(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単で低価格化でき、傾斜床でも姿勢維持が容易で長期間使用しても外面が汚れたり傷つくことがない家庭用途に最適な移動ロボットを提供する。【解決手段】本体ユニット２０と床面８に接触する接地部６ａ〜６ｃ及び回転軸３ａ〜３ｃを有する３つの車輪ユニット４０ａ〜４０ｃとで構成し、床面８への回転軸３ａ〜３ｃの投影線が互いに略等角度を成しすべての回転軸３ａ〜３ｃが同一平面に含まれないように車輪ユニット４０ａ〜４０ｃを備えた。車輪ユニット４０ａ〜４０ｃは、第１のモータと、その回転を伝達する回転伝達手段と、接地部６ａ〜６ｃを有する回転可能なケースとを備え、第１のモータとケースとを回転伝達手段で連結する構成にした。また、車輪ユニット４０ａ〜４０ｃに第２のモータで駆動される伸縮可能な脚部９ａ〜９ｃを備えた。【選択図】図８
2004249455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ユニットと、
被移動面に接触する接地部と回転軸とを有する３つの車輪ユニットとから成り、
前記接地部の回転により前記被移動面上を移動可能とした移動ロボットであって、
前記本体ユニットは、前記被移動面が平面の場合に前記回転軸の前記被移動面への投影線が互いに略等角度を成すと共に、すべての前記回転軸が同一平面に含まれない位置に前記車輪ユニットを備え、
前記車輪ユニットは、
モータベースと、
前記モータベースに装着した第１のモータと、
前記第１のモータの回転を伝達する回転伝達手段と、
前記接地部を設けた外殻を有し前記モータベースに対して前記回転軸回りに回転可能なケースとを備え、
前記第１のモータと前記ケースとを前記回転伝達手段で連結する構成にしたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項２】
前記回転伝達手段は、前記第１のモータの回転により回転する歯車を有し、
前記ケースの内部に前記回転軸を軸とする駆動歯車を前記ケースと一体的に形成し、
前記歯車と前記駆動歯車とを噛合し前記第１のモータと前記ケースとを連結する構成にしたことを特徴とする請求項１記載の移動ロボット。
【請求項３】
前記車輪ユニットは、
前記モータベースと前記ケースとを含んでなる車輪部と、
前記車輪部と前記本体ユニットとを連結し前記回転軸方向に伸縮可能な脚部とから成ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の移動ロボット。
【請求項４】
請求項３記載の移動ロボットであって、
前記車輪ユニットは、
前記モータベースに装着した第２のモータと、
該第２のモータの回転を伝達する回転伝達手段と、
回転運動を直線運動に変換する運動変換手段とを備え、
前記第２のモータと前記脚部とを前記回転伝達手段と前記運動変換手段とを介して連結する構成にしたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項５】
前記本体ユニットに、
外部の情報を検出する外部センサと、
外部に情報を出力する出力装置と、
前記外部センサが検出した情報に対応して所定の処理を実行させるプログラムを格納したメモリ部と、
前記外部センサが検出した情報と前記プログラムの内容とに基づいて次に行う動作を決定し、前記動作の実行を前記出力装置または前記第１のモータに対して指示する制御部とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動ロボット。
【請求項６】
前記本体ユニットに、
外部の情報を検出する外部センサと、
外部に情報を出力する出力装置と、
前記外部センサが検出した情報に対応して所定の処理を実行させるプログラムを格納したメモリ部と、
前記外部センサが検出した情報と前記プログラムの内容とに基づいて次に行う動作を決定し、前記動作の実行を前記出力装置，前記第１のモータまたは前記第２のモータに対して指示する制御部とを備えたことを特徴とする請求項４記載の移動ロボット。
【請求項７】
被移動面に接触する接地部を備えた駆動ユニットとサブユニットとから成り、
前記接地部の回転により前記被移動面上を移動可能にした移動ロボットであって、
前記駆動ユニットは、
筐体部と、回転軸と該回転軸回りに前記接地部を回転駆動する駆動手段とを有する３つの車輪ユニットとから成り、
前記筐体部は、前記被移動面が平面の場合に前記回転軸の前記被移動面への投影線が互いに略等角度を成すと共に、すべての前記回転軸が同一平面に含まれない位置に前記車輪ユニットを備え、
前記サブユニットは、
外部の情報を検出する外部センサと、
外部に情報を出力する出力装置と、
外部と情報の授受を行う通信手段と、
前記駆動ユニットの駆動動作を制御する制御部との内の少なくとも１つを備え、
前記駆動ユニットと前記サブユニットとを着脱可能に一体化してなる構成にしたことを特徴とする移動ロボット。
【請求項８】
前記車輪ユニットは、
前記接地部を設けた外殻を有して前記回転軸回りに回転可能としたケースからなる車輪部と、前記回転軸方向に伸縮可能とされ前記車輪部と前記筐体部とを連結する脚部とから成るとともに、前記脚部を伸縮駆動する駆動手段を備えて成ることを特徴とする請求項７記載の移動ロボット。
【請求項９】
前記制御部は、
前記外部センサが検出した情報と前記プログラムの内容とに基づいて次に行う動作を決定し、該動作を決定動作情報として送出する第１の制御部と、
該第１の制御部により送出された前記決定動作情報に基づいた動作の実行を前記第１のモータまたは前記第２のモータに対して指示する第２の制御部と、を有することを特徴とする請求項６記載の移動ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律移動する移動ロボットに係り、特に３つの回転軸を有する車輪式の移動ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ロボットはその大部分が産業用ロボットとして使用されているが、将来的には、高い安全性を備えて家庭内で人間と共存できる家庭用移動ロボットが期待されている。そして、その移動ロボットとしては、足歩行型の移動ロボット（特許文献１参照）や、安全性に優れた移動機構を有する球形移動ロボット（特許文献２，特許文献３参照）がある。
【０００３】
特許文献１に記載された２足歩行型のロボットは、ロボットを転倒させないために、ロボット上体内には傾斜センサ，加速度センサ及び速度センサを、また足部には６軸力センサを備え、それらのセンサの出力情報を基に複雑な運動方程式を計算してロボットの複数の関節を適切に駆動して姿勢制御を行うものである。
【０００４】
また、特許文献２及び特許文献３に記載された球形移動ロボットは、その球形という形状により、姿勢を検出するためのセンサや動作に関する関節が不要であり、球殻内の駆動車輪によって所望の方向への移動を可能にしたものである。
【特許文献１】特開２００１−３２２０７９号公報
【特許文献２】特開２０００−２１８５７８号公報
【特許文献３】特開平０９−２５４８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらのロボットは、以下に示す問題がある。すなわち、
（ａ）  ２足歩行型ロボットは、構造が極めて複雑で部品点数も多く、使用される６軸力センサ，加速度センサ，速度センサ等は、非常に高価で大きな部品であり、ロボットの低価格化ができないばかりか小型・軽量化も困難であって、家庭用途には適さない。
【０００６】
（ｂ）  ２足歩行型ロボットは、その転倒を防ぐための制御系アルゴリズムが非常に複雑になるため、高速で処理する特殊なコンピュータを搭載する必要がある。
そして、制御プログラムの容量が大きいため、必要となるメモリ容量が膨大であり、制御するコンピュータ，メモリ共に極めて高価になる。
【０００７】
（ｃ）  ２足歩行型ロボットは、偶発的に障害物に当ったり何らかの外乱が加わった時にロボットが転倒する可能性が十分にあり、それによって人に怪我を負わせたり、周辺の器物を破損してしまう危険性がある。
【０００８】
（ｄ）  球形移動ロボットでは、その球形という特徴から水平な床面でしか移動を行うことができず、傾斜した床の上での姿勢の維持が困難で傾斜方向に転がり易いという問題がある。
また、意図せずに転がってしまい壁に激突して球殻が破損したり、内部のギア，モータ等の駆動機構が強制的に駆動されて部品が破損してしまう可能性があり、これらを回避する手段が必要になる分コストアップになってしまう。
【０００９】
（ｅ）  球形移動ロボットでは、外部を被う球殻全体が床面との接触部位であり、長時間の使用により球殻外周面が汚れたり傷がついたりして、その品位が保てないという問題があるばかりでなく、その汚れや傷によって装備したセンサが誤動作したり、情報の入出力において支障が発生する可能性もある。
【００１０】
（ｆ）  いずれのロボットも進路変更することなく床面の障害物を避けて移動することができず、穴や窪み等があった場合に進路変更をしないと落ちたりはまり込んでしまい移動ができなくなる場合がある。
【００１１】
（ｇ）  複雑な動きや早い動作が困難であり、家庭用途としてのパフォーマンス性が十分ではない。
【００１２】
そこで本発明が解決しようとする課題は、構造が極めて簡単で部品点数も少なく低価格化が可能な家庭用途に最適の移動ロボットであって、特殊なコンピュータを必要とせず、メモリも安価であり、障害物に当たったり外乱により転倒して人にけがを負わせたり、周辺の器物を破損することがなく、傾斜した床でも姿勢維持が容易で転がり難く、障害物、穴又は窪み等があっても進路変更せずに移動可能であり、長期間使用しても外面が汚れたり傷がつくことがない移動ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、本体ユニット（２）と、被移動面（８）に接触する接地部（６）と回転軸（３）とを有する３つの車輪ユニット（４）とから成り、前記接地部（６）の回転により前記被移動面（８）上を移動可能とした移動ロボット（１）であって、
前記本体ユニット（２）は、前記被移動面（８）が平面の場合に前記回転軸（３）の前記被移動面（８）への投影線が互いに略等角度を成すと共に、すべての前記回転軸（３）が同一平面に含まれない位置に前記車輪ユニット（４）を備え、前記車輪ユニット（４）は、
モータベース（１０４）と、前記モータベース（１０４）に装着した第１のモータ（１０）と
、前記第１のモータ（１０）の回転を伝達する回転伝達手段と、前記接地部（６）を設けた外殻を有し前記モータベース１０４に対して前記回転軸３回りに回転可能なケース（１０１，１０２）とを備え、前記第１のモータ（１０）と前記ケース（１０１，１０２）とを前記回転伝達手段で連結する構成にしたことを特徴とする移動ロボットである。
【００１４】
また、請求項２に係る発明は、前記回転伝達手段は、前記第１のモータ（１０）の回転により回転する歯車（１６６）を有し、前記ケース（１０１，１０２）の内部に前記回転軸（３）を軸とする駆動歯車（１０１ｙ）を前記ケース（１０１，１０２）と一体的に形成し、前記歯車（１６６）と前記駆動歯車（１０１ｙ）とを噛合し前記第１のモータ（１０）と前記ケース（１０１，１０２）とを連結する構成にしたことを特徴とする請求項１記載の移動ロボットである。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、前記車輪ユニット（４０）は、前記モータベース（１０４）と前記ケース（１０１，１０２）とを含んでなる車輪部（２００）と、前記車輪部（２００）と前記本体ユニット（４０）とを連結し前記回転軸（３）方向に伸縮可能な脚部（９）とから成ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の移動ロボットである。
【００１６】
また、請求項４に係る発明は、請求項３記載の移動ロボットであって、前記車輪ユニット（４０）は、前記モータベース（１０４）に装着した第２のモータ（１１）と、該第２のモータ（１１）の回転を伝達する回転伝達手段と、回転運動を直線運動に変換する運動変換手段（１１６，１１８）とを備え、前記第２のモータ（１１）と前記脚部（９）とを前記回転伝達手段と前記運動変換手段（１１６，１１８）とを介して連結する構成にしたことを特徴とする移動ロボットである。
【００１７】
また、請求項５に係る発明は、前記本体ユニット（２０）に、外部の情報を検出する外部センサ（１４）と、外部に情報を出力する出力装置（１５）と、前記外部センサ（１４）が検出した情報に対応して所定の処理を実行させるプログラムを格納したメモリ部（１３ａ）と、前記外部センサ（１４）が検出した情報と前記プログラムの内容とに基づいて次に行う動作を決定し、前記動作の実行を前記出力装置（１５）または前記第１のモータ（１０）に対して指示する制御部（３１３）とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動ロボットである。
【００１８】
また、請求項６に係る発明は、前記本体ユニット（２０）に、外部の情報を検出する外部センサ（１４）と、外部に情報を出力する出力装置（１５）と、前記外部センサ（１４）が検出した情報に対応して所定の処理を実行させるプログラムを格納したメモリ部（１３ａ）と、前記外部センサ（１４）が検出した情報と前記プログラムの内容とに基づいて次に行う動作を決定し、前記動作の実行を前記出力装置（１５），前記第１のモータ（１０）または前記第２のモータ（１１）に対して指示する制御部（３１３）とを備えたことを特徴とする請求項４記載の移動ロボットである。
【００１９】
また、請求項７に係る発明は、被移動面（８）に接触する接地部（６）を備えた駆動ユニット（２０１）とサブユニット（２０２）とから成り、前記接地部（６）の回転により前記被移動面（８）上を移動可能にした移動ロボットであって、
前記駆動ユニット（２０１）は、筐体部（２０）と、回転軸（３）と該回転軸（３）回りに前記接地部（６）を回転駆動する駆動手段とを有する３つの車輪ユニット（４０）とから成り、前記筐体部（２０）は、前記被移動面（８）が平面の場合に前記回転軸（３）の前記被移動面（８）への投影線が互いに略等角度を成すと共に、すべての前記回転軸（３）が同一平面に含まれない位置に前記車輪ユニット（４０）を備え、前記サブユニット（２０２）は、外部の情報を検出する外部センサ（１４）と、外部に情報を出力する出力装置（１５）と、外部と情報の授受を行う通信手段（１７）と、前記駆動ユニット（２０１）の駆動動作を制御する制御部（３１３）との内の少なくとも１つを備え、前記駆動ユニット（２０１）と前記サブユニット（２０２）とを着脱可能に一体化してなる構成にしたことを特徴とする移動ロボットである。
【００２０】
また、請求項８に係る発明は、前記車輪ユニット（２０）は、前記接地部（６）を設けた外殻を有して前記回転軸（３）回りに回転可能としたケース（１０１，１０２）からなる車輪部（２００）と、前記回転軸（３）方向に伸縮可能とされ前記車輪部（２００）と前記筐体部（２０）とを連結する脚部（９）とから成るとともに、前記脚部９を伸縮駆動する駆動手段を備えて成ることを特徴とする請求項７記載の移動ロボットである。
【００２１】
また、請求項９に係る発明は、前記制御部（１３）は、前記外部センサ（１４）が検出した情報と前記プログラムの内容とに基づいて次に行う動作を決定し、該動作を決定動作情報として送出する第１の制御部（１３）と、該第１の制御部により送出された前記決定動作情報に基づいた動作の実行を前記第１のモータ（１０）または前記第２のモータ（１１）に対して指示する第２の制御部（３００，３０１）と、を有することを特徴とする請求項６記載の移動ロボットである。
【発明の効果】
【００２２】
本願発明によれば以下の効果を得る。
本体ユニットは、接地部が平面に接触したときに回転軸の平面への投影線が互いに略等角度を成すと共にすべての回転軸が同一平面上に含まれない位置に車輪ユニットを備え、車輪ユニットは、モータベースと、このモータベースに装着した第１のモータと、１のモータの回転を伝達する回転伝達手段と、接地部を設けた外殻を有してモータベースに対して回転軸回りに回転可能としたケースとを備え、第１のモータとケースとを回転伝達手段を介して連結する構成にしたので、構造が極めて簡単で部品点数も少なく低価格化が可能である。一方、極めて転倒し難いので、障害物に当たったり外乱により転倒して人にけがを負わせたり周辺の器物を破損することがなく、傾斜した床でも姿勢維持が容易で転がり難く極めて安全である。また、長期間使用しても外面が汚れたり傷がつくことがない。
【００２３】
また、回転伝達手段は第１のモータの回転により回転する歯車を備え、外殻の内面に内歯車を形成し、この歯車と内歯車とを噛合して第１のモータとケースをと連結したので、強いトルクでケースを回転でき、被移動面が傾斜していても安定した移動を行うことができる。
【００２４】
また、車輪ユニットを、モータベースとケースとを含んでなる車輪部と、車輪部と本体ユニットとを連結し回転軸方向に伸縮可能な脚部とから成る構成にしたので、障害物、穴又は窪み等があっても進路変更せずに移動することが可能であり、動力源を安価にできるので低価格化が可能である。
