(57)【要約】【課題】人形型ロボットの動作を外部から支援する動作支援ロボットを提供する。【解決手段】腕などの動作部を有する人形型ロボットＲの動作部の動作を外部から支援する動作支援ロボットＤであって、前記動作支援ロボットＤの駆動機構Ｍが前記腕の手などの動作部と係合され、それにより人形型ロボットＲの腕などの動作部を動作させるものである。【選択図】図１
2016168664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腕などの動作部を有する動作体の前記動作部の動作を外部から支援する動作支援ロボットであって、前記動作支援ロボットの駆動機構が前記動作部と係合されてなることを特徴とする動作支援ロボット。
【請求項２】
動作支援ロボットが制御部を有し、前記制御部が駆動機構の駆動力を可変制御する力可変制御部を有することを特徴とする請求項１記載の動作支援ロボット。
【請求項３】
制御部がティーチング・プレイバック制御部を有することを特徴とする請求項２記載の動作支援ロボット。
【請求項４】
動作支援ロボットが撮像装置を有し、制御部が画像処理部を有することを特徴とする請求項２記載の動作支援ロボット。
【請求項５】
動作体が人形型ロボットとされてなることを特徴とする請求項１記載の動作支援ロボット。
【請求項６】
動作体が要介護者とされてなることを特徴とする請求項１記載の動作支援ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動作支援ロボットに関する。さらに詳しくは、多彩な動作により感情表現を豊かになし得て人との親和性を実現できる人形型ロボットなどの関節を含む動作部を有する動作体の動作を支援する動作支援ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、文楽においては人形(以下、文楽人形という)が、図９に示すように、３人の人形遣いにより操られて、観客に感動を与える豊かな演技がなされている。この演技においては、観客に感動を与えるために瞬間的に通常の人間の動作ではなし得ない誇張した動作もなされている。かかる誇張した動作をなして観客に感動を与えるためには、３人の人形遣いがいわば三位一体となって文楽人形を操る必要がある。そのため、一人前の人形遣いになるためには、長年にわたる厳しい修行が必要となる。
【０００３】
すなわち、人形遣いとなるためには、小道具収め３年、足遣い３年、左遣い３年を経てようやく駆け出しの主遣いとなる。このように、人形遣いの修行期間が長く厳しいので、人形遣いのなり手が少なく、人形遣いの技の伝承がなされないという問題がある。
【０００４】
一方、一般生活の中にも多様な人形型ロボットが進出するようになってきている。これらの人形型ロボットの一つとして文楽人形の動作に模した動作がなし得るロボットを提供できれば、生活が豊かになるものと推察される。その際に、人形型ロボットとそのロボットを駆動する駆動装置との分離を図れば、生産性の向上が図られるとともに、人形遣いの名人芸の伝承も可能になるものと思われる。すなわち、駆動装置をロボットにより構成し名人の技を記憶させることにより名人芸の伝承が可能となる。
【０００５】
ところで、人形型ロボットを駆動する場合、駆動装置を人形型ロボット内に内蔵させることも考えられるが、そうしたときには駆動装置を個々の人形型ロボットの構造や動作に合わせて調整する必要があり、人形型ロボットのコスト増大と製作期間の長期化とを招来するという問題がある。
【０００６】
なお、人型ロボットのアーム構造については、特許文献１に提案されているが、感情表現がなし得て人との親和性が実現できるような構成とはされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７５４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、人形型ロボットの動作を外部から支援する動作支援ロボットを提供することを主たる目的とし、運動機能が低下して介護者の支援が必要な要介護者の動作を支援する動作支援ロボッを提供することをも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、腕などの動作部を有する動作体の前記動作部の動作を外部から支援する動作支援ロボットであって、前記動作支援ロボットの駆動機構が前記動作部と係合されてなることを特徴とする動作支援ロボットに関する。
【００１０】
本発明においては、動作支援ロボットが制御部を有し、前記制御部が駆動機構の駆動力を可変制御する力可変制御部を有するのが好ましい。その場合、制御部がティーチング・プレイバック制御部を有するのがさらに好ましい。
【００１１】
また、本発明においては、動作支援ロボットが撮像装置を有し、制御部が画像処理部を有するのが好ましい。
【００１２】
