机器人装置的制作方法

专利2022-06-29  65


本公开涉及一种机器人装置。



背景技术:

通常,下面的专利文献1描述了一种机器人装置,该机器人装置不仅可以进行四条腿的行走,还可以进行两条腿的站立。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开2004-66381号公报



技术实现要素:

本发明要解决的问题

然而,上述专利文献1中描述的机器人装置具有关节数量有限并且不能忠实地再现诸如狗等四足动物的运动的问题。

因此,要求忠实地再现四足动物的运动。

问题的解决方案

根据本公开,提供了一种机器人装置,包括:头部,其连接到躯干;四个腿包括左前、右前、左后和右后腿,均连接到躯干;第一间接部,其使头部向左右倾斜;以及第二关节部,将左后和右后腿中的一个相对于躯干向前侧旋转,并将另一个向后侧旋转。

本发明的效果

如上所述,根据本公开,可以忠实地再现四足动物的运动。

注意,上述效果不必受到限制,并且除了上述效果以外或者替代上述效果,可以实现本说明书中所示的任何一种效果或者可以从本说明书中领会的其他效果。

附图说明

图1是示出机器人装置的外观和关节的旋转轴的示意图。

图2是示出从机器人装置的左侧观看的左后腿的示意图。

图3是示出图2所示的覆盖臂的盖拆开的状态的示意图。

图4是示出用于驱动臂顶端部的机构的示意图。

图5是示出机器人装置的左侧的示意图。

图6a是示出从下方观察的脚的脚掌的示意图。

图6b示出了从图6a的状态拆下肉垫的状态。

图6c是示出左前腿的根部的周边的示意图。

图7是示出机器人装置的头部的示意图。

图8a是详细示出耳朵320及其周边的示意图。

图8b是用于描述耳朵320的运动的示意图。

图9a是示出设置在机器人装置中的尾巴的外观的示意图。

图9b是示出从图9a的状态拆除尾巴的状态的示意图。

图10是示出沿图7中的单点划线i-i’截取的横截面的示意图。

图11a是示出机器人装置的腹部的示意图。

图11b是示出盖从图11a所示的状态拆下的状态的示意图。

图12a是示出如何拆卸盖的示意图。

图12b是示出如何拆卸盖的示意图。

图12c是示出如何拆卸盖的示意图。

图13是示出电池的配置的示意图。

图14是示出机器人装置的框架和基板的布置的示意图。

图15是示出机器人装置的框架和基板的布置的示意图。

图16是示出机器人装置的框架和基板的布置的示意图。

图17是示出电路基板从机器人装置的躯干到头部的路线的示意图。

图18是示出电路基板从机器人装置的躯干到头部的路线的示意图。

图19是示出螺钉和用于隐藏螺钉的盖的示意图。

具体实施方式

在下文中,将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。注意,在本说明书和附图中,通过使用相同的附图标记,省略了关于具有基本相同功能配置的组件的重复描述。

注意,将按照以下顺序进行描述。

1.关节部的配置

2.移动腿的机构

3.耳朵的配置

4.尾巴的配置

5.传感器的配置和设置示例

6.眼睛的配置

7.外壳部的盖(罩)的配置

8.电池的配置

9.框架、基板和布线的配置

10.隐藏螺钉的配置

1.关节部的配置

图1是示出机器人装置1000的外观和关节的旋转轴的示意图。机器人装置1000包括由诸如伺服电机等电机驱动的四条腿100、110、120和130。

如图1所示,机器人装置1000包括多个关节部。在此处,为了描述方便,机器人装置1000基于其运动而分为右前腿系统、左前腿系统、右后腿系统、左后腿系统、主体(本体)系统和头部系统。右前腿系统包括关节部102、关节部104和关节部106。左前腿系统包括关节部112、关节部114和关节部116。右后腿系统包括关节部122、关节部124和关节部126。左后腿系统包括关节部132、关节部134和关节部136。此外,主体系统包括关节部142。头部系统包括关节部152、关节部154、关节部156和关节部158。这些系统中的每一个都连接到躯干140。注意,图1所示的关节部表示由电机驱动的主要关节部。除了图1所示的关节部之外,机器人装置1000包括跟随其他关节部的运动而运动的关节部。此外,机器人装置1000包括多个可移动部,例如,嘴、耳朵和尾巴,并且这些可移动部也由电机等驱动。

