(57)【要約】【課題】  一種類の関節メカニズム部を多数接続することにより，種々の形態のロボット玩具を容易に拡張および組立てできるようにする。【解決手段】  それぞれ同様に構成され，互いに分解又は結合可能な多数の関節メカニズム部４０と，１つの関節メカニズム部に設けられ，他の関節メカニズム部に所定の動作パターンを有するようにロボット制御信号を出力するマスタメインプロセッサユニット１０と，上記１つの関節メカニズム部を除いた他の関節メカニズム部にそれぞれ設けられ，メインプロセッサユニットの動作パターンに基づいて少なくとも１つのパターンで当該関節メカニズムを動作させながらメインプロセッサユニットとデータの送受信を行う多数の関節制御部２０と，多数の関節メカニズム部を互いに結合させるジョイント手段５１，５２，５３等とを備える。【選択図】    図２０
2004209250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ同様に構成され，互いに分解又は結合可能な多数の関節メカニズム部と；
前記関節メカニズム部のうちから選択されたいずれか１つの関節メカニズム部に設けられ，他の関節メカニズム部に所定の動作パターンを有するようにロボット制御信号を出力するマスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットと；
前記選択された１つの関節メカニズム部を除いた前記他の関節メカニズム部にそれぞれ設けられ，前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットの動作パターンに基づいて少なくとも１つのパターンで当該関節メカニズムを動作させながら前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットとデータの送受信を行う多数の関節制御手段と；
種々の形態のロボットが形成されるように前記多数の関節メカニズム部を互いに結合させるジョイント手段と；
を備えることを特徴とする人工知能型ロボット玩具。
【請求項２】
前記関節メカニズム部は，
前記ジョイント手段が挿入可能なように，一側端部には前記ジョイント手段の挿入をガイドするガイド部が設けられ，他側端部には開口部が設けられ，外壁には結合ホールが設けられた下部ケースと；
前記下部ケース内に結合され，前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットまたは前記関節制御手段を安定して支持し，一端部には前記ジョイント手段と結合されるギヤシャフトが回転できるように突出し，他端には前記ジョイント手段が嵌め込まれる嵌込部が設けられたハウジングと；
一側面に前記ジョイント手段を挿入可能な挿入孔が形成され，前記下部ケースに結合されて前記ハウジングを密閉させる上部ケースと；
前記ギヤシャフトの端部に形成され，前記上部ケースの挿入孔に突出して前記ジョイント手段が結合される結合シャフトと；
を備えることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項３】
前記関節制御手段は，
前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから未駆動の電圧を入力され，逆電圧を防止する逆電源防止部と：
前記逆電源防止部から出力される未駆動の電圧を一定レベルのデジタル電圧に変化させて出力する定電圧部と；
前記定電圧部から供給された電圧からノイズを除去して供給するフィルタ部と；
前記逆電源防止部で得られた未駆動の電圧のレベルを検出する電圧検出部と；
前記関節メカニズム部のハウジングに結合され，時計方向又は反時計方向に回転駆動するモータと；
前記定電圧部および逆電源防止部で得られた電圧に応じて前記モータをパルス幅変調方式で制御駆動させるモータ駆動部と；
前記モータのシャフトに結合され，当該モータの回転比を減速させて前記ギヤシャフトに伝達し，前記関節メカニズム部の動作パターンを制御するギヤ部と；
前記フィルタ部から供給される電圧により駆動し，前記ギヤ部の回転を感知する回転感知部と；
前記モータ駆動部を介して前記モータの負荷電流を検出する電流検出部と；
前記電圧検出部，電流検出部，回転感知部の出力信号をそれぞれデジタル信号に変換して出力する第１〜第３のアナログ・デジタル変換部と；
前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから提供される動作モードに応じてパルス幅変調信号と方向信号とを出力し，前記駆動モータ部により前記モータを駆動させ，前記第１〜第３のアナログ・デジタル変換部で得られた電圧レベル，電流レベルおよび回転比をそれぞれ算出して前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットに伝送するマスタメインプロセッサユニットと；
を備えることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項４】
前記１つのマスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットと前記多数のマスタメインプロセッサユニットとは，１つの送信ポートおよび１つの受信ポートにより相互直列連結され，データの送受信を行うことを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項５】
前記ジョイント手段は，前記１つの関節メカニズム部のガイド部を介して前記ギヤシャフトと前記他の関節メカニズム部の嵌込部とにそれぞれ嵌め込まれるように軸部材の一端部にはスパナ状の挿入口が，また，他端部には四角形の挿入片が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項６】
前記ジョイント手段は，前記四角形の挿入片に対して前記スパナ状の挿入口が前記軸部材によって一定角度で傾いていることを特徴とする請求項５に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項７】
前記ジョイント手段は，前記四角形の挿入型に対して前記スパナ状の挿入口が前記軸部材によって一直線となっていることを特徴とする請求項５に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項８】
前記ジョイント手段は，一定の長さを有する筒形状の軸部材であって，前記１つの関節メカニズム部の挿入孔を介して前記結合シャフトと前記他の関節メカニズム部の嵌込部に嵌め込まれるように，軸部材の一端部には五角形の挿入溝が，他端部には四角形の挿入片が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット。
【請求項９】
前記ジョイント手段は，前記１つの関節メカニズム部のギヤシャフトと前記他の関節メカニズム部のガイド部を介して前記ギヤシャフトにそれぞれ嵌め込まれるように，軸部材の両端部にスパナ状の挿入口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１０】
前記ジョイント手段の両挿入口は，前記軸部材の軸周りに９０度ずらして形成されることを特徴とする請求項９に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１１】
前記ジョイント手段は，前記１つの関節メカニズム部の挿入孔を介して前記結合シャフトと前記他の関節メカニズム部のガイド部を介して前記ギヤシャフトにそれぞれ嵌め込まれるように，軸部材の一端部には五角形の挿入溝が，他端部にはスパナ状の挿入口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１２】
前記ジョイント手段は，前記１つの関節メカニズム部と前記他の関節メカニズム部との結合時，前記関節メカニズム部の嵌込部に嵌め込まれるように軸部材の両端部に四角形の挿入片が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１３】