しかして、本発明においては、動作体が人形型ロボットとされたり、要介護者とされたりする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の動作支援ロボットは、前記の如く構成されているので、動作体の構成の如何にかかわらず、動作支援ロボットの構成を標準化できて動作支援ロボットのコスト低減が図られるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る動作支援ロボットを人形型ロボットに装着した状態の概略図である。
【図２】同イメージ図である。
【図３】文楽人形の構造図である。
【図４】動作支援ロボットの一例のブロック図である。
【図５】人形型ロボットを用いて支援ロボットにティーチングをしている様子を示す図である。
【図６】同ロボットの駆動機構のブロック図である。
【図７】同駆動機構の先端部の概略図である。
【図８】制御部のブロック図である。
【図９】文楽人形の人形遣いによる人形の操りを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。なお、以下に示す例においては、動作体は人形型ロボットとされている。
【００１６】
図１に、本発明の一実施形態係る動作支援ロボット(以下、単に支援ロボットという)Ｄを腕を有する人形型ロボットＲに装着した状態を概略図で示し、図２にイメージ図で示す。
【００１７】
人形型ロボットＲは、例えば文楽人形(図３参照)の動作を模した動作をなし得るロボットとされ、その上走行部を備え走行自在とされる。より具体的には、頭部は傾いたり回ったりなどなし得るようにされるとともに、上下動もなし得るようにされている。胴は傾動自在とされるとともに誇張した表現がなし得るよう伸縮自在とされている。肩と腕の上腕とは例えばロープで係合され、上腕と前腕とは例えばロープで係合され、前腕と手とは例えばロープで係合されている。
【００１８】
また、頸部後には後述する支援ロボットＤの頭頸部駆動機構の駆動部材(エンドエフェクタ)との係合をなすための係合部材が配設され、胴部背面適宜位置には後述する支援ロボットＤの胴駆動機構の駆動部材(エンドエフェクタ)との係合をなすための係合部材が配設され、手には後述する支援ロボットＤの手部駆動機構の駆動部材(エンドエフェクタ)との係合をなすための係合部材が関節以外の場所に配設されている。
【００１９】
支援ロボットＤは人形型ロボットＲの動作を外部から支援するものであって、図４に示すように、頭部と頸部とを駆動する頭頸部駆動機構１０と、胴部、より具体的には胸部を駆動する胴部駆動機構２０と、右腕を駆動する右腕駆動機構３０と、左腕を駆動する左腕駆動機構４０と、それらを統括制御する制御部５０と、を主要部として備えてなるものとされる。
【００２０】
頭頸部駆動機構１０、胴部駆動機構２０、右腕駆動機構３０および左腕駆動機構４０は同様の構成とされた駆動機構Ｍとされるとともに、通常のロボットと同様にティーチング・プレイバックがなし得るようにされている。図５に、人形型ロボットＲにより支援ロボットＤにティーチングをしている様子を示す。
【００２１】
また、頭頸部駆動機構１０、胴部駆動機構２０、右腕駆動機構３０および左腕駆動機構４０は、動作させる力を可変できるようにされている。
【００２２】
駆動機構Ｍは、より具体的には、図６に示すような多関節リンクとされる。
【００２３】
すなわち、駆動機構Ｍは、図６に示すように、基部Ｂ側からこの順で直列に連結された第１回動リンクＲＬ１、第１傾動リンクＢＬ１、第２傾動リンクＢＬ２、第３傾動リンクＢＬ３、第１スイングリンクＳＬ１、回動可能とされたエンドエフェクタ(駆動部材)Ｅとを含むものとされる。そして、頭頸部駆動機構１０および胴部駆動機構２０を構成する駆動機構Ｍは基部Ｂに垂直に配設され、右腕駆動機構３０を構成する駆動機構Ｍは基部Ｂ右側に水平に配設され、左腕駆動機構４０を構成する駆動機構Ｍは基部Ｂ左側に水平に配設され、エンドエフェクタＥは適宜手段を介して人形型ロボットＲに設けられた係合部材と係合される。
【００２４】
第１回動リンクＲＬ１は、第１回動リンクＲＬ１の下方(後方)に配設されたサーボモータ(第１回動リンク駆動モータ)により駆動される。第１回動リンク駆動モータの駆動軸は、第１回動リンクに直結されてもよく、歯車機構などの動力伝達機構を介して係合されてもよい。
【００２５】
第１傾動リンクＢＬ１は、第１傾動リンクＢＬ１の側面に配設されたサーボモータ(第１傾動リンク駆動モータ)により駆動される。第１傾動リンク駆動モータの駆動軸は、第１傾動リンクＢＬ１に直結されてもよく、歯車機構などの動力伝達機構を介して係合されてもよい。
【００２６】
第２傾動リンクＢＬ２は、基部Ｂに設けられたサーボモータ格納部ＭＢ(図１参照)に配設されたサーボモータ(第２傾動リンク駆動モータ)により駆動される。第２傾動リンク駆動モータによる第２傾動リンクＢＬ２の傾動は、例えばリンク内に配設されたコントロールケーブルを介してなされる。なお、コントロールケーブルによる駆動においては、公知の構造を好適に用いることができるので、その構成の詳細な説明は省略する。