在图1中,每个关节部被示为圆柱体。在每个关节部中,圆柱体的中心轴线对应于关节部的旋转轴。

在本实施方式中,与传统机器人装置相比,关节部的数量增加。在头部系统中,由于设置了关节部152,所以实现了在从正面观看机器人装置1000的情况下使颈部向左右倾斜的操作。此外,在主体系统中,由于设置了关节部142,所以实现了在从上方观看机器人装置1000的情况下使腰部向左右摆动的运动。利用这种设置,可以通过机器人装置1000实现比以往更多的各种运动。

每个关节部由电机驱动,例如,伺服电机(以下简称为电机)。注意,驱动源没有特别限制。每个关节部的电机与齿轮机构和用于驱动电机的微控制器一起容纳在一个箱体中。箱体包括树脂材料(塑料等)。通过将电机和齿轮机构容纳并密封在一个箱体中,可以提高机器人装置1000的安静性。

作为容纳电机、齿轮机构和微控制器的箱体,有具有两个轴的箱体和具有一个轴的箱体。以右后腿系统为例,关节部132和关节部134的电机、齿轮机构和微控制器容纳在一个箱体200中,并且该箱体200构成两个旋转轴。另一方面,关节部136的电机、齿轮机构和微控制器容纳在一个箱体210中,并且该箱体210构成一个旋转轴。

在本实施方式中,特别是通过将两个旋转轴容纳在一个箱体200中,可以实现球形关节(球面关节)。此外,通过将两个旋转轴容纳在一个箱体中,可以减小与关节部相关的空间,并且可以通过重视设计来确定机器人装置1000的形状。

每个系统(例如,上述右前腿系统)由包含在每个关节部中的微型计算机控制。在间接部中,例如,头部系统的间接部158被配置为电气制动。例如,如果当电源关闭时,间接部158能够自由旋转,则头部可能会垂下并撞到用户的手等。可以通过制动间接部158来避免这种情况。可以通过基于当电源关闭时由电机的旋转产生的电动势来确定关节部158的电机的旋转,并且在与电机旋转的方向相反的方向上产生驱动力的方法来实现制动。

2.移动腿的机构

接下来,以左后腿系统为例,将详细描述用于移动在膝盖下的腿的机构。注意,其他腿的配置类似于左后腿系统的配置。图2是示出从机器人装置1000的左侧观察的左后腿130的示意图。左后腿130包括臂130a、臂130b和臂顶端部130c。臂130a设置有具有两个旋转轴的箱体200和具有一个旋转轴的箱体210。

图3示出了拆下图2所示的覆盖臂130a的盖302的状态,并且示出了左腿的臂130a沿图3中的箭头方向旋转的状态。注意,在图3中,未示出臂130b和臂顶端部130c。如图3所示,具有两个旋转轴的箱体200和具有一个旋转轴的箱体210设置在臂130a中。箱体200包括旋转轴132和旋转轴134,箱体210包括旋转轴136。设置有用于驱动左后腿130的电机等的所有箱体200和210共同设置在一个臂130a中,使得另一臂130b的空间可以用于另一功能。因此,可以有效地利用空间。此外,通过将具有两个旋转轴的箱体200设置在臂130a与躯干140的连接部131a中,连接部131c的外部可以被配置为球体。

此外,图4是示出用于驱动臂顶端部130c的机构的示意图,并且示出从图2所示的状态拆下设置在臂130b上的盖300的状态。臂顶端部130c相对于臂130b旋转,但是在臂顶端部130c的旋转轴138上没有设置电机。另一方面,如图4所示,臂130a和臂130b绕其相对旋转的旋转轴136和臂130b和臂顶端部130c绕其相对旋转的旋转轴138通过连杆230连接。为此,臂顶端部130c随着臂130b相对于臂130a的旋转而旋转。

具体地,在臂130b通过设置在旋转轴136的箱体210中的电机的驱动力而相对于臂130a旋转的情况下,连杆230的上侧上的轴310的位置不相对于臂130a移动。为此,例如,当臂130b相对于臂130a沿箭头a1的方向旋转时,臂顶端部120c相对于臂120b沿箭头a2的方向旋转。利用这种设置,当臂120b相对于臂120a沿箭头a1的方向旋转并且执行弯曲右后腿的膝盖的操作时,对应于脚踝的臂顶端部120c沿箭头a2的方向旋转。以这种方式,当弯曲膝盖和蹲下时实现脚踝的运动。

另外,利用这种机构,例如,当左后腿抬起行走时,臂顶端部130c沿箭头a2的方向旋转,并且抬起臂顶端部130c的顶端,这防止左腿的顶端被地面绊住。利用这种设置,可以减少行走过程中抬起量,从而可以实现平稳快速的行走。

