(57)【要約】【課題】完全な二足歩行及び方向転換を含む動作を必要最小限のアクチュエータを用いて実現できるとともに、機構も簡略化して安価にでき、かつ他の複雑な動作にも対応することが可能になる玩具あるいはゲーム装置として楽しむことができる無線操縦二足歩行ロボットを提供する。【解決手段】胴体部１１、左右腕部１３，１３及び胴体部１１の下部に設けた腰部２０、腰部２０に回動可能に設けた左右脚部３０，３０を有するロボット本体部１０と、ロボット本体部１０の関節部分に設けた関節用アクチュエータ類と、ロボット本体部１０に搭載され、送信機から送信される無線操縦用の制御信号を受信する受信回路５１、受信回路５１により受信した制御信号に応じて関節用アクチュエータ類の動作を制御する信号を生成する制御部５０、及び関節用アクチュエータ類、受信回路５１及び制御部５０へ電力を供給する電池５４とを備える。【選択図】      図１
2004351544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体部、該胴体部の左右に前後へ揺動可能に設けた左右腕部及び胴体部の下部に設けた腰部、該腰部に回動可能に設けた左右脚部を有する人体の各部を模した形状のロボット本体部と、該ロボット本体部の関節部分に設けた関節用アクチュエータ類と、前記ロボット本体部に搭載され、送信機から送信される無線操縦用の制御信号を受信する受信回路、該受信回路により受信した制御信号に応じて前記関節用アクチュエータ類の動作を制御する信号を生成する制御部、及び前記関節用アクチュエータ類、受信回路及び制御部へ電力を供給する電池とを備えたことを特徴とする無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項２】
前記左右脚部は、一端部側が股部に相当する前記腰部に前後方向に回動可能に連結された上脚部と、該上脚部の膝部に相当する下端部に前後方向に回動可能に連結された下脚部と、該下脚部の足首に相当する下端部に前後方向に回動するとともに左右方向に回動可能に連結された左右足部とを有することを特徴とする請求項１記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項３】
前記左右脚部は、前記上脚部に平行に取り付けた上連結棒及び下部側に取り付けた支持棒により、上部側の平行リンク機構を構成するとともに、前記下足部に平行に取り付けた下連結棒及び前記支持棒により、下部側の平行リンク機構を構成することを特徴とする請求項２記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項４】
前記関節用アクチュエータ類は、前記胴体部及び左右腕部の間の腕関節に相当する部分にそれぞれ設けられ該胴体部の左右肩部の面に直交する左右方向に向けた揺動軸を有する腕関節用左右アクチュエータ、前記腰部及び左右脚部の間の腰関節に相当する部分に設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する腰関節用アクチュエータ、前記腰部及び左右脚部の間の股関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な左右方向に向けた回動軸を有する股関節用左右アクチュエータ、前記左右脚部の膝関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な左右方向に向けた回動軸を有する膝関節用左右アクチュエータ、前記左右脚部及び左右足部の間の足首関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する足首関節用左右アクチュエータを含むことを特徴とする請求項１記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項５】
前記制御部は、前記受信回路で受信した制御信号に基づいて、前記関節用アクチュエータ類の二足歩行による前進及び後退のための動作信号を生成する直進動作制御手段、及び右旋回または左旋回のための動作信号を生成する旋回動作制御手段を有する動作制御部と、該動作制御部から出力される動作信号に基づいて前記関節用アクチュエータ類の駆動信号を出力する駆動部とを有することを特徴とする請求項１記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項６】
前記動作制御部は、前記受信回路で受信した制御信号に基づいて、前記関節用アクチュエータ類の二足歩行による階段昇降動作信号を生成する階段昇降動作制御手段、ボールキック動作信号を生成するボールキック動作制御手段、屈伸動作信号を生成する屈伸動作制御手段、四つんばい動作信号を生成する四つんばい動作制御手段のいずれかをさらに有することを特徴とする請求項５記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項７】
前記直進動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、その重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げて前方または後方に移動させてからその足部が床面に当接するまで下ろし、続いて重心を一方側の脚部から他方側の脚部へ移動し、続いて他方側の脚部を中心にして一方側の脚部を上げて前方または後方に移動させてからその足部が床面に当接するまで下ろす動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とする請求項５記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項８】
前記旋回動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げて前方または後方に移動させてからその足部が床面に当接するまで下ろし、その下ろした足部が床面に接したまま前方から後方または後方から前方へ移動し、続いてその移動した脚部を元の位置に戻す動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とする請求項５記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項９】
階段昇降動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げまたは下げて前方に移動させてからその足部が階段の床面に当接するまで下ろし、重心を一方側の脚部から他方側の脚部へ移動し、続いて左右脚部を上げまたは下げて、続いて他方側の脚部を中心にして一方側の脚部を上げまたは下げて前方に移動させてからその足部が階段の床面に当接するまで下ろす動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とする請求項６記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１０】
ボールキック動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げて後方に移動させてから再び前に移動させてボールをキックさせ、続いてその脚部を元の戻して下ろす動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とする請求項６記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１１】
屈伸動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で左右脚部の膝部分が同時に屈伸する動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とする請求項６記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１２】
四つんばい動作制御手段は、前記ロボット本体部が、前記左右腕部を上に上げ、膝部分を屈曲させた四つんばいの待機状態から、一方の脚部を上げて前方に移動し床面に押し付けて、他方の脚部を上げてから後方に移動し、同時に左右腕部を揺動させ、続いて他方側の脚部を床面に押し付けて、一方の脚部を上げてから後方に移動し、同時に左右腕部を揺動させる動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とする請求項５記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１３】
胴体部、該胴体部の左右に前後に揺動可能に設けるとともに腕開閉機構を介して左右方向に開閉可能に設けた左右腕部及び胴体部の下部に設けた腰部、該腰部に回動可能に設けた左右脚部を有する人体の各部を模した形状のロボット本体と、前記ロボット本体の関節部分及び腕開閉部分に設けたアクチュエータ類と、前記ロボット本体に搭載され、送信機から送信される無線操縦用の制御信号を受信する受信回路、該受信回路により受信した制御信号に応じて前記関節用アクチュエータ類の動作を制御する信号を生成する制御部、及び前記アクチュエータ類、受信回路及び制御部へ電力を供給する電池とを備えたことを特徴とする無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１４】
前記腕開閉機構は、前記胴体部に設けられた水平な前後方向に向けた回動軸を有する腕開閉用アクチュエータと、左右方向に水平に取り付けられた水平軸にスライド自在に取り付けられリンク機構を介して前記腕開閉用アクチュエータの回動動作が伝達される左右スライド部と、該左右スライド部にそれぞれ回動自在に取り付けられた左右回動スライド部と、該左右回動スライドに一端部側が固定され他端部側がそれぞれ左右水平方向に延出されそれぞれ前記左右腕部に連結された動力伝達軸とを有することを特徴とする請求項１３記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１５】
前記水平軸は、前記左右腕部を揺動する支持軸及びこの支持軸に平行に配置されたスライド軸とからなることを特徴とする請求項１４記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１６】
前記アクチュエータ類は、前記胴体部及び左右腕部の間の腕関節に相当する部分にそれぞれ設けられ該胴体部の左右肩部の面に直交する左右方向に向けた揺動軸を有する腕関節用左右アクチュエータ、前記腰部及び左右脚部の間の腰関節に相当する部分に設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する腰関節用アクチュエータ、前記腰部及び左右脚部の間の股関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な左右方向に向けた回動軸を有する股関節用左右アクチュエータ、前記左右脚部の膝関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な左右方向に向けた回動軸を有する膝関節用左右アクチュエータ、前記左右脚部及び左右足部の間の足首関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する足首関節用左右アクチュエータ、及び前記腕開閉機構に設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する腕開閉用アクチュエータを含むことを特徴とする請求項１３記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１７】
前記制御部は、前記受信回路で受信した制御信号に基づいて、前記アクチュエータ類の二足歩行による前進及び後退のための動作信号を生成する直進動作制御手段、及び右旋回または左旋回のための動作信号を生成する旋回動作制御手段を有する動作制御部と、該動作制御部から出力される動作信号に基づいて前記アクチュエータ類の駆動信号を出力する駆動部とを有することを特徴とする請求項１３記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１８】
前記動作制御部は、前記受信回路で受信した制御信号に基づいて、前記アクチュエータ類の腕開閉動作を含む動作信号を生成する腕開閉動作部を含むことを特徴とする請求項１３記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項１９】
前記腕開閉動作部は、前記アクチュエータ類の二足歩行によるボール投げ動作信号を生成するボール投げ動作制御手段、物つかみ移動動作信号を生成する物つかみ移動動作手段、ボールキック動作信号を生成するキックボード動作制御手段、台車押し動作信号を生成する台車押し動作制御手段のいずれかを有することを特徴とする請求項１７記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項２０】
前記ボール投げ動作制御手段は、前記ロボット本体部が、前記左右腕部を上に上げるとともに前記腕開閉機構により開き、ボールをつかんだ状態で上に上げ、続いて左右腕部を下げるとともに該腕開閉機構により開く動作を生じさせるよう、前記アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とする請求項１９記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項２１】
前記物つかみ移動動作手段は、前記ロボット本体部が、前記左右腕部を上に上げるとともに前記腕開閉機構により開き、基本歩行動作部に基づく動作により物のある場所まで移動し、前記左右腕部を該腕開閉機構により閉じて物をつかみ、前記左右脚部の膝部分を伸ばし、続いて前記基本歩行動作部に基づく移動する動作を生じさせるよう、前記アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とする請求項１９記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項２２】
