(57)【要約】【課題】ボールをより強く押し出す為の蹴り出し装置や、移動方向を的確に操作出来る操作装置を取り付け、娯楽性の高いサッカーロボットを提供するものである。【解決手段】蹴り出し板により強い力を与える為に、バネやゴムの反発力・復元力を利用したり、モーターによって回転させる事で自由自在に地面を転がるボールや宙に浮いたボールを蹴り分ける事や、移動方向を的確に操作出来るジョイスティック型操作装置を工夫する事でゲーム性の高いロボットによるサッカーゲームを実現できる。【選択図】  図１
2004181208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間の足に見立てたＬ字型の蹴り出し部材の長い方の端を中心に回転する様に蹴り出し部材を取り付ける、この蹴り出し部材はモーター又はサーボモーターの動力を歯車又はプーリー又はベルトを使用し回転軸に伝えられる事により回転する事を特徴とするボールの蹴り出し装置。
【請求項２】
蹴り出し部材の長い方の端を中心に数個放射状に取り付け、回転軸で蹴り出し部材と固定されたいくつか窪みを持たせた円盤又はカムとローラープレスを取り付けている事を特徴とする上記請求項１の蹴り出し装置。
【請求項３】
蹴り出し部材の回転軸には一方方向にしか動力が伝わらない様に板バネと三角突起から成る軸受け又はワンウェイクラッチを取り付けている事を特徴とする上記請求項１・２のボールの蹴り出し装置。
【請求項４】
ジョイスティックを傾ける方向を８方向に指定し易い様に８角形もしくは８方向に窪みを付けた化粧板を使用した事、又はジョイスティックの台座の下で操作レバーと接する様にハンドルを設けた事、又はジョイスティックのレバー・ハンドル部分に右旋回・左旋回・蹴り出しスイッチ・腕部動作スイッチのいくつかのスイッチを備えている事を特徴とするジョイスティック型操作装置で操作し、かつ、三輪車両・四輪車両・無限軌道車両及び車輪の接地面に車輪の回転軸と９０度に立体交差する様に、いくつかのローラーの回転軸を合わせて取り付けてあるローラー付き車輪を利用した多輪駆動車両を台車部分とするロボットと、そのロボットに上記請求項１・２・３の蹴り出し装置を取り付けた事を特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サッカーロボットとその蹴り出し・操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサッカーロボットでは、テコの原理を応用した押し出し装置でボールを押す力が弱かった為、地面を転がるボールしか蹴れなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の押し出し装置では地面から離れ宙に浮いたボールを蹴る事が出来ない。
【０００４】
本発明の目的は、地面を転がるボールや宙に浮いたボールを自由自在に蹴り分ける事で、サッカーの楽しさをロボットで再現する事にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のサッカーロボットのボールの蹴り出し装置は、蹴り出す力をモーターの力で回転させる事でより強い力をボールに与える様にする事で地面を転がるボールしか蹴れなかった問題を解決する。
【０００６】
以下、本発明の実施例を図面を使って説明する。
【０００７】
【実施例】
図１は請求項１の蹴り出し装置を表している。人間の足に見立てたＬ字型の蹴り出し板２１の長い方の端を中心に回転する様に取り付ける、この蹴り出し板２１はモーター２２の動力をプーリー２３とベルト２４を使用し回転軸２５に伝えられる事により回転する。
【０００８】
図２は請求項２の回転する蹴り出し板２６の回転軸２７を中心として３個放射状に取り付け、回転軸２７から見て蹴り出し板２６のどれかが真下で止まる様に、３カ所に窪みを持たせた円盤２８とバネにより回転軸を押さえられてはいるが、接地面の凹凸により回転軸がバネを押し戻す事で、それ自体が横に動く事が出来る様に設置したローラー２９を取り付けてある。
【０００９】