【００２５】
また、車輪ユニットは、モータベースに装着した第２のモータと、第２のモータの回転を伝達する回転伝達手段と、回転運動を直線運動に変換する運動変換手段とを備え、第２のモータと脚部とを回転伝達手段と運動変換手段とを介して連結する構成にした構成にしたので、簡単な構成で車輪部を回転軸方向に移動でき、移動面に凹凸があっても、これをまたぐことができるので進路を変えることなく移動することができる。
【００２６】
また、本体ユニットに、外部の情報を検出する外部センサと、外部に情報を出力する出力装置と、前記外部センサが検出した情報に対応して所定の処理を実行させるプログラムを格納したメモリ部と、外部センサが検出した情報とプログラムの内容とに基づいて次に行う動作を決定し動作の実行を出力装置または第１のモータに対して指示する制御部とを備えたので、特殊なコンピュータを用いることなく、複雑な動作が実行可能で高度なエンタテイメント性を有する。
【００２７】
また、この制御部を、外部センサが検出した情報とプログラムの内容とに基づいて次に行う動作を決定して決定動作情報として送出する第１の制御部と、この決定動作情報に基づいた動作の実行を第１のモータまたは第２のモータに対して指示する第２の制御部とを有する構成にしたので、様々な処理を各制御部が分担実行して効率が向上し、外部変化に対して迅速に対応することができ、安定した動作を行える。
さらに、処理負担が低減するので制御部の温度上昇が抑制されて装置の信頼性が向上すると共に消費電力を少なくすることができる。
【００２８】
また、駆動ユニットとサブユニットとで構成し、駆動ユニットは、筐体部と、被移動面に接触する接地部と回転軸と接地部を回転軸回りに回転させる駆動手段とを有する３つの車輪ユニットとから成り、筐体部は、被移動面が平面の場合に回転軸の被移動面への投影線が互いに略等角度を成すと共に、すべての回転軸が同一平面に含まれない位置に前記車輪ユニットを備え、サブユニットは、外部の情報を検出する外部センサと、外部に情報を出力する出力装置と、外部と情報の授受を行う通信手段と、駆動ユニットの動作を制御する制御部との内の少なくとも１つを備え、駆動ユニットとサブユニットとを着脱可能に一体化してなる構成にしたので、１つの駆動ユニットに、異なる機能を有する種々のサブユニットを交換して装着することができ、多種の機能を有する移動ロボットを得ることができる。従って、駆動ユニットの共有化が図れ、用途に応じた最適の機能を有するロボットを安価に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１乃至図３３を用いて説明する。
図１は、本発明の移動ロボットの第１実施例を示す平面図であり、
図２は、本発明の移動ロボットの第１実施例を示す正面図であり、
図３は、本発明の移動ロボットの第１実施例を示す右側面図であり、
図４は、本発明の移動ロボットの第１実施例における動作モードを説明する平面図であり、
図５は、本発明の移動ロボットの第１実施例における自転と移動について説明する平面図であり、
図６は、本発明の移動ロボットの第１実施例における車輪の回転制御を説明する図であり、
図７は、本発明の移動ロボットの第２実施例を示す平面図であり、
図８は、本発明の移動ロボットの第２実施例を示す正面図であり、
図９は、本発明の移動ロボットの第２実施例を示す右側面図であり、
図１０は、本発明の移動ロボットの第２実施例における制御システムの構成図であり、
図１１は、本発明の移動ロボットの第２実施例における制御システムのブロック図であり、
図１２は、本発明の移動ロボットの第２実施例における外観図であり、
図１３は、本発明の移動ロボットの第２実施例における断面図であり、
図１４は、本発明の移動ロボットの第２実施例におけるボトムカバーの平面図であり、
図１５は、本発明の移動ロボットの第２実施例におけるボトムカバーの正面図であり、
図１６は、本発明の移動ロボットの第２実施例におけるボトムカバーの右側面図であり、
図１７は、本発明の移動ロボットの第２実施例におけるボトムカバーの背面図であり、
図１８は、本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第１の状態を説明する断面図であり、
図１９は、本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第１の状態を説明する側面図であり、
図２０は、本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第２の状態を説明する断面図であり、
図２１は、本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第２の状態を説明する側面図であり、
図２２は、本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第３の状態を説明する断面図であり、
図２３は、本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第３の状態を説明する側面図であり、
図２４は、本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第４の状態を説明する断面図であり、
図２５は、本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第４の状態を説明する側面図であり、
図２６は本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの平面図であり、
図２７は本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの他の断面図であり、
図２８は、本発明の移動ロボットの第２実施例における回転駆動機構を説明する部分断面図であり、
図２９は、本発明の移動ロボットの第２実施例における伸縮駆動機構を説明する部分断面図である。
図３０は、本発明の移動ロボットのその他の実施例を説明する図である。
図３１は、本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットを説明する断面図であり、
図３２は、本発明の移動ロボットの第２実施例の変形例における制御システムの構成図であり、
図３３は、本発明の移動ロボットの第２実施例の変形例における制御システムのブロック図である。
【００３０】
（Ａ）  第１実施例
まず、第１実施例について図１〜図３を主に用いて説明する。
第１実施例の移動ロボット（以下ロボットと称する）１は、４つのユニットから構成される。
一つのユニットは略球体状筐体の本体ユニット２であり、他の３つは車輪ユニット４ａ，４ｂ，４ｃである。この３つの車輪ユニット４ａ，４ｂ，４ｃは同一の構成からなる。
【００３１】
車輪ユニット４ａ，４ｂ，４ｃは車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃからなり、詳細を後述する回転軸３ａ，３ｂ，３ｃの位置に対応して本体ユニット２の外周面に開口した開口部５ａ，５ｂ，５ｃに、その外形が本体ユニット２から突出するように配設される。
そして、この車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、回転軸３ａ，３ｂ，３ｃを軸とする環状部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと、その外側開口部を塞ぐように設けられた略球面を有する殻状部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃと、それらが連接する稜線部に設けられた環状の接地部６ａ，６ｂ，６ｃとで構成される。
【００３２】
また、殻状部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの外周面には部分的に光を透過可能にした窓部１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃが設けられ、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの内部に備えた後述する発光手段３０ａ，３０ｂ，３０ｃ（図１〜図３には図示せず）からの光を外部から視認可能とするように構成されている。
【００３３】
ロボット１を床面８に置くと、接地部６ａ，６ｂ，６ｃが床面８に接触して本体ユニット２は床面８から離間して支持される。
この接触は、接地部６ａ，６ｂ，６ｃと床面８とがそれぞれ剛体であれば点接触となるが、床面８が絨毯のような柔らかい材料の場合は面接触となり、接地部６ａ，６ｂ，６ｃがゴムのような弾性体材料の場合は床面８が剛体であっても面接触となる。
【００３４】
車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、その中心軸が、それぞれ回転軸３ａ，３ｂ，３ｃとなるように構成され、回転軸３ａ，３ｂ，３ｃの被移動面（床面）８への投影線が互いに略等角度を成すように構成される。すなわち、図１においてθａｂ＝θｂｃ＝θｃａである。
また、回転軸３ａ，３ｂ，３ｃは、本体ユニット２の筐体の中心Ｏで交わり、その全てが同一平面に含まれることがなく互いに等角度β（図２，図３参照）を成すように構成される。
ここで、被移動面８とは、接地部６ａ，６ｂ，６ｃが接地する３つの接地点６ａＡ，６ｂＢ，６ｃＣにより決定される平面を意味している。従って、床面８が剛体の平面であればそれは被移動面を意味する。
【００３５】
本実施例では、各回転軸３ａ，３ｂ，３ｃは、互いに成す角度βが９０°に設定され、その場合の各回転軸３ａ，３ｂ，３ｃの被移動面８への投影線が交わる角度θａｂ，θｂｃ，θｃａは上述のように等しくなり、その値は１２０°である。
従って、３つの回転軸の内２つずつが同一平面上にあるように構成されている。
【００３６】
車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、その内部に回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ搭載しており（図１０参照）、このモータにより、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃはそれぞれ独立して駆動されて回転軸３ａ，３ｂ，３ｃを軸として回転する。回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの一例としてＤＣモータを使用することができるが、これに限定されるものではない。
【００３７】
＜動作モードについて＞
各車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの回転方向と回転速度とを独立して様々に変えることで、接地部６ａ，６ｂ，６ｃと床面８との摩擦力により、ロボット１に種々の動きを与えることができる。
この回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの制御、すなわち、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの回転制御方法によって、ロボット１を大別して以下の５つの動作モードで動かすことができる。
これを図４，図５を用いて説明する。両図は、床面８に置いたロボット１を上方から見た図である。
（１）静止状態での回転（自転）。
（２）直進移動（前進、後進及び側進）。
（３）曲線移動。
（４）蛇行移動。
（５）自転しながらの直線移動及び曲線移動
【００３８】
これらの動作モードについて順次説明する。
（１）静止状態での回転（自転）（図５（ａ）参照）
最も基本的な動作モードであり、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃをそれぞれ同一の回転方向に同一の回転数で回転駆動することで、ロボット１はその場に静止しつつ自転する。
例えば、図４に示すように、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃを外側から見て時計回り方向に回転させると、ロボット１はその位置に静止したまま、上面からみて反時計回り方向に自転する。
また、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの回転方向を反時計回りにすれば
、ロボット１はその位置に静止したまま、時計回り方向に自転する。
そして、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの、単位時間あたりの回転数（以下、回転数と記す）を増減することでロボット１の自転速度を増減させることができる。
【００３９】
（２）直進移動（図５（ｂ）〜図５（ｅ）参照）
３つある車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃのうち、任意の一つの車輪部１００ｃ（以下、第１の車輪部１００ｃと称す）を回転させずに停止して維持させ、残りの２つの車輪部１００ａ，１００ｂをそれぞれ逆方向に回転駆動することで、ロボット１を、第１の車輪部１００ｃの回転軸３ｃの被移動面８への投影線に沿った方向に直進移動させることができる。
【００４０】
この移動は、第１の車輪部１００ｃの接地部６ｃと床面８との摩擦力を越える推進力を残りの２つの車輪部１００ａ，１００ｂが発生させ、第１の車輪部１００ｃの接地部６ｃが床面８を滑ることにより行われる。そして、上述した（１）の静止状態での回転（自転）以外の動作モード（以下に説明する動作モードも含めて）における移動は、いずれかの接地部が、静止または回転しつつ床面８を滑るようにして行われるものである。
【００４１】
また、この直進移動として、各車輪部の回転方向と回転数の設定によっては、回転軸３ｃと直交する方向に直進移動させることもできる。
停止させた第１の車輪部１００ｃの反対側方向へ進む場合を前進、第１の車輪部１００ｃ側に進む場合を後進、この前進または後進方向と直交する方向に進む場合を側進と呼び、それぞれを以下に説明する。
【００４２】
（２Ａ）前進
図５（ｂ）に示すように、第１の車輪部１００ｃを停止して維持させ、車輪部１００ａを時計回り方向に、車輪部１００ｂを反時計回り方向にそれぞれ同一の回転数で駆動すると、ロボット１は車輪部１００ｃにおける回転軸３ｃの被移動面８への投影線に沿った方向の、第１の車輪部１００ｃの反対方向（図の矢印Ｃの方向）に直進移動する。
【００４３】
（２Ｂ）後進
前進に対して車輪部１００ａ，１００ｂの回転方向を共に逆にした場合は後進し、これを図５（ｃ）に示す。
第１の車輪部１００ｃを停止して維持させ、車輪部１００ａを反時計回り方向に、車輪部１００ｂを時計回り方向にそれぞれ同一の回転数で駆動すると、ロボット１は、車輪部１００ｃにおける回転軸３ｃの被移動面８への投影線に沿った
方向の、第１の車輪部１００ｃ側方向（図の矢印Ｄの方向）に直進移動する。
【００４４】
（２Ｃ）側進
車輪部１００ａ，１００ｂを同一の回転方向に同一の一定回転数で回転させ、第１の車輪部１００ｃを車輪部１００ａ，１００ｂの回転方向と逆方向に、かつ、車輪部１００ａ，１００ｂの２倍の回転数で回転させることで、ロボット１は上述の前進及び後進の方向に対して直交する方向に移動する（図４（２）参照）。
具体的に説明すると、車輪部１００ａ，１００ｂの回転方向を時計回り方向に一定の回転数Ｎで回転させ、第１の車輪部１００ｃを反時計回り方向に回転数２Ｎで回転させると、ロボット１は前進方向に対して直交する左方向（図５（ｄ）の矢印Ｅの方向）に直線移動する。
【００４５】
一方、これとは逆に、車輪部１００ａ，１００ｂの回転方向を反時計回り方向に一定の回転数Ｎで回転させ、第１の車輪部１００ｃを時計回り方向に回転数２Ｎで回転させると、ロボット１は前進方向に対して直交する右方向（図５（ｅ）の矢印Ｆの方向）に直線移動する。
【００４６】
そして、（２Ａ），（２Ｂ），（２Ｃ）いずれの場合も、回転数を増減させることで、ロボット１の移動速度を増減させることができる。
【００４７】
（３）曲線移動
ロボット１は、円弧状に移動させることができ、これを曲線移動と称する。
この曲線移動を与える駆動制御方法には２通りの方法があり、以下に説明する。
【００４８】
（３Ａ）第１の方法
第１の方法は、上述の（２）に示した直進移動状態において回転を停止させていた第１の車輪部１００ｃを回転駆動させる方法である。これにより、ロボット１は円弧状に移動を行う。
この時、第１の車輪部１００ｃの回転速度を可変して移動する円弧の半径を可変することができる。
すなわち、第１の車輪部１００ｃの回転速度が速いほど移動する円弧の半径は小さくなる。
【００４９】
（３Ｂ）第２の方法
第２の方法は、前述の直進移動状態において第１の車輪部１００ｃを停止して維持させたまま、他の２つの車輪部１００ａ，１００ｂを異なった一定の回転数で回転駆動させる方法である。これにより、ロボット１は円弧状に移動を行う。
すなわち、回転数の少ない方の車輪部側に中心を持つ円弧状に曲線移動を行う。