图5是示出机器人装置1000的左侧的示意图。如图5所示,脚130d附接到臂顶端部130c。脚130d可以相对于臂顶端部130c围绕旋转轴139沿箭头a3的方向自由旋转。在图5中,脚130d被未示出的弹簧逆时针推动到预定止动器的位置。利用这种设置,当机器人装置1000行走时,脚130d可以精确地抓住道路(地板)的表面。

图6a是示出从下方观察的脚130d的脚掌的示意图。肉垫310和肉垫312设置在脚130d的脚掌上。肉垫310和肉垫312都包括橡胶材料,并且具有内置的负载传感器。肉垫312可以拆卸和更换。图6b示出了肉垫312从图6a的状态拆下的状态。在肉垫312磨损的情况下,用户可以拆下肉垫312并用新的肉垫替换肉垫312。

此外,通过替换肉垫312,肉垫310和肉垫312可以包括彼此不同的材料,或者肉垫312可以表现出不同的功能。利用这种设置,例如,可以根据地板等的材料,安装具有最佳功能的肉垫312。此外,通过用具有不同颜色的肉垫替换肉垫312,可以将肉垫312的颜色改变为用户喜欢的颜色。

图6c是示出左前腿110的根部的周边的示意图,并且示出从机器人装置500的前侧观察的横截面。如图6c所示,位于左前腿110的根部的旋转轴112和旋转轴114容纳在具有两个轴的箱体200中。箱体200容纳在左腿110中,旋转轴114固定到左腿110。此外,通过将旋转轴112固定到躯干140(稍后描述的框架400),箱体2000固定到框架400。

左腿110的面向框架400的部分具有如上所述的球形形状,并且面向稍后描述的框架402的凹入区域402a。利用这种配置,通过驱动旋转轴112和旋转轴114,左腿110可以相对于框架400自由旋转。注意,其他腿的配置类似于图6c。

如图6c所示,当驱动旋转轴114时,在箭头a7的方向上驱动腿110。为了避免此时干扰旋转轴112,对应于旋转轴112的凹槽740设置在腿110的外部。通过设置凹槽740,通过驱动旋转轴114,可以在箭头a7的方向上旋转腿110。

另一方面,当腿110从图6c所示的状态例如在箭头a7的一个方向上旋转90°或更多时,凹槽740可以旋转到不面对框架400的位置,并且一个凹槽740可以暴露在外观上。在这种情况下,异物可能会卡在凹槽740中。为此,提供如图6c所示的球形盖750。每个盖750是与相邻腿110的形状一致的球体。利用这种配置,在腿110通过驱动作为两个旋转轴中的一个的旋转轴114而自由旋转的情况下,可以避免用于避免干扰另一旋转轴112的凹槽740暴露于外部。注意,盖750可以根据腿110的移动而移动。此外,可以设置在预定方向上推动盖750的弹簧,使得盖750可以抵接在预定止动器上。

3.耳朵的配置

图7是示出机器人装置1000的头部150(特别是面部)的示意图。机器人装置1000设置有耳朵320。耳朵320通过电机的驱动力沿箭头a4的方向绕旋转轴322旋转。此外,机器人装置1000的耳朵320不仅沿箭头a4的方向旋转,而且沿当从前方(箭头a5的方向)观察时耳朵320的顶端(尖端)围绕旋转轴324向左右张开的方向驱动。在图7中,耳朵320在箭头a5的方向上张开的角度α称为张开角度。

图8a是详细示出耳朵320及其周边的示意图。通过驱动内置电机,耳朵320围绕旋转轴322沿箭头a4的方向旋转。如图8a所示,耳朵320可相对于旋转轴324旋转。此外,固定到头部150的倾斜凸轮328设置在耳朵320的根部上。当耳朵320围绕旋转轴322沿箭头a4的方向旋转时,设置在耳朵320上的凸轮从动件326在倾斜凸轮328上滑动。利用这种设置,耳朵320围绕旋转轴324在箭头a5的方向上旋转。

