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JP7037796B2 - How to fix the robot and the outer skin - Google Patents

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JP7037796B2
JP7037796B2 JP2017066219A JP2017066219A JP7037796B2 JP 7037796 B2 JP7037796 B2 JP 7037796B2 JP 2017066219 A JP2017066219 A JP 2017066219A JP 2017066219 A JP2017066219 A JP 2017066219A JP 7037796 B2 JP7037796 B2 JP 7037796B2
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outer skin
coupling
exodermis
lip
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孝佳 石井
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有限会社浅草ギ研
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Description

この発明は、ロボットに関し、特に、所定の支持体へと弾性素材の外皮を被せて成るロボット、及び、当該ロボットにおける支持体への外皮の固定方法に関する。 The present invention relates to a robot, and more particularly to a robot in which a predetermined support is covered with an outer skin made of an elastic material, and a method of fixing the outer skin to the support in the robot.

近年、娯楽や福祉等の分野において、人間等の表情をより写実的に表現することが可能なロボットの開発が待たれている。例えば、特許文献1には、ロボットの眉体を磁力により動作させることで顔表情を表出しようとするロボットが開示されている。 In recent years, in the fields of entertainment and welfare, the development of robots capable of expressing human facial expressions more realistically has been awaited. For example, Patent Document 1 discloses a robot that attempts to express a facial expression by operating the eyebrows of the robot by a magnetic force.

また、近年、動作する支持体にシリコン素材等から成る弾性素材の外皮を被せ、人間類似の肌の質感を再現しつつ写実的な表情を表出するロボットの開発も試みられている。 Further, in recent years, an attempt has been made to develop a robot that expresses a realistic facial expression while reproducing the texture of human-like skin by covering a moving support with an outer skin made of an elastic material such as a silicon material.

特開2009-274184号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-274184

しかしながら、シリコン素材等から成る弾性素材の外皮は、人間の肌の質感等を再現する上では好適であるものの、経年劣化が比較的に生じやすく、従って、1年乃至数年の使用により疲労してしまうという問題点があった。このような問題は、この種のロボットの実用・普及の大きな妨げとなるものである。 However, although the outer skin of an elastic material made of a silicon material or the like is suitable for reproducing the texture of human skin, it is relatively prone to deterioration over time, and therefore, it becomes tired after being used for one to several years. There was a problem that it would end up. Such a problem greatly hinders the practical use and widespread use of this type of robot.

本発明は、上述の技術的背景の下になされたものであり、その目的とすることころは、外皮の経年劣化の問題が生じた場合であっても、実用に耐え得るロボット、及び、当該ロボットにおける外皮の固定方法を提供することにある。 The present invention has been made under the above-mentioned technical background, and an object thereof is a robot that can withstand practical use even when a problem of aging deterioration of the outer skin occurs, and the said robot. The purpose is to provide a method for fixing the outer skin in a robot.

本発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。 Still other objects of the invention, as well as effects, will be readily appreciated by those of skill in the art by reference to the following description of the specification.

上述の技術的課題は、以下の構成を有するロボットにより解決することができる。 The above-mentioned technical problem can be solved by a robot having the following configuration.

すなわち、本発明に係るロボットは、支持体と、弾性素材から成り前記支持体を被覆する外皮と、前記支持体に設けられ、前記外皮へと沿うように所定の変位動作を行う動作部と、前記外皮と前記動作部との間に設けられて両者を結合し、前記所定の変位動作を前記外皮へと伝達して前記外皮の一部又は全体を弾性変形させる着脱自在な結合片対と、を備えている。 That is, the robot according to the present invention includes a support, an outer skin made of an elastic material and covering the support, a moving portion provided on the support and performing a predetermined displacement operation along the outer skin. A detachable pair of coupling pieces provided between the exodermis and the moving portion to bond the two and transmit the predetermined displacement motion to the exodermis to elastically deform a part or the whole of the exodermis. Is equipped with.

このような構成によれば、支持体と外皮とは着脱自在な結合片対を介して結合しているので、外皮が使用により経年劣化した場合であっても、一方の結合片を備えた外皮のみを捨てて、新たな外皮へと交換することができる。これにより、外皮の経年劣化等の問題が生じた場合であっても容易に外皮を交換でき、実用に耐え得るロボットを提供することができる。 According to such a configuration, the support and the exodermis are connected via a detachable pair of exodermis, so that even if the exodermis deteriorates over time due to use, the exodermis provided with one of the exodermis. Only can be thrown away and replaced with a new exodermis. This makes it possible to provide a robot that can easily replace the outer skin even when a problem such as aged deterioration of the outer skin occurs and can withstand practical use.

また、前記結合片対は、所定の位置決め構造を介して結合していてもよい。 Further, the pair of bonded pieces may be bonded via a predetermined positioning structure.

このような構成によれば、結合片対は位置決め構造を介して結合していることから、常に一定の位置に外皮を被覆させることができる。そのため、例えばメンテナンス等が容易となる。 According to such a configuration, since the coupling piece pair is bonded via the positioning structure, the outer skin can always be covered at a fixed position. Therefore, for example, maintenance becomes easy.

さらに、前記所定の位置決め構造は、前記結合片対の結合面における位置決めボスとボス穴との嵌め合い構造であってもよい。 Further, the predetermined positioning structure may be a fitting structure of a positioning boss and a boss hole on the coupling surface of the coupling piece pair.

このような構成によれば、外皮を支持体へと被覆する際に、結合片対が直接見えなくとも、感覚的かつ容易に適切な位置に外皮を配置することができる。 According to such a configuration, when the outer skin is coated on the support, the outer skin can be sensuously and easily placed at an appropriate position even if the binding piece pair is not directly visible.

また、変位量の比較的大きい動作部に対応する結合片対の位置決めボスとボス穴の嵌め合い深さは、変位量の比較的少ない動作部に対応する結合片対の位置決めボスとボス穴の嵌め合い深さよりも大きくてもよい。 In addition, the fitting depth of the coupling piece pair positioning boss and boss hole corresponding to the moving part with a relatively large displacement is the positioning boss and boss hole of the coupling piece pair corresponding to the moving part with a relatively small displacement amount. It may be larger than the fitting depth.

このような構成によれば、動作部と外皮とを結合している結合片対が、動作部の変位量の大きさに耐えられず外れてしまうことを防止することができる。 According to such a configuration, it is possible to prevent the pair of coupling pieces connecting the moving portion and the exodermis from being disengaged because they cannot withstand the magnitude of the displacement amount of the moving portion.

さらに、前記結合片対は、磁力により結合されていてもよい。 Further, the pair of bonded pieces may be bonded by a magnetic force.

このような構成によれば、結合片同士の着脱が容易であり、また、外皮を被覆させる際の位置決め等を容易に行うことができる。 According to such a configuration, the bonded pieces can be easily attached to and detached from each other, and positioning and the like when covering the outer skin can be easily performed.

また、前記結合片対の各結合片は、いずれも前記結合片同士の接触面の背面側に配置された磁石を有していてもよい。 Further, each of the bonding pieces of the bonding piece pair may have a magnet arranged on the back surface side of the contact surface between the bonding pieces.

このような構成によれば、磁石同士が直接的に隣り合わないことから、外皮の交換の際などに意図せず磁石と結合片とが分離してしまうことを防止することができる。 According to such a configuration, since the magnets are not directly adjacent to each other, it is possible to prevent the magnet and the coupling piece from being unintentionally separated when the outer skin is replaced.

さらに、前記磁石は、ネオジム磁石であってもよい。 Further, the magnet may be a neodymium magnet.

このような構成によれば、結合片対の間で、外皮の弾性変形という機能は担保しつつも、 外皮の交換が容易といった程度の適度な結合を実現することができる。 According to such a configuration, it is possible to realize an appropriate bond between a pair of bonded pieces to the extent that the outer skin can be easily replaced while ensuring the function of elastic deformation of the outer skin.

また、前記ロボットは、さらに、前記支持体へと固定されたアクチュエータと、前記アクチュエータへと固定されたアーム部材と、を備え、前記動作部は、前記アーム部材の先端部に備えられ、前記アーム部材の動作に合わせて変位動作を行うものであってもよい。 Further, the robot further includes an actuator fixed to the support and an arm member fixed to the actuator, and the operating portion is provided at the tip end portion of the arm member, and the arm is provided. The displacement operation may be performed according to the operation of the member.

このような構成によれば、実際に変位する箇所と動作源となるアクチュエータとをアームを介して離間させることができるので、多数の変位動作部が集中する箇所等が存在する場合であっても、支持体空間内に各部品を無理なく配置することができる。 According to such a configuration, the actual displacement location and the actuator that is the operation source can be separated via the arm, so that even if there is a location where a large number of displacement operation portions are concentrated, etc. , Each component can be arranged comfortably in the support space.

さらに、前記ロボットは、さらに、前記支持体へと固定されたアクチュエータと、前記支持体へと固定されたガイドパイプと、前記ガイドパイプへと挿通され、一端が前記アクチュエータ、他端が前記動作部と結合されたワイヤと、を有し、前記ワイヤが前記アクチュエータにより駆動されて送り出され又は引き込まれることにより、前記動作部が変位動作を行うものであってもよい。 Further, the robot is further inserted into the actuator fixed to the support, the guide pipe fixed to the support, and the guide pipe, one end of which is the actuator and the other end of which is the operation unit. The moving unit may perform a displacement operation by having a wire coupled with the wire and the wire being driven by the actuator to be sent out or pulled in.

このような構成によれば、実際に変位する箇所と動作源となるアクチュエータとをワイヤを介して離間させることができるので、多数の変位動作部が集中する箇所等が存在する場合であっても、支持体空間内に各部品を無理なく配置することができる。 According to such a configuration, the actual displacement location and the actuator that is the operation source can be separated via a wire, so that even if there is a location where a large number of displacement operation portions are concentrated, etc. , Each component can be arranged comfortably in the support space.

また、本発明は外皮の固定方法としても観念することもできる。すなわち、本発明に係る方法は、支持体と、弾性素材から成り前記支持体を被覆する外皮と、前記支持体に設けられ前記外皮へと沿うように所定の変位動作を行う動作部と、前記外皮と前記動作部との間に設けられて両者を結合し前記所定の変位動作を前記外皮へと伝達して前記外皮の一部又は全体を弾性変形させる着脱自在な結合片対と、を備えるロボットにおいて、前記支持体へと前記外皮を固定するための方法であって、前記結合片対の前記外皮との接触面となる面に接着剤を塗布するステップと、前記接着剤が生乾き状態であることを利用して前記支持体へと前記外皮をあてがって位置合わせを行うステップと、前記接着剤を乾燥固化させることにより前記結合片対の外側面を前記外皮の裏面へと固定するステップと、を備えている。 The present invention can also be considered as a method for fixing the outer skin. That is, the method according to the present invention includes a support, an outer skin made of an elastic material and covering the support, an operating portion provided on the support and performing a predetermined displacement operation along the outer skin, and the above-mentioned. It is provided between the outer skin and the moving portion, and is provided with a detachable bonding piece pair that binds the two and transmits the predetermined displacement movement to the outer skin to elastically deform a part or the whole of the outer skin. In a robot, it is a method for fixing the outer skin to the support, in which a step of applying an adhesive to a surface of a pair of bonded pieces to be a contact surface with the outer skin and a state in which the adhesive is dry. A step of applying the outer skin to the support and aligning the support, and a step of fixing the outer surface of the pair of bonded pieces to the back surface of the outer skin by drying and solidifying the adhesive. , Is equipped.

