JP2008200827A - Personal robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定の部位が往復運動するロボットに関し、特に、往復運動において外力などを受けることで生じる位置ずれを効率よく解消することができるパーソナルロボットに関する。 The present invention relates to a robot in which a specific part reciprocates, and more particularly to a personal robot that can efficiently eliminate a positional shift caused by receiving an external force or the like in a reciprocating movement.
近年、パーソナルロボットにおいては、ロボット頭部の首振り運動に代表される回動往復運動を行うものが多く見られ、その回動制御は、モータを正転・反転することで実現されている。
従来のパーソナルロボットにおける頭部の回動制御について以下に説明する。
図9は、従来のパーソナルロボットの頭部の制御機構を示す概略斜視図であり、図10は、頭部の制御機構のセンサと検出体の関係を示す概略斜視図である。また、図11は、センサと検出体の関係を示す概略平面図である。
In recent years, there are many personal robots that perform a reciprocating motion represented by a swinging motion of a robot head, and the rotation control is realized by rotating and reversing the motor in a normal direction.
The head rotation control in the conventional personal robot will be described below.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a head control mechanism of a conventional personal robot, and FIG. 10 is a schematic perspective view showing a relationship between a sensor and a detection body of the head control mechanism. FIG. 11 is a schematic plan view showing the relationship between the sensor and the detection body.
従来のパーソナルロボットは、特に図示はしないが、外観においては、本発明の実施形態におけるパーソナルロボット(図1参照)とほぼ一致しており、頭部が回動するとともに、下部に備えた車輪により自走するマイコン制御のパーソナルロボットである。
そして、頭部の回動制御は、図9に示すような頭部制御機構により行われていた。
これは、所定の台座に備えたモータを駆動源として、モータの回転力をギアや遮光板が形成された検出体を介して頭部に伝達するものである。
同図では、特に図示はしないが、この検出体に頭部が固設され、検出体と連動して、回動するようになっている。
そして、頭部の回動制御は、光センサにより、検出体の遮光板を検出することで行わる(図10参照)。
Although the conventional personal robot is not particularly illustrated, the appearance is substantially the same as that of the personal robot (see FIG. 1) in the embodiment of the present invention, and the head rotates and the wheels provided at the lower part. This is a microcomputer-controlled personal robot that runs on its own.
The head rotation control is performed by a head control mechanism as shown in FIG.
This uses a motor provided on a predetermined pedestal as a drive source to transmit the rotational force of the motor to the head via a detection body on which a gear and a light shielding plate are formed.
In this figure, although not particularly shown, a head is fixed to the detection body, and the detection body rotates in conjunction with the detection body.
Then, the rotation control of the head is performed by detecting the light shielding plate of the detection body with an optical sensor (see FIG. 10).
具体的には、図11に示す例では、まず電源投入時に、光センサが遮光板の有りを検出するように所定の回転方向で検出体を一回転するような制御を行う。
これにより、基準となる原点位置を検出する。
続いて、通常時の往復運動を行う制御では、前述した原点位置より所定時間値又は所定パルス数分モータを回転させ、パーソナルロボット頭部が「正面」を向く位置まで回動させる。
そして、その位置を基準として所定の回動範囲内で、時間値又はパルス数を管理するような回動制御を行い、頭部を回動往復運動させていた。
Specifically, in the example shown in FIG. 11, first, when the power is turned on, control is performed so that the detection body rotates once in a predetermined rotation direction so that the optical sensor detects the presence of the light shielding plate.
Thus, the reference origin position is detected.
Subsequently, in the control for performing the reciprocating motion at the normal time, the motor is rotated by a predetermined time value or a predetermined number of pulses from the above-described origin position, and the personal robot head is rotated to a position facing the “front”.
And the rotation control which manages a time value or the number of pulses within the predetermined rotation range on the basis of the position was performed, and the head was rotated and reciprocated.
このような往復運動において、外部から負荷が加わらない限り、所定の回動範囲内で繰り返し動作を行うこととなるが、一度外力が加わると、基準位置がずれることで、見当違いの位置で往復運動を行うようになってしまう。
これは特に、上述したような電源投入時に検出した原点より外れた位置で、往復運動を行うような場合に多く見られる。
このような事態を避けるため、位置ずれの補正や原点位置の検出を行う技術がいくつか提案されている。
In such a reciprocating motion, unless an external load is applied, the repetitive operation is performed within a predetermined rotation range. However, once an external force is applied, the reference position is shifted, so that the reciprocating motion is performed at a misplaced position. I will start to exercise.
This is often seen particularly when the reciprocating motion is performed at a position deviating from the origin detected when the power is turned on as described above.
In order to avoid such a situation, several techniques for correcting misalignment and detecting the origin position have been proposed.
例えば、状来のパーソナルロボットにおいて、モータ自身で位置の検出が可能なDCサーボモータ等を用いて往復運動を回動制御するものが知られている。
これによれば、常に現在位置が監視可能なため、外力等を受けることで生じる位置ずれの補正を適宜行うことができ、位置ずれの少ない製品作りが可能となる。
For example, a conventional personal robot is known that controls the reciprocating motion by using a DC servo motor or the like whose position can be detected by the motor itself.
According to this, since the current position can always be monitored, it is possible to appropriately correct misalignment caused by receiving an external force or the like, and it is possible to make a product with little misalignment.
また、特許文献1には、モータにより駆動する工業用ロボットアームを制御する技術として、ロータリーエンコーダとオーバーランセンサを用いて、右回転又は左回転によるオーバーランかを判別する工業用ロボットの自己診断装置の技術が開示されている。
これによれば、エンコーダの2相信号から右回転又は左回転によるオーバーランかを判別し、オーバーランセンサによる非常停止後の補正を可能としている。
Patent Document 1 discloses, as a technique for controlling an industrial robot arm driven by a motor, a self-diagnosis of an industrial robot that uses a rotary encoder and an overrun sensor to determine whether it is overrun by right rotation or left rotation. Device technology is disclosed.
According to this, it is determined from the two-phase signal of the encoder whether the overrun is caused by right rotation or left rotation, and correction after an emergency stop by the overrun sensor is possible.
また、特許文献2には、一回転を超えて回動するロボットの出力プレートの原点の検出に関するロボット原点検出装置の技術が開示されている。
これは、出力プレートが何回転目であるかを検出する周回検出センサと出力プレートの所定の位置を検出する角度検出センサを用いることで、絶対位置を検出する技術で、これにより、一回転以上回転しても、一回転以内の回転で原点出しができるようになっている。
Further,
This is a technology that detects the absolute position by using a rotation detection sensor that detects how many rotations the output plate has and an angle detection sensor that detects a predetermined position of the output plate. Even if it is rotated, the origin can be found within one rotation.
