(57)【要約】【課題】ロボットを通じて支援を受ける人間にとって、ロボット頭部のディスプレイの画面が見えやすい状態を、維持することができる、ロボットの制御方法を提供すること。【解決手段】本発明は、物体認識用のセンサ２５を備える頭部７０に、センサ２５とは別体で頭部７０に設けられたディスプレイ６０を備えるロボットの制御方法である。第１の傾き（角度＋θ）で土台４５に対して頭部７０を傾けるとき、第２の傾き（角度−θ）で頭部７０に対してディスプレイ６０を、頭部７０と反対方向に傾ける。第１の傾きの大きさは、第２の傾きの大きさに実質的に等しい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体認識用のセンサを備える頭部に、前記センサとは別体で前記頭部に設けられたディスプレイを備えるロボットの制御方法であって、
第１の傾きで基体に対して前記頭部を傾けるとき、第２の傾きで前記頭部に対して前記ディスプレイを、前記頭部と反対方向に傾け、
前記第１の傾きの大きさは、前記第２の傾きの大きさに実質的に等しい、
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボットの頭部ディスプレイ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は頭部にセンサとディスプレイを備えたロボットを開示している。かかるロボットを人間の生活を支援するロボットとして利用するとき、ロボットを遠隔地の操作者がロボットを操作する場合がある。
【０００３】
上述の利用時において、ロボットを通じて支援を受ける人間が、頭部ユニット又はロボットヘッドに取り付けられたディスプレイを用いて遠隔地の操作者とコミュニケーションをとることができる。また頭部ユニットに取り付けられたディスプレイに、正常、異常、物体認識中などのロボットの状態を表示することで、支援を受ける人間にロボットの状態を伝えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３００８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７に示すように、頭部ユニット９０の直立姿勢９１において、ディスプレイは所定の角度で頭部に取り付けられている。所定の角度は支援される人間が、図中の左方からディスプレイの画面を見たときに、画面を見やすい角度である
【０００６】
図７に示すように、ディスプレイ１５は、支援を受ける人間から画面１６が見えづらい向きに変化することがある。このため支援を受ける人間にとって、ディスプレイ１５に表示されている内容が、見えにくい場合がある。かかる問題は、物体認識用のセンサ２５によって、ロボット以外の存在等を検出するために頭部２０を任意の方向に動作させた時に起こりやすい。
【０００７】
図７を参照しつつ頭部ユニットの動作を説明する。頭部２０は、軸３５を中心に回転する。このため、頭部２０は、関節３６によって、土台４５に対して前方に傾く。ここで土台４５は頭部ユニット９０の基体である。また関節３６は頭部２０に接する連結部３０と、軸３５と、土台４５に接する連結部４０とからなる。
【０００８】
図７に示すように、ディスプレイ１５が頭部２０と一緒に動作し共に傾く。したがって、所定の角度で頭部２０に取り付けられたディスプレイ１５は、土台４５に対して極端に下向きになることがある。この時、支援を受ける人間はディスプレイ１５の画面１６に表示されている内容を見にくい。
【０００９】
また図８は画面１６が極端に上向きになる状態を示す。図８に示すように軸３５を中心に頭部２０が土台４５に対して後方に傾く。この時、ディスプレイ１５は頭部２０と一緒に動作する。したがって、画面１６は図中の上側を向いてしまう。このため支援を受ける人間から画面１６が見えづらい
【００１０】
一方で、図９に示すように、関節３６より下の部分に支持腕５０を設けることができる。ここで、支持腕５０でディスプレイ１５を支持することで、ディスプレイ１５を、支援を受ける人間から画面１６が見えやすい位置に維持できる。
【００１１】
しかしながら、新たな問題として、図９に示すように、頭部２０の上面２２と背面２３との間の接続部と、支持腕５０の中間部との間に狭小部５５が生じる。また、他の問題として頭部ユニット９５が、上述の頭部ユニット９０よりも大きく、また重くなりやすい。
【００１２】
本発明はロボット頭部の動作によって、土台に対するディスプレイの向きを傾かせることなく、一定に保つことを課題とする。本発明は支援を受ける人間にとって、ロボット頭部のディスプレイの画面が見えやすい状態を、維持することができる、ロボットの制御方法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】
【００１３】
本発明の一実施態様は、物体認識用のセンサを備える頭部に、前記センサとは別体で前記頭部に設けられたディスプレイを備えるロボットの制御方法である。第１の傾きで基体に対して前記頭部を傾けるとき、第２の傾きで前記頭部に対して前記ディスプレイを、前記頭部と反対方向に傾け、前記第１の傾きの大きさは、前記第２の傾きの大きさに実質的に等しい。
【００１４】