【００２７】
第３傾動リンクＢＬ３は、基部Ｂに設けられたサーボモータ格納部ＭＢに配設されたサーボモータ(第３傾動リンク駆動モータ)により駆動される。第３傾動リンク駆動モータによる第３傾動リンクＢＬ３の傾動は、例えばリンク内に配設されたコントロールケーブルを介してなされる。なお、コントロールケーブルによる駆動においては、公知の構造を好適に用いることができるので、その構成の詳細な説明は省略する。
【００２８】
第１スイングリンクＳＬ１は、基部Ｂに設けられたサーボモータ格納部ＭＢに配設されたサーボモータ(第１スイングリンク駆動モータ)により駆動される。第１スイングリンク駆動モーによる第１スイングリンクＳＬ１のスイングは、例えばリンク内に配設されたコントロールケーブルを介してなされる。なお、コントロールケーブルによる駆動においては、公知の構造を好適に用いることができるので、その構成の詳細な説明は省略する。
【００２９】
エンドエフェクタＥは、基部Ｂに設けられたサーボモータ格納部ＭＢに配設されたサーボモータ(エンドエフェクタ駆動モータ)により駆動される。エンドエフェクタ駆動モータによるエンドエフェクタＥの回動は、例えば図７に示すように、リンク内の配設されたコントロールケーブルによりかさ歯車Ｇを回動させることにより、小歯車ＳＧの軸先端に係合されたエンドエフェクタを回動させることによりなされる。
【００３０】
制御部５０は、図８に示すように、ティーチング・プレイバック制御部５１と、プレイバック時の力を変化させる力可変制御部５２と、電流指令値生成部５３とを含み、例えば入力装置Ｉから入力される動作指令に応答して頭頸部駆動機構１０、胴部駆動機構２０、右腕駆動機構３０、左腕駆動機構４０および走行装置の各モータの電流指令値を生成して出力するものとされる。
【００３１】
本実施形態の支援ロボットＤは、このように構成されているので、人形型ロボットＲの構成を簡素化できるにもかかわらず、人形型ロボットＲに多彩な動作をさせることができて感情表現を豊かにでき人と親和性を実現できる。
【００３２】
また、人形型ロボットＲの腕を文楽人形遣いの名人により動作させ、つまり支援ロボットＤにティーチングを行うことにより、支援ロボットＤに人形遣いの名人芸を記憶させて名人芸を伝承させることも可能となる。
【００３３】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく、種々改変が可能である。
【００３４】
例えば、本実施形態では支援ロボットＤの動作支援対象が人形型ロボットＲとされているが、動作支援対象は人形型ロボットＲに限定されるものではなく、例えば運動機能が低下して介護者の介護が必要な要介護者とすることもできる。
【００３５】
さらに、本実施形態では多関節リンク機構により人形型ロボットＲを動作させるようにされているが、人形型ロボットＲを動作させる駆動機構は多関節リンク機構に限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、蛇ロボットのような機構とすることもできる。
【００３６】
さらに、支援ロボットＤに、例えば撮像装置を設けるとともに、制御部５０に画像処理手段や画像処理部を設けることにより、人形型ロボットＲなどの動作支援対象にセンサを設ける必要がなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明はロボット産業や介護産業に適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
Ｄ        動作支援ロボット
Ｂ        基部
Ｍ        駆動機構
ＲＬ      回動リンク
ＢＬ      傾動リンク
ＳＬ      スイングリンク
Ｅ        エンドエフェクタ、駆動部材 
ＭＢ      サーボモータ格納部
Ｇ        かさ歯車
ＳＧ      小歯車
Ｒ        人形型ロボット
Ｉ        入力装置
１０        頭頸部駆動機構
２０        胴部駆動機構
３０        右腕駆動機構
４０        左腕駆動機構
５０        制御部
５１        ティーチング・プレイバック制御部
５２        力可変制御部
５３        電流指令値生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016168664.tif 000008
【図７】
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【図８】
2016168664.tif 000010
【図９】
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