JP3461137B2 - 玩具ロボット - Google Patents
玩具ロボットInfo
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- JP3461137B2 JP3461137B2 JP06739199A JP6739199A JP3461137B2 JP 3461137 B2 JP3461137 B2 JP 3461137B2 JP 06739199 A JP06739199 A JP 06739199A JP 6739199 A JP6739199 A JP 6739199A JP 3461137 B2 JP3461137 B2 JP 3461137B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は玩具ロボットに関す
る。玩具としての玩具ロボットは、動きを楽しむもので
あり、このためには、動きが人間が行なうダイナミック
な動きに近いものであることが望ましい。
る。玩具としての玩具ロボットは、動きを楽しむもので
あり、このためには、動きが人間が行なうダイナミック
な動きに近いものであることが望ましい。
【0002】
【従来の技術】従来の玩具ロボットとして、鉄棒で大車
輪を行なう鉄棒玩具ロボットがある。この鉄棒玩具ロボ
ットは、カムの駆動等を利用してロボット本体に鉄棒を
中心とする回動力を与え、力ずくでロボット本体を鉄棒
を中心に回動させる構成である。
輪を行なう鉄棒玩具ロボットがある。この鉄棒玩具ロボ
ットは、カムの駆動等を利用してロボット本体に鉄棒を
中心とする回動力を与え、力ずくでロボット本体を鉄棒
を中心に回動させる構成である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため、鉄棒玩具ロ
ボットが行なう大車輪の動きは、体操選手が大車輪を行
なうときの弾み及び重力を利用したダイナミックな動き
からは遠くかけ離れた単純なものであり、動きを十分に
楽しむことは出来なかった。また、鉄棒玩具ロボットを
コントローラを使用して遠隔操作して動作させるた場合
には、誰が操作しても同じように大車輪を行う。よっ
て、コントローラを操作する人の技量の巧拙が鉄棒玩具
ロボットの動きに現れず、面白くないものであった。
ボットが行なう大車輪の動きは、体操選手が大車輪を行
なうときの弾み及び重力を利用したダイナミックな動き
からは遠くかけ離れた単純なものであり、動きを十分に
楽しむことは出来なかった。また、鉄棒玩具ロボットを
コントローラを使用して遠隔操作して動作させるた場合
には、誰が操作しても同じように大車輪を行う。よっ
て、コントローラを操作する人の技量の巧拙が鉄棒玩具
ロボットの動きに現れず、面白くないものであった。
【0004】他の玩具ロボットについても、重力等は動
作の安定に影響を与える負の要因であるとして考えられ
ていた。よって、従来は玩具ロボットがバランスをくず
して重力の作用で転倒すると、それは、玩具ロボットが
正常に動作することを保証する領域より外れているとし
て、玩具ロボットは動きを停止するのが一般的であっ
た。この点でも、従来の玩具ロボットは動きがダイナミ
ック性に欠けたものであった。
作の安定に影響を与える負の要因であるとして考えられ
ていた。よって、従来は玩具ロボットがバランスをくず
して重力の作用で転倒すると、それは、玩具ロボットが
正常に動作することを保証する領域より外れているとし
て、玩具ロボットは動きを停止するのが一般的であっ
た。この点でも、従来の玩具ロボットは動きがダイナミ
ック性に欠けたものであった。
【0005】そこで、本発明は、上記課題を解決した玩
具ロボットを提供することを目的とする。
具ロボットを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の鉄棒玩具ロボ
ットは、複数のリンク部がシリアルに少なくとも2つの
関節によって回動可能に接続してあり、且つ、プレーヤ
が操作する遠隔操作装置によって制御され各関節の関節
角度を変化させるアクチュエータを有し、水平の棒に吊
り下がっている玩具ロボット本体であって、上記プレー
ヤが上記遠隔操作装置を操作することによって、上記玩
具ロボット本体の通常屈曲状態と逆屈曲状態とを繰り返
す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロボット本体が共振を
利用して上記水平の棒に関して振れて鉄棒運動を行なう
ようにしたものである。遠隔操作装置操作するプレーヤ
の技量の巧拙が鉄棒玩具ロボットの動きに現れ、面白く
遊ぶことが出来る。
ットは、複数のリンク部がシリアルに少なくとも2つの
関節によって回動可能に接続してあり、且つ、プレーヤ
が操作する遠隔操作装置によって制御され各関節の関節
角度を変化させるアクチュエータを有し、水平の棒に吊
り下がっている玩具ロボット本体であって、上記プレー
ヤが上記遠隔操作装置を操作することによって、上記玩
具ロボット本体の通常屈曲状態と逆屈曲状態とを繰り返
す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロボット本体が共振を
利用して上記水平の棒に関して振れて鉄棒運動を行なう
ようにしたものである。遠隔操作装置操作するプレーヤ
の技量の巧拙が鉄棒玩具ロボットの動きに現れ、面白く
遊ぶことが出来る。
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】請求項2の鉄棒玩具ロボットは、複数のリ
ンク部がシリアルに少なくとも2つの関節によって回動
可能に接続してあり、且つ、各関節の関節角度を変化さ
せるアクチュエータを有し、水平の棒に吊り下がってい
る玩具ロボット本体と、プレーヤによって操作されて、
上記アクチュエータの駆動を制御させる遠隔操作装置と
よりなり、該プレーヤが上記遠隔操作装置を操作するこ
とによって、上記玩具ロボット本体の通常屈曲状態と逆
屈曲状態とを繰り返す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロ
ボット本体が共振を利用して上記水平の棒に関して振れ
て鉄棒運動を行なうようにしたものである。
ンク部がシリアルに少なくとも2つの関節によって回動
可能に接続してあり、且つ、各関節の関節角度を変化さ
せるアクチュエータを有し、水平の棒に吊り下がってい
る玩具ロボット本体と、プレーヤによって操作されて、
上記アクチュエータの駆動を制御させる遠隔操作装置と
よりなり、該プレーヤが上記遠隔操作装置を操作するこ
とによって、上記玩具ロボット本体の通常屈曲状態と逆
屈曲状態とを繰り返す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロ
ボット本体が共振を利用して上記水平の棒に関して振れ
て鉄棒運動を行なうようにしたものである。
【0011】遠隔操作装置操作するプレーヤの技量の巧
拙が鉄棒玩具ロボットの動きに現れ、面白く遊ぶことが
出来る。
拙が鉄棒玩具ロボットの動きに現れ、面白く遊ぶことが
出来る。
【0012】請求項3の玩具ロボットは、複数のリンク
部がシリアルに少なくとも2つの関節によって回動可能
に接続してある玩具ロボット本体と、該玩具ロボット本
体が屈曲状態となるように各関節の関節角度を変化させ
るアクチュエータとよりなり、一方のリンクの高速回動
によって、前記一方のリンクに接続された他方のリンク
に生じる慣性反力を利用して起き上がり動作をするよう
にしたものである。
部がシリアルに少なくとも2つの関節によって回動可能
に接続してある玩具ロボット本体と、該玩具ロボット本
体が屈曲状態となるように各関節の関節角度を変化させ
るアクチュエータとよりなり、一方のリンクの高速回動
によって、前記一方のリンクに接続された他方のリンク
に生じる慣性反力を利用して起き上がり動作をするよう
にしたものである。
【0013】従来の玩具ロボットにはない動きを楽しむ
ことが出来る。
ことが出来る。
【0014】
【発明の実施の形態】〔第1実施例〕図1は本発明の第
1実施例になる鉄棒玩具ロボット10を示し、図2はこ
の鉄棒玩具ロボット10のブロック図を示す。鉄棒玩具
ロボット10は、大略、ロボット本体11と、このロボ
ット本体11を駆動させるアクチュエータと、アクチュ
エータの駆動を制御する制御回路とを有し、水平の鉄棒
14より吊り下がっている。
1実施例になる鉄棒玩具ロボット10を示し、図2はこ
の鉄棒玩具ロボット10のブロック図を示す。鉄棒玩具
ロボット10は、大略、ロボット本体11と、このロボ
ット本体11を駆動させるアクチュエータと、アクチュ
エータの駆動を制御する制御回路とを有し、水平の鉄棒
14より吊り下がっている。
【0015】ロボット本体11は、人間と対比した場合
に、胴体に対応する第1のリンク15と、腕に対応する
第2のリンク16と、脚に対応する第3のリンク17と
を有する。第2のリンク16は第1の関節18によって
第1のリンク15の上端に略300度の角度範囲で回動
可能に接続してあり、第3のリンク17は第2の関節1
9によって第1のリンク15の下端に略300度の角度
範囲で回動可能に接続してある。各リンク15、16、
17は、共に、略楕円形である二枚の平行の板よりなる
構成である。10aが鉄棒玩具ロボット10の前面(表
面)、10bが背面(裏面)である。
に、胴体に対応する第1のリンク15と、腕に対応する
第2のリンク16と、脚に対応する第3のリンク17と
を有する。第2のリンク16は第1の関節18によって
第1のリンク15の上端に略300度の角度範囲で回動
可能に接続してあり、第3のリンク17は第2の関節1
9によって第1のリンク15の下端に略300度の角度
範囲で回動可能に接続してある。各リンク15、16、
17は、共に、略楕円形である二枚の平行の板よりなる
構成である。10aが鉄棒玩具ロボット10の前面(表
面)、10bが背面(裏面)である。
【0016】第1の関節18は、第2のリンク16に固
定してある軸20と、第1のリンク15に設けてあって
上記の軸20を回動可能に支持する軸受け部材21とよ
りなる。第2の関節19は、第2のリンク16に固定し
てある軸22と、第1のリンク15に設けてあり、上記
の軸22を回動可能に支持する軸受け部材23とよりな
る。
定してある軸20と、第1のリンク15に設けてあって
上記の軸20を回動可能に支持する軸受け部材21とよ
りなる。第2の関節19は、第2のリンク16に固定し
てある軸22と、第1のリンク15に設けてあり、上記
の軸22を回動可能に支持する軸受け部材23とよりな
る。
【0017】鉄棒14は、第2のリンク16の上端の軸