图8b是用于描述耳朵320的运动的示意图。当耳朵320绕旋转轴322旋转时,耳朵320的张开角度α随着耳朵320的顶端向机器人装置1000的前方旋转而增大。作为示例,如果耳朵320的张开角度α在耳朵320向左右张开最紧闭的状态下为0°,则耳朵320最多可以张开28°。如图8b所示,当耳朵320围绕旋转轴322的旋转角度在0°至70°的范围内时,耳朵320的张开角度基本为零。另一方面,因为凸轮从动件326安装在倾斜凸轮328上,所以,即使耳朵320围绕旋转轴322的旋转角度在0°至70°的范围内,当用户触摸耳朵320并且在张开耳朵320的顶端的方向上移动耳朵320时,耳朵320也可以在其中张开角度α为0°至28°的自由运动的范围内自由张开。换言之,在耳朵320围绕旋转轴322的旋转角度为0°至70°的情况下,凸轮从动件326与倾斜凸轮328分离,使得耳朵320能够围绕旋转轴324在自由运动的范围内沿箭头a5的方向旋转。

在耳朵320围绕旋转轴324旋转的情况下,当张开角度α达到28°时,耳朵320撞击预定的机械制动器并且不能再张开。当耳朵320围绕旋转轴322的旋转角度在0°至70°的范围内时,自由运动的范围是从凸轮从动件326抵靠在倾斜凸轮328上的状态到凸轮从动件326与倾斜凸轮328分离并且耳朵320抵靠在上述机械止动器上的点的范围。

另一方面,如图8b所示,当围绕旋转轴322的旋转角度在0°度至-95°的范围内时,随着旋转角度减小,凸轮从动件326沿着倾斜凸轮326向上移动,并且耳朵320的张开角度α变大。由于这个原因,在耳朵320张开的方向上的自由运动的范围减小。此外,当围绕旋转轴322的旋转角度为-95°时,耳朵320的张开角度为28°,并且自由运动的范围为0°。

如上所述,通过根据耳朵320围绕旋转轴322的旋转角度来改变耳朵320的张开角度α,可以使耳朵320的运动更加真实,并且可以进一步丰富机器人装置1000的情感表达。此外,即使在耳朵320没有张开的情况下,当用户触摸耳朵320时,通过提供耳朵320张开方向上的自由运动范围,耳朵320也可以张开,并且耳朵320的运动可以变得更加真实。

4.尾巴的配置

图9a是示出提供给机器人装置1000的尾巴330的外观的示意图。另外,图9b是示出尾巴330从图9a的状态拆下的状态的示意图。尾巴330连接到尾巴附接部340。尾巴附接部340通过驱动电机而沿箭头a6的方向旋转。尾巴330包含硅橡胶,并且顶端侧比根部粗。在尾巴330的根部,提供尾巴附接部340插入其中的孔。尾巴330在没有形成尾巴附接部340插入其中的孔的区域中是实心的。以这种方式,尾巴330包含硅橡胶,顶端侧比根部粗,并且尾巴330是实心的,使得顶端侧较重。为此,当尾巴附接部340在箭头a6的方向上驱动时,尾巴330适当地振动。此外,同样当机器人装置1000行走时,尾巴330适当地振动。通过尾巴330的适当振动,用户可以对机器人装置1000有一种熟悉感和依恋感。

5.传感器的配置和设置示例

机器人装置1000包括各种传感器。在图5所示的机器人装置1000的背部344上,宽范围地设置压敏传感器和静电传感器。作为压敏传感器,设置了能够检测几十至几千克负载的传感器。通过在背部344上设置静电传感器和压敏传感器,可以在用户敲击或打击背部344的情况下可靠地检测用户的操作。

特别地,通过静电传感器和压敏传感器的组合使用,可以防止错误检测的发生。例如,在机器人装置1000正在行走的情况下,压敏传感器可能通过检测振动来错误地检测用户的手。在这种情况下,如果静电传感器没有检测到手,则可以忽略压敏传感器的反应。在机器人装置1000静止的情况下,压敏传感器的错误检测的可能性低。因此,可以仅基于压敏传感器的检测,而不使用静电传感器来检测用户的手。

设置在机器人装置1000背部的压敏传感器和静电传感器都内置在背部344的盖344a内。在设置在压敏传感器和静电传感器外部的盖344a的表面上设置包括硅橡胶的涂层。这种涂层设有精细的网状图案。利用这种配置,在用户触摸背部的情况下,可以给出“光滑感”,并且可以改善触感。结果,在用户和机器人装置1000之间的交互中,可以给出使用户想要更多地触摸机器人装置1000的触感,并且可以更好地传达用户的情感。

在图7中,静电传感器嵌入由从头顶到鼻子的单点划线包围的区域352中。此外,如图17所示,静电传感器也嵌入由下巴的单点划线包围的区域354中。因此,同样在用户敲击从头顶延伸到鼻子的区域352或下巴的区域354的情况下,可以可靠地检测用户的操作。