このような構成によれば、外皮が使用により経年劣化した場合であっても、外皮のみを容易に交換することができるような形態で、外皮を固定することができる。 According to such a configuration, even if the outer skin deteriorates over time due to use, the outer skin can be fixed in such a form that only the outer skin can be easily replaced.

本発明によれば、外皮の経年劣化等の問題が生じた場合であっても容易に外皮を交換できるので、実用に耐え得るロボットを提供することができる。 According to the present invention, even if a problem such as aged deterioration of the outer skin occurs, the outer skin can be easily replaced, so that a robot that can withstand practical use can be provided.

図1は、ロボット頭部の全体構成について示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a robot head. 図2は、支持体の正面図である。FIG. 2 is a front view of the support. 図3は、顎部結合部品の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the jaw joint part. 図4は、額部結合部品の分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the forehead joint part. 図5は、ガイドパイプを備えた支持体の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a support provided with a guide pipe. 図6は、接着面に関する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram regarding the adhesive surface. 図7は、ロボット頭部の分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view of the robot head. 図8は、外皮の裏面について示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the back surface of the outer skin. 図9は、アーム部材付結合片の拡大図である。FIG. 9 is an enlarged view of a coupling piece with an arm member. 図10は、アーム部材付結合片の分解斜視図である。FIG. 10 is an exploded perspective view of a coupling piece with an arm member. 図11は、アーム部材付結合片の動作図である。FIG. 11 is an operation diagram of a coupling piece with an arm member. 図12は、ワイヤ駆動結合片の動作図である。FIG. 12 is an operation diagram of the wire-driven coupling piece. 図13は、上唇中央部動作部の分解斜視図である。FIG. 13 is an exploded perspective view of the moving portion of the central part of the upper lip. 図14は、上唇中央部動作部の動作図である。FIG. 14 is an operation diagram of the central part of the upper lip. 図15は、下唇中央部動作部の斜視図である。FIG. 15 is a perspective view of the moving portion of the central part of the lower lip. 図16は、下唇中央部動作部の動作図である。FIG. 16 is an operation diagram of the central part of the lower lip. 図17は、上唇の両脇部動作部の部分分解斜視図である。FIG. 17 is a partially disassembled perspective view of both side movement portions of the upper lip. 図18は、下唇の両脇部動作部の部分分解斜視図である。FIG. 18 is a partially disassembled perspective view of both side movement portions of the lower lip. 図19は、口の動作例について示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example of mouth operation. 図20は、変形例について示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing a modified example.

以下、本発明に係るロボットの実施の一形態を、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the robot according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<1.全体構成>
<1.1 外皮と支持体の構成>
図1~図5を参照しつつ、ロボット頭部1の構成について説明する。
<1. Overall configuration>
<1.1 Composition of exodermis and support>
The configuration of the robot head 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

図1は、ロボット頭部1の全体構成について示す図である。ロボット頭部1は、骨組み及び動作部としての機能を有し人間の頭部類似の形状を有する支持体50に、シリコン等の弾性素材から成る外皮10を被せることにより構成されている。なお、同図において、外皮10は、理解の容易のため、部分的に破断した状態にて示されている。また、外皮10と支持体50とは、後述するように基本的に支持体50の動作部を介して結合している。しかしながら、支持体50上における外皮10の張力の維持や安定的な配置のため、外皮10と支持体50との間に、支持体50の一部へと着脱可能に結合されるものの外皮10とは接着等されない補助支持部材30を設けてもよい。 FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the robot head 1. The robot head 1 is configured by covering a support 50 having a shape similar to that of a human head, which functions as a skeleton and a moving portion, with an outer skin 10 made of an elastic material such as silicon. In the figure, the outer skin 10 is shown in a partially broken state for easy understanding. Further, the outer skin 10 and the support 50 are basically connected to each other via the moving portion of the support 50 as described later. However, in order to maintain the tension of the outer skin 10 on the support 50 and to stably arrange the outer skin 10, the outer skin 10 is detachably bonded to a part of the support 50 between the outer skin 10 and the support 50. May be provided with an auxiliary support member 30 that is not adhered or the like.

図2は、支持体50の正面図である。同図から明らかな通り、支持体50は、人間の首に相当する位置から支持体50の中央部へと至る中央構造部材501と、中央構造部材501の上端に設けられた台部502と、台部502上に配置されアクチュエータ等の後述の種々の部材を取り付けることが可能な左側構造部材503と右側構造部材504とを有している。 FIG. 2 is a front view of the support 50. As is clear from the figure, the support 50 includes a central structural member 501 extending from a position corresponding to the human neck to the central portion of the support 50, and a pedestal portion 502 provided at the upper end of the central structural member 501. It has a left side structural member 503 and a right side structural member 504 that are arranged on the base portion 502 and can be attached with various members described later such as actuators.

支持体50は、外皮10と接着され、変位動作を行うことにより外皮10の一部を弾性変形させる複数の動作部を有している。すなわち、支持体50の眉に相当する位置の周辺には、左右一対に、外皮10の眉に相当する位置周辺を略上下に動作させる右側眉周辺部動作部508及び左側眉周辺部動作部509が設けられている。支持体50の左右の眼球部512、513の直下周辺には、左右一対に、外皮10の眼の直下位置周辺を略上下に動作させる右眼直下位置動作部514及び左眼直下位置動作部515が設けられている。支持体50の頬の上部には、左右一対に、外皮10の頬上部周辺を略上下に動作させる右頬上部動作部516及び左頬上部動作部517が設けられている。支持体50の頬の下部には、左右一対に、外皮10の頬下部周辺を略上下に動作させる右頬下部動作部518及び左頬下部動作部519が設けられている。支持体50の上唇の中央には、外皮10の上唇の中央を略上下に動作させる上唇中央部動作部524が設けられている。支持体50の下唇の中央には、外皮10の下唇の中央を略上下に動作させる下唇中央部動作部525が設けられている。支持体50の上唇の両脇上部周辺には、左右一対に、外皮10の上唇の両脇上部を略水平方向に動作させる上唇右上部動作部520及び上唇左上部動作部521が設けられている。支持体50の下唇の両脇下部周辺には、左右一対に、外皮10の下唇の両脇下部を略水平方向に動作させる下唇右下部動作部522及び下唇左下部動作部523が設けられている。なお、支持体50の左右の眼球部512、513には、左右一対に、瞼の開閉動作を行う左眼瞼動作部510及び右目瞼動作部511が設けられている。また、支持体50の前面の中央上部には、補助支持部材30との結合部となる第1の補助支持部材結合片526及び第2の補助支持部材結合片527が設けられている。 The support 50 has a plurality of moving portions that are adhered to the outer skin 10 and elastically deform a part of the outer skin 10 by performing a displacement operation. That is, around the position corresponding to the eyebrow of the support 50, the right eyebrow peripheral portion operating portion 508 and the left eyebrow peripheral portion operating portion 509 that operate the periphery of the position corresponding to the eyebrow of the exodermis 10 substantially up and down in pairs on the left and right. Is provided. Around the area directly under the left and right eyeballs 512 and 513 of the support 50, a pair of left and right eye movement units 514 and left eye direct movement unit 514 that move the area directly under the eye of the exodermis 10 substantially up and down. Is provided. On the upper part of the cheek of the support 50, a pair of left and right upper cheek moving portions 516 and a left cheek upper moving portion 517 that move the periphery of the upper cheek of the exodermis 10 substantially up and down are provided. A pair of left and right cheek lower parts of the support 50 are provided with a right cheek lower movement portion 518 and a left cheek lower movement portion 519 that move the periphery of the lower cheek of the exodermis 10 substantially up and down. At the center of the upper lip of the support 50, a moving portion 524 at the center of the upper lip is provided so as to move the center of the upper lip of the outer skin 10 substantially up and down. At the center of the lower lip of the support 50, a lower lip central part operating portion 525 that moves the center of the lower lip of the outer skin 10 substantially up and down is provided. Around the upper left and right sides of the upper lip of the support 50, a pair of left and right upper lip upper right moving portions 520 and upper upper left upper left moving portions 521 for operating the upper upper lip upper sides of the outer skin 10 in a substantially horizontal direction are provided. .. Around the lower right side of the lower lip of the support 50, there are a pair of left and right lower right lower lip moving parts 522 and lower left lower lip moving parts 523 that move the lower right side of the lower lip of the outer skin 10 in a substantially horizontal direction. It is provided. The left and right eyelid portions 512 and 513 of the support 50 are provided with a pair of left and right eyelid operating portions 510 and a right eyelid operating portion 511 for opening and closing the eyelids. Further, a first auxiliary support member coupling piece 526 and a second auxiliary support member coupling piece 527 that serve as a coupling portion with the auxiliary support member 30 are provided in the upper center of the front surface of the support body 50.

また、支持体50の額及び顎に相当する部分には、外皮10との結合部となり、ロボット頭部1の前面周囲に沿って半円弧状の形状を有する額部結合部品505及び顎部結合部品506が配置されている。これらの結合部品はともに、後述するように、動作はしないもののその内面側において支持体50と磁力により結合され、その外面側において外皮10と接着される。 Further, the forehead and the chin portion of the support 50 serve as a joint portion with the outer skin 10 and have a semicircular arcuate shape along the front periphery of the robot head 1, and the forehead joint part 505 and the chin joint. The component 506 is arranged. As will be described later, both of these connecting parts are magnetically coupled to the support 50 on the inner surface side thereof and adhered to the outer skin 10 on the outer surface side thereof, although they do not operate.

図3は、顎部結合部品506の分解斜視図である。顎部結合部品506は、支持体50の顎部に設けられた支持体側顎部結合片506bと、その外面を外皮10に接着される外皮側顎部結合片506aとから成る。外皮側顎部結合片506aは、その中央及び左右の所定箇所に、外皮10との接着面側に磁石を有する中央部磁力結合部5061a、左側磁力結合部5063a、及び、右側磁力結合部5062aを備え、一方、支持体側顎部結合片506bは、その中央及び左右の所定箇所に、外皮側顎部結合片506aとの接触面の背面側(支持体側)に磁石を有する中央部磁力結合部5061b、左側磁力結合部5063b、及び、右側磁力結合部5062bとを備え、それらが磁力を介して互いに結合することにより、外皮側顎部結合片506aと支持体側顎部結合片506bとは結合される。なお、中央部磁力結合部5061bは、外皮側顎部結合片506aとの接触面に2つのボスを有しており、このボスが外皮側顎部結合片506aの中央部磁力結合部5061aに設けられた対応する図示しない2つのボス穴と嵌合することにより、位置決めが実現される。 FIG. 3 is an exploded perspective view of the jaw joint part 506. The jaw joint part 506 includes a support side jaw joint piece 506b provided on the jaw of the support 50 and an outer skin side jaw joint piece 506a whose outer surface is adhered to the outer skin 10. The outer skin side jaw coupling piece 506a has a central magnetic coupling portion 5061a, a left magnetic coupling portion 5063a, and a right magnetic coupling portion 5062a having magnets on the bonding surface side with the outer skin 10 at predetermined positions in the center and left and right. On the other hand, the support side jaw joint piece 506b has a magnet at a predetermined position on the center and left and right of the contact surface with the outer skin side jaw joint piece 506a on the back surface side (support side). The left side magnetic coupling portion 5063b and the right side magnetic coupling portion 5062b are provided, and by coupling them to each other via a magnetic force, the outer skin side jaw coupling piece 506a and the support side jaw coupling piece 506b are coupled. .. The central magnetic force coupling portion 5061b has two bosses on the contact surface with the outer skin side jaw coupling piece 506a, and these bosses are provided on the central magnetic force coupling portion 5061a of the outer skin side jaw coupling piece 506a. Positioning is achieved by mating with two corresponding boss holes (not shown).