前記キックボード動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げて後方に移動させてから再び前に移動させてボードをキックさせ、続いてその脚部を元の戻して下ろす動作を生じさせるよう、前記アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分ことを特徴とする請求項１９記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【請求項２３】
前記台車押し動作制御手段は、前記ロボット本体部が、前記左右腕部を上げて開き、前記基本歩行動作部に基づく動作により台車がある場所まで移動し、左右腕部を閉じて台車の取っ手をつかみ、前記基本歩行動作部に基づく動作により移動する動作を生じさせるよう、前記アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とする請求項１９記載の無線操縦二足歩行ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、玩具あるいはゲーム装置として遠隔操縦により完全な二足歩行及び方向転換を含む種々の動作を楽しむことができる無線操縦二足歩行ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、玩具あるいはゲーム装置の分野において、二足歩行ロボットが種々提案されている。例えば、胴体に配置した１つのモータユニットの回転運動を円板カムを介して複数のてこに伝達し、これらの複数のてこの動きをリンク機構を介して左右の足の前進及び重心移動を行う二足歩行玩具が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この二足歩行玩具は、１つのモータユニットの回転運動をリンク機構を介して足に伝達しているために、複数のリンク機構を必要とし構造が複雑になり、直進の前進のみ可能であり、特に、方向変更することができないものである。
【０００３】
また、左右の脚を交互に持ち上げて、完全な二足歩行を実現するために、装置本体に設けた駆動装置により、リンク材を介して左右脚を交互に前後及び上下に駆動して歩行動作をし、足首部分に設けた駆動装置により左右脚を交互に傾斜させるとともに、傾斜した装置本体に設けた移動路に沿って移動体を移動させて重心の位置を変える歩行装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。この歩行装置は、重心の位置を変えたときに、装置本体の全体が傾斜するため、人の歩行動作と比較して不自然で、リンク機構が複雑になり、かつ直進歩行のみで方向を変えることができないものである。
【０００４】
さらに、歩行動作を行うとともに、旋回動作を可能にするために、左右の足部材の底部に推進機構を枢支して、推進力を床面に伝達もしくは非伝達にして左右旋回を行う２足歩行ロボットが提案されている（例えば、特許文献３を参照）。この２足歩行ロボットは、方向を変えることができるが、足部材の底部に推進機構を設けているため、機構及び制御が複雑化し、動作も不自然になることがあった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２５９２４５号公報（第２〜３ページ、第１〜１１図）
【特許文献２】
特開２００２−５２４８３号公報（第２〜４ページ、第１〜５図）
【特許文献３】
特開平７−３１７４９号公報（第２〜３ページ、第１〜１４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の玩具あるいはゲーム装置の分野における二足歩行ロボットは、複数のリンク機構を必要とし構造が複雑になり、また重心の位置を変えたときに、装置本体の全体が傾斜したり、方向を変えるために足部材の底部に推進機構を設け機構及び制御が複雑化し、動作も不自然なものであった。１つのモータユニット等のように少ない数の駆動装置では、二足歩行や方向を変更させる機構が複雑になるとともに、人間の動作と比較して不自然になり、かつ動作も限られたものになることがあった。一方、多数のアクチュエータを用いることで、種々の動作を実現できるが、それぞれの動作の制御が複雑化するとともに、コスト高になることがあった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、完全な二足歩行及び方向転換を含む動作を必要最小限のアクチュエータを用いて実現できるとともに、機構も簡略化して安価にでき、かつ他の複雑な動作にも対応することが可能になる玩具あるいはゲーム装置として楽しむことができる無線操縦二足歩行ロボットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明にあっては、胴体部、該胴体部の左右に前後へ揺動可能に設けた左右腕部及び胴体部の下部に設けた腰部、該腰部に回動可能に設けた左右脚部を有する人体の各部を模した形状のロボット本体部と、該ロボット本体部の関節部分に設けた関節用アクチュエータ類と、前記ロボット本体部に搭載され、送信機から送信される無線操縦用の制御信号を受信する受信回路、該受信回路により受信した制御信号に応じて前記関節用アクチュエータ類の動作を制御する信号を生成する制御部、及び前記関節用アクチュエータ類、受信回路及び制御部へ電力を供給する電池とを備えたことを特徴とするものである。関節用アクチュエータ類を制御部により制御することで、完全な二足歩行及び方向転換を含む動作を実現でき、機構も簡略化して安価にでき、かつ他の複雑な動作にも対応することが可能になる。
【０００９】
請求項２に記載の発明にあっては、前記左右脚部は、一端部側が股部に相当する前記腰部に前後方向に回動可能に連結された上脚部と、該上脚部の膝部に相当する下端部に前後方向に回動可能に連結された下脚部と、該下脚部の足首に相当する下端部に前後方向に回動するとともに左右方向に回動可能に連結された左右足部とを有することを特徴とするものである。左右脚部を上脚部と、下脚部と、左右足部とで構成することで、人体と同様の動作を行わせることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明にあっては、前記左右脚部は、前記上脚部に平行に取り付けた上連結棒及び下部側に取り付けた支持棒により、上部側の平行リンク機構を構成するとともに、前記下足部に平行に取り付けた下連結棒及び前記支持棒により、下部側の平行リンク機構を構成することを特徴とするものである。左右脚部を上部側の平行リンク機構と下部側の平行リンク機構とで構成することで、左右脚部の上下運動や前後運動するときに左右脚部の下面を床面に平行し維持することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明にあっては、前記関節用アクチュエータ類は、前記胴体部及び左右腕部の間の腕関節に相当する部分にそれぞれ設けられ該胴体部の左右肩部の面に直交する左右方向に向けた揺動軸を有する腕関節用左右アクチュエータ、前記腰部及び左右脚部の間の腰関節に相当する部分に設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する腰関節用アクチュエータ、前記腰部及び左右脚部の間の股関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な左右方向に向けた回動軸を有する股関節用左右アクチュエータ、前記左右脚部の膝関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な左右方向に向けた回動軸を有する膝関節用左右アクチュエータ、前記左右脚部及び左右足部の間の足首関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する足首関節用左右アクチュエータを含むことを特徴とするものである。関節用アクチュエータ類をロボット本体部の各関節部に設けることで、人体の同様の動き実現できる。
【００１２】
請求項５に記載の発明にあっては、前記制御部は、前記受信回路で受信した制御信号に基づいて、前記関節用アクチュエータ類の二足歩行による前進及び後退のための動作信号を生成する直進動作制御手段、及び右旋回または左旋回のための動作信号を生成する旋回動作制御手段を有する動作制御部と、該動作制御部から出力される動作信号に基づいて前記関節用アクチュエータ類の駆動信号を出力する駆動部とを有することを特徴とするものである。制御部の直進動作制御手段及び旋回動作制御手段を有する動作制御部を、関節用アクチュエータ類を駆動部で駆動して二足歩行動作の基本となる動作を実現できる。
【００１３】
請求項６に記載の発明にあっては、前記受信回路で受信した制御信号に基づいて、前記関節用アクチュエータ類の二足歩行による階段昇降動作信号を生成する階段昇降動作制御手段、ボールキック動作信号を生成するボールキック動作制御手段、屈伸動作信号を生成する屈伸動作制御手段、四つんばい動作信号を生成する四つんばい動作制御手段のいずれかをさらに有することを特徴とするものである。動作制御手段に階段昇降動作制御手段、ボールキック動作制御手段、屈伸動作制御手段及び四つんばい動作制御手段を有することで、各種の応用動作を実現できる。
【００１４】
請求項７に記載の発明にあっては、前記直進動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、その重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げて前方または後方に移動させてからその足部が床面に当接するまで下ろし、続いて重心を一方側の脚部から他方側の脚部へ移動し、続いて他方側の脚部を中心にして一方側の脚部を上げて前方または後方に移動させてからその足部が床面に当接するまで下ろす動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とするものである。直進動作制御手段により自然な二足歩行が実現できる。
【００１５】
請求項８に記載の発明にあっては、前記旋回動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げて前方または後方に移動させてからその足部が床面に当接するまで下ろし、その下ろした足部が床面に接したまま前方から後方または後方から前方へ移動し、続いてその移動した脚部を元の位置に戻す動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とするものである。旋回動作制御手段により特別な機構を設けることなく方向変換を簡単に実現できる。
【００１６】
請求項９に記載の発明にあっては、階段昇降動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げまたは下げて前方に移動させてからその足部が階段の床面に当接するまで下ろし、重心を一方側の脚部から他方側の脚部へ移動し、続いて左右脚部を上げまたは下げて、続いて他方側の脚部を中心にして一方側の脚部を上げまたは下げて前方に移動させてからその足部が階段の床面に当接するまで下ろす動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とするものである。階段昇降動作制御手段により階段の昇り降りの動作を実現できる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明にあっては、ボールキック動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げて後方に移動させてから再び前に移動させてボールをキックさせ、続いてその脚部を元の戻して下ろす動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とするものである。ボールキック動作制御手段によりボールキックを実現できる。
【００１８】
請求項１１に記載の発明にあっては、屈伸動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で左右脚部の膝部分が同時に屈伸する動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とするものである。屈伸動作制御手段により屈伸動作を実現できる。
【００１９】
請求項１２に記載の発明にあっては、四つんばい動作制御手段は、前記ロボット本体部が、前記左右腕部を上に上げ、膝部分を屈曲させた四つんばいの待機状態から、一方の脚部を上げて前方に移動し床面に押し付けて、他方の脚部を上げてから後方に移動し、同時に左右腕部を揺動させ、続いて他方側の脚部を床面に押し付けて、一方の脚部を上げてから後方に移動し、同時に左右腕部を揺動させる動作を生じさせるよう、前記関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とするものである。四つんばい動作制御手段により四つんばい動作を実現できる。
【００２０】
請求項１３に記載の発明にあっては、胴体部、該胴体部の左右に前後に揺動可能に設けるとともに腕開閉機構を介して左右方向に開閉可能に設けた左右腕部及び胴体部の下部に設けた腰部、該腰部に回動可能に設けた左右脚部を有する人体の各部を模した形状のロボット本体と、前記ロボット本体の関節部分及び腕開閉部分に設けたアクチュエータ類と、前記ロボット本体に搭載され、送信機から送信される無線操縦用の制御信号を受信する受信回路、該受信回路により受信した制御信号に応じて前記関節用アクチュエータ類の動作を制御する信号を生成する制御部、及び前記アクチュエータ類、受信回路及び制御部へ電力を供給する電池とを備えたことを特徴とするものである。アクチュエータ類を制御部により制御することで、完全な二足歩行及び方向転換を含む動作を実現でき、機構も簡略化して安価にでき、かつ他の複雑な動作にも対応することが可能になる。