同様に、特許文献3には、回転軸の動作範囲が一回転を超えるロボットの原点位置検出装置として、ドグとセンサの位置関係が同一になる場合でも、エンコーダのパルス数の違いを利用することにより、全ての回転角度において原点の検出ができる技術が開示されている。 Similarly, in Patent Document 3, as an origin position detection device for a robot whose operating range of the rotation axis exceeds one rotation, even when the positional relationship between the dog and the sensor is the same, the difference in the number of pulses of the encoder is used. Thus, a technique capable of detecting the origin at all rotation angles is disclosed.
しかしながら、これまでに開示されているような技術は、以下のような問題があった。
まず、上述したモータ自身で位置の検出が可能なDCサーボモータ等を用いて往復運動を回動制御する技術では、使用するDCサーボモータ等は、比較的高価であるため、製品が高コスト化するという問題があり、ステッピングモータを代表する安価なモータを利用したコストを抑えたパーソナルロボットの製品作りが求められていた。
However, the techniques disclosed so far have the following problems.
First, in the above-described technology that controls the reciprocating motion using a DC servo motor capable of detecting the position by the motor itself, the DC servo motor to be used is relatively expensive, so the cost of the product is increased. Therefore, there has been a demand for making a personal robot product that uses a low-cost motor, such as a stepping motor, and reduces the cost.
同様に、特許文献1の記載された発明では、高価なロータリーエンコーダを用いて位置制御を行っており、製品コストが増大するとともに、制御も複雑となる虞が生じていた。
また、特許文献2や特許文献3では、いずれも一回転以上回転する制御対象の原点を検出するものであるため、特定の位置を基準に往復運動を繰り返すような比較的シンプルな制御には不向きであり、簡易な制御を行うことができなかった。
Similarly, in the invention described in Patent Document 1, position control is performed using an expensive rotary encoder, which increases the product cost and may cause complicated control.
Further, in both
また、人型パーソナルロボットの可動部位は、特定の姿態となる位置(頭部であれば正面を向いた位置)を基準に往復制御されるものが多いため、このような場合、往復毎に位置を補正することが好ましく、上述したようないずれの技術とは制御内容が異なるものであり、適応性に欠けている。
今後、ますますパーソナルロボットの市場が拡大することが予想されることから、上述したロボットの頭部に代表するように、本来正面を向くべきところが、見当違いな向きに位置するようになってしまうことは、商品価値が低下してしまい、クレーム等の致命的な問題に発展する虞がある。
以上のように、パーソナルロボットに対しては、往復運動における外力等により生じる位置ずれの補正を簡易、かつ、コストを抑えて実現する製品作りが求められているが、現在までのところ、これを実現し得る有効な提案はなされていない。
In many cases, the movable parts of humanoid personal robots are reciprocally controlled with reference to a specific position (the position facing the front if it is the head). It is preferable to correct the above, and the control content is different from any of the above-described techniques, and lacks adaptability.
In the future, the market for personal robots is expected to expand further, and as it is represented by the head of the robot described above, the place that should face the front is positioned in an incorrect direction. As a result, the commercial value is lowered, and there is a risk of developing into a fatal problem such as a claim.
As described above, personal robots are required to make products that can easily correct misalignment caused by external forces in reciprocating motions and reduce costs. There are no effective proposals that can be realized.
本発明は、以上のような問題を解決するために提案されたものであり、往復運動を行う際の基準となる位置を検出するようにセンサなどの検出手段を設けることで、外力等により生じる位置ずれを簡易、かつ、低コストの手段により効率よく解消することができるパーソナルロボットの提供を目的とする。 The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and is generated by an external force or the like by providing detection means such as a sensor so as to detect a reference position when reciprocating. It is an object of the present invention to provide a personal robot that can easily eliminate misalignment by a simple and low-cost means.
上記目的を達成するため、本発明のパーソナルロボットは、請求項1に記載するように、所定の部位がモータにより回動制御されるパーソナルロボットであって、前記所定の部位の特定の回動位置を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号に基づき、前記所定の部位を当該部位が特定の姿態となる位置を基準に所定の回動範囲をもって往復運動するように前記モータを制御する制御手段と、を備え、前記検出手段が、前記所定の部位が前記特定の姿態となる位置を検出するように設けられた構成としてある。 In order to achieve the above object, a personal robot according to the present invention is a personal robot in which a predetermined part is controlled to rotate by a motor, as defined in claim 1, and a specific rotational position of the predetermined part. And a motor that controls the motor to reciprocate within a predetermined rotation range with respect to the position where the specific part is in a specific state based on a detection signal from the detection unit and a detection signal from the detection unit. Control means, wherein the detection means is provided so as to detect a position where the predetermined part is in the specific form.
このような構成からなる本発明のパーソナルロボットによれば、検出手段が、特定の姿態となる位置を基準に所定の回動範囲をもって往復運動される際に、所定の部位が特定の姿態となる位置を検出するように設けられているため、パーソナルロボットの所定の部位が特定の姿態となる度に、回動位置が検出されることとなり、頻繁に位置補正が可能となる。これより、往復運動において、外力等により生じる位置ずれを効率よく解消することができ、特定の姿態となる位置を基準にした適正な往復運動を行うことができる。
ここで、所定の部位とは、人型パーソナルロボットでいえば、例えば、頭部、腕部、足部などの回動を伴う関節動作を有するような部位をいう。
また、特定の姿態とは、往復運動する際に、動作の中心となる姿態をいい、例えば、人型パーソナルロボットでいえば、頭部が首部を中心に左右に回動する場合には、まっすぐ正面を向いている状態や、腕部が肩部を中心に回動する場合には、真下に下ろしている状態をいう。
そして、特定の姿態となる姿態は、動作が停止している状態で、動作の意味を想起させない自然な姿態、例えば、直立状態などが好ましい。
According to the personal robot of the present invention having such a configuration, when the detection means is reciprocated within a predetermined rotation range with respect to the position where the specific posture is set, the predetermined portion becomes the specific posture. Since it is provided so as to detect the position, the rotation position is detected every time a predetermined part of the personal robot is in a specific state, and the position can be corrected frequently. As a result, in the reciprocating motion, it is possible to efficiently eliminate the positional shift caused by the external force or the like, and it is possible to perform an appropriate reciprocating motion based on the position where the specific appearance is achieved.
Here, in the case of a humanoid personal robot, the predetermined part refers to a part having a joint operation accompanied by rotation of a head, an arm, a foot or the like.
In addition, the specific posture refers to a posture that becomes the center of movement when reciprocating. For example, in the case of a humanoid personal robot, when the head rotates left and right around the neck, it is straight. When it is facing the front or when the arm is pivoted about the shoulder, it means a state of being lowered directly.
The posture that becomes the specific posture is preferably a natural posture that does not remind the meaning of the motion, for example, an upright state, when the motion is stopped.