図4は、額部結合部品505(図2参照)の分解斜視図である。額部結合部品505は、支持体側に設けられ、後述する中央部磁力結合部5051a、左側磁力結合部5053a、及び、右側磁力結合部5052aとから成る支持体側額部結合片505bと、外皮10とその外面を接着される外皮側額部結合片505aとから成る。外皮側額部結合片505aは、その中央及び左右側面の所定箇所に、外皮10との接着面側に磁石を有する中央部磁力結合部5051a、左側磁力結合部5053a、及び、右側磁力結合部5052aを備え、それらが中央部磁力結合部5051a、左側磁力結合部5053a、及び、右側磁力結合部5052aと、それぞれ、磁力を介して結合されることにより、外皮側額部結合片505aと支持体側額部結合片505bとは結合される。なお、中央部磁力結合部5051bは、外皮側額部結合片505aとの接触面に2つのボス穴を有しており、このボス穴が外皮側額部結合片505aの中央部磁力結合部5051aに設けられた対応する図示しない2つのボスと嵌合することにより位置決めが行われる。また、外皮側額部結合片505aの右側磁力結合部5052aと左側磁力結合部5053aは、それぞれ2つのボスを有しており、このボスが、支持体50に設けられた右側磁力結合部5052bと左側磁力結合部5053bに設けられた図示しない2つボス穴と、それぞれ嵌合することにより位置決めが行われる。 FIG. 4 is an exploded perspective view of the forehead joint component 505 (see FIG. 2). The forehead joint component 505 is provided on the support side, and includes a support side forehead joint piece 505b composed of a central magnetic force coupling portion 5051a, a left magnetic force coupling portion 5053a, and a right magnetic force coupling portion 5052a, which will be described later, and an outer skin 10. It is composed of an outer skin side forehead joint piece 505a to which the outer surface is adhered. The outer skin side forehead coupling piece 505a has a central magnetic coupling portion 5051a, a left magnetic coupling portion 5053a, and a right magnetic coupling portion 5052a having magnets on the bonding surface side with the outer skin 10 at predetermined positions on the center and left and right side surfaces thereof. The outer skin side forehead joint piece 505a and the support side forehead are respectively coupled to the central magnetic force coupling portion 5051a, the left side magnetic coupling portion 5053a, and the right side magnetic force coupling portion 5052a via magnetic force. It is coupled to the partial coupling piece 505b. The central magnetic force coupling portion 5051b has two boss holes on the contact surface with the outer skin side forehead coupling piece 505a, and these boss holes are the central magnetic force coupling portions 5051a of the outer skin side forehead coupling piece 505a. Positioning is performed by fitting with two corresponding bosses (not shown) provided in. Further, the right magnetic force coupling portion 5052a and the left magnetic force coupling portion 5053a of the outer skin side forehead coupling piece 505a each have two bosses, and these bosses and the right magnetic force coupling portion 5052b provided on the support 50. Positioning is performed by fitting each of two boss holes (not shown) provided in the left magnetic force coupling portion 5053b.

上述のボスとボス穴を利用した位置決め機構によれば、一旦外皮10を取り外した場合であっても、容易に、元の位置に外皮10を被せることができる。 According to the positioning mechanism using the boss and the boss hole described above, even if the outer skin 10 is once removed, the outer skin 10 can be easily put on the original position.

なお、図2~図4に記載の支持体50は、理解の容易化のため簡略化されており、一部の動作部をワイヤ駆動させるためのワイヤと当該ワイヤをガイドするガイドパイプの記載が省略されている。 The support 50 shown in FIGS. 2 to 4 has been simplified for ease of understanding, and the description of a wire for driving a part of the moving portion by a wire and a guide pipe for guiding the wire are described. It is omitted.

図5は、ワイヤとガイドパイプを明示した支持体50の斜視図である。同図において、支持体50の上唇中央に配置される外皮側上唇中央結合片524aは、V字形状の支持体側上唇中央結合片524bの一端と嵌合して一体となっている(図13参照)。また、V字形状の支持体側上唇中央結合片524bの他端は、所定の締結具を介してワイヤ524cと接続されている(図13参照)。ワイヤ524cは、支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ524dによりその途中を被覆され、図示しないアクチュエータ524eの出力部と接続されている。 FIG. 5 is a perspective view of the support 50 in which the wire and the guide pipe are clearly shown. In the figure, the outer skin side upper lip central coupling piece 524a arranged in the center of the upper lip of the support 50 is fitted and integrated with one end of the V-shaped support side upper lip central coupling piece 524b (see FIG. 13). ). Further, the other end of the V-shaped support-side upper lip central coupling piece 524b is connected to the wire 524c via a predetermined fastener (see FIG. 13). The wire 524c is covered in the middle by a guide pipe 524d fixed to the support 50 and having a predetermined shape holding force, and is connected to an output portion of an actuator 524e (not shown).

また、図5において、外皮側の上唇右上部結合片520a及び上唇左上部結合片521aは、支持体50側の上唇右上部結合片520b(図17参照)及び上唇左上部結合片521b(図17参照)と、それぞれ磁力を介して結合している。上唇右上部結合片520bと上唇左上部結合片521bとは、その一部に設けられた歯車部を介して連動するよう構成されており、上唇左上部結合片521bは端部においてワイヤ521eと接続されている。ワイヤ521eは、その途中を支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ521dに被覆され、支持体50の中央部から側部へと延び、アクチュエータ521fの出力部へと接続されている。 Further, in FIG. 5, the upper lip upper right joint piece 520a and the upper lip upper left joint piece 521a on the outer skin side are the upper lip upper right joint piece 520b (see FIG. 17) and the upper lip upper left joint piece 521b (FIG. 17) on the support 50 side. (See) and each is coupled via a magnetic force. The upper lip upper right joint piece 520b and the upper lip upper left joint piece 521b are configured to be interlocked with each other via a gear portion provided in a part thereof, and the upper lip upper left joint piece 521b is connected to the wire 521e at the end. Has been done. The wire 521e is fixed to the support 50 in the middle thereof and is covered with a guide pipe 521d having a predetermined shape holding force, extends from the central portion to the side portion of the support 50, and is connected to the output portion of the actuator 521f. ing.

さらに、図5において、支持体50の下唇中央に配置される外皮側下唇中央結合片525aは、所定の係止構造を介して支持体50側の支持体側下唇中央結合片525b(図15参照)と一体となっている。支持体側下唇中央結合片525bは、その端部においてワイヤ525eと所定の締結具を介して接続される。ワイヤ525eは、支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ525dにより顎下から側頭部に至る経路を被覆され、アクチュエータ525fの出力部に接続される。 Further, in FIG. 5, the outer skin-side lower lip central coupling piece 525a arranged in the center of the lower lip of the support 50 is the support-side lower lip central coupling piece 525b on the support 50 side via a predetermined locking structure (FIG. 5). 15) is integrated. The support-side lower lip central coupling piece 525b is connected to the wire 525e at its end via a predetermined fastener. The wire 525e is covered with a guide pipe 525d fixed to the support 50 and having a predetermined shape holding force from the submandibular gland to the temporal region, and is connected to the output portion of the actuator 525f.

さらに、図5において、外皮側の下唇右下部結合片522a及び下唇左下部結合片523aは、支持体50側の下唇右下部結合片522b(図18参照)及び下唇左下部結合片523b(図18参照)と、それぞれ磁力を介して結合している。同図においては明示的な図示はないものの、下唇右下部結合片522bと下唇左下部結合片523bとは、上唇の両脇部と同様に、歯車部を介して連動するよう構成されており、下唇左下部結合片522bは端部においてワイヤ522eと接続されている。また、明示的図示はないものの、ワイヤ522eは、その途中を支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ522dに被覆され、支持体50の中央部から右側部へと延び、右側面に設けられた図示しないアクチュエータ522fの出力部へと接続されている。 Further, in FIG. 5, the lower right lower lip joint piece 522a and the lower left lower lip joint piece 523a on the outer skin side are the lower right lower lip joint piece 522b (see FIG. 18) and the lower left lower lip joint piece on the support 50 side. It is coupled to 523b (see FIG. 18) via a magnetic force. Although not explicitly shown in the figure, the lower right lower joint piece 522b and the lower left lower lip joint piece 523b are configured to be interlocked with each other via a gear portion as in the case of both side portions of the upper lip. The lower left lower joint piece 522b of the lower lip is connected to the wire 522e at the end. Further, although not explicitly shown, the wire 522e is fixed to the support 50 in the middle thereof and is covered with a guide pipe 522d having a predetermined shape holding force, and extends from the central portion to the right side portion of the support 50. It is connected to an output unit of an actuator 522f (not shown) provided on the right side surface.

加えて、図5において、外皮側の左頬下部結合片519aは、支持体側の左頬下部結合片519b(図12参照)と磁力を介して結合されている。左頬下部結合片519bは、直方体形状を有する延長部519cと一体形成されており、当該延長部519cは、その中央に断面四角形状のガイド孔を有するガイド片519dへと挿通されている。延長部519cは、その端部においてワイヤ519eと所定の締結具を介して接続され、ワイヤ519eは支持体50へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ519fで被覆されつつ、アクチュエータ519gの出力部と接続されている。図示はないものの、右頬下部も左右対称に同様の構成を有している。 In addition, in FIG. 5, the left buccal lower joint piece 519a on the outer skin side is magnetically bonded to the left buccal lower joint piece 519b (see FIG. 12) on the support side. The left cheek lower joint piece 519b is integrally formed with an extension portion 519c having a rectangular parallelepiped shape, and the extension portion 519c is inserted into a guide piece 519d having a guide hole having a rectangular cross section in the center thereof. The extension portion 519c is connected to the wire 519e at its end via a predetermined fastener, and the wire 519e is fixed to the support 50 and covered with a guide pipe 519f having a predetermined shape holding force, while the actuator 519g is covered with the guide pipe 519f. It is connected to the output section. Although not shown, the lower part of the right cheek has a similar structure symmetrically.

なお、下唇中央結合片525a、下唇右下部結合片522a及び下唇左下部結合片523aは、顎部結合片506bと連動するよう構成されている。そのため、顎部結合片506bがアクチュエータにより作動されて下方へ変位し口が開くと、下唇中央結合片525a、下唇右下部結合片522a及び下唇左下部結合片523aが、共に下方へ移動することとなる。 The lower lip central joint piece 525a, the lower right lower right joint piece 522a, and the lower left lower lip joint piece 523a are configured to interlock with the jaw joint piece 506b. Therefore, when the jaw joint piece 506b is actuated by the actuator and displaced downward to open the mouth, the lower lip center joint piece 525a, the lower lip right lower joint piece 522a, and the lower lip left lower joint piece 523a all move downward. Will be done.