前記ジョイント手段は，前記両挿入片の間に長さの短い短軸部材を有することを特徴とする請求項１２に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１４】
前記ジョイント手段は，前記両挿入片の間に長さの長い長軸部材を有することを特徴とする請求項１２に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１５】
前記ジョイント手段は，前記関節メカニズム部の結合シャフトに嵌め込まれるように中央に五角形の挿入溝が突設されていることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１６】
前記ジョイント手段は，輪形状であることを特徴とする請求項１５に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１７】
前記ジョイント手段は，羽根形状であることを特徴とする請求項１５に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１８】
前記ジョイント手段は，前記関節メカニズム部の嵌込部に嵌め込まれるように，軸部材の一端部には四角形の挿入片が，他端部には前記挿入片に対して所定の角度で傾いた面積の広い半球形のロール部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項１９】
前記ジョイント手段は，前記１つの関節メカニズム部と前記他の関節メカニズム部とを連結できるように，９０度をなす２つの側面にそれぞれ四角形の挿入口が形成されることを特徴とする請求項１に記載の人工知能型ロボット玩具。
【請求項２０】
関節メカニズム部の現在位置を感知する位置感知部に基づいて関節の現在位置を判断する第１のステップと；
前記判断した現在位置とマスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから提供された目標位置とに基づいて誤差を求める第２のステップと；
前記求められた誤差に対する変化率を計算した後，これを比例微分制御演算を行う第３のステップと；
前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから提供される，関節メカニズム部に設けられたモータの印加電圧を検出し，前記計算された電圧をモータに供給しながら当該モータの電流を検出する第４のステップと；
前記検出された電流がその制限電流を超過したか否かを判断し，超過したと判断すると前記モータに印加される電圧を遮断し，超過していないと判断すると前記関節の現在位置を判断すると前記第１のステップの処理に戻る第５のステップと；
を含むことを特徴とする人工知能型ロボット玩具の制御方法。
【請求項２１】
前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから割り込みが発生すると，現在の動作モード変数と目標値を変更し，送信ポートを出力ポートに変更して前記検出した関節の現在位置とモータの電流を送信する第６のステップと；
前記関節の現在位置と前記モータの電流を送信した後，前記送信ポートを入力ポートに変更する第７のステップと；
をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の人工知能型ロボット玩具の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，人工知能型ロボット玩具にかかり，より詳細には一種類の関節用モータにより駆動する関節メカニズム部を多数用いて種々の形態のロボットを容易に組立および制御可能であって，特に関節の追加拡張とロボットの変形設計および故障時の対応設計の容易性を両立することのできる人工知能型ロボット玩具およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，玩具類，特に動きの求められるロボット玩具は，例えば電気動力を用いてモータを駆動させるリモートコントロール方式の高級型のものと，ねじを巻くなどの単純な方式のものとに分けられ，高級型ロボット玩具の調整方法は，無線リモコンや有線リモコンなどで胴体内のモータ駆動を制御して関節を動かせることにより行われる。
【０００３】
しかし，かかるリモコンを用いるロボット玩具の調整は，リモコンの操作になれている人にとっては簡単なことであるが，リモコンの操作になれていない人には，ロボット玩具に対する興味がなくなこともある。特に上記のように動きの求められるロボット玩具は，使用者が全機能を数回実行して全機能を熟知するようになると，だんだん嫌気が出て使用者の関心がなくなるなどで，実際の使用寿命が短くなるという問題点があった。
【０００４】
また，上記のように関節を用いて動くロボット玩具は，単一の形態として商品化されているため，使用者がそれを種々の形態，例えば小犬型ロボット，恐竜型ロボットまたは人間型ロボットなどの形態に拡張組立することができない。特に関節を制御するための電子回路，制御回路，機構的な連結および結合を行うためには，特別の装置や費用が必要となり，経済的な負担となるだけでなく，モータまたは制御回路が故障したりロボットメカニズムが破損されたりする場合，その修理は容易ではなく，治癒がほとんどできないという問題点が指摘されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って，上記問題点を解決すると共に，費用の面では低価格であり，信頼性の面では種々の形態に拡張および縮小が可能であり，かつ組立の容易なロボット玩具が求められている。
【０００６】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，一種類の関節モータを用いて動きの求められる多様な形態のロボット玩具を容易に組立・変身させることができると共に，制御性に優れた人工知能型ロボット玩具およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，それぞれ同様に構成され，互いに分解又は結合可能な多数の関節メカニズム部と；前記関節メカニズム部のうちから選択されたいずれか１つの関節メカニズム部に設けられ，他の関節メカニズム部に所定の動作パターンを有するようにロボット制御信号を出力するマスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットと；前記選択された１つの関節メカニズム部を除いた前記他の関節メカニズム部にそれぞれ設けられ，前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットの動作パターンに基づいて少なくとも１つのパターンで当該関節メカニズムを動作させながら前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットとデータの送受信を行う多数の関節制御手段と；種々の形態のロボットが形成されるように前記多数の関節メカニズム部を互いに結合させるジョイント手段と；を備えることを特徴とする人工知能型ロボット玩具が提供される。
【０００８】
また，上記関節メカニズム部は，例えば前記ジョイント手段が挿入可能なように，一側端部には前記ジョイント手段の挿入をガイドするガイド部が設けられ，他側端部には開口部が設けられ，外壁には結合ホールが設けられた下部ケースと；前記下部ケース内に結合され，前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットまたは前記関節制御手段を安定して支持し，一端部には前記ジョイント手段と結合されるギヤシャフトが回転できるように突出し，他端には前記ジョイント手段が嵌め込まれる嵌込部が設けられたハウジングと；一側面に前記ジョイント手段を挿入可能な挿入孔が形成され，前記下部ケースに結合されて前記ハウジングを密閉させる上部ケースと；前記ギヤシャフトの端部に形成され，前記上部ケースの挿入孔に突出して前記ジョイント手段が結合される結合シャフトと；を備える。
【０００９】