また、本発明のパーソナルロボットは、請求項2に記載するように、前記制御手段が、往復運動毎に、前記検出手段が、前記所定の部位が前記特定の姿態となる位置を検出するように前記モータを制御する構成とすることができる。
このような構成とすることにより、往復運動毎に、所定の部位が特定の姿態となる位置が検出されることで、所定の部位の回動位置が特定され、絶対位置が定まるこことなる。その結果、外力により位置ずれが生じても、その時点で生じていた位置ずれはリセットされ、新たにモータを回動制御することで、適正な位置に所定の部位を回動制御することができる。
Further, according to a personal robot of the present invention, as described in
By adopting such a configuration, the position where the predetermined part is in a specific form is detected for each reciprocating motion, whereby the rotational position of the predetermined part is specified and the absolute position is determined. As a result, even if a position shift occurs due to an external force, the position shift generated at that time is reset, and a predetermined part can be controlled to rotate at an appropriate position by newly controlling the rotation of the motor. .
また、本発明のパーソナルロボットは、請求項3に記載するように、前記検出手段が、前記所定の部位の回動に連動する検出体と当該検出体の有無を検出する所定のセンサを備え、前記検出体が、前記所定の回動範囲に対応して、前記特定の姿態となる位置を基準に、前記センサが当該検出体を有りとして検出する領域と、無しとして検出する領域に区画された構成とすることができる。 Further, according to a third aspect of the present invention, the personal robot includes a detection body that interlocks with the rotation of the predetermined portion and a predetermined sensor that detects the presence or absence of the detection body. The detection body is divided into a region where the sensor detects that the detection body is present and a region where the detection body detects that the detection body is absent based on the position where the detection body is in a specific state corresponding to the predetermined rotation range. It can be configured.
このような構成とすることにより、特定の姿態となる位置(原点)を基準として、センサは、当該検出体を有りとして検出する領域と、無しとして検出する領域の何れかの領域に属することとなり、原点に復帰する場合の回転方向が容易に判別できるとともに、センサが、検出体が有りから無し又は無しから有りに変化するタイミングを検出することで、原点も定まり、往復運動を行うときの原点への復帰が、簡易、かつ、迅速に行うことができる。 By adopting such a configuration, the sensor belongs to one of a region where the detection body is detected as being present and a region where it is detected as being absent based on the position (origin) where the specific form is obtained. The rotation direction when returning to the origin can be easily determined, and the origin is also determined by detecting the timing when the sensor changes from presence to absence or absence to existence, and the origin when reciprocating is performed. Returning to can be performed easily and quickly.
ここで、検出体が、所定の部位の回動に「連動する」とは、検出体を所定の部位の回動範囲と一致させるように回動させる場合と、所定の部位の回動範囲と異なる回動範囲となるように回動させる場合がある。
検出体の回動範囲を、所定の部位の回動範囲と一致させるように回動させる構成としては、例えば、所定の部位と検出体を一体的に設ける等により、実現することができる。
この場合においては、所定の部位の回動範囲を一周以上に設定すると、検出体の回動範囲も一周以上となるため、上述したように検出体を、所定の回動範囲に対応して、特定の姿態となる位置を基準に、センサが当該検出体を有りとして検出する領域と、無しとして検出する領域に区画することができなくなるため、所定の部位の回動範囲を一周未満とすることが望ましい。
Here, the term “in conjunction with the rotation of the predetermined part” means that the detection body is rotated so as to coincide with the rotation range of the predetermined part, and the rotation range of the predetermined part. In some cases, the rotation is performed so that the rotation ranges are different.
As a configuration for rotating the rotation range of the detection body so as to coincide with the rotation range of the predetermined part, for example, a predetermined part and the detection body can be integrally provided.
In this case, if the rotation range of the predetermined part is set to one or more rounds, the rotation range of the detection body is also one or more rounds. Since the sensor cannot be divided into a region where the sensor detects that the detection body is present and a region where it is detected that there is no detection based on the position where the specific form is assumed, the rotation range of the predetermined part should be less than one turn. Is desirable.
一方、検出体の回動範囲を、所定の部位の回動範囲と異なる回動範囲となるように回動させる構成としては、例えば、所定の部位と検出体を、ギア等により接続することで実現できる。
この場合においては、所定の部位の回動範囲を一周以上に設定しても、ギア比等を調整することで、検出体の回動範囲を一周未満とすることができるため、上述したように検出体を、所定の回動範囲に対応して、特定の姿態となる位置を基準に、センサが当該検出体を有りとして検出する領域と、無しとして検出する領域に区画することができる。
いずれの場合においても、検出体が、所定の部位に連動して回動することで、所定の部位の回動範囲に対応して、特定の姿態となる位置を基準に、センサが当該検出体を有りとして検出する領域と、無しとして検出する領域に区画されることになり、原点も一義的に定まることになる。
On the other hand, as a configuration for rotating the rotation range of the detection body so as to be a rotation range different from the rotation range of the predetermined part, for example, the predetermined part and the detection body are connected by a gear or the like. realizable.
In this case, even if the rotation range of the predetermined part is set to one turn or more, the rotation range of the detection body can be made less than one turn by adjusting the gear ratio or the like. The detection body can be divided into a region where the sensor detects that the detection body is present and a region where the detection body detects that the detection body is absent based on the position where the detection body is in a specific state corresponding to a predetermined rotation range.
In any case, the detection body rotates in conjunction with the predetermined part, so that the sensor detects the detection body based on the position where the specific form is obtained corresponding to the rotation range of the predetermined part. Is divided into an area for detecting presence and absence and an area for detecting absence, and the origin is also uniquely determined.
また、本発明のパーソナルロボットは、請求項4に記載するように、前記所定のセンサを光センサとし、前記検出体を遮光板とした構成とすることができる。
このような構成とすることにより、安価で、入手の容易な検知手段が作製可能となり、製品コストの低減を図ることができる。
Moreover, the personal robot of the present invention can be configured such that the predetermined sensor is an optical sensor and the detection body is a light shielding plate.
By adopting such a configuration, it is possible to produce a detection means that is inexpensive and easily available, and the product cost can be reduced.
また、本発明のパーソナルロボットは、請求項5に記載するように、前記所定の回動範囲内における前記所定の部位の回転角度に対応して電気抵抗値が変化する角度検出手段を備える構成とすることができる。
このような構成とすることにより、所定の部位の特定の回動位置を検出する検出手段に加えて、所定の部位の回転角度に対応して電気抵抗値が変化する角度検出手段を備えることで、正確かつ迅速な原点への復帰が可能となる。
特に、検出手段で、回動位置が複数定まる場合において、角度検出手段により、左右のいずれかに回動したほうがより原点に近いか判別する場合や、回動範囲が一周を超えるような場合の原点復帰に最適である。
According to a fifth aspect of the present invention, the personal robot includes an angle detection unit that changes an electrical resistance value corresponding to a rotation angle of the predetermined portion within the predetermined rotation range. can do.
