(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体部の略中心部を通る第１の回転軸にある主駆動源と、
前記胴体部の上部に所定のクリアランスをもって配置され前記主駆動源の駆動により前記第１の回転軸上でこの軸を中心にして回動する球形状の頭部関節と、
前記頭部関節の両端の耳部に相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節と、前記胴体部内で前記主駆動源を取り付けるとともに前記両端関節内に延在するフレームと、
前記両端関節内の前記フレーム間に保持され、前記球形状の頭部関節の中心部が回転するときの回転軸となる第２の回転軸と、
前記両端関節内の前記フレームの少なくとも一方に設けられ前記第２の回転軸を回動することにより前記球形状の頭部関節の中心部を回転させる副駆動源とを備えることを特徴とするロボットの関節回転機構。
【請求項２】
前記主駆動源及び前記副駆動源がともに連続回転用のＤＣモータであることを特徴とする請求項１記載のロボットの関節回転機構。
【請求項３】
請求項２において両方の前記ＤＣモータが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節が連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことを特徴とするロボットの関節回転機構。
【請求項４】
請求項２において前記主駆動源の前記ＤＣモータのみが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節が連続的なねじり関節運動を行うことを特徴とするロボットの関節回転機構。
【請求項５】
請求項２において前記副駆動源の前記ＤＣモータのみが回転することにより前記頭部関節が連続的な振りの関節運動を行うことを特徴とするロボットの関節回転機構。
【請求項６】
前記主駆動源及び前記副駆動源がともにステッピングモータであることを特徴とする請求項１記載のロボットの関節回転機構。
【請求項７】
請求項６において両方の前記ステッピングモータが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節がステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことを特徴とするロボットの関節回転機構。
【請求項８】
請求項６において前記主駆動源の前記ステッピングモータのみが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節がステップ的なねじり関節運動を行うことを特徴とするロボットの関節回転機構。
【請求項９】
請求項６において前記副駆動源の前記ステッピングモータのみが回転することにより前記頭部関節がステップ的な振りの関節運動を行うことを特徴とするロボットの関節回転機構。
【請求項１０】
胴体部のうちの肩が設定される部分の略中心部を通る第３の回転軸にある主駆動源と、
前記胴体部のうちの肩が設定される部分に所定のクリアランスをもって配置され前記主駆動源の駆動により前記第３の回転軸上でこの軸を中心にして回動する球形状の肩部関節と、
前記肩部関節の両端に相当する部分にてそれぞれ分割された肩部両端関節と、
前記胴体部内で前記主駆動源を取り付けるとともに前記肩部両端関節内に延在するフレームと、
前記肩部両端関節内の前記フレーム間に保持され前記球形状の肩部関節の中心部が回転するときの回転軸となる第４の回転軸と、
前記肩部両端関節内の前記フレームの少なくとも一方に設けられ前記第４の回転軸を回動することにより前記球形状の肩部関節の中心部を回転させる副駆動源とを備えることを特徴とするロボットの関節回転機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロボットの関節回転機構に関し、特に家庭内などで一般的に使用されるロボットにおける回転部分と非回転部分とのクリアランスを小さくして操作時の危険度を回避しようとするロボットの関節回転機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロボットと言えば産業用ロボットが主であり工場内での組立の自動化やラインの無人化等に活用されていたが、近年ではペットロボットに代表されるように家庭内にもロボットの利用分野が広がって来た。ロボットが家庭内に入ることにより、幼児から老人まで多種多様の人がロボットと接するようになり、ロボットの動作に関する安全性が重要視されてくる。特にロボットの首などの関節に代表されるように回転可動部は、回転体と非回転体の間に可動部の逃げの為の隙間（クリアランス）を設ける必要があり、この可動部に設けたクリアランスに指を挟む等の危険性が考えられる。また可動部に設けたクリアランスからの異物混入や外観への問題も考えられる。
【０００３】
図１０に従来の首振りロボットの関節回転機構の一例を斜視図にて示す。