また，上記関節制御手段は，例えば前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから未駆動の電圧を入力され，逆電圧を防止する逆電源防止部と：前記逆電源防止部から出力される未駆動の電圧を一定レベルのデジタル電圧に変化させて出力する定電圧部と；前記定電圧部から供給された電圧からノイズを除去して供給するフィルタ部と；前記逆電源防止部で得られた未駆動の電圧のレベルを検出する電圧検出部と；前記関節メカニズム部のハウジングに結合され，時計方向又は反時計方向に回転駆動するモータと；前記定電圧部および逆電源防止部で得られた電圧に応じて前記モータをパルス幅変調方式で制御駆動させるモータ駆動部と；前記モータのシャフトに結合され，当該モータの回転比を減速させて前記ギヤシャフトに伝達し，前記関節メカニズム部の動作パターンを制御するギヤ部と；前記フィルタ部から供給される電圧により駆動し，前記ギヤ部の回転を感知する回転感知部と；前記モータ駆動部を介して前記モータの負荷電流を検出する電流検出部と；前記電圧検出部，電流検出部，回転感知部の出力信号をそれぞれデジタル信号に変換して出力する第１〜第３のアナログ・デジタル変換部と；前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから提供される動作モードに応じてパルス幅変調信号と方向信号とを出力し，前記駆動モータ部により前記モータを駆動させ，前記第１〜第３のアナログ・デジタル変換部で得られた電圧レベル，電流レベルおよび回転比をそれぞれ算出して前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットに伝送するマスタメインプロセッサユニットと；を備える。
【００１０】
また，上記１つのマスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットと前記多数のマスタメインプロセッサユニットとは，例えば１つの送信ポートおよび１つの受信ポートにより相互直列連結され，データの送受信を行う。
【００１１】
また，上記ジョイント手段の１例としては，前記１つの関節メカニズム部のガイド部を介して前記ギヤシャフトと前記他の関節メカニズム部の嵌込部とにそれぞれ嵌め込まれるように軸部材の一端部にはスパナ状の挿入口が，また，他端部には四角形の挿入片が設けられることを特徴とするものが挙げられる。
【００１２】
また，上記ジョイント手段の他の例としては，前記四角形の挿入片に対して前記スパナ状の挿入口が前記軸部材によって一定角度で傾いていることを特徴とするものが挙げられる。
【００１３】
また，上記ジョイント手段の他の例としては，前記四角形の挿入型に対して前記スパナ状の挿入口が前記軸部材によって一直線となっていることを特徴とするものが挙げられる。
【００１４】
また，上記ジョイント手段の他の例としては，一定の長さを有する筒形状の軸部材であって，前記１つの関節メカニズム部の挿入孔を介して前記結合シャフトと前記他の関節メカニズム部の嵌込部に嵌め込まれるように，軸部材の一端部には五角形の挿入溝が，他端部には四角形の挿入片が設けられることを特徴とするものが挙げられる。
【００１５】
また，ジョイント手段の他の例としては，前記１つの関節メカニズム部のギヤシャフトと前記他の関節メカニズム部のガイド部を介して前記ギヤシャフトにそれぞれ嵌め込まれるように，軸部材の両端部にスパナ状の挿入口が設けられていることを特徴とするものが挙げられる。この場合，上記ジョイント手段の両挿入口は，前記軸部材の軸周りに９０度ずらして形成されることが好ましい。
【００１６】
また，上記ジョイント手段の他の例としては，前記１つの関節メカニズム部の挿入孔を介して前記結合シャフトと前記他の関節メカニズム部のガイド部を介して前記ギヤシャフトにそれぞれ嵌め込まれるように，軸部材の一端部には五角形の挿入溝が，他端部にはスパナ状の挿入口が設けられているものが挙げられる。
【００１７】
また，上記ジョイント手段の他の例としては，前記１つの関節メカニズム部と前記他の関節メカニズム部との結合時，前記関節メカニズム部の嵌込部に嵌め込まれるように軸部材の両端部に四角形の挿入片が設けられていることを特徴とするものが挙げられる。この場合，上記ジョイント手段は，前記両挿入片の間に長さの短い短軸部材を有してもよく，また長さの長い長軸部材を有してもよい。
【００１８】
また，上記ジョイント手段の他の例としては，前記関節メカニズム部の結合シャフトに嵌め込まれるように中央に五角形の挿入溝が突設されていることを特徴とするものが挙げられる。この場合，ジョイント手段は，例えば輪形状，羽根形状であってもよい。
【００１９】
また，上記ジョイント手段の他の例としては，前記関節メカニズム部の嵌込部に嵌め込まれるように，軸部材の一端部には四角形の挿入片が，他端部には前記挿入片に対して所定の角度で傾いた面積の広い半球形のロール部が設けられていることを特徴とするものが挙げられる。
【００２０】
また，上記ジョイント手段の他の例としては，前記１つの関節メカニズム部と前記他の関節メカニズム部とを連結できるように，９０度をなす２つの側面にそれぞれ四角形の挿入口が形成されることを特徴とするものが挙げられる。
【００２１】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，関節メカニズム部の現在位置を感知する位置感知部に基づいて関節の現在位置を判断する第１のステップと；前記判断した現在位置とマスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから提供された目標位置とに基づいて誤差を求める第２のステップと；前記求められた誤差に対する変化率を計算した後，これを比例微分制御演算を行う第３のステップと；前記マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから提供される，関節メカニズム部に設けられたモータの印加電圧を検出し，前記計算された電圧をモータに供給しながら当該モータの電流を検出する第４のステップと；前記検出された電流がその制限電流を超過したか否かを判断し，超過したと判断すると前記モータに印加される電圧を遮断し，超過していないと判断すると前記関節の現在位置を判断すると前記第１のステップの処理に戻る第５のステップと；を含むことを特徴とする人工知能型ロボット玩具の制御方法が提供される。
【００２２】
この場合，マスタメインプロセッサユニットマスタメインプロセッサユニットから割り込みが発生すると，現在の動作モード変数と目標値を変更し，送信ポートを出力ポートに変更して前記検出した関節の現在位置とモータの電流を送信する第６のステップと；前記関節の現在位置と前記モータの電流を送信した後，前記送信ポートを入力ポートに変更する第７のステップと；をさらに含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば，動きの求められるロボットを一種類の関節メカニズム部を用いて多様な形態のロボットメカニズムを組立てて使用することが可能となる。これにより，低い製造原価で，ロボット玩具が有し得る機能を最大限発揮させることができると共に，種々の形態を有するロボットメカニズムのより容易な拡張・組立が可能であり，故障に対して容易に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
先ず，本発明の実施形態に係る人工知能型ロボット玩具について図面を参照しながら説明する。図１は，本発明に係る人工知能型ロボット玩具の制御部の概略構成を示すブロック図であり，図２は，本発明に係る人工知能型ロボット玩具の制御フローチャートを示す図である。図３（ａ），（ｂ）は，本発明に係る人工知能型ロボット玩具の関節メカニズム部を示す分解斜視図であり，図４〜図７は，関節メカニズム部を結合させるための第１〜第１１のジョイント部を示す斜視図である。
【００２６】