モーター３０の動力を歯車３１を使用したギャで蹴り出し板２６を回転させる。蹴り出し板２６の回転軸２７に接続された、３カ所に窪みを持たせた円盤２８をローラー２９が押さえつける状態になるので、ローラー２９は円盤２８の窪みにはまる様に停止する。この場合、蹴り出し板２６と円盤２８の窪みの位置を調整し、蹴り出し板２６のどれかが回転軸２７から見て真下の位置で止まる様に工夫している。
【００１０】
図３は蹴り出し板３２を２個取り付け、請求項２の楕円のカム３３とバネ３４付きローラー３５を取り付けた例である。この場合も２つある蹴り出し板３２のどちらかが真下に止まる様に工夫している。
【００１１】
ローラー３５はその回転軸をバネ３４に押さえられているが、カム３３の長径がローラー３５と接する場合は、ローラー３５の回転軸がバネ３４を押し戻してずれる。また、カム３３の短径がローラー３５と接する場合には、バネ３４がローラー３５を押して、カム３３をローラー３５が押さえつける様に設置してある。
【００１２】
蹴り出し板３２と同じ回転軸に固定された楕円のカム３３は、モーターが起動し回転する力が与えられている時には、ローラー３５を押し戻してでも回転するが、モーターが停止し回転する力を失った時には、ローラー３５を押し戻す事が出来なくなる。つまり、カム３３の長径がローラー３５を押し戻せなくて、短径がローラー３５に押さえつけられた状態で止まる。これにより、蹴り出し板３２とカム３３の長径・短径の位置を調整し、蹴り出し板３２のどちらかが回転軸から見て真下の位置で止まる様に工夫している。
【００１３】
請求項３は図１に表している。図１の蹴り出し板２１の回転軸２５には一方方向にしか動力が伝わらない様に金属バネ３６と三角突起３７から成る軸受けを取り付けている。
【００１４】
Ｌ字型の蹴り出し板２１はＬ字の短い方を振り上げる様にしか動力が伝わらない。また、蹴り出し板２１が上がった状態で動力が止まったとしても、蹴り出し板２１は逆回転の空回りをして自重の為真下で止まる。
【００１５】
図４・５はこれまで説明してきた蹴り出し装置で、自由に宙に浮くボールや地面を転がるボールを蹴り分けられる事を説明する。図４の蹴り出し板３８はボール３９が接触した状態（図４Ａ）で蹴り出し動作をする、ボール３９は接地面の近くをすくわれる様に蹴り出し板３８によって持ち上げられる（図４Ｂ）。そのまま蹴り出し板３８は振り上げるので、ボール３９は上方へ放物線を描く様に蹴り出される（図４Ｃ）。よって図４のＡ・Ｂ・Ｃの様に連続動作をして宙に浮いたボールを蹴る事が出来る。
【００１６】
また、図５の蹴り出し板４０はボール４１が離れた状態（図５Ａ）で蹴り出し動作をした為、蹴り出し板４０が蹴り出し動作をしてもボール４１に接触するのは、ボール４１の中ほどである（図５Ｂ）。その為、それ以上蹴り出し板４０を振り上げても、ボール４１は前方に転がるだけで地面から離れない（図５Ｃ）。よって図９のＡ・Ｂ・Ｃの連続動作にあるとうり、ボール４１は上に飛ばずに地面を転がる様になる。
【００１７】
こうした動作を図６のジョイスティックのレバー４４・４９に取り付けた蹴り出しスイッチ５３で操作する。宙に浮いたボールを蹴りたい場合はボールと蹴り出し板を接触させた状態で蹴り出しスイッチ５３を押す。また、地面を転がるボールを蹴りたい場合はボールと蹴り出し板とを少し離した状態で蹴り出しスイッチ５３を押す、という様に自由に操作出来る。
【００１８】
図６は操作装置を表している。卓上型の操作装置４２には、８方向に窪みがある化粧板４３が取り付けられている。また、ジョイスティックのレバー４４の台座４５の下にハンドル４６を設けた両手型の操作装置４７には、８角形の化粧板４８が取り付けられている。どちらもジョイスティックを傾けられる可動範囲を請求項６の化粧板により８方向に指定し易い様にしている為に、操作者の意志通りの的確な操作が出来る。
【００１９】
この操作装置で車両又はそれを駆動部分としたロボットを操作する場合、８角形又は８方向に窪みのある化粧板を取り付けている事で、センターに戻さずにすばやい方向転回の操作が出来る。例えば、ジョイスティックを前方に倒し前進させている時、ジョイスティックを８角形の化粧板の左どなりの角に急に移動させると急に左前方へ進路を変える。つまり、ジョイスティックの操作レバーを傾ける方向を８方向に的確に操作する事が出来る。
