特許 7563616 車載ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】車載ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 17/00 20060101AFI20241001BHJP

【ＦＩ】

B25J17/00 K

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2023546783

(86)(22)【出願日】2022-06-22

(86)【国際出願番号】 JP2022024893

(87)【国際公開番号】W WO2023037694

(87)【国際公開日】2023-03-16

【審査請求日】2024-03-01

(31)【優先権主張番号】202111060358.X

(32)【優先日】2021-09-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】張 来強

(72)【発明者】

【氏名】王 立紅

(72)【発明者】

【氏名】陳 亮

(72)【発明者】

【氏名】白 小林

(72)【発明者】

【氏名】駱 育卿

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１２５４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１２１６６４９（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１８７２９４５（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１６０６５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１２３０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０８９９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３０６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１３９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０５５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ａ６３Ｈ １１／００ － １１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

取付対象に回転可能に取り付けられたベース部材と、
前記ベース部材によって支持された外部材と、
前記外部材の内側に位置し、前記外部材によって支持された内部材と、
前記内部材を前記外部材に対して、前記外部材によって支持された前記内部材の部位を通る第１の軸を中心に回転可能にする第１の動力伝達ユニットと、
前記外部材を、前記ベース部材によって支持された前記外部材の部位を通る第２の軸を中心に回転可能にする第２の動力伝達ユニットと、
前記外部材を、前記第１の軸及び前記第２の軸のいずれ対しても非平行な第３の軸を中心に回転可能にする第３の動力伝達ユニットと、
を備えることを特徴とする車載ロボット。

【請求項2】

前記第２の軸は前記第１の軸と同一の平面内に位置し前記第１の軸に交差し、
前記第３の軸は前記第１の軸及び前記第２の軸のある前記平面に交差することを特徴とする請求項１に記載の車載ロボット。

【請求項3】

前記第３の軸は前記第１の軸と前記第２の軸との交点を通ることを特徴とする請求項２に記載の車載ロボット。

【請求項4】

前記第３の動力伝達ユニットは、前記ベース部材に固定された案内部材と、前記外部材に固定された移動部材とを有し、前記移動部材と前記案内部材とは相対的に移動可能とすることで、前記外部材が前記ベース部材に対して前記第３の軸を中心に回転するように連動させられることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載ロボット。

【請求項5】

前記案内部材はレール部材を有し、
前記移動部材は前記レール部材のレール面に沿って移動可能であることを特徴とする請求項４に記載の車載ロボット。

【請求項6】

前記第３の動力伝達ユニットは、中間歯車によって前記外部材を前記第３の軸を中心に回転させるように駆動する第３の軸モータを有することを特徴とする請求項４に記載の車載ロボット。

【請求項7】

前記移動部材には、前記中間歯車と噛み合う弧状ティース部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の車載ロボット。

【請求項8】

前記レール部材は複数設けられ、及び／又は前記移動部材は複数設けられることを特徴とする請求項５に記載の車載ロボット。

【請求項9】

前記レール部材は、それぞれ円弧状とされた第１のレール及び第２のレールを有し、前記第１のレールは前記外部材と前記第２のレールとの間に位置し、前記第１のレールの弧中心と前記第２のレールの弧中心が重なっており、
前記移動部材は第１の移動部材及び第２の移動部材を有し、前記第１の移動部材は前記第１のレールに沿って移動可能であり、前記第２の移動部材は前記第２のレールに沿って移動可能であることを特徴とする請求項５に記載の車載ロボット。

【請求項10】

前記移動部材は、前記移動部材の移動方向の両端部に設けられたホイール部及び／又はスライダを有することを特徴とする請求項５に記載の車載ロボット。

【請求項11】

前記内部材は環状に形成され、該内部材の内側には、情報を表示する第１のディスプレイが設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載ロボット。

【請求項12】

前記内部材の外周面には、前記内部材の外周面の一部として構成される第２のディスプレイが設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の車載ロボット。

【請求項13】

前記第２のディスプレイは表情を模擬した画像を表示することを特徴とする請求項１２に記載の車載ロボット。

【請求項14】

前記外部材及び前記内部材は円環状に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の車載ロボット。

【請求項15】

前記外部材及び前記内部材が前記第１の動力伝達ユニット～前記第３の動力伝達ユニットによって駆動されず、初期位置にある基準状態において、前記第１の軸、前記第２の軸及び前記第３の軸は互いに直交し、
前記内部材が前記第１の軸を中心に前記基準状態から回転する角度範囲は－９０°～９０°であり、及び／又は
前記外部材が前記第２の軸を中心に前記基準状態から回転する角度は－１７５°～１７５°であり、及び／又は
前記外部材が前記第３の軸を中心に前記基準状態から回転する角度は－１９°～１９°であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載ロボット。