受け部材24を貫通しており、第2のリンク16は鉄棒
14に関して360度完全に回動可能である。第1のリ
ンク15には、図3に示すように、第1の関節18に関
連して、アクチュエータとしての第1のモータ25と関
節角度センサとしての第1のポテンショメータ27とが
固定してあり、且つ第1の減速ギヤ26が設けてある。
受け部材24を貫通しており、第2のリンク16は鉄棒
14に関して360度完全に回動可能である。第1のリ
ンク15には、図3に示すように、第1の関節18に関
連して、アクチュエータとしての第1のモータ25と関
節角度センサとしての第1のポテンショメータ27とが
固定してあり、且つ第1の減速ギヤ26が設けてある。
【0018】図4に併せて示すように、第1の減速ギヤ
26は、ピニオンギヤ28と大径のギヤ29とよりな
る。ギヤ28は第1のモータ25のスピンドルに固定し
てあり、ギヤ29は軸20に固定してある。第1のポテ
ンショメータ27の回転軸27aに固定してあるギヤ3
1がギヤ30とかみ合っている。第1のモータ25が駆
動されると、第1の減速ギヤ26を介して、軸20が回
動され、第2のリンク16が第1のリンク15に対して
回動され、第2のリンク16の第1のリンク15の中心
線の延長線に対してなす角度α(以下、第1の関節18
の関節角度という)が変化し、且つ、第1のポテンショ
メータ27の回転軸27aが回動され、接触片27bが
抵抗27cに沿って移動して、第1のポテンショメータ
27の出力電圧が変化する。第1のポテンショメータ2
7は第1の関節18の関節角度αの情報を出力する。
26は、ピニオンギヤ28と大径のギヤ29とよりな
る。ギヤ28は第1のモータ25のスピンドルに固定し
てあり、ギヤ29は軸20に固定してある。第1のポテ
ンショメータ27の回転軸27aに固定してあるギヤ3
1がギヤ30とかみ合っている。第1のモータ25が駆
動されると、第1の減速ギヤ26を介して、軸20が回
動され、第2のリンク16が第1のリンク15に対して
回動され、第2のリンク16の第1のリンク15の中心
線の延長線に対してなす角度α(以下、第1の関節18
の関節角度という)が変化し、且つ、第1のポテンショ
メータ27の回転軸27aが回動され、接触片27bが
抵抗27cに沿って移動して、第1のポテンショメータ
27の出力電圧が変化する。第1のポテンショメータ2
7は第1の関節18の関節角度αの情報を出力する。
【0019】図2に示すように、第1のリンク15に
は、第2の関節19に関連して、アクチュエータとして
の第2のモータ32と、第2の減速ギヤ33と、関節角
度センサとしての第2のポテンショメータ34とが設け
てある。これらの機構は上記の第1の関節18に関連し
設けてある第1のモータ25、第1の減速ギヤ26、第
1のポテンショメータ27と同じ構成である。
は、第2の関節19に関連して、アクチュエータとして
の第2のモータ32と、第2の減速ギヤ33と、関節角
度センサとしての第2のポテンショメータ34とが設け
てある。これらの機構は上記の第1の関節18に関連し
設けてある第1のモータ25、第1の減速ギヤ26、第
1のポテンショメータ27と同じ構成である。
【0020】第1のモータ25が駆動されると、第2の
減速ギヤ33を介して、軸22が回動され、第1のリン
ク15と第3のリンク17とが相対的に回動され、第1
のリンク15と第3のリンク17との開き角度β(以
下、第2の関節19の関節角度という)が変化し、且
つ、第2のポテンショメータ34の回転軸が回動されて
その出力電圧が変化する。第2のポテンショメータ34
は第2の関節19の関節角度βの情報を出力する。
減速ギヤ33を介して、軸22が回動され、第1のリン
ク15と第3のリンク17とが相対的に回動され、第1
のリンク15と第3のリンク17との開き角度β(以
下、第2の関節19の関節角度という)が変化し、且
つ、第2のポテンショメータ34の回転軸が回動されて
その出力電圧が変化する。第2のポテンショメータ34
は第2の関節19の関節角度βの情報を出力する。
【0021】また、第1のリンク15には、回路モジュ
ール35及び電源36が搭載してある。回路モジュール
35は、図2に示すように、マイコン37と、第1のモ
ータ駆動回路38と、第2のモータ駆動回路39とを有
する。図5に示すように、第2のリンク16には、振れ
状態センサとしての光学的角度センサ40が設けてあ
る。光学的角度センサ40は、第1の光学的角度センサ
41と第2の光学的角度センサ42とよりなる。第1の
光学的角度センサ41は、鉄棒14に形成してある第1
の反射パターン43とこれに対向する第1の発光・受光
光学素子44とよりなる。第1の光学的角度センサ41
は、鉄棒14に形成してある第1の反射パターン43と
これに対向する第1の発光・受光光学素子44とよりな
る。第2の光学的角度センサ42は、鉄棒14に形成し
てある第2の反射パターン45とこれに対向する第2の
発光・受光光学素子46とよりなる。
ール35及び電源36が搭載してある。回路モジュール
35は、図2に示すように、マイコン37と、第1のモ
ータ駆動回路38と、第2のモータ駆動回路39とを有
する。図5に示すように、第2のリンク16には、振れ
状態センサとしての光学的角度センサ40が設けてあ
る。光学的角度センサ40は、第1の光学的角度センサ
41と第2の光学的角度センサ42とよりなる。第1の
光学的角度センサ41は、鉄棒14に形成してある第1
の反射パターン43とこれに対向する第1の発光・受光
光学素子44とよりなる。第1の光学的角度センサ41
は、鉄棒14に形成してある第1の反射パターン43と
これに対向する第1の発光・受光光学素子44とよりな
る。第2の光学的角度センサ42は、鉄棒14に形成し
てある第2の反射パターン45とこれに対向する第2の
発光・受光光学素子46とよりなる。
【0022】第1の反射パターン43は、垂直面で分け
られており、後面側の非反射面43aと前面側の反射面
43bとよりなる。第2の反射パターン45は、水平面
で分けられており、下面側の非反射面45aと上面側の
反射面45bとよりなる。第1の発光・受光光学素子4
4と第2の発光・受光光学素子46とは、第2のリンク
16の板に固定してある支持板47上に固定してあり、
第2のリンク16が垂直の姿勢であるときに鉄棒14の
真下側の位置に配設してある。
られており、後面側の非反射面43aと前面側の反射面
43bとよりなる。第2の反射パターン45は、水平面
で分けられており、下面側の非反射面45aと上面側の
反射面45bとよりなる。第1の発光・受光光学素子4
4と第2の発光・受光光学素子46とは、第2のリンク
16の板に固定してある支持板47上に固定してあり、
第2のリンク16が垂直の姿勢であるときに鉄棒14の
真下側の位置に配設してある。
【0023】第1、第2の発光・受光光学素子44、4
6は、第2のリンク16が回動すると、第1、第2のの
反射パターン43、45に対向しつつこの周囲を回動す
る。第1、第2の発光・受光光学素子44、46は、非
反射面に対向すると出力状態はOFFとなり、反射面に
対向すると出力状態はONとなる。第2のリンク16を
一回転させたときの第1、第2の発光・受光光学素子4
4、46の出力は、位相がずれて、図5(D)に示すよ
うになる。第1、第2の発光・受光光学素子44、46
の出力の組み合わせパターンにもとづいて、第2のリン
ク16が第1〜第4象限のいづれの象限に位置している
のか検出されれる。即ち、第2のリンク16の鉄棒14
を通る垂直線VLに対する回動角度θが大まかに把握さ
れる。
6は、第2のリンク16が回動すると、第1、第2のの
反射パターン43、45に対向しつつこの周囲を回動す
る。第1、第2の発光・受光光学素子44、46は、非
反射面に対向すると出力状態はOFFとなり、反射面に
対向すると出力状態はONとなる。第2のリンク16を
一回転させたときの第1、第2の発光・受光光学素子4
4、46の出力は、位相がずれて、図5(D)に示すよ
うになる。第1、第2の発光・受光光学素子44、46
の出力の組み合わせパターンにもとづいて、第2のリン
ク16が第1〜第4象限のいづれの象限に位置している
のか検出されれる。即ち、第2のリンク16の鉄棒14
を通る垂直線VLに対する回動角度θが大まかに把握さ
れる。
【0024】上記の光学的角度センサ40のコストは、
後述する図12に示すジャイロセンサ55及び加速度セ
ンサ56に比べて安価であり、且つ、図13に示す2相
のパルスエンコーダ57に比べても安価である。よっ
て、鉄棒玩具ロボット10は後述する図12及び図13
に示す鉄棒玩具ロボット10D,10Eより安価であ
る。
後述する図12に示すジャイロセンサ55及び加速度セ
ンサ56に比べて安価であり、且つ、図13に示す2相
のパルスエンコーダ57に比べても安価である。よっ
て、鉄棒玩具ロボット10は後述する図12及び図13
に示す鉄棒玩具ロボット10D,10Eより安価であ
る。
【0025】上記の第1のポテンショメータ27の出
力、第2のポテンショメータ34の出力、第1、第2の
光学的角度センサ41、42の出力(第1、第2の発光
・受光光学素子44、46の出力)は、マイコン37に
供給される。鉄棒14より吊り下がっている鉄棒玩具ロ
ボット10の振れの共振周波数は、f1であり、ノミナ
ル固有周期はTである。
力、第2のポテンショメータ34の出力、第1、第2の
光学的角度センサ41、42の出力(第1、第2の発光
・受光光学素子44、46の出力)は、マイコン37に
供給される。鉄棒14より吊り下がっている鉄棒玩具ロ
ボット10の振れの共振周波数は、f1であり、ノミナ
ル固有周期はTである。
【0026】マイコン37には、鉄棒玩具ロボット10
のノミナル固有周期T、鉄棒玩具ロボット10のイナー
シャ、第1、第2のモータ25、32の特性等が記憶さ
れている。また、第2のリンク16及び第3のリンク1
7の第1のリンク15に対する回動方向及び回動角度
は、夫々第1、第2のポテンショメータ27、34によ
って検出される。鉄棒玩具ロボット10の振れが後述す
る振り子振幅から大振幅の状態に移ったこと、及び、大
振幅の状態の鉄棒玩具ロボット10が大振幅範囲から振
り子振幅範囲に移ったことは、光学的角度センサ40に
よって検出される。
のノミナル固有周期T、鉄棒玩具ロボット10のイナー
シャ、第1、第2のモータ25、32の特性等が記憶さ
れている。また、第2のリンク16及び第3のリンク1
7の第1のリンク15に対する回動方向及び回動角度
は、夫々第1、第2のポテンショメータ27、34によ
って検出される。鉄棒玩具ロボット10の振れが後述す
る振り子振幅から大振幅の状態に移ったこと、及び、大