【００２０】
両手型の操作装置４７は、操作者が立ち上がった状態で操作する事を想定し、両手に持った姿勢と操作レバー４４の前後の感覚がずれないに様する為に、剣道の持ち手を参考として考えた結果、操作者が右手と左手を上下に構えて竹刀を持つように、右利きの場合右手を上部の操作レバー４４を持ち左手を下部のハンドル４６を握る様にすれば、操作レバー４４の前後傾動が操作者の前後感覚とずれない事を発見し、請求項６の台座４５の下にハンドル４６を設ける事でこの問題を解決した。
【００２１】
また、操作装置を平らな場所に置く場合のスタンド・立てかける台を兼ねる様に、操作装置のハンドル４６の底部を広くしたり、広い板を取り付けると良い。
【００２２】
操作レバー４４・４９には操作者の親指で右旋回スイッチ５０・左旋回スイッチ５１又は腕動作スイッチ５２を押す事が出来る様に上部に取り付けた、又操作者の人差し指でロボットの蹴り出し装置を操作する事が出来る様に、操作レバー４４・４９の操作者から見て向こう側に蹴り出しスイッチ５３を設けた。
【００２３】
図７は請求項１・２・３の蹴り出し装置５４を前輪５５の間に装備している四輪車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前面図・側面図・上面図をそれぞれ図１１のＡ・Ｂ・Ｄで表している。このロボットを前進・後進させる場合は、図６のジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９を前方・後方に傾動する事になる。
【００２４】
ジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９を左右の横方向へ傾動すれば、ロボットの前輪５５が一定時間左右に操舵し、後輪が前進方向へ駆動するので、ロボットは９０度方向転換する様に旋回しそのまま前進する。又、レバー４４・４９を斜め方向へ傾動すれば、左右へ傾動した場合の半分の時間前輪５５を操舵し、斜め方向へそれぞれ前進又は後進する。
【００２５】
ジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９の右旋回スイッチ５０と左旋回スイッチ５１を押した場合は、ロボットの前輪５５の方向操舵に時間の制限を設けず後輪は前進方向へ回転するので、それぞれ右または左方向へ旋回する。
【００２６】
同じように請求項１・２・３の蹴り出し装置５６を前輪５７の間に装備している三輪車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前面図・上面図をそれぞれ図７のＡ・Ｃで表している。このロボットは方向転換の為に後輪が方向操舵するが、四輪車両を台車部分として利用したサッカーロボットと同じ様に図６のジョイスティック型操作装置で操作出来る。
【００２７】
図８は請求項１・２・３の蹴り出し装置５８を正面に装備している無限軌道車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前面図・側面図・上面図をそれぞれ図８のＡ・Ｂ・Ｃで表している。このロボットも、前進・後進する場合は図６のジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９を前方・後方に傾動する事になる。
【００２８】
ジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９を左右の横方向へ傾動すれば、ロボットの無限軌道５９が一定時間左右に逆回転するのでロボットは９０度方向転換しそのまま前進する。又、レバー４４・４９を斜め方向へ傾動すれば、左右へ傾動した場合の半分の時間左右に逆回転するので斜め方向へ向きを変えそのまま前進又は後進する。
【００２９】
ジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９の右旋回スイッチ５０と左旋回スイッチ５１を押した場合は、ロボットの無限軌道５９が時間制限を設けずに左右に逆回転するので、それぞれ右または左方向へその場旋回をする。
【００３０】