<1.2 外皮の固定方法及び着脱方法>
次に、図6~図8を参照しつつ、支持体50への外皮10の固定方法について説明する。
<1.2 How to fix and attach / detach the outer skin>
Next, a method of fixing the outer skin 10 to the support 50 will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

図6は、外皮10を支持体50へと接着する際の支持体50の接着面に関する説明図である。同図から明らかな通り、外皮10側の各結合片508a~509a、514a~525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aは、支持体側の各結合片508b~509b、514b~525b、及び、支持体側の額部結合片505b及び顎部結合片506bと対応し、これらは初期状態において互いに磁力を介して結合された状態にある。 FIG. 6 is an explanatory view of an adhesive surface of the support 50 when the outer skin 10 is adhered to the support 50. As is clear from the figure, the joint pieces 508a to 509a and 514a to 525a on the outer skin 10 side, and the forehead joint pieces 505a and the jaw joint pieces 506a on the outer skin side are the joint pieces 508b to 509b on the support side. It corresponds to 514b to 525b, and the forehead joint piece 505b and the jaw joint piece 506b on the support side, and these are in a state of being bonded to each other via a magnetic force in the initial state.

この外皮10側の各結合片508a~509a、514a~525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aの外側面、すなわち、外皮10との接触面側(同図中ではハッチング又は斜線にて表示された部分)に対して接着剤を塗布する。このとき用いる接着剤は瞬間的に固化する性質のものではなく、外皮10との位置合わせを行うことを可能にする程度の固化時間を有するものが望ましい。また、接着剤としては公知の種々のものを利用することができるが、例えば、外皮10がシリコン系材料であればシリコン系の接着剤を用いることが好適である。 The outer surface of each of the connecting pieces 508a to 509a and 514a to 525a on the outer skin 10 side, and the forehead joint piece 505a and the jaw joint piece 506a on the outer skin side, that is, the contact surface side with the outer skin 10 (in the figure). Apply adhesive to the hatched or shaded areas). It is desirable that the adhesive used at this time does not have the property of instantly solidifying, but has a solidifying time sufficient to enable alignment with the outer skin 10. Further, various known adhesives can be used, and for example, if the outer skin 10 is a silicon-based material, it is preferable to use a silicon-based adhesive.

その後、外皮側の各結合片508a~509a、514a~525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aの外側面に塗布された接着剤が、未だ生乾き状態となっているうちに、支持体50へと弾性素材から成る外皮10を被せる。このとき、接着剤は、外皮10との位置合わせを行うことを可能にする程度の固化時間を有することから、両者を適当に摺り動かすことで各接着面を外皮10に対して適切な位置、すなわち、頬周辺の接着面は頬周辺の適切な位置に、口元の接着面は口元周辺の適切な位置に、眼の周囲の接着面については目の周囲の適切な位置に等、適切に配置することができる。各接着面を外皮10の適切な位置に配置した後、所定時間放置することで、接着剤が乾燥固化し、各接着面と外皮10との間が固定される。 After that, the adhesives applied to the outer surfaces of the outer skin side bonding pieces 508a to 509a, 514a to 525a, and the outer skin side forehead joint pieces 505a and chin joint pieces 506a are still in a dry state. The support 50 is covered with an outer skin 10 made of an elastic material. At this time, since the adhesive has a solidification time sufficient to enable alignment with the outer skin 10, each adhesive surface can be appropriately positioned with respect to the outer skin 10 by appropriately sliding both of them. That is, the adhesive surface around the cheeks should be placed at an appropriate position around the cheeks, the adhesive surface around the mouth should be placed at an appropriate position around the mouth, and the adhesive surface around the eyes should be placed at an appropriate position around the eyes. can do. After arranging each adhesive surface at an appropriate position on the outer skin 10, the adhesive is dried and solidified by leaving it for a predetermined time, and the space between each adhesive surface and the outer skin 10 is fixed.

このような固定方法によれば、支持体50と外皮10とは着脱自在な結合片対を介して結合しているので、外皮が使用により経年劣化した場合等であっても、一方の結合片を備えた外皮のみを捨てて、新たな外皮へと交換することができる。これにより、外皮の経年劣化等の問題が生じた場合であっても容易に外皮を交換でき、実用に耐え得るロボットを提供することができる。 According to such a fixing method, the support 50 and the outer skin 10 are connected via a detachable pair of connecting pieces, so that even if the outer skin deteriorates over time due to use, one of the connecting pieces is used. Only the outer skin with the above can be discarded and replaced with a new outer skin. This makes it possible to provide a robot that can easily replace the outer skin even when a problem such as aged deterioration of the outer skin occurs and can withstand practical use.

次に、図7及び図8を参照しつつ、上述の工程により支持体50に対して固定された外皮10を一時的に取り外した場合の外皮10及び支持体50の態様について説明する。 Next, with reference to FIGS. 7 and 8, aspects of the outer skin 10 and the support 50 when the outer skin 10 fixed to the support 50 by the above steps are temporarily removed will be described.

図7は、上述の構成により支持体50に対して固定された外皮10を支持体50から取り外した様子について示すロボット頭部1の分解斜視図である。なお、同図においては、支持体50の一部へと着脱可能に結合されるものの外皮10とは接着等されない補助支持部材30が外皮10と支持体50との間に配置されている。同図から明らかな通り、ロボット頭部1を分解すると、外皮10側の各結合片508a~509a、514a~525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aは、支持体50との磁力による結合を解除されて、外皮10の裏面へと付随する。一方、支持体50側の各結合片508b~509b、514b~525b、及び、支持体50側の額部結合片505b及び顎部結合片506bは支持体50側に留まることとなる。 FIG. 7 is an exploded perspective view of the robot head 1 showing a state in which the outer skin 10 fixed to the support 50 by the above configuration is removed from the support 50. In the figure, an auxiliary support member 30 that is detachably connected to a part of the support 50 but is not adhered to the outer skin 10 is arranged between the outer skin 10 and the support 50. As is clear from the figure, when the robot head 1 is disassembled, the joint pieces 508a to 509a and 514a to 525a on the outer skin 10 side, and the forehead joint pieces 505a and the jaw joint pieces 506a on the outer skin side are supports. It is released from the magnetic force with the 50 and is attached to the back surface of the outer skin 10. On the other hand, each of the coupling pieces 508b to 509b and 514b to 525b on the support 50 side, and the forehead joint piece 505b and the jaw joint piece 506b on the support 50 side stay on the support 50 side.

図8は、外皮側の各結合片508a~509a、514a~525a、及び、外皮側の額部結合片505a及び顎部結合片506aが付随した状態の外皮10の裏面についての説明図である。同図から明らかな通り、外皮10の裏面の額部分には外皮側額部結合片505aが、顎部分には外皮側顎部結合片506aが、眉に相当する位置周辺には左右に右側眉周辺部結合片508aと左側眉周辺部結合片509aが、眼の下位置周辺には左右に右眼直下位置結合片514aと左眼直下位置結合片515aが、頬上部周辺には左右に右頬上部結合片516aと左頬上部結合片517aが、頬下部周辺には左右に右頬下部結合片518aと左頬下部結合片519aが、口の周囲には上唇右上部結合片520a、上唇左上部結合片521a、下唇右下部結合片522a、下唇左下部結合片523a、上唇中央部結合片524a、下唇中央部結合片525aが、それぞれ接着固定されている。なお、上述した通り、各結合片同士は互いにボスとボス穴の嵌め合い構造を利用して位置決めを行いつつ磁力を介して結合可能に構成されている。また、同図から明らかな通り、外皮10の眼と口の部分には切り込みが設けられており、それらの周囲の動作部により弾性変形してそれらの切り込みは開閉可能に構成されている。 FIG. 8 is an explanatory view of the back surface of the outer skin 10 in which the outer skin side coupling pieces 508a to 509a, 514a to 525a, and the outer skin side forehead joint piece 505a and the jaw joint piece 506a are attached. As is clear from the figure, the outer skin side forehead joint piece 505a is on the forehead part of the back surface of the outer skin 10, the outer skin side jaw joint piece 506a is on the jaw part, and the right side eyebrows are left and right around the position corresponding to the eyebrows. Peripheral joint piece 508a and left eyebrow peripheral joint piece 509a, left and right right eye direct lower position joint piece 514a and left eye direct lower position joint piece 515a around the lower part of the eye, right cheek left and right around the upper cheek The upper cheek joint piece 516a and the left upper cheek joint piece 517a, the right cheek lower joint piece 518a and the left lower cheek lower joint piece 519a on the left and right around the lower cheek, and the upper lip upper right joint piece 520a and the upper left upper lip around the mouth. The lower lip joint piece 521a, the lower right lower lip joint piece 522a, the lower left lower lip joint piece 523a, the central upper lip joint piece 524a, and the central lower lip joint piece 525a are adhered and fixed, respectively. As described above, the connecting pieces are configured to be able to be connected to each other via a magnetic force while positioning each other by using the fitting structure of the boss and the boss hole. Further, as is clear from the figure, cuts are provided in the eyes and mouth of the outer skin 10, and the cuts are elastically deformed by the moving portions around them so that the cuts can be opened and closed.

このような構成によれば、各結合片対は位置決め構造を介して結合していることから、常に一定の位置に外皮10を被覆させることができ、例えば、メンテナンス等が容易となる。また、結合片同士の間では特にボスとボス穴との嵌め合い構造を採用していることから、外皮10を支持体50へと被覆する際に、結合片対が直接見えなくとも、感覚的かつ容易に適切な位置に外皮10を配置することができる。 According to such a configuration, since each pair of coupling pieces is bonded via a positioning structure, the exodermis 10 can always be covered at a fixed position, and maintenance or the like becomes easy, for example. In addition, since the fitting structure between the boss and the boss hole is adopted between the bonding pieces, it is sensuous even if the bonding piece pair is not directly visible when the outer skin 10 is coated on the support 50. Moreover, the outer skin 10 can be easily arranged at an appropriate position.

<2.各部の動作>
次に、図9~図18を参照しつつ、各部の構成と動作について詳細に説明する。
<2. Operation of each part>
Next, the configuration and operation of each part will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 18.

<2.1 アーム部材を用いた動作>
本実施形態に係るロボット頭部1は種々の態様により動作する。図9は、左頬上部動作部517の駆動方法について説明する図であり、特に、アクチュエータ517cによりアーム部材付駆動片517bを変位動作させる例について示している。
<2.1 Operation using arm members>
The robot head 1 according to the present embodiment operates according to various aspects. FIG. 9 is a diagram illustrating a driving method of the left cheek upper moving portion 517, and in particular, shows an example in which the driving piece 517b with an arm member is displaced by the actuator 517c.

同図から明らかな通り、アクチュエータ(サーボモータ)517cの出力部は、アーム部材付結合片517bの一端と接続されており、アーム部材付結合片517bの他端は外皮側に接着される左頬上部結合片517aとボスを利用した位置決め構造を介して磁力により結合されている。 As is clear from the figure, the output portion of the actuator (servomotor) 517c is connected to one end of the coupling piece 517b with an arm member, and the other end of the coupling piece 517b with an arm member is adhered to the outer skin side on the left cheek. It is magnetically coupled to the upper coupling piece 517a via a positioning structure using a boss.

