特開 2023-131061 ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023131061

(43)【公開日】2023-09-21

(54)【発明の名称】ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/00 20060101AFI20230913BHJP

【ＦＩ】

B25J5/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022035736

(22)【出願日】2022-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】掃部 雅幸

(72)【発明者】

【氏名】加藤 達彦

(72)【発明者】

【氏名】柚木崎 創

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707CS08

3C707JU02

3C707KS24

3C707KS36

3C707KT01

3C707KT04

3C707WA14

3C707WA16

3C707WM22

(57)【要約】

【課題】ロボットへの搭乗状態及び非搭乗状態の双方でのユーザの操作を簡易な構成により可能にするロボットを提供する。
【解決手段】ロボットは、人を乗せる本体と、前記本体に乗っている人が掴むハンドルと、前記本体を移動する移動装置と、前記ロボットに着脱可能であり、前記ロボットの操作に関する指令の入力を受け付ける操作端末と、前記操作端末から受け取る指令に従って前記ロボットを制御する制御装置とを備え、前記操作端末が前記ロボットに取り付けられた状態では、前記操作端末は、人によって前記ハンドルが掴まれつつ前記操作端末が操作される位置に配置される。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットであって、
人を乗せる本体と、
前記本体に乗っている人が掴むハンドルと、
前記本体を移動する移動装置と、
前記ロボットに着脱可能であり、前記ロボットの操作に関する指令の入力を受け付ける操作端末と、
前記操作端末から受け取る指令に従って前記ロボットを制御する制御装置とを備え、
前記操作端末が前記ロボットに取り付けられた状態では、前記操作端末は、人によって前記ハンドルが掴まれつつ前記操作端末が操作される位置に配置される
ロボット。

【請求項2】

前記操作端末は、ディスプレイと、人によって操作される操作子とを含み、
前記操作端末が前記ロボットに取り付けられた状態では、前記操作子は、人によって前記ハンドルが掴まれつつ前記操作子が操作される位置に配置される
請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記操作子は、前記ディスプレイの両側に配置される複数のジョイスティックを含み、
前記操作端末が前記ロボットに取り付けられた状態では、前記複数のジョイスティックは、人によって前記ハンドルが掴まれつつ前記複数のジョイスティックが操作される位置に配置される
請求項２に記載のロボット。

【請求項4】

前記操作端末は、ディスプレイを含み、
前記操作端末は、前記本体に人が乗っている場合に用いられる第１画面と、前記ロボットから人が離れている場合に用いられる第２画面とを、選択的に表示する
請求項１から３のいずれか一項に記載のロボット。

【請求項5】

前記操作端末は、前記ロボットに取り付けられた状態で前記第１画面を表示し、前記ロボットから取り外された状態で前記第２画面を表示する
請求項４に記載のロボット。

【請求項6】

前記ロボットは、カメラをさらに備え、
前記操作端末は、前記第２画面に、前記カメラによって取得された画像と当該画像の画像処理後の画像とのいずれか又は両方を表示する
請求項４又は５に記載のロボット。

【請求項7】

前記操作端末は、前記制御装置と無線通信する無線通信器と、前記制御装置と有線接続される端子とを含み、
前記操作端末は、無線通信及び有線通信のどちらを介しても、前記制御装置に指令を送ることで、前記ロボットを操作する
請求項１から６のいずれか一項に記載のロボット。

【請求項8】

前記操作端末は、前記無線通信器と前記制御装置との無線接続よりも、前記端子と前記制御装置との有線接続を優先して、前記制御装置と通信する
請求項７に記載のロボット。

【請求項9】

前記操作端末は、ディスプレイを含み、
前記操作端末は、前記無線通信器と前記制御装置とが無線接続されている状態と、前記端子と前記制御装置とが有線接続されている状態との間で、前記ディスプレイに異なる画面を表示する
請求項７又は８に記載のロボット。

【請求項10】

前記ロボットは、電力源としての電池をさらに備え、
前記操作端末は、電力源としての二次電池をさらに含み、
前記操作端末は、前記端子と前記制御装置との有線接続を介して、前記ロボットの前記電池から電力供給を受ける
請求項７から９のいずれか一項に記載のロボット。

【請求項11】

前記操作端末は、前記端子と前記制御装置との有線接続を介して、前記ロボットの前記電池から電力供給を受けつつ前記制御装置と通信する
請求項１０に記載のロボット。

【請求項12】

前記操作端末は、前記端子と前記制御装置との有線接続を介して前記ロボットの前記電池から電力供給を受けつつ、前記無線通信器と前記制御装置との無線接続を介して前記制御装置と通信する
請求項１０に記載のロボット。

【請求項13】

前記移動装置は、
前記本体に連結され且つ屈曲動作する２つ以上の脚部であって、２つ以上の関節をそれぞれが含む２つ以上の脚部と、
複数の前記関節を駆動する複数の関節アクチュエータとを含み、
前記制御装置は、前記複数の関節アクチュエータを制御する
請求項１～１２のいずれか一項に記載のロボット。

【請求項14】

前記移動装置は、
１つ以上の回動可能なホイールと、
前記１つ以上のホイールを駆動する１つ以上のホイールアクチュエータとを含み、
前記制御装置は、前記１つ以上のホイールアクチュエータを制御する
請求項１～１３のいずれか一項に記載のロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１及び２は、不整地移動能力を備えるロボットを開示する。これらのロボットはそれぞれ、胴体の両側部に配置された一対の車輪と、胴体に前後端に配置された４つの脚と、胴体の上に配置されたシートとを備える。特許文献１及び２のロボットは、車輪のみ、脚のみ、又は、車輪及び脚を使用して移動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許４４８２６７７号公報

【特許文献2】特許４７２４８４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１及び２のロボットは、シートに座ったオペレータによって操作されるように構成される。本開示は、ロボットへの搭乗状態及び非搭乗状態の双方でのユーザの操作を簡易な構成により可能にするロボットを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係るロボットは、人を乗せる本体と、前記本体に乗っている人が掴むハンドルと、前記本体を移動する移動装置と、前記ロボットに着脱可能であり、前記ロボットの操作に関する指令の入力を受け付ける操作端末と、前記操作端末から受け取る指令に従って前記ロボットを制御する制御装置とを備え、前記操作端末が前記ロボットに取り付けられた状態では、前記操作端末は、人によって前記ハンドルが掴まれつつ前記操作端末が操作される位置に配置される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施の形態に係るロボットの構成の一例を示す斜視図

【図2】図１のロボットの側面図

【図3】図１のロボットの歩行状態の構成の一例を示す側面図

【図4】図１のロボットの車輪走行状態の構成の一例を示す側面図

【図5】図１のロボットに取り付けられた状態の操作端末の構成の一例を示す図

【図6】図１のロボットから取り外された状態の操作端末の構成の一例を示す図

【図7】実施の形態に係るロボットのコントローラの構成の一例を示すブロック図

【図8】実施の形態に係る操作端末に表示される第１画面の一例を示す図

【図9】実施の形態に係る操作端末に表示される第２画面の一例を示す図

【図10】変形例に係るロボットの構成の一例を示す側面図

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下において、本開示の例示的な実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。本明細書及び請求項では、「装置」とは、１つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。

【0008】

図１を参照しつつ、実施の形態に係るロボット１の構成を説明する。図１は、実施の形態に係るロボット１の構成の一例を示す斜視図である。限定されないが、本実施の形態では、ロボット１は、４足歩行ロボットである。ロボット１は、単独でも、人間を載せた状態でも４足歩行する構造を有する。限定されないが、本実施の形態では、ロボット１は、四肢哺乳動物を模した外観を有し、例えば、馬、牛、鹿、ヤギ及び羊のような人間が騎乗できる体型の四肢哺乳動物を模した外観を有する。ロボット１は、１人の人間がロボット１に跨って乗る構造を有するが、例えば前後に並ぶ２人以上の人間がロボット１に跨って乗る構造を有してもよい。ロボット１は、上記の四肢哺乳動物又はモータサイクルと同等の大きさを有してもよく、それ故コンパクトな構造を有し得る。ロボット１は、人間の手軽な移動手段である小型又は超小型モビリティとして機能できる。

【0009】

ロボット１は、胴体１０と、２つ以上の脚部と、コントローラ４０と、操作端末５０とを備える。限定されないが、本実施の形態では、ロボット１は、胴体１０に連結され且つ屈曲動作する４つの脚部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ及び３０Ｄを備える。コントローラ４０は、制御装置の一例であり、ロボット１全体を制御する。胴体１０は、人間が跨って着座する座部１１を胴体１０における上方向Ｄｕの位置に含み、座部１１に着座した状態の人間が足を載せるフットレスト１２を胴体１０における下方向Ｄｄの位置に含む。