By adopting such a configuration, in addition to detection means for detecting a specific rotation position of a predetermined part, an angle detection means for changing the electrical resistance value corresponding to the rotation angle of the predetermined part is provided. It is possible to return to the origin accurately and quickly.
In particular, when a plurality of rotation positions are determined by the detection means, the angle detection means determines whether the rotation to either the left or right is closer to the origin, or the rotation range exceeds one round. Ideal for return to origin.
また、本発明のパーソナルロボットは、請求項6に記載するように、前記所定の部位を当該パーソナルロボットの頭部とし、前記特定の姿態となる位置を当該頭部が正面を向いた位置とした構成とすることができる。
このような構成とすることにより、特に、パーソナルロボットの頭部は、需要者が最も注目する部位であるとともに、正面の向きがずれることは、最も嫌われる部位でもあるため、外力等を受けることで生じる頭部の位置ずれが解消されることで、商品の基本性能の維持を図ることができる。
Moreover, the personal robot of the present invention is the personal robot according to claim 6, wherein the predetermined part is a head of the personal robot, and the position where the specific posture is set is a position where the head is facing the front. It can be configured.
By adopting such a configuration, in particular, the head of the personal robot is the part that the customer pays most attention to, and it is also the part that is most hated to deviate from the front direction. The basic performance of the product can be maintained by eliminating the head misalignment that occurs in the above.
また、本発明のパーソナルロボットは、請求項7に記載するように、前記モータをステッピングモータとした構成とすることができる。
このような構成とすることにより、ステッピングモータは、安価で、入手の容易な上、制御も簡易であるため、これにより製品コストの低減に寄与することとなる。
The personal robot according to the present invention can be configured such that the motor is a stepping motor.
With such a configuration, the stepping motor is inexpensive, easily available, and easy to control. This contributes to a reduction in product cost.
本発明のパーソナルロボットによれば、往復制御における外力等により生じる位置ずれを簡易、かつ、低コストの手段で、効率よく解消することができる。 According to the personal robot of the present invention, it is possible to efficiently eliminate the positional shift caused by the external force in the reciprocating control with a simple and low-cost means.
以下、本発明に係るパーソナルロボットの好ましい実施形態について、図1〜図8を参照しつつ説明する。
[第一実施形態]
まず、図1〜図5を参照して、本発明に係るパーソナルロボットの第一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るパーソナルロボットを示す概略斜視図であり、図2は、本実施形態に係るパーソナルロボットの頭部の制御機構を示す概略斜視図である。さらに、図3は、本実施形態に係るパーソナルロボットのセンサと検出体を示す概略斜視図である。図4は、本実施形態に係るパーソナルロボットのセンサと検出体の関係を示す概略平面図である。また、図5は、本実施形態に係るパーソナルロボットの制御手段による位置ずれの補正を示す図である。
Hereinafter, a preferred embodiment of a personal robot according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[First embodiment]
First, a first embodiment of a personal robot according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a personal robot according to this embodiment, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing a control mechanism for the head of the personal robot according to this embodiment. FIG. 3 is a schematic perspective view showing a sensor and a detection body of the personal robot according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic plan view showing the relationship between the sensor and the detection body of the personal robot according to the present embodiment. FIG. 5 is a diagram showing correction of misalignment by the control means of the personal robot according to the present embodiment.
まず、本実施形態におけるパーソナルロボットの全体の構成について説明する。図1に示すように、本実施形態のパーソナルロボット1は、自走式の人型のパーソナルロボットで、本発明に係る所定の回動範囲をもって往復運動される所定の部位に相当する頭部2と、円筒形の胴体3と、所定のモータで駆動される車輪4と、が設けられている。
各部材は、主にPCやABS等の合成樹脂より形成されている。
First, the overall configuration of the personal robot in this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, a personal robot 1 of the present embodiment is a self-propelled humanoid personal robot, and a
Each member is mainly formed of a synthetic resin such as PC or ABS.
頭部2は、同図に示す例では、球体形状に形成されており、表面には、図示しない「目」や「口」などの顔の中心の目安となるデザインが表されている。
これにより、頭部2における顔の中心が外部から確認できるようになっており、頭部2が、胴体3に対して、本発明に係る特定の姿態となる位置として、「正面」を向く位置が定まることになる。
また、頭部2は、後述する胴体3の内部に設けられた頭部2の制御機構により駆動制御されるようになっている。
In the example shown in the figure, the
Thereby, the center of the face in the
The
胴体3は、同図に示すように、全体として円筒形状に形成されている。そして、図中のa方向の面が略平面状に形成されることで、胴体の「正面」として外部より判別できるようになっている。これより、前述した頭部2に表されたデザインより、頭部2が胴体3に対してどちらの向きに位置しているか外部より判別可能となる。
As shown in the figure, the body 3 is formed in a cylindrical shape as a whole. The surface in the direction a in the figure is formed in a substantially flat shape so that it can be determined from the outside as the “front” of the body. Accordingly, it is possible to determine from the outside which direction the
胴体3には、車輪4の制御機構と頭部2の制御機構が設けられている。
車輪4の制御機構は、特に図示はしないが安価なステッピングモータを駆動源として、所定の減速ギアを介して、車輪4に回転力が伝達され、車輪4が正転、逆転できる構成となっている。
なお、車輪4は、左右に2つ設けられているので、各々を独立して駆動制御可能となるように、各々の車輪4に対して、駆動源としてステッピングモータを備えている。これにより、各ステッピングモータを独立して制御することにより、パーソナルロボット1は、前後のみならず、右旋回、左旋回も自在に行うことができるようになっている。
The body 3 is provided with a control mechanism for the wheels 4 and a control mechanism for the
The control mechanism of the wheel 4 has a configuration in which a rotational force is transmitted to the wheel 4 through a predetermined reduction gear by using an inexpensive stepping motor (not shown) as a drive source, so that the wheel 4 can rotate forward and backward. Yes.
Since two wheels 4 are provided on the left and right, a stepping motor is provided as a drive source for each wheel 4 so that each wheel 4 can be independently driven and controlled. Thereby, by controlling each stepping motor independently, the personal robot 1 can freely turn right and left as well as back and forth.