【００２１】
請求項１４に記載の発明にあっては、前記腕開閉機構は、前記胴体部に設けられた水平な前後方向に向けた回動軸を有する腕開閉用アクチュエータと、左右方向に水平に取り付けられた水平軸にスライド自在に取り付けられリンク機構を介して前記腕開閉用アクチュエータの回動動作が伝達される左右スライド部と、該左右スライド部にそれぞれ回動自在に取り付けられた左右回動スライド部と、該左右回動スライドに一端部側が固定され他端部側がそれぞれ左右水平方向に延出されそれぞれ前記左右腕部に連結された動力伝達軸とを有することを特徴とするものである。腕開閉機構により左右腕部の開閉動作を実現できる。
【００２２】
請求項１５に記載の発明にあっては、前記水平軸は、前記左右腕部を揺動する支持軸及びこの支持軸に平行に配置されたスライド軸とからなることを特徴とするものである。水平軸を左右腕部を揺動する支持軸とスライド軸とで構成することで左右腕部の揺動と開閉とを同時にかつ独立して行うことができる。
【００２３】
請求項１６に記載の発明にあっては、前記アクチュエータ類は、前記胴体部及び左右腕部の間の腕関節に相当する部分にそれぞれ設けられ該胴体部の左右肩部の面に直交する左右方向に向けた揺動軸を有する腕関節用左右アクチュエータ、前記腰部及び左右脚部の間の腰関節に相当する部分に設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する腰関節用アクチュエータ、前記腰部及び左右脚部の間の股関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な左右方向に向けた回動軸を有する股関節用左右アクチュエータ、前記左右脚部の膝関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な左右方向に向けた回動軸を有する膝関節用左右アクチュエータ、前記左右脚部及び左右足部の間の足首関節に相当する部分にそれぞれ設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する足首関節用左右アクチュエータ、及び前記腕開閉機構に設けられ水平な前後方向に向けた回動軸を有する腕開閉用アクチュエータを含むことを特徴とするものである。アクチュエータ類をロボット本体部の各関節部に設けることで、人体の同様の動き実現できる
【００２４】
請求項１７に記載の発明にあっては前記制御部は、前記受信回路で受信した制御信号に基づいて、前記アクチュエータ類の二足歩行による前進及び後退のための動作信号を生成する直進動作制御手段、及び右旋回または左旋回のための動作信号を生成する旋回動作制御手段を有する動作制御部と、該動作制御部から出力される動作信号に基づいて前記アクチュエータ類の駆動信号を出力する駆動部とを有することを特徴とするものである。制御部の直進動作制御手段及び旋回動作制御手段を有する動作制御部を、アクチュエータ類を駆動部で駆動して二足歩行動作の基本となる動作を実現できる。
【００２５】
請求項１８に記載の発明にあっては、前記動作制御部は、前記受信回路で受信した制御信号に基づいて、前記アクチュエータ類の腕開閉動作を含む動作信号を生成する腕開閉動作部を含むことを特徴とするものである。腕開閉動作部で左右腕部の開閉動作を含む動作を実現できる。
【００２６】
請求項１９に記載の発明にあっては、前記腕開閉動作部は、前記アクチュエータ類の二足歩行によるボール投げ動作信号を生成するボール投げ動作制御手段、物つかみ移動動作信号を生成する物つかみ移動動作手段、ボールキック動作信号を生成するキックボード動作制御手段、台車押し動作信号を生成する台車押し動作制御手段のいずれかを有することを特徴とするものである。腕開閉動作部のボール投げ動作制御手段、物つかみ移動動作手段、キックボード動作制御手段及び台車押し動作制御手段により左右腕部の開閉動作を含む動作を実現できる。
【００２７】
請求項２０に記載の発明にあっては、前記ボール投げ動作制御手段は、前記ロボット本体部が、前記左右腕部を上に上げるとともに前記腕開閉機構により開き、ボールをつかんだ状態で上に上げ、続いて左右腕部を下げるとともに該腕開閉機構により開く動作を生じさせるよう、前記アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とするものである。ボール投げ動作制御手段でボール投げ動作を実現できる。
【００２８】
請求項２１に記載の発明にあっては、前記物つかみ移動動作手段は、前記ロボット本体部が、前記左右腕部を上に上げるとともに前記腕開閉機構により開き、基本歩行動作部に基づく動作により物のある場所まで移動し、前記左右腕部を該腕開閉機構により閉じて物をつかみ、前記左右脚部の膝部分を伸ばし、続いて前記基本歩行動作部に基づく移動する動作を生じさせるよう、前記アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とするものである。物つかみ移動動作手段で物をつかんで移動する動作を実現できる。
【００２９】
請求項２２に記載の発明にあっては、前記キックボード動作制御手段は、前記ロボット本体部が、その胴体部及び腰部を床面に対して垂直に直立し、前記左右足部の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部を中心に、他方側の脚部を上げて後方に移動させてから再び前に移動させてボードをキックさせ、続いてその脚部を元の戻して下ろす動作を生じさせるよう、前記アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分ことを特徴とするものである。キックボード動作制御手段でキックボードに乗って移動する動作を実現できる。
【００３０】
請求項２３に記載の発明にあっては、前記台車押し動作制御手段は、前記ロボット本体部が、前記左右腕部を上げて開き、前記基本歩行動作部に基づく動作により台車がある場所まで移動し、左右腕部を閉じて台車の取っ手をつかみ、前記基本歩行動作部に基づく動作により移動する動作を生じさせるよう、前記アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成することを特徴とするものである。台車押し動作制御手段で台車を押して移動する動作を実現できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図１〜図９は、本発明第１実施形態の無線操縦二足歩行ロボットの構成を説明する図であり、図１は二足歩行ロボットの斜視図、図２は二足歩行ロボットのアクチュエータ類の構成を説明する図、図３は二足歩行ロボットの正面図、図４は二足歩行ロボットの腕部を省略した側面図、図５は二足歩行ロボットの背面図、図６は二足歩行ロボットの重心移動した状態を示す正面図、図７は二足歩行ロボットの脚部を曲げた待機状態の側面図、図８は二足歩行ロボットの動作制御の全体構成を説明するブロック図、図９は二足歩行ロボットの動作制御部の構成を説明するブロック図である。
【００３２】
本発明の第１実施形態に係る無線操縦二足歩行ロボットは、無線による遠隔操作で動作制御ができる玩具あるいはゲーム装置として楽しむことができるものである。このロボット本体部１０は、胴体部１１と、この胴体部１１の上部に取り付けられた頭部１２、胴体部１１の左右側面側角の肩部に相当する部分にそれぞれ前後に揺動可能に設けられた左右腕部１３，１３、及び胴体部１１の背中側に取り付けられた背面部１４と、胴体部１１の下部に取り付けられた腰部２０と、この腰部２０に回動可能に設けられた左右脚部３０，３０等とを有し、例えば、全体としてプラスチックの成型材料あるいは金属材料等から人体を模した形状に形成されている。また、ロボット本体部１０には、胴体部１１内に収納され左右腕部１３，１３を揺動するための腕関節用左右アクチュエータ１５，１５、腰部２０と左右脚部３０，３０との間の腰関節部分に設けられた腰関節用アクチュエータ２４、腰部２０と左右脚部３０，３０との間の股関節部分にそれぞれ設けられた股関節用アクチュエータ３２，３２、左右脚部３０，３０のそれぞれの膝関節部分に設けられた膝関節用左右アクチュエータ４２，４２及び左右脚部３０，３０下部のそれぞれの足首関節部分に設けられた足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を含む関節用アクチュエータ類と、胴体部１１あるいは背面部１４の内部に収納された関節用アクチュエータ類の動作制御用の制御部５０、受信回路５１及び電池５３等とを備えている。
【００３３】
胴体部１１は、左右側面の上部角の肩部１６，１６に相当する部分が斜め下向き角度の傾斜面を有し、全体として上部側がやや狭い箱型に形成されている。この胴体部１１の上部には、頭部１２が固定されている。胴体部１１の内部には、肩部１６，１６の傾斜面にそれぞれ垂直な左右方向に向けた揺動軸１５ａ，１５ａを有する腕関節用左右アクチュエータ１５，１５が配置されている。この胴体部１１の肩部１６，１６の傾斜面には、それぞれ対応する左右腕部１３，１３が、手先部分１３ａ，１３ａを下側に向けてそれぞれ対応する腕関節用左右アクチュエータ１５，１５の揺動軸１５ａ，１５ａに取り付けられている。これら腕関節用左右アクチュエータ１５，１５は、例えば、サーボモータであり、後に詳細に説明する制御部５０からの動作信号に基づいてそれぞれ独立に前後に揺動するようになっている。後に説明する他の関節用アクチュエータ類も同様のサーボモータである。
【００３４】
背面部１４は、例えば、横幅が胴体部１１の横幅と同程度で、高さが腰部２０下部から頭部１２の後部側程度までの縦長で四角形の箱型に形成されている。この背面部１４は、背中側に箱型の荷物等を背負っているように、胴体部１１及び腰部２０の背面側に取り付けられている。また、背面部１４は、胴体部１４とともに内部が空洞に形成されており、後に説明する一部の関節用アクチュエータ類や動作制御用の制御部５０、受信回路５１及び電池５３等が収納されるようになっている。なお、背面部１４は、例えば、胴体部１１がその内部に制御部５０、受信回路５１、電池５３あるいは腕関節用左右アクチュエータ１５，１５及び腰関節用アクチュエータ２４等が全て収納できる大きさであれば省略することができる。
【００３５】
腰部２０は、腰部本体２１と、この腰部本体２１に取り付けられた左右アクチュエータケース２２，２２等とから構成されている。腰部本体２１は、上部が平坦な板部２１ａに形成され、この板部２１ａの前後の左右端部にそれぞれ下向きに曲折された一対の取付け部２１ｂ，２１ｂが形成されている。左右アクチュエータケース２２，２２は、それぞれ水平な前後方向に向けた連結軸２３，２３により、前後の取付け部２１ｂ，２１ｂ間に回動自在に取付けられている。背面部１４内の下部側の中央部には、図４及び図５に示すように、水平な前後方向に向けた回動軸を有する１つの股関節用アクチュエータ２４が配置されている。この股関節用アクチュエータ２４の回動軸には、プーリ２５が取付けられ、また左右の連結軸２３，２３にも左右プーリ２６，２６が取付けられ、プーリ２５及び左右プーリ２６，２６間にベルト２７が掛け渡されている。すなわち、股関節用アクチュエータ２４の回動動作がプーリ２５からベルト２７を介して及び左右プーリ２６，２６に伝達され、連結軸２３，２３を中心にして腰部本体２１と左右アクチュエータケース２２，２２との間で左右方向に揺動するようになっている。なお、股関節用アクチュエータ２４の回動動作をプーリ２５，２６，２６やベルト２７により揺動するよう伝達しているが、例えば、プーリ２５，２６，２６やベルト２７に代えて歯車やレバー機構を使用して実現することができる。また、左右アクチュエータケース２２，２２内には、水平な左右方向に向けた回動軸３２ａ，３２ａを有する股関節用アクチュエータ３２，３２が収納されている。これら回動軸３２ａ，３２ａは、アクチュエータケース２２，２２の左右側面からやや外側へ突出され、後に詳細に説明する左右脚部３０，３０がそれぞれ取付けられている。
【００３６】
左右脚部３０，３０は、左右それぞれ同様の形状に形成されているため、例えば、左側の脚部３０について説明する。脚部３０は、一対の上脚部３１，３１と、これら一対の上脚部３１，３１間に配置されたアクチュエータケース３３と、上脚部３１，３１の下端部に設けられた一対の下脚部３６，３６と、これら下脚部３６，３６の下端部に取り付けられたアクチュエータケース３８と、このアクチュエータケース３８の下部側に支持板４６，４６を介して取り付けられた足部４５と、一方の上脚部３１側に平行に取り付けられた上連結棒３４と、一方の下脚部３６側に平行に取り付けられた下連結棒３９と、上脚部３１と下脚部３６の連結部分及び上連結棒３４と下連結棒３９の連結部分の間に取り付けられた支持棒４０等とから構成されている。
【００３７】
上脚部３１，３１は、例えば、左右一対の平行に配置された細長い板材からなり、その股関節部分に相当する上端部側が、アクチュエータケース２２の側面に水平な左右方向へ突出された股関節用アクチュエータ３２の回動軸３２ａに取り付けられている。すなわち、一対の平行な上脚部３１，３１は、股関節用アクチュエータ３２の回動動作が回動軸３２ａを介して伝達されてアクチュエータケース２２に対して前後に回動するようになっている。上脚部３１，３１の下部側には、それらの間に挟まれた状態でアクチュエータケース３３が取り付けられている。このアクチュエータケース３３内には、水平な左右方向へ向けた回動軸４２ａを有する膝関節用アクチュエータ４２が収納されている。一対の上脚部３１，３１の膝関節部分に相当する下端部側は、回動軸４２ａが貫通して水平に左右方向に突出されている。
【００３８】