【0010】

本明細書及び請求項において、胴体１０における「前方向Ｄｆ」、「後方向Ｄｂ」、「上方向Ｄｕ」、「下方向Ｄｄ」及び「側方向Ｄｌ」は、胴体１０を基準として胴体１０に設定される方向である。前方向Ｄｆは、４足歩行時のロボット１の前進方向に向いた方向である。後方向Ｄｂは、前方向Ｄｆと反対方向である。側方向Ｄｌは、第１側方向Ｄｌ１及び第２側方向Ｄｌ２を含み、第１側方向Ｄｌ１及び第２側方向Ｄｌ２は、互いに反対方向であり、前方向Ｄｆ及び後方向Ｄｂと交差する方向、例えば、垂直な方向である。上方向Ｄｕ及び下方向Ｄｄは、互いに反対方向であり、前方向Ｄｆ、後方向Ｄｂ、第１側方向Ｄｌ１及び第２側方向Ｄｌ２と交差する方向、例えば、垂直な方向である。上方向Ｄｕは、４足歩行時のロボット１の上方向に向いた方向である。

【0011】

図２は、図１のロボット１の側面図である。図２に示すように、座部１１は、前方向Ｄｆから後方向Ｄｂに延びるシート１１Ａを含む。限定されないが、本実施の形態では、シート１１Ａは、１人の人間が跨って着座できる大きさを有するが、２人以上の人間が跨って着座できる大きさを有してもよい。

【0012】

２つのフットレスト１２が、胴体１０の側方向Ｄｌ１及びＤｌ２に配置される。限定されないが、本実施の形態では、２つのフットレスト１２は、胴体１０から垂下した状態で配置される。フットレスト１２は、胴体１０に対して、不動に固定されるが、上下方向、前後方向、又は、これらを組み合わせた方向等に、位置を変更できるように可動であってもよい。

【0013】

ロボット１は、首部２０をさらに備える。首部２０は、柱状の形状を有し、座部１１よりも前方向Ｄｆの位置で胴体１０から上方向Ｄｕに延びる。首部２０は、胴体１０に不動に固定される、又は、胴体１０と一体化される。

【0014】

ロボット１は、首部２０に、座部１１に着座した状態の人間が掴むハンドル２３をさらに備える。限定されないが、本実施の形態では、ハンドル２３は、首部２０よりも側方向Ｄｌ１及びＤｌ２に突出する。ハンドル２３は、首部２０に不動に固定される。ハンドル２３は、座部に着座した状態の人間が掴むバー２３ａを含む。バー２３ａは、側方向Ｄｌ１及びＤｌ２に延びる直線状の形状を有する。ハンドル２３は、バー２３ａの両端に、人間が掴む部分であるハンドルグリップ２３ｂを含む。

【0015】

例えば、首部２０は、必須ではなく、ハンドル２３は、ロボット１における首部２０以外のいかなる部分に配置されてもよい、例えば、ハンドル２３は、胴体１０に配置されてもよい。ハンドル２３は、胴体１０に乗った状態、例えば、座部１１に着座した状態の人間が掴むことができる位置に配置されればよい。

【0016】

１つのバー２３ａが、首部２０の後方向Ｄｂに配置されるが、首部２０を貫通して配置されてもよく、２つのバー２３ａが、首部２０から側方向Ｄｌ１及びＤｌ２に延びるように配置されてもよい。バー２３ａは、首部２０に対して可動であってもよい。例えば、バー２３ａは、自転車又はモータサイクルのハンドルバーのように回動可能であってもよい。ハンドル２３の構造は、上記に限定されず、人間の手が掴むことができる構造であればよく、例えば、側方向Ｄｌ１及びＤｌ２に延びる弧状若しくはＵ字状のバー、航空機の操縦桿、自動車のステアリング、手摺、Ｕ字状等の取っ手、又は、乗馬用の手綱のような構造を有してもよい。この場合も、ハンドル２３は、首部２０に対して不動であっても可動であってもよい。

【0017】

ロボット１は、首部２０の上方向Ｄｕの端部に、四肢哺乳動物の頭部を模した頭部２１をさらに備える。ロボット１は、頭部２１に、ロボット１の周囲を走査する第１センサ２２Ａを含む。第１センサ２２Ａは、検出結果を示す信号をコントローラ４０に出力する。第１センサ２２Ａは、頭部２１以外のロボット１の部分に配置されてもよい。胴体１０、首部２０及び頭部２１は、ロボット１の本体の一例である。

【0018】

限定されないが、本実施の形態では、第１センサ２２Ａは、カメラを含む。カメラの撮影方向は、前方向Ｄｆに方向付けられている。第１センサ２２Ａは、被写体までの距離を検出可能な３次元カメラを含むが、単に画像を取得可能なカメラを含んでもよい。３次元カメラの例は、ステレオカメラ、ＴОＦカメラ（トフカメラ：Time-of-Flight-Camera）、縞投影等のパターン光投影カメラ、又は光切断法を用いたカメラ等である。第１センサ２２Ａは、全方位の視野を有する全天球型又は半球型の３６０度カメラであるが、広角カメラ等の限定された視野を有するカメラであってもよい。

【0019】

第１センサ２２Ａは、対象物までの距離を検出可能なセンサであってもよい。このようなセンサ２２は、光波、レーザ、磁気、電波、電磁波、超音波又はこれらの２つ以上の組み合わせ等を用いて検出を行うように構成され、光電センサ、レーザセンサ、電波式センサ、電磁波式センサ、超音波センサ、各種ライダ（LiDAR）又はこれらの２つ以上の組み合わせ等を含んでもよい。

【0020】

ロボット１は、胴体１０内に、第２センサ２２Ｂと第３センサ２３Ｃとを含む。第２センサ２２Ｂは、胴体１０の動きを検出する。限定されないが、本実施の形態では、第２センサ２２Ｂは、ジャイロセンサを含み、胴体１０の角速度を検出する。例えば、第２センサ２２Ｂは、直交する３軸周りの角速度を検出する。第２センサ２２Ｂは、加速度センサをさらに含み、胴体１０の加速度を検出してもよい。例えば、第２センサ２２Ｂは、直交する３軸方向の加速度を検出してもよい。このような第２センサ２２Ｂは、慣性計測装置を含んでもよい。第２センサ２２Ｂは、検出結果を示す信号をコントローラ４０に出力する。

【0021】

第３センサ２３Ｃは、ロボット１の位置を検出する。例えば、第３センサ２３Ｃは、ロボット１の地球上の位置を検出してもよい。第３センサ２３Ｃは、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム）、ジャイロセンサ、加速度センサ、地磁気センサ、又は、これらの２つ以上の組み合わせ等を含んでもよい。限定されないが、本実施の形態では、第３センサ２３Ｃは、ＧＮＳＳを含み、第２センサ２２Ｂのジャイロセンサ及び加速度センサを利用する。ＧＮＳＳによる位置の検出結果と、ジャイロセンサ及び加速度センサによる位置及び姿勢の検出結果とを用いることによって、ロボット１の位置の検出精度が向上する。第３センサ２２Ｃは、検出結果を示す信号をコントローラ４０に出力する。第３センサ２３Ｃは、胴体１０以外のロボット１の部分に配置されてもよい。

【0022】

図１に示すように、脚部３０Ａ及び３０Ｂは、胴体１０における前方向Ｄｆの部分と接続され、ロボット１の前脚として機能し得る。脚部３０Ｃ及び３０Ｄは、胴体１０における後方向Ｄｂの部分と接続され、ロボット１の後脚として機能し得る。脚部３０Ａから３０Ｄと胴体１０との接続位置は、上記に限定されず、いかなる位置であってもよい。

【0023】

脚部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ及び３０Ｄはそれぞれ、２つ以上の関節を含む。限定されないが、本実施の形態では、脚部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ及び３０Ｄはそれぞれ、胴体１０に連結される基部関節３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ及び３１Ｄと、基部関節３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ及び３１Ｄと脚部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ及び３０Ｄの先端との間に配置される中間関節３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ及び３２Ｄとを含む。さらに、脚部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ及び３０Ｄはそれぞれ、中間リンク３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ及び３３Ｄと、先端リンク３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ及び３４Ｄとを含む。

【0024】

中間リンク３３Ａから３３Ｄはそれぞれ、関節同士を連結し、脚部３０Ａから３０Ｄの骨格の一部を形成する。先端リンク３４Ａから３４Ｄはそれぞれ、中間関節３２Ａから３２Ｄと連結され且つ脚部３０Ａから３０Ｄの先端まで延び、脚部３０Ａから３０Ｄの骨格の一部を形成する。基部関節３１Ａから３１Ｄはそれぞれ、２つ以上の自由度で動作可能であり、中間関節３２Ａから３２Ｄはそれぞれ、１つ以上の自由度で動作可能である。