振幅の状態の鉄棒玩具ロボット10が大振幅範囲から振
り子振幅範囲に移ったことは、光学的角度センサ40に
よって検出される。
【0027】次に、上記構成の鉄棒玩具ロボット10が
大車輪を行なう動作について説明する。鉄棒玩具ロボッ
ト10は、振れを除外してみると、第1のモータ25と
第2のモータ32とが適宜駆動されて、第2のリンク1
6及び第3のリンク17が第1のリンク15に対して回
動して、図6(A)の伸直の状態から、図6(B)に示
す前面が凹となる通常屈曲の状態とされ、この後、図6
(A)の伸直の状態とされ、次いで、図6(C)に示す
前面が凸となる逆屈曲の状態とされ、この後、図6
(A)の伸直の状態とされ、図6(B)に示す通常屈曲
の状態とされる屈曲動作を繰り返し行なう。
大車輪を行なう動作について説明する。鉄棒玩具ロボッ
ト10は、振れを除外してみると、第1のモータ25と
第2のモータ32とが適宜駆動されて、第2のリンク1
6及び第3のリンク17が第1のリンク15に対して回
動して、図6(A)の伸直の状態から、図6(B)に示
す前面が凹となる通常屈曲の状態とされ、この後、図6
(A)の伸直の状態とされ、次いで、図6(C)に示す
前面が凸となる逆屈曲の状態とされ、この後、図6
(A)の伸直の状態とされ、図6(B)に示す通常屈曲
の状態とされる屈曲動作を繰り返し行なう。
【0028】鉄棒玩具ロボット10が、例えば図6
(B)の通常屈曲となった時点から鉄棒玩具ロボット1
0が再度同じ通常屈曲となるまでの時間を、本明細書で
は、「屈曲周期TA」と定義する。鉄棒玩具ロボット1
0は、マイコン37によって、上記の繰り返し屈曲動作
を鉄棒玩具ロボット10の振れが共振するような屈曲周
期TAで行ない、これによって、鉄棒玩具ロボット10
の振れが共振して、振幅が徐々に増加して、遂には、大
車輪を行なう。
(B)の通常屈曲となった時点から鉄棒玩具ロボット1
0が再度同じ通常屈曲となるまでの時間を、本明細書で
は、「屈曲周期TA」と定義する。鉄棒玩具ロボット1
0は、マイコン37によって、上記の繰り返し屈曲動作
を鉄棒玩具ロボット10の振れが共振するような屈曲周
期TAで行ない、これによって、鉄棒玩具ロボット10
の振れが共振して、振幅が徐々に増加して、遂には、大
車輪を行なう。
【0029】鉄棒玩具ロボット10が大車輪を行なうま
での動作は、第1の段階と、第2の段階とよりなる。第
1の段階は、振り子の法則が適用される範囲、即ち、鉄
棒玩具ロボット10がノミナル固有周期Tで振られる範
囲であり、図7(A)〜(G)に示す、鉄棒玩具ロボッ
ト10が鉄棒14より吊り下がっている状態から反時計
方向に90度、時計方向に90度(全体で180度)ま
で振れる範囲である。この範囲を「振り子振幅範囲」と
いう。なお、この範囲は一例であり、例えば、反時計方
向に80度、時計方向に80度の範囲でもよい。第2の
段階は、図8(H)〜(L)に示す、振幅が反時計方向
及び時計方向に90度を越えた範囲である。本明細書で
は、振幅が反時計方向及び時計方向に90度を越えたこ
とを「大振幅」と定義し、振幅が反時計方向及び時計方
向に90度を越えた範囲を「大振幅範囲」と定義する。
この第2の段階の最終で、図8(M)に示すように、遂
には大車輪が行なわれる。
での動作は、第1の段階と、第2の段階とよりなる。第
1の段階は、振り子の法則が適用される範囲、即ち、鉄
棒玩具ロボット10がノミナル固有周期Tで振られる範
囲であり、図7(A)〜(G)に示す、鉄棒玩具ロボッ
ト10が鉄棒14より吊り下がっている状態から反時計
方向に90度、時計方向に90度(全体で180度)ま
で振れる範囲である。この範囲を「振り子振幅範囲」と
いう。なお、この範囲は一例であり、例えば、反時計方
向に80度、時計方向に80度の範囲でもよい。第2の
段階は、図8(H)〜(L)に示す、振幅が反時計方向
及び時計方向に90度を越えた範囲である。本明細書で
は、振幅が反時計方向及び時計方向に90度を越えたこ
とを「大振幅」と定義し、振幅が反時計方向及び時計方
向に90度を越えた範囲を「大振幅範囲」と定義する。
この第2の段階の最終で、図8(M)に示すように、遂
には大車輪が行なわれる。
【0030】初期状態では、図7(A)に示すように、
第2のリンク16、第1のリンク16及び第3のリンク
17が垂直線VL上に整列している。動作開始操作をす
ると、第1のモータ25と第2のモータ32とが適宜駆
動されて、鉄棒玩具ロボット10は、上記の繰り返し屈
曲動作を行なう。鉄棒玩具ロボット10が図7(A)に
示す状態から勢いよく図7(B)に示す屈曲状態とされ
ると、エネルギー保存の法則によって、鉄棒玩具ロボッ
ト10は図7(C)に示すように揺り戻されて、時計方
向への振れを開始する。鉄棒玩具ロボット10が図7
(D)に示す状態から勢いよく図7(E)に示す逆屈曲
状態とされると、エネルギー保存の法則によって、鉄棒
玩具ロボット10は図7(F)に示すように揺り戻され
て、反時計方向へ振れる力が与えられる。
第2のリンク16、第1のリンク16及び第3のリンク
17が垂直線VL上に整列している。動作開始操作をす
ると、第1のモータ25と第2のモータ32とが適宜駆
動されて、鉄棒玩具ロボット10は、上記の繰り返し屈
曲動作を行なう。鉄棒玩具ロボット10が図7(A)に
示す状態から勢いよく図7(B)に示す屈曲状態とされ
ると、エネルギー保存の法則によって、鉄棒玩具ロボッ
ト10は図7(C)に示すように揺り戻されて、時計方
向への振れを開始する。鉄棒玩具ロボット10が図7
(D)に示す状態から勢いよく図7(E)に示す逆屈曲
状態とされると、エネルギー保存の法則によって、鉄棒
玩具ロボット10は図7(F)に示すように揺り戻され
て、反時計方向へ振れる力が与えられる。
【0031】第1の段階では、屈曲周期TAは鉄棒玩具
ロボット10のノミナル固有周期Tと等しいように設定
してある。よって、鉄棒玩具ロボット10は、振り子振
幅範囲内で、鉄棒玩具ロボット10の共振周波数で振る
力を与えられて、鉄棒玩具ロボット10の振れの振幅は
徐々に増加する。
ロボット10のノミナル固有周期Tと等しいように設定
してある。よって、鉄棒玩具ロボット10は、振り子振
幅範囲内で、鉄棒玩具ロボット10の共振周波数で振る
力を与えられて、鉄棒玩具ロボット10の振れの振幅は
徐々に増加する。
【0032】鉄棒玩具ロボット10の振れの振幅が増加
すると、振り子振幅の範囲外に出て、図8(H)乃至
(L)に示す大振幅の状態となる。鉄棒玩具ロボット1
0の振れが大振幅となると、振り子の法則が適用されな
くなり、鉄棒玩具ロボット10の振れの周期TBは上記
のノミナル固有周期Tより長い方向に変化する。よっ
て、屈曲周期TAを鉄棒玩具ロボット10のノミナル固
有周期Tと等しいままとすると、屈曲周期TAが鉄棒玩
具ロボット10の振れの周期TBとずれ、この結果、鉄
棒玩具ロボット10は振れの振幅が減少してしまう。そ
こで、屈曲周期TAを長くするように調整して鉄棒玩具
ロボット10の振れの周期TBと一致するようにしてい
る。
すると、振り子振幅の範囲外に出て、図8(H)乃至
(L)に示す大振幅の状態となる。鉄棒玩具ロボット1
0の振れが大振幅となると、振り子の法則が適用されな
くなり、鉄棒玩具ロボット10の振れの周期TBは上記
のノミナル固有周期Tより長い方向に変化する。よっ
て、屈曲周期TAを鉄棒玩具ロボット10のノミナル固
有周期Tと等しいままとすると、屈曲周期TAが鉄棒玩
具ロボット10の振れの周期TBとずれ、この結果、鉄
棒玩具ロボット10は振れの振幅が減少してしまう。そ
こで、屈曲周期TAを長くするように調整して鉄棒玩具
ロボット10の振れの周期TBと一致するようにしてい
る。
【0033】屈曲周期TAを長くする調整は、鉄棒玩具
ロボット10が図8(H)に示す通常屈曲の状態から図
8(I)に示す伸直状態とされてから、この伸直状態を
鉄棒玩具ロボット10が図8(J)に示す振り子振幅範
囲に入るまでは維持するようにして、行なっている。こ
れによって、鉄棒玩具ロボット10は振れは大振幅とな
った後も増加して、遂には、反時計方向に大振幅で振れ
た図8(L)の状態から、伸直状態になったときに、図
8(M)に示すように、鉄棒14の回りを回転して、大
車輪が行なわれる。
ロボット10が図8(H)に示す通常屈曲の状態から図
8(I)に示す伸直状態とされてから、この伸直状態を
鉄棒玩具ロボット10が図8(J)に示す振り子振幅範
囲に入るまでは維持するようにして、行なっている。こ
れによって、鉄棒玩具ロボット10は振れは大振幅とな
った後も増加して、遂には、反時計方向に大振幅で振れ
た図8(L)の状態から、伸直状態になったときに、図
8(M)に示すように、鉄棒14の回りを回転して、大
車輪が行なわれる。
【0034】ここで、「理想姿勢」は、鉄棒玩具ロボッ
ト10は振れが大振幅である場合に、振れが円滑になさ
れるために、鉄棒玩具ロボット10が大振幅範囲にいる
ときのとるべき姿勢をいう。この「理想姿勢」は、実験
的に求められる。本実施例における「理想姿勢」は図8
(I)に示す伸直状態の姿勢である。次に、鉄棒玩具ロ
ボット10に大車輪を行なわせるマイコン37の動作に
ついて、図9を参照して説明する。
ト10は振れが大振幅である場合に、振れが円滑になさ
れるために、鉄棒玩具ロボット10が大振幅範囲にいる
ときのとるべき姿勢をいう。この「理想姿勢」は、実験
的に求められる。本実施例における「理想姿勢」は図8
(I)に示す伸直状態の姿勢である。次に、鉄棒玩具ロ
ボット10に大車輪を行なわせるマイコン37の動作に
ついて、図9を参照して説明する。
【0035】先ず、第2のリンク16及び第3のリンク
17の第1のリンク15に対する回動位置を指令するサ
ンプリング信号の周期tを設定する(ST1)。次い
で、鉄棒玩具ロボット10のノミナル固有周期Tを設定
する(ST2)。次いで、鉄棒玩具ロボット10のノミ
ナル固有周期Tの振幅関数Fを設定する(ST3)。次
いで、振幅関数Fにおける周期tの間隔の離散化関節位
置指令値αi、βiを第1の関節18、第2の関節19
毎に計算して、ストアする(ST4)。ここでiは1〜
T/tである。
17の第1のリンク15に対する回動位置を指令するサ
ンプリング信号の周期tを設定する(ST1)。次い
で、鉄棒玩具ロボット10のノミナル固有周期Tを設定
する(ST2)。次いで、鉄棒玩具ロボット10のノミ
ナル固有周期Tの振幅関数Fを設定する(ST3)。次
いで、振幅関数Fにおける周期tの間隔の離散化関節位
置指令値αi、βiを第1の関節18、第2の関節19
毎に計算して、ストアする(ST4)。ここでiは1〜
T/tである。
【0036】この後に、動作を開始させ(ST5)、i