【請求項16】

前記外部材は、内側に延びる互いに対向する一対の軸部を有し、前記内部材は前記一対の軸部によって支持され、前記第１の軸は前記一対の軸部を通り、前記第１の動力伝達ユニットは、前記内部材又は前記外部材に取り付けられた第１の軸モータを有し、
前記内部材が前記第１の軸モータの駆動によって前記一対の軸部を中心に回転可能であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載ロボット。

【請求項17】

前記第２の動力伝達ユニットは、前記取付対象に対して固定された第２の軸モータを有し、
前記ベース部材、前記外部材、前記内部材、前記第１の動力伝達ユニット及び前記第３の動力伝達ユニットが前記第２の軸モータの駆動によって、前記第２の軸を中心に一体に回転可能であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車載ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載ロボット分野に関し、特にインテリジェント車室内の車載ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の智能化に伴い、視覚、音声、フロントエンドのインクリメンタル学習等のＡＩ知覚及び思考の技術が適用された車室が流行っており、ヒューマンコンピュータインタラクションが、益々重要になっている。車載ロボットが主なインタフェースとして使用され、ロボットの頭が乗員の状態、指令に応じて乗員に交流及びフィードバックすることによっては、インタラクションの際の機械的なイメージと指令感を回避でき、より擬人的に、自然的にインタラクションできる。例えば、特許文献１には、ギア間の動力伝達により、ロボットの頭が一定の角度範囲内で上下回転及び左右回転することで、人間の頷き及び頭を振る動作を模擬する車載ロボットが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】ＣＮ１１１８７２９４５Ａ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１では、車載ロボットの頭は、上下方向及び左右方向の２つの方向しか回転できないもので、人間の頭が自由に回転する動作を模擬できないため、依然として擬人化、智能化が不足である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、すなわち、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、人間の頭の動作をリアルに、智能的に模擬できる車載ロボットを提供することにある。

【0006】

本発明の第１の態様は、取付対象に回転可能に取り付けられたベース部材と、前記ベース部材によって支持された外部材と、前記外部材の内側に位置し、前記外部材によって支持された内部材と、前記内部材を前記外部材に対して、前記外部材によって支持された前記内部材の部位を通る第１の軸を中心に回転可能にする第１の動力伝達ユニットと、前記外部材を、前記ベース部材によって支持された前記外部材の部位を通る第２の軸を中心に回転可能にする第２の動力伝達ユニットと、前記外部材を、前記第１の軸及び前記第２の軸のいずれもに対して非平行な第３の軸を中心に回転可能にする第３の動力伝達ユニットと、を備える車載ロボットを提供する。

【0007】

本発明の第２の態様は、前記第２の軸が、前記第１の軸と同一の平面内に位置し前記第１の軸に交差し、前記第３の軸が、前記第１の軸及び前記第２の軸が位置する前記平面に交差する車載ロボットを提供する。

【0008】

本発明の第３の態様は、前記第３の軸が前記第１の軸と前記第２の軸との交点を通る車載ロボットを提供する。

【0009】

本発明の第４の態様は、前記第３の動力伝達ユニットが、前記ベース部材に固定された案内部材と、前記外部材に固定された移動部材とを有し、前記移動部材と前記案内部材とは相対的に移動可能とすることで、前記外部材が前記ベース部材に対して前記第３の軸を中心に回転するように連動させられる車載ロボットを提供する。

【0010】

本発明の第５の態様は、前記案内部材がレール部材を有し、前記移動部材が前記レール部材のレール面に沿って移動可能である車載ロボットを提供する。

【0011】

本発明の第６の態様は、前記第３の動力伝達ユニットが、中間歯車によって前記外部材を第３の軸を中心に回転させるように駆動する第３の軸モータを有する車載ロボットを提供する。

【0012】

本発明の第７の態様は、前記移動部材には、前記中間歯車と噛み合う弧状ティース部が設けられている車載ロボットを提供する。

【0013】

本発明の第８の態様は、前記レール部材が複数設けられ、及び／又は前記移動部材が複数設けられる車載ロボットを提供する。

【0014】

本発明の第９の態様は、前記レール部材が、それぞれ円弧状とされた第１のレール及び第２のレールを有し、前記第１のレールが前記外部材と前記第２のレールとの間に位置し、前記第１のレールの弧中心と前記第２のレールの弧中心が重なっており、前記移動部材が第１の移動部材及び第２の移動部材を有し、前記第１の移動部材が前記第１のレールに沿って移動可能であり、前記第２の移動部材が前記第２のレールに沿って移動可能である車載ロボットを提供する。