【０００４】
この従来例では、球形状の回転体である頭部４１が胴体部４５上にあり、頭部４１は胴体部４５内に実装されたフレーム４２に保持されていて、図示しない回転駆動源を有してフレーム４２に連接する回転台４４の回転に従い、矢印Ａで示すねじり関節運動と矢印Ｂで示す縦振り関節運動の両関節運動を行うようになっている。回転体である頭部４１とフレーム４２の間には、可動部の逃げとしてのクリアランス４３（図１０（ｂ）を参照。フレーム４２に対する逃げとしての切り欠きのこと。）が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
家庭内などで一般的に使用されるロボットにおいては、上述のように安全性が最重要視される問題であるのは当然のことである。しかしロボットの回転可動部では、回転体と非回転体の間に可動部の逃げの為の隙間（クリアランス）を設ける必要性があり、この可動部に設けたクリアランスに指を挟む等の危険性が大いに考えられる。また可動部に設けたクリアランスからの異物混入や外観への問題も考えられる。
【０００６】
上述した従来例においても、回転体である頭部４１とフレーム４２との間には、可動部の逃げとしてのクリアランス４３が設けられており、しかも一つの回転駆動源を有する回転台４４に連接するフレーム４２の回転によってねじりと縦振りの両関節運動を行うようになっているため、構造上、クリアランス４３を大きく設ける必要がある。従って、このクリアランス４３に操作・回転時に指を挟む危険性が大であり、また異物混入及び外観形状への問題も考えられる。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の問題を解消し、回転体である頭部４１とフレーム４２との間の隙間（クリアランス４３）を無くすことにより、回転体と非回転体の間を部品同士のクリアランスのみで形成する構成とし、ねじりと振りの両関節運動を可能とするロボットの関節回転機構を提供することにある。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
本発明のロボットの関節回転機構は、胴体部の略中心部を通る第１の回転軸にある主駆動源と、前記胴体部の上部に所定のクリアランスをもって配置され前記主駆動源の駆動により前記第１の回転軸上でこの軸を中心にして回動する球形状の頭部関節と、前記頭部関節の両端の耳部に相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節と、前記胴体部内で前記主駆動源を取り付けるとともに前記両端関節内に延在するフレームと、前記両端関節内の前記フレーム間に保持され、前記球形状の頭部関節の中心部が回転するときの回転軸となる第２の回転軸と、前記両端関節内の前記フレームの少なくとも一方に設けられ前記第２の回転軸を回動することにより前記球形状の頭部関節の中心部を回転させる副駆動源とを備えている。
【０００９】
このロボットの関節回転機構において、前記主駆動源及び前記副駆動源がともに連続回転用のＤＣモータであるようにし、この両方のＤＣモータが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節が連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
上述のロボットの関節回転機構において、前記主駆動源の前記ＤＣモータのみが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節が連続的なねじり関節運動を行い、また前記副駆動源の前記ＤＣモータのみが回転することにより前記頭部関節が連続的な振りの関節運動を行うようにしてもよい。
【００１１】
本発明の他のロボットの関節回転機構は、上述したロボットの関節回転機構の構成において前記主駆動源及び前記副駆動源がともにステッピングモータであるものとし、この両方のステッピングモータが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節がステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
また上述の他のロボットの関節回転機構において、前記主駆動源の前記ステッピングモータのみが回転することにより前記頭部関節と前記両端関節がステップ的なねじり関節運動を行い、また前記副駆動源の前記ステッピングモータのみが回転することにより前記頭部関節がステップ的な振りの関節運動を行うようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明のさらに他の本発明のロボットの関節回転機構は、胴体部のうちの肩が設定される部分の略中心部を通る第３の回転軸にある主駆動源と、胴体部のうちの肩が設定される部分に所定のクリアランスをもって配置され前記主駆動源の駆動により前記第３の回転軸上でこの軸を中心にして回動する球形状の肩部関節と、前記肩部関節の両端に相当する部分にてそれぞれ分割された肩部両端関節と、前記胴体部内で前記主駆動源を取り付けるとともに前記肩部両端関節内に延在するフレームと、前記肩部両端関節内の前記フレーム間に保持され前記球形状の肩部関節の中心部が回転するときの回転軸となる第４の回転軸と、前記肩部両端関節内の前記フレームの少なくとも一方に設けられ前記第４の回転軸を回動することにより前記球形状の肩部関節の中心部を回転させる副駆動源とを備えている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１５】