=1とし(ST6)、割り込み用の周期がtのタイマー
をスタートさせ(ST7)、第1の関節18、第2の関
節19について指令値α1、β1を指令する(ST
8)。マイコン37は、次のタイマー割り込みの発生を
待つ状態となる。次に、タイマー割り込みを発生させる
(ST9)。タイマー割り込みが発生すると、第1の関
節18、第2の関節19について次の指令値α2、β2
を指令する(ST8)。その前に、以下の確認動作(S
T10、ST11、ST12)を行なう。
=1とし(ST6)、割り込み用の周期がtのタイマー
をスタートさせ(ST7)、第1の関節18、第2の関
節19について指令値α1、β1を指令する(ST
8)。マイコン37は、次のタイマー割り込みの発生を
待つ状態となる。次に、タイマー割り込みを発生させる
(ST9)。タイマー割り込みが発生すると、第1の関
節18、第2の関節19について次の指令値α2、β2
を指令する(ST8)。その前に、以下の確認動作(S
T10、ST11、ST12)を行なう。
【0037】先ず、光学的角度センサ40よりの出力に
基づいて鉄棒玩具ロボット10の振幅角度θを検出し、
第1、第2のポテンショメータ27、34よりの出力に
基づいて第1の関節18の関節角度αと第2の関節19
の関節角度βを検出する(ST10)。次いで、ロボッ
トを停止させる操作がされたか否かを確認する(ST1
1)。停止させる操作がされている場合には、割り込み
タイマーを停止させる(ST18)。停止させる操作が
されていない場合には、鉄棒玩具ロボット10の振幅が
大振幅となっているか否かを確認する(ST11)。
基づいて鉄棒玩具ロボット10の振幅角度θを検出し、
第1、第2のポテンショメータ27、34よりの出力に
基づいて第1の関節18の関節角度αと第2の関節19
の関節角度βを検出する(ST10)。次いで、ロボッ
トを停止させる操作がされたか否かを確認する(ST1
1)。停止させる操作がされている場合には、割り込み
タイマーを停止させる(ST18)。停止させる操作が
されていない場合には、鉄棒玩具ロボット10の振幅が
大振幅となっているか否かを確認する(ST11)。
【0038】鉄棒玩具ロボット10の振幅が大振幅とな
っていない場合には、iに1を加算してi=i+1とし
(ST14)とし、第1の関節18、第2の関節19に
ついて次の指令値α2、β2を指令する(ST8)。こ
の指令をする前に、ST15でi=i+T/tか否かを
確認し、i=i+T/tでなければ、上記の指令を行い
(ST8)、iが振幅関数Fの1波長の終端に到った場
合には、i=1にリセットし(ST16)、第1の関節
18、第2の関節19について再び最初の指令値α1、
β1を指令する(ST8)。
っていない場合には、iに1を加算してi=i+1とし
(ST14)とし、第1の関節18、第2の関節19に
ついて次の指令値α2、β2を指令する(ST8)。こ
の指令をする前に、ST15でi=i+T/tか否かを
確認し、i=i+T/tでなければ、上記の指令を行い
(ST8)、iが振幅関数Fの1波長の終端に到った場
合には、i=1にリセットし(ST16)、第1の関節
18、第2の関節19について再び最初の指令値α1、
β1を指令する(ST8)。
【0039】鉄棒玩具ロボット10の振れが振り子振幅
範囲である場合には、上記の動作がが繰り返し行なわ
れ、鉄棒玩具ロボット10はその共振周波数で振れ、振
幅が徐々に増加する。ステップST11の判断がYES
の場合(鉄棒玩具ロボット10の振れが大振幅範囲に入
った場合)には、鉄棒玩具ロボット10が図7(I)に
示す伸直状態である理想姿勢であるか否かを確認する
(ST8)。
範囲である場合には、上記の動作がが繰り返し行なわ
れ、鉄棒玩具ロボット10はその共振周波数で振れ、振
幅が徐々に増加する。ステップST11の判断がYES
の場合(鉄棒玩具ロボット10の振れが大振幅範囲に入
った場合)には、鉄棒玩具ロボット10が図7(I)に
示す伸直状態である理想姿勢であるか否かを確認する
(ST8)。
【0040】鉄棒玩具ロボット10が理想姿勢にある場
合には、次のタイマー割り込みを待つ(ST9)。鉄棒
玩具ロボット10が理想姿勢にない場合には、鉄棒玩具
ロボット10を理想姿勢にさせるためのiを設定し(S
T17)、第1の関節18、第2の関節19について次
の指令値αi、βiを指令する(ST8)。これによっ
て、鉄棒玩具ロボット10は図7(I)に示す理想姿勢
とされる。理想姿勢とされた鉄棒玩具ロボット10が大
振幅範囲から振り子振幅範囲に入ると、ステップST1
4、ST8、ST10の動作を行なう。鉄棒玩具ロボッ
ト10が振り子振幅範囲から出て大振幅範囲に入ると、
再度、ステップST13、ST17の動作を行なう。こ
の動作を繰り返す。この動作を繰り返すうちに、鉄棒玩
具ロボット10は大車輪を行なう。
合には、次のタイマー割り込みを待つ(ST9)。鉄棒
玩具ロボット10が理想姿勢にない場合には、鉄棒玩具
ロボット10を理想姿勢にさせるためのiを設定し(S
T17)、第1の関節18、第2の関節19について次
の指令値αi、βiを指令する(ST8)。これによっ
て、鉄棒玩具ロボット10は図7(I)に示す理想姿勢
とされる。理想姿勢とされた鉄棒玩具ロボット10が大
振幅範囲から振り子振幅範囲に入ると、ステップST1
4、ST8、ST10の動作を行なう。鉄棒玩具ロボッ
ト10が振り子振幅範囲から出て大振幅範囲に入ると、
再度、ステップST13、ST17の動作を行なう。こ
の動作を繰り返す。この動作を繰り返すうちに、鉄棒玩
具ロボット10は大車輪を行なう。
【0041】次に、鉄棒玩具ロボット10の変形例につ
いて説明する。 〔第1の変形例〕図10は第1の変形例の鉄棒玩具ロボ
ット10Aを示す。この鉄棒玩具ロボット10Aは、鉄
棒14に補助リンク50を回動可能に接続し、この補助
リンク50に上記の鉄棒玩具ロボット10が吊られた構
成である。
いて説明する。 〔第1の変形例〕図10は第1の変形例の鉄棒玩具ロボ
ット10Aを示す。この鉄棒玩具ロボット10Aは、鉄
棒14に補助リンク50を回動可能に接続し、この補助
リンク50に上記の鉄棒玩具ロボット10が吊られた構
成である。
【0042】〔第2の変形例〕図11は第2の変形例の
鉄棒玩具ロボット10Bを示す。この鉄棒玩具ロボット
10Bは、図2中よりマイコンが取り外された鉄棒玩具
ロボット10Baが遠隔操作装置としてのパソコン51
と接続してある構造である。パソコン51のタッチパッ
ド51aは任意の点Pに対応して、上記二つの角度αと
角度βのデータαx,βxを出力し、パソコン51はこ
のデータに基づいて第1のモータ25と第2のモータ3
2とを駆動する指令信号を形成してモータ駆動回路に出
力する。
鉄棒玩具ロボット10Bを示す。この鉄棒玩具ロボット
10Bは、図2中よりマイコンが取り外された鉄棒玩具
ロボット10Baが遠隔操作装置としてのパソコン51
と接続してある構造である。パソコン51のタッチパッ
ド51aは任意の点Pに対応して、上記二つの角度αと
角度βのデータαx,βxを出力し、パソコン51はこ
のデータに基づいて第1のモータ25と第2のモータ3
2とを駆動する指令信号を形成してモータ駆動回路に出
力する。
【0043】プレーヤが指先をタッチパッド51a上を
例えば軌跡Iで示すように直線的に移動させることによ
って、鉄棒玩具ロボット10Bは振れる運動をして大車
輪を行なう。この構成の場合には、タッチパッド51a
を操作するプレーヤの技量の巧拙が鉄棒玩具ロボットの
動きに現れ、面白く遊ぶことが出来る。
例えば軌跡Iで示すように直線的に移動させることによ
って、鉄棒玩具ロボット10Bは振れる運動をして大車
輪を行なう。この構成の場合には、タッチパッド51a
を操作するプレーヤの技量の巧拙が鉄棒玩具ロボットの
動きに現れ、面白く遊ぶことが出来る。
【0044】〔第3の変形例〕図12は第3の変形例の
鉄棒玩具ロボット10Cを示す。この鉄棒玩具ロボット
10Cは、図2中よりマイコンが取り外された鉄棒玩具
ロボット10Caがコントローラ52の操作によって動
作する構成である。コントローラ52は赤外線53等を
利用して鉄棒玩具ロボット10Caに指令を送って、鉄
棒玩具ロボット10Caを遠隔操作する。プレーヤが遠
隔操作装置としてのコントローラ52を操作して第1の
モータ25と第2のモータ32とを適宜駆動させること
によって、鉄棒玩具ロボット10Cを振らせて大車輪を
行なわせて遊ぶ。
鉄棒玩具ロボット10Cを示す。この鉄棒玩具ロボット
10Cは、図2中よりマイコンが取り外された鉄棒玩具
ロボット10Caがコントローラ52の操作によって動
作する構成である。コントローラ52は赤外線53等を
利用して鉄棒玩具ロボット10Caに指令を送って、鉄
棒玩具ロボット10Caを遠隔操作する。プレーヤが遠
隔操作装置としてのコントローラ52を操作して第1の
モータ25と第2のモータ32とを適宜駆動させること
によって、鉄棒玩具ロボット10Cを振らせて大車輪を
行なわせて遊ぶ。
【0045】この構成の場合には、コントローラ52を
操作するプレーヤの技量の巧拙が鉄棒玩具ロボットの動
きに現れ、面白く遊ぶことが出来る。 〔第4の変形例〕第4の変形例及び次の第5の変形例
は、鉄棒玩具ロボットの第2のリンク16の鉄棒14を
通る垂直線VLに対する回動角度θを精度良く検出する
手段を設けた構成である。
操作するプレーヤの技量の巧拙が鉄棒玩具ロボットの動
きに現れ、面白く遊ぶことが出来る。 〔第4の変形例〕第4の変形例及び次の第5の変形例
は、鉄棒玩具ロボットの第2のリンク16の鉄棒14を
通る垂直線VLに対する回動角度θを精度良く検出する
手段を設けた構成である。
【0046】図12は第4の変形例の鉄棒玩具ロボット
10Dを示す。この鉄棒玩具ロボット10Dは、第2の
リンク16の内部にジャイロセンサ55と加速度センサ
56とが搭載してある。ジャイロセンサ55が鉄棒玩具
ロボット10Cの振幅角速度をω検出する。この検出し
た振幅角速度に基づいて、遠心力による加速度成分を算
出し、これを加速度センサ56の出力加速度データaか
ら差し引くことによって、第2のリンク16の振幅角度
に応じた純粋な重力加速度成分が取り出され、第2のリ
ンク16の振れの状態(垂直線VLに対する振幅角度
θ、振れの方向、振れの角速度)を知ることが出来る。
10Dを示す。この鉄棒玩具ロボット10Dは、第2の
リンク16の内部にジャイロセンサ55と加速度センサ
56とが搭載してある。ジャイロセンサ55が鉄棒玩具
ロボット10Cの振幅角速度をω検出する。この検出し
た振幅角速度に基づいて、遠心力による加速度成分を算
出し、これを加速度センサ56の出力加速度データaか
ら差し引くことによって、第2のリンク16の振幅角度