当用户敲击机器人装置1000时,机器人装置1000可以将该操作识别为奖励。利用这种设置,机器人装置1000可以更频繁地执行在敲击之前立即执行的操作。

如图7所示,相机700附接到机器人装置1000的鼻子。此外,如图9a和图9b所示,相机710也附接到机器人装置1000的背部,在尾巴330的前面。机器人装置1000可以通过用相机700和710对机器人装置1000的周边成像来识别周围的人和物体。

此外,在机器人装置1000的鼻子周围设置有人体传感器和位置敏感检测器(psd)。例如,人体传感器可以检测最远5米处的人的温度。机器人装置1000可以用这些传感器检测用户。此外,机器人装置1000还包括检测照度的照度传感器。

此外,机器人装置1000包括躯干和头部上的陀螺仪传感器(加速度传感器)。利用这种设置,机器人装置1000可以检测其自身的姿态。此外,利用陀螺仪传感器,机器人装置1000还可以检测自身的跌倒或者检测其在用户的手臂中举起。

麦克风嵌入在机器人装置1000的头部的五个位置,并且在头部的外部对应于麦克风的位置设置有孔。具体地,麦克风内置在左右两个位置,其余的麦克风内置在头后部。通常,可以通过从三个麦克风获取声音来估计声源的位置。

例如,当从机器人装置1000的右侧听到声音时,控制头部系统的关节部152、关节部154、关节部156和关节部158,使得机器人装置1000的头部面向右侧。通过将麦克风嵌入头部,可以实现头部的自然运动。

6.眼睛的配置

图7所示的机器人装置1000的眼睛350被配置为根据机器人装置1000的操作来执行各种运动和显示。因此,机器人装置1000包括在左眼和右眼350的每一个中的自发光显示装置(oled)352。图10是示出沿图7中的单点划线i-i’截取的横截面的示意图。如图10所示,机器人装置1000的眼睛350包括oled352、透镜354和防护玻璃356。

oled352、透镜354和防护玻璃356设置在左眼和右眼350中的每一个中。在为左眼和右眼共同设置平面显示装置的情况下,两只眼睛都具有平面设置,并且不能以三维方式配置。在本实施方式中,通过为左眼和右眼350中的每一个单独提供oled352,可以最佳地设置左眼350和右眼350的方位,并且可以以三维方式配置左眼350和右眼350。

oled352执行与眼睛350相关的显示,例如,眼睛350的眨眼、白眼、虹膜和虹膜的运动。透镜354放大了oled352的显示并折射光,从而扩展oled352的显示。

透镜354的前表面由凸曲面形成,并且oled352的显示被曲面反射。这种配置实现了眼球的球形表达。如图10所示,透镜354的厚度在中心较厚,在周边较薄。通过在中心和周边之间改变透镜354的厚度,透镜354的前表面和后表面之间的曲率不同,并且可以产生透镜效果。此外,在用户看着眼睛350的情况下,可以如上所述使用户感觉到显示扩展。此外,尽管当透镜354被设置成没有间隙从而覆盖oled352的前表面时,透镜效果太强,但是通过在透镜354和oled352之间设置空间,可以使透镜效果适当。

尽管通过oled352进行的显示是平面的,但是通过转换透镜354的曲面上的坐标,在球体上的期望位置进行显示。因此,还可以通过控制透镜354上的俯仰角和偏航角来执行将虹膜的位置指向用户的控制。

防护玻璃356包括具有均匀厚度的透明树脂材料等。防护玻璃356的表面形成与机器人装置1000的头部的相邻表面连续的曲面。利用这种设置,即使在用户触摸眼睛350及其周边的情况下,用户也不会感觉到台阶,并且可以防止产生不适感。

7.盖(罩)的配置

图11a是示出机器人装置1000的腹部的示意图。用于接触充电站和接收电源的接触端子360、362和364设置在机器人装置1000的腹部。例如,电池380可以容纳在接触端子360、362和364的后面,并且电池380通过拆开盖370而暴露于外部。此外,用户可以通过拆开盖370来访问各种端子和操作键。图11b是示出盖370从图11a所示的状态拆下的状态的示意图。

图12a、12b和12c是示出如何拆卸盖370的示意图。不同于一般的电气产品,盖370没有设置用于通过钩住爪来移除盖370的结构。当移除盖370时,首先,如图12a所示,用手指推动盖370的后脚侧的一端。结果,如图12b所示,盖370的前端被抬起。因此,如图12c所示,可以通过向上拉盖370的前端来移除盖370。