【0015】

本発明の第１０の態様は、前記移動部材が、前記移動部材の移動方向の両端部に設けられたホイール部及び／又はスライダを有する車載ロボットを提供する。

【0016】

本発明の第１１の態様は、前記内部材が環状に形成され、該内部材の内側には、情報を表示する第１のディスプレイが設けられている車載ロボットを提供する。

【0017】

本発明の第１２の態様は、前記内部材の外周面には、前記内部材の外周面の一部として構成される第２のディスプレイが設けられている車載ロボットを提供する。

【0018】

本発明の第１３の態様は、前記第２のディスプレイが表情を模擬した画像を表示する車載ロボットを提供する。

【0019】

本発明の第１４の態様は、前記外部材及び前記内部材が円環状に形成される車載ロボットを提供する。

【0020】

本発明の第１５の態様は、前記外部材及び前記内部材が前記第１の動力伝達ユニット～前記第３の動力伝達ユニットによって駆動されず、初期位置にある基準状態において、前記第１の軸、前記第２の軸及び前記第３の軸が互いに直交し、前記内部材が前記第１の軸を中心に前記基準状態から回転する角度範囲が－９０°～９０°であり、及び／又は前記外部材が前記第２の軸を中心に前記基準状態から回転する角度が－１７５°～１７５°であり、及び／又は前記外部材が前記第３の軸を中心に前記基準状態から回転する角度が－１９°～１９°である車載ロボットを提供する。

【0021】

本発明の第１６の態様は、前記外部材が、内側に延びる互いに対向する一対の軸部を有し、前記内部材が前記一対の軸部によって支持され、前記第１の軸が前記一対の軸部を通り、前記第１の動力伝達ユニットが、前記内部材又は前記外部材に取り付けられた第１の軸モータを有し、前記内部材が前記第１の軸モータの駆動によって前記一対の軸部を中心に回転可能である車載ロボットを提供する。

【0022】

本発明の第１７の態様は、前記第２の動力伝達ユニットが、前記取付対象に対して固定された第２の軸モータを有し、前記ベース部材、前記外部材、前記内部材、前記第１の動力伝達ユニット及び前記第３の動力伝達ユニットが前記第２の軸モータの駆動によって、前記第２の軸を中心に一体に回転可能である車載ロボットを提供する。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、車載ロボットは、第１の軸、第２の軸及び第３の軸の３つの軸を中心に三次元で独立的に動作することができ、これら動作を統合することもでき、これにより人間の頭の動作をリアルに、智能的に模擬できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は本発明の車載ロボットの正面図である。

【図2】図２は本発明の車載ロボットの側面図である。

【図3】図３は本発明の車載ロボットの頭の内部構造を示す図である。

【図4】図４は本発明の車載ロボットが取付対象に取付けられた平面図である。

【図5】図５は本発明の車載ロボットの斜視図である。

【図6】図６は本発明の車載ロボットの回転を示す図であり、図６の（ａ）は車載ロボットの頭が右側に回転したことを示す図であり、図６の（ｂ）は車載ロボットの頭が中央位置にあることを示す図であり、図６の（ｃ）は車載ロボットの頭が左側に回転したことを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。理解を容易にするために、図示されている各要素の寸法や縮尺などは、実際の寸法や縮尺などとは異なる場合がある。各図面の縮尺は必ずしも一定ではない。また、Ｘ軸方向は水平の左右方向に対応し、Ｙ軸方向は上下方向に対応し、Ｚ軸方向はＸ軸とＹ軸の両方に直交する方向に対応する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は本発明の車載ロボット１００を容易に説明するために設定されており、必ずしも実際の取り付け方向と一致する必要はない。

【0026】

図１～図６に示すように、本発明の車載ロボット１００は、本体部１と、ベース部材２と、第１の動力伝達ユニット３と、第２の動力伝達ユニット４と、第３の動力伝達ユニット５と、ケース６とを備える。本体部１は、外部材１１と内部材１２とを備え、ベース部材２は、取り付けベース２１と、保持部材２２とを備え、ケース６には、第１の動力伝達ユニット３、第２の動力伝達ユニット４及び第３の動力伝達ユニット５の動作を制御する制御部２４が固定されている。第１の動力伝達ユニット３は、内部材１２を外部材１１に対して、外部材１１によって支持された内部材１２の部位を通る第１の軸Ａ１を中心に回転可能にし、第２の動力伝達ユニット４は、外部材１１を、ベース部材２によって支持された外部材１１の部位を通る第２の軸Ａ２を中心に回転可能にし、第３の動力伝達ユニット５は、外部材１１を、第１の軸Ａ１及び第２の軸Ａ２のいずれもに対して非平行な第３の軸Ａ３を中心に回転可能にする。好ましくは、第１の軸Ａ１と第２の軸Ａ２とは同一の平面内に位置し、かつ、第１の軸Ａ１と第２の軸Ａ２とは交差し、第３の軸Ａ３は、第１の軸Ａ１及び第２の軸Ａ２から形成される平面と交差する。より好ましくは、第３の軸Ａ３は第１の軸Ａ１と第２の軸Ａ２との交点を通る。