この場合、駆動させている２つの車輪部のそれぞれの回転数の差を可変して円弧の半径を可変することが可能であり、その差が大きい程、移動する円弧の半径は小さくなる。
【００５０】
そして、（３Ａ），（３Ｂ）いずれの場合も、第１の車輪部１００ｃ以外の駆動車輪部１００ａ，１００ｂの回転数を増減させることで、ロボット１の移動速度を増減させることができる。
特に（３Ａ）の場合は、移動する円弧の半径も可変することが可能であって、駆動車輪部１００ａ，１００ｂの回転数を増やすと移動する円弧の半径も大きくなる。
【００５１】
（４）蛇行移動
上述の（３）で説明した曲線移動において、曲がる方向を順次変えることで、左右に振れながら略直進をする蛇行移動をする。
すなわち（３）の第１の方法においては、第１の車輪部１００ｃの回転方向を正転，逆転と繰り返し切り替えることで、また、第２の方法においては、第１の車輪部１００ｃ以外の車輪部１００ａ，１００ｂの異なる回転数を、それぞれ交互に切り替えて与えることで蛇行移動をする。
【００５２】
（５）自転しながらの直進移動及び曲線移動
３つの車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの回転方向を、「正方向回転→逆方向回転→正方向回転→…」のように周期的に反転させ、また、回転数を、正弦波に相当する時間変化で周期的に変化させると共にその周期に一定の時間差を持たせてそれぞれの車輪部を駆動すると、ロボット１は自転しながら直線運動あるいは曲線運動をする。
【００５３】
この回転数と回転方向の時間変化を図６に示す。
図６は、横軸に時間、縦軸に車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの回転数をとり、縦軸の上半分を正方向回転、下半分を逆方向回転として各車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの回転駆動の時間変化を示したグラフである。
当図に示すように、それぞれの車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃを位相差Δｔだけずらして回転駆動し、この回転駆動の波形の振幅，周期及び位相を変えることで、自転速度，直進及び回転の移動速度並びに曲線移動半径を自由に制御することができる。
また、当図では正弦波形で制御しているが、この波形は自由に設定することができ、それにより、さらに複雑な動きも容易に行わせることができる。
【００５４】
上述した第１実施例においては、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの接地部６ａ，６ｂ，６ｃにおける回転軸３ａ，３ｂ，３ｃと直交する断面の直径が全て同一直径である場合の回転駆動制御方法を説明しているが、この直径がそれぞれ異なるような接地部としてもよい。その場合でも、回転駆動制御をこの直径の比率に応じた回転数の比率に設定することで上述した５つの動作モードでの移動が可能である。
具体的には、接地部６ａ，６ｂ，６ｃの直径の比をＭａ：Ｍｂ：Ｍｃとした場合、それぞれの回転数の比を１／Ｍａ：１／Ｍｂ：１／Ｍｃとして回転制御すればよい。
【００５５】
以上の説明のように、３つの車輪部１００ａ、１００ｂ、１００ｃの回転数と回転方向とをそれぞれ独立に制御することで、通常の車輪走行や脚式歩行ロボットでは不可能な多様な移動を実現することができる。
従って、このロボット１は、家具等の様々な障害物がある家庭内においても、それを素早い動きで回避しつつ移動することができ、特に家庭用移動型ロボットとしてのパフォーマンス性に優れている。
また、動きの組み合わせによって、後述するようないわゆる感情表現を擬似的に行うことも可能であり、エンタテイメント性にも優れたものである。
さらに、車輪部１００ａ、１００ｂ、１００ｃを静止状態に維持することで、姿勢が安定維持されて傾斜面でも容易に転がることがなく安全に使用することができる。
【００５６】
（Ｂ）第２実施例
次に第２実施例を説明する。
第２実施例は、車輪部を伸縮できる脚部の先端に配置し、この脚部を介して車輪部と本体ユニットとを連結したものであって、より多様な動きを可能にした好ましい形態である。
第２実施例の移動ロボット１０の車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃは、脚部９ａ，９ｂ，９ｃの伸縮によって、その回転軸３ａ，３ｂ，３ｃ方向にそれぞれ独立して位置を可変できるようにされ、脚部９ａ，９ｂ，９ｃが最も縮んだ状態（以下、標準状態と称す）を図１，図２，図３に示す。
各図はそれぞれ平面図，正面図，右側面図である。また、脚部９ａ，９ｂ，９ｃは本体ユニットに収納されており図１〜図３には示されていない。
【００５７】
車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃは、脚部９ａ，９ｂ，９ｃを伸ばすことで、この標準状態からそれぞれの回転軸３ａ，３ｂ，３ｃの外側方向の任意の位置に配置可能とされ、脚部９ａ，９ｂ，９ｃが最も伸びた状態を図７，図８，図９に示す。各図はそれぞれ平面図，正面図，右側面図である。
この第２実施例の具体的構成を以下に詳述する。
【００５８】
この第２実施例の移動ロボット１０（以下、ロボット１０と称する）は、４つのユニットから構成される。（図７，図８，図９参照）
１つのユニットは、略球体状筐体の本体ユニット２０であり、他の３つは、それぞれ伸縮可能な脚部９ａ，９ｂ，９ｃとその先端に装着された車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃとからなる車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃである。３つの車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃは同一構成のものである。
各車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、標準状態において、後述する回転軸３ａ，３ｂ，３ｃに対応して本体ユニット２０の外面に開口した開口部５ａ，５ｂ，５ｃからその内部に一部が収納されるように配設される。
【００５９】
車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃは、回転軸３ａ，３ｂ，３ｃを軸とする環状部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと、その外側の開口部を塞ぐように設けられた略球面を有する殻状部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃと、内側の開口部を塞ぐように設けられた板状部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃと、この板状部の中央に設けられた、回転軸３ａ，３ｂ，３ｃ方向に本体ユニット２０と連接した脚部９ａ，９ｂ，９ｃとにより内部が略密閉されるように構成される。
【００６０】
殻状部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃと環状部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃとが連接する稜線部には環状の接地部６ａ，６ｂ，６ｃが設けられている。
また、殻状部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの外周面には部分的に光を透過可能にした窓部１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃが設けられ、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃの内部に備えた後述する発光手段３０ａ，３０ｂ，３０ｃ（図７〜図９には図示せず）からの光を外部から視認可能とするように構成されている。
【００６１】
上述のように、この車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃから本体ユニット２０に向かって、回転軸３ａ，３ｂ，３ｃを軸とした円筒状の脚部９ａ，９ｂ，９ｃが連接される。
【００６２】
ロボット１０を床面８に置くと、接地部６ａ，６ｃ，６ｄが床面８に接触して本体ユニット２０は床面８から離間して支持される。
この接触は、接地部６ａ，６ｂ，６ｃと床面８とがそれぞれ剛体であれば点接触となるが、床面８が絨毯のような柔らかい材料の場合は面接触となり、接地部がゴムのような弾性体材料の場合は床面８が剛体であっても面接触となる。
【００６３】
車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃは、その中心軸が、それぞれ回転軸３ａ，３ｂ，３ｃとなるように構成され、これらの回転軸３ａ，３ｂ，３ｃは、本体ユニット２０の筐体の中心Ｏで交わり、全てが同一平面に含まれることがなく互いに等角度を成すように構成される。
本実施例では、各回転軸３ａ，３ｂ，３ｃは、互いに成す角度βを９０°に設定され、その場合の各回転軸３ａ，３ｂ，３ｃの被移動面８への投影線が交わる角度θａｂ，θｂｃ，θｃａは上述のように等しく、その値は１２０°を成す。従って、３つの回転軸の内２つずつが同一平面上にあるように構成されている。
【００６４】
そして、車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃには、図３２，図３３に示すように、駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ、回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、伸縮駆動モータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、移動用駆動回路（ＭＤＡ）３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ、伸縮用駆動回路（ＭＤＡ）３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ、周波数発生器（ＦＧ）３０４ａ，３０４ｂ，３０５ｃ、エンコーダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び発光装置３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃが備えられている。
この発光装置３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃは、本体に搭載されている発光装置３０とは独立してその発光が制御されている。
回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃにより、車輪部１００ａ，１００ｂ，１００ｃはそれぞれ独立して駆動されて回転軸３ａ，３ｂ，３ｃ回りに回転する。回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの一例としてＤＣモータを使用することができるが、これに限定されるものではない。
【００６５】
一方、脚部９ａ，９ｂ，９ｃは、伸縮駆動モータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって回転軸３ａ，３ｂ，３ｃ方向にそれぞれ独立して伸縮自在に形成されており、この脚部９ａ，９ｂ，９ｃが伸びることにより車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃは本体ユニット２０から離れた状態になる。
また、エンコーダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって脚部９ａ，９ｂ，９ｃの伸縮量が検出され、検出された脚部の長さ情報を基に、脚部９ａ，９ｂ，９ｃを所定の長さに伸縮することが可能とされている。
また、車輪ユニット４０ａ，４０ｂ、４０ｃには、脚部９ａ，９ｂ，９ｃの伸縮状態を検出する第１検出スイッチ１２３ｓ１と第２検出スイッチ１２３ｓ２（詳細は後述する）とが備えられている。
【００６６】
回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、伸縮駆動モータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、エンコーダ１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、第１，第２検出スイッチ１２３ｓ１，１２３ｓ２とは、それぞれの車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃと対になってサブユニット化されており、以下、このサブユニットをアクチュエータ５０と称する場合がある（図１１参照）。
【００６７】
脚部９ａ，９ｂ，９ｃが伸びた状態でも、車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃは回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃにより回転駆動可能であり、上述の５種類〔（１）〜（５）〕の動作モードを実行することができる。
脚部９ａ，９ｂ，９ｃが伸長することで、床面８と接触する３つの接地点６ａＡ，６ｂＢ，６ｃＣが、互いにより遠くに離間するためロボット１０の姿勢は更に安定し、段差がある床面でも転倒することなく移動することが可能である。
【００６８】
また、脚部９ａ，９ｂ，９ｃを高速で伸長させることによりボールを押し転がしたり、２つの脚部の間にボールを収めたまま移動してこれを運ぶことも可能になるため、例えば、ロボットによるサッカー競技会に参加が可能になる等、ロボット１０は高度なエンタテイメント性を発揮することができる。
【００６９】
脚部９ａ，９ｂ，９ｃは、３つとも同様に伸びている必要はなく、１つが縮んで２つが伸びた状態、又は、２つが縮んで１つが伸びた状態にしたり、これらの状態で車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃを回転駆動して移動を行っても良い。
さらに、移動を行いながら脚部９ａ，９ｂ，９ｃの伸縮動作を行ってもよい。
この様な様々な動作の組み合わせにより、より一層複雑な動きが可能である。
【００７０】
以上のように、このロボット１０は、家具等の様々な障害物がある家庭内においても、障害物を素早い動きで回避しつつ移動することができ、家庭用移動型ロボットとしてのパフォーマンス性に優れている。
また、動作の組み合わせによって、後述するようないわゆる感情表現を擬似的に行うことも可能であり、エンタテイメント性にも優れたものである。
さらに、車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃを静止状態に維持することで、姿勢が安定維持され、傾斜面でも容易に転がることがないので極めて安全に使用することができる。
【００７１】
上述した第２実施例においては、車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃの接地部６ａ，６ｂ，６ｃにおける回転軸３ａ，３ｂ，３ｃと直交する断面の直径が同一直径である場合の回転駆動制御方法を説明しているが、第１実施例の場合と同様に、この直径がそれぞれ異なる接地部としてもよい。その場合でも、回転駆動制御を直径の比率に応じた回転数の比率に設定することで上述した５つの動作モードでの移動が可能である。
具体的には、接地部６ａ，６ｂ，６ｃの直径の比がＭａ：Ｍｂ：Ｍｃの場合、それぞれの回転数の比を１／Ｍａ：１／Ｍｂ：１／Ｍｃとして回転制御すればよい。
【００７２】
（Ｃ）制御方法について
次に、ロボット全体を制御する方法について第２実施例に沿って詳述する。
第１実施例における制御方法は、この第２実施例の制御方法に対して伸縮駆動モータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、駆動回路（ＭＤＡ）３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ、エンコーダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び第１，第２検出スイッチ１２３ｓ１，１２３ｓ２を除いたものであり、それ以外は共通である。
また、制御部を一体として構成した例を図１０，図１１で示し、制御部を分割して構成した例を図３２，図３３で示している。
後者は、前者における制御部３１３を、システム制御系システム制御系コントローラ１３，運動制御系コントローラ３００及び駆動コントローラ３０１に分割した例である。
図１０，図３２は、ロボット１０の制御システム構成を模式的に示したものであり、図１１，図３３は制御システム構成の詳細を説明するブロック図である。
以下、主として図３２，図３３を用いて説明する。
【００７３】
