓ６（自律型揺動装置Ｓ）は、利用者に対する安全が配慮された構造となっている。
【符号の説明】
【００７４】
Ｓ、Ｓ５  お辞儀揺動装置（自律型揺動装置）
Ｓ、Ｓ６  腕振り揺動装置（自律型揺動装置）
ＲＢ１２  腹部（内側部材）
ＲＢ１３  胸部（外側部材、本体）
１３２  開口縁（摺接部）
５１  お辞儀駆動手段（外側駆動手段）
５２  お辞儀制御手段（外側制御手段）
ＲＢ１５  腕部（揺動部材）
ＣＬ１  腕駆動片（駆動片）
６１  腕振り駆動手段（揺動駆動手段）
６２  腕振り制御手段（揺動制御手段）
１５４ａ  発光ダイオード（発光手段）
ＲＢ１４  頭部（突起物）
ＡＸ１５  腕振り軸（揺動軸）
ＲＢＴ２  設置ベース
ＴＰ  タッチパネル（入力手段、報知手段）
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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