【0027】

説明の便宜上、図１に示す状態を基準状態として設定し、基準状態において、本体部１は、第１の動力伝達ユニット３～第３の動力伝達ユニット５によって駆動されず、初期位置にある。初期位置とは、外部材１１及び内部材１２が全体的に、第１の軸Ａ１及び第２の軸Ａ２から形成される平面内に位置し、かつ、本体部１が直立形態であることを指す。好ましくは、基準状態において、第１の軸Ａ１、第２の軸Ａ２及び第３の軸Ａ３は、互いに直交する。より好ましくは、基準状態において、第１の軸Ａ１は、Ｘ軸方向に延び、第２の軸Ａ２は、Ｙ軸方向に延び、第３の軸Ａ３は、Ｚ軸方向に延びる。

【0028】

外部材１１及び内部材１２は、いずれも円環状に形成され、具体的には、略円環状に形成され、同心円状に配置される。外部材１１は、ベース部材２によって支持され、具体的には、外部材１１は、取り付けベース２１によって回転可能に支持される。内部材１２は、外部材１１の内側に位置し、外部材１１によって支持され、外部材１１の内周面と内部材１２の外周面との間に、内部材１２が回転時に外部材１１と干渉しないように、所定の空間が隔てられている。好ましくは、外部材１１の内周面と内部材１２の外周面とは、同じ円弧度の曲面で形成し、内部材１２の外周面は、厚み方向（基準状態においてＺ軸方向）において中央が突出する形状に形成され、外部材１１の内周面は厚み方向において中央が凹む形状に形成される。図１に示すように、好ましくは、内部材１２の内側に、Ｚ軸のプラス方向に第１のディスプレイＤ１が設けられ、第１のディスプレイＤ１は略円形に形成され、Ｚ軸のマイナス方向に第１のディスプレイＤ１と略同じ形状のバックプレート（図示せず）が設けられており、内部材１２、第１のディスプレイＤ１及びバックプレートは、一緒に車載ロボット１００の頭を構成しており、内部材１２の内部空間Ｓを画定しており、該内部空間Ｓ内には、回路板、ケーブル等の電気素子が内蔵されている。内部材１２の外周面には、第２のディスプレイＤ２が設けられており、基準状態において、第２のディスプレイＤ２は内部材１２のＹ軸のプラス方向側に位置している。好ましくは、該第２のディスプレイＤ２は、内部材１２の輪郭形状に合うように設けられるフレキシブルディスプレイである。

【0029】

以下、図２～図５を参照しながら車載ロボット１００の動力伝達構造を説明する。

【0030】

図１～図３を参照しながら車載ロボット１００の内部材１２が第１の軸Ａ１を中心に回転する構造を説明する。図１は車載ロボット１００の正面図であり、図２は車載ロボット１００のケース６を省略した側面図であり、図３は車載ロボット１００の頭の第１のディスプレイＤ１を省略した部分断面図である。外部材１１の内周面のＹ軸方向中央位置には、内側に延びる互いに対向する軸部３１がそれぞれ設けられており、第１の軸Ａ１は一対の軸部３１を通る。内部材１２の対応位置に２つの第１の軸受３２が設けられ、内部材１２は第１の軸受３２によって軸部３１に回転可能に取付けられる。第１の軸モータ３３は内部材１２に固定される。軸部３１、第１の軸受３２及び第１の軸モータ３３は一緒に第１の動力伝達ユニット３を構成する。第１の軸モータ３３の出力軸（図示せず）が軸部３１に接続され、第１の軸モータ３３が駆動する時、出力軸の反力によって内部材１２を外部材１１に対して第１の軸Ａ１を中心に回転させる。好ましくは、第１の軸モータ３３の正転及び反転により、内部材１２が第１の軸Ａ１を中心に基準状態から回転する角度範囲が－９０°～９０°であり、これにより人間の上下頷きの動作を模擬する。