本体ユニット２０の内部には、ロボット１０を統括的に制御する制御部であるシステム制御系コントローラ１３、ロボット１０の外部の情報を検出測定する外部センサ１４、ロボット１０の外部に情報等を出力する出力装置１５、情報の記録再生を行うハードディスク（以下ＨＤＤと称す）等の記録再生装置１６、情報を外部と無線で通信するための通信手段（以下通信Ｉ／Ｆと称す）１７、ロボット１０の電源となるバッテリ１８、バッテリの残量を検出するバッテリセンサ１９及びロボットの移動や脚部９ａ，９ｂ，９ｃの伸縮駆動等の運動系の制御を行う運動制御系コントローラ３００で構成される制御システムが搭載される。
【００７４】
＜制御システムの構成要素について＞
この制御システムの各構成要素を、図１１及び図３３を用いて以下に説明する。
（イ）  外部センサ１４
外部センサ１４は大別して３つの系統で構成される。
第１系統は、ロボット１０の行動を制御するために必要な、本体ユニット２０の外部の情報及び外部からの本体ユニット２０への圧力を検出してその検出結果をシステム制御系コントローラ１３に送出する制御系センサ１４ａであり、第２系統は、ロボット１０のユーザーである人間の健康状態を測定してその結果を制御部１３に送出する健康管理系センサ１４ｂであり、第３系統は、気温や湿度等の周囲の気象状況を測定し、その測定結果をシステム制御系コントローラ１３に送出する気象系センサ１４ｃである。
この内、気象系からの測定結果を基にシステム制御系コントローラ１３において天気の予測を行う。
【００７５】
まず、第１系統の制御系センサ１４ａは、ロボット１０の実質的な目として機能するＣＣＤカメラ２１Ａ、同じく耳として機能するマイク２１Ｂ、障害物との距離を検出する測距センサ２２、人間に撫でられたり叩かれたりしたのを検出するタッチセンサ２３とから構成されている。
ＣＣＤカメラ２１Ａは、周囲の状況を撮像し、得られた画像情報をシステム制御系コントローラ１３に送出する。
マイク２１Ｂはユーザーの声などを集音し、得られた音声情報をシステム制御系コントローラ１３に送出する。
測距センサ２２は、ロボット１０と外部の障害物等との距離を測定し、得られた距離情報をシステム制御系コントローラ１３に送出する。
タッチセンサ２３はユーザーからの撫でる、あるいは叩く等の物理的な働きかけによって受けた圧力を測定し、測定結果を圧力情報としてシステム制御系コントローラ１３に送出する。
【００７６】
第２系統の健康管理系センサ１４ｂは、ユーザーがロボット１０の所定部位に触れることによってユーザーの健康状態をチェックするもので、血圧計２４Ａ，血流計２４Ｂ，心拍計２５及び体温計２６からなる。
血圧計２４及び血流計２４Ｂは、ユーザーの指等から血圧及び血流量を測定し、その測定結果を血圧情報としてシステム制御系コントローラ１３に送出する。
心拍計２５は、ユーザーの心拍数を測定し、その測定結果を心拍数情報としてシステム制御系コントローラ１３に送出する。
体温計２６は、ユーザーの体温を測定し、その測定結果を体温情報としてシステム制御系コントローラ１３に送出する。
【００７７】
第３系統の気象系センサ１４ｃは、ロボット１０周囲の気温，湿度及び気圧の測定を行う。
気圧計２７は、大気圧を測定し、その測定結果を大気圧情報としてシステム制御系コントローラ１３に送出する。
湿度計２８は、ロボット１０周囲のの湿度を測定し、その測定結果を湿度情報としてシステム制御系コントローラ１３に送出する。
温度計２９は、ロボット１０周囲の気温を測定し、その測定結果を気温情報としてシステム制御系コントローラ１３に送出する。
【００７８】
以上説明したように、外部情報の検出は特殊な検出ではないので、外部センサ１４は安価な汎用品を使用することができる。そして、ロボット１０の外部の情報，気象の状況及びユーザーの健康状態に関する情報とを測定検出し、それらの検出情報を外部センサ信号Ｓ１によりシステム制御系コントローラ１３に送出するものである。
【００７９】
（ロ）  バッテリセンサ１９
バッテリセンサ１９は、バッテリ１８の残量を検出し、検出結果情報をバッテリ検出結果信号Ｓ２によりシステム制御系コントローラ１３に送出する。
【００８０】
（ハ）  システム制御系コントローラ１３
システム制御系コントローラ１３は、外部センサ信号Ｓ１とバッテリ検出結果信号Ｓ２に基づいて、ロボット１０の周囲の状況や、内部のバッテリ１８の残量や、ユーザからの指令、ユーザからの働きかけの有無等を判断する。
そして、この判断結果と、予めシステム制御系コントローラ１３内部のメモリ部１３ａに格納された制御プログラムとに基づいてロボット１０が次にとるべき行動を決定し、その決定内容を運動制御系コントローラ３００に送出する。
【００８１】
また、システム制御系コントローラ１３は、必要に応じて、出力装置１５に対して所定の情報を出力するように指示する。
これにより、例えば、視覚に訴える出力手段の一つである発光装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃを点灯あるいは点滅させることにより、あるいは、別の出力手段である表示装置のモニタ３１やプロジェクタ３２（図１１，図３３参照）に所定の表示をさせることにより擬似的な感情表現を行うことができる。
また、聴覚に訴える出力手段の音声発生装置であるスピーカ３３によって各種情報を出力することもできる。
【００８２】
ここでいう各種情報とは、映像情報と音声情報とを含むものであり、さらに、外部センサ１４で検出した映像情報や、血圧値，心拍数，湿度，気温等や、詳細を後述する通信Ｉ／Ｆ１７によって得られた外部から送信されてきた情報や、ロボット１０内部の記録再生装置（ＨＤＤ等）１６に記録した情報も含んでいるものである。
【００８３】
このようにして、ロボット１０は、内部に搭載したシステム制御系コントローラ１３により、その外部情報やユーザからの指令や働きかけの有無や程度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。
【００８４】
次に、視覚や聴覚に訴える出力方法について具体的に説明する。
気象系センサ１４ｃが測定した気温や湿度等の情報をモニタ３１に表示したり、その気温や湿度環境における快適さ度合いによって感情表現を行うことができる。
例えば、不快な環境状態の場合は発光手段３０を赤く点滅させ、快適な環境状態の場合はそれを緑色に点灯させる。
また、気圧の変化を継続的に測定すること等で天気の予測を行い、その予測結果を発光手段３０の色で表現したり、モニタ３１に表示したり、スピーカ３３により音声でユーザーに知らせることもできる。
【００８５】
一方、ユーザーがロボット１０を撫でた場合、発光手段３０を緑色に点灯させると共にその位置でロボット１０自身が自転して喜びの表現をしたり、叩いた場合は、発光手段３０を赤く点滅させると共に、自転の方向を、正転と反転を短い間隔で繰り返すことで体をゆするような動きとして怒りの表現をすることができる。
もちろん、モニタ３１やプロジェクタ３２の表示装置に表示したり、スピーカ３３で発音することにより視覚や聴覚に訴えることもできる。
【００８６】
（ニ）  運動制御系コントローラ３００
運動制御系コントローラ３００は、システム制御系コントローラ１３によって決定され、送出された行動内容を指令信号として受信する。
そして、受信した内容を予め運動制御系コントローラ３００内部のメモリ３００ａに格納された制御プログラムに基づいて解析し、車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃをそれぞれどのように制御するかを決定する。
さらに、その決定内容を車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃ内部に備えた駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに指令信号として送出する。
【００８７】
（ホ）  駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ
駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃは、運動制御系コントローラ３００から送出された指令信号を受信する。
そして、メモリ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃに予め格納されている制御プログラムに基づいてその指令信号を解析し、その解析結果に基づいた指示を駆動回路（ＭＤＡ）３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃに出力して回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃあるいは脚部伸縮駆動モータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを駆動させる。これにより、上述の動作モードやそれらを組み合わせた複雑な動作、あるいは、脚部９ａ，９ｂ，９ｃを回転軸３ａ，３ｂ，３ｃ方向に伸縮させる等の動作を実行することができる。
一方、上述の解析結果に基づいた指示を発光装置（手段）３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃに出力し、これを点灯あるいは点滅させる。これにより、ロボットとしての感情表現を行いユーザーとのコミュニケーションを図ることができる。
【００８８】
また、外乱等の原因により回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃや伸縮駆動モータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに異常が発生して回転速度が所定値からずれたり、あるいは、停止した場合、駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃは、その異常の内容に応じた異常信号を運動制御系コントローラ３００に送出する。
運動制御系コントローラ３００は、メモリ３００ａに格納された制御プログラムに基づいてその異常の原因を解析し、対応策となる指令信号を再度駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに送出する。
【００８９】
この対応策指令を送出した後も異常動作から復帰しない場合、運動制御系コントローラ３００は、異常発生信号をシステム制御系コントローラ１３に送出する。
システム制御系コントローラ１３は、この異常発生信号を受けて外部の状況等からその原因を判断し、次に行う行動を決定する。そして、決定した内容に対応する指令信号を運動制御系コントローラ３００に送出する。
【００９０】
この指令信号を送出した後も異常動作から復帰しない場合、システム制御系コントローラ１３は、動作を停止する停止指令信号を運動制御系コントローラ３００に送出して動作を停止させると共に、出力装置や通信Ｉ／Ｆに対して、「異常が発生したので動作を停止した」旨の情報をユーザーに発信するように指示する。
【００９１】
このようにして、ロボット１０は、内部に搭載したシステム制御系コントローラ１３，運動制御系コントローラ３００及び駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃにより、その外部情報，ユーザからの指令や働きかけの有無、あるいは、その働きかけの程度に基づいて自律的に行動することができるようにされている。また、異常が発生した場合も、所定の自己診断を行ってこれに対応することができる。
【００９２】
上述のように、各コントローラ１３，３００，３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃがそれぞれ担う役割は異なっている。
即ち、システム制御系コントローラ１３は、ロボット１０全体の制御を統括し、外部の状況やユーザーからの問いかけ等を常時監視し、その内容からロボットがどのように行動するかを判断して運動制御系コントローラ３００に行動内容を指令する。
【００９３】
運動制御系コントローラ３００は、システム制御系コントローラ１３の判断結果に基づいて、各車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃをどのように駆動するかの具体的な行動（運動）を決定し、その決定に基づいた指令を駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃに対して送出する。
駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃは、駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃから与えられた指令に従って回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃや伸縮駆動モータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを駆動する制御を行う一方、発光手段であるＬＥＤ３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃの制御を行う。
【００９４】
このように、ロボット１０の行う各々の処理を各コントローラに分散して実行させることで、必要な処理が効率よく実行され、急激な外部変化に対しても迅速な対応が図れる。
さらに、複雑な運動（動作）を実行しながら、外部センサ１４の情報を監視したり、あるいは、出力装置１５に情報を出力する等、の複数の動作を、極めて安定した状態で並行して実行することが可能である。
【００９５】
この様な出力や表現の親しみやすさを具現化したロボットの一例を図１２に示している。
当例は、カメラ２１Ａ，左右一対のマイク２１Ｂ，モニタ３１，左右一対のスピーカー３３からなる入出力装置を本体ユニット２０外面に設けたロボット１０である。また、測距センサ２２や後述する通信Ｉ／Ｆ１７も外面に設けている。
人間の口や目に相当する表現については、モニタ３１の画面上にその模式的形態３１Ａを表示してその喜びや怒り、悲しみ等の感情を表現したり、また、これを補助するように、車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃ内部に配置した発光手段３０ａ，３０ｂ，３０ｃの発光を制御し、窓部１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃを通して外部から視認させることでができる。
【００９６】
また窓部１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃの発光状態により、ロボット１０が次に行う行動をユーザーに知らしめることも可能である。
例えば、自動車のウィンカに相当する役割で、発光手段ＬＥＤ３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃの発光で窓部１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃを点滅させ、ロボットの進行方向をユーザーに知らせることも可能である。
【００９７】
さらに、本体ユニット２０の発光手段３０及び車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃの発光手段３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃの発光色を時間とともに変化させることもできる。これにより、インテリア的な色彩効果を得ることができ、ユーザーの心理状態を変化させて、例えば、気持ちを落ち着かせることが可能になる。
【００９８】
このように、ロボット１０が自律的に行動しつつ感情表現も行えるので、ユーザーとのコミュニケーションを密にとることができ、パートナーロボットとして人間に楽しみや喜びを与えることとともに、人間の心を和ませたりすることもできる。
【００９９】
（ヘ）  通信Ｉ／Ｆ１７
通信Ｉ／Ｆ１７を介して、外部センサ信号Ｓ１の情報や記録再生装置１６内の情報をロボット１０から外部に送信することができる。
また、ロボット１０を、自律行動ではなく、通信Ｉ／Ｆ１７を介することよってユーザーの指示による遠隔操作で動作させることも可能である。
【０１００】
具体的なロボット１０の遠隔操作の方法としては、ロボット１０の外部に設けた図示しないリモートコントローラユニット，パーソナルコンピュータ，携帯電話若しくはＰＨＳ等の移動携帯端末またはＰＤＡ（携帯情報端末）等を使用し、ロボット１０を制御する信号を無線信号としてロボット１０に送信し、通信Ｉ／Ｆ１７を介してシステム制御系コントローラ１３を制御する方法である。これにより、ロボット１０をユーザーの思うまま自由に遠隔操作することができる。
また、この方法によれば、ロボット１０の外部に設けたパーソナルコンピュータや携帯電話等の情報機器内部に格納された情報を無線でロボット１０に送信し、その情報をロボット１０の出力装置１５で外部機器に向けて出力することも遠隔操作で可能である。
【０１０１】