【0025】

限定されないが、本実施の形態では、基部関節３１Ａから３１Ｄはそれぞれ、２つの自由度で動作可能であり、胴体１０に対して、ピッチング方向の屈曲とローリング方向の屈曲とを可能である。基部関節３１Ａから３１Ｄはそれぞれ、中間リンク３３Ａから３３Ｄに、ピッチング方向である前後方向Ｄｆ及びＤｂの揺動と、ローリング方向である側方向Ｄｌ１及びＤｌ２の揺動とを組み合わせた動作を可能にする。中間関節３２Ａから３２Ｄはそれぞれ、１つの自由度で動作可能であり、中間リンク３３Ａから３３Ｄと先端リンク３４Ａから３４Ｄとがなす角度を変えるように屈曲する。中間関節３２Ａから３２Ｄはそれぞれ、先端リンク３４Ａから３４Ｄに、ピッチング方向である前後方向Ｄｆ及びＤｂの揺動を可能にする。

【0026】

ロボット１は、基部関節３１Ａから３１Ｄ及び中間関節３２Ａから３２Ｄそれぞれを駆動する複数の関節アクチュエータＪＡを備える。基部関節３１Ａから３１Ｄはそれぞれ、２つの方向の屈曲のための２つの関節アクチュエータＪＡを含む。中間関節３２Ａから３２Ｄはそれぞれ、１つの方向の屈曲のための１つの関節アクチュエータＪＡを含む。限定されないが、本実施の形態では、関節アクチュエータＪＡはいずれも、サーボモータと、減速機と、エンコーダ等の回転センサとを含む。サーボモータは、コントローラ４０によって制御され、回転センサは、サーボモータの回転量を検出し、検出結果を示す信号をコントローラ４０に出力する。減速機は、サーボモータの回転速度を減速し且つ回転駆動力を増大しつつ、サーボモータの回転駆動力を関節に伝達する。

【0027】

ロボット１は、中間関節３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ及び３２Ｄそれぞれに、回動可能な１つ以上の従動ホイール３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ及び３８Ｄをさらに備える。従動ホイール３８Ａから３８Ｄはそれぞれ、基部関節３１Ａから３１Ｄと中間関節３２Ａから３２Ｄとが動作することでロボット１を支持する支持面に接触してロボット１を移動可能に支持するように、中間関節３２Ａから３２Ｄに配置される。

【0028】

図３は、図１のロボット１の歩行状態の構成の一例を示す側面図である。図４は、図１のロボット１の車輪走行状態の構成の一例を示す側面図である。図３及び図４では、フットレスト１２の図示が省略されている。図３及び図４に示すように、ロボット１は、走行装置９０を胴体１０にさらに備える。

【0029】

走行装置９０は、胴体１０に格納されることができる。さらに、走行装置９０は、胴体１０に格納された状態から下方向Ｄｄに胴体１０から突出して、ロボット１を支持する支持面に接触するように動作可能であり、当該支持面と接触している状態でロボット１を移動させることができる。

【0030】

走行装置９０は、走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂと、第１アクチュエータ９２Ａ及び９２Ｂと、支持体９３と、第２アクチュエータ９４とを含む。第１アクチュエータ９２Ａ及び９２Ｂはそれぞれ、走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂを回転駆動し、ホイールアクチュエータの一例である。第２アクチュエータ９４は、支持体９３を動作させる。アクチュエータ９２Ａ、９２Ｂ及び９４はいずれも、サーボモータと、減速機と、エンコーダ等の回転センサとを含む。サーボモータは、コントローラ４０によって制御され、回転センサは、サーボモータの回転量の検出結果を示す信号をコントローラ４０に出力する。減速機は、サーボモータの回転駆動力を駆動対象に伝達する。

【0031】

支持体９３は、胴体１０に配置及び固定され、胴体１０上で走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂを支持する。限定されないが、本実施の形態では、支持体９３は、互いに動作可能に接続された複数のリンクを含むリンク機構を含み、リンク機構の先端部分で走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂを同軸上で回動可能に支持する。支持体９３は、第１位置と第２位置との間で、走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂを移動するように、第２アクチュエータ９４の駆動力によって動作する。第１位置では、図４に示すように走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂが、下方向Ｄｄに胴体１０から突出する。第２位置では、図３に示すように走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂが、胴体１０に接近且つ胴体１０に格納される。

【0032】

例えば、歩行状態では、図３に示すように、コントローラ４０は、走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂを第２位置に格納するように、第２アクチュエータ９４を制御する。コントローラ４０は、先端リンク３４Ａから３４Ｄの先端をロボット１の支持面に接触させて、脚部３０Ａから３０Ｄに歩行動作させるように、脚部３０Ａから３０Ｄの関節アクチュエータＪＡを制御する。

【0033】

車輪走行状態では、図４に示すように、コントローラ４０は、従動ホイール３８Ａから３８Ｄをロボット１の支持面に接触させるように、脚部３０Ａから３０Ｄの関節アクチュエータＪＡを制御する。コントローラ４０は、走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂを第１位置に突出させるように、第２アクチュエータ９４を制御する。

【0034】

コントローラ４０は、走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂを駆動するように、第１アクチュエータ９２Ａ及び９２Ｂを制御する。コントローラ４０は、走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂを同じ回転方向且つ同じ回転速度で回転駆動することで、ロボット１を前進又は後進させる。コントローラ４０は、走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂを、同じ回転方向且つ異なる回転速度、又は、異なる回転方向で回転駆動することで、ロボット１を左旋回又は右旋回させる。コントローラ４０は、基部関節３１Ａから３１Ｄの関節アクチュエータＪＡを駆動して、中間リンク３３Ａから３３Ｄを旋回させることで、ロボット１を左旋回又は右旋回させてもよい。

【0035】

図２に示すように、ロボット１は、胴体１０内に、コントローラ４０と、二次電池モジュール６０と、電源回路７０と、第２通信器８０とをさらに含む。限定されないが、本実施の形態では、コントローラ４０と、二次電池モジュール６０と、電源回路７０と、第２通信器８０とは、胴体１０の第１胴体部分１０ａ内に配置される。二次電池モジュール６０は、ロボット１の電力源として機能する。二次電池モジュール６０は、１つ以上の二次電池を含む。二次電池は、電力の充電及び放電を可能な電池である。二次電池の例は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、全固体電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等である。二次電池モジュール６０は電池の一例である。

【0036】

電源回路７０は、二次電池モジュール６０に対する電力の需給を制御する回路である。電源回路７０は、コントローラ４０の指令等に従って、電力制御をするように構成される。例えば、電源回路７０は、コンバータ、インバータ、トランス及びアンプ等の機器を含んでもよい。

【0037】

電源回路７０は、商用電源等の外部電源と接続されるように構成される。電源回路７０は、外部電源から電力の供給を受け付け、当該電力を二次電池モジュール６０に供給し蓄電させる。電源回路７０は、二次電池モジュール６０に供給する電力を制御する。電源回路７０は、二次電池モジュール６０に蓄積される電力を、ロボット１内の電力を消費する構成要素に供給する。電源回路７０は、各構成要素に供給する電力を制御する。電源回路７０は、ロボット１と接続された操作端末５０に、二次電池モジュール６０に蓄積された電力を制御しつつ供給する。

【0038】

第２通信器８０は、操作端末５０と無線通信するための装置である。第２通信器８０は、操作端末５０が含む無線通信用の第１通信器５１と直接的に又は間接的に無線通信するように構成されてもよい。間接的な無線通信では、通信器５１及び８０は、無線通信を介して通信ネットワークと接続し、通信ネットワークを介して互いと通信するように構成されてもよい。通信器５１及び８０が使用する無線通信は、特に限定されない。

【0039】

通信ネットワークは特に限定されず、例えば、ローカルエリアネットワーク（Local Area Network：ＬＡＮ）、広域ネットワーク（Wide Area Network：ＷＡＮ）、インターネット、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含むことができる。通信ネットワークは、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離無線通信、ネットワーク専用回線、通信事業者の専用回線、公衆交換電話網（Public Switched Telephone Network：ＰＳＴＮ）、モバイル通信網、インターネット網、衛星通信、又は、これらの２つ以上の組み合わせを用いるように構成され得る。モバイル通信網は、第４世代移動通信システム及び第５世代移動通信システム等を用いるものであってもよい。通信ネットワークは、１つ又は複数のネットワークを含むことができる。