次に、図2に示す頭部2の制御機構は、後述する制御装置とともに、本発明に係る制御手段を構成するものである。
頭部2の制御機構は、図2に示す例では、鋼板でプレス加工された台座21と、頭部2を回動制御する駆動源となる比較的安価なステッピングモータ211と、頭部2と連動して回動する本発明に係る検出体213と、ステッピングモータ211の回転力を検出体213に伝達するギア212a、ギア212b,ギア212cを含む複数のギアと、本発明に係るセンサとして機能する光センサ214aが実装されたセンサ基板214から構成されている。
そして、検出体213には、前述した頭部2が固設されており、検出体213の回動に連動して、頭部2が回動するようになっている。
なお、頭部2の制御機構による頭部2の回動制御については、後述するものとする。
Next, the control mechanism of the
In the example shown in FIG. 2, the control mechanism of the
The above-described
Note that the rotation control of the
車輪4は、円筒形の部材で、左右に2つ設けられているとともに、前述したように所定の減速ギアを介して、各ステッピングモータで独立して駆動されるようになっている。 The wheel 4 is a cylindrical member and is provided in two on the left and right sides, and is independently driven by each stepping motor via a predetermined reduction gear as described above.
次に、頭部2の回動制御について図3及び図4を参照しつつ説明する。
図3は、光センサ214aと検出体213を示す概略斜視図であり、図4は、光センサ214aと検出体213の関係を示す概略平面図である。
検出体213は、後述する光センサ214aとともに本発明に係る検出手段を構成している。
そして、検出体213は、本発明に係る遮光板として機能する部材でもあり、所定の軸を中心に前述したステッピングモータ211の回転力を受けることで、右回転、左回転できるように設けられている。
図示しない頭部2は、この検出体213に固設され、連動して回動するようになっている。
Next, the rotation control of the
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the
The
The
A head 2 (not shown) is fixed to the
検出体213は、各図に示すように、半径の異なる2つ領域を有しており、図4中右側は、後述する光センサ214aが、検出体213を有りとして検出する遮光領域Bが形成され、図4中左側には、光センサ214aが、検出体213を無しとして検出する通光領域Cが形成されている。
そして、図4中a方向おける遮光領域Bと通光領域Cの境界は、光センサ214aが、通光と遮光の変化を検出可能な位置となっており、頭部2における顔の中心は、この位置に固設されている。
As shown in each figure, the
The boundary between the light shielding region B and the light transmitting region C in the direction a in FIG. 4 is a position where the
また、検出体213は、この境界を基準に回動するように制御され、検出体213が回動する範囲は、回動範囲Aにより表される領域となっている。
また、この回動範囲A以外の領域は、機構的に回動が制限されるようになっており、検出体213の回動範囲が一周未満となっている。
これにより、光センサ214aが検出する、検出体213が有りから無し又は無しから有りに変化する位置は、一点に定まることとなるため、原点が一つに特定され、迷うことなく、原点へ復帰することができる。
Further, the
Further, in the region other than the rotation range A, the rotation is mechanically limited, and the rotation range of the
As a result, the position detected by the
なお、本実施形態では、検出体213が、頭部2の回動に「連動する」構成として、検出体213に頭部2を固設し、検出体213を頭部2の回動範囲Aと一致するように回動させる構成としたが、検出体213の回動範囲を頭部2の回動範囲Aと異なる回動範囲となるように回動させる構成とすることもできる。
検出体213の回動範囲を、頭部2の回動範囲Aと異なる回動範囲となるように回動させる構成としては、例えば、頭部2と検出体213を、ギア等により接続することで実現できる。
In this embodiment, the
As a configuration for rotating the rotation range of the
この場合においては、頭部2の回動範囲Aが一周以上であっても、ギア比等を調整することで、検出体213の回動範囲を一周未満とすることができるため、上述したように検出体213を、回動範囲Aに対応して、頭部2が「正面」を向いた位置を基準に、光センサ214aが当該検出体213を有りとして検出する領域と、無しとして検出する領域に区画することができる。
いずれにしても、検出体213が、頭部2に「連動して」回動することで、検出体213が、頭部2の回動範囲Aに対応して、頭部2が「正面」を向いた位置を基準に、光センサ214aが当該検出体213を有りとして検出する領域と、無しとして検出する領域に区画されることになり、原点も一義的に定まることになる。
In this case, even if the rotation range A of the
In any case, the
次に、光センサ214aは、前述した検出体213とともに本発明に係る検出手段を構成している。
光センサ214aは、発光部と受光部を一体に備える反射型の光センサからなり、発光部と受光部を上面に向けてセンサ基板214に実装されている(図3参照)。
また、光センサ214aは、前述した胴体3の「正面」の中央に位置するように配設されており、これにより、上記の検出体213の遮光領域Bと通光領域Cの境界(頭部2における顔の中心)と光センサ214aの検出位置が一致したときに、頭部2が「正面」を向いた位置となり、本発明に係る特定の姿態となるようになっている。
Next, the
The
Further, the
以上のことより、検出体213は、回動範囲Aに対応して、頭部2が「正面」を向いた位置を基準に、光センサ214aが当該検出体213を有りとして検出する遮光領域Bと、無しとして検出する通光領域Cに区画されていることになる。
なお、本実施形態では、図4に示すように、頭部2における顔の中心をa方向にして、頭部2を検出体213に固設させるとともに、光センサ214aを胴体3の「正面」に配設したが、光センサ214aを胴体3の背面で、a方向と概ね反対の遮光領域Bと通光領域Cの境界の位置に配設することもできる。この場合でも、光センサ214aが、頭部2が「正面」を向いた位置を検出するように設けられていることは言うまでもない。
From the above, the
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
次に、以上のような構成からなる本実施形態のパーソナルロボット1における頭部の動作(回動制御)について説明する。
頭部2は、図示しない制御装置により回動制御されるようになっている。
制御装置は、前述した頭部2の制御機構とともに本発明に係る制御手段を構成しており、所定のCPUとROM,RAM及びI/Oポート等の種々の電子部品が実装されたマイコンとして構成されている。
I/Oポートには、前述したステッピングモータ211と光センサ214aが制御可能となるように接続されている。
これより、制御装置は、光センサ214aからの検出体213の有無の検出信号を受けて、ROMに記憶されたプログラムに基づきCPUが実行することにより、ステッピングモータ211を回動制御するようになっている。
なお、この制御装置は、車輪4に設けられた2つのステッピングモータも制御しているが、説明は省略し、本発明の特徴的な説明のみにとどめるものとする。
Next, the head movement (rotation control) in the personal robot 1 of the present embodiment having the above-described configuration will be described.
The
The control device constitutes the control means according to the present invention together with the control mechanism of the
The stepping
Thus, the control device receives the detection signal of the presence or absence of the
Although this control device also controls two stepping motors provided on the wheels 4, the description will be omitted and only the characteristic description of the present invention will be given.