また、ロボット１０で検出した映像情報や音声情報を、通信Ｉ／Ｆ１７を介して遠隔地等の外部に送信すれば、移動可能な監視カメラとしてロボット１０を使用することができる。
さらに、通信を双方向とすることで、ロボット１０の撮影した画像を見ながらロボット１０を遠隔操作することができる。
【０１０２】
加えて、健康管理系センサ１４ｂによって測定したユーザーの血圧，心拍数，体温等の情報を、通信Ｉ／Ｆ１７を介して定期的に病院や健康管理センタ等に送信することで、そのユーザーの健康状態を遠隔的に管理することも可能である。
身体に異常のある場合は、このロボット１０を通して健康管理センタの医師がユーザーに問診することができ、ユーザーが独居老人の場合には特に有効である。
また、あらかじめ正常とする健康管理に必要な各測定値情報をメモリ部１３ａに記憶させておき、新たに測定した情報と比較して異常の有無をロボット１０に判断させ、病院に連絡する等の行動をとるようにプログラムを設定しておくこともできる。
【０１０３】
（ト）  記録再生装置１６
記録再生装置１６として、ＨＤＤを用いることができるが他の装置でもよい。
この記録再生装置１６は、通信Ｉ／Ｆ１７介して受信した情報を記録／再生するためのもので、システム制御系コントローラ１３内のメモリ部１３ａの容量を補うためのものであり、ロボット１０の外部センサ１４によって検出した情報も記録／再生することを可能とするものである。
【０１０４】
上述したロボット１０を制御するプログラムは簡単に構成できるので、メモリ部１３ａの容量も膨大にならず、また、この記録再生装置１６の容量も特別膨大である必要はない。
以上が第２実施例におけるロボット１０の制御システム構成である。
【０１０５】
（Ｄ）変形例
さて、上述した本発明の実施例は、記載した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において例えば下記のように変更が可能である。
【０１０６】
３つの回転軸３ａ，３ｂ、３ｃは、被移動面８への投影線が互いになす角度が
略等角度に設定されていればよい。
また、本体ユニット２，２０の略球体状筐体の中心Ｏで交わるものに限らず、中心Ｏを通る垂直軸（図２，図８のＶ軸）上における一点で交わるものでもよい。
【０１０７】
さらに車輪ユニットの数を３つとしたが、回転軸を４軸以上として車輪ユニットを４つ以上設けてもよい。また、回転軸数によらず、これらの回転軸が交わらない構成にすることができる。この場合においても、被移動面８への投影線が互いになす角度が略等角度に設定されていればよい。
ただし、軸数を増やすことによりコストアップとなり本体内のスペースに制約も多くなり、また、軸が交わらない構成とすると制御が複雑化する。従って、回転軸を３軸にし、これらの回転軸が交わる構成とするのが最も好ましい。
【０１０８】
さらに、３つの回転軸すべてが同一平面上に含まれることがないように、または、多くとも２つの回転軸が同一平面上にあるように構成する。
これにより、接地部６ａ，６ｂ，６ｃの外径を大きくすることなく本体ユニット２，２０を被移動面８から離間して配置できるので、床面上の障害物を進路変更することなくまたいで移動することが可能になる。
【０１０９】
殻状部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃは球面状でなくてもよいが、略球面状とするのが最も好ましい。
殻状部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを略球面状にすることで、例えば床面８上に局部的な凹凸があっても、この殻状部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃが凹凸部のいずれかの部分に接触して推進力を得ることができ、床面８の面状態に影響を受けずにロボット１，１０の移動が可能になる。
【０１１０】
また、ロボット１，１０の本体ユニット２，２０は略球体状でなくてもよい。
本体ユニットの形状にはよらず、少なくとも３つの車輪ユニットの回転軸の全てが同一平面上に含まれることなく、それぞれの被移動面８への投影線が違いに略等角度を成すように構成すればよいので、本体ユニット２，２０の外形形状は自由に設定できる。
例えば、薬剤カプセルのような略円筒形でも、だるま型としでもよく、また、多面体で構成してもよい。
【０１１１】
また、本体ユニット２，２０外形は対称形状でも非対称形状でもよいが、移動の制御を容易にし、安定した接地状態を維持し、床面８への駆動力を均一に伝達するために、各回転軸３ａ，３ｂ，３ｃが交わる点を通る床面８に垂直な線上にロボット１，１０の重心を設定することが好ましい。
【０１１２】
上述した第１〜第３系統センサは、そのすべての系統を搭載する必要はない。
制御系センサ１４ａは動作制御の為に必ず必要であるが、他の系センサについては、いずれかを搭載して健康管理あるいは天気予報に特化したロボット１，１０にしてもよい。
また、各系統センサを構成するセンサは、ロボット１，１０の用途に応じて必要で最適なものを適宜選択して搭載することができる。
【０１１３】
（Ｅ）詳細構造
次に、ロボット１，１０の詳細構造について第２実施例に基づき、図１３〜図２９を用いて説明する。
図１３は、図７において、ロボット１０の脚部９ａ，９ｂ，９ｃを最も縮小した状態におけるＡ−Ａ断面であり、図１４〜図１７はボトムカバー２０Ｂの平面図と３つの側面図である。
図１８，図１９は脚部を縮小した状態における軸方向断面図と側面図であり、図２０，図２１は脚部を縮小した別の状態における軸方向断面図と側面図であり、図２２，図２３は、脚部を伸長した状態における軸方向断面図と側面図であり、図２４，図２５は、脚部を伸長した別の状態における軸方向断面図と側面図で
ある。
また、図２６は平面図であり、図２５は要部の軸に直交する断面図であり、図２８，図２９は要部の軸方向部分断面図である。
【０１１４】
ロボット１０は略球体形状の本体ユニット２０と３つの車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃから構成される。
説明上、略球体状の本体ユニット２０を地球に例え、本体ユニット２０の最も被移動面８に接近した位置を南極ＳＴとみなして各位置を方位等で適宜表現する。
【０１１５】
＜本体ユニットについて＞
本体ユニット２０の筐体は、その赤道部ＥＱで上下（北と南）に２分割され、北側にある殻状のトップカバー２０Ｔと南側のボトムカバー２０Ｂとから形成される。
両カバーは、ネジ１２４で一体的に固定されている。
トップカバー２０Ｔの内部、すなわち北半球に相当する領域の内部には、バッテリー１８と、図示しないバッテリーセンサ１９，システム制御系コントローラ１３，外部センサ１４，出力装置１５，ＨＤＤ１６及び通信Ｉ／Ｆ１７を備えた、あるいは、これらと接続したシステム制御基板１２５ｚ，１２５ｙが備えられている。
このシステム制御基板１２５ｚ，１２５ｙは、ボトムカバー２０Ｂの上端面部にネジ１２８で固定されたフレーム１２７にネジ１２６で固定されることでボトムカバー２０Ｂに一体的に固定されている。
【０１１６】
このシステム制御基板１２５ｚ，１２５ｙは、トップカバー２０Ｔ側に固定してもよい。この場合、後述するようにロボット１０を機能別にユニット化することが可能になる。
【０１１７】
バッテリー１８は、フレーム１２７に固定されたバッテリーホルダ１２９に着脱可能に保持されている。バッテリー１８の質量は大きいので、この保持位置を当図のように本体ユニット２０の中央部にすることによって、ロボット１０全体の重心をロボット１０の概ね中央に位置させ、姿勢や動作をより安定させることができる。
【０１１８】
ボトムカバー２０Ｂは、図１４〜図１７にその平面図と３つの側面図を示すように、その略半球殻体に、３つの回転軸３ａ，３ｂ，３ｃに概ね直交する平面で切断した平面部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃと、その平面部上に回転軸３ａ，３ｂ，３ｃを中心に開口した円形の開口部１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃとを有している。
この開口部１３１ａ〜１３１ｃは、車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃを構成するマウント１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ（詳細は後述する）と嵌合するように形成される。
そして、車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、マウント部１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃに設けられたボス１３３が開口部１３１ａ〜１３１ｃに設けられた嵌合孔１４１に嵌合することで回転方向の位置決めがされると共にネジ１３４によってボトムカバー２０Ｂに固定される（図１３，図１４参照）。
【０１１９】
ボトムカバー２０Ｂの内側の下部（南極近傍）には、本体内駆動制御装置１３５がネジ１３６によって固定される。
本体内駆動制御装置１３５には、運動制御系コントローラ３００とその周辺回路が実装され、ケーブルまたはフレキシブル基板（図示せず）によってシステム制御基板１２５ｚ，１２５ｙ及び車輪内駆動装置３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃと電気的に接続されており、制御信号の双方向通信が可能なように構成されている。
【０１２０】
車輪内駆動制御装置３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃには、回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ及び伸縮駆動モータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ（図２７参照）を駆動制御するための駆動コントローラ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃと、駆動回路（ＭＤＡ）３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃと、発光手段であるＬＥＤ３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃと、それらの周辺回路とが実装されている。
一方、この車輪内駆動制御装置３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃには、回転駆動モータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ及び伸縮駆動モータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、ケーブルまたはフレキシブル基板（図示せず）等によって接続されており、車輪内駆動制御装置３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃから各モータに駆動制御信号を送信することで車輪部２００ａ，２００ｂ，２００ｃの回転駆動制御や脚部９ａ，９ｂ，９ｃの伸縮駆動制御を行うことができる。
【０１２１】
また、この車輪内駆動制御装置３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃと、マウント１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃに備えた第１検出スイッチ１２３ｓ１及び第２検出スイッチ１２３ｓ２（図１９参照）とは、ケーブルまたはフレキシブル基板（図示せず）等によって電気的に接続されており、第１，第２検出スイッチ１２３ｓ１，１２３ｓ２からの信号に基づいて脚部９ａ，９ｂ，９ｃの伸縮動作制御を行う。
そして、これらの制御を行うための主たる信号は、システム制御基板１２５ｚ，１２５ｙのシステム制御系コントローラ１３からこの本体内駆動制御装置１３５に送信されている。
【０１２２】
＜車輪ユニットと脚部伸縮機構について＞
次に、車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃの詳細構造と脚部９ａ，９ｂ，９ｃの伸縮機構とについて、図１８乃至図２９を用いて説明する。これらの図は、車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃ単体の図である。
３つの車輪ユニット４０ａ，４０ｂ，４０ｃは全て共通構造なので、以下の説
明は、添字を省略した車輪ユニット４０を代表として記すことにし、他の部品についても必要な場合以外、車輪ユニットと同様に添字のａ，ｂ，ｃは省略する。
【０１２３】
車輪ユニット４０は、マウント１１１をべースとして複数の部品で組立てられたアッセンブリユニットである（図１８参照）。
このマウント１１１は両端を開口した略円環状であり、ほぼ中央部に略円盤状
のフランジ１１１ｙを有している。
マウント１１１の中心軸は車輪部２００の回転軸Ｐとなる。マウント１１１の内面には、第１の嵌合部１３８と、第１嵌合部１３８の内径よりも小さい内径を有する第２の嵌合部１３９とが形成されている。
第１の嵌合部１３８には、略円環状のアウタースリーブ１１２の一部が嵌合し、第２の嵌合部１３９には略円環状のインナースリーブ１１５の一部が嵌合して
いる。
アウタースリーブ１１２とインナースリーブ１１５は、マウント１１１の内面に沿って軸Ｐの方向に摺動可能になっている。
【０１２４】
インナースリーブ１１５の内側には、軸Ｐと同軸に、略円環状でその一端側にフランジ１１３ｚを有するウォームガイド１１３が配置されている。
このフランジ１１３ｚは、アウタースリーブ１１２の一方の開口端部（図の上側）にこれを塞ぐように固定され、ウォームガイド１１３とアウタースリーブ１１２とは一体化されている。
【０１２５】
ウォームガイド１１３のフランジ１１３ｚには、アウタースリーブ１１２の外形より外側に突出する腕状のフック１１３ｙが、軸Ｐを挟み略対向する位置に一対形成されている（図１９参照）。
そして、このフック１１３ｙと、マウント１１１に設けた図示しないフックとに引張バネ１２１の両端が架けられているので、この引張りバネ１２１の収縮力により、アウタースリーブ１１２は、マウント１１１側に付勢されてマウント１１１の段部１１１ｚに当接して保持される（図１８参照）。
【０１２６】
ウォームガイド１１３の内側には、ウォーム１１６が配設される。
このウォーム１１６は細長い略環状であり、外周面にウォーム歯車部１１６ｚを有し、一端側にはフランジ１１６ｄを備えている。このフランジ１１６ｄの外周には、ウォーム歯車部１１６ｚより大きい径で平歯車部１１６ｙが形成されている。
【０１２７】
また、ウォーム歯車部１１６ｚの外形面は、ウォームガイド１１３の内面を滑らかに摺動できるように形成処理されている。
ウォームガイド１１３のフランジ１１３ｚとは反対側の端部付近の側面には、開口部１１３ｐが設けられている。この開口部１１３ｐに、ラック歯車部１１８ｚを有するヘリカルラック１１８が、そのラック歯車部１１８ｚをウォームガイド１１３の内部に挿入するように固定される。
そして、ラック歯車部１１８ｚはウォーム歯車部１１６ｚと噛合されている。
【０１２８】
マウント１１１におけるフランジ部１１１ｙの外周面１１１ｘが、ボトムカバー２０Ｂの開口部１３１の内面１３２と嵌合して軸Ｐの位置出しをするとともに、マウント１１１に設けたボス１３３が、開口部１３１に設けた位置決め穴１４１に嵌合することで、車輪ユニット４０の回転方向の位置決めがされる（図１３参照）。さらに、フランジ部１１１ｙに設けたネジ孔１４２（図２６も参照）とネジ１３４とよって車輪ユニット４０はボトムカバー２０Ｂに固定される。
以上のような位置決め構造によって、車輪ユニット４０はボトムカバー２Ｂに対して所定の位置に精度良く固定される。
【０１２９】
図１９において、マウント１１１のフランジ１１１ｙ上にはスイッチブラケット１４３がネジ１４４（図１８参照）によって固定される。このスイッチブラケット１４３は、両端を異なる長さで立ち上げた略コ字状に形成されている。
立ち上げた部分の長い方の先端部に第１検出スイッチ１２３ｓ１が固定され、短い方の先端部には第２検出スイッチ１２３ｓ２が固定される（図１９，図２１，図２３，図２５及び図２６参照）。
【０１３０】
この第１検出スイッチ１２３ｓ１と第２検出スイッチ１２３ｓ２は、それぞれ脚部９の伸縮動作における最も縮小した位置（以下、最縮小位置または第１の位置）と最も伸長した位置（以下、最伸長位置または第３の位置）を検出するスイッチである。
具体的には、第２検出スイッチ１２３ｓ２はアウタースリーブ１１２の軸Ｐ方向における位置を検出し、そのアウタースリーブ１１２のほぼ中央部に設けられて外側に張り出したフランジ１１２ｆが当接することによって駆動される。
また、第１検出スイッチ１２３ｓ１は後述するスライドブラケット１４５の軸Ｐ方向における位置を検出し、そのスライドブラケット１４５の開口側端部に設けられたフランジ部１４５ｘが当接することによって駆動される（図１９，図２１，図２３参照）。