本発明においては、ロボットの首振り部分の関節運動を例にして説明するものとし、球形状の関節を有するロボットの球の中心を回転中心としたねじりと振りの二自由度をもつ回転機構に関して説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施の形態の構成を示す正面図、図２、図３、図４は第１の実施の形態の動作状態を示す斜視図である。
【００１７】
図１に示す第１の実施の形態の構成において、最も主要な部分は球形状の頭部関節と、この頭部関節の両端の耳部に相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節であるが、説明する字句を簡略化するために、球形状の頭部関節全体を頭部１、頭部１の左右両端にそれぞれ分割された両端関節を耳部３、頭部１のうちの耳部３以外の中央部分を顔部２と称する。
球形状の頭部１を回転支持するのが胴体部５である。剛体からなり略中空状の胴体部５は、上面部分が円形状に開口し、この開口部分にて後述するフレーム４を介して球形状の頭部１を回転支持する。
【００１８】
胴体部５内には、回転台６を含むフレーム４が実装されるが、回転台６とフレーム４とでコの字を丁度９０度上向きにした（即ち、コの字の開放部分が上になる）形状をなし、コの字の底面の中央部分には主駆動源たるＤＣモータ（直流モータ）８が取り付けられており、またフレーム４のコの字の左右の上向きのアーム部４ａは頭部１左右の耳部３の中心付近まで延在している。
【００１９】
頭部１の左右両端の耳部３内に延在内蔵された両方のアーム部４ａは、丁度顔部２の回転中心となるべきシャフト７を左右のアーム部４ａに亘ってかけわたしてなり、一方の耳部３内でシャフト７の一端には副駆動源たるＤＣモータ９が取り付けられている。
【００２０】
このような第１の実施の形態の構成によれば、ＤＣモータ８と回転台６の回転により頭部１の左右方向のねじり回転が、またＤＣモータ９とシャフト７の回転により顔部２の上下方向の縦振り回転が可能となる。
【００２１】
また、フレーム４、アーム部４ａ、回転台６、シャフト７、ＤＣモータ８，９は耳部３及び胴体部５で完全に覆われていて、静止時、動作時ともに外観上は見えない構成となっている。さらに、頭部１と胴体部５間のクリアランスは、部品間同士のクリアランスのみで形成される。
【００２２】
このような構成の第１の実施の形態の動作について、図２、図３、図４を参照して説明する。なお図示していないが、動作に必要な操作部や制御部は別に存在するものとする。
【００２３】
図２（ａ），（ｂ）においては、胴体部５内の回転台６のＤＣモータ８と、耳部３内のＤＣモータ９がともに連続的に回転する。ＤＣモータ８が回転すると、頭部１全体が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示すように左右に連続回転（ねじり回転）する。この時、頭部１が回転体、胴体部５が非回転体となり、頭部１と胴体部５の間に設けられた部品間同士のクリアランスのみで回転動作が行われる。
【００２４】
またＤＣモータ９が回転すると、左右の耳部３は動かず中央の顔部２のみがシャフト７を回転軸に矢印Ｂで示すように上下に回転（振り回転）する。この時、顔部２が回転体、耳部３が非回転体となり、顔部２と耳部３の間に設けられた部品間同士のクリアランスのみで回転動作が行われる。
【００２５】
この図２に示す動作において、矢印Ａのねじり回転と矢印Ｂの振り回転が同時に行われてもよいし、或いはねじり回転と振り回転が同時に行われずに、先ず矢印Ａのねじり回転が終了してから矢印Ｂの振り回転が行われたり、または矢印Ｂの振り回転が終了してから矢印Ａのねじり回転が行われたりするようにしてもよい。
【００２６】
なお、ＤＣモータ８によるねじり回転の動作角度及びＤＣモータ９による振り回転の動作角度は、必要に応じて適宜に設定すればよい。即ち、図２に示す動作によれば、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節（耳部３）が連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことができる。
【００２７】