下脚部３６，３６は、上脚部３１，３１と同程度の長さで左右一対の平行に配置された細長い板材からなり、その膝関節部分に相当する上端部側がアクチュエータケース３３の側面に水平方向に向けて突出された膝関節用アクチュエータ４２の回動軸４２ａに取り付けられている。すなわち、一対の下脚部３６，３６は、膝関節用アクチュエータ４２の回動動作が回動軸４２ａを介して伝達されて一対の上脚部３１，３１との間で膝関節と同様に相対的に屈伸するようになっている。アクチュエータケース３３下部の下脚部３６，３６間には、それらの間隔を一定の距離に保持するための連結棒３７が取り付けられている。また、下脚部３６，３６の下部側には、それらの間に挟まれた状態でアクチュエータケース３８が配置されている。このアクチュエータケース３８の左右側面の下部側中央部には、一対の連結軸４３，４３が左右の水平方向に向けて突出されている。一対の下脚部３６，３６の足首関節部分に相当する下端部側は、連結軸４３，４３に回動自在に取り付けられている。アクチュエータケース３８内には、水平な前後方向に向けた回動軸４７ａを有する足首関節用アクチュエータ４７が収納されている。
【００３９】
上連結棒３４は、上脚部３１と同程度の長さの細長い棒状に形成され、外側の上脚部３１と平行に配置され、その上端部側がアクチュエータケース２２の側面に設けられた連結軸３５に回動自在に取り付けられている。下連結棒３９は、下脚部３６と同程度の長さの細長い棒状に形成され、外側の下脚部３６と平行に配置され、その下端部側がアクチュエータケース３８の後部側面に突出するよう形成された取り付け部３８ａに設けられた連結軸４４に回動自在に取り付けられている。支持棒４０は、短い棒状に形成され、一方の端部側が連結軸４２ａに回動自在に取り付けられ、他方の端部側が上連結棒３４の下端部側及び下連結棒３９の上端部側とともに連結軸４１に回動自在に取り付けられている。すなわち、脚部３０は、上脚部３１，３１と上連結棒３４と支持棒４０とにより平行な上側のリンク機構を構成するとともに、下脚部３６，３６と下連結棒３９と支持棒４０とにより平行な下側のリンク機構を構成している。アクチュエータケース３８内には、水平な前後方向に向けられた回動軸４７ａ，４７ａを有する足首関節用アクチュエータ４７が収納されている。この回動軸４７ａ，４７ａは、アクチュエータケース３８の下部側の前面及び後面から突出されている。
【００４０】
足部４５は、例えば、矩形板状に形成され、その上面の前側及び後側に板状に形成された一対の支持部４６，４６が突出するよう取り付けられている。これら支持部４６，４６の上端部は、アクチュエータケース３８底面と足部４５上面との間にやや隙間を設けて、足首関節用アクチュエータ４７の回動軸４７ａ，４７ａに取り付けられている。すなわち、足首関節用アクチュエータ４７の回動動作が回動軸４７ａ，４７ａから支持板４６，４６を介して足部４５に伝達され、足部４５に対して脚部３０が左右に傾斜するようになっている。足部４５の裏面には、床面との間で適切な摩擦力を生じるとともに円滑に接触するようゴム板等の摩擦板４８が貼り付けられている。なお、足部４５の裏面を摩擦力と円滑な接触のための表面処理をするときには、摩擦板４８を省略できる。
【００４１】
受信回路５１は、無線操縦二足歩行ロボットを遠隔操縦するための図示しない送信機から電波等により送信されてくる制御信号を、アンテナ５２を介して受信する回路であり、例えば、背面部１４内に配置されている。アンテナ５２は、例えば、背面部１４の側面に取り付けられている。赤外線等により送信機から制御信号を送信する場合には、アンテナ５２に代えて赤外線の受信素子を使用することができる。制御部５０は、受信回路５１で受信した制御信号に基づいて、関節用アクチュエータ類の動作を制御するための信号を出力する部分であり、制御信号に対応した関節用アクチュエータ類の動作信号を一定のタイミングで生成する動作制御部５６と、この動作制御部５６から出力される動作信号に基づいて関節用アクチュエータ類の駆動信号を出力する駆動部５７とからなり、例えば、マイクロコンピュータ回路等により構成される。この制御部５０は、例えば、背面部１４内に配置されている。また、電池５３は、胴体部１１と背面部１４の内部に交換可能に収納されている。さらに、背面部１４の側面部分には、電池５３の電源をオン・オフするための電源スイッチ５４、及び動作制御部５６の動作信号のモードを切換えるモード切換スイッチ５５が外部から操作可能に設けられている。モード切換スイッチ５５は、例えば、各種動作信号をモードに対応して切換可能にするスイッチであり、送信機の操作釦等を省略したり操作を簡略化できるようにするものである。
【００４２】
動作制御部５６は、関節用アクチュエータ類の動作に基づいて生成される二足歩行動作の基本となる基本歩行動作部６０と、関節用アクチュエータ類の動作を応用した応用動作部６３とを備えている。基本歩行動作部６０は、二足歩行による前進及び後退のための動作信号を生成するための直進動作制御手段６１と、右旋回または左旋回のための動作信号を生成するための旋回動作制御手段６２とを有する。また、応用動作部６３は、階段を昇り降りするための動作信号を生成するための階段昇降動作制御手段６４と、ボールをキックするための動作信号を生成するためのボールキック動作制御手段６５と、屈伸するための動作信号を生成するための屈伸動作制御手段６６と、四つんばいで移動するための動作信号を生成するための四つんばい動作制御手段６７とを有する。この動作制御部５６における各制御手段は、上記の通り、例えば、マイクロコンピュータ回路において動作信号を一定のタイミングで生成するため予めメモリ等に記憶したコンピュータプログラムにより実現される。
【００４３】
次に、動作制御部５６の基本歩行動作部６０に基づく動作例を具体的に説明する。図１０〜図１３は基本歩行動作部による動作例を説明する図であり、図１０は前進による直進動作を説明する図、図１１は後退の直進動作を説明する図、図１２は右旋回動作を説明する図、図１３は左旋回動作を説明する図である。なお、これらの動作を説明する図は、左側の一連の動作を生じさせるために関連するアクチュエータを右側において○印で示している。以下の動作を説明する図も同様である。
【００４４】
まず、最初に無線操縦二足歩行ロボットを動作させるときには、電源スイッチ５４をオンすると、電池５３から各部に電源が供給され、左右脚部３０，３０が真直ぐに伸びた状態から、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２が動作して、例えば、図７に示すような、股関節部分及び膝関節部分がやや屈曲した、動作開始前の待機状態に移行する。以下に説明する待機状態とは、同様の動作開始前の状態を言う。
【００４５】
次に、ロボット本体部１０を床面に左右足部４５，４５の摩擦板４８，４５を当接させて直立させる。続いて、送信機から前進による直進動作による制御信号を送信すると、その制御信号がアンテナ５２を介して受信回路５１により受信される。続いて、動作制御部５６では、受信回路５１で受信された制御信号に基づいて、図１０に示すような、一連の動作を生じさせる信号が一定のタイミングで生成され、駆動部５７を介して対応する所定の関節用アクチュエータ類が駆動される。すなわち、まず、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して、図６に示すように、胴体部１１及び腰部２０を垂直に直立した状態にし、左右脚部３０，３０を右側に傾斜させ、左右足部４５，４５が床面に垂直に当接した状態にすることで、体全体を右側へ重心移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左上脚部３１，３１を上に傾斜せせるとともに左下脚部３６，３６を膝部分から折り曲げて、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．２）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた左脚部３０を中央から前に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前に揺動させる（Ｎｏ．３）。続いて、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、前に移動させた左脚部３０を左足部４５の摩擦板４８が床面に当接するまで下げる（Ｎｏ．４）。次に、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して体全体を右側から左側へ重心移動するとともに、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、右脚部３０から左脚部３０へ重心移動する（Ｎｏ．５）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右上脚部３１，３１を上に傾斜せせるとともに右下脚部３６，３６を膝部分から折り曲げて、右脚部３０を上げる（Ｎｏ．６）。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた右脚部３０を前に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を後に揺動させる（Ｎｏ．７）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた右脚部３０を右足部４５が床面に摩擦板４８が当接するまで下げる（Ｎｏ．８）。次に、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して体全体を左側から右側へ重心移動するとともに、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、左脚部３０から右脚部３０へ重心移動する（Ｎｏ．９）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．１０）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた左脚部３０を後から前に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前に揺動させる（Ｎｏ．１１）。以上の一連の動作により、無線操縦二足歩行ロボット１０が直立した待機状態から、左脚部３０から前進歩行を開始し、右脚部３０へ重心を移動し、さらに左脚部３０へ重心を移動し、同時に左右脚部３０，３０と反対方向に左右腕部１３，１３が揺動されて前進歩行が行われる。これ以降は、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．１１を繰り返すことで、人間と同様な完全な前進の二足歩行が行われる。なお、同様の動作を右脚部３０から前進歩行を開始するようにしてもよい。また、歩幅は、上記のＮｏ．３，５，７，９，１１における足移動量を変化させることで、通常歩幅、小幅、大幅に変化させることができる。このような歩幅に関しては、モード切換スイッチ５５により切換えることが好ましい。
【００４６】
次に、後退の直進動作を行うには、上記と同様に送信機から後退の直進動作の制御信号を送信することで、図１１に示すように、まず、待機状態から腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して、前進と同様に体全体を右側へ重心移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．２）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた左脚部３０を中央から後に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を後に揺動させる（Ｎｏ．３）。続いて、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた左脚部３０を左足部４５の摩擦板４８が床面に当接するまで下げる（Ｎｏ．４）。次に、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して体全体を右側から左側へ重心移動するとともに、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、右脚部３０から左脚部３０へ重心移動する（Ｎｏ．５）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右上脚部３１，３１を上に傾斜せせるとともに右下脚部３６，３６を膝部分から折り曲げて、右脚部３０を上げる（Ｎｏ．６）。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた右脚部３０を前から後に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前に揺動させる（Ｎｏ．７）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた右脚部３０を右足部４５の摩擦板４８が床面に当接するまで下げる（Ｎｏ．８）。次に、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して体全体を左側から右側へ重心移動するとともに、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、左脚部３０から右脚部３０へ重心移動する（Ｎｏ．９）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．１０）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた左脚部３０を前から後に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を後に揺動させる（Ｎｏ．１１）。以上の一連の動作により、無線操縦二足歩行ロボットが直立した待機状態から、左脚部３０から後退歩行を開始し、右脚部３０へ重心を移動し、さらに左脚部３０へ重心を移動し、同時に左右脚部３０，３０と反対方向に左右腕部１３，１３が揺動されて後退歩行が行われる。これ以降はＮｏ．４〜Ｎｏ．１１を繰り返すことで、人間と同様な完全な後退の二足歩行が行われる。なお、上記と同様の動作を右脚部３０から後退歩行を開始するようにしてもよい。また、同様に歩幅は、上記のＮｏ．３，５，７，９，１１における足移動量を変化させることで、通常歩幅、小幅、大幅に変化させることができる。