【0040】

図５は、図１のロボット１に取り付けられた状態の操作端末５０の構成の一例を示す図である。図６は、図１のロボット１から取り外された状態の操作端末５０の構成の一例を示す図である。図５及び図６に示すように、ロボット１及び操作端末５０は、操作端末５０がロボット１に着脱可能であるように構成される。限定されないが、本実施の形態では、操作端末５０は、首部２０に着脱可能である。例えば、首部２０は、操作端末５０を保持する台、架台又はマウント等の保持具を含んでもよく、操作端末５０の少なくとも一部が係合又は嵌合する凹部又は穴を含んでもよい。限定されないが、本実施の形態では、操作端末５０は、首部２０に配置された凹部２０ａに一部が嵌ることで、首部２０によって保持される。つまり、操作端末５０がロボット１に取り付けられる。

【0041】

ロボット１に取り付けられた状態の操作端末５０は、人間が２つの手のいずれか又は両方でハンドルグリップ２３ｂを掴みつつ操作端末５０を操作できるような、ハンドル２３の近傍位置に配置される。限定されないが、本実施の形態では、凹部２０ａは、人間が２つの手でハンドルグリップ２３ｂそれぞれを掴みつつ操作端末５０を操作できるような位置に配置される。凹部２０ａは、ハンドルグリップ２３ｂ同士の間に配置される。

【0042】

操作端末５０は、ロボット１の操作に関する指令の入力を受け付け、コントローラ４０に出力する。操作端末５０は、無線通信、有線通信、又は、これらの両方を介してコントローラ４０と通信するように構成される。限定されないが、本実施の形態では、操作端末５０は、無線通信及び有線通信のいずれも用いるように構成される。操作端末５０は、無線通信及び有線通信のどちらを介してロボット１と接続されていても、ロボット１を操作することができる。操作端末５０は、無線通信用の第１通信器５１と、有線接続用の第１端子５２とを含む。

【0043】

第１通信器５１は、ロボット１の第２通信器８０と無線通信する。通信器５１及び８０の構造は特に限定されないが、使用される無線通信に適合する構造であればよい。

【0044】

第１端子５２は、信号の送受信を可能であるが、電力の需給も可能である構造を有してもよい。第１端子５２は、首部２０に配置された端子２０ｂと接続可能な構造を有する。端子２０ｂは、コントローラ４０と接続されている。端子５２及び２０ｂの間では、いかなる有線通信が用いられてもよい。

【0045】

第１端子５２が端子２０ｂと接続された状態では、操作端末５０は、コントローラ４０と通信可能であるが、二次電池モジュール６０から電力供給を受けるように構成されてもよい。端子５２及び２０ｂの構造は特に限定されないが、使用される有線通信及び電力供給に適合する構造であればよい。

【0046】

例えば、端子５２及び２０ｂは、互いに嵌合又は係合することで電子信号及び電力を受け渡す構造を有してもよく、互い接触することで電子信号及び電力を受け渡す構造を有してもよい。端子５２及び２０ｂのいずれか又は両方は、ケーブルと接続されており、位置を変えることができてもよい。端子５２及び２０ｂのいずれか又は両方は、操作端末５０及び首部２０に固定されてもよい。限定されないが、本実施の形態では、端子２０ｂは、凹部２０ａ内で突出する１つ以上のピン又はヘッダのような構造を有し、第１端子５２は、端子２０ｂを受け入れるジャック又はレセプタクルのような構造を有する。本明細書及び請求項において、「端子」は、プラグ、ジャック、レセプタクル及びアダプタ等のコネクタも含む。

【0047】

操作端末５０は、１つ以上の第２端子５３と、提示装置５４と、入力装置５５とをさらに含む。第２端子５３は、操作端末５０と外部機器とを接続する端子である。例えば、第２端子は、イヤホンジャック及びＵＳＢインタフェース等のジャック又はレセプタクルのような構造を有してもよい。

【0048】

提示装置５４は、ロボット１に関する様々な情報を提示する。限定されないが、本実施の形態では、提示装置５４は、ディスプレイ５４Ａと、スピーカ５４Ｂと、インジケータランプ及びウォーニングランプ等の表示ランプ５４Ｃとを含む。ディスプレイ５４Ａは、接触による入力機能と画面表示機能とを有するタッチパネルであるが、画面表示機能のみを有してもよい。

【0049】

入力装置５５は、種々の入力を受け付け、受け付けた入力情報をコントローラ４０に出力する。入力装置５５は操作子の一例である。入力装置５５は、ジョイスティック、キー、スライドスイッチ、ボタンスイッチ、レバー及びマイクロフォンのうちの１つ以上を含んでもよい。

【0050】

限定されないが、本実施の形態では、入力装置５５は、２つのジョイスティック５５Ａと、複数のボタンスイッチ５５Ｂと、キーボード５５Ｃと、マイクロフォン５５Ｄとを含む。２つのジョイスティック５５Ａは、ディスプレイ５４Ａの両側に配置される。ジョイスティック５５Ａは、ディスプレイ５３Ａの画面上での選択、及び、ロボット１のマニュアル操作等の入力を受け付ける。例えば、ジョイスティック５５Ａは、マニュアル操作におけるロボット１の移動方向及び移動速度の入力を受け付けてもよい。入力装置５５は、１つのジョイスティック５５Ａを含んでもよく、２つ以上のジョイスティック５５Ａを含んでもよい。キーボード５５Ｃは、２つのジョイスティック５５Ａの間に配置される。限定されないが、本実施の形態では、ディスプレイ５３Ａはスライド可能である。ディスプレイ５３Ａは、キーボード５５Ｃを覆い隠す位置とキーボード５５Ｃを露出させる位置との間で両矢印ＳＤの方向にスライドする。

【0051】

限定されないが、本実施の形態では、ディスプレイ５４Ａ、ジョイスティック５５Ａ、ボタンスイッチ５５Ｂ及びキーボード５５Ｃは、人間が２つの手でハンドルグリップ２３ｂそれぞれを掴みつつこれらを操作できるような位置にある。

【0052】

本実施の形態では、操作端末５０は、ポータブルゲーム端末のような構造及びサイズを有する。操作端末５０は、ロボット１に専用に開発された端末であってもよく、市場で入手可能な汎用的な端末であってもよい。本実施の形態の操作端末５０は、汎用的な端末であり、ロボット１を制御するためのプログラムのインストールを受けることにより、操作端末５０の機能を有する。操作端末５０は、人間が持ち運び可能であるサイズを有することが好ましい。例えば、操作端末５０は、小型ノートブックパソコンのようなパーソナルコンピュータ、スマートフォン及びタブレットなどのスマートデバイス、並びにその他の電子機器等であってもよい。

【0053】

本実施の形態では、入力装置５５の機能の一部は、タッチパネル式のディスプレイ５３Ａによって実現される。入力装置５５の機能の一部は、ハンドル２３によって実現されてもよい。ハンドル２３が可動である場合、入力装置５５は、ハンドル２３の回動量及び回動速度を検出するエンコーダ等の回転センサを含んでもよい。入力装置５５は、ハンドル２３の回動量及び回動速度を、ロボット１の操作等のための入力情報として受け付けてもよい。ハンドル２３が不動である場合、入力装置５５は、２つのハンドルグリップ２３ｂ又は近傍に配置される力センサを含んでもよい。入力装置５５は、力センサによって検出される力の大きさ及び方向を、ロボット１の操作等のための入力情報として受け付けてもよい。

【0054】

図７は、実施の形態に係るロボット１のコントローラ４０の構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、コントローラ４０は、コンピュータを含み、例えば、電子回路基板、電子制御ユニット、マイクロコンピュータ等であってもよい。コントローラ４０は、プロセッサＰ及びメモリＭを含む。同様に、操作端末５０も、プロセッサＰ及びメモリＭを含む。プロセッサＰ及びメモリＭは、他の装置との指令、情報及びデータ等の送受信を行う。プロセッサＰ及びメモリＭは、種々の機器からの信号の入力及び制御対象への制御信号の出力を行う。

【0055】

例えば、メモリＭは、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の半導体メモリ、ＲＯＭ（Read-Only Memory）等の不揮発性の半導体メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含んでもよい。メモリＭは、プロセッサＰが実行するプログラム、及び種々のデータ等を記憶する。

【0056】

コントローラ４０及び操作端末５０について、それぞれの複数の機能の少なくとも一部の機能は、プロセッサＰ及びメモリＭの協働により実現されてもよい。プロセッサＰと、ＲＡＭ及びＲＯＭを含むメモリＭとは、コンピュータシステムを形成する。例えば、コンピュータシステムは、プロセッサＰがＲＡＭをワークエリアとして用いてＲＯＭに記録されたプログラムを実行することによって、上記機能を実現してもよい。

【0057】

コントローラ４０及び操作端末５０について、それぞれの機能の一部又は全部は、上記コンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。例えば、コントローラ４０及び操作端末５０はそれぞれ、単一のコンピュータによる集中制御により処理を実行してもよく、複数のコンピュータの協働による分散制御により処理を実行してもよい。