図３（ａ），（ｂ）においては、胴体部５内の回転台６のＤＣモータ８のみが回転する。ＤＣモータ８が回転すると、頭部１全体が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示すように左右に連続回転（ねじり回転）する。即ち、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節（耳部３）が連続的なねじり関節運動を行うことができる。
【００２８】
図４（ａ），（ｂ）においては、耳部３内のＤＣモータ９のみが回転する。ＤＣモータ９が回転すると、シャフト７を回転軸に中央の顔部２のみが矢印Ｂで示すように上下に連続回転（振り回転）する。即ち、頭部関節（顔部２）が連続的な振りの関節運動を行うことができる。
【００２９】
上述した本発明の第１の実施の形態によれば、頭部１を支えるフレーム４を耳部３に内蔵することにより、縦振り時のフレーム可動範囲に設ける隙間（図１０のクリアランス４３に相当）を無くすことができ、動作時に指を隙間に挟む危険性、隙間からの異物混入、隙間がもたらす外観上の影響を無くすことができる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態の構成を示す正面図、図６、図７、図８は第２の実施の形態の動作状態を示す斜視図である。
【００３１】
図５に示す第２の実施の形態の構成においても、主な構成は第１の実施の形態の場合と略同様であり、球形状の頭部関節と、この頭部関節の両端の耳部に相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節があるが、説明する字句を簡略化するために、球形状の頭部関節全体を頭部１、頭部１の左右両端にそれぞれ分割された両端関節を耳部３、頭部１のうちの耳部３以外の中央部分を顔部２と称する。
【００３２】
球形状の頭部１を回転支持するのが胴体部５である。剛体からなり略中空状の胴体部５は、上面部分が円形状に開口し、この開口部分にて後述するフレーム４を介して球形状の頭部１を回転支持する。
【００３３】
胴体部５内には、回転台６を含むフレーム４が実装されるが、回転台６とフレーム４とでコの字を丁度９０度上向きにした（即ち、コの字の開放部分が上になる）形状をなし、コの字の底面の中央部分には主駆動源たるステッピングモータ１０が取り付けられており、またフレーム４のコの字の左右の上向きのアーム部４ａは頭部１左右の耳部３の中心付近まで延在している。
【００３４】
頭部１の左右両端の耳部３内に延在内蔵された両方のアーム部４ａは、丁度顔部２の回転中心となるべきシャフト７を左右のアーム部４ａに亘ってかけわたしてなり、一方の耳部３内でシャフト７の一端には副駆動源たるステッピングモータ１１が取り付けられている。
【００３５】
このような第２の実施の形態の構成によれば、ステッピングモータ１０と回転台６の回転により頭部１の左右方向のステップ的なねじり回転が、またステッピングモータ１１とシャフト７の回転により顔部２の上下方向のステップ的な縦振り回転が可能となる。なお、ステッピングモータ１０，１１の動作におけるステップ的な回転角度については、１ステップごとの回転角度を４５度とか６０度とか、適宜のステップ回転角度に設定できることは勿論である。
【００３６】
また、フレーム４、アーム部４ａ、回転台６、シャフト７、ステッピングモータ１０，１１は耳部３及び胴体部５で完全に覆われていて、静止時、動作時ともに外観上は見えない構成となっている。
【００３７】
さらに、頭部１と胴体部５間のクリアランス、ならびに顔部２と両端の耳部３間のクリアランスは、第１の実施の形態の場合と同様に、極めて小さくなっている。
【００３８】
このような構成の第２の実施の形態の動作について、図６、図７、図８を参照して説明する。なお図示していないが、動作に必要な操作部や制御部は別に存在するものとする。
【００３９】
図６（ａ），（ｂ）においては、胴体部５内の回転台６のステッピングモータ１０と、耳部３内のステッピングモータ１１がともにステップ的に回転する。ステッピングモータ１０が回転すると、頭部１全体が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示すように左右にステップ回転（ねじり回転）する。この時、頭部１が回転体、胴体部５が非回転体となり、頭部１と胴体部５の間に設けられた一定のクリアランスを保持しつつステップ回転動作が行われる。
【００４０】
またステッピングモータ１１が回転すると、左右の耳部３は動かず中央の顔部２のみがシャフト７を回転軸に矢印Ｂで示すように上下にステップ回転（振り回転）する。この時、顔部２が回転体、耳部３が非回転体となり、顔部２と耳部３の間に設けられた一定のクリアランスを保持しつつステップ回転動作が行われる。この図６に示す動作において、矢印Ａのステップ的ねじり回転と矢印Ｂのステップ的振り回転が同時に行われてもよいし、或いはねじり回転と振り回転が同時に行われずに、先ず矢印Ａのねじり回転が終了してから矢印Ｂの振り回転が行われたり、または矢印Ｂの振り回転が終了してから矢印Ａのねじり回転が行われたりするようにしてもよい。
【００４１】