上記の制御装置により行われる頭部2の回動制御には、電源投入時の頭部2が「正面」を向いた位置となるよう回動制御する原点検出制御と、頭部2が「正面」を向いた位置を基準に往復運動を行う往復制御がある。
原点検出制御とは、当該パーソナルロボット1の電源を投入することにより、頭部2が「正面」を向いた位置となるようにステッピングモータ211を回動する制御である。
具体的には、電源投入時において、光センサ214aの検出位置には、検出体213の遮光領域B又は通光領域Cの何れかの領域が属するか不定である。
しかしながら、前述したように検出体213が、頭部2の回動範囲に対応して、頭部2が「正面」を向いた位置を基準に、光センサ214aが当該検出体213を有りとして検出する遮光領域Bと、無しとして検出する通光領域Cに区画されるため、光センサ214aが、電源投入時に、検出体213を有りとして検出しているか、又は無しとして検出しているかにより、どちらにステッピングモータ211を回転すれば頭部2が「正面」を向いた位置となるか、瞬時に判別することが可能である。
In the rotation control of the
The origin detection control is control for rotating the stepping
Specifically, when the power is turned on, it is undefined whether the light shielding region B or the light transmitting region C of the
However, as described above, the
さらに詳細には、光センサ214aが、検出体213を有りとして検出している場合には、検出体213を左回転するようにステッピングモータ211を制御し、反対に、検出体213を無しとして検出している場合には、検出体213を右回転するようにステッピングモータ211を制御することができる。
そして、各々遮光から通光又は通光から遮光の変化の検出信号が得られるタイミングで、ステッピングモータ211を停止することにより、頭部2が「正面」を向いた位置、すなわち原点となり、電源投入時の原点検出制御が終了する。
More specifically, when the
Then, by stopping the stepping
このように、検出体213が、頭部2の回動範囲に対応して、頭部2が「正面」を向いた位置を基準に、回動範囲Aを遮光領域Bと通光領域Cに区画されることにより、光センサ214aは、回動範囲Aに対応して、何れかの領域に属することになる。これより、原点に復帰する場合の回転方向が容易に判別できるとともに、光センサ214aが、検出体213が有りから無し又は無しから有りに変化するタイミングを検出することで、原点を検出可能となるため、原点への復帰が、簡易、かつ、迅速に行うことができる。
In this way, the
続いて、往復制御は、頭部2が、「正面」を向いた位置を基準に、回動範囲A内において左回転又は右回転を交互に行うような制御で、光センサ214aの検出信号に基づき、ステッピングモータ211を制御するようになっている。
具体的には、原点検出制御に続いて、光センサ214aが、遮光領域Bと通光領域Cの境界を検出している場合、すなわち頭部2が「正面」を向いた位置を検出した後に右に向かせる制御は、右方向に回転する位相の所定数のパルスをステッピングモータ211に出力することにより、パルス数に対応する角度分、頭部2が右を向くこととなり、反対に、左に向かせる制御は、左方向に回転する位相の所定数のパルスをステッピングモータ211に出力することにより、パルス数に対応する角度分、頭部2が左を向くこととなる。
Subsequently, the reciprocating control is a control in which the
Specifically, following the origin detection control, when the
また、光センサ214aが、遮光領域Bに属し、検出体213を有りとして検出している場合、すなわち頭部2が、右を向いているときに、次に反対側の左を向くような回動制御を行うときには、前述した原点検出制御を経ることで、一旦「正面」を向いた位置を検出した後、左方向に回転する位相の所定数のパルスをステッピングモータ211に出力する。
反対に、光センサ214aが、通光領域Cに属し、検出体213を無しとして検出している場合、すなわち頭部2が、左を向いているときに、次に反対側の右を向くような回動制御を行うときには、同様に前述した原点検出制御を経ることで、一旦「正面」を向いた位置を検出した後、右方向に回転する位相の所定数のパルスをステッピングモータ211に出力する。
Further, when the
On the contrary, when the
これによれば、頭部2が、左右何れかに向いている場合に、次に反対側を向く回動制御を行うときに、必ず、制御手段である制御装置が、センサ214aが頭部2が「正面」を向いた位置を検出するようにステッピングモータ211を制御する原点検出制御を経ることになる。
具体的には、遮光領域Bと通光領域Cのいずれかの領域内において、意図しない外力による位置ずれが生じていても、次に異なる領域に回動する際に、必ず光センサ214aが、遮光領域Bと通光領域Cの境界を検出することになる。
これより、センサ214aが、遮光領域Bと通光領域Cの境界、すなわち原点としての頭部2が「正面」を向いた位置を検出し、検出信号を出力することで、頭部2の回動位置が特定され、絶対位置が定まるこことなる。その結果、外力による位置ずれが生じても、その時点で生じていた位置ずれはリセットされ、この検出信号に基づき、新たにステッピングモータ211を回動制御することで、適正な位置に頭部2を回動制御することができる。
According to this, when the
Specifically, in any region of the light-shielding region B and the light-transmitting region C, the
Thus, the
さらに詳細には、図5に示す例では、原点検出制御を行わず、前述した従来技術のように単にパルス数で往復制御する相対的な位置制御の場合の位置ずれを示した図であり、例えば、1パルス分ずれて速く頭部2が「正面」を向いた位置(原点)Z1となったようなときに、常に固定パルス数送る制御を行うとすると、正規の到達位置Nをオーバーランして、1パルス分ずれた到達位置Z2となってしまう。しかしながら、上述した原点検出制御を介在させることで、1パルス分ずれた位置Z1が、頭部2が「正面」を向いた位置(原点)として、センサ214aにより絶対位置として検出・認識されるため、1パルス分のずれがこの時点でリセットされて、この検出に基づき、所定のパルス数をステッピングモータ211に出力すれば、到達位置が正規の到達位置Nに補正されるように回動制御することができる。
これにより、頭部2が、左から右又は右から左に向くような動作の変化毎に原点に復帰することになり、頻繁に位置ずれが補正されることとなる。
More specifically, in the example shown in FIG. 5, the origin detection control is not performed, and the positional deviation in the case of relative position control in which reciprocal control is performed by the number of pulses as in the above-described conventional technique is shown. For example, when the
As a result, the
また、頭部2が、意図しない外力を受けて次の所望する回動方向と同じ領域に属していても、一旦原点検出制御を経た後に、所定数のパルスをステッピングモータ211に出力して、同じ領域に戻るような制御を行うことにすれば、さらに位置ずれを補正する頻度が増し、適正な往復運動を繰り返すことができる。
このように、光センサ214aが、往復運動する際の基準となる頭部2が「正面」を向いた位置を検出するように設けられているため、頻繁に位置ずれが補正され、外力等により生じる位置ずれを効率よく解消することができ、適正な往復運動を行うことができる。
また、往復運動毎に、制御手段である制御装置が、センサ214aが頭部2が「正面」を向いた位置を検出するようにステッピングモータ211を制御する原点検出制御を介在させることで、常に位置ずれが解消され、正確な往復運動を繰り返し行うことができる。
Further, even if the
Thus, since the
In addition, every time the reciprocating motion is performed, the control device as the control means always includes the origin detection control for controlling the stepping
以上説明したように、本実施形態のパーソナルロボット1によれば、頭部2が「正面」を向いた位置を基準に回動範囲Aをもって往復運動される際に、光センサ214aが、頭部2が「正面」を向いた位置を検出するように設けられているため、頭部2が「正面」を向いた位置となる度に、回動位置が検出されることとなり、頻繁に位置ずれの補正が可能となる。これより、往復運動において、外力等により生じる位置ずれを効率よく解消することができ、頭部2が「正面」を向いた位置を基準にした適正な往復運動を行うことができる。
As described above, according to the personal robot 1 of the present embodiment, when the
[第二実施形態]
次に、本発明に係るパーソナルロボットの第二実施形態について、図6、図7と図8を参照しつつ説明する。
図6は、本実施形態に係るパーソナルロボットの頭部の制御機構を示す概略斜視図であり、図7は、本実施形態に係るパーソナルロボットのセンサと検出体の関係を示す概略平面図である。また、図8は、本実施形態に係るパーソナルロボットのロータリーセンサの特性を示す図である。
各図に示す本実施形態に係るパーソナルロボット1は、上述した第一実施形態の変形実施形態であり、光センサ214aが、検出体を有りとして検出する遮光領域Bを検出した場合に、頭部2が「正面」を向いた位置になるとともに、本発明に係る角度検出手段であるロータリーセンサ215を備えた構成となっている。
従って、その他の構成部分は、第一実施形態と同様となっており、同様の構成部分については、図中で第一実施形態と同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the personal robot according to the present invention will be described with reference to FIG. 6, FIG. 7, and FIG.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing the control mechanism of the head of the personal robot according to this embodiment, and FIG. 7 is a schematic plan view showing the relationship between the sensor and the detection body of the personal robot according to this embodiment. . FIG. 8 is a diagram showing characteristics of the rotary sensor of the personal robot according to the present embodiment.