【0058】

以下に限定するわけでないが、例えば、プロセッサＰは、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイクロプロセッサ（microprocessor）、プロセッサコア（processor core）、マルチプロセッサ（multiprocessor）、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、及びリコンフィギュラブルプロセッサ等を含み得、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ及びＬＳＩ（Large Scale Integration）などの集積回路等に形成されたハードウェア回路である論理回路又は専用回路によって処理を実現してもよい。コントローラ４０及び操作端末５０の複数の機能は、個別に１チップ化された集積回路によって実現されてもよく、一部又は全てを含むように１チップ化された集積回路によって実現されてもよい。

【0059】

コントローラ４０は、センサ２２Ａから２２Ｃ、二次電池モジュール６０、電源回路７０、第２通信器８０、脚部３０Ａから３０Ｄの関節アクチュエータＪＡ、並びに、走行装置９０のアクチュエータ９２Ａ、９２Ｂ及び９４と接続される。

【0060】

コントローラ４０は、第１センサ２２Ａから検出結果を示す信号を受け取り処理する。第１センサ２２Ａが３次元カメラを含む場合、コントローラ４０は、第１センサ２２Ａから受け取る画像を処理して、当該画像に含まれる被写体と、当該被写体と第１センサ２２Ａとの距離とを検出してもよい。さらに、コントローラ４０は、当該被写体の３次元位置を検出してもよい。例えば、コントローラ４０は、各画素が色彩、濃淡などにより被写体の３次元位置を示す距離画像、強調表示及びマーキングなどにより画像内の被写体の情報を示す画像、進行方向などの指標を含む画像、又はこれらの２つ以上を組み合わせた画像等を生成してもよい。第１センサ２２Ａが、上記画像処理を行う処理回路等を含んでもよい。コントローラ４０は、処理結果を、操作端末５０に出力してもよく、ロボット１の制御等の自己が実行する処理に使用してもよい。

【0061】

コントローラ４０は、第２センサ２２Ｂから検出結果を示す信号を受け取り処理する。コントローラ４０は、第２センサ２２Ｂから受け取る信号を処理して、胴体１０の角速度及び加速度を検出してもよい。第２センサ２２Ｂが、角速度及び加速度の検出処理を行う処理回路等を含んでもよい。コントローラ４０は、検出結果を、操作端末５０に出力してもよく、ロボット１の姿勢制御等の自己が実行する処理に使用してもよい。

【0062】

コントローラ４０は、第３センサ２２Ｃから検出結果を示す信号を受け取り処理する。コントローラ４０は、第３センサ２２Ｃから受け取る信号を処理して、ロボット１の位置を検出してもよい。第３センサ２２Ｃが、ロボット１の位置の検出処理を行う処理回路等を含んでもよい。コントローラ４０は、検出結果を、操作端末５０に出力してもよく、ロボット１の姿勢制御等の自己が実行する処理に使用してもよい。

【0063】

コントローラ４０は、コントローラ４０と操作端末５０との接続及び通信を制御する。コントローラ４０は、無線接続と有線接続とのうちから、実行する接続方法を決定し、決定された接続方法での接続を確立する。コントローラ４０は、操作端末５０から受信する信号を処理して、当該信号に含まれる指令を実行する。コントローラ４０は、当該信号に含まれる情報及びデータを、メモリＭ等に格納する、及び、自己が実行する処理に使用する。コントローラ４０は、種々の情報及びデータ等を操作端末５０に送信する。例えば、コントローラ４０は、無線接続状態に応じた情報及びデータ等を操作端末５０に送信し、有線接続状態に応じた情報及びデータ等を操作端末５０に送信してもよい。

【0064】

限定されないが、本実施の形態では、コントローラ４０が操作端末５０と有線接続されている場合、コントローラ４０は、操作端末５０と信号を送受信し、二次電池モジュール６０の電力を操作端末５０に供給する。よって、操作端末５０は、有線接続を介して、ロボット１から電力供給を受けつつロボット１を操作することができる。コントローラ４０が操作端末５０と無線接続されている場合、コントローラ４０は、操作端末５０と信号を送受信する。よって、操作端末５０は、無線接続を介して、ロボット１を操作することができる。

【0065】

例えば、コントローラ４０は、操作端末５０から受け取る指令に従って、実行する接続方法を決定してもよい。操作端末５０は、無線接続を実行する指令を、無線通信を介してコントローラ４０に送信してもよく、有線接続を実行する指令を、無線通信又は有線通信を介してコントローラ４０に送信してもよい。

【0066】

例えば、コントローラ４０は、操作端末５０から受け取る信号に応じて、実行する接続方法を決定してもよい。コントローラ４０は、操作端末５０から無線通信を介して信号を受信すると、無線接続の実行を決定してもよい。コントローラ４０は、操作端末５０の第１端子５２が端子２０ｂに接続されると、有線接続の実行を決定してもよい。コントローラ４０は、第１端子５２と端子２０ｂとの接続後、操作端末５０から有線通信を介して信号を受信すると、有線接続の実行を決定してもよい。

【0067】

コントローラ４０は、操作端末５０とコントローラ４０との無線接続よりも、操作端末５０とコントローラ４０との有線接続を優先してもよい。例えば、コントローラ４０は、操作端末５０とコントローラ４０とが無線接続されている状態で、操作端末５０とコントローラ４０との有線接続を確立すると、有線通信のみを用いて操作端末５０と信号を送受信してもよく、無縁接続を切断してもよい。

【0068】

コントローラ４０の上記制御の代わりに又は加えて、操作端末５０が、操作端末５０とコントローラ４０との無線接続よりも、操作端末５０とコントローラ４０との有線接続を優先するように構成されてもよい。例えば、操作端末５０は、操作端末５０とコントローラ４０とが無線接続されている状態で、操作端末５０とコントローラ４０との有線接続が確立されると、有線通信のみを用いてコントローラ４０と信号を送受信してもよく、無縁通信を遮断してもよい。

【0069】

コントローラ４０及び操作端末５０は、操作端末５０とコントローラ４０との無線接続及び有線接続を併用するように構成されてもよい。コントローラ４０及び操作端末５０は、コントローラ４０及び操作端末５０の有線接続を介して、二次電池モジュール６０の電力の操作端末５０への供給を行いつつ、コントローラ４０及び操作端末５０の無線接続を介して互いに信号を送受信してもよい。

【0070】

コントローラ４０は、電源回路７０を介して、外部電源ＥＰと接続される。コントローラ４０は、電源回路７０を制御することで、二次電池モジュール６０への外部電源ＥＰの電力の充電を制御する。

【0071】

コントローラ４０は、電源回路７０を介して、脚部３０Ａから３０Ｄそれぞれの関節アクチュエータＪＡと接続される。コントローラ４０は、関節アクチュエータＪＡへの電流の指令値を電源回路７０に出力し、電源回路７０は、当該指令値に従った電流を、二次電池モジュール６０から関節アクチュエータＪＡに供給する。コントローラ４０は、電源回路７０を介して、関節アクチュエータＪＡの回転センサの検出結果及び当該関節アクチュエータＪＡの電流値を取得して、電流の指令値を決定する際のフィードバック情報として使用する。つまり、コントローラ４０は、関節アクチュエータＪＡのサーボモータをサーボ制御する。

【0072】

コントローラ４０は、電源回路７０を介して、走行装置９０のアクチュエータ９２Ａ、９２Ｂ及び９４と接続される。コントローラ４０は、アクチュエータ９２Ａ、９２Ｂ及び９４への電流の指令値を電源回路７０に出力し、電源回路７０は、当該指令値に従った電流を、二次電池モジュール６０からアクチュエータ９２Ａ、９２Ｂ及び９４に供給する。コントローラ４０は、電源回路７０を介して、アクチュエータ９２Ａ、９２Ｂ及び９４の回転センサの検出結果及び当該アクチュエータの電流値を取得して、電流の指令値を決定する際にフィードバック情報として使用する。つまり、コントローラ４０は、アクチュエータ９２Ａ、９２Ｂ及び９４のサーボモータをサーボ制御する。

【0073】

ここで、操作端末５０は、入力装置５５を介して、ロボット１の種々の設定、自動運転モードでの実行タスクの設定、移動目的地の設定、運転モードの選択、動作モードの選択、及び、手動運転モードでのマニュアル操作等のための入力を受け付け、上記入力内容を示す信号をコントローラ４０に送信する。

【0074】

運転モードは、自動運転モードと手動運転モードとを含む。自動運転モードでは、コントローラ４０は、所定のプログラムに従って、指定された実行タスクを自律的に実行するように、ロボット１を制御する。手動運転モードでは、コントローラ４０は、操作端末５０のジョイスティック５５Ａ等に入力されるマニュアル操作に従った動作を実行するように、ロボット１を制御する。