なお、ステッピングモータ１０によるねじり回転のステップ動作角度及びステッピングモータ１１による振り回転のステップ動作角度は、上述したように必要に応じて適宜に設定すればよい。即ち、図６に示す動作によれば、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節（耳部３）がステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことができる。
【００４２】
図７（ａ），（ｂ）においては、胴体部５内の回転台６のステッピングモータ１０のみが回転する。ステッピングモータ１０が回転すると、頭部１全体が一体となった球として回転台６とともに矢印Ａで示すように左右にステップ回転（ねじり回転）する。即ち、頭部関節（頭部１、顔部２）と両端関節（耳部３）がステップ的なねじり関節運動を行うことができる。
【００４３】
図８（ａ），（ｂ）においては、耳部３内のステッピングモータ１１のみが回転する。ステッピングモータ１１が回転すると、シャフト７を回転軸に中央の顔部２のみが矢印Ｂで示すように上下にステップ回転（振り回転）する。即ち、頭部関節（顔部２）がステップ的な振りの関節運動を行うことができる。
【００４４】
上述した本発明の第２の実施の形態においても、頭部１を支えるフレーム４を耳部３に内蔵することにより、縦振り時のフレーム可動範囲に設ける隙間（図１０のクリアランス４３に相当）を無くすことができ、動作時に指を隙間に挟む危険性、隙間からの異物混入、隙間がもたらす外観上の影響を無くすことができる。
【００４５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図９は本発明の第３の実施の形態の構成及び動作状態を示す斜視図である。
【００４６】
この本発明の第３の実施の形態では、ロボットの関節回転に関するねじりと振りの二自由度の関節運動を肩部に適用したものであり、構成及び動作の基本的な内容は上述した第１及び第２の実施の形態の場合と略同様である。
【００４７】
図９を参照すると、球形状の肩部関節２０と、この肩部関節の両端に相当する部分にてそれぞれ分割された両端関節があるが、説明の字句を簡略化するために、肩部関節２０のうちの球形状部全体を肩部２１、肩部２１の左右両端にそれぞれ分割された両端関節を両端部２３、肩部２１のうちの両端部２３以外の中央部分を中央部２２と称する。
【００４８】
球形状の肩部２１を回転支持するのが胴体部２５である。剛体からなり略中空状の胴体部２５は、端面部分が円形状に開口し、この開口部分にて後述するフレーム２４を介して球形状の肩部２１を回転支持する。なお、肩部２１の先端部分には腕３０が付いている。
【００４９】
胴体部２５内には、回転台２６を含むフレーム２４が実装されるが、回転台２６とフレーム２４とでコの字形状をなし（コの字の開放部分が腕３０側になる）、コの字の底面の中央部分には主駆動源たるＤＣモータ２８が取り付けられており、またフレーム２４のコの字の左右のアーム部２４ａは肩部２１左右の両端部２３の中心付近まで延在している。
【００５０】
肩部２１の左右の両端部２３内に延在内蔵された両方のアーム部２４ａは、丁度中央部２２の回転中心となるべきシャフト２７を左右のアーム部２４ａに亘ってかけわたしてなり、一方の両端部２３内でシャフト２７の一端には副駆動源たるＤＣモータ２９が取り付けられている。なお図示していないが、動作に必要な操作部や制御部は別に存在するものとする。
【００５１】
このような構成の第３の実施の形態の肩部関節２０の動作について説明する。胴体部２５内の回転台２６のＤＣモータ２８と、両端部２３内のＤＣモータ２９がともに連続的に回転する。ＤＣモータ２８が回転すると、肩部２１全体が一体となった球として回転台２６とともに矢印Ｃで示すように連続回転（ねじり回転）する。この時、肩部２１が回転体、胴体部２５が非回転体となり、肩部２１と胴体部２５の間に設けられた部品間同士のクリアランスのみで回転動作が行われる。
【００５２】
またＤＣモータ２９が回転すると、左右の両端部２３は動かず中央部２２のみがシャフト２７を回転軸に矢印Ｄで示すように回転（振り回転）する。この時、中央部２２が回転体、両端部２３が非回転体となり、中央部２２と両端部２３の間に設けられた部品間同士のクリアランスのみで回転動作が行われる。
【００５３】
この図９に示す動作において、矢印Ｃのねじり回転と矢印Ｄの振り回転が同時に行われてもよいし、或いはねじり回転と振り回転が同時に行われずに、先ず矢印Ｃのねじり回転が終了してから矢印Ｄの振り回転が行われたり、または矢印Ｄの振り回転が終了してから矢印Ｃのねじり回転が行われたりするようにしてもよい。
【００５４】
なお、ＤＣモータ２８によるねじり回転の動作角度及びＤＣモータ２９による振り回転の動作角度は、必要に応じて適宜に設定すればよい。即ち、図９に示す動作によれば、腕３０の運動をも加えた状態で肩部関節（肩部２１、中央部２２）と両端関節（両端部２３）が連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動を行うことができる。