The personal robot 1 according to the present embodiment shown in the drawings is a modified embodiment of the first embodiment described above, and when the
Therefore, other components are the same as those in the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment in the drawing, and detailed description thereof is omitted.
図6及び7に示す例では、頭部2の制御機構のギア212cには、連動して回動するギア212dが設けられている。
さらに、ギア212dには、回動範囲A内における頭部2の回転角度に対応して電気抵抗値が変化するロータリーセンサ215が設けられている。
また、本実施形態では、光センサ214aが、検出体213を有りとして検出する遮光領域Bを検出した場合に、頭部2が「正面」を向いた位置になるように、検出体213が形成されている。
ロータリーセンサ215は、図8に示すように、当該センサに内設するギアの一周を一周期として電気的抵抗値が繰り返し変化するもので、本実施形態では、頭部2の回動範囲Aに係る回転角度に対してほぼ一対一に電気抵抗値が変化するようになっている。
しかしながら、本実施形態に係るロータリーセンサ215は、製品コストの低減を図るため、比較的安価な製品を用いており、電気抵抗値と回転角度との誤差が大きいことが想定されるため、ロータリーセンサ215は、光センサ214aの補助として用いるものとする。
6 and 7, the
Further, the
In the present embodiment, the
As shown in FIG. 8, the rotary sensor 215 has an electrical resistance value that repeatedly changes with one cycle of a gear provided in the sensor as one cycle. In the present embodiment, the rotary sensor 215 has a rotational range A of the
However, the rotary sensor 215 according to the present embodiment uses a relatively inexpensive product in order to reduce the product cost, and it is assumed that the error between the electrical resistance value and the rotation angle is large. 215 is used as an auxiliary to the
このような構成からなる本実施形態に係る検出手段による頭部2の回動制御について、以下に説明する。
まず、原点検出制御では、パーソナルロボット1の電源を投入することにより、頭部2が「正面」を向いた位置となるように制御される。
具体的には、光センサ214aが検出体213を有りとして検出した場合には、頭部2が「正面」を向いた位置であると判別でき、原点検出制御は終了される。
一方、光センサ214aが検出体213を無しとして検出した場合には、ロータリーセンサ215の電気的抵抗値を電圧の変化に変換するとともに、これをA/D変換し、I/Oポートを介して読み取る。
これにより、読み取られた電気的抵抗値から回転角度が決定され(図8)、回動範囲A内における現在の位置をほぼ特定することができるため、ステッピングモータ211の回転すべき方向が定まることとなる。
The rotation control of the
First, in the origin detection control, the personal robot 1 is turned on so that the
Specifically, when the
On the other hand, when the
Thereby, the rotation angle is determined from the read electric resistance value (FIG. 8), and the current position in the rotation range A can be almost specified, so that the direction in which the stepping
その結果、ステッピングモータ211を頭部2が「正面」を向く位置となる方向に回転させると同時に、光センサ214aが検出体213を有りとして検出したときに(遮光領域Bを検出したとき)、ステッピングモータ211を停止することで、原点検出制御は終了される。
また、読み取られた電気的抵抗値に対応する回転角度により、「正面」を向いた位置(原点)より現在の位置が所定の角度以上離れていると判別された場合には、ステッピングモータ211に出力するパルスの周波数を高くすることで、より速く原点に復帰させることができ、初期化の動作を迅速に行うことができる。
As a result, when the stepping
If it is determined that the current position is more than a predetermined angle away from the position (origin) facing “front” by the rotation angle corresponding to the read electrical resistance value, the stepping
続いて、往復制御は、頭部2が、「正面」を向いた位置を基準に、回動範囲A内において左回転又は右回転を交互に行うように制御される。
具体的には、光センサ214aが、遮光領域Bを検出している場合、すなわち頭部2が「正面」を向いた位置にあるときの右に向かせる制御は、右方向に回転する位相の所定数のパルスをステッピングモータ211に出力することにより、パルス数に対応する角度分、頭部2が右を向くこととなり、反対に、左に向かせる制御は、左方向に回転する位相の所定数のパルスをステッピングモータ211に出力することにより、パルス数に対応する角度分、頭部2が左を向くこととなる。
Subsequently, the reciprocating control is controlled such that the
Specifically, when the
また、光センサ214aが、検出体213を無しとして検出している場合は、回動位置が複数特定される。この場合は頭部2が、左又は右を向いていることとなる。
このような状態で、次に反対を向くような回動制御を行うときに、単に直前に与えられた所定パルス数戻るのみでは、外力等を要因とする位置ずれが生じていた場合には、頭部2が見当違いな方向に回動することとなる。
そこで、必ず前述した原点検出制御を経て、一旦「正面」を向いた位置を検出した後、右又は左方向に回転する位相の所定の数のパルスをステッピングモータ211に出力する。
When the
In such a state, when performing the rotation control to turn to the opposite next, when the position shift caused by an external force or the like has occurred simply by returning the predetermined number of pulses given immediately before, The
Therefore, after the above-described origin detection control is performed, the position once facing the “front” is once detected, and then a predetermined number of pulses having a phase rotating in the right or left direction are output to the stepping
その結果、必ず頭部2が「正面」を向いた位置を検出した後に、所定のパルス数分を回動されるため、頭部2が、意図しない外力を受けて次の所望する回動方向と同じ向きに属していても、「正面」を向いた位置を検出するように制御されるため、動作毎に原点に復帰することで、生じていた位置ずれがリセットされ、頻繁に回動位置が補正されることとなる。
このように、光センサ214aが、往復運動する際の基準となる頭部2が「正面」を向いた位置を検出するように設けられているため、頻繁に回動位置が補正され、外力等により生じる位置ずれを効率よく解消することができ、適正な往復運動を行うことができる。
また、往復運動毎に、必ず頭部2が「正面」を向いた位置を検出するようにステッピングモータ211を制御する原点検出制御を介在させることで、常に位置ずれが解消され、正確な往復運動を繰り返し行うことができる。
As a result, since the
Thus, since the
In addition, since the origin detection control for controlling the stepping
また、ロータリーセンサ215を補助的に用いることで、光センサ214aにより検出される回動位置により、頭部2の向きが左又は右のいずれを向いているのか複数特定されるような場合に、ロータリーセンサ215により読み取られた電気的抵抗値から回転角度が決定され、回動範囲A内における現在の位置をほぼ特定することができるため、ステッピングモータ211の回転すべき方向を瞬時に判別することができる。
さらに、読み取られた電気的抵抗値に対応する回転角度により、「正面」を向いた位置(原点)より現在の位置が所定の角度以上離れていると判別された場合には、ステッピングモータ211に出力するパルスの周波数を高くすることで、より速く原点に復帰させることができ、外力等により生じる位置ずれの補正を迅速に行うことができる。
In addition, when the rotary sensor 215 is used as an auxiliary, when the rotation position detected by the