図９はローラー付き車輪を表している。請求項４にあるようにローラー６０の回転軸６１は、車輪６２の回転軸６３と９０度に立体交差する様に取り付けてある。この横向きのローラーを車輪の全周に取り付ける事で、通常のゴムタイヤの縦方向・車輪の回転方向の摩擦だけを残し横方向の摩擦を取り去るので、これまで出来なかった台車の向きを変えない状態での真横方向への移動も可能になる。
【００３１】
図１０は図９で説明したローラー付き車輪を使用した三輪駆動車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前面図・側面図・上面図をそれぞれ図１０のＡ・Ｂ・Ｃで表している。二つの前輪６４を平行に配置し、もう一つの後輪６５は他の前輪６４に対して直交する様に配置してある。このロボットは、前進・後進する場合は図６のジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９を前方・後方に傾動しロボットの前輪６４だけが前後に駆動する事になる。
【００３２】
ジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９を左右の横方向へ傾動すれば、ロボットの前輪５５は回転せず、後輪が左右方向へ駆動するので、ロボットは向きを変えず真横へ移動する。また、レバー４４・４９を斜め方向へ傾動すれば、前輪６４と後輪６５がそれぞれの方向へ駆動しその組み合わせで斜め方向へそれぞれ前進又は後進する。
【００３３】
例えば、ジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９を右斜め前方へ傾動すると、ロボットの前輪６４は前進方向へ駆動し、横向きに設置してある後輪６５は右方向へ進む様に駆動するので、ロボットの向きを変えずに右斜め前方に移動する事が出来る。
【００３４】
ジョイスティック型操作装置のレバー４４・４９の右旋回スイッチ５０を押した場合は、ロボットの二つの前輪６４と横向きに設置してある後輪６５はロボットの重心６７を中心に時計回りに駆動するので、ロボットも重心６７を中心に時計回りにその場旋回する。同じく左旋回スイッチ５１を押した場合は、三つの車輪がロボットの重心６７を中心に反時計回りに駆動するので、ロボットも重心６７を中心に反時計回りにその場旋回する。
【００３５】
図１１はローラー付き車輪を使用した図１０以外の多輪駆動車両の車輪の配置を表している。車輪の数は違うが車輪をそれぞれ正転・逆転の制御を図６のジョイスティック型操作装置で行う事によって、上記ローラー付き車輪を使用した三輪駆動車両と同じ様に、前進・後進・左右移動と斜め方向の左右の前進後進の８方向への移動と左右のその場旋回が出来る。
【００３６】
以上説明した請求項４のサッカーロボットは同じサッカーのフィールドを模して白線を描いた緑色のカーペット等又はビニールシートの上で、数台から十数台のロボットと一緒にゲームを進める為に、ロボットの大きさ・重さ・使用するボール・フィールド・ゴール等についての規格を定めておく必要がある。そのサッカーフィールドは、表面に多台数用の広いフィールドの線を書き、裏面には少台数用の狭いフィールドの線を書いておく。
【００３７】
それぞれのロボットの操作者はそれぞれのロボットに対応した操作装置で操作し、蹴り出しスイッチ５３によって自由自在に地面を転がるボールや宙に浮いたボールを蹴り分けられる事で、チーム同士連係したパス・シュート・フリーキックを打ち分け、移動方向を的確に操作出来る事でゲーム性の高いロボットによるサッカーゲームが実現できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、自由自在に地面を転がるボールや宙に浮いたボールを蹴り分ける事でゲーム性の高いロボットによるサッカーゲームが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の蹴り出し装置の側面図
【図２】請求項２の蹴り出し板を３枚装備した蹴り出し装置の側面図
【図３】請求項２の蹴り出し板を２枚装備した蹴り出し装置の上面・側面図
【図４】浮き球を蹴る場合の蹴り出し板とボールの動作を説明した連続図
【図５】転がるボールを蹴る場合の蹴り出し板とボールの動作を説明した連続図