図10(a)及び図10(b)は、左頬上部結合片517aとアーム部材付結合片517bを2つの異なる角度から観察した場合の分解斜視図である。左頬上部結合片517aは、結合片本体5171aと、結合片本体5171aの一面に設けられた2つの孔部に埋設固定された2つのネオジム磁石5172aと、結合片本体5171aの他方の面に設けられた2つのボス5173aとから構成されている。一方、アーム部材付結合片517bの左頬上部結合片517aとの結合箇所には略長円形状の結合片本体部5171bが設けられ、結合片本体部5171bの左頬上部結合片517aとの結合面側には2つのボス5173aの位置と対応して2つのボス穴5173b、他方の面には前述の2つのネオジム磁石5172aの位置と対応する位置に配置された2つの孔部に埋設された2つのネオジム磁石5172bが固定されている。また、結合片本体部5171bは、鈍角を為して屈曲したアーム部5174bと一体に形成されており、当該アーム部5174bは結合片本体部5171bの他端側において環状をなしてアクチュエータ517cの出力部と結合している。 10 (a) and 10 (b) are exploded perspective views of the left cheek upper joint piece 517a and the joint piece with arm member 517b when observed from two different angles. The left cheek upper coupling piece 517a is provided on the other surface of the coupling piece main body 5171a, the two neodymium magnets 5172a embedded and fixed in the two holes provided on one surface of the coupling piece main body 5171a, and the coupling piece main body 5171a. It is composed of two bosses 5173a. On the other hand, a substantially oval-shaped coupling piece main body 5171b is provided at the joint of the coupling piece 517b with an arm member with the left cheek upper coupling piece 517a, and the coupling piece main body 5171b is coupled to the left cheek upper coupling piece 517a. It was embedded in two boss holes 5173b corresponding to the positions of the two bosses 5173a on the surface side, and in two holes arranged at positions corresponding to the positions of the two neodymium magnets 5172a described above on the other surface. Two neodymium magnets 5172b are fixed. Further, the coupling piece main body portion 5171b is integrally formed with an arm portion 5174b bent at an obtuse angle, and the arm portion 5174b forms an annular shape on the other end side of the coupling piece main body portion 5171b to output the actuator 517c. It is connected to the part.

図11は、左頬上部動作部517bの駆動方法について説明する図である。まず、所定の制御部へと接続されたアクチュエータ517cが駆動されると、アクチュエータ517cの出力部は、図面中央の矢印の通り時計方向へ回転する。アクチュエータ517cの出力部と接続されたアーム部材付結合片517bは、当該出力部の出力軸を中心として時計方向へ回転し、左頬上部結合片517aを時計方向へと回転させ(図面中央左の時計周り方向の矢印)、これにより、外皮10を略上方向へと引き上げることとなる。 FIG. 11 is a diagram illustrating a driving method of the left cheek upper moving portion 517b. First, when the actuator 517c connected to the predetermined control unit is driven, the output unit of the actuator 517c rotates clockwise as shown by the arrow in the center of the drawing. The coupling piece 517b with an arm member connected to the output portion of the actuator 517c rotates clockwise around the output axis of the output portion, and rotates the left upper cheek upper coupling piece 517a clockwise (on the left in the center of the drawing). Clockwise arrow), which causes the outer skin 10 to be pulled up substantially upward.

なお、このとき、アーム長を長くする程、アーム先端部の結合片が描く軌道の曲率半径は大きくなり、結合片の変位動作はより垂直な上下動へと近似することとなる。また、アクチュエータ517cを逆方向へと回転させると、上述の回転とは逆方向の回転処理がなされる。 At this time, as the arm length is lengthened, the radius of curvature of the trajectory drawn by the coupling piece at the tip of the arm becomes larger, and the displacement motion of the coupling piece approximates to a more vertical vertical movement. Further, when the actuator 517c is rotated in the opposite direction, the rotation process in the direction opposite to the above-mentioned rotation is performed.

以上のようにアームを用いた動作方法によれば、実際に変位する箇所と動作源となるアクチュエータとをアームを介して離間させることができるので、多数の変位動作部が集中する箇所(例えば、微妙な表情の表出を求められるような箇所)等が存在する場合であっても、頭部空間内に各部品を無理なく配置することができる。 According to the operation method using the arm as described above, since the actual displacement location and the actuator that is the operation source can be separated via the arm, a location where a large number of displacement operation portions are concentrated (for example,). Even if there is a place where a delicate facial expression is required), each part can be arranged reasonably in the head space.

なお、ここでは左頬上部結合片517aを取り上げて例示を行ったものの、本実施形態においては、右頬上部動作部516、眼の下周辺の動作部514及び515、眉に相当する位置周辺の動作部508及び509についても、同種のアームを用いた動作方法が採用されている。 Although the example is taken here by taking up the left cheek upper connecting piece 517a, in the present embodiment, the right cheek upper moving portion 516, the moving portions 514 and 515 around the lower part of the eye, and the vicinity of the position corresponding to the eyebrows. As for the moving units 508 and 509, an operating method using the same type of arm is adopted.

<2.2 ガイドパイプとワイヤを用いた動作>
次に、図12を参照しつつ、ガイドパイプとワイヤとを用いた左頬下部結合片519aの動作について説明する。
<2.2 Operation using guide pipe and wire>
Next, with reference to FIG. 12, the operation of the left cheek lower joint piece 519a using the guide pipe and the wire will be described.

図12は、支持体50の左側面図であり、左頬下部結合片519aの動作に関する説明図である。 FIG. 12 is a left side view of the support 50, and is an explanatory view regarding the operation of the left cheek lower joint piece 519a.

まず、アクチュエータ519gが作動すると、アクチュエータ519gの出力部が、時計周り方向へと回転する。この回転に伴って、アクチュエータ519gの出力部へと所定の締結具を介して接続されたワイヤ519eが、支持体10へと固定され所定の形状保持力を有するガイドパイプ519f内を摺動する。ワイヤ519eの他端は、所定の締結具を介して延長部519cと接続され、ワイヤ519eがガイド片519dのガイド孔に直交してガイドパイプ519f内を摺動することで、左頬下部結合片519a及び519bが略後方へと変位する。また、この逆に、アクチュエータが半時計周り方向に回転すると、左頬下部結合片519a及び519bは略前方へと変位することとなる。 First, when the actuator 519g is activated, the output unit of the actuator 519g rotates in the clockwise direction. Along with this rotation, the wire 519e connected to the output portion of the actuator 519g via a predetermined fastener slides in the guide pipe 519f which is fixed to the support 10 and has a predetermined shape holding force. The other end of the wire 519e is connected to the extension portion 519c via a predetermined fastener, and the wire 519e slides in the guide pipe 519f orthogonal to the guide hole of the guide piece 519d to form a left cheek lower joint piece. 519a and 519b are displaced substantially rearward. On the contrary, when the actuator rotates in the counterclockwise direction, the left cheek lower joint pieces 519a and 519b are displaced substantially forward.

以上のようにワイヤを用いた動作方法によれば、実際に変位する箇所と動作源となるアクチュエータとをワイヤを介して離間することができるので、多数の変位動作部が集中する箇所(例えば、微妙な表情の表出を求められるような箇所)等が存在する場合であっても、頭部空間内に各部品を無理なく配置することができる。 According to the operation method using wires as described above, since the actual displacement location and the actuator that is the operation source can be separated via the wire, a location where a large number of displacement operation portions are concentrated (for example,). Even if there is a place where a delicate facial expression is required), each part can be arranged reasonably in the head space.

また、ワイヤは所定の形状保持力を有するガイドパイプにより、その経路をガイドされているので、例えば、アクチュエータによりワイヤを引き込む又は送り出す場合であっても、変位動作部とアクチュエータとの間を結ぶ経路は常に一定となるので、アクチュエータによるワイヤの引き込み量又は送り出し量を直接的に変位動作量へと変換することができる。 Further, since the wire is guided along the path by a guide pipe having a predetermined shape holding force, for example, even when the wire is pulled in or sent out by the actuator, the path connecting the displacement operating portion and the actuator. Is always constant, so that the amount of wire drawn or sent out by the actuator can be directly converted into the amount of displacement motion.

なお、同図からは必ずしも明らかでないものの、右頬下部結合片518aについても、左右対称に同様の構成が採用されている。また、本実施形態においては、ワイヤとガイドパイプを用いた駆動方法は、口周辺の各動作部、すなわち、上唇右上部動作部520、上唇左上部動作部521、下唇右下部動作部522、下唇左下部動作部523、上唇中央部動作部524、下唇中央部動作部525でも採用されている。 Although it is not always clear from the figure, the same configuration is symmetrically adopted for the right cheek lower joint piece 518a. Further, in the present embodiment, the driving method using the wire and the guide pipe is performed on each of the moving parts around the mouth, that is, the upper right upper right part moving part 520, the upper upper left upper part moving part 521, and the lower right lower right moving part 522. It is also used in the lower left lower operating portion 523, the central upper lip operating portion 524, and the central lower lip operating portion 525.

<2.2 上唇中央の動作>
次に、図13~図14を参照しつつ、上唇中央部動作部524の動作について説明する。上唇中央部動作部524の構造も基本的にはガイドパイプとワイヤとを用いた駆動であるが、特に、支持体50側の上唇中央結合片524bの形状及び動作において特徴がある。
<2.2 Movement of the center of the upper lip>
Next, the operation of the upper lip central portion moving portion 524 will be described with reference to FIGS. 13 to 14. The structure of the upper lip central portion moving portion 524 is also basically driven by using a guide pipe and a wire, but is particularly characterized in the shape and operation of the upper lip central connecting piece 524b on the support 50 side.

図13は、上唇中央部動作部524の分解斜視図である。外皮10側の上唇中央結合片524aは、一面に後述する係合部5241bとの係合部を備え他方の面にネオジム磁石5242aを埋設するための埋設孔を有し先端に外皮10との接着面5243aを有する略鍵型形状の結合片本体5241aと、結合片本体5241aの埋設孔へと埋設されて固定されるネオジム磁石5242aとから構成されている。一方、支持体50側の上唇中央結合片524bは、上述の係合部と嵌め合いにより係合する係合部5241bと、嵌め合い面の背面側に埋設固定されるネオジム磁石5242bと、V字形状を有し中央構造部材501の一端においてそのV字の頂点を水平に軸止されV字の一端の先端をワイヤ524cと、他方の先端を係合部5241bと接続したV字動力伝達部5243bとを有している。 FIG. 13 is an exploded perspective view of the upper lip central moving portion 524. The upper lip center coupling piece 524a on the outer skin 10 side has an engagement portion with an engagement portion 5241b described later on one surface, and has an embedding hole for embedding a neodymium magnet 5242a on the other surface, and is adhered to the outer skin 10 at the tip. It is composed of a substantially key-shaped coupling piece main body 5241a having a surface 5243a and a neodymium magnet 5242a embedded and fixed in an embedding hole of the coupling piece main body 5241a. On the other hand, the upper lip center coupling piece 524b on the support 50 side has an engaging portion 5241b that engages with the above-mentioned engaging portion by fitting, a neodymium magnet 5242b embedded and fixed on the back side of the fitting surface, and a V-shape. A V-shaped power transmission unit 5243b having a shape and having a V-shaped apex horizontally fixed at one end of the central structural member 501 and connecting the tip of one end of the V-shape to the wire 524c and the other end to the engaging portion 5241b. And have.