に応じた純粋な重力加速度成分が取り出され、第2のリ
ンク16の振れの状態(垂直線VLに対する振幅角度
θ、振れの方向、振れの角速度)を知ることが出来る。
【0047】加速度センサ56の出力加速度データa
は、 a=rω2 +Gcosθ G:重力加速度 で表され、振幅角度θは θ=arccos((a−rω2 )/G) で表される。
は、 a=rω2 +Gcosθ G:重力加速度 で表され、振幅角度θは θ=arccos((a−rω2 )/G) で表される。
【0048】第2のリンク16の鉄棒14を通る垂直線
VLに対する回動角度θ及び振れの方向、振れの速度傾
きのデータがマイコン37に供給され、第1、第2のモ
ータ25、32が適宜駆動されて、鉄棒玩具ロボット1
0Dの振れが共振状態となるように制御され、鉄棒玩具
ロボット10Dは大車輪を行なう。第2のリンク16の
垂直線VLに対する振れ角度θ及び振れの方向、振れの
速度傾きのデータがマイコン37に供給されることによ
って、鉄棒玩具ロボット10Dに多少の個体差があって
も、また多少の環境変化が生じても、これらに影響され
るとなく、鉄棒玩具ロボット10Dは振れが共振状態と
なるように制御される。
VLに対する回動角度θ及び振れの方向、振れの速度傾
きのデータがマイコン37に供給され、第1、第2のモ
ータ25、32が適宜駆動されて、鉄棒玩具ロボット1
0Dの振れが共振状態となるように制御され、鉄棒玩具
ロボット10Dは大車輪を行なう。第2のリンク16の
垂直線VLに対する振れ角度θ及び振れの方向、振れの
速度傾きのデータがマイコン37に供給されることによ
って、鉄棒玩具ロボット10Dに多少の個体差があって
も、また多少の環境変化が生じても、これらに影響され
るとなく、鉄棒玩具ロボット10Dは振れが共振状態と
なるように制御される。
【0049】また、第2のリンク16の振れの状態を知
ることが出来るため、マイコン37に鉄棒玩具ロボット
の振れのノミナル固有周期T、第1、第2のモータ2
5、32の特性等を記憶させる必要はない。また、鉄棒
玩具ロボット10Dの最初の角度θを知っている場合に
は、第2のリンク16の内部にジャイロセンサ55だけ
を設けた構成としてもよい。ジャイロセンサ55の出力
データを積分することで、鉄棒玩具ロボット10Dのそ
のときの角度θを算出可能であるからである。
ることが出来るため、マイコン37に鉄棒玩具ロボット
の振れのノミナル固有周期T、第1、第2のモータ2
5、32の特性等を記憶させる必要はない。また、鉄棒
玩具ロボット10Dの最初の角度θを知っている場合に
は、第2のリンク16の内部にジャイロセンサ55だけ
を設けた構成としてもよい。ジャイロセンサ55の出力
データを積分することで、鉄棒玩具ロボット10Dのそ
のときの角度θを算出可能であるからである。
【0050】〔第5の変形例〕図14は第5の変形例の
鉄棒玩具ロボット10Eを示す。この鉄棒玩具ロボット
10Eは、2相のパルスエンコーダ57を有する。2相
のパルスエンコーダ57は、鉄棒14に、スリット57
aが放射状に形成してあるスリット円板57が固定して
あり、第2のリンク16に、スリット57aを検出する
A相スリットセンサ58とBスリットセンサ59とが所
定の配置で設けてある構成である。このA相スリットセ
ンサ58の出力とBスリットセンサ59の出力とによっ
て、角度変化を検出し、初期のデータから積分すること
で、第2のリンク16の垂直線VLに対する振れ角度θ
(絶対角)を知ることが出来る。第2のリンク16の振
幅角速度はマイコン37内部のタイマとスリットセンサ
58、59のパルス発生レートを比較することによって
算出される。
鉄棒玩具ロボット10Eを示す。この鉄棒玩具ロボット
10Eは、2相のパルスエンコーダ57を有する。2相
のパルスエンコーダ57は、鉄棒14に、スリット57
aが放射状に形成してあるスリット円板57が固定して
あり、第2のリンク16に、スリット57aを検出する
A相スリットセンサ58とBスリットセンサ59とが所
定の配置で設けてある構成である。このA相スリットセ
ンサ58の出力とBスリットセンサ59の出力とによっ
て、角度変化を検出し、初期のデータから積分すること
で、第2のリンク16の垂直線VLに対する振れ角度θ
(絶対角)を知ることが出来る。第2のリンク16の振
幅角速度はマイコン37内部のタイマとスリットセンサ
58、59のパルス発生レートを比較することによって
算出される。
【0051】第2のリンク16の絶対角及び振幅角速度
のデータがマイコン37に供給され、第1、第2のモー
タ25、32が適宜駆動されて、鉄棒玩具ロボット10
Eの振れが共振状態となるように制御され、鉄棒玩具ロ
ボット10Eは大車輪を行なう。第2のリンク16の絶
対角及び振幅角速度のデータがマイコン37に供給され
ることによって、鉄棒玩具ロボット10Eに多少の個体
差があっても、また多少の環境変化が生じても、これら
に影響されるとなく、鉄棒玩具ロボット10Eは振れが
共振状態となるように制御される。
のデータがマイコン37に供給され、第1、第2のモー
タ25、32が適宜駆動されて、鉄棒玩具ロボット10
Eの振れが共振状態となるように制御され、鉄棒玩具ロ
ボット10Eは大車輪を行なう。第2のリンク16の絶
対角及び振幅角速度のデータがマイコン37に供給され
ることによって、鉄棒玩具ロボット10Eに多少の個体
差があっても、また多少の環境変化が生じても、これら
に影響されるとなく、鉄棒玩具ロボット10Eは振れが
共振状態となるように制御される。
【0052】また、第2のリンク16の振れの状態を知
ることが出来るため、鉄棒玩具ロボットの振れのノミナ
ル固有周期T、第1、第2のモータ25、32の特性等
をマイコン37に記憶させる必要はない。 〔第2実施例〕図15は本発明の第2実施例になる前転
又は後転を繰り返しつつ移動する前転・後転移動玩具ロ
ボット110を示す。
ることが出来るため、鉄棒玩具ロボットの振れのノミナ
ル固有周期T、第1、第2のモータ25、32の特性等
をマイコン37に記憶させる必要はない。 〔第2実施例〕図15は本発明の第2実施例になる前転
又は後転を繰り返しつつ移動する前転・後転移動玩具ロ
ボット110を示す。
【0053】前転・後転移動玩具ロボット110の構造
は実質的に前記の鉄棒玩具ロボット10と同じであり、
動きが違うだけである。各部には、前記の鉄棒玩具ロボ
ット10の対応する部分の符号に100を加えた符号を
付す。前転・後転移動玩具ロボット110は、第1のリ
ンク115と、第2のリンク116と、第3のリンク1
17とを有し、第2のリンク116は第1の関節118
によって第1のリンク115の一端に回動可能に接続し
てあり、第3のリンク117は第2の関節119によっ
て第1のリンク115の他端に回動可能に接続してあ
る。第1の関節118及び第2の関節119には、モー
タ及びポテンショメータが設けてある。第2のリンク1
16内には、マイコン基板及び電池等が設けてある。
は実質的に前記の鉄棒玩具ロボット10と同じであり、
動きが違うだけである。各部には、前記の鉄棒玩具ロボ
ット10の対応する部分の符号に100を加えた符号を
付す。前転・後転移動玩具ロボット110は、第1のリ
ンク115と、第2のリンク116と、第3のリンク1
17とを有し、第2のリンク116は第1の関節118
によって第1のリンク115の一端に回動可能に接続し
てあり、第3のリンク117は第2の関節119によっ
て第1のリンク115の他端に回動可能に接続してあ
る。第1の関節118及び第2の関節119には、モー
タ及びポテンショメータが設けてある。第2のリンク1
16内には、マイコン基板及び電池等が設けてある。
【0054】図16に示すように、第1のリンク115
には、前転・後転移動玩具ロボット110が正常な姿勢
か、表裏が反転された姿勢であるかを検出する姿勢検出
センサ200が設けてある。この姿勢検出センサ200
は、水銀スイッチ201又はリードスイッチ装置210
である。水銀スイッチ201は、ガラスシェル202内
に水銀203が重力で移動するように入っており、前転
・後転移動玩具ロボット110が正常な姿勢である場合
には、電極端子204間が非導通の状態にあって、オフ
であり、前転・後転移動玩具ロボット110が表裏が反
転された姿勢となると、電極端子204間が導通の状態
となってオンとなる構成である。リードスイッチ装置2
10は、マグネット案内部212内にマグネット213
が重力で移動可能に入っており、前転・後転移動玩具ロ
ボット110が正常な姿勢である場合には、マグネット
213がリードスイッチ211より離れており、リード
スイッチ211はオフであり、前転移動玩具ロボット1
10が表裏が反転された姿勢となると、マグネット21
3がリードスイッチ211に接近してリードスイッチ2
11がオンとなる構成である。
には、前転・後転移動玩具ロボット110が正常な姿勢
か、表裏が反転された姿勢であるかを検出する姿勢検出
センサ200が設けてある。この姿勢検出センサ200
は、水銀スイッチ201又はリードスイッチ装置210
である。水銀スイッチ201は、ガラスシェル202内
に水銀203が重力で移動するように入っており、前転
・後転移動玩具ロボット110が正常な姿勢である場合
には、電極端子204間が非導通の状態にあって、オフ
であり、前転・後転移動玩具ロボット110が表裏が反
転された姿勢となると、電極端子204間が導通の状態
となってオンとなる構成である。リードスイッチ装置2
10は、マグネット案内部212内にマグネット213
が重力で移動可能に入っており、前転・後転移動玩具ロ
ボット110が正常な姿勢である場合には、マグネット
213がリードスイッチ211より離れており、リード
スイッチ211はオフであり、前転移動玩具ロボット1
10が表裏が反転された姿勢となると、マグネット21
3がリードスイッチ211に接近してリードスイッチ2
11がオンとなる構成である。
【0055】図17(A),(B)に示すように、第1
のリンク115の両側の側端面115a,115b、第
2のリンク116の両側の側端面116a,116b、
及び第3のリンク117の両側の側端面117a,11
7bは、円弧面となっている。よって、前転・後転移動
玩具ロボット110は、図17(A)に示すように横倒
し状態になった場合でも、伸直状態となると、必ず倒れ
て正常な姿勢か表裏が反転された姿勢となる。
のリンク115の両側の側端面115a,115b、第
2のリンク116の両側の側端面116a,116b、
及び第3のリンク117の両側の側端面117a,11
7bは、円弧面となっている。よって、前転・後転移動