【0075】

動作モードは、歩行モードと車輪走行モードとを含む。歩行モードでは、コントローラ４０は、４つの脚部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ及び３０Ｄで歩行するように、ロボット１を制御する。車輪走行モードでは、コントローラ４０は、走行装置９０の走行ホイール９１Ａ及び９１Ｂで走行するように、ロボット１を制御する。

【0076】

実行タスクは、自動運転モードでロボット１が実行する仕事であり、一連の動作を含む。移動目的地は、ロボット１の移動先の目的地である。移動目的地は、第３センサ２２ＣのＧＮＳＳに対して設定されてもよい。移動目的地は、自動運転モード及び手動運転モードのいずれにおいても設定されてもよい。

【0077】

自動運転モードでは、コントローラ４０は、操作端末５０から受け取る実行タスク及び移動目的地等を含む指令に従って、自動運転用のプログラムを実行する。例えば、歩行モードの自動運転用のプログラムは、ロボット１が実行すべき脚部３０Ａから３０Ｄの位置及び速度等の情報を含む制御データを含む。車輪走行モードの自動運転用のプログラムは、ロボット１が実行すべきロボット１の位置、移動方向及び速度等の情報を含む制御データを含む。制御データは、教示作業を通じて設定される教示データであってもよい。

【0078】

コントローラ４０は、制御データ及びセンサ２２Ａから２２Ｃの検出信号の処理結果等を用いて、歩行モードでの脚部３０Ａから３０Ｄの目標位置及び目標速度等を算出し、車輪走行モードでのロボット１の目標位置及び目標速度等を算出する。コントローラ４０は、第１センサ２２Ａに関する処理結果を用いることで、ロボット１の周囲の地表面の状態及び物体の位置等に対応した目標位置及び目標速度等を算出する。コントローラ４０は、第２センサ２２Ｂに関する処理結果を用いることで、胴体１０の動き及び姿勢等に対応してロボット１のバランスをとるような目標位置及び目標速度等を算出する。コントローラ４０は、第３センサ２２Ｃに関する処理結果を用いることで、移動目的地への経路に対応した目標位置及び目標速度等を算出する。コントローラ４０は、脚部３０Ａから３０Ｄを目標位置及び目標速度等にするように、関節アクチュエータＪＡへの電流の指令値を決定する。コントローラ４０は、ロボット１を目標位置及び目標速度等にするように、走行装置９０のアクチュエータ９２Ａ及び９２Ｂへの電流の指令値を決定する。

【0079】

手動運転モードでは、コントローラ４０は、手動運転用のプログラムを実行する。コントローラ４０は、操作端末５０のジョイスティック５５Ａ等に入力されるマニュアル操作の内容を示す信号を、操作端末５０から受け取る。

【0080】

コントローラ４０は、手動運転用のプログラムに従ってマニュアル操作の内容を示す信号を処理することで、歩行モードでの脚部３０Ａから３０Ｄの目標位置及び目標速度等を算出し、車輪走行モードでのロボット１の目標位置及び目標速度等を算出する。コントローラ４０は、脚部３０Ａから３０Ｄを目標位置及び目標速度等にするように、関節アクチュエータＪＡへの電流の指令値を決定する。コントローラ４０は、ロボット１を目標位置及び目標速度等にするように、走行装置９０のアクチュエータ９２Ａ及び９２Ｂへの電流の指令値を決定する。

【0081】

コントローラ４０は、目標位置及び目標速度等の算出に、センサ２２Ａから２２Ｃの検出信号の処理結果を用いてもよい。コントローラ４０は、第１センサ２２Ａに関する処理結果を用いることで、ロボット１の周囲の地表面及び物体との衝突及び接触等を回避するような目標位置及び目標速度等を算出してもよい。コントローラ４０は、第２センサ２２Ｂに関する処理結果を用いることで、胴体１０の動き及び姿勢等に対応してロボット１のバランスをとるような目標位置及び目標速度等を算出してもよい。これにより、マニュアル操作による指令が、ロボット１の前進、後進、左旋回、右旋回及び進行速度等を示す単純な指令であっても、コントローラ４０は、ロボット１の周囲の状況及びロボット１のバランスに対応してロボット１に動作させることができる。

【0082】

コントローラ４０は、自動運転モード及び手動運転モードそれぞれの歩行モード及び車輪走行モードにおいて、プログラム、第１センサ２２Ａの検出結果、又は操作端末５０からの指令に対応して、脚部３０Ａから３０Ｄと走行装置９０とを併用してもよい。コントローラ４０は、センサ２２Ａ及び２２Ｂに関する処理結果を用いて、脚部３０Ａから３０Ｄと走行装置９０とのバランスをとるように、それぞれの目標位置及び目標速度等を算出してもよい。

【0083】

コントローラ４０は、歩行モードと車輪走行モードとの間の動作モードの切り替え動作を、自律的に実行してもよく、操作端末５０からの指令に従って実行してもよい。例えば、コントローラ４０は、第１センサ２２Ａの検出結果に基づく地表面の状態に応じて、動作モードを自律的に決定してもよい。

【0084】

コントローラ４０は、運転モード、動作モード、無線接続、有線接続、操作端末５０の状態及びこれらの２つ以上の組み合わせに応じて、操作端末５０に送信する情報及びデータ等を取捨選択してもよい。操作端末５０は、運転モード、動作モード、無線接続、有線接続及びこれらの２つ以上の組み合わせに応じて、コントローラ４０から受信する情報及びデータ等を取捨選択して用いてもよく、ディスプレイ５３Ａに表示される対象物及び画面自体のいずれか又は両方を変更してもよい。

【0085】

例えば、操作端末５０は、操作端末５０がロボット１に取り付けられているか否かという操作端末５０の状態に応じて、ディスプレイ５３Ａに表示される対象物及び画面自体のいずれか又は両方を変更してもよい。例えば、操作端末５０及びロボット１のいずれか又は両方は、近接センサ又は接触センサを備え、当該センサの検出結果に基づき、ロボット１への操作端末５０の取り付けの有無を検出してもよい。近接センサは、既知のいかな構造を有してもよく、例えば、磁界又は電界を利用するものであってもよい。

【0086】

例えば、操作端末５０は、操作端末５０がロボット１に取り付けられている状態では、胴体１０に人間が乗っている場合に用いられる第１対象物又は第１画面をディスプレイ５３Ａに表示してもよい。例えば、操作端末５０は、操作端末５０がロボット１から取り外されている状態では、操作端末５０がロボット１から人が離れている場合に用いられる第２対象物又は第２画面をディスプレイ５３Ａに表示してもよい。

【0087】

図８は、実施の形態に係る操作端末５０に表示される第１画面の一例を示す図である。図９は、実施の形態に係る操作端末５０に表示される第２画面の一例を示す図である。図８に示すように、第１画面Ｓ１は、ロボット１上での操作に好適な表示対象物を含む。限定されないが、本実施の形態では、表示対象物は、ロボット１の位置を示す地図Ｓ１Ａと、ロボット１の動作状態Ｓ１Ｂと、電池の状態Ｓ１Ｃと、通信状態Ｓ１Ｄとを含む。操作端末５０は、ロボット１の位置を示す地図、ロボット１の動作状態及び二次電池モジュール６０の状態についての情報をコントローラ４０から受信する。第１対象物は、第１画面Ｓ１に含まれる表示対象物の１つ以上を含んでもよい。

【0088】

地図は、ロボット１の位置及び目的経路等を地図上で表し、第３センサ２２Ｃの検出結果等を用いてコントローラ４０又は操作端末５０によって生成され得る。ロボット１の動作状態は、ロボット１の移動速度、姿勢、重心バランス、歩容状態、運転モード及び動作モード等を含んでもよい。電池の状態は、操作端末５０の二次電池及び二次電池モジュール６０の蓄電残量及び温度、並びに、二次電池モジュール６０から操作端末５０への電力の供給状態等を含んでもよい。通信状態は、操作端末５０とコントローラ４０との間で使用されている通信を示す。

【0089】

図９に示すように、第２画面Ｓ２は、ロボット１の遠隔操作に好適な表示対象物を含む。限定されないが、本実施の形態では、表示対象物は、第１センサ２２Ａのカメラによって取得された画像と当該画像の画像処理後の画像とのいずれか又は両方の画像Ｓ２Ａと、ロボット１の位置を示す地図Ｓ２Ｂと、ロボット１の動作状態Ｓ２Ｃと、電池の状態Ｓ２Ｄと、通信状態Ｓ２Ｅとを含む。表示対象物は、第１センサ２２Ａに関する処理結果に基づき検出される、ロボット１の周囲の地表面状態及び物体の位置等を含んでもよい。第２対象物は、第２画面Ｓ２に含まれる表示対象物のうちの、第１センサ２２Ａの画像と当該画像の画像処理後の画像とのいずれか又は両方を少なくとも含む。画像処理後の画像は、距離画像、画像内の被写体の情報を示す画像、指標を含む画像又はこれらの組み合せ等であってもよい。