上記機構により、ロボット頭部の動作によって、土台に対するディスプレイの向きを傾かせることなく、一定に保つことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、支援を受ける人間にとって、ロボット頭部のディスプレイの画面が見えやすい状態を、維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態にかかるロボットの頭部ユニットの直立姿勢の左側面図である。
【図２】実施形態にかかるロボットの頭部ユニットの前傾姿勢の左側面図である。
【図３】実施形態にかかるロボットの頭部ユニットの後傾姿勢の左側面図である。
【図４】実施例にかかるロボットの頭部ユニットの直立姿勢の左側面図である。
【図５】実施例にかかるロボットの頭部ユニットの前傾姿勢の左側面図である。
【図６】実施例にかかるロボットの頭部ユニットの後傾姿勢の左側面図である。
【図７】課題にかかるロボットの頭部ユニット９０の前傾姿勢の左側面図である。
【図８】課題にかかるロボットの頭部ユニット９０の後傾姿勢の左側面図である。
【図９】課題にかかるロボットの頭部ユニット９５の後傾姿勢の左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる、頭部にディスプレイを備えたロボットの制御方法を説明する。各図の同等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。
【００１８】
図１に示すように、ロボットの頭部ユニット１００にディスプレイ６０を搭載する。かかる頭部ユニット１００の備える頭部７０の動作に応じてディスプレイ６０を動作させ、ディスプレイ６０の向きを変更する。
【００１９】
図１に示すように、ロボットの頭部ユニット１００は頭部７０と、基体となる土台４５との間の関節３６を備える。関節３６は頭部７０に接する連結部３０と、軸３５と、土台４５に接する連結部４０とからなる。頭部７０は、関節３６の有する軸３５を中心に回転動作する。物体認識用のセンサ２５は頭部７０の正面２１に取り付けられている。
【００２０】
図１に示す頭部ユニット１００は不図示の動力伝達機構を備える。動力伝達機構は、関節３６の有する軸３５を中心とする頭部７０の回転力を利用する。動力伝達機構は、かかる回転力を用いディスプレイ６０を回転させる。
【００２１】
図１に示すように、ディスプレイ６０は、ディスプレイ６０と頭部７０との間の関節６６の有する軸６５を中心として回転動作する。一例として軸６５は頭部７０の上面２２と背面２３との間の接続部近傍と、ディスプレイ６０の底面１９の近傍とに接する。ディスプレイ６０の画面１６は、例として、ロボットの状態、遠隔地にいるロボットの操縦者の顔を表示する。
【００２２】
図１に示す機構により頭部７０の姿勢に関係なく、ディスプレイ６０の画面１６を、ロボットを通じた支援を受ける人間が見やすい角度に保つことが出来る。頭部７０の回転動力に依拠して、ディスプレイ６０が回転動作する。このためディスプレイ６０の駆動には新たな動力源がなくてもよい。以下、さらに詳細に説明する。
【００２３】
図２に示すように、頭部７０がセンサを下向きにするときの動作は次のようになる。頭部７０が関節３６の軸３５を中心に回転すると、頭部７０は原姿勢７１より角度＋θ（θ＞０）、土台４５に対して前方に傾く。
【００２４】
この時、図２に示すように、関節６６の軸６５を中心に、ディスプレイ６０が、原姿勢６１より角度−θ、頭部７０に対して傾く。すなわちディスプレイ６０は頭部７０に対して後方に傾く。
【００２５】
図２に示すように、頭部７０の傾きは、ディスプレイ６０の傾きで打ち消される。したがって土台４５に対するディスプレイ６０の向きは実質的に一定に保たれる。このため支援を受ける人間に対する画面１６の向きは実質的に一定に保たれる。
【００２６】
一方、図３に示すように、頭部７０がセンサを上向きにするときの動作は次のようになる。頭部７０が関節３６の軸３５を中心に回転すると、頭部７０は原姿勢７１より角度−φ（φ＞０）、土台４５に対して前方に（すなわち＋φ後方に）傾く。
【００２７】
この時、図３に示すように、関節６６の軸６５を中心に、ディスプレイ６０が、原姿勢６１より角度＋φ、頭部７０に対して傾く。すなわちディスプレイ６０は頭部７０に対して前方に傾く。
【００２８】
図３に示すように、頭部７０の傾きは、ディスプレイ６０の傾きで打ち消される。したがって土台４５に対するディスプレイ６０の向きは実質的に一定に保たれる。このため支援を受ける人間に対する画面１６の向きは実質的に一定に保たれる。
【００２９】
以上をまとめると、本実施形態では図２又は３に示すように、第１の傾き（＋θ又は−φ）で土台４５に対して頭部７０を傾ける。このとき、第２の傾き（−θ又は＋φ）で頭部７０に対してディスプレイ６０を、頭部７０と反対方向に傾ける。第１の傾きの大きさは、第２の傾きの大きさに実質的に等しい（＝θ又は＝φ）。
【００３０】
図１〜３に示す制御方法では、ディスプレイ６０を頭部７０の動作に連動させるために、ベルト機構又はリンク機構を用いてもよい。一例としてベルトを介してディスプレイを動作させる実施例を以下に説明する。
【実施例】
【００３１】
図４に示すように、ロボットが頭部ユニット１００（図１）の一実施例である頭部ユニット１０５を備える。頭部ユニット１０５は土台４５、関節３６、頭部７０、関節６６、及びディスプレイ６０を備える。
【００３２】
図４に示すように、物体認識用のセンサ２５は頭部７０の正面２１に取り付けられている。ディスプレイ６０はセンサ２５と別体で頭部７０に設けられている。ディスプレイ６０の有する画面１６はロボットの状態や、遠隔地の操作者の顔を表示する。