【0031】

図１、図４を参照しながら車載ロボット１００の外部材１１が第２の軸Ａ２を中心に回転する構造を説明する。保持部材２２は取り付けベース２１の下面に固定され、図４に示すように、取り付けベース２１は、第２の軸受２５によって回転可能に取付対象、例えば車両のダッシュボード２００に支持される。本体部１、ベース部材２、第１の動力伝達ユニット３及び後述する第３の動力伝達ユニット５は、一緒に組み立てられて組立体を構成する。取り付けベース２１、保持部材２２、第２の軸受２５及び第２の軸モータ４１が一緒に第２の動力伝達ユニット４を構成する。ケース６は、ダッシュボード２００の下面に固定され、保持部材２２、第２の軸モータ４１及び第３の動力伝達ユニット５は、ケース６の内部に位置する。第２の軸モータ４１は、保持部材２２の下方でケース６に固定されることで、ダッシュボード２００に対して固定され、その出力軸（図示せず）が保持部材２２に接続される。第２の軸モータ４１が駆動する時、組立体は第２の軸Ａ２を中心に回転する。好ましくは、第２の軸モータ４１の正転及び反転により、外部材１１が第２の軸Ａ２を中心に基準状態から回転する角度範囲が、－１７５°～１７５°であり、これにより人間の首を回す動作を模擬する。

【0032】

図５、図６を参照しながら車載ロボット１００の外部材１１が第３の軸Ａ３を中心に回転する構造を説明する。外部材１１の最下方には柱状部材１３が設けられ、外部材１１は柱状部材１３によって第３の動力伝達ユニット５に接続される。柱状部材１３には案内部材としてのレール部材５１が設けられており、レール部材５１は保持部材２２に設けられることで、ベース部材２に対して固定される。レール部材５１は第１のレール５１１及び第２のレール５１２を含み、第１のレール５１１及び第２のレール５１２はそれぞれ円弧状に形成され、第１のレール５１１の弧中心と第２のレール５１２の弧中心が重なっている。好ましくは、第１のレール５１１及び第２のレール５１２は外部材１１と同心に配置される。第１のレール５１１及び第２のレール５１２のレール面が上方に向く。第１のレール５１１は外部材１１と第２のレール５１２との間に設けられる。第１のレール５１１及び第２のレール５１２はそれぞれ第２の軸Ａ２に対して軸対称に配置され、第１のレール５１１は第２のレール５１２よりも長さが短い。第１のレール５１１及び第２のレール５１２の両端にはそれぞれ位置規制構造（図示せず）が設けられ、後述する第１の移動部材５２１及び第２の移動部材５２２の左右摺動の位置を制限する。柱状部材１３には移動部材５２が設けられており、移動部材５２は外部材１１に対して固定されレール部材５１によって支持され、後述するモータ５３の駆動によって、レール部材５１に沿って移動可能である。好ましくは、移動部材５２は第１の移動部材５２１及び第２の移動部材５２２を含み、第１の移動部材５２１及び第２の移動部材５２２は円弧状に形成され、外部材１１と同心に配置される。第１の移動部材５２１は第１のレール５１１に沿って移動し、第２の移動部材５２２は第２のレール５１２に沿って移動する。好ましくは、移動部材５２には、弧状ティース部５２３が設けられ、弧状ティース部５２３は第２の移動部材５２２の下面に形成される。好ましくは、第１の移動部材５２１及び第２の移動部材５２２はそれぞれ柱状部材１３に対して対称的に配置され、換言すれば、Ｚ軸方向から観察する時、柱状部材１３は第１の移動部材５２１及び第２の移動部材５２２のそれぞれの中点位置に配置される。好ましくは、初期位置に位置する時、本体部１、柱状部材１３、レール部材５１及び移動部材５２は、第２の軸Ａ２に対して軸対称に配置される。好ましくは、図５、６に示すように、第１の移動部材５２１及び第２の移動部材５２２の移動方向の両端部にそれぞれホイール部５２４が固定されており、第１の移動部材５２１及び第２の移動部材５２２それぞれのホイール部５２４は第１のレール５１１及び第２のレール５１２のレール面に沿って摺動可能である。保持部材２２には第３の軸モータ５３が固定されており、第３の軸モータ５３の出力軸（図示せず）には中間歯車５４が設けられており、中間歯車５４は弧状ティース部５２３と噛み合うことができる。レール部材５１、移動部材５２、第３の軸モータ５３及び中間歯車５４は一緒に第３の動力伝達ユニット５を構成する。第３の軸モータ５３は、中間歯車５４によって外部材１１を第３の軸Ａ３を中心に回転させる。第３の軸モータ５３が駆動する時、第１の移動部材５２１及び第２の移動部材５２２はそれぞれ第１のレール５１１及び第２のレール５１２に沿って摺動可能であることで、外部材１１を第３の軸Ａ３を中心に回転させる。好ましくは、第３の軸モータ５３の正転及び反転により、外部材１１が第３の軸Ａ３を中心に基準状態から回転する角度範囲が－１９°～１９°であり、これにより人間の頭を横に傾ける動作を模擬する。