玩具ロボット110は、図17(A)に示すように横倒
し状態になった場合でも、伸直状態となると、必ず倒れ
て正常な姿勢か表裏が反転された姿勢となる。
【0056】前転・後転移動玩具ロボット110は、図
18(B)乃至(G)の動作を繰り返して前進する。前
転・後転移動玩具ロボット110は、最初は図18
(A)に示す伸直状態にある。この状態から、マイコン
によって第1、第2のモータが適宜駆動され、第2のリ
ンク116及び第3のリンク117が回動されて、同図
(A)に示すように、立脚完了状態となり、次いで、同
図(B)に示すように重心を前方に移動させ、遂には、
同図(C)に示すように前方に転倒する。次いで、第3
のリンク117が上記の立脚時とは逆の方向に回動され
て、同図(D)に示すように、着地点の変更(前転)を
開始し、続いて、第2のリンク116が上記の立脚時と
は逆の方向に回動されて、同図(E)に示すように、着
地点の変更(前転)が完了する。次いで、第2のリンク
116が上記の立脚時と同じ方向に回動されて、同図
(F)に示すように、立脚を開始し、立脚完了状態とな
ると、同図(A)に示す位置より前方向に第1のリンク
115の長さ分進む。
18(B)乃至(G)の動作を繰り返して前進する。前
転・後転移動玩具ロボット110は、最初は図18
(A)に示す伸直状態にある。この状態から、マイコン
によって第1、第2のモータが適宜駆動され、第2のリ
ンク116及び第3のリンク117が回動されて、同図
(A)に示すように、立脚完了状態となり、次いで、同
図(B)に示すように重心を前方に移動させ、遂には、
同図(C)に示すように前方に転倒する。次いで、第3
のリンク117が上記の立脚時とは逆の方向に回動され
て、同図(D)に示すように、着地点の変更(前転)を
開始し、続いて、第2のリンク116が上記の立脚時と
は逆の方向に回動されて、同図(E)に示すように、着
地点の変更(前転)が完了する。次いで、第2のリンク
116が上記の立脚時と同じ方向に回動されて、同図
(F)に示すように、立脚を開始し、立脚完了状態とな
ると、同図(A)に示す位置より前方向に第1のリンク
115の長さ分進む。
【0057】前転・後転移動玩具ロボット110は、図
18(B)乃至(G)の動作を繰り返して、第1のリン
ク115の長さ分づつ前進する。前転・後転移動玩具ロ
ボット110が転倒して表裏が反転された姿勢となった
場合には、姿勢検出センサ200がこの姿勢を検出し
て、第1、第2のモータが上記とは逆に駆動されて、前
転・後転玩具ロボット110は前進する。
18(B)乃至(G)の動作を繰り返して、第1のリン
ク115の長さ分づつ前進する。前転・後転移動玩具ロ
ボット110が転倒して表裏が反転された姿勢となった
場合には、姿勢検出センサ200がこの姿勢を検出し
て、第1、第2のモータが上記とは逆に駆動されて、前
転・後転玩具ロボット110は前進する。
【0058】なお、前転・後転移動玩具ロボット110
が正常な姿勢にある状態で、第1、第2のモータが上記
とは逆に駆動されると、玩具ロボット110は後転しつ
つ後ろ方向に移動する。 〔第1の変形例〕図19は第1の変形例の対戦用の前転
・後転移動玩具ロボット110Aを示す。この前転・後
転移動玩具ロボット110Aは、図15中よりマイコン
が取り外された前転・後転移動玩具ロボット110Aa
が遠隔操作装置としてのパソコン51と接続してある構
造である。前転・後転移動玩具ロボット110Aaには
前記の姿勢検出センサ200は設けられていない。
が正常な姿勢にある状態で、第1、第2のモータが上記
とは逆に駆動されると、玩具ロボット110は後転しつ
つ後ろ方向に移動する。 〔第1の変形例〕図19は第1の変形例の対戦用の前転
・後転移動玩具ロボット110Aを示す。この前転・後
転移動玩具ロボット110Aは、図15中よりマイコン
が取り外された前転・後転移動玩具ロボット110Aa
が遠隔操作装置としてのパソコン51と接続してある構
造である。前転・後転移動玩具ロボット110Aaには
前記の姿勢検出センサ200は設けられていない。
【0059】パソコン51のタッチパッド51aは任意
の点Pに対応して、上記二つの角度αと角度βのデータ
αx,βxを出力し、パソコン51はこのデータに基づ
いて第1のモータ25と第2のモータ32とを駆動する
指令信号を形成してモータ駆動回路に出力する。プレー
ヤが指先をタッチパッド51a上を例えば軌跡IIで示す
ように円を描くように時計方向に移動させることによっ
て、前転・後転移動玩具ロボット110Aaは前転しつ
つ前方向に移動する。反時計方向に移動させると、前転
・後転移動玩具ロボット110Aaは後転しつつ後ろ方
向に移動する。タッチパッド51aは圧力検出を有して
おり、プレーヤが指先をタッチパッド51aを強く押す
と、第1のモータ25及び第2のモータ32が勢いよく
駆動され、前転・後転移動玩具ロボット110Abは機
敏に、即ち、プレーヤの感覚にマッチして移動する。前
転・後転移動玩具ロボット110Aaが反転された場合
には、プレーヤはタッチパッド51a上の指先の操作を
適宜変える必要がある。
の点Pに対応して、上記二つの角度αと角度βのデータ
αx,βxを出力し、パソコン51はこのデータに基づ
いて第1のモータ25と第2のモータ32とを駆動する
指令信号を形成してモータ駆動回路に出力する。プレー
ヤが指先をタッチパッド51a上を例えば軌跡IIで示す
ように円を描くように時計方向に移動させることによっ
て、前転・後転移動玩具ロボット110Aaは前転しつ
つ前方向に移動する。反時計方向に移動させると、前転
・後転移動玩具ロボット110Aaは後転しつつ後ろ方
向に移動する。タッチパッド51aは圧力検出を有して
おり、プレーヤが指先をタッチパッド51aを強く押す
と、第1のモータ25及び第2のモータ32が勢いよく
駆動され、前転・後転移動玩具ロボット110Abは機
敏に、即ち、プレーヤの感覚にマッチして移動する。前
転・後転移動玩具ロボット110Aaが反転された場合
には、プレーヤはタッチパッド51a上の指先の操作を
適宜変える必要がある。
【0060】プレーヤはタッチパッド51aを操作し
て、前転・後転移動玩具ロボット110Aを、相手の対
戦用の前転・後転移動玩具ロボットとぶつかって相手を
ひっくり返すように対戦して遊ぶ。ここで、、ロボット
110Aaには、液晶パネル300及びLED301、
スピーカ302等が搭載してある。液晶パネル300は
表示パターンで、LED301は点滅パターンで、スピ
ーカ302は音声でもって、バッテリの消費が激しくて
元気がなくなった場合、対戦相手のロボットからダメー
ジを受けた場合などのロボットの内部の状態を表現す
る。プレーヤは、液晶パネル300及びLED301、
スピーカ302等からロボットの内部の状態を認識し
て、例えば、対戦相手のロボットからダメージを受けた
場合には逃げることを優先するように操作することで、
娯楽性が増す。
て、前転・後転移動玩具ロボット110Aを、相手の対
戦用の前転・後転移動玩具ロボットとぶつかって相手を
ひっくり返すように対戦して遊ぶ。ここで、、ロボット
110Aaには、液晶パネル300及びLED301、
スピーカ302等が搭載してある。液晶パネル300は
表示パターンで、LED301は点滅パターンで、スピ
ーカ302は音声でもって、バッテリの消費が激しくて
元気がなくなった場合、対戦相手のロボットからダメー
ジを受けた場合などのロボットの内部の状態を表現す
る。プレーヤは、液晶パネル300及びLED301、
スピーカ302等からロボットの内部の状態を認識し
て、例えば、対戦相手のロボットからダメージを受けた
場合には逃げることを優先するように操作することで、
娯楽性が増す。
【0061】また、対戦中に前転・後転移動玩具ロボッ
ト110Aが、図17(A)に示すように横倒し状態に
なった場合には、プレーヤは、指先でタッチパッド51
aの中心Oを押す操作を行なう。この操作によって、前
転・後転移動玩具ロボット110Aが伸直状態とされ、
必ず倒れて正常な姿勢か表裏が反転された姿勢となる。
よって、対戦は途中で中断することなく継続される。
ト110Aが、図17(A)に示すように横倒し状態に
なった場合には、プレーヤは、指先でタッチパッド51
aの中心Oを押す操作を行なう。この操作によって、前
転・後転移動玩具ロボット110Aが伸直状態とされ、
必ず倒れて正常な姿勢か表裏が反転された姿勢となる。
よって、対戦は途中で中断することなく継続される。
【0062】〔第2の変形例〕図20は第2の変形例の
対戦用の前転・後転移動玩具ロボット110Bを示す。
この前転・後転移動玩具ロボット110Bは、バッテリ
の消耗を抑えるため、第2のリンク116の先端に第3
のモータ401によって駆動される駆動車輪400を有
する構成である。
対戦用の前転・後転移動玩具ロボット110Bを示す。
この前転・後転移動玩具ロボット110Bは、バッテリ
の消耗を抑えるため、第2のリンク116の先端に第3
のモータ401によって駆動される駆動車輪400を有
する構成である。
【0063】第2のリンク116及び第3のリンク11
7を往復回動させるためには、第1のモータ25及び第
2のモータ32を回転方向を頻繁に切り換える必要があ
り、このようにすると、バッテリの消耗が大きい。そこ
で、平らな路面については、第3のモータ401を駆動
させて駆動車輪400を回転させて移動させて、移動を
速く且つバッテリの消耗を少なくして行ない、階段等の
不整地は、図18に示すように第2のリンク116及び
第3のリンク117を往復回動させて移動させる。よっ
て、前転・後転移動玩具ロボット110Bは、移動の自
由度が増加され、移動を速く且つバッテリの消耗を少な
くして行なうことが出来る。
7を往復回動させるためには、第1のモータ25及び第
2のモータ32を回転方向を頻繁に切り換える必要があ
り、このようにすると、バッテリの消耗が大きい。そこ
で、平らな路面については、第3のモータ401を駆動
させて駆動車輪400を回転させて移動させて、移動を
速く且つバッテリの消耗を少なくして行ない、階段等の
不整地は、図18に示すように第2のリンク116及び
第3のリンク117を往復回動させて移動させる。よっ
て、前転・後転移動玩具ロボット110Bは、移動の自
由度が増加され、移動を速く且つバッテリの消耗を少な
くして行なうことが出来る。
【0064】〔第3実施例〕図21(A)は本発明の第
3実施例になる起き上がり玩具ロボット510を示す。
起き上がり玩具ロボット510は、はずみをつけて慣性
力を利用して起き上がろうとする動作をする玩具ロボッ
トである。起き上がり玩具ロボット510の構造は実質
的に前記の鉄棒玩具ロボット10と同じであり、動きが