【００４７】
以上の説明のように、直進の前進または後退による歩行動作を生じさせる直進動作制御手段６１は、ロボット本体部１０が、その胴体部１１及び腰部２０を床面に対して垂直に直立し、左右足部４５，４５の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部３０を中心に、他方側の脚部３０を上げて前方（前進）または後方（後退）に移動させ、その足部４５が床面に当接するまで下ろし、続いて、重心を一方側の脚部３０から他方側の脚部３０へ移動し、続いて他方側の脚部３０を中心にして一方側の脚部３０を上げて前方（前進）または後方（後退）に移動させて、その足部４５が床面に当接するまで下ろす動作を生じさせるよう、対応する関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。なお、左右腕部１３，１３は、同じ方向の左右脚部３０，３０の動きに対して、反対方向に互いに揺動するよう駆動されるようになっている。
【００４８】
次に、右旋回動作を行うには、上記と同様に送信機から右旋回動作の制御信号を送信することで、図１２に示すように、まず、待機状態から腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して右側へ重心移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を駆動して左脚部３０を上げる（Ｎｏ．２）。続いて、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を駆動して左脚部３０を中央から前に移動すると同時に、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前から後へ揺動させる（Ｎｏ．３）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を駆動して左脚部３０を下げる（Ｎｏ．４）。この場合、左脚部３０は右脚部３０より僅かに下、例えば、数ミリメートル程度下に下げる。これにより、矩形板状の足部４５が床面に対して僅かに傾斜して摩擦板４８の床面に対する接触面積が少なくなる。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を駆動して、左脚部３０を摩擦板４８が床面に接触したまま前から後に移動すると同時に、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を後から前へ揺動させる（Ｎｏ．５）。この動作により右足部４８の摩擦板４８の床面への接触部分を支点にして右旋回が行われる。続いて、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を駆動して左脚部３０を上げる（Ｎｏ．６）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を駆動して左脚部３０を後からから前に移動すると同時に、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前から後へ揺動させる（Ｎｏ．７）。これ以降はＮｏ．４〜Ｎｏ．７を繰り返すことで、右旋回が繰り返し行われる。なお、上記のＮｏ．３，５，７における足移動量を変化させることで、通常歩幅、小幅または大幅の右旋回を行うことができる。
【００４９】
次に、左旋回動作を行うには、上記と同様に送信機から左旋回動作の制御信号を送信することで、図１３に示すように、まず、待機状態から腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して左側へ重心移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を駆動して右脚部３０を上げる（Ｎｏ．２）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を駆動して右脚部３０を中央から前に移動すると同時に、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前から後へ揺動させる（Ｎｏ．３）。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を駆動して右脚部３０を下げる（Ｎｏ．４）。この場合、右脚部３０は左脚部３０より僅かに下、例えば、数ミリメートル程度下に下げる。これにより、矩形板状の足部４５が床面に対して僅かに傾斜して摩擦板４８の床面に対する接触面積が少なくなる。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を駆動して右脚部３０を摩擦板４８が床面に接触したまま前から後に移動すると同時に、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後から前へ揺動させる（Ｎｏ．５）。この動作により左足部４８の摩擦板４８の床面への接触部分を支点にして左旋回が行われる。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を駆動して右脚部３０を上げる（Ｎｏ．６）。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を駆動して右脚部３０を後からから前に移動すると同時に、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前から後へ揺動させる（Ｎｏ．７）。これ以降はＮｏ．４〜Ｎｏ．７を繰り返すことで、左旋回が繰り返し行われる。なお、上記のＮｏ．３，５，７における足移動量を変化させることで、通常歩幅、小幅または大幅の左旋回を行うことができる。
【００５０】
以上の説明のように、右旋回または左旋回動作を生じさせる旋回動作制御手段６２は、上記説明と同様にロボット本体部１０が、その胴体部１１及び腰部２０を床面に対して垂直に直立し、左右足部４５，４５の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部３０を中心に、他方側の脚部３０を上げて前方または後方に移動させてからその足部４５が床面に当接するまで下ろし、その下ろした足部４５が床面に接したまま前方から後方または後方から前方へ移動し、続いてその移動した脚部３０元の位置に戻す動作を生じさせるよう、関連する関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。なお、左右腕部１３，１３の動作も直進動作と同様である。
【００５１】
次に、動作制御部５６の応用動作部６３に基づく動作例を具体的に説明する。図１４〜図１９は応用動作部による動作を説明する図、図２０〜図２４は動作状態を示す図であり、図１４は階段昇り動作を説明する図、図１５は階段降り動作を説明する図、図１６は左足ボールキック動作を説明する図、図１７は右足ボールキック動作を説明する図、図１８は屈伸動作を説明する図、図１９は四つんばい動作を説明する図、図２０は膝の屈伸動作を示す図、図２１は四つんばい動作開始前の状態を示す図、図２２は四つんばいで移動している状態を示す図、図２３は四つんばいで移動している状態を示す図、図２４は四つんばいで移動している状態を示す図である。
【００５２】
待機状態から階段を昇るには、昇りの階段に向かって直立させ、図１４に示すように、まず、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して、体全体を右側へ重心移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．２）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた左脚部３０を中央から前に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前に揺動させる（Ｎｏ．３）。続いて、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた左脚部３０を下げる（Ｎｏ．４）。この状態で左脚部３０の足部４５の摩擦板４８が階段の上に当接される。次に、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動するとともに、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、体全体を右側から左側へ重心移動するとともに右脚部３０から左脚部３０へ重心移動する（Ｎｏ．５）。続いて、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、右脚部３０を上げ、左脚部３０を伸ばす（Ｎｏ．６）。左脚部３０を伸ばすことで、右脚部３０だけを上げた場合と比較して右脚部３０を上げなければいけない量を少なくしている。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を後から前に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を後に揺動させる（Ｎｏ．７）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を右足部４５の摩擦板４８が床面に当接するまで下げる（Ｎｏ．８）。この状態で右脚部３０の階段に載せられる。次に、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動するとともに、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、体全体を左側から右側へ重心移動するとともに左脚部３０から右脚部３０へ重心移動する（Ｎｏ．９）。次に、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、右脚部３０を伸ばし、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．１０）。右脚部３０を伸ばすことで、左脚部３０だけを上げた場合と比較して左脚部３０を上げなければいけない量を少なくしている。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を後から前に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前に揺動させる（Ｎｏ．１１）。以上の一連の動作により、ロボット本体部１０が直立した待機状態から、左脚部３０から階段昇りを開始し、右脚部３０へ重心を移動し、さらに左脚部３０へ重心を移動し、同時に左右脚部３０，３０と反対方向に左右腕部１３，１３が揺動されて階段昇りが行われる。これ以降はＮｏ．４〜Ｎｏ．１１を繰り返すことで、人間と同様な完全な前進の二足歩行の階段昇りが行われる。なお、同様の動作を右脚部３０から階段昇りを開始するようにしてもよい。
【００５３】
待機状態から階段を降りるには、下りの階段に向かって直立させ、図１５に示すように、まず、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して、体全体を右側へ重心移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．２）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、上に上げた左脚部３０を中央から前に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前に揺動させる（Ｎｏ．３）。続いて、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を縮ませ、左脚部３０を下げる（Ｎｏ．４）。右脚部３０を縮ませることで、左脚部３０だけを下げた場合と比較して左脚部３０の下げなければいけない量を少なくしている。この状態で左脚部３０の足部４５の摩擦板４８が階段の上に当接される。次に、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動するとともに、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、体全体を右側から左側へ重心移動するとともに右脚部３０から左脚部３０へ重心移動する（Ｎｏ．５）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を上げる（Ｎｏ．６）。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を後から前に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を後に揺動させる（Ｎｏ．７）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を下げ、左脚部３０を縮ませる（Ｎｏ．８）。左脚部３０を縮ませることで、右脚部３０だけを下げた場合と比較して右脚部３０の下げなければいけない量を少なくしている。この状態で右脚部３０の階段に載せられる。次に、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動するとともに、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、体全体を左側から右側へ重心移動するとともに左脚部３０から右脚部３０へ重心移動する（Ｎｏ．９）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．１０）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を後から前に移動させるとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前に揺動させる（Ｎｏ．１１）。以上の一連の動作により、無線操縦二足歩行ロボット１０が直立した待機状態から、左脚部３０から階段降りを開始し、右脚部３０へ重心を移動し、さらに左脚部３０へ重心を移動し、同時に左右脚部３０，３０と反対方向に左右腕部１３，１３が揺動されて階段降りが行われる。これ以降はＮｏ．４〜Ｎｏ．１１を繰り返すことで、人間と同様な完全な前進の二足歩行の階段降りが行われる。なお、同様の動作を右脚部３０から階段降りを開始するようにしてもよい。