本実施例に係る人工知能型ロボット玩具は，図１，図３に示すように，多様な形態のロボットが形成されるように互いに分解又は結合可能な多数の関節メカニズム部（関節ユニット）４０と，いずれか１つの関節メカニズム部４０に設けられ，他の関節メカニズム部４０に所定の動作パターンを有するようにロボット制御信号を出力するメインプロセッサユニット（マスタメインプロセッサユニットボード）１０と，上記他の関節メカニズム部にそれぞれ設けられ，マスタメインプロセッサユニット１０の動作パターンに基づいて少なくとも１つのパターンで当該関節メカニズム部を動作させながらマスタメインプロセッサユニット１０とのデータ送受信を行う多数の関節制御手段としての関節制御部２０と，多様な形態のロボットが形成されるように多数の関節メカニズム部４０を相互結合させる種々の形態を有するジョイント手段としての第１〜第１１のジョイント部５０〜６０とを備える。
【００２７】
ここで，関節メカニズム部４０は，大別すると，図３（ａ），（ｂ）に示すように，下部ケース４１，下部ケース４１内に結合されるハウジング４２と，下部ケース４１に例えば４つのネジなどで結合され，ハウジング４２を密閉させる上部ケース４３とを備える。
【００２８】
下部ケース４１は，上記第２〜第５のジョイント部５１〜５４のいずれかが挿入されるように，一側端部には上記ジョイント部の挿入をガイドするガイド部４１ａが設けられ，これに対向する他側端部には開口部４１ｂが形成されている。上記下部ケース４１の外壁には２つの結合ホール４１ｃが外向きに突設されている。
【００２９】
ハウジング４２は，その一側面はマスタメインプロセッサユニット１０または関節制御部２０が結合できるように構成されている。ハウジング４２の一端部には，第２〜第５のジョイント部５１〜５４が着脱可能に結合されるようにネジホール４２ｃを有するギヤシャフト４２ａが回転可能に結合されている。ギヤシャフト４２ａは例えば図３（ａ）における垂直方向の上方に相当する方向に突出して配置される。ハウジング４２の一端部と対向する他端部には，第１〜第３のジョイント部５０〜５３，第６，第７，第１１のジョイント部５５，５６，６０が着脱可能に嵌め込まれるように，一方向（図３（ａ）における下方向に相当する方向）が開口された四角形の嵌込部４２ｂが長さ方向に突設されている。当該嵌込部４２ｂの両側壁には２つのネジ４５，４６が嵌め込まれた後，下方向においてナットで結合されるように垂直方向にネジホール４４ａ，４５ａが形成され，下部ケース４１内に結合される。
【００３０】
上記ギヤシャフト４２ａの端部には結合シャフト４７が形成されている。結合シャフト４７の上部は，例えば中央にネジホール４７ａを有する五角形に形成されており，上部ケース４３に形成された挿入孔４３ａへ向けて突出して挿入孔４３ａに入り込むように配置される。結合シャフト４７の上部は，例えば図４（ａ）に示す第１のジョイント部５０，図５（ｂ）に示す第５のジョイント部５４，図７（ａ）に示す第９のジョイント部５８，図７（ｂ）に示す第１０のジョイント部５９が着脱自在に結合可能である。なお，上部ケース４３に形成する挿入孔４３ａの形状は，円形状に限られず，楕円形状であってもよく，長孔であってもよい。
【００３１】
上記ハウジング４２の下部面には，時計方向および反時計方向に回転駆動するモータ３０が例えば２つのネジで結合されている。このモータ３０が当該関節メカニズム部４０の駆動源となる。
【００３２】
上記モータ３０はそのシャフトがハウジング４２の上部面に貫通しており，このシャフトには当該モータ３０の回転比を減速させてギヤシャフト４２ａに伝達しながら関節メカニズム部４０の動作パターンを制御するギヤ部３１が結合されている。ギヤ部３１は，例えば図３（ａ），（ｂ）に示すように，ハウジング４２の上部面に突出したモータ３０のシャフトに結合して回転する第１のギヤ３１ａと，これに噛合って回転する第２のギヤ３１ｂと，関節メカニズム部４０のギヤシャフト４２ａに形成され，第２のギヤ３１ｂと噛合って回転比を減速させる第３のギヤ３１ｃとで構成される。
【００３３】
次に，上記マスタメインプロセッサユニット１０と関節制御部２０について図面を参照しながら説明する。関節制御部２０は，図１に示すように，マスタメインプロセッサユニット１０と信号（電圧）のやり取りができるように接続されている。
【００３４】
関節制御部２０は，マスタメインプロセッサユニット１０から出力される未駆動の電圧を入力され，マスタメインプロセッサユニット１０への逆電圧入力を防止する逆電源防止部２１と，逆電源防止部２１から出力される未駆動の電圧を一定レベルのデジタル電圧に変換させて出力する定電圧部２２と，定電圧部２２から供給された電圧を入力され，脈流などのようなノイズ（雑音）を除去して供給するフィルタ部２３と，逆電源防止部２１から入力される未駆動の電圧のレベルを検出し，その結果電圧を出力する電圧検出部２５とを備える。
【００３５】
また，関節制御部２０は，定電圧部２２および逆電源防止部２１で得られた電圧によりモータ３０をパルス幅変調方式で駆動・制御するモータ駆動部２７と，フィルタ部２３から供給される電圧により駆動され，関節メカニズム部の現在位置を感知する位置感知部例えばギヤ部３１の回転を感知する回転感知部３２と，モータ駆動部２７を介してモータ３０の負荷電流を検出する電流検出部２８と，電圧検出部２５，電流検出部２８および回転感知部３２の出力信号をそれぞれ入力されてデジタル信号に変換して出力する第１〜第３のアナログ・デジタル変換部２６，２８，３３とを備える。
【００３６】
さらに，関節制御部２０は，関節制御手段側プロセッサユニットとしてのメインプロセッサユニット（関節制御部側プロセッサユニット）２４を備える。メインプロセッサユニット２４は例えばマスタメインプロセッサユニット１０から提供される動作モードに応じてパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号と方向（ＤＩＲ：Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）信号を出力してモータ駆動部２７を介してモータ３０の駆動を制御し，第１〜第３のアナログ・デジタル変換部２６，２８，３３で変換されたデジタル電圧，電流および回転比をそれぞれ算出していずれか１つの関節メカニズム部に収容されているマスタメインプロセッサユニット１０に伝送する。
【００３７】
次に，各関節メカニズム部４０を接続可能な第１〜第１１のジョイント部について図面を参照しながら説明する。なお，ジョイント部は，各関節メカニズム部４０を接続して構成するロボット玩具の形態によって，様々な形状のものが適用可能であり，ここで挙げる具体例はその一例であり，必ずしも下記の形状のジョイント部に限られない。
【００３８】
先ず，第１のジョイント部５０の構成について説明する。第１のジョイント部５０は，図４（ａ）に示すように，一定の長さを有する略筒形状の軸部材を備える。上記１つの関節メカニズム部４０の挿入孔４３ａを介して結合シャフト４７と上記他の関節メカニズム部のガイド部４１ａを介して嵌込部４２ｂとにそれぞれ嵌め込まれるように，上記軸部材の一端部には五角形の挿入溝５０ａが形成され，他端部には四角形の挿入片５０ｂが形成される。この時，五角形の挿入溝５０ａには，上記挿入片５０ｂ側に引き続いて垂直ホール５０ｃが貫設されている。
【００３９】
また，第２，第３のジョイント部５１，５２はそれぞれ，図４（ｂ），（ｃ）に示すように，一定の長さを有する矩形の軸部材を備える。第２，第３のジョイント部５１，５２はそれぞれ，上記１つの関節メカニズム部４０のガイド部４１ａを介して上記ギヤシャフト４２ａと上記他の関節メカニズム部の嵌込部４２ｂとにそれぞれ嵌め込まれるように，軸部材の一端部に軸ホール５１ｃ，５２ｃを有する例えばスパナ状の挿入口５１ｂ，５２ｂが形成され，また他端部には例えば四角形の挿入片５１ａ，５２ａが形成される。なお，第２のジョイント部５１は，挿入口５１ｂが挿入片５１ａに対して長さの短い軸部材により一直線状を有することとなり，第３のジョイント部５２は，挿入口５２ｂが挿入片５２ａに対して長さの長い軸部材により一定の角度で傾いていることを特徴とする。
【００４０】
第４のジョイント部５３は，図５（ａ）に示すように，一定の長さを有する棒状の軸部材を備える。第４のジョイント部５３は，上記１つの関節メカニズム部４０のギヤシャフト４２ａと上記他の関節メカニズム部のガイド部４１ａを介してギヤシャフト４２ａにそれぞれ嵌め込まれるように，上記軸部材の両端部に軸ホール５３ｃ，５３ｄを有する例えばスパナ状の挿入口５３ａ，５３ｂが形成される。この時，両挿入口５３ａ，５３ｂは，軸部材の軸周りに９０度ずらして形成されることを特徴とする。