【0033】

以下、車載ロボット１００の動作を説明する。

【0034】

第１のディスプレイＤ１は、例えば車両状態、天気、車内温度等の様々な情報を表示するようにしてもよい。第２のディスプレイＤ２は、例えば、実行する動作に合わせて目の動きを表示する画面など、人間の表情を模擬した画面を表示するようにしてもよい。指令を受けていない時、図１に示すように、車載ロボット１００は基準状態であり、第２のディスプレイＤ２はオフ状態であり、車載ロボット１００は第１のディスプレイＤ１が乗員に面する状態である。指令を受け取った後、制御部２４は第１の動力伝達ユニット３、第２の動力伝達ユニット４及び第３の動力伝達ユニット５の少なくとも一方を制御することで、車載ロボット１００の頭が、上下頷き動作、頭を横に傾ける動作又は首を回す動作、又はこれら動作の複合動作をするように駆動する。例えば、車載ロボット１００は、他の車載のセンサによって音声指令を出した乗員の位置を判断し、第２のディスプレイＤ２を乗員の位置に面するように回転させることができる。指令の動作完了後、第２のディスプレイＤ２がオフになると、車載ロボット１００は、第１のディスプレイＤ１が乗員に面する状態に戻る。
（その他の実施例）

【0035】

上記実施形態において、基準状態では、第１の軸、第２の軸及び第３の軸は互いに直交しているが、第３の軸は、第１の軸及び第２の軸から形成される平面と交差してもよく、第１の軸、第２の軸及び第３の軸は、他の角度で交差してもよい。また、第１の軸、第２の軸及び第３の軸は、同一点に交差しなくてもよく、例えば第３の軸は、第１の軸と第２の軸との交点の下方に位置してもよい。また、第１の軸と第２の軸とは、同一の平面内に位置しなくてもよい。

【0036】

上記実施形態において、車載ロボットの外部材は円環状に形成されているが、これに限らず、内部材を第１の軸を中心に回転可能に支持できる構造であれば、例えば必要に応じて多角形、楕円状等の他の形状に形成されてもよく、一部が切り欠かれた環状等の開放形状に形成されもよい。

【0037】

上記実施形態において、Ｚ軸のマイナス方向に円形のバックプレートが設けられているが、これに限らず、必要に応じてＺ軸のマイナス方向に第３のディスプレイを別に設けてもよい。また、第１のディスプレイ及び第３のディスプレイの形状は、円形に限らず、必要に応じて楕円形、多角形等の他の形状に形成されてもよい。

【0038】

上記実施形態において、第１の軸モータは内部材に固定されているが、外部材に固定されてもよい。また、第１の軸モータは２つの軸部のそれぞれに対して別々に設けられてもよい。

【0039】

上記実施形態において、第３の動力伝達ユニットは、中間歯車によって外部材を第３の軸を中心に回転させるように駆動するが、これに限らず、外部材を第３の軸を中心に回転させるように駆動できる構造であれば、例えばスペース、レイアウト等に応じてウォームギア動力伝達、チェーン動力伝達、ベルト動力伝達等の他の動力伝達方式を採用してもよい。

【0040】

上記実施形態において、レール部材はベース部材に固定されているが、レール部材を外部材に固定しベース部材にホイール部を設けるようにしてもよい。この場合、ホイール部は案内部材として機能する。

【0041】

上記実施形態において、案内部材として、レール部材が開示されているが、移動部材の移動を案内できる構造であれば、例えば溝、ガイドピン、ガイドローラ等の構造を採用してもよい。

【0042】

上記実施形態において、第３の動力伝達ユニットは２つのレール及び２つの移動部材を備えるが、これに限らず、外部材をスムーズに回転可能にする構造であれば、例えば１つのレール及び１つの移動部材を採用してもよく、３つ以上のレール及び３つ以上の移動部材を採用してもよく、また、レールの数と移動部材の数が異なってもよい。

【0043】

上記実施形態において、第３の動力伝達ユニットは、ホイール部がレールのレール面を摺動する構造を採用しているが、これに限らず、外部材をスムーズに回転可能にする構造であれば、例えばスライダがレール面を摺動する構造を採用してもよく、レールと移動部材の嵌合の代わりに軸受を採用してもよい。