8.电池的配置

图13是示出电池380的配置的示意图。如图13所示,电池380具有大致长方体形状,并且长方体的六个侧面中的两个侧面由曲面形成。电池380包括电连接到机器人装置1000的六个端子380a。通过提供六个端子380a,可以可靠地向处理大量电力的机器人装置1000供应电力。

此外,矩形凹部386和388设置在电池380的两个相对表面382和384上。凹部386和388设置在两个表面382和384上的相对位置。利用这种设置,例如,可以用食指和拇指扣住凹部386和388,并且电池380可以容易地附接到机器人装置1000和从机器人装置1000拆卸。

此外,通过形成凹部390,在电池的表面305上设置立壁392。利用这种设置,通过将手指放在立壁392上,电池380可以从机器人装置1000上拆卸。

在六个端子380a的顶端形成布置凹部394。布置凹部394在六个端子380a与机器人装置1000的连接到端子380a的一侧上的连接端子的连接方向上开口。布置凹部394由布置凹部形成表面396和398形成。布置凹部形成部分396和398的至少一部分形成为倾斜表面,使得布置凹部394的开口面积在布置凹部394开口的方向上随着距端子380a的距离增加而增加。注意,电池380的外壳例如通过在上下方向上组合上外壳和下外壳来配置。在外壳的容纳空间中,设置有多个电池单元、用于分离和设置电池单元的隔板、连接到电池单元的连接金属片、电路基板等。电池380的基本配置可以类似于例如日本专利号6191795中描述的电池来配置。

9.框架、基板和布线的配置

图14至图16是示出机器人装置1000的框架400和基板500的设置的示意图。作为示例,框架400包括镁压铸,并且包括四个组件402、404、406和408。图14至16示出了从不同方向观察的相同框架400,并且在图15和图16中未示出组件406和408。

凹入区域402a和404a分别形成在组件402和404中,并且左前腿的关节部112和114以及右前腿的关节部102和104分别连接到区域402a和404a。另外,凹入部408a也设置在组件408中,并且右后腿120的关节部122和124连接到凹入部408a。类似于组件408,组件406也设有凹入部,左后腿130的关节部132和134连接到该凹入部。框架406和408通过关节部142的电机的驱动力,相对于框架402和404围绕在垂直方向上延伸的旋转轴旋转。利用这种设置,如上所述,实现了在从上方观看机器人装置1000的情况下使腰部左右摆动的运动。

与框架400由金属板配置的情况相比,通过用镁压铸配置框架400,可以进一步增加机器人装置1000的刚性。

如图14至图16所示,电路基板500、502、504、506、508和509设置在框架400上。通过相对于框架400分散设置电路基板500、502、504、506、508和509,可以改善散热效果。

此外,通常,机器人装置1000的框架在许多情况下包括盒形外壳,但是在本实施方式中,框架包括镁压铸组件402、404、406和408,而不是盒形外壳。因此,可以大大增加电路基板500、502、504、506、508和509的设置自由度。

此外,图17和图18是示出电路基板510从机器人装置1000的躯干到头部的路线的示意图。如图17所示,连接机器人装置1000的躯干140和头部150的电路基板510沿着连接关节部156和关节部158的臂170设置。因为头部150相对于主干140移动,期望电路基板510包括柔性基板(fpc)。如图18所示,电路基板510分成两个电路基板512和514,并且电路基板512和514连接到设置在头部150上的另一电路基板。

机器人装置1000的主电路基板的布置在躯干的一侧。另一方面,由于各种传感器、眼睛的显示装置等集中在头部150上,所以使用了具有相对大量导线的电路基板510。

10.隐藏螺钉的配置

在组装机器人装置1000时使用螺钉,但是所有的螺钉都隐藏起来,以便不暴露于外观上。由于这个原因,所有的螺钉都设置在外部的盖内。图19是示出螺钉600和覆盖螺钉600的盖610的示意图。当拆卸外部的任何盖时,螺钉600和盖610出现。图19所示的盖610具有隐藏螺钉600和防止螺钉600松动的功能。

如图19所示,凹凸部602形成在螺钉600的头部的侧表面上。盖610设置有螺钉600的头部插入其中的孔612,并且与螺钉600的头部的外周上的凹凸部602对应的凹凸部614设置在孔612的内周上。