Further, if it is determined that the current position is more than a predetermined angle from the position (origin) facing “front” by the rotation angle corresponding to the read electrical resistance value, the stepping
以上のように、本実施形態のパーソナルロボット1によれば、頭部2が「正面」を向いた位置を基準に回動範囲Aをもって往復運動される際に、光センサ214aが、頭部2が「正面」を向いた位置を検出するように設けられているため、頭部2が「正面」を向いた位置となる度に、回動位置が検出されることとなり、頻繁に位置ずれの補正が可能となる。これより、往復運動において、外力等により生じる位置ずれを効率よく解消することができ、頭部2が「正面」を向いた位置を基準にした適正な往復運動を行うことができる。
特に、ロータリーセンサ215を併用することで、読み取られた電気的抵抗値から回転角度が決定され、回動範囲A内における現在の位置をほぼ特定することができ、自ずと復帰すべき原点も特定されるため、ステッピングモータ211の回転すべき方向のみならず、回転速度も調整して、より速く原点への復帰ができ、位置ずれを迅速に解消することができる。
As described above, according to the personal robot 1 of the present embodiment, when the
In particular, by using the rotary sensor 215 together, the rotation angle is determined from the read electric resistance value, the current position in the rotation range A can be almost specified, and the origin to be returned is also specified. Therefore, not only the direction in which the stepping
なお、本実施形態では、回動範囲Aは一周以内としてあるが、一周以上の回動範囲を有する場合でもロータリーセンサ215を併用することで対応することができる。すなわち、回動範囲Aが一周以上であっても、ロータリーセンサ215の電気的抵抗値と回転角度が一体一の関係となるように、すなわち、当該センサに内設するギアが一周未満となるように介在するギアのギア比を調整することで、実現することができる。 In the present embodiment, the rotation range A is within one turn, but even when the rotation range is one turn or more, it can be dealt with by using the rotary sensor 215 together. That is, even if the rotation range A is one or more rounds, the electrical resistance value and the rotation angle of the rotary sensor 215 are integrated with each other, that is, the gear provided in the sensor is less than one round. This can be realized by adjusting the gear ratio of the gear interposed between the two.
以上、本発明のパーソナルロボットについて、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係るパーソナルロボットは、上述の実施形態に限定されるものでなく、以下のように本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、各実施形態では、検出手段として、光センサと遮光板を用いる構成としたが、アクチュエータを備えたマイクロスイッチと回転板により構成することもでき、この場合には、上述した第一実施形態に係る検出体213の周縁にアクチュエータを摺接せさることで、頭部2が「正面」を向いた位置を検出することもできる。
また、各実施形態では、パーソナルロボットの所定の部位を頭部としたが、腕や足など含む回動を伴う関節動作を有する部位に適用できることは勿論である。
As mentioned above, although the preferred embodiment was shown and demonstrated about the personal robot of this invention, the personal robot which concerns on this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various are within the scope of the present invention as follows. It goes without saying that changes can be made.
For example, in each embodiment, the optical sensor and the light-shielding plate are used as the detection unit. However, the detection unit may be configured by a microswitch provided with an actuator and a rotary plate. In this case, the first embodiment described above is used. It is also possible to detect the position at which the
In each embodiment, the predetermined part of the personal robot is the head, but it is needless to say that the invention can be applied to a part having a joint operation involving rotation such as an arm or a leg.
本発明は、回動を伴う部位を往復制御するパーソナルロボットに広く利用することができる。 The present invention can be widely used in personal robots that perform reciprocal control of a portion that involves rotation.
1 パーソナルロボット
2 頭部
21 台座
211 ステッピングモータ
212a,212b,212c,212d ギア
213 検出体
214 センサ基板
214a 光センサ
215 ロータリーセンサ
3 胴体
4 車輪
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記所定の部位の特定の回動位置を検出する検出手段と、
前記検出手段からの検出信号に基づき、前記所定の部位を当該部位が特定の姿態となる位置を基準に所定の回動範囲をもって往復運動するように前記モータを制御する制御手段と、を備え、
前記検出手段が、前記所定の部位が前記特定の姿態となる位置を検出するように設けられたことを特徴としたパーソナルロボット。 A personal robot whose predetermined part is rotationally controlled by a motor,
Detecting means for detecting a specific rotation position of the predetermined part;
Control means for controlling the motor based on a detection signal from the detection means so as to reciprocate the predetermined part with a predetermined rotation range with respect to a position where the specific part is in a specific form;
A personal robot characterized in that the detection means is provided so as to detect a position where the predetermined part is in the specific form.
前記検出体が、前記所定の回動範囲に対応して、前記特定の姿態となる位置を基準に、前記センサが当該検出体を有りとして検出する領域と、無しとして検出する領域に区画された請求項1又は2記載のパーソナルロボット。 The detection means includes a detection body that interlocks with the rotation of the predetermined portion and a predetermined sensor that detects the presence or absence of the detection body,
The detection body is divided into a region where the sensor detects that the detection body is present and a region where the detection body detects that the detection body is absent based on the position where the detection body is in a specific state corresponding to the predetermined rotation range. The personal robot according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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