【００３３】
図４に示すように、関節３６は頭部７０と土台４５との間にある。頭部７０は関節３６の有する軸３５を中心に回転する。頭部７０側の連結部３０は軸３５を支持する軸受を有する。連結部３０は頭部７０の底面２４に固定される、又は頭部７０と一体となっている。
【００３４】
図４に示すように、軸３５は土台４５側の連結部４０に固定される、又は連結部４０と一体となっている。連結部４０は土台４５に固定される、又は土台４５と一体となっている。すなわち軸３５は土台４５に固定されている。
【００３５】
図４に示すように、関節６６は頭部７０とディスプレイ６０との間にある。ディスプレイ６０は関節６６の有する軸６５を中心に回転する。頭部７０は上面２２と背面２３との間の接続部近傍に軸６５を支持する軸受を有する。軸６５はディスプレイ６０の底面１９の近傍に固定される、又はディスプレイ６０と一体となっている。
【００３６】
図４に示すように、プーリ８５は軸３５に固定される。頭部７０が関節３６を通じて回転すると、プーリ８５は頭部７０に対して回転する。プーリ８５に接するベルト８０は頭部７０に対して回転する。
【００３７】
図４に示すように、プーリ８５と同径のプーリ７５は軸６５に固定される。ベルト８０に接するプーリ７５は頭部７０に対して回転する。プーリ７５は関節６６を通じてディスプレイ６０を回転させる。
【００３８】
図５に示すように、頭部７０が、関節３６の軸３５を中心に、土台４５に対して、図中の反時計回りに角度＋θ、回転する。これに伴いベルト８０が、頭部７０に対して、図中の時計回りに回転する。
【００３９】
図５に示すように、頭部７０を回転させる力が、ベルト８０を介して、プーリ７５に伝達される。プーリ７５は図中の時計回りに回転する。プーリ７５に固定されたディスプレイ６０が、関節６６の軸６５を中心に、頭部７０に対して、角度−θ、回転する。
【００４０】
また、図６に示すように、頭部７０が、関節３６の軸３５を中心に、土台４５に対して、図中の時計回りに角度＋φ（反時計回りを正とすれば−φ）、回転する。これに伴いベルト８０が、頭部７０に対して、図中の反時計回りに回転する。
【００４１】
図６に示すように、頭部７０を回転させる力が、ベルト８０を介して、プーリ７５に伝達される。プーリ７５は図中の反時計回りに回転する。プーリ７５に固定されたディスプレイ６０が、関節６６の軸６５を中心に、頭部７０に対して、角度＋φ、回転する。
【００４２】
図４〜６に示すように、本実施例の制御方法では、頭部７０の動作に伴って、ベルト８０を介してディスプレイ６０に動力を伝える。このため、ディスプレイ６０を回転させるための動力源を追加する必要が無い。
【００４３】
図４〜６に示すように、本実施例の制御方法では、頭部７０の回転角度と同じ角度でディスプレイ６０も回転する。したがってディスプレイ６０の画面１６は土台４５に対して常に同じ方向を向いている。このため頭部７０が軸３５を中心に回転動作をしていても、支援を受ける人間が見やすい方向に画面１６を向けることができる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施形態または実施例に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記のロボットは生活を支援するロボットであるが、ロボットはパートナーロボット又はサービスロボットでもよく、その用途は限定されない。
【符号の説明】
【００４５】
１５  ディスプレイ                      １６  画面
１９  底面                              ２０  頭部
２１  正面                              ２２  上面
２３  背面                              ２４  底面
２５  センサ                            ３０  連結部
３５  軸                                ３６  関節
４０  連結部                            ４５  土台
５０  支持腕                            ５５  狭小部
６０  ディスプレイ                      ６１  原姿勢
６５  軸                                ６６  関節
７０  頭部                              ７１  原姿勢
７５  プーリ                            ８０  ベルト
８５  プーリ                            ９０  頭部ユニット
９１  直立姿勢                          ９５  頭部ユニット
１００  頭部ユニット                    １０５  頭部ユニット
【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】
2015202527.tif 000008
【図７】
2015202527.tif 000009
【図８】
2015202527.tif 000010
【図９】
2015202527.tif 000011