図14は、上唇中央動作部524の動作について説明する図である。図示しないアクチュエータ524eによりワイヤ524cが図面上方向に引き込まれると、V字動力伝達部5243bは、V字の頂点を中心に回転し、その一端に延在する係合部5241bとそれと係合した上唇中央結合片524aを図中の矢印の通り時計周り方向に回転させる。このように回転することで、末端の外皮10との接着面5243aが回転し、すなわち、外皮10を備えたロボット頭部1の上唇中央部は上方向に引き上げられるに連れて前方へと突き出るような変位を行うこととなる。 FIG. 14 is a diagram illustrating the operation of the upper lip central operation portion 524. When the wire 524c is pulled in the upward direction of the drawing by an actuator 524e (not shown), the V-shaped power transmission unit 5243b rotates about the apex of the V-shape, and the engaging portion 5241b extending to one end thereof and the upper lip engaged with the engaging portion 5241b. The central coupling piece 524a is rotated clockwise as shown by the arrow in the figure. By rotating in this way, the adhesive surface 5243a with the outer skin 10 at the end rotates, that is, the central part of the upper lip of the robot head 1 provided with the outer skin 10 protrudes forward as it is pulled upward. Will be displaced.

このような構成によれば、口を前方へと突き出す、或いは窄めるような動作を写実的又は自然に表現することができる。これは、特に、例えば、「う」や「お」などを発音する際の表情などを再現しようとした場合に顕著である。 With such a configuration, it is possible to realistically or naturally express an action in which the mouth is projected forward or narrowed. This is particularly remarkable when trying to reproduce a facial expression when pronouncing "u" or "o", for example.

また、このように比較的に変位量が大きい口元の中央部分については、磁力のみではなく嵌め合いによる係合を採用することで、より確実に駆動側からの変位動作を伝達することができる。 Further, for the central portion of the mouth having a relatively large displacement amount, the displacement operation from the drive side can be transmitted more reliably by adopting the engagement by fitting as well as the magnetic force.

<2.3 下唇中央の動作>
次に、図15及び図16を参照しつつ、下唇中央部動作部525の構成及び動作について説明する。
<2.3 Movement of the center of the lower lip>
Next, the configuration and operation of the lower lip central portion moving portion 525 will be described with reference to FIGS. 15 and 16.

図15は、下唇中央部動作部525の組立状態及び分解状態の斜視図である。外皮10側の下唇中央結合片525aは、接着面5251aと、接着面5251aの裏面から延び後述の係合部525bへと嵌め合いにより係合する係合部5252aとから構成されている。一方、支持体側の下唇中央結合片525bは、アクチュエータ525fにより駆動され上方に向けて延在するワイヤ525eの末端に所定の締結具を用いて接続された係合部525bを有している。なお、ワイヤ525eの略垂直方向の上下動を保証するため、ワイヤ525eは下唇中央部の直下にてガイド部525cが設けられている。また、ワイヤ525eは図示しないガイドパイプ525dによりその途中を被覆されている。 FIG. 15 is a perspective view of the lower lip central part moving portion 525 in an assembled state and an disassembled state. The lower lip central coupling piece 525a on the outer skin 10 side is composed of an adhesive surface 5251a and an engagement portion 5252a that extends from the back surface of the adhesive surface 5251a and engages with the engagement portion 525b described later by fitting. On the other hand, the lower lip central coupling piece 525b on the support side has an engaging portion 525b connected to the end of the wire 525e driven by the actuator 525f and extending upward by using a predetermined fastener. In order to guarantee the vertical movement of the wire 525e in a substantially vertical direction, the wire 525e is provided with a guide portion 525c directly below the central portion of the lower lip. Further, the wire 525e is covered in the middle by a guide pipe 525d (not shown).

図16は、下唇中央部動作部525の動作について説明する図である。アクチュエータ525f(図5参照)の出力部へと接続されたワイヤ525eがガイドパイプ525d内を摺動すると、下唇中央結合片525a、525bが図中の矢印の通り上下動する。これにより、外皮10の下唇中央部は略上下に変位することとなる。 FIG. 16 is a diagram illustrating the operation of the lower lip central portion moving portion 525. When the wire 525e connected to the output portion of the actuator 525f (see FIG. 5) slides in the guide pipe 525d, the lower lip central coupling pieces 525a and 525b move up and down as shown by the arrows in the figure. As a result, the central portion of the lower lip of the outer skin 10 is displaced substantially up and down.

このように比較的に変位量が大きい口元の中央部分については、磁力ではなく嵌め合いによる係合を採用することで、より確実に駆動側からの変位動作を伝達することができる。 For the central portion of the mouth where the displacement amount is relatively large as described above, the displacement operation from the drive side can be transmitted more reliably by adopting the engagement by fitting instead of magnetic force.

<2.4 上唇の両脇の動作>
次に、図17を参照しつつ、上唇右上部動作部520と上唇左上部動作部521の構成と動作について説明する。
<2.4 Movements on both sides of the upper lip>
Next, with reference to FIG. 17, the configuration and operation of the upper upper lip upper right part moving part 520 and the upper lip upper left part moving part 521 will be described.

同図から明らかな通り、上唇右上部結合片520aは、一の面に外皮10との接着面、他方の面に2つのボス5203aを有し内部にネオジム磁石5202aを内包する空間を有する結合片本体5201aと、ネオジム磁石5202aとを有している。また、上唇右上部結合片520bは、上唇右上部結合片520aとの結合面に2つのボス穴を有し内部にネオジム磁石5203bを内包するための空間を有する結合片本体5202bと、結合片本体5202bの背面に連結されたアーム部5204bと、アーム部5204bに連結され円周上の一部が歯車形状を有する歯車部5205bとを有している。 As is clear from the figure, the upper lip upper right joint piece 520a has an adhesive surface with the exodermis 10 on one surface and two bosses 5203a on the other surface, and has a space containing a neodymium magnet 5202a inside. It has a main body 5201a and a neodymium magnet 5202a. Further, the upper right upper right joint piece 520b has two boss holes on the joint surface with the upper right upper right joint piece 520a and has a space for containing the neodymium magnet 5203b inside, and the joint piece main body 5202b and the joint piece main body. It has an arm portion 5204b connected to the back surface of the 5202b and a gear portion 5205b connected to the arm portion 5204b and partially having a gear shape on the circumference.

一方、上唇左上部結合片521aは、一の面に外皮10との接着面、他方の面に2つのボス5213aを有し内部にネオジム磁石5212aを内包する空間を有する結合片本体5211aと、ネオジム磁石5212aとを有している。また、上唇左上部結合片521bは、上唇左上部結合片521aとの結合面に2つのボス穴5211bを有し内部にネオジム磁石5213bを内包するための空間を有する結合片本体5212bと、結合片本体5212bの背面に連結されたアーム部5214bと、アーム部5214bに連結され円周上の一部が歯車形状を有する歯車部5215bとを有している。 On the other hand, the upper left upper left joint piece 521a has a bonding piece main body 5211a having a surface adhering to the outer skin 10 on one surface and two bosses 5213a on the other surface and having a space containing a neodymium magnet 5212a inside, and neodymium. It has a magnet 5212a. Further, the upper lip upper left joint piece 521b has two boss holes 5211b on the joint surface with the upper lip upper left joint piece 521a and has a space for containing the neodymium magnet 5213b inside, and the joint piece main body 5212b. It has an arm portion 5214b connected to the back surface of the main body 5212b, and a gear portion 5215b connected to the arm portion 5214b and partially having a gear shape on the circumference.

なお、上唇右上部結合片520bの歯車部5205bと上唇左上部結合片521bの歯車部5215bとは適切に歯車同士が噛み合うように(例えば、歯車のピッチ円が接するように)その中心を離間して配置されている。また、上唇左上部結合片521bの歯車部5215bの一部はワイヤ521eと接続されている。 The center of the gear portion 5205b of the upper lip upper right joint piece 520b and the gear portion 5215b of the upper lip upper left joint piece 521b are separated from each other so that the gears properly mesh with each other (for example, the pitch circles of the gears are in contact with each other). Are arranged. Further, a part of the gear portion 5215b of the upper lip upper left portion coupling piece 521b is connected to the wire 521e.

また、上述のボス5203a及びボス5213aと、ボス穴5201b及び5211bの嵌め合い深さは、他の動作部(左側眉周辺部動作部509、右側眉周辺部動作部508、左眼直下位置動作部515、右眼直下位置動作部514、左頬上部動作部517、右頬上部動作部516、左頬下部動作部519、右頬下部動作部518)におけるボスとボス穴の嵌め合い深さよりも深いよう構成されている。 Further, the fitting depth of the above-mentioned boss 5203a and boss 5213a and the boss holes 5201b and 5211b is the other moving parts (left eyebrow peripheral part moving part 509, right eyebrow peripheral part moving part 508, left eye direct lower position moving part). Deeper than the fitting depth of the boss and the boss hole in 515, the right cheek upper movement part 514, the left cheek upper movement part 517, the right cheek upper movement part 516, the left cheek lower movement part 519, and the right cheek lower movement part 518). It is configured as.

このような構成によれば、変位量が比較的に大きい口周辺の動作部と外皮とを結合している結合片対が、動作部の変位量の大きさに耐えられず外れてしまうことを防止することができる。 According to such a configuration, the pair of couplings that connect the moving part around the mouth and the exodermis, which have a relatively large displacement amount, cannot withstand the large displacement amount of the moving part and come off. Can be prevented.

次に動作について説明する。アクチュエータ521f(図5参照)が作動すると、ワイヤ521eが引き込まれ或いは繰り出される。このワイヤ521eがガイドパイプ521f内を摺動すると同時に歯車部5215bが回転する。上唇右上部結合片520bと上唇左上部結合片521bとは歯車部を介して連動するよう構成されているため、上唇右上部結合片520aと上唇左上部結合片521aとは、互いに離れる方向又は互いに近づく方向に略水平方向に変位する。 Next, the operation will be described. When the actuator 521f (see FIG. 5) is activated, the wire 521e is pulled in or unwound. The wire 521e slides in the guide pipe 521f, and at the same time, the gear portion 5215b rotates. Since the upper lip upper right joint piece 520b and the upper lip upper left joint piece 521b are configured to interlock with each other via the gear portion, the upper lip upper right joint piece 520a and the upper lip upper left joint piece 521a are separated from each other or each other. Displaces approximately horizontally in the approaching direction.

上述の通り、上唇右上部結合片520aと上唇左上部結合片521aとは連動する構成となっているので、口の動きは通常左右対称であるから、口の動きを効率的かつ十分に表出することができる。 As described above, since the upper lip upper right joint piece 520a and the upper lip upper left joint piece 521a are interlocked with each other, the movement of the mouth is usually symmetrical, so that the movement of the mouth is efficiently and sufficiently expressed. can do.

<2.5 下唇の両脇の動作>
次に、図18を参照しつつ、下唇右下部動作部522と下唇左下部動作部523の構成と動作について説明する。
<2.5 Movement of both sides of the lower lip>
Next, with reference to FIG. 18, the configuration and operation of the lower right lower right operating portion 522 and the lower left lower lip operating portion 523 will be described.