違うだけである。各部には、前記の鉄棒玩具ロボット1
0の対応する部分の符号に500を加えた符号を付す。
3実施例になる起き上がり玩具ロボット510を示す。
起き上がり玩具ロボット510は、はずみをつけて慣性
力を利用して起き上がろうとする動作をする玩具ロボッ
トである。起き上がり玩具ロボット510の構造は実質
的に前記の鉄棒玩具ロボット10と同じであり、動きが
違うだけである。各部には、前記の鉄棒玩具ロボット1
0の対応する部分の符号に500を加えた符号を付す。
【0065】起き上がり玩具ロボット510は、第1の
リンク515と、第2のリンク516と、第3のリンク
517とを有し、第2のリンク516は第1の関節51
8によって第1のリンク515の一端に回動可能に接続
してあり、第3のリンク517は第2の関節519によ
って第1のリンク515の他端に回動可能に接続してあ
る。第1の関節518及び第2の関節519には、モー
タ及びポテンショメータが設けてある。第2のリンク5
16内には、マイコン基板及び電池等が設けてある。
リンク515と、第2のリンク516と、第3のリンク
517とを有し、第2のリンク516は第1の関節51
8によって第1のリンク515の一端に回動可能に接続
してあり、第3のリンク517は第2の関節519によ
って第1のリンク515の他端に回動可能に接続してあ
る。第1の関節518及び第2の関節519には、モー
タ及びポテンショメータが設けてある。第2のリンク5
16内には、マイコン基板及び電池等が設けてある。
【0066】起き上がり玩具ロボット510は、マイコ
ンに制御されてモータが駆動され、第2のリンク516
を高速で回動させる。このとき第1のリンク515に発
生する慣性反力Fによって、起き上がり玩具ロボット5
10が第1のリンク515を中心とする揺動が誘発さ
れ、図21(B)に示すように起き上がろうと動作す
る。図21(B)の姿勢は準静定運動ではとりえない地
面に対する相対姿勢である。よって、起き上がり玩具ロ
ボット510によれば、ダイナミックな動きを楽しむこ
とができる。
ンに制御されてモータが駆動され、第2のリンク516
を高速で回動させる。このとき第1のリンク515に発
生する慣性反力Fによって、起き上がり玩具ロボット5
10が第1のリンク515を中心とする揺動が誘発さ
れ、図21(B)に示すように起き上がろうと動作す
る。図21(B)の姿勢は準静定運動ではとりえない地
面に対する相対姿勢である。よって、起き上がり玩具ロ
ボット510によれば、ダイナミックな動きを楽しむこ
とができる。
【0067】上記各実施例は、三つのリンクが2つの関
節で連結された構成であるけれども、4つのリンクが3
つの関節で又は5つのリンクが4つの関節で連結された
構成とすることもできる。以上の説明に関して更に以下
の項を開示する。請求項7の鉄棒玩具ロボットは、請求
項2又は3記載の鉄棒玩具ロボットにおいて、上記振れ
状態センサは、水平の棒の周面に形成してあり、夫々が
反射面と非反射面とよりなる二つのパターンと、各パタ
ーンに対向して上記玩具ロボット本体と一体に上記水平
の棒の周りを回動する二つの発光・受光光学素子とより
なり、該玩具ロボット本体が上記水平の棒の周りを一回
転したときの各発光・受光光学素子よりの出力が位相が
ずれて、各発光・受光光学素子よりの位相がずれた出力
に基づいて、上記該玩具ロボット本体の回動位置をおお
まかに検出するようにしたものである。
節で連結された構成であるけれども、4つのリンクが3
つの関節で又は5つのリンクが4つの関節で連結された
構成とすることもできる。以上の説明に関して更に以下
の項を開示する。請求項7の鉄棒玩具ロボットは、請求
項2又は3記載の鉄棒玩具ロボットにおいて、上記振れ
状態センサは、水平の棒の周面に形成してあり、夫々が
反射面と非反射面とよりなる二つのパターンと、各パタ
ーンに対向して上記玩具ロボット本体と一体に上記水平
の棒の周りを回動する二つの発光・受光光学素子とより
なり、該玩具ロボット本体が上記水平の棒の周りを一回
転したときの各発光・受光光学素子よりの出力が位相が
ずれて、各発光・受光光学素子よりの位相がずれた出力
に基づいて、上記該玩具ロボット本体の回動位置をおお
まかに検出するようにしたものである。
【0068】上記の振れ状態センサのコストは、加速度
センサ及びジャイロセンサより安価であり、鉄棒玩具ロ
ボットの値段を安価に出来る。請求項8の鉄棒玩具ロボ
ットは、請求項2又は3記載の鉄棒玩具ロボットにおい
て、上記振れ状態センサは、上記玩具ロボット本体に設
けてある加速度センサとジャイロセンサとよりなる構成
としたものである。
センサ及びジャイロセンサより安価であり、鉄棒玩具ロ
ボットの値段を安価に出来る。請求項8の鉄棒玩具ロボ
ットは、請求項2又は3記載の鉄棒玩具ロボットにおい
て、上記振れ状態センサは、上記玩具ロボット本体に設
けてある加速度センサとジャイロセンサとよりなる構成
としたものである。
【0069】鉄棒玩具ロボットの個体差による影響がな
いように出来、よって、全部の玩具ロボット本体が共振
を利用した動作の信頼性を高めることが出来る。請求項
9の鉄棒玩具ロボットは、請求項2又は3記載の鉄棒玩
具ロボットにおいて、上記振れ状態センサは、上記玩具
ロボット本体に設けてあるパルスエンコーダよりなる構
成としたものである。
いように出来、よって、全部の玩具ロボット本体が共振
を利用した動作の信頼性を高めることが出来る。請求項
9の鉄棒玩具ロボットは、請求項2又は3記載の鉄棒玩
具ロボットにおいて、上記振れ状態センサは、上記玩具
ロボット本体に設けてあるパルスエンコーダよりなる構
成としたものである。
【0070】鉄棒玩具ロボットの個体差による影響がな
いように出来、よって、全部の玩具ロボット本体が共振
を利用した動作の信頼性を高めることが出来る。請求項
10の前転・後転移動玩具ロボットは、請求項5記載の
前転・後転移動玩具ロボットにおいて、該玩具ロボット
本体は、該玩具ロボット本体の姿勢を検出する姿勢検出
センサを有する構成としたものである。
いように出来、よって、全部の玩具ロボット本体が共振
を利用した動作の信頼性を高めることが出来る。請求項
10の前転・後転移動玩具ロボットは、請求項5記載の
前転・後転移動玩具ロボットにおいて、該玩具ロボット
本体は、該玩具ロボット本体の姿勢を検出する姿勢検出
センサを有する構成としたものである。
【0071】玩具ロボット本体が倒れて表裏反転状態と
なっても、アクチュエータが玩具ロボット本体の姿勢に
応じて動作するようにすることが出来、よって、玩具ロ
ボット本体が倒れて表裏反転状態とされても、前転、又
は後転を繰り返して移動することが出来る。請求項11
の前転・後転移動玩具ロボットは、請求項10記載の前
転・後転移動玩具ロボットにおいて、該玩具ロボット本
体は、各リンク部の両側の側端面が局所的に凸面である
ようにしたものである。
なっても、アクチュエータが玩具ロボット本体の姿勢に
応じて動作するようにすることが出来、よって、玩具ロ
ボット本体が倒れて表裏反転状態とされても、前転、又
は後転を繰り返して移動することが出来る。請求項11
の前転・後転移動玩具ロボットは、請求項10記載の前
転・後転移動玩具ロボットにおいて、該玩具ロボット本
体は、各リンク部の両側の側端面が局所的に凸面である
ようにしたものである。
【0072】前転・後転移動玩具ロボットが横倒し状態
となっても必ず表か裏に倒れるように出来る。よって、
相手のロボットを倒すように戦う対戦を、途中でプレー
ヤが横倒し状態を直すような手をかさなくても継続する
ことが出来る。請求項12の前転・後転移動玩具ロボッ
トは、請求項11記載の前転・後転移動玩具ロボットに
おいて、該玩具ロボット本体は、回転して該玩具ロボッ
ト本体を移動させる駆動輪を有する構成としたものであ
る。
となっても必ず表か裏に倒れるように出来る。よって、
相手のロボットを倒すように戦う対戦を、途中でプレー
ヤが横倒し状態を直すような手をかさなくても継続する
ことが出来る。請求項12の前転・後転移動玩具ロボッ
トは、請求項11記載の前転・後転移動玩具ロボットに
おいて、該玩具ロボット本体は、回転して該玩具ロボッ
ト本体を移動させる駆動輪を有する構成としたものであ
る。
【0073】駆動輪を利用することによって、平坦は地
面の場所については、速く、且つ、電力の消耗を少なく
して移動することが出来る。
面の場所については、速く、且つ、電力の消耗を少なく
して移動することが出来る。
【0074】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明の
鉄棒玩具ロボットは、複数のリンク部がシリアルに少な
くとも2つの関節によって回動可能に接続してあり、且
つ、プレーヤが操作する遠隔操作装置によって制御され
各関節の関節角度を変化させるアクチュエータを有し、
水平の棒に吊り下がっている玩具ロボット本体であっ
て、上記プレーヤが記遠隔操作装置を操作することによ
って、上記玩具ロボット本体の通常屈曲状態と逆屈曲状
態とを繰り返す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロボット
本体が共振を利用して上記水平の棒に関して振れて鉄棒
運動を行なうようにしたものであるため、遠隔操作装置
操作するプレーヤの技量の巧拙が鉄棒玩具ロボットの動
きに現れ、面白く遊ぶことが出来る。
鉄棒玩具ロボットは、複数のリンク部がシリアルに少な
くとも2つの関節によって回動可能に接続してあり、且
つ、プレーヤが操作する遠隔操作装置によって制御され
各関節の関節角度を変化させるアクチュエータを有し、
水平の棒に吊り下がっている玩具ロボット本体であっ
て、上記プレーヤが記遠隔操作装置を操作することによ
って、上記玩具ロボット本体の通常屈曲状態と逆屈曲状
態とを繰り返す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロボット
本体が共振を利用して上記水平の棒に関して振れて鉄棒
運動を行なうようにしたものであるため、遠隔操作装置
操作するプレーヤの技量の巧拙が鉄棒玩具ロボットの動
きに現れ、面白く遊ぶことが出来る。
【0075】
【0076】
【0077】請求項2の鉄棒玩具ロボットは、複数のリ
ンク部がシリアルに少なくとも2つの関節によって回動
可能に接続してあり、且つ、各関節の関節角度を変化さ
せるアクチュエータを有し、水平の棒に吊り下がってい
る玩具ロボット本体と、プレーヤによって操作されて、
上記アクチュエータの駆動を制御させる遠隔操作装置と
よりなり、該プレーヤが上記遠隔操作装置を操作するこ
とによって、上記玩具ロボット本体の通常屈曲状態と逆