【０１３１】
次に、スライドブラケット１４５について図１８，図１９及び図２６を用いて詳述する。
スライドブラケット１４５は、概ね伏せたすり鉢を１／４に切断したような形状であって、傾斜した傾斜壁１４５ａに連接して軸と平行な平行壁１４５ｂが形成されている。
傾斜壁１４５ａと平行壁１４５ｂとの連接部付近の内面には、軸Ｐ方向に立設するようにガイドシャフト１４５ｚが一体的に設けられている。このガイドシャフト１４５ｚは、アウタースリーブ１１２の一方の端部に形成したガイド穴１１２ｚと嵌合し、軸方向に摺動自在とされている。
【０１３２】
一方、スライドブラケット１４５の底壁１４５ｃ（図１８の上側）には、内側に向けて立設するようにガイドピン１４５ｙが一体的に設けられている。
スライドブラケット１４５は、ウォーム１１６の平歯車部１１６ｙを設けた側とは反対側の端部（図１８の上側）を覆うように、かつ、ウォーム１１６の貫通孔であるガイド孔１１６ｘに嵌合可能となる位置に取り付けられている。
また、スライドブラケット１４５の開口側端部にはフランジ部１４５ｘが形成されている。このフランジ部１４５ｘとスイッチブラケット１４３との間に引張りバネ１４６が架けられ、互いに接近する方向に付勢されている。
【０１３３】
以上の説明において、マウント１１１，アウタースリーブ１１２，ウォームガイド１１３及びスライドブラケット１４５は、脚部９の伸縮駆動動作時には本体ユニット２０のボトムカバー２０Ｂ側にマウント１１１を介してほぼ固定された状態となるので、これらを総称して固定側部１１４と称する。
これに対して、主として伸縮動作に係わるインナースリーブ１１５，ウォーム１１６及び車輪部２００を総称して可動側部１１７と称する。
固定側部１１４と可動側部１１７とは、軸Ｐ方向に一部が重なりあう場合があるが、各図においては、簡単の為に概ね分割される位置にてそれぞれを示している。
【０１３４】
次に、この可動側部１１７について主に図１８を用いて説明する。
以下の説明においては、インナースリーブ１１５は伸縮する脚部９に相当する部分であるので、理解を容易にするためにインナースリーブ１１５と脚部９とを同一のものとして説明する。
【０１３５】
当図において、インナースリーブ１１５の一方の端面部（図の上側）には略環状のスリーブキャップ１４７が固定されている。
このスリーブキャップ１４７の外周面部には、図３１（ａ）にも示すように、
外側方向に突出した凸部１４７ｚが３ヶ所形成されている。図３１（ａ）は、スリーブキャップ１４７の平面図である。
【０１３６】
一方、マウント１１１の第１，第２の嵌合部１３８，１３９を除く内周面には、図３１（ｂ）にも示すように、径が大きい凹部１１１ｖが３ヶ所形成されている。図３１（ｂ）は、マウント１１１の平面図である。
同様に、アウタースリーブ１１２の内周面には、図３１（ｃ）にも示すように、径が大きい凹部１１２ｖが３ヶ所形成されている。図３１（ｃ）は、アウタースリーブ１１２の平面図である。
そして、スリーブキャップ１４７の凸部１４７ｚは、アウタースリーブ１１２の凹部１１２ｖに回転方向の位置が規制されるように係合する。
従って、インナースリーブ１１５は、アウタースリーブ１１２に対して回転することなく軸Ｐの方向に摺動可能とされている。
【０１３７】
また、スリーブキャップ１４７の凸部１４７ｚは、マウント１１１の凹部１１１ｖに回転方向の位置が規制されるように係合する。さらに、インナースリーブ１１５がＬ方向に摺動すると、マウント１１１の凹部１１１ｖと第２の嵌合部１３９との境界に形成された段部である第１ストッパ部１１１ｓ１に当接する。
これにより、インナースリーブ１１５は、マウント１１１に対して回転することなく軸Ｐの方向に摺動可能とされ、さらに、インナースリーブ１１５の最伸長位置が規制される（図２２参照）。
【０１３８】
インナースリーブ１１５のスリーブキャップ１４７を固定した側とは反対側の端部（図の下側）には、モータベース１０４がネジ１５５により固定されている。
このモータベース１０４は、その中央部に、略円環状の軸受ホルダ部１０４ｚと、この軸受ホルダ部１０４ｚと同軸であってそれよりも大きい径を有してマウント１１１と嵌合する円環状のカバー部１０４ｙとを備えるとともに、カバー部１０４ｙの一端側には、略円板形状のフランジ１０４ｘを備えた形状に形成されている。
【０１３９】
軸受ホルダ部１０４ｚには、２つの軸受１０５，１０６が装着されており、これらの軸受は、車輪部２００の殻状部（以下、スラストホイールと称する）１０１のボス部１０１ｚに固定されたシャフト１４９（詳細は後述する）をモータベース１０４に対して回転自由に軸支する。
従って、スラストホイール１０１は、モータベース１０４やインナースリーブ１１５に対して回転自由に支持される。
【０１４０】
軸受ホルダ部１０４ｚには、リミッタシャフト１５６が、インナースリーブ１１５の内側に向け、軸Ｐと平行の周方向に１２０°の間隔で３本圧入により固定されている（図２７も参照）。
【０１４１】
また、フランジ１０４ｘには、車輪内駆動装置３０７と、発光手段であるＬＥＤ３０６を周方向に３個配列保持したＬＥＤブラケット１４８が固定され、このＬＥＤブラケット１４８に対して軸Ｐを挟んだ反対側には、車輪部２００を回転駆動するための回転駆動モータ１０と可動側部１１７を伸縮駆動するための伸縮駆動モータ１１が固定されている（図２７，図２８及び図２９参照）。
また、車輪部２００内部で車輪内駆動装置３０７と発光手段であるＬＥＤ３０６と回転駆動モータ１０と伸縮駆動モータ１１とは、ケーブル（図示せず）等により電気的に接続されている。
【０１４２】
車輪部２００は、主として３つの部品によって構成される。１つは略半球の殻状部であるスラストホイール１０１で、その中心軸には上述のようにシャフト１４９が圧入固定されている。
【０１４３】
他の１つは、このスラストホイール１０１と連接する、上述の説明で環状部と称したラジアルホイール１０２である。
スラストホイール１０１とラジアルホイール１０２とは、その連接部の外面部分に接地部となる樹脂リング６を挟みこむようにネジ１５１によって一体的に固定されている。
【０１４４】
この樹脂リング６は、上述の動作モードの説明で詳述したように、床面８との摩擦力によって推進力を発生させると共に、必要な場合には床面８を静止しながら、または、回転しながら滑ることができるような材質で形成される。一例として、ＰＯＭ（ポリアセタール）を使用することができる。
この樹脂リング６の材質は、樹脂に限るものではなく、移動する床面８に応じて最適な材質を適宜選択することができるが、床面との摩擦係数μが０．１以上０．８以下の範囲になる材質を採用すれば、床面８の材質の違いに大きく影響を受けることなく安定した動作が可能となるので最も望ましい。
【０１４５】
図１８，図２７に示すように、ラジアルホイール１０２の外周面における任意の周方向位置には、部分的に開口部１０２ｗが形成され、この開口部１０２ｗには光を透過する材料からなる窓部１０９が装着されている。
そして、この窓部１０９は、モータベース１０４上に備えたＬＥＤ３０６に対して、軸Ｐ方向において概ね対向する位置に設けてあるので、車輪部２００が回転してもＬＥＤ３０の発光が外部から視認可能であり、発光手段として機能するものである。
【０１４６】
車輪部２００を構成するもう１つは、略円板状のホイールカバー１０３であり、ラジアルホイール１０２の上部を覆うようにネジ１５２によって固定されている（図１８参照）。
【０１４７】
＜インナースリーブ，モータベース及び車輪部の組み立て＞
次に、インナースリーブ１１５，モータベース１０４及び車輪部２００の組立について図１８を主に用いて説明する。
まず、モータベース１０４に軸受１０５，１０６を固定する。
そして、回転駆動モータ１０及び詳細を後述する回転駆動機構１５３（図２８参照）並びに伸縮駆動モータ１１と詳細を後述する伸縮駆動機構１５４（図２９参照）を組み立ててモータベース１０４に固定し、さらに、ＬＥＤ３０６を備えたＬＥＤブラケット１４８を固定する。
次に、インナースリーブ１１５にモータベース１０４をネジ１５５で固定した後、スラストホイール１０１のシャフト１４９を軸受１０５、１０６に当図の下方向から挿入し、内側から軸受の内径より大きな頭部を有するネジ１８１をシャフト１４９に螺合させることで、シャフト１４９を軸受１０５、１０６から抜けないようにするとともに回転自在に保持する。
最後に、ホイールカバー１０３をラジアルホイール１０２にネジ１５２により固定する。
【０１４８】
このようにして組み立てた状態において、モータベース１０５のフランジ１０４ｘの外形とスラストホイール１０１の内面とは、その隙間が極めて少なくなるように形状が設定されている。
【０１４９】
この組み立てにより、車輪部２００は、シャフト１４９とスラストホイール１０１のボス部１０１ｚとが軸受１０５、１０６に回転自由に支持された状態となり、モータベース１０４に対してスラストホイール１０１とラジアルホイール１０２とホイールカバー１０３とが一体で回転し、ホイールカバー１０３とモータベース１０４のフランジ部１０４ｘ及びカバー部１０４ｙとラジアルホイール１０２とスラストホイール１０１とによって囲まれた内部空間には回転駆動機構１５３と伸縮駆動機構１５４とが略密閉状態で備えられた構成となる。
この略密閉構造により、外部からのゴミ等の異物侵入を防止できるので、円滑な駆動状態を長期間維持することができる。
【０１５０】
＜ウォームについて＞（図１８参照）
上述のように、ウォーム１１６は、ウォーム歯車部１１６ｚと平歯車部１１６ｙとで構成される。平歯車部１１６ｙを備えた側の端部には、スラストブラケット１５７が、ウォーム１１６とそのガイド孔１１６ｘに圧入固定されたスラストシャフト１５８に挟まれるようにしてウォーム１１６に対して回転自在に保持されている。
スラストブラケット１５７の外周部には、１２０°間隔で孔１５７ｈが３ヶ所設けられ、この孔１５７ｈには、モータベース１０４に圧入により立設固定されたリミッタシャフト１５６がそれぞれ嵌合している。
リミッタシャフト１５６の先端には、このシャフトの径より大きな頭部を有するネジ１６０が取り付けられており、リミッタシャフト１５６の外側に、このネジ１６０の頭部と孔１５７の段部１５７ｈ１とを両端にして圧縮バネ１５９が挿着されている。
【０１５１】
すなわち、ウォーム１１６とスラストブラケット１５７とは、モータベース１０４に対して軸Ｐ方向に移動可能となるように構成され、圧縮バネ１５９によってモータベース１０４側に付勢された状態になっている。
さらにウォーム歯車部１１６ｚは、上述したようにウォームガイド１１３に装着したヘリカルラック１１８のラック歯車部１１８ｚと噛合している。
【０１５２】
また、平歯車部１１６ｙは、伸縮駆動機構１５４を構成する第２リレイギア１７７（詳細は後述する）と噛合することで軸Ｐ回りに回転駆動され（図２７，図２９参照）、この回転駆動が、ウォーム歯車部１１６ｚとラック歯車部１１８ｚとの噛合によって軸Ｐ方向の直線駆動に変換されて可動側部１１７はウォーム１１６とともに軸Ｐ方向に伸縮駆動する。
【０１５３】
＜回転駆動機構について＞
次に、車輪部２００の回転駆動機構１５３について図２７，図２８を用いて詳述する。  回転駆動モータ１０は、その回転軸に第１ドライブギア１０ｚが圧入固定されてモータベース１０４のフランジ１０４ｘに固定されている。
また、このフランジ１０４ｘには、第１ドライブシャフト１６１，第２ドライブシャフト１６２及び第３ドライブシャフト１６３が圧入固定されており、それぞれに第２ドライブギア１６４，第３ドライブギア１６５及び第４ドライブギア１６６が回転自在に装着されている。
これらの第１ドライブギア１０ｚ，第２ドライブギア１６４，第３ドライブギア１６５及び第４ドライブギア１６６の歯車部は、それぞれ順次に噛合して減速機構１６７を構成している。
【０１５４】
一方、スラストホイール１０１の内面には、環状の内歯車部１０１ｙが一体的に形成され、この内歯車部１０１ｙと第４ドライブギア１６６の最終段ギア部１６６ｘとが噛合される。
この構成によって、回転駆動モータ１０の回転が減速機構１６７を介してスラストホイール１０１（車輪部２００）に伝達され、スラストホイール１０１は回転駆動される。
【０１５５】
この車輪部２００の回転量は、ホイールカバー１０３に設けたパルス発生手段（図示せず）から得られるパルスをセンサ（図示せず）で検出して把握することができる。このパルス発生手段及びセンサを周波数発生器（ＦＧ）３０４と称する。この周波数発生器３０４は、検出したパルス数を回転量信号として駆動コントローラ３０１に送出する。
駆動コントローラ３０１は、この回転量信号の周波数が所定の値で一定になるように回転駆動モータ１０を制御する。これにより、車輪部２００は一定の回転数で駆動され、ロボット１０は安定した移動を行うことができる。
【０１５６】
この回転駆動機構１５３は、上述したように、略密閉した空間内に備えられているため、ゴミ等の異物が外部から侵入することがほとんどない。従って、メンテナンスを長期間行わなくても安定して円滑な回転駆動を行うことができる。
また、減速機構１６７のギアの噛合等によって発生する騒音が外部に漏れることがないのでロボット１０は極めて静かに移動することができる。
さらに、この回転駆動機構１５３は、車輪ユニット４０の可動側部１１７内に独立して備えられているので、脚部９（インナースリーブ１１５）の伸縮状態に関係なくどの伸長位置においても自由にスラストホイール１０１（車輪部２００）の回転駆動を行うことが可能である。
【０１５７】
この回転駆動は、上述したように、システム制御系コントローラ１３によって制御されるものであるが、当然ながら、モータ駆動制御装置１３５を構成するＭＤＡ１３７（図１３）から回転駆動モータ１０へ供給される電源の極性を反転させることで車輪部２００の回転方向を逆にすることができる。
【０１５８】
上述した構成は、回転駆動モータ１０の回転を、回転伝達手段である減速機構１６７等を介してケースであるラジアルホイール１０２及びスラストホイール１０１に伝達するものであるが、回転伝達手段は上述した減速機構に限定されるものではない。減速機能を備えずに回転を伝達するものでもよい。
また、回転伝達手段を備えずに、回転駆動モータの軸とケースとを直結したダイレクト駆動構造にしてもよい。
【０１５９】
この回転駆動は、上述したように、駆動コントローラ３０１によって制御されているものであるが、当然ながら、駆動回路（ＭＤＡ）３０３（図１３参照）から駆動モータ１０へ供給される電源の極性を反転させることで車輪部２００の回転方向を逆にすることができる。
【０１６０】
＜伸縮駆動機構について＞
次に、車輪部２００を含む可動側部１１７の伸縮駆動機構１５４について図２７，図２９を用いて詳述する。
伸縮駆動モータ１１は、その回転軸に第１ストレッチギア１１ｚが圧入固定されてモータベース１０４のフランジ１０４ｘに固定されている。
また、このフランジ１０４ｘには、第１ストレッチシャフト１６８，第２ストレッチシャフト１６９及び第３ストレッチシャフト１７０が圧入固定されており、それぞれに第２ストレッチギア１７１，第３ストレッチギア１７２及び第４ストレッチギア１７３が回転自在に装着されている。
【０１６１】
これらの第１ストレッチギア１１ｚ，第２ストレッチギア１７１，第３ストレッチギア１７２及び第４ストレッチギア１７３の歯車部は、それぞれ順次に噛合して減速機構１７４を構成している。
【０１６２】
モータベース１０４の軸受ホルダ部１０４ｚに形成された貫通孔１０４ｚ１にはリレイシャフト１７５が挿通されている。
このリレイシャフト１７５の両端部には第１リレイギア１７６，第２リレイギア１７７が一体的に固定されているので、リレイシャフト１７５は、軸受ホルダ部１０４ｚに対して回転自在に支持される。
そして、この第１リレイギア１７６は第４ストレッチギア１７３の最終段ギア部１７３ｚと噛合し、第２リレイギア１７７は上述したウォーム１１６の平歯車部１１６ｙと噛合している。
【０１６３】
すなわち、伸縮駆動モータ１１の回転は、減速機構１７４，第１リレイギア１７６及び第２リレイギア１７７を介してウォーム１１６に伝達され、このウォーム１１６を軸Ｐ回りに回転駆動させる。そして、上述したように、この回転駆動力が、ウォーム歯車部１１６ｚとラック歯車部１１８ｚとの噛合によって軸Ｐ方向の直線駆動力（以下、この直線駆動力を軸方向推力と称する）に変換されて可動側部１１７はウォーム１１６とともに軸Ｐ方向に移動する。
ウォーム１１６の回転軸と軸Ｐとは同軸であるから、この軸方向推力は軸Ｐ上に作用してこの移動動作は滑らかに行なわれる。
【０１６４】
また、第４ストレッチギア１７３の最終段ギア部１７３ｚは、エンコーダギア１７８にも噛合（図２７参照）している。
このエンコーダギア１７８の回転量を、エンコーダギア１７８に備えたパルス発生手段（図示せず）により発生させたパルス数としてセンサ１８０で検出し、検出したパルス数を回転量信号としてモータ駆動制御装置１３５を経由してシステム制御系コントローラ１３へと送出する。
上述したエンコーダ１２ａは、このパルス発生手段とセンサ１８０とを合わせたものである。
このエンコーダ１２ａで検出したパルス数を回転量信号として駆動コントローラ３０１に送出する。