【００４１】
第５のジョイント部５４は，図５（ｂ）に示すように，一定の長さを有する棒状の軸部材を備える。第５のジョイント部５４は，１つの関節メカニズム部４０の挿入孔４３ａを介した結合シャフト４７と上記他の関節メカニズム部のガイド部４１ａを介したギヤシャフト４２ａとにそれぞれ嵌め込まれるように軸部材の一端部には例えば五角形の挿入溝５４ａが形成されており，他端部にはスパナ状の挿入口５４ｂが形成されている。この時，上記五角形の挿入溝５４ａには，垂直ホール５４ｄが貫通形成されており，挿入口５４ｂにはこれと直角をなす軸ホール５４ｃが形成されている。上記垂直ホール５４ｄは挿入口５４ｂ側に開口している。
【００４２】
第６，第７のジョイント部５５，５６は，図６（ａ），（ｂ）に示すように，第５のジョイント部５４は，例えば２枚の板状体を離間して並設した軸部材を備える。第６，第７のジョイント部５５，５６はそれぞれ，１つの関節メカニズム部４０と上記他の関節メカニズム部との結合時，関節メカニズム部４０の嵌込部４２ｂにそれぞれ嵌め込まれるように軸部材の両端部にそれぞれ四角形の挿入片５５ａと５５ｂ，５６ａと５６ｂが形成される。この時，第６のジョイント部５５は，両挿入片５５ａ，５５ｂの間に長さの短い短軸部材を，また，第７のジョイント部５６は，両挿入片の間に長さの長い長軸部材を有することを特徴とする。
【００４３】
第８のジョイント部５７は，図６（ｃ）に示すように，一定の厚さを有するほぼ三角形の板形状に構成される。第１〜第３のジョイント部５０〜５２を用いて関節メカニズム部４０と他の関節メカニズム部とを連結できるように，９０度をなす２つの側面にそれぞれ四角形の挿入口５７ａ，５７ｂが形成される。なお，挿入口５７ａ，５７ｂは，一方向に開口されていることを特徴とする。
【００４４】
第９のジョイント部５８と第１０のジョイント部５９は，図７（ａ），（ｂ）に示すように，関節メカニズム部４０の結合シャフト４７に嵌め込まれ，輪または羽根の機能をするものであって，中央に五角形の挿入溝５８ａ，５９ａが突出形成されている。なお，五角形の挿入溝５８ａ，５９ａには，軸ホール５８ｂ，５９ｂが貫通して形成されている。
【００４５】
第１１のジョイント部６０は，図７（ｃ）に示すように，関節メカニズム部４０の嵌込部４２ｂに嵌め込まれ，ロボット玩具の脚機能をするものであって，軸部材の一端部には四角形の挿入片６０ａが，他端部には挿入片６０ａに対して所定の角度で傾いた面積の広い半球形状のロール部６０ｂが形成される。
【００４６】
次に，本発明に係るロボット玩具の構成例について図面を参照しながら説明する。本発明にかかるロボット玩具は，上述したような関節メカニズム部をジョイント部により接続して様々な形態に組立てることができる。
【００４７】
一種類の関節メカニズム部を用いて，動きの求められる多様な形態のロボットを組み立てるためには，図３（ａ），（ｂ）に示すように，一側にガイド部４１ａが形成され，他側には開口部４１ｂが形成された下部ケース４１内にモータ３０，ギヤ部３１，関節制御部２０（またはマスタメインプロセッサユニット１０）などが結合されたハウジング４２を収容させた後，その上に上部ケース４３を覆って四つのネジで締め付けることにより，上部ケース４３，下部ケース４１，ハウジング４２が安定して固定され，単一の関節メカニズム部４０が形成される。なお，ギヤ部３１の第３のギヤ３１ｃと結合された結合シャフト４７は，上部ケース４３の挿入孔４３ａに位置し，ギヤシャフト４２ａは，下部ケース４１のガイド部４１ａ側に，また，ハウジング４２の嵌込部４２ｂは，下部ケース４１の開口部４１ｂ側に突出する。
【００４８】
このように，単一の関節メカニズム部４０を多数個用いることで希望する形態のロボットを組み立てるには，図４〜図７に示されたような第１〜第１１のジョイント部５０〜６０が必要となる。
【００４９】
図４（ａ）に示す第１のジョイント部５０は，軸部材の一端部には五角形の挿入溝５０ａが形成され，他端部には四角形の挿入片５０ｂが形成されているので，例えば図１０（ａ），（ｂ）に示すように，１つの関節メカニズム部４０の結合シャフト４７と他の関節メカニズム部の嵌込部４２ｂとの連結時に使用することができる。
【００５０】
すなわち，図１０（ａ）において，先ず１つの関節メカニズム部４０の結合シャフト４７に第１のジョイント部５０の挿入溝５０ａを嵌め込み，ネジ４８を挿入片５０ｂで貫通した垂直ホール５０ｃに締め付けると，上記ネジ４６が結合シャフト４７に形成されたネジホール４７ａに締め付けられ，結合される。次いで，第１のジョイント部５０の挿入片５０ｂを他のメカニズム部の嵌込部４２ｂに嵌め込んだ後，２つのネジ４５，４６を嵌込部４２ｂに形成されたネジホール４５ａ，４６ａに挿入してナットで締め付けることで，図１０に示すように組み立てられる。
【００５１】
図４（ｂ），（ｃ）に示す第２，第３のジョイント部５１，５２は，軸部材の一端部にスパナ状の挿入口５１ｂ，５２ｂが形成され，他端部には挿入片５１ａ，５２ａが形成されているため，例えば図８（ａ），（ｂ），図１３（ａ），（ｂ）に示すように，１つの関節メカニズム部４０のギヤシャフト４２ａと他の関節メカニズム部の嵌込部４２ｂとの連結時に使用することができる。
【００５２】
すなわち，図８（ａ），図１３（ａ）において，先ず１つの関節メカニズム部４０のギヤシャフト４２ａにそれぞれ第２，第３のジョイント部５１，５２の挿入口５１ｂ，５２ｂを嵌め込んだ後，その挿入口の軸ホール５１ｃ，５２ｃとこれに対向するギヤシャフト４２ａのネジホール４２ｃにネジ４９を締め付けると，第２，第３のジョイント部５１，５２がギヤシャフト４２ａから離脱されない。次いで，第２，第３のジョイント部５１，５２の挿入片５１ａ，５２ａは，第１のジョイント部５０と同じ方法で結合させることで，図８（ｂ）および図１３（ｂ）に示すように組み立てられる。
【００５３】
図５（ａ）に示す第４のジョイント部５３は，例えばスパナ状に構成され，軸部材の両端部に軸部材の軸周りに９０度ずらして挿入口５３ａ，５３ｂが形成されるため，例えば図１７に示すように，１つの関節メカニズム部４０のギヤシャフト４２ａと他の関節メカニズム部のギヤシャフト４２ａとをそれぞれ連結する時に使用することができる。この時，両挿入口５３ａ，５３ｂは，第２，第３のジョイント部５１，５２の挿入口５１ｂ，５２ｂをギヤシャフト４２ａに結合させる方法と同様である。
【００５４】
図５（ｂ）に示す第５のジョイント部５４は，第４のジョイント部５３と同様な機能をするものであって，軸部材の一端部に例えば五角形の挿入溝５４ａが形成されており，他端部にはスパン状の挿入口５４ｂが形成されているので，例えば図９（ａ），（ｂ）に示すように，挿入溝５４ａが１つの関節メカニズム部４０の挿入孔４３ａを介して結合シャフト４７に嵌め込まれ，挿入口５４ｂは他の関節メカニズム部のガイド部４１ａを介してギヤシャフト４２ａに嵌め込まれて結合される。この時，五角形の挿入溝５４ａは，第１のジョイント部５０の挿入溝５０ａと同様な方法により結合され，スパナ状の挿入口５４ｂは，第２のジョイント部５１の挿入口５１ｂをギヤシャフト４２ａに結合させる方法と同様である。
【００５５】
図６（ａ），（ｂ）に示す第６，第７のジョイント部５５，５６は，軸部材の両端部にそれぞれ四角形の一対の挿入片５５ａと５５ｂ，５６ａと５６ｂが形成されているので，例えば図１１（ａ），（ｂ），図１５（ａ），（ｂ）に示すように，１つの関節メカニズム部４０の嵌込部４２ｂと他の１つの関節メカニズム部の嵌込部にそれぞれ嵌め込まれて結合される。なお，第６のジョイント部５５は，挿入片５５ａ，５５ｂの間に長さの短い短軸部材を有し，第７のジョイント部５６は，挿入片５６ａ，５６ｂの間に第６のジョイント部５５より長い長軸部材を有するものであって，その結合方法は第２のジョイント部５１の挿入片５１ａを嵌込部４２ｂに嵌め込んで結合する方法と同様である。
【００５６】