【0090】

例えば、操作端末５０は、操作端末５０とコントローラ４０とが無線接続されている状態と、操作端末５０とコントローラ４０とが有線接続されている状態との間で、ディスプレイ５３Ａに表示される対象物及び画面自体のいずれか又は両方を変更してもよい。例えば、操作端末５０とコントローラ４０とが有線接続されている状態では、操作端末５０は、第１対象物又は第１画面Ｓ１をディスプレイ５３Ａに表示してもよい。操作端末５０とコントローラ４０とが無線接続されている状態では、第２対象物又は第２画面Ｓ２をディスプレイ５３Ａに表示してもよい。操作端末５０とコントローラ４０とが有線接続及び無線接続されている状態では、第１対象物又は第１画面Ｓ１をディスプレイ５３Ａに表示してもよい。

【0091】

上述のような実施の形態に係るロボット１において、脚部３０Ａから３０Ｄの基部関節３１Ａから３１Ｄは、胴体１０に対してピッチング方向とローリング方向との２つの軸周りに屈曲するように構成されるが、これに限定されない。例えば、基部関節３１Ａから３１Ｄは、中間リンク３３Ａから３３Ｄが下方向Ｄｄに延びるとき、胴体１０に対して、ピッチング方向とヨーイング方向との２つの軸周り、ローリング方向とヨーイング方向との２つの軸周り、又は他の２つの軸周りに屈曲するように構成されてよい。基部関節３１Ａから３１Ｄは、胴体１０に対して３つ以上の軸周りに屈曲するように構成されてよい。

【0092】

実施の形態に係るロボット１において、脚部３０Ａから３０Ｄの中間関節３２Ａから３２Ｄは、胴体１０に対してピッチング方向に屈曲するように構成されるが、これに限定されない。例えば、中間関節３２Ａから３２Ｄは、脚部３０Ａから３０Ｄが下方向Ｄｄに延びるとき、胴体１０に対して、ヨーイング方向、ローリング方向又は他の方向に屈曲するように構成されてもよい。中間関節３２Ａから３２Ｄは、２つ以上の軸周りに屈曲するように構成されてよい。１つの脚部が２つ以上の中間関節を含む場合、中間関節の屈曲方向は互いに同じであっても異なっていてもよい。

【0093】

実施の形態に係るロボット１の外観は、四肢哺乳動物を模した外観に限定されない。例えば、脚部３０Ａから３０Ｄを含まないロボット１の外観は、いかなる外観であってもよい。例えば、脚部３０Ａから３０Ｄを含まないロボット１の外観は、モータサイクル、自転車、３つ以上の車輪を備える自動車、船舶及び航空機等の様々な乗り物を模した外観であってもよい。

【0094】

（変形例）
実施の形態に係るロボット１は、移動装置として脚部３０Ａから３０Ｄを含む４足歩行ロボットであるが、ロボットは４足歩行ロボットに限定されない。ロボットは、２足歩行するヒューマノイドであってもよく、搬送車を備えるロボットであってもよい。ロボットは、人間を乗せて移動できるように構成されればよい。

【0095】

例えば、図１０は、変形例に係るロボット１Ａの構成の一例を示す側面図である。図１０に示すように、ロボット１Ａは、台車３００と、台車３００上に配置されたロボットアーム１００と、コントローラ４０と、操作端末５０とを備える。１つのロボットアーム１００が配置されるが、２つ以上のロボットアーム１００が配置されてもよい。ロボットアーム１００は、１つ以上の関節と、１つ以上の関節を駆動するアクチュエータとを含む。アクチュエータは、コントローラ４０によって制御される。

【0096】

台車３００は、走行装置３１０と、２つ以上の従動ホイール３２０と含む。走行装置３１０は、同軸上に配置された走行ホイール３１１及び３１２と、走行ホイール３１１及び３１２を回転駆動するアクチュエータ３１３及び３１４とを含む。２つ以上の従動ホイール３２０と走行ホイール３１１及び３１２とは、台車３００を支持する支持面に同時に接触するように配置される。従動ホイール３２０は、進行方向を自在に変えることができ、例えば、自在キャスタである。アクチュエータ３１３及び３１４は、走行装置９０と同様に、コントローラ４０によって制御される。

【0097】

ロボット１Ａは、台車３００に、ハンドル３３０と、座部３４０とを備える。座部３４０は、１人以上の人間が着座できる大きさを有する。ロボット１Ａは、台車３００内に、コントローラ４０と、二次電池モジュール６０と、電源回路７０と、第２通信器８０とをさらに含む。

【0098】

操作端末５０は、台車３００又はハンドル３３０に着脱可能であるように構成される。例えば、操作端末５０は、台車３００に取り付けられた保持具、又は、台車３００に形成された凹部に取り付けられてもよい。操作端末５０は、ハンドル３３０に取り付けられた保持具に取り付けられてもよい。ロボット１Ａに取り付けられた状態の操作端末５０は、人間が２つの手のいずれか又は両方でハンドル３３０を掴みつつ操作端末５０を操作できるような、ハンドル３３０の近傍位置に配置される。

【0099】

変形例に係るロボット１Ａの他の構成は、実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。変形例に係るロボット１Ａによれば、実施の形態に係るロボット１と同様の効果が得られる。

【0100】

変形例に係るロボット１Ａにおいて、台車３００は、ホイール３１１、３１２及び３２０を用いて移動するように構成されるが、これに限定されない。例えば、台車３００は、クローラを用いて移動するように構成されてもよい。

【0101】

変形例に係るロボット１Ａは、人間が座部３４０に着座して台車３００に乗るように構成されるが、人間が立った状態で台車３００に乗るように構成されてもよい。

【0102】

変形例に係るロボット１Ａにおいて、ロボットアーム１００の型式は、垂直多関節型であるが、これに限定されない。例えば、ロボットアーム１００の型式は、水平多関節型、極座標型、円筒座標型、直角座標型、又はその他の型式であってもよい。

【0103】

（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示は、上記実施の形態及び変形例に限定されない。すなわち、本開示の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態及び変形例に施したもの、及び、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。

【0104】

例えば、実施の形態及び変形例に係るロボット１及び１Ａにおいて、アクチュエータは、サーボモータを駆動源として含み、サーボモータは、回転式の電気モータであるが、アクチュエータの駆動源は、回転式の電気モータに限定されない。例えば、アクチュエータは、回転式の電気モータ、直動式の電気モータ、回転式の液圧若しくはガス圧モータ、直動式の液圧若しくはガス圧モータ、又は、これらの２つ以上の組み合わせを駆動源として含んでもよい。上記の種々のモータは、サーボモータであってもなくてもよい。

【0105】

実施の形態及び変形例に係るロボット１及び１Ａは、二次電池モジュール６０を電力源とするが、これに限定されない。例えば、ロボット１及び１Ａは、商用電源等の外部電源を電力源としてもよい。この場合、ロボット１及び１Ａは、外部電源と有線又は接触を介して電気的に接続され、外部電源から電力供給を受けつつ稼働してもよい。

【0106】

実施の形態及び変形例に係るロボット１及び１Ａは、操作端末５０以外に操作装置をさらに備えてもよい。例えば、ロボットは、本体に操作装置を備えてもよい。操作装置は、操作端末５０の入力装置５５の少なくとも一部と同様の機能を有する入力装置を含んでもよく、入力装置５５と異なる入力装置を含んでもよい。操作装置の入力装置は、ロボットに乗っている人間の操作に適した構造を有してもよく、例えば、ハンドルに配置されてもよく、ハンドルを含んでもよい。操作端末５０及び操作装置は、操作端末５０がロボット１又は１Ａに取り付けられると、操作端末５０の機能の少なくとも一部が操作装置によって実現されるように構成されてもよい。操作端末５０及び操作装置は、同時に機能するように構成されてもよく、代替的に機能するように構成されてもよい。

【0107】

実施の形態及び変形例に係るロボット１及び１Ａは、人間が座部に着座して当該ロボットに乗るように構成されるが、これに限定されない。本開示のロボットは人を乗せることができればよい。例えば、ロボット１及び１Ａは、人間が立った状態又は臥せた状態で当該ロボットに乗るように構成されてもよい。