同図から明らかな通り、下唇右下部結合片522aは、一の面に外皮10との接着面、他方の面に2つのボス5223aを有し内部にネオジム磁石5222aを内包する空間を有する結合片本体5221aと、ネオジム磁石5222aとを有している。また、下唇右下部結合片522bは、下唇右下部結合片522aとの結合面に2つのボス穴5221bを有し内部にネオジム磁石5223bを内包するための空間を有する結合片本体5222bと、結合片本体5222bの背面に連結されたアーム部5224bと、アーム部5224bに連結され円周上の一部が歯車形状を有する歯車部5225bとを有している。 As is clear from the figure, the lower right lower joint piece 522a of the lower lip has an adhesive surface with the outer skin 10 on one surface and two bosses 5223a on the other surface, and has a space containing a neodymium magnet 5222a inside. It has one main body 5221a and a neodymium magnet 5222a. Further, the lower right lower lip coupling piece 522b has two boss holes 5221b on the bonding surface with the lower right lower lip coupling piece 522a and has a space for containing the neodymium magnet 5223b inside, and the coupling piece main body 5222b. It has an arm portion 5224b connected to the back surface of the coupling piece main body 5222b and a gear portion 5225b connected to the arm portion 5224b and partially having a gear shape on the circumference.

一方、下唇左下部結合片523aは、一の面に外皮10との接着面、他方の面に2つのボス5233aを有し内部にネオジム磁石5232aを内包する空間を有する結合片本体5231aと、ネオジム磁石5232aとを有している。また、下唇左下部結合片523bは、上唇左上部結合片523aとの結合面に2つのボス穴5231bを有し内部にネオジム磁石5233bを内包するための空間を有する結合片本体5232bと、結合片本体5232bの背面に連結されたアーム部5234bと、アーム部5234bに連結され円周上の一部が歯車形状を有する歯車部5235bとを有している。 On the other hand, the lower left lower joint piece 523a of the lower lip has a bonding piece main body 5231a having an adhesive surface with the outer skin 10 on one surface and two bosses 5233a on the other surface and having a space containing a neodymium magnet 5232a inside. It has a neodymium magnet 5232a. Further, the lower left lower coupling piece 523b is coupled to the main body 5232b of the coupling piece having two boss holes 5231b on the coupling surface with the upper left coupling piece 523a of the upper lip and having a space for containing the neodymium magnet 5233b inside. It has an arm portion 5234b connected to the back surface of one main body 5232b and a gear portion 5235b connected to the arm portion 5234b and partially having a gear shape on the circumference.

なお、下唇右下部結合片522bの歯車部5225bと下唇左下部結合片523bの歯車部5235bとは適切に歯車同士が噛み合うように(例えば、歯車のピッチ円が接するように)その中心を離間して配置されている。また、下唇左下部結合片522bの歯車部5225bの一部はワイヤ522eと接続されている。 The center of the gear portion 5225b of the lower right lower coupling piece 522b of the lower lip and the gear portion 5235b of the lower left coupling piece 523b of the lower lip so that the gears properly mesh with each other (for example, the pitch circles of the gears are in contact with each other). They are placed apart. Further, a part of the gear portion 5225b of the lower left lower joint piece 522b of the lower lip is connected to the wire 522e.

次に動作について説明する。アクチュエータ522fが作動すると、ワイヤ522eが引き込まれ或いは繰り出される。このワイヤ522eがガイドパイプ522f内を摺動すると同時に歯車部5225bが回転する。下唇右下部結合片522bと下唇左下部結合片522bとは歯車部を介して連動するよう構成されているため、下唇右下部結合片522aと下唇左下部結合片523aとは、互いに離れる方向又は互いに近づく方向に略水平方向に変位する。 Next, the operation will be described. When the actuator 522f is activated, the wire 522e is pulled in or unwound. The wire 522e slides in the guide pipe 522f, and at the same time, the gear portion 5225b rotates. Since the lower right lower lip joint piece 522b and the lower left lower lip joint piece 522b are configured to interlock with each other via the gear portion, the lower right lower lip joint piece 522a and the lower left lower lip joint piece 523a are mutually connected. Displaces approximately horizontally in the direction away from each other or toward each other.

上述の通り、下唇右下部結合片522aと下唇左下部結合片523aとは連動する構成となっているので、口の動きは通常左右対称であるから、口の動きを効率的かつ十分に表出することができる。 As described above, since the lower right lower lip joint piece 522a and the lower left lower lip joint piece 523a are interlocked with each other, the movement of the mouth is usually symmetrical, so that the movement of the mouth is efficient and sufficient. Can be expressed.

また、唇の周囲は、外皮10の裏面から、上唇右上部動作部520、上唇中央部動作部524、上唇左上部動作部521、下唇右下部動作部522、下唇中央部動作部525、下唇左下部動作部523の6点により支持されている。そのため、適切な制御により、中央部は略垂直方向、両脇部は略水平左右方向に弾性変形し、又、それらの弾性変形が組み合わされるので、人間のような写実的な口の動きを再現させることができる。 Further, around the lips, from the back surface of the outer skin 10, the upper lip upper right part movement part 520, the upper lip center part movement part 524, the upper lip upper left part movement part 521, the lower lip right lower part movement part 522, the lower lip center part movement part 525, It is supported by 6 points of the lower left lower movement part 523 of the lower lip. Therefore, with appropriate control, the central part is elastically deformed in the substantially vertical direction and both sides are elastically deformed in the horizontal and horizontal directions, and these elastic deformations are combined to reproduce the realistic movement of the mouth like a human being. Can be made to.

さらに、上述の唇周辺の6点の動作に合わせて、右頬下部動作部518、左頬下部動作部519の頬に沿った前後方向の動作を合わせることで、口元だけでなく頬の動きまで含めた写実的な口の動きを再現することができる。 Furthermore, by matching the movements of the right cheek lower movement part 518 and the left cheek lower movement part 519 in the anteroposterior direction along the cheeks in accordance with the above-mentioned movements of the six points around the lips, not only the movement of the mouth but also the movement of the cheeks. It is possible to reproduce the realistic movement of the mouth including it.

<3.動作例>
次に、図19を参照しつつ、口周辺の各動作部を協調させて動作させた場合の口の動作例について説明する。
<3. Operation example>
Next, with reference to FIG. 19, an example of the operation of the mouth when each operating unit around the mouth is operated in coordination will be described.

図19(a)は、日本語の母音の「あ」を発声する際の口の形、すなわち、口を上下に開く口の形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「あ」を発声する際、顎部結合部品506が下方に変位する。そのため、下唇右下部動作部522と、下唇左下部動作部523と、下唇中央部動作部525が全体として顎部結合部品506と共に下方に変位する。 FIG. 19A shows the movement of each moving part when reproducing the shape of the mouth when uttering the Japanese vowel “A”, that is, the shape of the mouth that opens the mouth up and down, using arrows. It is shown. When uttering "A", the jaw joint part 506 is displaced downward. Therefore, the lower right lower right operating portion 522, the lower left lower lip operating portion 523, and the central lower lip operating portion 525 are displaced downward together with the jaw connecting part 506 as a whole.

図19(b)は、日本語の母音の「い」を発声する際の口の形、すなわち、口を左右に引き付ける口の形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「い」を発声する際、右頬下部動作部518、上唇右上部動作部520、下唇右下部動作部522は所定量だけ右方向(外側方向)へ、左頬下部動作部519、上唇左上部動作部521、下唇左下部動作部523は所定量だけ左方向(外側方向)へ変位する。 FIG. 19B shows the movement of each moving part when reproducing the shape of the mouth when uttering the Japanese vowel “i”, that is, the shape of the mouth that attracts the mouth to the left and right, using arrows. It is shown. When uttering "i", the lower right cheek movement part 518, the upper right upper lip movement part 520, and the lower right lower right movement part 522 are directed to the right (outer direction) by a predetermined amount, the left lower cheek lower movement part 519, and the upper left upper lip. The part movement part 521 and the lower left lower left movement part 523 of the lower lip are displaced to the left (outward direction) by a predetermined amount.

図19(c)は、日本語の母音の「う」を発声する際の口の形、すなわち、口を突き出す或いは窄めた形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「う」を発声する際、上唇右上部動作部520、下唇右下部動作部522は所定量だけ左方向(内側方向)へ、上唇左上部動作部521、下唇左下部動作部523は所定量だけ右方向(内側方向)へ、上唇中央部動作部524及び下唇中央部動作部525は上方へ所定量だけ変位する。 FIG. 19 (c) uses arrows to describe the shape of the mouth when uttering the Japanese vowel “U”, that is, how each moving part moves when reproducing the shape of the mouth protruding or narrowed. It is shown. When uttering "U", the upper right upper right movement part 520 and the lower right lower right movement part 522 move to the left (inward direction) by a predetermined amount, and the upper left upper left movement part 521 and the lower left lower left movement part 523 are located. The upper lip central part moving part 524 and the lower lip central part moving part 525 are displaced upward by a predetermined amount only by a fixed amount to the right (inward direction).

図19(d)は、日本語の母音の「え」を発声する際の口の形、すなわち、口を上下に開くと共に軽く頬を左右に引き付ける口の形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「え」を発声する際、顎部結合部品506は下方に、右頬下部動作部518は所定量だけ右方向(外側方向)へ、左頬下部動作部519は所定量だけ左方向(外側方向)へ変位する。 FIG. 19 (d) shows the shape of the mouth when uttering the Japanese vowel "e", that is, the shape of the mouth when the mouth is opened up and down and the cheeks are lightly pulled to the left and right. The way of movement is shown by using arrows. When uttering "e", the jaw joint part 506 is downward, the right cheek lower movement part 518 is to the right (outward direction) by a predetermined amount, and the left cheek lower movement part 519 is to the left (outward direction) by a predetermined amount. ).

図19(e)は、日本語の母音の「お」を発声する際の口の形、すなわち、口を窄めつつ上下へ開いた形を再現する際の各動作部の動き方について矢印を用いて示したものである。「お」を発声する際、上唇右上部動作部520、下唇右下部動作部522は所定量だけ左方向(内側方向)へ、上唇左上部動作部521、下唇左下部動作部523は所定量だけ右方向(内側方向)へ、上唇中央部動作部524は所定量だけ上方へ、下唇中央部動作部525は所定量だけ下方へ変位する。 FIG. 19 (e) shows an arrow indicating the shape of the mouth when uttering the Japanese vowel "O", that is, the movement of each moving part when reproducing the shape of the mouth being narrowed and open up and down. It is shown using. When uttering "O", the upper right upper right movement part 520 and the lower right lower right movement part 522 move to the left (inward direction) by a predetermined amount, and the upper left upper left movement part 521 and the lower left lower left movement part 523 are located. The upper lip central moving portion 524 is displaced upward by a predetermined amount, and the lower lip central moving portion 525 is displaced downward by a predetermined amount by a fixed amount to the right (inward direction).

以上のように、適切な制御により、中央部は略垂直方向、両脇部は略水平左右方向に弾性変形し、又、それらの弾性変形が組み合わされるので、人間のような写実的な口の動きを再現させることができる。さらに、上述の唇周辺の6点の動作に合わせて、右頬下部動作部518、左頬下部動作部519の頬に沿った前後方向の動作を合わせることで、口元だけでなく頬の動きまで含めた写実的な口の動きを再現することができる。 As described above, with appropriate control, the central part is elastically deformed in the substantially vertical direction and both sides are elastically deformed in the substantially horizontal and horizontal directions, and these elastic deformations are combined, so that the mouth is realistic like a human being. The movement can be reproduced. Furthermore, by matching the movements of the right cheek lower movement part 518 and the left cheek lower movement part 519 in the anteroposterior direction along the cheeks in accordance with the above-mentioned movements of the six points around the lips, not only the movement of the mouth but also the movement of the cheeks. It is possible to reproduce the realistic movement of the mouth including it.