図６（ｃ）に示す第８のジョイント部５７は，互いに９０度をなす２つの側面に四角形の挿入口５７ａ，５７ｂがそれぞれ形成されているので，例えば図１４（ａ），（ｂ）に示すように，第１，第２のジョイント部５０，５１または第３のジョイント部５２を用いて１つの関節メカニズム部４０のギヤシャフト４２ａと結合シャフト４７に回動可能に連結しようとする時に使用される。即ち，第１のジョイント部５０の挿入溝５０ａおよび第２のジョイント部５１の挿入口５１ｂが前述のような方法で結合された状態で第８のジョイント部５７の挿入口５７ａ，５７ｂを第１，第２のジョイント部５０，５１の挿入片５０ｂ，５１ａに嵌め込んで結合させることで，図１４（ｂ）に示すように組み立てられる。
【００５７】
図７（ａ）に示す輪状の第９のジョイント部５８と，図７（ｂ）に示す羽根状の第１０のジョイント部５９には五角形の挿入溝５８ａ，５９ａが突出して形成されているので，例えば図１２（ａ），（ｂ），図１６（ａ），（ｂ）に示すように，関節メカニズム部４０の結合シャフト４７に嵌め込まれ，輪または羽根の機能をする部分に使用することができる。この場合，先ず，２つの関節メカニズム部４０を当て合わせた後，結合ホール４１ｃにネジを締め付けることで，２つの関節メカニズム部４０が安定して結合される。次いで，第９，第１０のジョイント部５８，５９の挿入溝５８ａ，５９ａを２つの関節メカニズム部５８，５９の結合シャフト４７に嵌め込み挿入溝５８ａ，５９ａの軸ホール５８ｂ，５９ｂにネジ４８を締め付けることで，図１２（ｂ）および図１６（ｂ）に示すように組み立てられる。特に，第１０のジョイント部５９は，関節メカニズム部４０に結合されて現具ロボットの脚などを構成する際に，段差の小さな階段などを回転しながら上がる時には有利である。
【００５８】
図７（ｃ）に示す第１１のジョイント部６０は，軸部材の一端部に四角形の挿入片６０ａが形成され，他端部には挿入片６０ａに対して所定の角度で傾いた面積の広い半球形状のロール部６０ｂが形成されるので，例えば図１８（ａ），（ｂ）に示すように，関節メカニズム部４０の嵌込部４２ｂに嵌め込まれて使用されるもので，特にロボット玩具の移動時にロール部６０ｂが脚の動作を行うように結合されるものであって，これらの挿入片６０ａは，前述のジョイント部の挿入片と同様な方法で結合させることで，図１８（ｂ）に示すように組み立てられる。
【００５９】
また，上記多数の関節メカニズム部４０は，２つの電源ラインと１つの送信ラインおよび受信ラインを介して直列または並列に結合され，マスタメインプロセッサユニット１０に結合される。
【００６０】
このように，第１〜第１１のジョイント部５０〜６０は，後述の組立てしようとする形態のロボット玩具によって選択的に使用され，上記多数の関節メカニズム部４０を順次結合させることとなる。また，上記多数の関節メカニズム部を結合することで希望のロボット玩具，例えば図１９に示すような犬型や図２０に示すような恐竜型のように，動きの求められるロボット玩具を組み立てることができる。
【００６１】
次に，上記のように組立てられたロボット玩具の制御例について説明する。図１９または図２０に示すように構成されたロボット玩具において，図示しないスイッチで作動を開始すると，１つの関節メカニズム部に収容されたマスタメインプロセッサユニット１０では，多数の関節メカニズム部４０に収容された関節制御部２０のメインプロセッサユニット２４からそれぞれの関節メカニズム部４０の現在位置を１つの受信ポートとしての１ラインの受信ポートＲｘを介して順次読み込む。関節メカニズム部４０の現在位置とは，例えば関節メカニズム部４０が手の部分に相当する場合は関節の角度，脚の部分に相当する場合は移動距離，尾や頭の部分に相当する場合は遊動角度を意味する。
【００６２】
そして，各関節メカニズム部４０の行動モード（動作モード）をモータダウンモードに設定する。その後，各関節メカニズム部４０に１つの送信ポートとしての１ラインの送信ポートＴｘを介してコマンドを伝送した後，当該関節メカニズム部４０の現在位置と現在電流を受信ポートＲｘを介して受信する。
【００６３】
受信された各関節メカニズム部４０の現在位置を確認した後，それに基づいて設定された新しい目標位置および速度を計算した後，この計算された新しい目標位置とサンプリング時間（速度値，即ち，関節の動き角度）を送信ポートＴｘを介して通信プロトコルに合わせて伝送する。次いで，多数の関節メカニズム部４０の行動モード（動作モード）をポジションセンドモードに設定した後，各関節メカニズム部４０にコマンドを，即ち，目標位置と速度値を伝送した後，直に現在位置と現在電流を受信して位置変化を確認し，また，現在の電流状態を確認する。そして，上記確認した位置変化と電流状態情報を用いて新しい行動を計画し，計画が完了すると，新しい行動に合う各関節メカニズム部４０の次の目標位置と速度，即ち，関節の動き角度を計算する過程を繰り返して行う。
【００６４】
ここで，ロボット玩具を制御する際に，各関節メカニズム部４０に収容された関節制御部２０のメインプロセッサユニット２４の制御について図面を参照しながら説明する。図示しないスイッチによってロボット玩具の作動が開始されると，関節制御部２０のメインプロセッサユニット２４は，図２（ａ）に示すように，ステップＳ１０にて変数を初期化させる。
【００６５】
その後，ステップＳ１２にて第３のアナログ・デジタル変換部３３と回転感知部３２を介して現在ギヤ部３１の出力位置を確認し，ステップＳ１４にてマスタメインプロセッサユニット１０から提供された新しい目標位置と上記確認された現在位置とに対する誤差を算出する。次いで，ステップＳ１６にて上記算出された誤差に対する変化率を計算し，ステップＳ１８にて比例微分制御演算を行う。
【００６６】
次に，ステップＳ２０にてマスタメインプロセッサユニット１０で提供した未駆動の電圧を逆電源防止部２１，電圧検出部２５，第１のアナログ・デジタル変換部２６を介して検出し，ステップＳ２２にて上記比例微分演算された値と上記検出された未駆動の電圧のレベルをもって実際にモータ３０に印加される電圧を計算する。続いて，その計算された電圧をパルス幅変調信号（ＰＷＭ）として方向信号（ＤＩＲ）と共にモータ駆動部２７を介してモータ３０に印加し，駆動させる。
【００６７】
モータ３０が駆動されると，当該関節メカニズム部４０に設けられるギヤ部３１の第１〜第３のギヤ３１ａ，３１ｂ，３１ｃが回転され，ギヤシャフト４２ａおよび結合シャフト４７に第１〜第１１のジョイント部５０〜６０を介して結合された当該関節メカニズム部がマスタメインプロセッサユニット１０から提供された目標位置を追従する。
【００６８】
このようなフィードバック制御により，目標位置への駆動制御が行われる。ここで，関節メカニズム部４０が，手の部分に相当する場合は関節の角度が目標位置を追従し，脚の部分に相当する場合は移動距離が目標位置を追従し，尾および頭の部分に相当する場合は左右の遊動角度が目標位置を追従することとなる。
【００６９】
上述のようにモータ３０およびギヤ部３１により各関節メカニズム部４０が動いている状態では，メインプロセッサユニット２４は，ステップＳ２４にて電流検出部２８，第２のアナログ・デジタル変換部２９を介してモータ３０の電流を検出する。そして，ステップＳ２６にてその検出した電流が設定された制限電流を超過したか否かを判断し，超過していると判断した場合は，ステップＳ２８にてモータ３０に印加される電圧を遮断し，超過していないと判断した場合は，ステップＳ３０にて１ｍｓ経過したか，すなわち繰り返しルーチン時間が経過したか否かを判断する。ステップＳ３０にて繰り返しルーチン時間が超過していないと判断した場合はスタンバイ状態を維持し，超過していると判断した場合はステップＳ１０に戻り，ステップＳ１０以後の過程を繰り返して行う。
【００７０】
次に，このようにマスタメインプロセッサユニット１０から提供された目標位置を追従しながら動き動作を行っている途中に，割り込みが発生すると，図２（ｂ）に示すような割込み処理を行う。すなわち，ステップＳ４０にて例えばクロック非同期形シリアルＩ／Ｏ（ＵＡＲＴ）による受信割り込みが発生すると，関節制御部２０のメインプロセッサユニット２４は，ステップＳ４２にて受信ポートＲｘを介してデータを受信し，ステップＳ４４にて後述の動作モードを分類する。
【００７１】