屈曲状態とを繰り返す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロ
ボット本体が共振を利用して上記水平の棒に関して振れ
て鉄棒運動を行なうようにしたものであるため、遠隔操
作装置操作するプレーヤの技量の巧拙が鉄棒玩具ロボッ
トの動きに現れ、面白く遊ぶことが出来る。
ンク部がシリアルに少なくとも2つの関節によって回動
可能に接続してあり、且つ、各関節の関節角度を変化さ
せるアクチュエータを有し、水平の棒に吊り下がってい
る玩具ロボット本体と、プレーヤによって操作されて、
上記アクチュエータの駆動を制御させる遠隔操作装置と
よりなり、該プレーヤが上記遠隔操作装置を操作するこ
とによって、上記玩具ロボット本体の通常屈曲状態と逆
屈曲状態とを繰り返す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロ
ボット本体が共振を利用して上記水平の棒に関して振れ
て鉄棒運動を行なうようにしたものであるため、遠隔操
作装置操作するプレーヤの技量の巧拙が鉄棒玩具ロボッ
トの動きに現れ、面白く遊ぶことが出来る。
【0078】
【0079】請求項3の玩具ロボットは、複数のリンク
部がシリアルに少なくとも2つの関節によって回動可能
に接続してある玩具ロボット本体と、該玩具ロボット本
体が屈曲状態となるように各関節の関節角度を変化させ
るアクチュエータとよりなり、一方のリンクの高速回動
によって、前記一方のリンクに接続された他方のリンク
に生じる慣性反力を利用して起き上がり動作をするよう
にしたものであるため、従来の玩具ロボットにはない動
きを楽しむことが出来る。
部がシリアルに少なくとも2つの関節によって回動可能
に接続してある玩具ロボット本体と、該玩具ロボット本
体が屈曲状態となるように各関節の関節角度を変化させ
るアクチュエータとよりなり、一方のリンクの高速回動
によって、前記一方のリンクに接続された他方のリンク
に生じる慣性反力を利用して起き上がり動作をするよう
にしたものであるため、従来の玩具ロボットにはない動
きを楽しむことが出来る。
【図1】本発明の第1実施例になる鉄棒玩具ロボットを
示す図である。
示す図である。
【図2】図1の鉄棒玩具ロボットのブロック図である。
【図3】図1の鉄棒玩具ロボットの一部を示す図であ
る。
る。
【図4】図3中、減速ギヤ及びポテンショメータを示す
図である。
図である。
【図5】図3中、光学的角度センサを示す図である。
【図6】鉄棒玩具ロボットの振れを除外した運動を示す
図である。
図である。
【図7】大車輪を行なうときの鉄棒玩具ロボットの動作
を示す図である。
を示す図である。
【図8】大車輪を行なうときの鉄棒玩具ロボットの動作
を示す図である。
を示す図である。
【図9】図2中のマイコンの動作のフローチャートであ
る。
る。
【図10】本発明の鉄棒玩具ロボットの第1の変形例を
示す図である。
示す図である。
【図11】本発明の鉄棒玩具ロボットの第2の変形例を
示す図である。
示す図である。
【図12】本発明の鉄棒玩具ロボットの第3の変形例を
示す図である。
示す図である。
【図13】本発明の鉄棒玩具ロボットの第4の変形例を
示す図である。
示す図である。
【図14】本発明の鉄棒玩具ロボットの第5の変形例を
示す図である。
示す図である。
【図15】本発明の第2実施例になる前転・後転移動玩
具ロボットを示す図である。
具ロボットを示す図である。
【図16】図15の玩具ロボットの姿勢検出センサを示
す図である。
す図である。
【図17】図15の前転・後転移動玩具ロボットの側端
面の形状を示す図である。
面の形状を示す図である。
【図18】図15の前転・後転移動玩具ロボットの動き
を示す図である。
を示す図である。
【図19】本発明の前転・後転移動玩具ロボットの第1
の変形例を示す図である。
の変形例を示す図である。
【図20】本発明の前転・後転移動玩具ロボットの第2
の変形例を示す図である。
の変形例を示す図である。
【図21】本発明の第3実施例になる起き上がり玩具ロ
ボットを示す図である。
ボットを示す図である。
10、10A〜10E 鉄棒玩具ロボット
11 ロボット本体
14 鉄棒
15,115,515 第1のリンク
16,116,516 第2のリンク
17,117,517 第3のリンク
18,118,518 第1の関節
19,119,519 第2の関節
25 第1のモータ
26 第1の減速ギヤ
27 第1のポテンショメータ
32 第2のモータ
33 第2の減速ギヤ
34 第2のポテンショメータ
37 マイコン
40 光学的角度センサ
41 第1の光学的角度センサ
42 第2の光学的角度センサ
50 補助リンク
51 パソコン
51a タッチパッド
52 コントローラ
55 ジャイロセンサ
56 加速度センサ
57 2相のパルスエンコーダ
110,110A 前転・後転移動玩具ロボット
200 姿勢検出センサ
300 液晶パネル
301 LED
302 スピーカ
400 駆動車輪
401 第3のモータ
510 起き上がり玩具ロボット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−118964(JP,A)
鉄棒ロボットの数理解析と運動制御,
第16回日本ロボット学会学術講演会予稿
集,日本,社団法人ロボット学会 ,
1998年 9月18日,第3分冊,p1019〜
1020
鉄棒ロボット,第30回自動制御連合講
演会,日本,社団法人機械学会他,1987
年10月 1日,p407〜408
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
A63H 13/12
A63H 3/46
A63H 29/22
A63H 30/02
Claims (3)
- 【請求項1】 複数のリンク部がシリアルに少なくとも
2つの関節によって回動可能に接続してあり、且つ、プ
レーヤが操作する遠隔操作装置によって制御され各関節
の関節角度を変化させるアクチュエータを有し、水平の
棒に吊り下がっている玩具ロボット本体であって、 上記プレーヤが上記遠隔操作装置を操作することによっ
て、上記玩具ロボット本体の通常屈曲状態と逆屈曲状態
とを繰り返す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロボット本
体が共振を利用して上記水平の棒に関して振れて鉄棒運
動を行なうようにしたことを特徴とする鉄棒玩具ロボッ
ト。 - 【請求項2】 複数のリンク部がシリアルに少なくとも
2つの関節によって回動可能に接続してあり、且つ、各
関節の関節角度を変化させるアクチュエータを有し、水
平の棒に吊り下がっている玩具ロボット本体と、プレーヤによって操作されて、上記アクチュエータの駆
動を制御させる遠隔操作装置とよりなり、 該プレーヤが上記遠隔操作装置を操作することによっ
て、上記玩具ロボット本体の通常屈曲状態と逆屈曲状態
とを繰り返す屈曲動作が行なわれ、上記玩具ロボット本
体が共振を利用して上記水平の棒に関して振れて鉄棒運
動を行なうようにしたこと を特徴とする鉄棒玩具ロボッ
ト。 - 【請求項3】 複数のリンク部がシリアルに少なくとも
2つの関節によって回動可能に接続してある玩具ロボッ
ト本体と、 該玩具ロボット本体が屈曲状態となるように各関節の関
節角度を変化させるアクチュエータとよりなり、 一方のリンクの高速回動によって、前記一方のリンクに
接続された他方のリンクに生じる慣性反力を利用して起
き上がり動作を するようにしたことを特徴とする玩具ロ
ボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06739199A JP3461137B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 玩具ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06739199A JP3461137B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 玩具ロボット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000262767A JP2000262767A (ja) | 2000-09-26 |
JP3461137B2 true JP3461137B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=13343645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06739199A Expired - Fee Related JP3461137B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 玩具ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3461137B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107472389B (zh) * | 2017-08-24 | 2023-06-16 | 中国科学技术大学 | 一种可主动调节落地前姿态的弹跳机器人 |
CN111583366B (zh) * | 2020-05-07 | 2020-12-29 | 江苏原力数字科技股份有限公司 | 一种快速的反向动力学角度硬约束方法 |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP06739199A patent/JP3461137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
鉄棒ロボット,第30回自動制御連合講演会,日本,社団法人機械学会他,1987年10月 1日,p407〜408 |
鉄棒ロボットの数理解析と運動制御,第16回日本ロボット学会学術講演会予稿集,日本,社団法人ロボット学会 ,1998年 9月18日,第3分冊,p1019〜1020 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000262767A (ja) | 2000-09-26 |
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Date | Code | Title | Description |
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