【0108】

本開示の技術の各態様例は、以下のように挙げられる。本開示の一態様に係るロボットは、人を乗せる本体と、前記本体に乗っている人が掴むハンドルと、前記本体を移動する移動装置と、前記ロボットに着脱可能であり、前記ロボットの操作に関する指令の入力を受け付ける操作端末と、前記操作端末から受け取る指令に従って前記ロボットを制御する制御装置とを備え、前記操作端末が前記ロボットに取り付けられた状態では、前記操作端末は、人によって前記ハンドルが掴まれつつ前記操作端末が操作される位置に配置される。

【0109】

上記態様によると、ロボットに取り付けられた操作端末は、ハンドルを掴む操作者によって操作可能であるロボット搭載の操作器として機能し得る。これにより、ロボットに搭載される操作機器の低減が可能である。さらに、ロボットから取り外された操作端末は、ロボットの遠隔操作器として機能し得る。操作端末は、ロボット搭載の操作器としてもロボットの遠隔操作器としても機能することができる。よって、ロボットへの搭乗状態及び非搭乗状態の双方でのユーザの操作が、１つの操作端末を用いる簡易な構成により可能である。

【0110】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記操作端末は、ディスプレイと、人によって操作される操作子とを含み、前記操作端末が前記ロボットに取り付けられた状態では、前記操作子は、人によって前記ハンドルが掴まれつつ前記操作子が操作される位置に配置されてもよい。上記態様によると、ロボットに取り付けられた操作端末の操作子は、ハンドルを掴む操作者によって操作可能である。よって、ロボットに搭載される操作子の低減が可能である。

【0111】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記操作子は、前記ディスプレイの両側に配置される複数のジョイスティックを含み、前記操作端末が前記ロボットに取り付けられた状態では、前記複数のジョイスティックは、人によって前記ハンドルが掴まれつつ前記複数のジョイスティックが操作される位置に配置されてもよい。

【0112】

上記態様によると、ジョイスティックは、自在に動くことができるため、ロボットの操作を簡易にする。ジョイスティックを含む操作端末は、例えば、ゲーム操作器のような操作感覚でのロボットの操作を可能にする。さらに、ロボットに取り付けられた操作端末のジョイスティックは、ハンドルを掴む操作者によって操作可能である。ジョイスティックの間にディスプレイがあるため、操作者は、ジョイスティックを操作しつつ、ディスプレイを容易に視認できる。操作端末は、ロボットの遠隔操作とロボット上での操作との双方において、ゲーム操作のような感覚でのロボットの操作を可能にする。

【0113】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記操作端末は、ディスプレイを含み、前記操作端末は、前記本体に人が乗っている場合に用いられる第１画面と、前記ロボットから人が離れている場合に用いられる第２画面とを、選択的に表示してもよい。上記態様によると、操作端末は、ロボットの遠隔操作とロボット上での操作とのそれぞれに適切な画面を表示することができる。よって、操作端末は、操作者の操作を容易にすることができる。

【0114】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記操作端末は、前記ロボットに取り付けられた状態で前記第１画面を表示し、前記ロボットから取り外された状態で前記第２画面を表示してもよい。上記態様によると、操作端末は、ロボットへの操作端末の着脱に応じて、表示画面を切り替えることができる。例えば、操作端末は、ロボットへの操作端末の着脱、ロボットと操作端末との距離、又はこれらの両方を検出し、検出結果に基づき自律的に画面を切り替えてもよい。操作端末は、操作者によって操作端末に入力される指令に従って画面を切り替えてもよい。例えば、指令は、画面の切り替え、操作の切り替え、制御装置との通信形態の切り替え、又は、これらの２つ以上の組み合わせ等であってもよい。

【0115】

本開示の一態様に係るロボットは、カメラをさらに備え、前記操作端末は、前記第２画面に、前記カメラによって取得された画像と当該画像の画像処理後の画像とのいずれか又は両方を表示してもよい。上記態様によると、ロボットの遠隔操作の際、操作端末は、カメラの画像等を表示する。よって、操作端末は、操作者の操作を容易にすることができる。

【0116】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記操作端末は、前記制御装置と無線通信する無線通信器と、前記制御装置と有線接続される端子とを含み、前記操作端末は、無線通信及び有線通信のどちらを介しても、前記制御装置に指令を送ることで、前記ロボットを操作してもよい。上記態様によると、操作端末は、無線通信及び有線通信のいずれか又は両方で制御装置と通信し、ロボットを操作することができる。操作端末と制御装置との間で確実な通信が可能になる。

【0117】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記操作端末は、前記無線通信器と前記制御装置との無線接続よりも、前記端子と前記制御装置との有線接続を優先して、前記制御装置と通信してもよい。上記態様によると、操作端末は、操作端末と制御装置との接続をより確実に確立することができる。例えば、操作端末は、制御装置と無線接続されている状態で有線接続されると、有線接続を介した通信を優先し通信を確実にすることができる。

【0118】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記操作端末は、ディスプレイを含み、前記操作端末は、前記無線通信器と前記制御装置とが無線接続されている状態と、前記端子と前記制御装置とが有線接続されている状態との間で、前記ディスプレイに異なる画面を表してもよい。

【0119】

上記態様によると、操作端末は、制御装置との接続状態に応じて、画面を切り替える。例えば、操作端末は、有線接続状態の場合に、ロボット上での操作用の第１画面を表示してもよく、無線接続状態の場合に、遠隔操作用の第２画面とを、選択的に表示してもよい。操作端末は、接続状態に基づき、操作者の操作状況に適した画面を表示することができる。

【0120】

本開示の一態様に係るロボットは、電力源としての電池をさらに備え、前記操作端末は、電力源としての二次電池をさらに含み、前記操作端末は、前記端子と前記制御装置との有線接続を介して、前記ロボットの前記電池から電力供給を受けてもよい。上記態様によると、操作端末と制御装置との有線接続を介して、操作端末は、ロボットの電池から電力供給を受けることができる。長時間の安定した操作端末の稼働が可能である。

【0121】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記操作端末は、前記端子と前記制御装置との有線接続を介して、前記ロボットの前記電池から電力供給を受けつつ前記制御装置と通信してもよい。上記態様によると、操作端末と制御装置との有線接続を介して、操作端末は、制御装置との通信とロボットの電池からの電力取得とを確実に行うことができる。

【0122】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記操作端末は、前記端子と前記制御装置との有線接続を介して前記ロボットの前記電池から電力供給を受けつつ、前記無線通信器と前記制御装置との無線接続を介して前記制御装置と通信してもよい。上記態様によると、操作端末と制御装置との有線通信のための装置が不要である。操作端末及びロボットの構造の簡略化が可能である。

【0123】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記移動装置は、前記本体に連結され且つ屈曲動作する２つ以上の脚部であって、２つ以上の関節をそれぞれが含む２つ以上の脚部と、複数の前記関節を駆動する複数の関節アクチュエータとを含み、前記制御装置は、前記複数の関節アクチュエータを制御してもよい。上記態様によると、操作端末は、脚部を使用して歩行し且つ人を乗せることができるロボットに対して、遠隔操作及びロボット上での操作が可能である。

【0124】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記移動装置は、１つ以上の回動可能なホイールと、前記１つ以上のホイールを駆動する１つ以上のホイールアクチュエータとを含み、前記制御装置は、前記１つ以上のホイールアクチュエータを制御してもよい。上記態様によると、操作端末は、ホイールを使用して走行し且つ人を乗せることができるロボットに対して、遠隔操作及びロボット上での操作が可能である。

【0125】

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成又はプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ、従来の回路、及び／又は、それらの組み合わせ、を含む回路又は処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、又は手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、又は、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラム又は構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、又はユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェア及び／又はプロセッサの構成に使用される。

【0126】

上記で用いた序数、数量等の数字は、全て本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示は例示された数字に制限されない。構成要素間の接続関係は、本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

【0127】

本開示は、その本質的な特徴の精神から逸脱することなく、様々なかたちで実施され得るように、本開示の範囲は、明細書の記載よりも添付の請求項によって定義されるため、例示的な実施の形態及び変形例は、例示的なものであって限定的なものではない。請求項及びその範囲内にあるすべての変更、又は、請求項及びその範囲の均等物は、請求項によって包含されることが意図されている。

【符号の説明】

【0128】

１，１Ａ ロボット
１０ 胴体（本体）
２２Ａ 第１センサ（カメラ）
２３，３３０ ハンドル
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 脚部（移動装置）
４０ コントローラ
５０ 操作端末
５１ 第１通信器
５２ 第１端子
５４Ａ ディスプレイ
５５ 入力装置（操作子）
５５Ａ ジョイスティック
６０ 二次電池モジュール（電池）
９１Ａ，９１Ｂ，３１１，３１２ 走行ホイール
９２Ａ，９２Ｂ，３１３，３１４ アクチュエータ（ホイールアクチュエータ）
３００ 台車（本体）
９０，３１０ 走行装置（移動装置）
ＪＡ 関節アクチュエータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】