【００５４】
以上の説明のように、階段の昇りあるいは降り動作を生じさせる階段昇降動作制御手段６４は、ロボット本体部１０が、その胴体部１１及び腰部２０を床面に対して垂直に直立し、左右足部４５，４５の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部３０を中心に、他方側の脚部３０を上げ（昇り）または下げ（降り）て前方に移動させてからその足部４５が階段の床面に当接するまで下ろし、重心を一方側の脚部３０から他方側の脚部３０へ移動し、続いて左右脚部３０を上げ（昇り）または下げ（降り）て、続いて他方側の脚部３０を中心にして一方側の脚部３０を上げ（昇り）または下げ（降り）て前方に移動させてからその足部４５が階段の床面に当接するまで下ろす動作を生じさせるよう、関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。なお、左右腕部１３，１３は、直進動作と同様に揺動するようになっている。
【００５５】
待機状態から左脚部３０によりボールキック動作を行うには、図１６に示すように、まず、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して、体全体を右側へ重心移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．２）。続いて、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を中央から後ろに移動し、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後から前に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前から後に揺動させる（Ｎｏ．３）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を後から前に移動するとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前から後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を後から前に揺動させる（Ｎｏ．４）。これにより左脚部３０によりボールキック動作が行われる。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を前から中央に移動するとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後から前に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前から後に揺動させる（Ｎｏ．５）。続いて、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を同時に駆動して、左脚部３０を下げる（Ｎｏ．６）。これによりホールキック前の最初の待機状態に戻る。
【００５６】
次に、待機状態から右脚部３０によりボールキック動作を行うには、図１７に示すように、まず、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して、体全体を左側へ重心移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を上げる（Ｎｏ．２）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を中央から後ろに移動し、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前から後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を後から前に揺動させる（Ｎｏ．３）。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を後から前に移動するとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を後から前に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を前から後に揺動させる（Ｎｏ．４）。これにより右脚部３０によりボールキック動作が行われる。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を前から中央に移動するとともに、腕関節用左アクチュエータ１５を駆動して左腕部１３を前から後に揺動させ、腕関節用右アクチュエータ１５を駆動して右腕部１３を後から前に揺動させる（Ｎｏ．５）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を同時に駆動して、右脚部３０を下げる（Ｎｏ．６）。これによりホールキック前の最初の待機状態に戻る。
【００５７】
以上の説明のように、ボールキック動作を生じさせるボールキック動作制御手段６５は、ロボット本体部１０が、その胴体部１１及び腰部２０を床面に対して垂直に直立し、左右足部４５，４５の裏面を床面に平行になる状態で重心を一方側へ移動させ、重心を移動した一方側の脚部３０を中心に、他方側の脚部３０を上げて後方に移動させてから再び前に移動させてボールをキックさせ、続いてその脚部３０を元の戻して下ろす動作を生じさせるよう、関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。なお、左右腕部１３，１３は、ボールをキックする脚部３０の動きに合わせて直進動作と同様に揺動するようになっている。
【００５８】
次に、屈伸運動を行うには、待機位置から、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、図２０に示すような、膝を屈曲させた屈曲位置まで移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、屈曲位置から待機位置に移動する（Ｎｏ．２）。その後再び股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を同時に駆動して、待機位置から屈曲位置まで移動する（Ｎｏ．３）。Ｎｏ．２〜Ｎｏ．３を任意の回数分繰り返し（Ｎｏ．４）、再び最初の待機位置に戻り屈伸運動を終了する（Ｎｏ．５）。なお、腕関節用左右アクチュエータ１５，１５を屈伸運動とともに駆動して左右腕部１３，１３を揺動させるようにしてもよい。
【００５９】
以上の説明のように、屈伸動作を生じさせる屈伸動作制御手段６６は、ロボット本体部１０が、その胴体部１１及び腰部２０を床面に対して垂直に直立し、左右足部４５，４５の裏面を床面に平行になる状態で左右脚部３０，３０の膝部分が同時に屈伸する動作を生じさせるよう、関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。なお、左右腕部１３，１３は、揺動しない例を示したが、例えば、屈伸動作に合せて同じ方向に揺動するようにしてもよい。
【００６０】
次に、四つんばい動作を行うには、電源スイッチ５４をオンするとともに、例えば、モード切換スイッチ５５を四つんばい動作モードに切換えると、図１９に示すように、初期の待機状態から、腕関節用左右アクチュエータ１５，１５を駆動して左右腕部１３，１３を上げる（Ｎｏ．１）。次に、床面にロボット本体部１０を左右腕部１３，１３及び左右脚部３０，３０を当接させた状態にし、送信機から四つんばい動作による制御信号を送信すると、図２１に示すように、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を駆動して、左右脚部３０，３０をやや屈曲させた四つんばいの待機状態に移行する（Ｎｏ．２）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を駆動して、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．３）。続いて、股関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を同時に駆動して、重心を移動させるとともに、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を駆動して、左脚部３０を前方に移動する（Ｎｏ．４）。次に、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を駆動して、図２２に示すように、左脚部３０を床面に押し付け、右脚部３０を上げる（Ｎｏ．５）。次に、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を駆動して、左脚部３０を後方に移動するとともに、右脚部３０を前方に移動し、腕関節用左右アクチュエータ１５，１５を駆動して、左右腕部１３，１３を交互に揺動することで、図２３に示すように、左脚部３０で床面を蹴った状態にするとともに、股関節用アクチュエータ２４及び脚関節用左右アクチュエータ４７，４７も同時に駆動して重心移動する（Ｎｏ．６）。これにより、図２５に示すように、腰をくねらすように動く。次に、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を駆動して、右脚部３０を床面に押し付け、左脚部３０を上げる（Ｎｏ．７）。続いて、股関節用アクチュエータ２４及び脚関節用左右アクチュエータ４７，４７も同時に駆動して重心移動し、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を駆動して、右脚部３０を後方に移動するとともに、左脚部３０を前方に移動し、腕関節用左右アクチュエータ１５，１５を駆動して、左右腕部１３，１３を交互に揺動することで、図２４に示すように、右脚部３０で床面を蹴った状態にする（Ｎｏ．８）。これ以降は、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８を繰り返すことで四つんばい動作を行うことができる。
【００６１】
以上の説明のように、四つんばい動作を生じさせる四つんばい動作制御手段６７は、ロボット本体部１０が、左右腕部１３，１３を上に上げ、膝部分を屈曲させた四つんばいの待機状態から、一方の脚部３０を上げて前方に移動し床面に押し付けて、他方の脚部３０を上げてから後方に移動し、同時に左右腕部１３，１３を揺動させ、続いて他方側の脚部３０を床面に押し付けて、一方の脚部３０を上げてから後方に移動し、同時に左右腕部１３，１３を揺動させる動作を生じさせるよう、関節用アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。
【００６２】
上記構成の第１実施形態の無線操縦二足歩行ロボットでは、胴体部１１内に左右腕部１３，１３を揺動するための腕関節用左右アクチュエータ１５，１５が収納され、腰部２０と左右脚部３０，３０との間に１つの腰関節用アクチュエータ２４が設けられ、腰部２０と左右脚部３０，３０との間に股関節用アクチュエータ３２，３２がそれぞれ設けられ、左右脚部３０，３０のそれぞれの膝関節部分に膝関節用左右アクチュエータ４２，４２が設けられ、左右脚部３０，３０のそれぞれの足首関節部分に足首関節用左右アクチュエータ４７，４７が設けられ、これら関節用アクチュエータ類を動作制御する制御部５０、受信回路５１及び電池５３等が胴体部１１及び背面部１４の内部に収納され、かつ制御部５０には、関節用アクチュエータ類の動作による二足歩行動作の基本となる基本歩行動作部６０と、それを応用した応用動作部６３とを備えている。そのため、複数のリンク機構を必要とせずに、制御部５０における所定のコンピュータプログラム等により、関節用アクチュエータ類を一定のタイミングで動作させる信号を生成することで複雑な動作を簡単に実現できる。また、直進動作制御手段６１では、二足歩行のために一方側の脚部３０に重心を移動させるとき、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を互いに反対側に回動するように駆動することで、胴体部１１及び腰部２０が床面に垂直に直立した状態にできるため、体が不自然に傾くことなく人体と同様に自然な二足歩行が実現できる。特に、この直進動作制御手段６１では、コンピュータプログラム等により歩幅の大小を変えることが簡単になる。さらに、旋回動作制御手段６２では、一方側の脚部３０の床面に当接された足部４５を支点として、他方側の脚部３０の足部４５裏面を床面に接したまま前後に移動させることで、任意の方向に自由に旋回することができるため、方向を変えるために足部材の底部に特別の推進機構を設ける必要がない。また、関節用アクチュエータ類の動作を応用することで、応用動作部６３における、階段昇降動作制御手段６４による階段の昇降、ボールキック動作制御手段６５によるボールキック、屈伸動作制御手段６６による屈伸、四つんばい動作制御手段６７による四つんばい動作等を実現できる。本実施形態では、関節部分を動作させるために必要な必要最小限のアクチュエータを用いているため、機構も簡略化して安価にでき、かつ他の複雑な動作にも対応することが可能になる。