【図６】請求項４の卓上型と両手型の操作装置の側面・上面図
【図７】三・四輪車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前面・側面・上面図
【図８】無限軌道車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前面・側面・上面図
【図９】ローラー付き車輪を説明した前面・側面図
【図１０】ローラー付き車輪を利用した三輪駆動車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前面・側面・上面図
【図１１】ローラー付き車輪を利用した多輪駆動車両の車輪の構成を説明する概念図
【符号の説明】
２１  図１の蹴り出し装置の蹴り出し板
２２  図１の蹴り出し装置のサーボモーター
２３  図１の蹴り出し装置のプーリー
２４  図１の蹴り出し装置のベルト
２５  図１の蹴り出し装置の蹴り出し板の回転軸
２６  図２の蹴り出し装置の蹴り出し板
２７  図２の蹴り出し装置の蹴り出し板の回転軸
２８  図２の蹴り出し装置の窪みを付けた円盤
２９  図２の蹴り出し装置のローラー
３０  図２の蹴り出し装置のモーター
３１  図２の蹴り出し装置の歯車
３２  図３の蹴り出し装置の蹴り出し板
３３  図３の蹴り出し装置のカム
３４  図３の蹴り出し装置のバネ
３５  図３の蹴り出し装置のローラー
３６  図１の蹴り出し装置の金属バネ
３７  図１の蹴り出し装置の三角突起
３８  図４の蹴り出し板
３９  図４のボール
４０  図５の蹴り出し板
４１  図５のボール
４２  図６の卓上型操作装置
４３  図６の卓上型操作装置の８方向に窪みのある化粧板
４４  図６の両手型操作装置のレバー
４５  図６の両手型操作装置の台座
４６  図６の両手型操作装置のハンドル
４７  図６の両手型操作装置
４８  図６の両手型操作装置の８角形の化粧板
４９  図６の卓上型操作装置のレバー
５０  図６の操作装置の右旋回スイッチ
５１  図６の操作装置の左旋回スイッチ
５２  図６の操作装置の腕部動作スイッチ
５３  図６の操作装置の蹴り出しスイッチ
５４  図７の三・四輪車両を台車部分として利用したサッカーロボットの蹴り出し装置
５５  図７の四輪車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前輪
５６  図７の三輪車両を台車部分として利用したサッカーロボットの蹴り出し装置
５７  図７の三輪車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前輪
５８  図８の無限軌道車両を台車部分として利用したサッカーロボットの蹴り出し装置
５９  図８の無限軌道車両を台車部分として利用したサッカーロボットの無限軌道
６０  図９のローラー付き車輪のローラー
６１  図９のローラー付き車輪のローラーの回転軸
６２  図９のローラー付き車輪
６３  図９のローラー付き車輪の回転軸
６４  図１０のローラー付き車輪を利用した三輪駆動車両を台車部分として利用したサッカーロボットの前輪
６５  図１０のローラー付き車輪を利用した三輪駆動車両を台車部分として利用したサッカーロボットの後輪
６６  図１０のローラー付き車輪を利用した三輪駆動車両を台車部分として利用したサッカーロボットの蹴り出し装置
６７  図１０のローラー付き車輪を利用した三輪駆動車両を台車部分として利用したサッカーロボットの重心
【図１】
2004181208.tif 000003
【図２】
2004181208.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004181208.tif 000008
【図７】
2004181208.tif 000009
【図８】
2004181208.tif 000010
【図９】
2004181208.tif 000011
【図１０】
2004181208.tif 000012
【図１１】
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