【0044】

上記実施形態において、２つの移動部材はそれぞれのレールの上方に位置しているが、これに限らず、外部材をスムーズに回転可能し外部材を安定的に支持できる構造であれば、例えば、第１の移動部材が第１のレールの下面に設けられるレール面を摺動してもよく、第２の移動部材が第２のレールの下面に設けられるレール面を摺動してもよい。

【0045】

上記実施形態において、第１の移動部材及び第２の移動部材は円弧状に形成されているが、これに限らず、第１の移動部材及び第２の移動部材が第１のレール及び第２のレールの弧中心を中心に回転できる構造であればよい。例えば、第１の移動部材は長尺状に形成されてもよい。

【0046】

上記実施形態において、ケースが設けられているが、これに限らず、スペース、レイアウト等に応じてケースを省略してもよい。この場合、制御部を保持部材に固定し、第２の軸モータを取付対象に固定するようにしてもよい。

【0047】

以下、本実施形態の効果を説明する。

【0048】

本実施形態では、該車載ロボット１００は、取付対象２００に回転可能に取り付けられたベース部材２と、ベース部材２によって支持された外部材１１と、外部材１１の内側に位置し、外部材１１によって支持された内部材１２と、内部材１２を外部材１１に対して、外部材１１によって支持された内部材１２の部位を通る第１の軸Ａ１を中心に回転可能にする第１の動力伝達ユニット３と、外部材１１を、ベース部材２によって支持された外部材１１の部位を通る第２の軸Ａ２を中心に回転可能にする第２の動力伝達ユニット４と、外部材１１を、第１の軸Ａ１及び第２の軸Ａ２のいずれに対して非平行な第３の軸Ａ３を中心に回転可能にする第３の動力伝達ユニット５と、を備える。これにより、車載ロボット１００は、第１の軸Ａ１、第２の軸Ａ２及び第３の軸Ａ３の３つの軸を中心に三次元で独立的に動作することができ、これら動作を統合することもできるため、人間の頭の動作をリアルに、智能的に模擬できる。

【0049】

本実施形態では、第２の軸Ａ２は第１の軸Ａ１と同一の平面内に位置し前記第１の軸Ａ１に交差し、第３の軸Ａ３は第１の軸Ａ１及び第２の軸Ａ２が位置する平面に交差する。これにより、車載ロボット１００が第１の軸Ａ１、第２の軸Ａ２及び第３の軸Ａ３の３つの軸を中心に三次元で動作することを簡単に設定することができ、よりリアルな擬人化効果を得ることができる。

【0050】

本実施形態では、第３の軸Ａ３は第１の軸Ａ１と第２の軸Ａ２との交点を通る。これにより、車載ロボット１００が第１の軸Ａ１、第２の軸Ａ２及び第３の軸Ａ３の３つの軸を中心に三次元で動作することをより簡単に設定することができ、よりリアルな擬人化効果を得ることができる。

【0051】

本実施形態では、第３の動力伝達ユニット５は、ベース部材２に固定された案内部材５１と、外部材１１に固定された移動部材５２とを有し、移動部材５２と案内部材５１とは相対的に移動可能とすることで、外部材１１がベース部材２に対して第３の軸Ａ３を中心に回転するように連動させられる。これにより、簡単な構造により外部材１１が第３の軸Ａ３を中心に回転することを案内することができる。

【0052】

本実施形態では、案内部材５１はレール部材５１を有し、移動部材５２はレール部材５１のレール面に沿って移動可能である。これにより、レール部材５１によって、外部材１１がスムーズに第３の軸Ａ３を中心に回転できるように移動部材５２を案内し支持することができる。

【0053】

本実施形態では、第３の動力伝達ユニット５は、中間歯車５４によって外部材１１を第３の軸Ａ３を中心に回転させるように駆動する第３の軸モータ５３を有する。これにより、ギア動力伝達によって、外部材１１を第３の軸Ａ３を中心に回転させるように確実に駆動することができ、外部材１１の回転の角度を正確に制御することができるため、外部材１１を所望の姿勢に維持することができる。

【0054】

本実施形態では、移動部材５２には、中間歯車５４と噛み合う弧状ティース部５２３が設けられている。これにより、中間歯車５４によって移動部材５２を直接駆動することができるため、移動部材５２を案内部材５１に沿って確実に移動させることができる。

【0055】

本実施形態では、レール部材５１は複数設けられ、及び／又は移動部材５２は複数設けられる。これにより、複数のレール部材５１及び移動部材５２の組み合わせによって、外部材１１が第３の軸Ａ３を中心に回転することを確実に支持し案内することができる。