<4.変形例>
本発明は、上述の実施形態に限定されない。従って、種々の変形が可能である。
<4. Modification example>
The present invention is not limited to the above-described embodiment. Therefore, various modifications are possible.

上述の実施形態では、下唇右下部動作部520と下唇左下部動作部521とは、歯車同士の噛み合いを介して連動するよう構成されている。しかしながら、本発明はこのような構成に限定されない。従って、例えば、図20に示すように、左右独立に動作するよう構成してもよい。図20は、変形例に係る支持体50の左側面図である。同図から明らかな通り、磁力を介して結合された下唇左下部結合片530a、530bから延びるワイヤ530gは、第1のガイドパイプ支持片530cと第2のガイドパイプ支持片530fの間を結ぶガイドパイプ530dへと挿通され、その末端は所定の締結具を介してアクチュエータ530hの出力部へと接続されている。なお、同図中の拡大図からも明らかな通り、ガイドパイプ530dの両端は、第1のガイドパイプ支持片530c内部の所定の面、及び第2のガイドパイプ支持片530f内部の所定の面と当接し、固定されている。すなわち、このような構成によれば、アクチュエータ530hを作動させ、ワイヤを送り出し又は引き込むことで、下唇左下部結合片530a、530bを略水平左右方向に変位させることができる。このような構成を左右に配置することで、下唇右下部動作部520と下唇左下部動作部521とを独立に動作させることが可能となる。なお、これは上唇の両脇部でも同様である。 In the above-described embodiment, the lower right lower lip operating portion 520 and the lower left lower lip operating portion 521 are configured to interlock with each other via meshing of gears. However, the present invention is not limited to such a configuration. Therefore, for example, as shown in FIG. 20, it may be configured to operate independently on the left and right sides. FIG. 20 is a left side view of the support 50 according to the modified example. As is clear from the figure, the wire 530 g extending from the lower left lower lip connecting piece 530a and 530b connected via a magnetic force connects between the first guide pipe support piece 530c and the second guide pipe support piece 530f. It is inserted into the guide pipe 530d, and its end is connected to the output portion of the actuator 530h via a predetermined fastener. As is clear from the enlarged view in the figure, both ends of the guide pipe 530d are a predetermined surface inside the first guide pipe support piece 530c and a predetermined surface inside the second guide pipe support piece 530f. It is in contact and fixed. That is, according to such a configuration, by operating the actuator 530h and sending out or pulling in the wire, the lower left lower joint pieces 530a and 530b of the lower lip can be displaced in the substantially horizontal left-right direction. By arranging such a configuration on the left and right, it is possible to operate the lower right lower right operating portion 520 and the lower left lower lip operating portion 521 independently. This also applies to both sides of the upper lip.

また、上述の実施形態では、各結合片に設けられた磁石の磁力を介して各結合片同士を結合させる構成とした。しかしながら、磁力による結合を行うにあたっては、必ずしも両結合片に磁石を設ける必要はない。従って、例えば、結合片の一方に磁石を設け、他方を所定の金属等から成る磁性体として磁力による結合を実現してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the coupling pieces are coupled to each other via the magnetic force of the magnet provided on each coupling piece. However, it is not always necessary to provide magnets on both coupling pieces in order to perform coupling by magnetic force. Therefore, for example, a magnet may be provided on one of the bonding pieces, and the other may be a magnetic material made of a predetermined metal or the like to realize the bonding by magnetic force.

さらに、上述の実施形態においては、磁石としてネオジム磁石を採用した。ネオジム磁石は、その強い結合力の観点から採用されたものではあるが、本発明は必ずしもこのような構成に限定されない。従って、例えば、他の希土類磁石であるサマリウムコバルト磁石、ブラセオジム磁石、サマリウム鉄窒素磁石等を採用することも可能である。 Further, in the above-described embodiment, a neodymium magnet is adopted as the magnet. Although the neodymium magnet is adopted from the viewpoint of its strong coupling force, the present invention is not necessarily limited to such a configuration. Therefore, for example, other rare earth magnets such as a samarium-cobalt magnet, a brasseodium magnet, and a samarium iron-nitrogen magnet can be adopted.

本発明は、ロボット、特に、所定の支持体へと弾性素材の外皮を被せて成るロボットを製造等する産業等にて利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in an industry such as manufacturing a robot, particularly a robot in which a predetermined support is covered with an outer skin made of an elastic material.

1 ロボット頭部
10 外皮
50 支持体
501 中央構造部材
502 台部
503 左側構造部材
504 右側構造部材
505 額部結合部品
506 顎部結合部品
508 右側眉周辺部動作部
509 左側眉周辺部動作部
510 左眼瞼動作部
511 右目瞼動作部
512 右眼球部
513 左眼球部
514 右眼直下位置動作部
515 左眼直下位置動作部
516 右頬上部動作部
517 左頬上部動作部
518 右頬下部動作部
519 左頬下部動作部
520 上唇右上部動作部
521 上唇左上部動作部
522 下唇右下部動作部
523 下唇左下部動作部
524 上唇中央部動作部
525 下唇中央部動作部
530 下唇左下部動作部(変形例)
1 Robot head 10 Outer skin 50 Support 501 Central structural member 502 Base 503 Left structural member 504 Right structural member 505 Forehead joint part 506 Jaw joint part 508 Right eyebrow peripheral movement part 509 Left eyebrow peripheral movement part 510 Left Eyebrow movement part 511 Right eyebrow movement part 512 Right eyeball part 513 Left eyeball part 514 Right eye direct position movement part 515 Left eye direct position movement part 516 Right cheek upper movement part 517 Left cheek upper movement part 518 Right cheek lower movement part 519 Left Lower cheek movement part 520 Upper right upper part movement part 521 Upper left upper part movement part 522 Lower right lower part movement part 523 Lower left lower part movement part 524 Upper lip center part movement part 525 Lower lip center part movement part 530 Lower lip left lower part movement part (Variation example)

Claims (9)

支持体と、
弾性素材から成り前記支持体を被覆する外皮と、
前記支持体に設けられ、前記外皮へと沿うように所定の変位動作を行う動作部と、
前記外皮と前記動作部との間に設けられて両者を結合し、前記所定の変位動作を前記外皮へと伝達して前記外皮の一部又は全体を弾性変形させる着脱自在な結合片対と、を備え、
前記結合片対は、磁力により結合されている、ロボット。
With the support,
The exodermis, which is made of an elastic material and covers the support,
An operating unit provided on the support and performing a predetermined displacement operation along the outer skin,
A detachable pair of coupling pieces provided between the exodermis and the moving portion to bond the two and transmit the predetermined displacement motion to the exodermis to elastically deform a part or the whole of the exodermis. Equipped with
The coupling piece pair is a robot that is bonded by a magnetic force.
前記結合片対は、所定の位置決め構造を介して結合している、請求項1に記載のロボット。 The robot according to claim 1, wherein the coupling piece pair is connected via a predetermined positioning structure. 前記所定の位置決め構造は、前記結合片対の結合面における位置決めボスとボス穴との嵌め合い構造である、請求項2に記載のロボット。 The robot according to claim 2, wherein the predetermined positioning structure is a fitting structure of a positioning boss and a boss hole on the bonding surface of the pair of coupling pieces. 変位量の比較的大きい動作部に対応する結合片対の位置決めボスとボス穴の嵌め合い深さは、変位量の比較的少ない動作部に対応する結合片対の位置決めボスとボス穴の嵌め合い深さよりも大きい、請求項3に記載のロボット。 The fitting depth of the coupling piece pair corresponding to the moving part with a relatively large displacement is the fitting depth of the coupling piece pair corresponding to the moving part with a relatively small displacement amount. The robot according to claim 3, which is larger than the depth. 前記結合片対の各結合片は、いずれも前記結合片同士の接触面の背面側に配置された磁石を有している、請求項1に記載のロボット。 The robot according to claim 1, wherein each of the coupling pieces of the coupling piece pair has a magnet arranged on the back surface side of the contact surface between the coupling pieces. 前記磁石は、ネオジム磁石である、請求項に記載のロボット。 The robot according to claim 5 , wherein the magnet is a neodymium magnet. 前記ロボットは、さらに、
前記支持体へと固定されたアクチュエータと、
前記アクチュエータへと固定されたアーム部材と、を備え、
前記動作部は、前記アーム部材の先端部に備えられ、前記アーム部材の動作に合わせて変位動作を行う、請求項1に記載のロボット。
The robot further
The actuator fixed to the support and
With an arm member fixed to the actuator,
The robot according to claim 1, wherein the moving portion is provided at the tip end portion of the arm member and performs a displacement movement in accordance with the movement of the arm member.
前記ロボットは、さらに、
前記支持体へと固定されたアクチュエータと、
前記支持体へと固定されたガイドパイプと、
前記ガイドパイプへと挿通され、一端が前記アクチュエータ、他端が前記動作部と結合されたワイヤと、を有し、
前記ワイヤが前記アクチュエータにより駆動されて送り出され又は引き込まれることにより、前記動作部が変位動作を行う、請求項1に記載のロボット。
The robot further
The actuator fixed to the support and
A guide pipe fixed to the support and
It has a wire that is inserted into the guide pipe, one end of which is the actuator, and the other end of which is coupled to the moving portion.
The robot according to claim 1, wherein the moving unit performs a displacement operation when the wire is driven by the actuator to be sent out or pulled in.
支持体と、弾性素材から成り前記支持体を被覆する外皮と、前記支持体に設けられ前記外皮へと沿うように所定の変位動作を行う動作部と、前記外皮と前記動作部との間に設けられて両者を結合し前記所定の変位動作を前記外皮へと伝達して前記外皮の一部又は全体を弾性変形させる着脱自在な結合片対と、を備え、前記結合片対は、磁力により結合されている、ロボットにおいて、前記支持体へと前記外皮を固定するための方法であって、
前記結合片対の前記外皮との接触面となる面に接着剤を塗布するステップと、
前記接着剤が生乾き状態であることを利用して前記支持体へと前記外皮をあてがって位置合わせを行うステップと、
前記接着剤を乾燥固化させることにより前記結合片対の外側面を前記外皮の裏面へと固定するステップと、を備える方法。
Between the support, an outer skin made of an elastic material and covering the support, a moving portion provided on the support and performing a predetermined displacement motion along the outer skin, and the outer skin and the moving portion. It is provided with a detachable coupling piece pair that binds the two and transmits the predetermined displacement motion to the exodermis to elastically deform a part or the whole of the exodermis, and the coupling piece pair is provided by a magnetic force. A method for fixing the exodermis to the support in a coupled robot.
The step of applying the adhesive to the surface of the bond piece pair to be the contact surface with the exodermis,
A step of applying the outer skin to the support to perform alignment by utilizing the fact that the adhesive is in a dry state, and
A method comprising a step of fixing the outer surface of the pair of bonded pieces to the back surface of the outer skin by drying and solidifying the adhesive.
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