【００６３】
図２６〜図３４は、本発明第２実施形態の無線操縦二足歩行ロボットの構成を説明する図であり、図２６は二足歩行ロボットのアクチュエータ類の構成を説明する図、図２７は二足歩行ロボットの腕開閉機構部分を説明する斜視図、図２８は胴体部を断面した腕開閉機構部分の平面図、図２９は胴体部を断面した腕開閉機構部分の正面図、図３０は胴体部を断面した左右腕部を水平に上げた状態の平面図、図３１は胴体部を断面した左右腕部を水平で閉じた状態の平面図、図３２は腕開閉機構部分の動力伝達リンク部分を説明する図、図３３は二足歩行ロボットの動作制御の構成を説明するブロック図、図３４は二足歩行ロボットの動作制御の構成を説明するブロック図である。なお、第１実施形態に対応する部分及び部材は同一の符号を記し詳細の説明を省略する。
【００６４】
本発明の第２実施形態に係る無線操縦二足歩行ロボットは、そのロボット本体部７０が、第１実施形態と同様に動作することができる左右腕部１３，１３の揺動機構に加えて、同時に左右腕部１３，１３を開閉するための腕開閉機構７１が胴体部１１´に設けられている。
【００６５】
左右腕部１３，１３の揺動機構は、胴体部１１´内のほぼ中央部に配置されたアクチュエータケース８５に収納された腕関節用左右アクチュエータ１５，１５により、前後方向に揺動するように構成されている。このアクチュエータケース８５の上部には、胴体部１１´内を左右に区画する垂直な支持板７６が取り付けられている。この支持板７６には、左右方向に水平な支持軸７７が取り付けられている。腕関節用左右アクチュエータ１５，１５の揺動軸１５ａ，１５ａは、胴体部１１´内においてアクチュエータケース８５からそれぞれ左右水平方向へ向けて突出され、それらの突出端部に第１の歯車８４，８４がそれぞれ取り付けられ、これら第１の歯車８４，８４にそれぞれ噛合う第２の歯車８２，８２が支持軸７７に取り付けられている。第２の歯車８２，８２の外側の両端面には、それぞれ胴体部１１´の左右側面側において、リンク部材８３，８３がそれぞれ取り付けられ、これらリンク部材８３，８３にそれぞれ左右腕部１３，１３の上端部側が軸８７，８７を介して取り付けられている。すなわち、左右腕部１３，１３は、アクチュエータケース８５に収納された腕関節用左右アクチュエータ１５，１５の回動動作が揺動軸１５ａ，１５ａ、第１の歯車８４，８４、第２の歯車８２，８２、リンク部材８３，８３を介して伝達され、前後方向に揺動するようになっている。
【００６６】
腕開閉機構７１は、胴体部１１´の背面側の中央部に取り付けられた水平な前後方向に向けた回動軸７２ａを有する１つの腕開閉用アクチュエータ７２と、支持軸７７の上部側において平行で両端部側が第２の歯車８２，８２の内側端面近傍まで延出されて支持板７６に取り付けられたスライド軸７８と、支持板７６で区画された左右において、支持軸７７及びスライド軸７８にそれぞれスライド自在に取り付けられたコ字型に形成された左右スライド部７９，７９と、腕開閉用アクチュエータ７２の回動軸７２ａに取り付けられた上下に長い板状に形成され上下端部にリンク接続部を有する揺動部材７３と、この揺動部材７３の上下端部のリンク接続部にそれぞれ一端部側が軸７５，７５を介して揺動可能に連結され、他端部側が左右スライド部７９，７９にそれぞれ連結された動力伝達リンク部７４，７４と、支持軸７７に一端部側が回動自在に取り付けられるとともに、左右スライド部７９，７９とともに支持軸７７に沿って左右にスライドする板状に形成された左右回動スライド部８０，８０と、これら左右回動スライド部８０，８０に一端部側が固定され、他端部側がそれぞれ左右水平方向に延出され、第２の歯車８２，８２の端面に形成された孔８２ａ，８２ａを貫通して、左右腕部１３，１３の軸８７，８７の近傍に平行に設けられた軸８６，８６の中央部に連結された動力伝達軸８１，８１とから構成されている。軸８６，８６は、両端部側がそれぞれ左右腕部１３，１３の軸８７，８７の近傍に長手方向に細長く形成されたスリット孔８８，８８にスライド自在に支持されている。すなわち、左右腕部１３，１３は、腕開閉用アクチュエータ７２の回動動作が、回動軸７２ａに取り付けられた揺動部材７３、リンク部７４，７４を介して左右スライド部７９，７９に伝達されて支持軸７７及びスライド軸７８に沿って互いに反対方向に左右にスライドし、このスライド動作が、左右スライド部７９，７９とともに移動する左右回動スライド部８０，８０に取り付けられた動力伝達軸８１，８１により、軸８６，８６を介して左右腕部１３，１３へ伝達されることで開閉するようになっている。この腕開閉用アクチュエータ７２による左右腕部１３，１３の開閉動作は、左右回動スライド部８０，８０が、左右腕部１３，１３の前後への揺動動作とともに支持軸７７に回動し、これら左右回動スライド部８０，８０に取り付けられた動力伝達軸８１，８１が揺動動作とともに動く第２の歯車８２，８２の端面に形成された孔８２ａ，８２ａを貫通して左右腕部１３，１３に連結されているため、揺動動作に影響されることなく同時にあるいは独立して行うことができるようになっている。なお、スリット孔８８，８８が長手方向に細長く形成されている理由は、動力伝達軸８１，８１に連結された軸８６，８６が開閉動作によりスリット孔８８，８８に沿って移動できるようにするためである。揺動機構を有するとともに、同時に左右腕部１３，１３を開閉する腕開閉機構７１が第１実施形態と同様に形成された胴体部１１´に設けられ、また、この腕開閉機構７１を含むアクチュエータ類の動作制御用の制御部９０、受信回路５１及び電池５３等とを備えている。この第２実施形態の胴体部１１´は、左右腕部１３，１３の前後方向への揺動と同時に開閉を行う機構が複雑になるのを避けるため、第１実施形態の胴体部１１と異なり肩部に相当する左右側面部が傾斜面でなく垂直面に形成され、その左右肩部の垂直面に左右腕部１３，１３が取り付けられている。
【００６７】
他の腰部２０、左右脚部３０，３０、関節部分に設けた関節用アクチュエータ類に関しては、第１実施形態と同様である。また、関節用アクチュエータ類及び腕開閉用アクチュエータ７２を含むアクチュエータ類の動作制御用の制御部９０は、第１実施形態の関節用アクチュエータ類を同様に制御するとともに、腕開閉用アクチュエータ７２を制御する動作制御部９１及び駆動部９２から構成されている。受信回路５１、アンテナ５２、電池５３、電源スイッチ５４及びモード切換えスイッチ５５等の構成は第１実施形態と同様である。さらに、本実施形態では、左右腕部１３，１３の手先部１３ａ，１３ａで物等を円滑につかむことができるように、その部分が、例えば、柔軟なゴム等の材料から形成されていることが好ましい。
【００６８】
動作制御部９１は、第１実施形態の基本歩行動作部６０及び応用動作部６３に加えて腕開閉動作部９２を備えている。この腕開閉動作部９２は、ボール投げするための動作信号を生成するためのボール投げ動作制御手段９３と、物をつかんで移動する動作信号を生成するための物つかみ動作制御手段９４と、キックボードを使用するための動作信号を生成するためのキックボード動作制御手段９５と、台車を押すための動作信号を生成するための台車押し動作制御手段９６とを有する。駆動部５７は、動作制御部９１から出力される動作信号に基づいて第１実施形態の関節用アクチュエータ類に加えて腕開閉用アクチュエータ７２の駆動信号を出力するものである。
【００６９】
次に、動作制御部９１の腕開閉動作部９２に基づく動作例を具体的に説明する。図３５〜図４８は腕開閉動作部による動作を説明する図であり、図３５はボール投げ動作を説明する図、図３６は物つかみ移動動作を説明する図、図３７はキックボード動作を説明する図、図３８は台車押し動作を説明する図、図３９はボール投げ動作でボールを左右腕部で持って上に上げた状態を説明する図、図４０はボール投げ動作でボールを左右腕部で投げた状態を説明する図、図４１は物つかみ動作で物をつかんだ状態を説明する図、図４２は物つかみ動作で物をつかんで持ち上げた状態を説明する図、図４３はキックボード動作でキックボードに乗る前の状態を説明する図、図４４はキックボード動作でキックボードに乗っている状態の側面図、図４５はキックボード動作でキックボードに乗っている状態の平面図、図４６は台車押し動作で台車を押す前の状態を説明する図、図４７は台車押し動作で台車を押してる状態の側面図、図４８は台車押し動作で台車を押してる状態の平面図である。
【００７０】
本第２実施形態の無線操縦二足歩行ロボットのロボット本体７０は、第１実施形態と同様の基本歩行動作及び応用動作を行うことに加えて腕開閉機構７１による左右腕部１３，１３の開閉動作に基づく各種動作ができるものである。まず、ボール投げ動作を行うには、送信機からボール投げ動作による制御信号を送信すると、その制御信号がアンテナ５２を介して受信回路５１により受信される。続いて、動作制御部９１では、図３５に示す一連の動作を生じさせる信号が一定のタイミングで生成され、駆動部５７を介して対応するアクチュエータ類が駆動される。すなわち、初期の待機位置から、腕関節用左右アクチュエータ１５，１５を駆動して左右腕部１３，１３を両方揃えて前方に上げるとともに、腕開閉用アクチュエータ７２を駆動して腕開閉機構７１により左右腕部１３，１３を開く（Ｎｏ．１）。次に、左右腕部１３，１３を開いて前方に上げた状態で一時停止させ、腕開閉用アクチュエータ７２を駆動して左右腕部１３，１３を閉じる（Ｎｏ．２）。この閉じるときに、人間が補助してボール９７を手先部１３ａ，１３ａの間につかませる。このボール９７を手先部１３ａ，１３ａの間につかませ状態で、腕関節用アクチュエータ１５，１５を駆動して左右腕部１３，１３を両方揃えて上げることで、図３９に示したように、左右腕部１３，１３の手先部１３ａ，１３ａの間にボール９７をつかんで持ち上げた状態になる（Ｎｏ．３）。次に、腕関節用アクチュエータ１５，１５を駆動して左右腕部１３，１３を両方揃えて下げるとともに、その下げる途中において腕開閉用アクチュエータ７２を駆動して左右腕部１３，１３を開く（Ｎｏ．４）。これにより、図４０に示すように、ボール９７は、手先部１３ａ，１３ａの間から離れて前方に投げられる。
【００７１】
以上の説明のように、ボール投げ動作を生じさせるボール投げ動作制御手段９３は、ロボット本体部１０が、左右腕部１３，１３を上に上げるとともに腕開閉機構７１により開き、ボールをつかんだ状態で上に上げ、続いて左右腕部１３，１３を下げるとともに腕開閉機構７１により開く動作を生じさせるよう、アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。
【００７２】
次に、物つかみ移動動作を行うには、図３６に示すように、待機位置から、腕関節用左右アクチュエータ１５，１５を駆動して左右腕部１３，１３を両方揃えて前方に水平位置まで上げて一時停止させる（Ｎｏ．１）。次に、腕開閉用アクチュエータ７２を駆動して腕開閉機構７１により左右腕部１３，１３を開く（Ｎｏ．２）。続いて、第１実施形態の基本歩行動作に基づいて、腰関節用アクチュエータ２４、股関節用左右アクチュエータ３２，３２、膝関節用左右アクチュエータ４２，４２及び足首関節用左右アクチュエータ４７等を適宜駆動することで、直進動作あるいは旋回動作を行い所定の物９８が置かれたテーブル９９の方向へ移動する（Ｎｏ．３）。続いて、図４１に示すように、腕開閉用アクチュエータ７２を駆動して腕開閉機構７１により左右腕部１３，１３を閉じ、手先部１３ａ，１３ａ間でテーブル９９上の物９８をつかむ（Ｎｏ．４）。次に、図４２に示すように、股関節用左右アクチュエータ３２，３２及び膝関節用左右アクチュエータ４２，４２を駆動して左右脚部３０，３０の膝部分を伸ばした状態にして物９８をテーブル９９から持ち上げる（Ｎｏ．５）。続いて、第１実施形態の基本歩行動作に基づいて、腰関節用アクチュエータ２４、股関節用左右アクチュエータ３２，３２、膝関節用左右アクチュエータ４２，４２及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７等を適宜駆動することで、直進動作あるいは旋回動作を行い物９８を左右腕部でつかんだ状態で移動する（Ｎｏ．６）。
【００７３】
以上の説明のように、物つかみ移動動作を生じさせる物つかみ移動動作制御手段９４は、ロボット本体部１０が、左右腕部１３，１３を上に上げるとともに腕開閉機構７１により開き、基本歩行動作部６０に基づく動作により物９８のある場所まで移動し、左右腕部１３，１３を腕開閉機構７１により閉じて物９８をつかみ、左右脚部３０，３０の膝部分を伸ばし、続いて基本歩行動作部６０に基づく移動する動作を生じさせるよう、アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。
【００７４】