【００５５】
上述した第１及び第２の実施の形態と同様にこの第３の実施の形態においても、肩部２１を支えるフレーム２４を両端部２３に内蔵することにより、縦振り時のフレーム可動範囲に設ける隙間（図１０のクリアランス４３に相当）を無くすことができ、動作時に指を隙間に挟む危険性、隙間からの異物混入、隙間がもたらす外観上の影響を無くすことができる。
【００５６】
また、この第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に駆動源にステッピングモータを用いて、ステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動を腕３０の運動をも加えた状態で行うことができることは言うまでもない。
【００５７】
上述した第１ないし第３の実施の形態においては、主駆動源及び副駆動源（ＤＣモータ及びステッピングモータ）を回転軸の中心上に実装するように例示したが、これに限定することなく、減速ギヤ機構等を用い、回転軸の中心から外れた位置に上記駆動源を実装するように構成することも可能である。
【００５８】
また第１及び第２の実施の形態における顔部２及び第３の実施の形態における中央部２２を縦振り回転する場合、駆動源の実装位置を耳部３及び両端部２３にするように例示したが、これに限定することなく、駆動源を顔部２内や中央部２２内に実装し、シャフト７，２７は回転させずに固定軸とし、駆動源まわりの回転部品を固定軸を支軸に回転させて縦振り回転を行うように構成することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、球形状の頭部関節を有するロボットの関節回転機構において、ねじりと振りの二自由度の関節運動が容易に行え、且つ家庭用などのロボットの操作時に回転可動部に設けたクリアランスに指を挟む等の危険性を回避できる効果があり、またクリアランスに起因する異物混入の問題及び外観に対する問題も解決できる。
【００６０】
その理由は、球形状の頭部関節を中央部と両端部に三分割し、ねじり関節運動に対しては球形状全体を回転させ、振り関節運動に対しては両端部を固定し中央部のみを回転させる構成としたことにあり、特に頭部を支えるフレームを両端の耳部に延在・内蔵させることにより、縦振り時のフレーム可動範囲に設ける可動部の逃げの為の隙間（クリアランス）が無くなるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の連続的なねじりと振りの二自由度の関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の連続的なねじりの関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の連続的な振りの関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の構成を示す正面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のステップ的なねじりと振りの二自由度の関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のステップ的なねじりの関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のステップ的な振りの関節運動の動作を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の構成及び動作状態を示す斜視図である。
【図１０】従来の首振りロボットの関節回転機構の一例の構成及び動作状態を（ａ）、（ｂ）にて示す斜視図である。
【符号の説明】
１    頭部
２    顔部
３    耳部
４    フレーム
４ａ    アーム部
５    胴体部
６    回転台
７    シャフト
８，９    ＤＣモータ
１０，１１    ステッピングモータ
２０    肩部関節
２１    肩部
２２    中央部
２３    両端部
２４    フレーム
２４ａ    アーム部
２５    胴体部
２６    回転台
２７    シャフト
２８，２９    ＤＣモータ
３０    腕
４１    頭部
４２    フレーム
４３    クリアランス
４４    回転台
４５    胴体部
【図１】
0003838864.tif 000002
【図２】
0003838864.tif 000003
【図３】
0003838864.tif 000004
【図４】
0003838864.tif 000005
【図５】
0003838864.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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