そして，ステップＳ４６にて動作モード変数と目標位置を変更し，ステップＳ４８にて自分の送信ポートＴｘを出力ポートに変更する。ここで，メインプロセッサユニット２４は，平常時は送信ポートＴｘを入力ポートとしてマスタメインプロセッサユニット１０からデータを受信しているが，自分の各動作の結果が終わると，マスタメインプロセッサユニット１０に上記各動作の結果をデータとして送信するために送信ポートＴｘを出力ポートに変更させる。
【００７２】
メインプロセッサユニット２４は，上記送信ポートＴｘを出力ポートと変更すると，ステップＳ５０にてモータ３０の現在位置，即ち当該関節メカニズム部４０の現在位置とモータ３０の電流を検出して上記変更された出力ポートを介してマスタメインプロセッサユニット１０に送信する。続いて，ステップＳ５２にて上記現在位置と検出された電流を送出した後，再度送信ポートＴｘを入力ポートに変更しておき，割り込み処理を完了する。
【００７３】
ここで，上記動作モードについて説明する。上記動作モードは，例えばポジションセンドモード（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｄ Ｍｏｄｅ），モータダウンモード（Ｍｏｔｏｒ Ｄｏｗｎ Ｍｏｄｅ），パワーダウンモード（Ｐｏｗｅｒ Ｄｏｗｎ Ｍｏｄｅ），ホイールアクトモード（Ｗｈｅｅｌ  Ａｃｔ Ｍｏｄｅ）に分けられる。
【００７４】
ポジションセンドモードとは，モータ３０を位置制御用として動作させ，位置制御範囲は，０〜３３２．３°であり，位置制御用コマンドを受信した後に自分の現在位置と電流を伝送するモードをいう。
【００７５】
モータダウンモードとは，モータの力を０とし，使用者が任意でモータの位置を変更することができ，コマンドの受信後，自分の現在位置と電流を送り，外部の力による位置変化用センサとして動作するモードをいう。
【００７６】
上記パワーダウンモードとは，モータシステムの動作パワーの消耗を最小化し，使用者がシステム全体のパワーを最小化する時に使用され，コマンド受信後，当該関節メカニズム部４０の自分のＩＤと位置を送り，当該関節メカニズム部４０のモータのＩＤを調べるために使用されるモードをいう。
【００７７】
ホイールアクトモードとは，モータをホイール用として動作させ，３６０°時計方向および反時計方向への回転と速度調節が可能であり，コマンドの受信後，自分の回転量と現在位置を送るモードをいい，前述のモードは，マスタメインプロセッサユニット１０で命令するモードである。
【００７８】
このように，本発明に係る人工知能型ロボット玩具によれば，動きの求められるロボット玩具を一種類の関節メカニズム部を用いることで，種々の形態のロボット玩具を容易に組み立てることができる。すなわち，従来技術では，使用者が一セットのロボット玩具を，種々の形態，即ち，小犬ロボットまたは恐竜ロボットまたは人間ロボットなどの種々の形態に拡張して組立ることができなかったのに対して，本発明によれば，動きの求められるロボット玩具を，一種類の関節メカニズム部を多数用いてこれを例えばジョイント部で接続することにより，種々の形態のロボット玩具を拡張して組立ることができる。
【００７９】
このような本発明によれば，使用者にロボット玩具への興味を与えるだけでなく，低い製造原価で，ロボット玩具の有し得る機能を最大限発揮させることができ，多様な形態のロボット玩具を容易に組立ておよび制御可能であると共に，モータなどの故障に対する対応が容易かつ簡便であるため，メンテナンスおよび制御性に優れた種々の形態に拡張組立が可能であるという効果を奏する。
【００８０】
また，一種類の関節メカニズム部をジョイント部で組合わせることにより，脚などの各部を独立した部品として別々組立てることができるため，組立回数および部品点数を大幅簡素化することができる。
【００８１】
さらに，１つの関節メカニズム部に設けられたメインプロセッサユニットと他の関節メカニズム部に設けられた関節制御手段により，種々の形態のロボット玩具のメカニズムに応じて適切な動作と反応を行うことができる。
【００８２】
以上により，本発明によれば，価格競争力と動作信頼性を有する人工知能型ロボット玩具およびその制御方法を提供することができる。
【００８３】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は，人工知能型ロボット玩具およびその制御方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態に係る人工知能型ロボット玩具を示すブロック構成図である。
【図２（ａ）】同実施形態に係る人工知能型ロボット玩具の動作フローを示すフローチャートである。
【図２（ｂ）】同実施形態に係る人工知能型ロボット玩具の割込み処理を示すフローチャートである。
【図３（ａ）】同実施形態に係る人工知能型ロボット玩具の関節メカニズム部を示す分解斜視図である。
【図３（ｂ）】同実施形態に係る人工知能型ロボット玩具の関節メカニズム部を示す分解斜視図である。
【図４（ａ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第１のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図４（ｂ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第２のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図４（ｃ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第３のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図５（ａ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第４のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図５（ｂ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第５のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図６（ａ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第６のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図６（ｂ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第７のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図６（ｃ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第８のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図７（ａ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第９のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図７（ｂ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第１０のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図７（ｃ）】同実施形態に係る関節メカニズム部を結合させるための第１１のジョイント部の外観構成を示す斜視図である。