このエンコーダギア１７８の回転はウォーム１１６の回転と同期しているので、エンコーダギア１７８の回転量を検出することで、駆動コントローラ３０１はウォーム１１６の位置、すなわち伸縮動作における車輪部２００の位置の検出を行うことができる。
【０１６５】
＜車輪内駆動装置への電源供給と双方向通信について＞
次に、車輪内駆動装置３０７への電源供給と双方向通信の方法について説明する。
車輪内駆動装置３０７にはケーブルまたはフレキシブル基板（図示せず）（以下、ケーブルと称する）が固定されている。このケーブルは、電源線２本と双方向通信線２本の合計４本からなり、これが最少構成である。
このケーブルは、モータベース１０４に形成した長孔１０４ｗを通してモータベース１０４裏側（図２７の紙面向こう側）に引き出された後、モータベース１０４の軸受ホルダ１０４ｚにある長穴１０２ｕから再度モータベース１０４上面（同図の紙面の手前側）に引き出される。
【０１６６】
そして、さらにインナースリーブ１１５の内部１１５ｚ（図１８，図２０参照）とアウタースリーブ１１２の内部１１２ｕ（図２２，図２４参照）とを経由してフランジ１１３ｚに設けた穴１１３ｘ（図２６）から車輪ユニット４０外部に出された後、本体内駆動制御装置１３５に接続される。
【０１６７】
脚部９が縮小した状態では、ケーブルの一部が弛むが、車輪ユニット４０外部の本体内駆動制御装置１３５の上方空間かインナースリーブ１１５の内部空間１１５ｚにおいて弛ませることができる。
また、ケーブルの最少構成本数が４本であって極めて少ないので、接続は容易に行うことができる。
また、脚部９の伸縮運動時にもケーブルが負荷とならないので円滑な動作が可能である。
【０１６８】
＜伸縮駆動動作行程について＞
次に、伸縮駆動動作についてその動作行程毎に説明する。
（１）可動側部１１７の縮小位置決め行程（図１８，図１９，図２０参照）
例えば図２０に示す状態において、システム制御系コントローラ１３の指示が運動制御系コントローラ３００から駆動コントローラ３０１へと伝達され、この駆動コントローラ３０１の制御により伸縮駆動モータ１１が回転する（この時の回転方向を正方向とする）と、その回転は減速機構１７４を介してウォーム１１６に伝達し、ウォーム１１６は逆方向に回転する。
この回転により、上述したように、ウォーム１１６には軸推力が発生し、ウォーム１１６はスラストブラケット１５７とともに、圧縮バネ１５９に逆らって当図中のＳ方向に駆動される。
【０１６９】
この移動により、スライドブラケット１４５のフランジ部１４５ｘが第１検出スイッチ１２３ｓ１から離れてこれをＯＦＦ状態にする（図１９参照）。
そして、第１検出スイッチ１２３ｓ１からＯＦＦ信号が運動制御系コントローラ３００に送出され、運動制御系コントローラ３００がこのＯＦＦ信号を検出すると、運動制御系コントローラ３００は伸縮駆動モータ１１の回転を停止させるように駆動コントローラ３０１に停止指令を送出する。そして、駆動コントローラ３０１は、この指令に基づいて伸縮駆動モータ１１を停止させる。図１８，図１９はこの状態を示している。
【０１７０】
スラストブラケット１５７は、ウォーム１１６とともにモータベース１０４から離間した（浮いた）状態で、ウォーム歯車部１１６ｚとラック歯車部１１８ｚの噛合によってその位置に保持されている。
すなわち、ウォーム１１６とスラストブラケット１５７とは固定側部１１４に略固定された状態にある。
【０１７１】
この時、リミッタシャフト１５６が挿入された圧縮バネ１５９は、ネジ１６０を介してリミッタシャフト１５６をＳ方向に付勢して可動側部１１７全体をＳ方向に押し上げており、マウント１１１の第２嵌合部１３９側の端部である第２ストッパ部１１１ｓ２にモータベース１０４が当接することで、可動側部１１７は軸Ｐ方向に位置決めされている。
すなわち、ユーザーが可動側部１１７を手などでＬ方向に動かしても、圧縮バネ１５９による付勢力が働き、可動側部１１７は手を離せば元の位置に復帰するので、位置検出不良による動作の不具合が発生することを防止することができる。
【０１７２】
また、上述ように、可動側部１１７は圧縮バネ１５９によって付勢されつつ位置決め保持されているのでガタがない。
従って、ロボット１０の姿勢は極めて安定して円滑な移動を行うことが可能であり、ロボットとして高品位な状態を維持できる。
【０１７３】
（２）可動側部１１７の伸長初期行程（図２０，図２１参照）
上述の（１）の状態から脚部９（インナースリーブ１１５）を伸長する場合、システム制御系コントローラ１３はモータ駆動制御装置１３５に伸縮駆動モータ１１を逆方向に回転させる指示を出す。
この指示によりウォーム１１６は正方向に回転駆動し、上述したように、ウォーム歯車部１１６ｚとラック歯車部１１８ｚとの噛合によってウォーム１１６は、圧縮バネ１５９の圧縮を解放するように軸Ｐ上をＬ方向に移動する。
【０１７４】
スライドブラケット１４５は、引張りバネ１４６によってＬ方向に付勢されているので、このウォーム１１６の移動と連動してＬ方向に移動し、フランジ部１４５ｘが第１検出スイッチ１２３ｓ１を押してこれをＯＮ状態にする。
システム制御系コントローラ１３は、この第１検出スイッチ１２３ｓ１からのＯＮ信号を検出すると、エンコーダギア１７８の回転で発生するパルス信号をカウントし始める。
この状態で伸縮駆動モータ１１の回転を継続すれば、可動側部１１７はさらにＬ方向に伸長移動する。
一方、所定のパルス数をカウントした後、伸縮駆動モータ１１の回転を停止させるように運動制御系コントローラ３００が駆動コントローラ３０１に指示を出せば、その任意の位置で可動側部１１７を保持することができる。
【０１７５】
（３）可動側部１１７伸長終端行程（図２２，図２３参照）
次に、可動部側１１７の伸長終端位置について説明する。
上述の（２）の伸長移動において、伸縮駆動モータ１１が継続して回転されると可動側部１１７はさらに伸長を続け、最終的にスリーブキャップ１４７の凸部１４７ｚがマウント１１１の第１ストッパ部１１１ｓ１に当接して伸長の終端位置となる。この状態を示したのが図２２，図２３である。
【０１７６】
（４）可動側部１１７の伸長位置決め行程（図２４，図２５参照）
上述の（３）の状態からさらに伸縮駆動モータ１１を回転させると、ウォーム１１６も継続して回転駆動されるが、インナースリーブ１１５はそれ以上移動できないため、ウォーム１１６の回転によって発生する軸Ｐ方向の推力はウォームガイド１１３をＳ方向に駆動する力となる。
【０１７７】
すなわち、ウォームガイド１１３は、軸Ｐ上のＬ方向に引張バネ１２１により付勢されて保持された状態なので、この推力によってウォームガイド１１３はアウタースリーブ１１２とともにこの引張バネ１２１の付勢に逆らってＳ方向に移動する。このアウタースリーブ１１２の移動によってそのフランジ部１１２ｚが第２検出スイッチ１２３ｓ２から離れてこれをＯＦＦ状態にする。
【０１７８】
運動制御系コントローラ３００は、この第２検出スイッチ１２３ｓ２のＯＦＦ信号を検出すると、伸縮駆動モータ１１の回転を停止させるように駆動コントローラ３０１に指示を出し、駆動コントローラ３０１は伸縮駆動モータ１１を停止させる。この状態を示すのが図２４，図２５である。
すなわち、この状態においては、ウォーム１１６を含む可動側部１１７と、ウォームガイド１１３と、アウタースリーブ１１２とが略一体となった構造体（以下、一体化構造体１７９と称する）となり、引張バネ１２１が一体化構造体１７９を固定側部１１４の第１ストッパ部１１１ｓ１に当接するように付勢するので、この一体化構造体１７９は所定の位置に位置決めされ、その位置にて保持される。
【０１７９】
この状態でユーザーが可動側部１１７を手などでＳ方向（押し込む方向）に動かしても、引張バネ１２１による付勢力が働き、手を離せば可動側部１１７は元の位置に復帰するので、位置検出不良による動作の不具合が発生することを防止することができる。
【０１８０】
また、上述のように、可動側部１１７は引張りバネ１２１によって付勢されつつ位置決め保持されているのでガタがない。
従って、ロボット１０は姿勢が極めて安定し、円滑な移動を行うことが可能で、ロボットとして高品位な状態を維持できる。
【０１８１】
また、このロボット１０が凹凸などのある床面８を移動する時には、凹凸によって発生する振動や衝撃を吸収する緩衝機構、いわゆるサスペンションとしてこの引張バネ１２１が作用する。
この作用によって、凹凸面をロボット１０が移動しても、振動や衝撃が本体ユニット２０内部に伝達するのを抑制することができ、ロボット１０の内部に搭載した精密部品である外部センサ１４，出力装置１５，ＨＤＤ１６等の性能を維持することができる。
【０１８２】
さらに、引張バネ１２１と並列に粘性減衰作用のあるダンパー（図示せず）をウォームガイド１１３のフック１１３ｙとマウント１１１間に懸架すれば、凹凸面を走行して発生する振動をより早く減衰させることができ、本体ユニット２０は、より一層安定した移動と、より高速の移動とが可能になる。
【０１８３】
（５）可動側部１１７の縮小初期行程（図２２，図２３参照）
次に、伸長行程と逆の行程である縮小行程について説明する。基本的には、上述した伸長行程と同じである。
上述した（４）の行程から脚部９（インナースリーブ１１５）を縮小する場合、システム制御系コントローラ１３の指示が運動制御系コントローラ３００から駆動コントローラ３０１へと伝達され、駆動コントローラ３０１は伸縮駆動モータ１１を正方向に回転させるように指示を出す。この指示により、ウォーム１１６は逆方向に回転駆動して軸Ｐ方向の推力が発生し、可動側部１１７はＳ方向に、またアウタースリーブ１１２はＬ方向に移動する。
【０１８４】
アウタースリーブ１１２は、マウント１１１の段部１１１ｚに当接するまで移動し、このアウタースリーブ１１２の移動により、フランジ部１１２ｚが第２検出スイッチ１２３ｓ２をＯＮ状態にする。
【０１８５】
運動制御系コントローラ３００は、この第２検出スイッチ１２３ｓ２のＯＮ信号を検出すると、エンコーダギア１７８の回転で発生するパルス信号をカウントし始める。
そして、このまま伸縮駆動モータ１１が回転を継続すれば、可動側部１１７はさらにＳ方向に移動縮小する。
一方、所定のパルス数をカウントした後、伸縮駆動モータ１１の回転を停止させるように運動制御系コントローラ３００が駆動コントローラ３０１に指示を出せば、任意のその位置で可動側部１１７を保持することができる。
【０１８６】
（６）可動側部１１７の縮小終端行程（図２０，図２１参照）
次に、可動側部１１７の縮小終端位置について説明する。
上述した（５）の状態からさらに伸縮駆動モータ１１が継続して回転すると、可動側部１１７が縮小を続け、最終的にはモータベース１０４がマウント１１１の第２ストッパ部１１１ｓ２に当接して縮小の終端位置となる。この状態を示したのが図２０，図２１である。
さらに伸縮駆動モータ１１が継続して回転すると（１）の行程に戻ることになる。
以上の（１）乃至（６）の駆動行程により伸縮駆動が行われる。
【０１８７】
上述した構成は、伸縮駆動モータ１１の回転を、回転伝達手段である減速機構１７４と運動変換手段であるウォーム１１６及びヘリカルラック１１８を介して脚部９であるインナースリーブ１１５に伝達するものであるが、これらの回転伝達手段や運動変換手段は上述した構成に限定されるものではない。回転伝達手段は減速機能を備えずに回転を伝達するものでもよい。
また、回転伝達手段や運動変換手段を備えずに、伸縮駆動モータ１１で直接ウォーム１１６を駆動する構成にしてもよい。
【０１８８】
（Ｆ）その他の実施例
上述した実施例においては、回転駆動機構１５３，伸縮駆動機構１５４等における回転や力の伝達に歯車を用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、プーリとベルトの組み合わせによってこれを行う構成にしてもよい。
また、スラストホイール１０１の内面に内歯車１０１ｙを形成しているが、軸Ｐと同心の外歯車をスラストホイール１０１の内部に形成してこれと最終段ギア
部１６６ｘとを噛合させる構成にしてもよい。
また、発光手段はＬＥＤとして説明したがこれに限るものではなく、例えば、平面発光素子（ＬＣＤ素子，有機ＥＬまたは無機ＥＬ等）を使用することができる。
【０１８９】
また、接地部６ａ，６ｂ，６ｃの材質については上述したが、その他の、トップカバー２０Ｔ，ボトムカバー２０Ｂ，ラジアルホイール１０２等の外観部品、モータベース１０４，ウォームガイド１１３等の内部部品、ヘリカルラック１１８，ドライブギア１６４〜１６６等の駆動部品やその他の部品は、各部品の形状、加工容易性、機能等から最適な材質を選択して形成することができる。
例えば、アルミニウム等の金属，ＦＲＰ（繊維強化プラスチックス），ＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂を用いることができる。
【０１９０】
また、システム制御基板１２５ｚ，１２５ｙをボトムカバー２０Ｂに固定する構造を主に説明したが、このシステム制御基板１２５ｚ，１２５ｙをトップカバー２０Ｔ側に固定し、このトップカバー２０Ｔ側を入出力手段及び制御手段を備えた制御ユニット２０２とし、ボトムカバー２０Ｂ側を、３つの車輪ユニット４０とこれを備えた筐体部２０１Ａとからなる駆動ユニット２０１として制御ユニット２０２側と駆動ユニット２０１とを分離し着脱可能な構造にしてもよい。
【０１９１】
この場合、制御ユニット２０２と駆動ユニット２０１との間は、コネクター等の着脱自在の接続手段２０４を介して信号の授受が行えるようにする。
【０１９２】
この着脱可能な分離ユニット構造によれば、１つの駆動ユニット２０１に、異なる機能を有する種々の制御ユニット２０２を交換して装着することができるので、１つの駆動ユニット２０１で多種の機能を有するロボット１０Ａを得ることができる。
従って、駆動ユニット２０１の共有化が図れ、用途に応じた最適の機能を有するロボット１０Ａを安価に提供することができる。
【０１９３】
また、制御ユニット２０２は、必要な機能のみを搭載して部品点数を少なくできるので、ロボット１０Ａを安価に提供することができる。
さらに、上述した外部センサ１４や出力装置１５を個別の単一センサユニットや単一出力装置ユニットとして形成し、必要なセンサユニットや出力装置ユニットを適宜選択して組み合わせた制御ユニット２０２としてもよい。
【０１９４】
このように、各単一ユニット２０３を円筒形状に形成し、これを重ね合わせ自由にした例を含めて、図３０にこの分離ユニット構造にしたロボットの例を示す。
図３０（ａ）に示すロボットは、制御系センサ１４ａ（ＣＣＤカメラ２１Ａ，マイク２１Ｂ，測距センサ２２及びタッチセンサ２３），通信Ｉ／Ｆ１７及びシステム制御系コントローラ１３を備えた制御ユニット２０２Ａと、駆動ユニット２０１とを搭載したロボット１０Ａである。
【０１９５】
図３０（ｂ）に示すロボットは、気象系センサ１４ｂ（気圧計２７，湿度計２８及び温度計２９），通信Ｉ／Ｆ１７及びシステム制御系コントローラ１３を備えた制御ユニット２０２Ｂと、駆動ユニット２０１とを搭載したロボット１０Ａである。
【０１９６】
図３０（ｃ）に示すロボットは、出力装置１５（ＬＥＤ３０，モニタ３１及びスピーカ３３），通信Ｉ／Ｆ及びシステム制御系コントローラ１３を備えた制御ユニット２０２Ｃと、駆動ユニット２０１とを搭載したロボット１０Ａである。
【０１９７】
図３０（ｄ）に示すロボットは、システム制御系コントローラ１３と通信Ｉ／Ｆ１７のみを備えた制御ユニット２０２Ｄと、駆動ユニット２０１とを搭載した、外部からのコントロールによって動作する自律機能の無いロボット１０Ａである。
【０１９８】
図３０（ｅ）は、単一ユニットを重ね合わせて組み合わせた例を示している。
入出力装置として、ＣＣＤカメラ２１Ａのみを備えたカメラユニット２０３Ａ，マイク２１Ｂのみを備えたマイクユニット２０３Ｂ，測距センサ２２のみを備えた測距ユニット２０３Ｃ，気圧計２７のみを備えた気圧ユニット２０４Ｄ，温度計２９のみを備えた温度ユニット２０４Ｅ，スピーカ３３のみを備えたスピーカユニット２０３Ｆ，モニタ３１のみを備えたモニタユニット２０３Ｈ，通信Ｉ／Ｆのみを備えた通信ユニット２０３Ｉ及び制御装置としてコントロールユニット１３を備えたコントロールユニット２０３Ｇとを図示しない接続手段２０４により接続して重ね合わせた制御ユニット２０２と、駆動ユニットとからなるロボット１０Ａである。
【０１９９】
これらの単一ユニットを重ね合わせる順番や選択、組み合わせは自由に行えることは言うまでもない。
図３０（ｆ）は、各単一ユニットを接続手段２０４を介して組み合わせる構成
のロボット１０Ａを模式的に示している。
【０２００】
以上説明した実施例によれば、以下のように種々の効果を得る。
（ア）  ロボットの構造が簡単なので部品点数が少なく、特に各車輪ユニットは共用化でき、使用するセンサも汎用品が使用できるので低価格化が可能であり、小型軽量に構成することができるので家庭用途に最適である。
【０２０１】
（イ）  通常の動作において転倒することがないので、制御系アルゴリズムが簡単になり、特殊なコンピュータを搭載する必要がない。
また、制御プログラムの容量も抑制されるので、メモリ容量も膨大ではなく高価になることがない。
【０２０２】