次に、キックボード動作を行うには、図３７に示すように、所定の場所において待機位置から、腰関節用アクチュエータ２４及び足首関節用左右アクチュエータ４７，４７を駆動することで、ロボット本体７０の体全体を左側へ重心移動する（Ｎｏ．１）。次に、股関節用左アクチュエータ３２及び膝関節用左アクチュエータ４２を駆動して左脚部３０を上に上げる（Ｎｏ．２）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を駆動して右脚部３０を下に下げる（Ｎｏ．３）。次に、腕関節用左右アクチュエータ１５，１５を駆動して左右腕部１３，１３を上に上げる（Ｎｏ．４）。このＮｏ．１〜Ｎｏ．４で、図４３に示すように、キックボード１００に乗せられる状態になり、図４４に示すように、ロボット本体７０をキックボードに乗せる。キックボード１００は、例えば、前部及び後部に車輪１００ａ，１００ａを設けた細長い足載せ部１００ｂの先端側にハンドル部１００ｃを設けたものである。次に、腕開閉用アクチュエータ７２を駆動して左右腕部１３，１３を閉じて手先部１３ａ，１３ａでキックボード１００のハンドル部１００ｃを握らせる（Ｎｏ．５）。次に、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を駆動して右脚部３０を上に上げる（Ｎｏ．６）。続いて、股関節用右アクチュエータ３２及び膝関節用右アクチュエータ４２を駆動して、右脚部３０を中央から前に移動し（Ｎｏ．７）、さらに右脚部３０を下に下げて床面に右足部４５の摩擦板４８を当接させ（Ｎｏ．８）、右脚部３０を前から後に移動させ（Ｎｏ．９）、次に右脚部３０を床面から上げ（Ｎｏ．１０）、右脚部３０を後から前に移動させる（Ｎｏ．１１）。これにより、ロボット本体７０は、左脚部３０をキックボード１００の足乗せ部１００ｂの上に乗せ、右脚部３０を上に上げて前に移動して床面に当接させ、さらに後方に移動させてから上に上げることで、また後から前に移動させることで、キックボード１００に乗って移動することができる。さらに、移動させるには、Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１１を繰り返す。
【００７５】
以上の説明のように、キックボード動作を生じさせるキックボード動作制御手段９５は、ロボット本体部１０が、一方側に重心を移動して、他方側の脚部３０を上げるとともに左右腕部１３，１３を上げて開き、続いてキックボード１００に乗せた後左右腕部１３，１３を閉じてキックボードのハンドル部１００ｃを握らせ、一方側の脚部３０を床面に接触させて前後に移動する動作を生じさせるよう、アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。
【００７６】
次に、台車押し動作を行うには、図３８に示すように、腕関節用左右アクチュエータ１５，１５を駆動して左右腕部１３，１３を台車１０１の取っ手部１０１ｂをつかむ位置まで上げる（Ｎｏ．１）。ここで台車１０１は、下部に車輪１０１ａ，１０１ａを設けた台車本体１０１ｂの手前側に取っ手１０１ｃを取り付けたものである。次に、腕開閉用アクチュエータ７２を駆動して左右腕部１３，１３を開く（Ｎｏ．２）。続いて、第１実施形態の基本歩行動作に基づいて、腰関節用アクチュエータ２４、股関節用左右アクチュエータ３２，３２、膝関節用左右アクチュエータ４２，４２及び足首関節用左右アクチュエータ４７等を適宜駆動することで、直進動作あるいは旋回動作を行い所定の台車１０１が配置された場所へ移動する（Ｎｏ．３）。次に、腕開閉用アクチュエータ７２を駆動して左右腕部１３，１３を閉じて台車１０１の取っ手１０１ｃを手先部１３ａ，１３ａでつかむ（Ｎｏ．４）。続いて、基本歩行動作に基づいて、腰関節用アクチュエータ２４、股関節用左右アクチュエータ３２，３２、膝関節用左右アクチュエータ４２，４２及び足首関節用左右アクチュエータ４７等を適宜駆動することで、直進動作あるいは旋回動作を行い台車１０１を押して移動する（Ｎｏ．５）。左右腕部１３，１３で台車１０１の取っ手１０１ｃをつかんでいるため、通常の重心移動では、不自然な動きになるため、つかんだ状態のときの重心移動は最小限になるよにする。
【００７７】
以上の説明のように、台車押し動作を生じさせる台車押し動作制御手段９６は、ロボット本体部１０が、左右腕部１３，１３を上げて開き、基本歩行動作部６０に基づく動作により台車１０１がある場所まで移動し、左右腕部１３，１３を閉じて台車１０１の取っ手１０１ｃをつかみ、基本歩行動作部６０に基づく動作により移動する動作を生じさせるよう、アクチュエータ類のいずれかを駆動するための信号を生成する部分である。
【００７８】
上記構成の無線操縦二足歩行ロボットでは、第１実施形態で説明した基本歩行動作部６０及び応用動作部６３による動作をさせることができるとともに、本実施形態の腕開閉機構７１により腕開閉用アクチュエータ７２の回動動作を制御することで、左右腕部１３，１３を開閉することができる。この腕開閉機構７１は、腕開閉用アクチュエータ７２の回動動作を左右へスライドするスライド部７９，７９へ伝達し、これらスライド部７９，７９とともに移動する左右回動スライド部８０，８０に取り付けた動力伝達軸８１，８１により、左右腕部１３，１３へ開閉する動作を伝達しているため、揺動動作と同時にあるいは独立して動かすことができる。したがって、腕開閉動作部９２におけるボール投げ動作制御手段９３によりボール９７をつかんで投げる動作をさせることができ、物つかみ移動動作制御手段９４により物９８をつかんで移動することができ、キックボード動作制御手段９５によりキックボード１００に乗って移動することができ、さらに台車押し動作制御手段９６により台車１０１を押して移動することができる。
【００７９】
なお、上記各実施形態におけるロボット本体部１０を構成する、胴体部１１、頭部１２、左右腕部１３，１３、背面部１４、左右脚部３０，３０等の形状、構造、大きさは、任意にでき実施形態に限定されない。また、動作制御用の制御部５０，９１も一例であり、アクチュエータ類を一定のタイミングで制御することで他の動作を生じさせることもできる。したがって、本発明は開示された特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲により規定されるように本発明の精神及び範囲内の変形を含むように意図されていることは理解されるであろう。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の無線操縦二足歩行ロボットは、胴体部、胴体部の左右に前後へ揺動可能に設けた左右腕部及び胴体部の下部に設けた腰部、腰部に回動可能に設けた左右脚部を有する人体の各部を模した形状のロボット本体部と、ロボット本体部の関節部分に設けた関節用アクチュエータ類と、ロボット本体部に搭載され、送信機から送信される無線操縦用の制御信号を受信する受信回路、受信回路により受信した制御信号に応じて関節用アクチュエータ類の動作を制御する信号を生成する制御部、及び関節用アクチュエータ類、受信回路及び制御部へ電力を供給する電池とを備えたことで、完全な二足歩行及び方向転換を含む動作を必要最小限のアクチュエータを用いて実現できるとともに、機構も簡略化して安価にでき、かつ他の複雑な動作にも対応することが可能になる玩具あるいはゲーム装置として楽しむことができる。
【００８１】
また、本発明の無線操縦二足歩行ロボットは、胴体部、該胴体部の左右に前後に揺動可能に設けるとともに腕開閉機構を介して左右方向に開閉可能に設けた左右腕部及び胴体部の下部に設けた腰部、該腰部に回動可能に設けた左右脚部を有する人体の各部を模した形状のロボット本体と、前記ロボット本体の関節部分及び腕開閉部分に設けたアクチュエータ類と、前記ロボット本体に搭載され、送信機から送信される無線操縦用の制御信号を受信する受信回路、該受信回路により受信した制御信号に応じて前記関節用アクチュエータ類の動作を制御する信号を生成する制御部、及び前記アクチュエータ類、受信回路及び制御部へ電力を供給する電池とを備えたことで、完全な二足歩行及び方向転換を含む動作を必要最小限のアクチュエータを用いて実現できるとともに、機構も簡略化して安価にでき、かつ他の複雑な動作にも対応することが可能になる玩具あるいはゲーム装置として楽しむことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の二足歩行ロボットの斜視図である。
【図２】本発明第１実施形態の二足歩行ロボットのアクチュエータ類の構成を説明する図である。
【図３】本発明第１実施形態の二足歩行ロボットの正面図である。
【図４】本発明第１実施形態の二足歩行ロボットの腕部を省略した側面図である。
【図５】本発明第１実施形態の二足歩行ロボットの背面図である。
【図６】本発明第１実施形態の二足歩行ロボットの重心移動した状態を示す正面図である。
【図７】本発明第１実施形態の二足歩行ロボットの脚部を曲げた待機状態の側面図である。
【図８】本発明第１実施形態の二足歩行ロボットの動作制御の全体構成を説明するブロック図である。
【図９】本発明第１実施形態の二足歩行ロボットの動作制御部の構成を説明するブロック図である。
【図１０】本発明第１実施形態の前進による直進動作を説明する図である。
【図１１】本発明第１実施形態の後退の直進動作を説明する図である。
【図１２】本発明第１実施形態の右旋回動作を説明する図である。
【図１３】本発明第１実施形態の左旋回動作を説明する図である。
【図１４】本発明第１実施形態の階段昇り動作を説明する図である。
【図１５】本発明第１実施形態の階段降り動作を説明する図である。
【図１６】本発明第１実施形態の左足ボールキック動作を説明する図である。
【図１７】本発明第１実施形態の右足ボールキック動作を説明する図である。
【図１８】本発明第１実施形態の屈伸動作を説明する図である。
【図１９】本発明第１実施形態の四つんばい動作を説明する図である。
【図２０】本発明第１実施形態の膝の屈伸動作を示す図である。
【図２１】本発明第１実施形態の四つんばい動作開始前の状態を示す図である。
【図２２】本発明第１実施形態の四つんばいで移動している状態を示す図である。
【図２３】本発明第１実施形態の四つんばいで移動している状態を示す図である。
【図２４】本発明第１実施形態の四つんばいで移動している状態を示す図である。
【図２５】本発明第１実施形態の四つんばいで移動している状態の平面図である。
【図２６】本発明第２実施形態の二足歩行ロボットのアクチュエータ類の構成を説明する図である。
【図２７】本発明第２実施形態の二足歩行ロボットの腕開閉機構部分を説明する斜視図である。
【図２８】本発明第２実施形態の胴体部を断面した腕開閉機構部分の平面図である。
【図２９】本発明第２実施形態の胴体部を断面した腕開閉機構部分の正面図である。
【図３０】本発明第２実施形態の胴体部を断面した左右腕部を水平に上げた状態の平面図である。
【図３１】本発明第２実施形態の胴体部を断面した左右腕部を水平で閉じた状態の平面図である。
【図３２】本発明第２実施形態の腕開閉機構部分の動力伝達リンク部分を説明する図である。
【図３３】本発明第２実施形態の二足歩行ロボットの動作制御の構成を説明するブロック図である。
【図３４】本発明第２実施形態の二足歩行ロボットの動作制御の構成を説明するブロック図である。
【図３５】本発明第２実施形態のボール投げ動作を説明する図である。
【図３６】本発明第２実施形態の物つかみ移動動作を説明する図である。
【図３７】本発明第２実施形態のキックボード動作を説明する図である。
【図３８】本発明第２実施形態の台車押し動作を説明する図である。
【図３９】本発明第２実施形態のボール投げ動作でボールを左右腕部で持って上に上げた状態を説明する図である。
【図４０】本発明第２実施形態のボール投げ動作でボールを左右腕部で投げた状態を説明する図である。
【図４１】本発明第２実施形態の物つかみ動作で物をつかんだ状態を説明する図である。
【図４２】本発明第２実施形態の物つかみ動作で物をつかんで持ち上げた状態を説明する図である。
【図４３】本発明第２実施形態のキックボード動作でキックボードに乗る前の状態を説明する図である。
【図４４】本発明第２実施形態のキックボード動作でキックボードに乗っている状態の側面図である。
【図４５】本発明第２実施形態のキックボード動作でキックボードに乗っている状態の平面図である。
【図４６】本発明第２実施形態の台車押し動作で台車を押す前の状態を説明する図である。
【図４７】本発明第２実施形態の台車押し動作で台車を押した状態の側面図である。
【図４８】本発明第２実施形態の台車押し動作で台車を押した状態の平面図である。
【符号の説明】
１０，７０  ロボット本体部
１１，１１´  胴体部
１２  頭部
１３  腕部
１３ａ  手先部分
１４  背面部
１５  腕関節用アクチュエータ
１６  肩部
２０  腰部
２１  腰部本体
２２，３３，３８  アクチュエータケース
２３  連結軸
２４  腰関節用アクチュエータ
２５  プーリ
２６  左右プーリ
２７  ベルト
３０  脚部
３１  上脚部
３２  股関節用アクチュエータ
３４  上連結棒
３５  連結軸
３６  下脚部
３７  連結棒
３９  下連結棒
４０  支持棒
４２  膝関節用アクチュエータ
４３，４４  連結軸
４５  足部
４６  支持板
４７  足首関節用アクチュエータ
４８  摩擦板
５０，９０  制御部
５１  受信回路
５２  アンテナ
５３  電池
５４  電源スイッチ
５５  モード切換スイッチ
５６，９１  動作制御部
５７  駆動部
６０  基本歩行動作部
６１  直進動作制御手段
６２  旋回動作制御手段
６３  応用動作部
６４  階段昇降動作制御手段
６５  ボールキック動作制御手段
６６  屈伸動作制御手段
６７  四つんばい動作制御手段
７０  ロボット本体部
７１  腕開閉機構
７２  腕開閉用アクチュエータ
７３  揺動部材
７４  動力伝達リンク部
７５  軸
７６  支持板
７７  支持軸
７８  スライド軸
７９  左右スライド部
８０  左右回動スライド部
８１  動力伝達軸
８２  第２の歯車
８２ａ  孔
８３  リンク部材
８４  第１の歯車
８５  アクチュエータケース
８６，８７  軸
８８  スリット孔
９２  腕開閉動作部
９３  ボール投げ動作制御手段
９４  物つかみ動作制御手段
９５  キックボード動作制御手段
９６  台車押し動作制御手段
９７  ボール
９８  物
９９  テーブル
１００  キックボード
１０１  台車
【図１】
2004351544.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004351544.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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