此外,凹入部620形成在螺钉600周围的外部。盖610设置有对应于凹入部620的突出部616。利用这种设置,当盖610放置在螺钉600上时,盖610的凹凸部614配合到螺钉600头部的凹凸部602中,并且盖610的突出部616配合到外部的凹入部620中。结果,可以防止螺钉600松动。

上面已经参考附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是本公开的技术范围不限于这样的示例。显然,在本公开的技术领域中具有普通知识的人可以在权利要求中描述的技术思想的范围内提出各种变化或修改。当然,应当理解,这些变化或修改也属于本公开的技术范围。

此外,本说明书中描述的效果仅仅是说明性的或示例性的,并且不受限制。即,除了上述效果之外或代替上述效果,根据本公开的技术可以表现出对本领域技术人员来说从本说明书的描述中显而易见的其他效果。

注意,以下配置也属于本公开的技术范围。

(1)一种机器人装置,包括:

头部,其连接到躯干;

四个腿部,是连接到躯干的左前、右前、左后和右后的腿部;

第一间接部,使得头部向左右倾斜;以及

第二关节部,其将左后和右后腿部中的一个相对于躯干向前侧旋转,并将另一个向后侧旋转。

(2)根据(1)所述的机器人装置,躯干和一个腿部之间的连接部设置有两个旋转轴,两个旋转轴在前后方向和左右方向上旋转腿部,并且两个旋转轴容纳在一个箱体中。

(3)根据(2)的所述机器人装置,其中,腿部的外部设置有凹槽,当驱动两个旋转轴中的一个时,凹槽避免旋转轴干扰两个旋转轴中的另一个,并且

机器人装置还包括覆盖凹槽的盖。

(4)根据(1)~(3)中任一项所述的机器人装置,其中,每个腿部包括多个旋转轴,并且设置在躯干和腿部之间的连接部中的两个旋转轴和位于连接部正下方的一个旋转轴设置在构成腿部的一个臂中。

(5)根据(1)~(4)中任一项所述的机器人装置,其中,每个腿部包括多个关节部,任何一个关节部经由连杆与另一关节部连接,并且另一关节部通过接收任何一个关节部的驱动力与任何一个关节部一起移动。

(6)根据(5)所述的机器人装置,其中,任何一个关节部是对应于膝盖的关节部,并且另一关节部是对应于脚踝的间接部。

(7)根据(1)~(6)中任一项所述的机器人装置,还包括设置在头部的耳朵,其中,

每只耳朵的尖端沿前后方向旋转。

(8)根据(7)所述的机器人装置,其中,每只耳朵的尖端在向前后旋转的同时向左右张开。

(9)根据(8)所述的机器人装置,其中,随着每只耳朵向前旋转,每只耳朵张开的角度增加。

(10)根据(1)~(9)中任一项所述的机器人装置,还包括相对于躯干旋转驱动的尾巴。

(11)根据(10)所述的机器人装置,其中,尾巴包括硅橡胶,并且从靠近躯干的一侧的根部朝向顶端变粗。

(12)根据(1)~(11)中任一项所述的机器人装置,还包括检测用户触摸躯干或头部的传感器。

(13)根据(12)所述的机器人装置,其中,传感器由压敏传感器和静电传感器的组合配置。

(14)根据(1)~(13)中任一项所述的机器人装置,还包括头部上的眼睛,其中,

每只眼睛包括显示装置和设置在显示装置外侧的透镜,并且

为双眼中的每一只单独设置显示装置。

(15)根据(14)所述的机器人装置,其中,透镜在对应于显示装置的中心的位置和对应于显示装置的周边的位置处具有不同的厚度。

(16)根据(1)~(15)中任一项所述的机器人装置,还包括电连接到充电站的充电端子。

(17)根据(1)~(16)中任一项所述的机器人装置,还包括可拆卸电池。

(18)根据(17)所述的机器人装置,其中,电池包括第一表面和与第一表面相对的第二表面,并且

矩形凹部在第一表面和第二表面上形成在对应位置。

(19)根据(17)或(18)所述的机器人装置,其中,电池具有邻近棱线形成的凹部,在棱线处,两个表面连接,并且立壁通过凹部形成在棱线上。

(20)根据(17)~(19)中任一项所述的机器人装置,还包括:

外壳部,其容纳电池;以及

盖,封闭外壳部,其中,

当推动盖的一端时,抬起该端的相对侧,盖变得可拆卸。

(22)根据(1)~(21)中任一项所述的机器人装置,还包括构成躯干的镁压铸框架。

(23)根据(22)所述的机器人装置,其中,框架包括在左右方向上划分的多个组件。

(24)根据(22)或(23)所述的机器人装置,其中,多个电路基板的布置在框架上。

(25)根据(1)~(25)中任一项所述的机器人装置,还包括连接躯干和头部的臂,其中,

沿着臂设置布线。

符号的说明

100、110、120、130腿

102、104、106、112、114、116、122、124、126、132、134、136、142、152、154、156、158间接部

140躯干

150头部

1000机器人装置


技术特征:

1.一种机器人装置,包括:

头部,连接到躯干;

四个腿部:左前腿部、右前腿部、左后腿部和右后腿部,均连接到所述躯干;

第一间接部,将所述头部向左右倾斜;以及

第二关节部,将所述左后腿部和所述右后腿部中的一个相对于所述躯干向前侧旋转,并将所述左后腿部和所述右后腿部中的另一个相对于所述躯干向后侧旋转。

2.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,所述躯干与所述腿部之一间的连接部设置有两个旋转轴,所述两个旋转轴在前后方向和左右方向上旋转所述腿部,并且所述两个旋转轴容纳在一个箱体中。

3.根据权利要求2所述的机器人装置,其中,所述腿部的外部设置有凹槽,所述凹槽避免在所述两个旋转轴中的一个被驱动时,该旋转轴妨碍所述两个旋转轴中的另一个,并且

所述机器人装置还包括覆盖所述凹槽的盖。

4.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,每一个所述腿部包括多个旋转轴,并且所述多个旋转轴中设置在所述躯干与所述腿部之间的连接部中的两个旋转轴和所述多个旋转轴中位于所述连接部正下方的一个旋转轴设置在构成该腿部的一个臂中。

5.根据权利要求1所述的机器人装置,其中,每一个所述腿部包括多个关节部,任一关节部经由连杆与另一关节部连接,并且所述另一关节部通过接收所述任一关节部的驱动力而与所述任一关节部连动地移动。

6.根据权利要求5所述的机器人装置,其中,所述任一关节部是与膝盖对应的关节部,并且所述另一关节部是与脚踝相对应的间接部。

7.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括设置在所述头部的耳朵,其中,

所述耳朵的尖端沿前后方向旋转。

8.根据权利要求7所述的机器人装置,其中,所述耳朵的尖端在向前后旋转的同时向左右张开。

9.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括相对于所述躯干旋转驱动的尾巴。

10.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括检测用户触摸所述躯干或所述头部的传感器。

11.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括位于所述头部的眼睛,其中,

所述眼睛包括显示装置和设置得比所述显示装置更靠外部的透镜,并且

对两只眼睛中的每一只分别设置所述显示装置。

12.根据权利要求11所述的机器人装置,其中,所述透镜在与所述显示装置的中心对应的位置和与所述显示装置的周边对应的位置处具有不同的厚度。

13.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括电连接到充电站的充电端子。

14.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括可拆卸的电池。

15.根据权利要求14所述的机器人装置,其中,所述电池包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面,并且

矩形凹部在所述第一表面和所述第二表面上形成在相对应的位置处。

16.根据权利要求14所述的机器人装置,其中,所述电池具有与连接两个表面的棱线相邻形成的凹部,并且通过所述凹部在所述棱线上形成立壁。

17.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括:构成所述躯干的镁压铸框架。

18.根据权利要求17所述的机器人装置,其中,所述框架包括在左右方向上划分的多个组件。

19.根据权利要求17所述的机器人装置,其中,多个电路基板布置在所述框架上。

20.根据权利要求1所述的机器人装置,还包括连接所述躯干和所述头部的臂,其中,

布线沿着所述臂设置。

技术总结
提供了一种机器人装置,设有:头部,连接到躯干;四个腿部,包括左前和右前以及左后和右后腿部,连接到躯干;第一关节部,使得头部向左右倾斜;以及第二关节部,使得左后腿部和右后腿部中的一个相对于躯干向前旋转,并且使得另一个向后旋转。提供第一关节部和第二关节部使得能够忠实地再现四足行走动物的运动。

技术研发人员:石桥秀则;水上智雄;荒木拓真;村木大仁;新井智之;小池刚史;伊东孝之;胜村幸太;渡部洋平;堀口宗之;前田高志;武藤智;宫野秀雄
受保护的技术使用者:索尼公司
技术研发日:2018.09.06
技术公布日:2020.06.05

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