（ウ）  偶発的に障害物に当たったり、何らかの外乱が加わった時でもロボットが転倒する可能性が極めて少ないので、人にけがを負わせたり周辺の器物を破損してしまう危険性がほとんどなく極めて安全である。
【０２０３】
（エ）  本体を球形にしても、傾斜した床の上での姿勢の維持や移動が容易に可能であり、車輪ユニットを停止して維持させることで傾斜方向に転がることを防ぐことができる。
従って、意図せずに転がって壁に激突して破損したり、駆動機構が強制的に駆動されて破損することがない。
【０２０４】
（オ）  床面と接触するのは、車輪ユニットの接地部の特定の部位なので、長時間使用しても本体の外面が汚れたり傷がついたりすることがなく、品位を長期間維持することができる。
従って、外面の汚れや傷でセンサが誤動作したり、情報の入出力に支障が発生することがない。
【０２０５】
（カ）  各回転軸を一点で交わるように構成し、その点を通る床面に垂直な線上に重心を設定することにより、接地部と床面との接触が各車輪ユニットで同じ状態になるため、より安定した接触状態を維持することができ、駆動力の床面への伝達も均一となってより安定した移動が可能になる。
【０２０６】
（キ）  前後左右方向への直進移動，蛇行移動及びその場に静止しての自転が自由にできる。そして、これらの移動と自転とを組み合わせた複雑な動きをすることが可能なので高度なパフォーマンス性を発揮できる。
【０２０７】
（ク）  外部情報を検出する外部センサと外部に情報を出力する出力装置とを搭載することにより、擬似的な感情表現を行うことが可能であり、ユーザーとのコミュニケーションを円滑に行うことができる。
【０２０８】
（ケ）  通信手段である通信Ｉ／Ｆを備えることにより、遠隔地にいる人間と本発明の移動ロボットとの間で情報の双方向通信を行うことが可能であり、人間同
士のコミュニケーションを円滑に図ることが可能になる。
【０２０９】
（コ）  ロボットを移動させるためのアクチュエータとなる第１のモータ（回転駆動モータ）とその機構部、及び、脚部を伸縮駆動させるためのアクチュエータ
となる第２のモータ（伸縮駆動モータ）とその機構部を、回転する車輪部の内部配置する構成にしているので、本体ユニットの内部空間を有効利用することが可能になり、本体ユニット内にバッテリーやセンサ、及びシステム全体の制御装置を配置することができる。
【０２１０】
（サ）  車輪部の内部を略密閉化構造としているので、外部からのゴミなどの異物が入り込むのを防止して円滑な駆動状態を長期間維持することができる。
【０２１１】
（シ）  車輪部に設けた窓部に、内部のＬＥＤによる点灯、点滅等を外部から視認可能とする表示機能を付与したので、擬似的な感情表現を行うことが可能である。また、ロボットが次に行う行動を発光状態によってユーザーに知らせることができる。従って、ユーザーとのコミュニケーションをより円滑に行うことができるとともに高度なエンタテイメント性を発揮することができる。
【０２１２】
（ス）  脚部が縮小した終端位置と伸長した終端位置とにおいて、車輪部はバネによって付勢されて所定の位置に位置決め保持されているため、ロボットの姿勢がより安定して円滑な走行が可能になる。また、車輪部にガタが発生しないのでロボットとしての品位が高まり、さらにユーザーが車輪部に外力を加えてもその外力の解除とともに所定の位置に復帰するので、動作の不具合を防止することができる。
【０２１３】
（セ）  伸縮する脚部の軸方向と伸縮駆動動作で発生する推力の方向とを一致させているので、伸縮方向以外の偏倚力が発生せず、伸縮動作は滑らかに行うことができる。
【０２１４】
（ソ）  車輪部を位置決め保持するためのバネをサスペンションとしても作用させる構成にしたので、このロボットが移動する時に床面の凹凸によって発生する振動や衝撃が本体ユニット側に直接伝わりにくく、本体ユニット内部の制御装置を長期間維持することができる。さらに、バネと並列にダンパーを備えることで、凹凸面走行で発生する振動を速やかに減衰することができるので、本体ユニット内部の制御装置はより安定状態に維持され、高速走行が可能になる。
【０２１５】
（タ）  重量が大きいバッテリーを本体ユニット内部の中央部分に配置しているので、ロボットの重心が概ね本体ユニットの中央部に位置し、種々の動作がバランスよく円滑に行うことができる。
【０２１６】
このように、移動ロボットとして複雑で高度な動作が行えるので、人間に役に立つ家庭内パーソナルロボットとして、また、人間に、楽しみ，喜び及び夢を与えるエンタテイメントロボットとして最適である。
【０２１７】
（チ）  ロボットの行う処理や制御を複数のコントローラで分散して行うので、処理速度が高速で安定し、外部状況などの変化などに迅速に対応することができる。また、コントローラの消費電力を低減できるので、その発熱を極めて少なくすることができる。
【０２１８】
（ツ）  車輪ユニットの車輪内部に、回転モータ，伸縮モータ及び発光手段（ＬＥＤ）を駆動（発光）制御する制御装置を備えたので、本体ユニットとの電気的接続には電源線と信号線とを用いるだけでよく、本体ユニットと車輪ユニット間のケーブル接続が簡素化される。従って、このケーブルが脚部の伸縮動作の妨げになることがなく、動作を極めて円滑に行うことができる。
【０２１９】
（テ）  車輪ユニットの車輪内部に、車輪部を駆動するための回転モータ，その回転速度を検出する手段及び制御装置を備え、この車輪内部だけで駆動制御システムが完結する構成としたので、回転モータの速度制御を容易に行うことができる。
【０２２０】
（ト）  車輪ユニットの車輪内部に、脚部を伸縮駆動するための伸縮モータ，脚部の伸縮量を検出する手段及び制御装置を備え、この車輪内部だけで伸縮制御システムが完結する構成としたので、伸縮モータによる脚部位置制御を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２１】
【図１】本発明の移動ロボットの第１実施例を示す平面図である。
【図２】本発明の移動ロボットの第１実施例を示す正面図である。
【図３】本発明の移動ロボットの第１実施例を示す右側面図である。
【図４】本発明の移動ロボットの第１実施例における動作モードを説明する平面図である。
【図５】本発明の移動ロボットの第１実施例における自転と移動について説明する平面図である。
【図６】本発明の移動ロボットの第１実施例における車輪の回転制御を説明する図である。
【図７】本発明の移動ロボットの第２実施例を示す平面図である。
【図８】本発明の移動ロボットの第２実施例を示す正面図である。
【図９】本発明の移動ロボットの第２実施例を示す右側面図である。
【図１０】本発明の移動ロボットの第２実施例の制御システムの構成図である。
【図１１】本発明の移動ロボットの第２実施例の制御システムのブロック図である。
【図１２】本発明の移動ロボットの第２実施例における外観図である。
【図１３】本発明の移動ロボットの第２実施例における断面図である。
【図１４】本発明の移動ロボットの第２実施例におけるボトムカバーの平面図である。
【図１５】本発明の移動ロボットの第２実施例におけるボトムカバーの正面図である。
【図１６】本発明の移動ロボットの第２実施例におけるボトムカバーの右側面図である。
【図１７】本発明の移動ロボットの第２実施例におけるボトムカバーの背面図である。
【図１８】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第１の状態を説明する断面図である。
【図１９】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第１の状態を説明する側面である。
【図２０】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第２の状態を説明する断面図である。
【図２１】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第２の状態を説明する側面図である。
【図２２】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第３の状態を説明する断面図である。
【図２３】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第３の状態を説明する側面図である。
【図２４】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第４の状態を説明する断面図である。
【図２５】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの第４の状態を説明する側面図である。
【図２６】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの平面図である。
【図２７】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットの他の断面図である。
【図２８】本発明の移動ロボットの第２実施例における回転駆動機構を説明する部分断面図である。
【図２９】本発明の移動ロボットの第２実施例における伸縮駆動機構を説明する部分断面図である。
【図３０】本発明の移動ロボットのその他の実施例を説明する正面図である。
【図３１】本発明の移動ロボットの第２実施例における車輪ユニットを説明する断面図である。
【図３２】本発明の移動ロボットの第２実施例の変形例における制御システムの構成図である。
【図３３】本発明の移動ロボットの第２実施例の変形例における制御システムのブロック図である。
【符号の説明】
【０２２２】
１，１０，１０Ａ  移動ロボット（ロボット）
２，２０  本体ユニット
３ａ〜３ｃ  回転軸
４ａ〜４ｃ，４０（４０ａ〜４０ｃ）  車輪ユニット
５ａ〜５ｃ  開口部
６ａ〜６ｃ  樹脂リング（接地部）
６ａＡ〜６ｃＣ  接地点
８  床面（被移動面）
９（９ａ〜９ｃ）  脚部
１０ａ〜１０ｃ  回転駆動モータ（第１のモータ）
１０ｘ，１０ｙ  電源端子
１０ｚ  第１ドライブギア
１１ａ〜１１ｃ  伸縮駆動モータ（第２のモータ）
１１ｚ  第１ストレッチギア
１２ａ〜１２ｃ  エンコーダ
１３  システム制御系コントローラ
１３ａ  メモリ部
１４  外部センサ
１４ａ  制御系センサ（第１系統）
１４ｂ  健康管理系センサ（第２系統）
１４ｃ  気象系センサ（第３系統）
１５  出力装置
１６  記録再生装置（ＨＤＤ）
１７  通信Ｉ／Ｆ（通信手段）
１８  バッテリ
１９  バッテリセンサ
２０Ｂ  ボトムカバー
２０Ｔ  トップカバー
２１Ａ  ＣＣＤカメラ
２１Ｂ  マイク
２２  測距センサ
２３  タッチセンサ
２４Ａ  血圧計
２４Ｂ  血流計
２５  心拍計
２６  体温計
２７  気圧計
２８  湿度計
２９  温度計
３０ａ〜３０ｃ  ＬＥＤ（発光手段）
３１  モニタ
３１Ａ  （口や目の）模式的形態
３３  スピーカ
５０  アクチュエータ
１００ａ〜１００ｃ，２００（２００ａ〜２００ｃ）  車輪部
１００ｃ  第１の車輪部
１０１（１０１ａ〜１０１ｃ）  スラストホイール（殻状部）
１０１ｙ  内歯車部（駆動歯車）
１０１ｚ  ボス部
１０２（１０２ａ〜１０２ｃ）  ラジアルホイール（環状部）
１０２ｗ  開口部
１０３（１０３ａ〜１０３ｃ）  ホイールカバー（板状部）
１０４  モータベース
１０４ｕ  長孔
１０４ｖ  孔
１０４ｗ  丸孔
１０４ｘ  フランジ
１０４ｙ  カバー部
１０４ｚ  軸受ホルダ部
１０４ｚ１  貫通孔
１０５，１０６  軸受
１０９（１０９ａ〜１０９ｃ）  窓部
１１１（１１１ａ〜１１１ｃ）  マウント
１１１ｓ１，１１１ｓ２  第１，第２ストッパ部
１１１ｖ  凹部
１１１ｘ  外周面
１１１ｙ  フランジ
１１１ｚ  段部
１１２  アウタースリーブ
１１２ｆ  フランジ
１１２ｕ  内部
１１２ｖ  凹部
１１２ｚ  ガイド穴
１１３  ウォームガイド
１１３ｐ  開口部
１１３ｘ  孔
１１３ｙ  フック
１１３ｚ  フランジ
１１４  固定側部
１１５  インナースリーブ
１１５ｚ  内部
１１６  ウォーム
１１６ｄ  フランジ
１１６ｘ  ガイド孔
１１６ｙ  平歯車部
１１６ｚ  ウォーム歯車部
１１７  可動側部
１１８  ヘリカルラック
１１８ｚ  ラック歯車部
１２１  引張バネ
１２３ｓ１，１２３ｓ２  第１，第２検出スイッチ
１２５ｚ，１２５ｙ  システム制御基板
１２４，１２６，１２８，１３４，１３６，１４４，１５１，１５２，１５５，
１６０，１８１  ネジ
１２７  フレーム
１２９  バッテリーホルダ
１３０ａ〜１３０ｃ  平面部
１３１（１３１ａ〜１３１ｃ）  開口部
１３２  （開口部の）内面
１３３  ボス
１３５  モータ駆動制御装置
１３７  ＭＤＡ（モータドライブアンプ）
１３８  第１の嵌合部
１３９  第２の嵌合部
１４１  嵌合孔
１４２  ネジ孔
１４３  スイッチブラケット
１４５  スライドブラケット
１４５ａ  傾斜壁
１４５ｂ  平行壁
１４５ｃ  底壁
１４５ｘ  フランジ部
１４５ｙ  ガイドピン
１４６  引張りバネ
１４７  スリーブキャップ
１４７ｚ  凸部
１４８  ＬＥＤブラケット
１４９  シャフト
１５３  回転駆動機構
１５４  伸縮駆動機構
１５６  リミッタシャフト
１５７  スラストブラケット
１５７ｈ  孔
１５７ｈ１  段部
１５８  スラストシャフト
１５９  圧縮バネ
１６１〜１６３  第１〜第３ドライブシャフト
１６４〜１６６  第２〜第４ドライブギア
１６６ｘ  最終段ギア部
１６７，１７４  減速機構
１６８〜１７０  第１〜第３ストレッチシャフト
１７１〜１７３  第２〜第４ストレッチギア
１７３ｚ  最終段ギア部
１７５  リレイシャフト
１７６，１７７  第１，第２リレイギア
１７８  エンコーダギア
１７９  一体化構造体
１８０  センサ
２０１  駆動ユニット
２０１Ａ  筐体部
２０２（２０２Ａ〜２０２Ｄ）  制御ユニット
２０３  単一ユニット（サブユニット）
２０３Ａ  カメラユニット
２０３Ｂ  マイクユニット
２０３Ｃ  測距ユニット
２０３Ｄ  気圧ユニット
２０３Ｅ  温度ユニット
２０３Ｆ  スピーカユニット
２０３Ｇ  コントロールユニット
２０３Ｈ  モニタユニット
２０３Ｉ  通信ユニット
２０４  接続手段（コネクタ）
３００  運動制御系コントローラ（主運動制御装置）
３００ａ  メモリ
３０１  駆動コントローラ（副運動制御装置）
３０３（３０３ａ〜３０３ｃ），３０５（３０５ａ〜３０５ｃ）  駆動回路（ＭＤＡ）
３０４  周波数発生器（ＦＧ）
３０６（３０６ａ〜３０６ｃ）  ＬＥＤ（発光手段）
３０７（３０７ａ〜３０７ｃ）  車輪内駆動装置
３１３  制御部
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｌ，Ｓ  方向
ＥＱ  赤道部
Ｍａ〜Ｍｃ  （直径の）比
Ｎ  回転数
Ｏ  （本体ユニットの筐体の）中心
Ｐ  （回転）軸
Ｓ１  外部センサ信号
Ｓ２  バッテリ検出結果信号
ＳＴ  南極部
Δｔ  位相差
θ（θａｂ，θｂｃ，θｃａ），β  角度
【図１】
2004249455.tif 000003
【図２】
2004249455.tif 000004
【図３】
2004249455.tif 000005
【図４】
2004249455.tif 000006
【図５】
2004249455.tif 000007
【図６】
2004249455.tif 000008
【図７】
2004249455.tif 000009
【図８】
2004249455.tif 000010
【図９】
2004249455.tif 000011
【図１０】
2004249455.tif 000012
【図１１】
2004249455.tif 000013
【図１２】
2004249455.tif 000014
【図１３】
2004249455.tif 000015
【図１４】
2004249455.tif 000016
【図１５】
2004249455.tif 000017
【図１６】
2004249455.tif 000018
【図１７】
2004249455.tif 000019
【図１８】
2004249455.tif 000020
【図１９】
2004249455.tif 000021
【図２０】
2004249455.tif 000022
【図２１】
2004249455.tif 000023
【図２２】
2004249455.tif 000024
【図２３】
2004249455.tif 000025
【図２４】
2004249455.tif 000026
【図２５】
2004249455.tif 000027
【図２６】
2004249455.tif 000028
【図２７】
2004249455.tif 000029
【図２８】
2004249455.tif 000030
【図２９】
2004249455.tif 000031
【図３０】
2004249455.tif 000032
【図３１】
2004249455.tif 000033
【図３２】
2004249455.tif 000034
【図３３】
2004249455.tif 000035