【0056】

本実施形態では、レール部材５１は、それぞれ円弧状とされた第１のレール５１１及び第２のレール５１２を有し、第１のレール５１１は外部材１１と第２のレール５１２との間に位置し、第１のレール５１１の弧中心と第２のレール５１２の弧中心が重なっており、移動部材５２は第１の移動部材５２１及び第２の移動部材５２２を有し、第１の移動部材５２１は第１のレール５１１に沿って移動可能であり、第２の移動部材５２２は第２のレール５１２に沿って移動可能である。これにより、外部材１１を二重に支持し案内することができるため、一方のレール部材５１及び移動部材５２の間の嵌合不良による外部材１１の意図しない動作を回避することができる。

【0057】

本実施形態では、移動部材５２は、移動部材５２の移動方向の両端部に設けられたホイール部５２４及び／又はスライダを有する。これにより、簡単な構造によって、外部材１１が第３の軸Ａ３を中心に回転することを案内することができ、移動方向の両端部にホイール部５２４及び／又はスライダを設けることによって、移動部材５２の加工精度及び寸法の要求を低くすることができるため、コストの削減及び軽量化を図ることができる。

【0058】

本実施形態では、内部材１２は環状に形成され、該内部材１２の内側には、情報を表示する第１のディスプレイＤ１が設けられている。これにより、外観性を向上させ、より多くの情報を表示できるように表示面積を大きくすることができる。

【0059】

本実施形態では、内部材１２の外周面には、内部材１２の外周面の一部として構成される第２のディスプレイＤ２が設けられている。これにより、人間の頭の行為をリアルに模擬することができるため、擬人性及び智能性を向上させることができ、より良いユーザーエクスペリエンスを図ることができる。

【0060】

本実施形態では、第２のディスプレイＤ２は表情を模擬した画像を表示する。これにより、擬人性及び智能性を向上させることができ、より良いユーザーエクスペリエンスを図ることができる。

【0061】

本実施形態では、外部材１１及び内部材１２は円環状に形成される。これにより、車載ロボット１００の構造を簡素化し、良好な擬人性を図ることができ、より良いユーザーエクスペリエンスを図ることができる。

【0062】

本実施形態では、外部材１１及び内部材１２が第１の動力伝達ユニット３～第３の動力伝達ユニット５によって駆動されず、初期位置にある基準状態において、第１の軸Ａ１、第２の軸Ａ２及び第３の軸Ａ３は互いに直交し、内部材１２が第１の軸Ａ１を中心に基準状態から回転する角度範囲は－９０°～９０°であり、及び／又は外部材１１が第２の軸Ａ２を中心に基準状態から回転する角度は－１７５°～１７５°であり、及び／又は外部材１１が第３の軸Ａ３を中心に基準状態から回転する角度は－１９°～１９°である。これにより、車載ロボット１００が第１の軸Ａ１、第２の軸Ａ２及び第３の軸Ａ３の３つの軸を中心に三次元で動作することをより簡単に設定することができ、よりリアルな擬人化効果を図ることができ、人間の頭の上下頷き動作、首を回す動作、頭を横に傾ける動作及びこれら動作の複合動作をよりリアルに、智能的に模擬することができるため、擬人性及び智能性を向上させ、より良いユーザーエクスペリエンスを図ることができ、車載ロボット１００の回転の時間及びストロークを節約することができる。

【0063】

本実施形態では、外部材１１は、内側に延びる互いに対向する一対の軸部３１を有し、内部材１２は一対の軸部３１によって支持され、第１の軸Ａ１は一対の軸部３１を通り、第１の動力伝達ユニット３は、内部材１２又は外部材１１に取り付けられた第１の軸モータ３３を有し、内部材１２が第１の軸モータ３３の駆動によって一対の軸部３１を中心に回転可能である。これにより、簡単な構造によって車載ロボット１００を第１の軸Ａ１を中心に回転させることができ、車載ロボット１００のコンパクト化を図ることができる。

【0064】

第２の動力伝達ユニット４は、取付対象に対して固定された第２の軸モータを有し、ベース部材２、外部材１１、内部材１２、第１の動力伝達ユニット３及び第３の動力伝達ユニット５が第２の軸モータの駆動によって、第２の軸Ａ２を中心に一体に回転可能である。これにより、簡単な構造によって、車載ロボット１００を第２の軸Ａ２を中心に回転させることができ、車載ロボット１００のコンパクト化を図ることができる。

【0065】

上記の実施形態は単なる例示であり、本発明を限定することを意図するものではないと理解すべきである。当業者は、本発明の教示の下で、その主旨を逸脱しない範囲内において上記の実施形態を種々変形して実施可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】