【図８（ａ）】図４（ｂ）に示す第２のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図８（ｂ）】図４（ｂ）に示す第２のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図９（ａ）】図５（ｂ）に示す第５のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図９（ｂ）】図５（ｂ）に示す第５のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図１０（ａ）】図４（ａ）に示す第１のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図１０（ｂ）】図４（ａ）に示す第１のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図１１（ａ）】図６（ａ）に示す第６のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図１１（ｂ）】図６（ａ）に示す第６のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図１２（ａ）】図７（ａ）に示すように第９のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図１２（ｂ）】図７（ａ）に示すように第９のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図１３（ａ）】図４（ｃ）に示す第３のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図１３（ｂ）】図４（ｃ）に示す第３のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図１４（ａ）】図６（ｃ）に示す第８のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図１４（ｂ）】図６（ｃ）に示す第８のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図１５（ａ）】図６（ｂ）に示す第７のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図１５（ｂ）】図６（ｂ）に示す第７のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図１６（ａ）】図７（ｂ）に示す第１０のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図１６（ｂ）】図７（ｂ）に示す第１０のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図１７】図５（ａ）に示す第４のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図１８（ａ）】図７（ｃ）に示す第１１のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す分解斜視図である。
【図１８（ｂ）】図７（ｃ）に示す第１１のジョイント部を用いて関節メカニズム部を結合させる状態を示す結合斜視図である。
【図１９】同実施形態に係るロボット玩具の結合例を示す斜視図である。
【図２０】同実施形態に係るロボット玩具の他の結合例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０      マスタメインプロセッサユニット
２０      関節制御部
２１      逆電源防止部
２２      定電圧部
２３      フィルタ部
２４      メインプロセッサユニット
２５      電圧検出部
２６      アナログ・デジタル変換部
２８      アナログ・デジタル変換部
２７      モータ駆動部
２８      電流検出部
２９      アナログ・デジタル変換部
３０      モータ
３１      ギヤ部
３２      回転感知部
３３      アナログ・デジタル変換部
４０      関節メカニズム部
４１      下部ケース
４１ａ    ガイド部
４１ｂ    開口部
４１ｃ    結合ホール
４２      ハウジング
４２ａ    ギヤシャフト
４２ｂ    嵌込部
４２ｃ    ネジホール
４３      上部ケース
４３ａ    挿入孔
４４ａ    ネジホール
４５      ネジ
４５ａ    ネジホール
４６      ネジ
４６ａ    ネジホール
４７      結合シャフト
４７ａ    ネジホール
４８      ネジ
４９      ネジ
５０      第１のジョイント部
５０ａ    挿入溝
５０ｂ    挿入片
５０ｃ    垂直ホール
５１      第２のジョイント部
５１ａ    挿入片
５１ｂ    挿入口
５２      第３のジョイント部
５２ａ    挿入片
５２ｂ    挿入口
５２ｃ    軸ホール
５３      第４のジョイント部
５３ａ    挿入口
５３ｂ    挿入口
５３ｃ    軸ホール
５３ｄ    軸ホール
５４      第５のジョイント部
５４ａ    挿入溝
５４ｂ    挿入口
５４ｃ    軸ホール
５４ｄ    垂直ホール
５５      第６のジョイント部
５５ａ    挿入片
５５ｂ    挿入片
５６      第７のジョイント部
５６ａ    挿入片
５６ｂ    挿入片
５７      第８のジョイント部
５７ａ    挿入口
５７ｂ    挿入口
５８      第９のジョイント部
５８ａ    挿入溝
５８ｂ    軸ホール
５９      第１０のジョイント部
５９ａ    挿入溝
５９ｂ    軸ホール
６０      第１１のジョイント部
６０ａ    挿入片
６０ｂ    ロール部
【図１】
2004209250.tif 000003
【図２（ａ）】
2004209250.tif 000004
【図２（ｂ）】
2004209250.tif 000005
【図３（ａ）】
2004209250.tif 000006
【図３（ｂ）】
2004209250.tif 000007
【図４（ａ）】
2004209250.tif 000008
【図４（ｂ）】
2004209250.tif 000009
【図４（ｃ）】
2004209250.tif 000010
【図５（ａ）】
2004209250.tif 000011
【図５（ｂ）】
2004209250.tif 000012
【図６（ａ）】
2004209250.tif 000013
【図６（ｂ）】
2004209250.tif 000014
【図６（ｃ）】
2004209250.tif 000015
【図７（ａ）】
2004209250.tif 000016
【図７（ｂ）】
2004209250.tif 000017
【図７（ｃ）】
2004209250.tif 000018
【図８（ａ）】
2004209250.tif 000019
【図８（ｂ）】
2004209250.tif 000020
【図９（ａ）】
2004209250.tif 000021
【図９（ｂ）】
2004209250.tif 000022
【図１０（ａ）】
2004209250.tif 000023
【図１０（ｂ）】
2004209250.tif 000024
【図１１（ａ）】
2004209250.tif 000025
【図１１（ｂ）】
2004209250.tif 000026
【図１２（ａ）】
2004209250.tif 000027
【図１２（ｂ）】
2004209250.tif 000028
【図１３（ａ）】
2004209250.tif 000029
【図１３（ｂ）】
2004209250.tif 000030
【図１４（ａ）】
2004209250.tif 000031
【図１４（ｂ）】
2004209250.tif 000032
【図１５（ａ）】
2004209250.tif 000033
【図１５（ｂ）】
2004209250.tif 000034
【図１６（ａ）】
2004209250.tif 000035
【図１６（ｂ）】
2004209250.tif 000036
【図１７】
2004209250.tif 000037
【図１８（ａ）】
2004209250.tif 000038
【図１８（ｂ）】
2004209250.tif 000039
【図１９】
2004209250.tif 000040
【図２０】
2004209250.tif 000041