【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小型でワイヤレス制御可能なマイクロロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロボットをワイヤレス制御する場合にはラジオコントロールと言われる制御を行っており、電波を利用した制御方式が用いられていた。 また、
方向を制御するためには電波に制御信号を重畳させて操舵していた。 更に、自律的に所望の方向に向かわせるためには指向性を有するアンテナを用いたり、視覚センサ等を併用したりしていた。 走行部には車輪を用いて走行抵抗を減らしていた。 また、充電するためにの端子は剛体の接点から成り、框体の凹部に形成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のロボットの制御方式では電波を利用しているため、送信側及び受信側共に多くの電気素子を必要とし、操舵のための機構が必要なことから小型化には適していなかった。 また、例えば電波が発信される方向に自律的に移動させるシステムにするためには前述のアンテナやセンサを付加する必要があり、この点においても小型化には適していなかった。 更に、駆動部以外の部分を車輪で支持した場合には車輪が小さいと大きな凹凸を乗り越える事ができず、逆に、車輪が大きいと小型化が困難であった。 充電端子も取り扱い上小さくする事ができず、小型化の妨げになっていた。

【０００４】本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、小型でワイヤレス制御可能なマイクロロボットを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の他の態様によるマイクロロボットは、検出領域が一部重複する少なくとも２個のセンサと、互いに独立して駆動され、
移動方向に対し直角方向に離れた駆動点を有する少なくとも一対の駆動部と、ＣＰＵを含み、センサの出力に基づいて駆動部を制御すると共に、センサの出力に指令信号が含まれているとその指令信号に基づいた制御動作をさせる制御部と、充電可能な電池を含み、センサ、駆動部及び制御部に電源電圧を供給する電源装置とを有する。 このように構成したことにより小形化が可能になっている。 特にセンサの検出領域を重複させたことにより、簡単な回路で目標に対して自律的に移動する機能が得られる。 また、駆動部がそれぞれ独立して制御されるので、簡単な機構で複雑な動作を制御することができる。 そして、発信素子等が無くとも同様な機能を得ることができる。

【０００６】本発明の他の態様によるマイクロロボットは、検出領域が一部重複する少なくとも２個のセンサと、少なくともコード信号を発する発信素子と、互いに独立して駆動され、移動方向に対し直角方向に離れた駆動点を有する少なくとも一対の駆動部と、ＣＰＵを含み、センサの出力に基づいて駆動部を制御すると共に、
センサの出力にコード信号の反射信号が含まれていると障害物が有るものとして判定して回避の動作を行わせ、
センサの出力に指令信号が含まれているとその指令信号に基づいた制御動作をさせる制御部と、充電可能な電池を含み、センサ、発信素子、駆動部及び制御部に電源電圧を供給する電源装置とを有する。 このように構成したことによりセンサの出力に基いて障害物の有無を判定し、障害物があれば回避の動作を行わせ、センサの出力に指令信号が含まれているとその指令信号に基づいた制御動作をさせることができる。

【０００７】本発明の他の態様によるマイクロロボットは、側部にそれぞれ設けられた一対のセンサと、移動方向を制御する舵とり部と、互いに独立して駆動され、移動方向に対して駆動力を得る駆動部と、ＣＰＵと、充電可能な電池を含み、センサ、駆動部、舵とり部及びＣＰ
Ｕに電源電圧を供給する電源装置とを有し、ＣＰＵは、
一対のセンサの出力に応じて駆動部を制御すると共に、
一対のセンサの出力の差に応じて舵とり部を制御する。
このように構成したことにより、ロボット本体が細長く可倒なものであっても自立制御することができる。

【０００８】本発明の他の態様によるマイクロロボットは、磁気透過部材から成り、駆動部、制御部及び電源装置を収納した防水筐体と、防水筐体に収納されて駆動部により回転駆動され、永久磁石が分布配置された一対の第１の駆動輪と、防水筐体の外側に配置され、永久磁石の回転に伴って回転し、ロボット本体を移動させる一対の第２の駆動輪とを有する。 本発明の他の態様によるマイクロロボットは、磁気透過部材から成り、制御部及び電源装置を収納した防水筐体を有し、駆動部は、その一部が防水筐体に収納され、残りの部分が防水筐体の外側に配置されている。 また、本発明の他の態様によるマイクロロボットは、振動伝達部材からなり、制御部、電源装置及び振動子を収納した防水筐体を有し、防水筐体の外側に振動子の振動を伝達し駆動力を得る。 以上のように防水構造にしたことにより、マイクロロボットを環境の悪い所で稼動させる場合であっても内部の電源装置、
制御部等を適切に保護することができる。

【０００９】また、本発明の他の態様によるマイクロロボットは、検出領域が一部重複する少なくとも２つのセンサとＣＰＵ−ＩＣとを可撓性を有する回路基板に一体化して実装して構成される。 センサの相対的な位置が予め決められ、センサの検出精度が高められる。 また、本発明の他の態様によるマイクロロボットは、一対の駆動部に駆動される駆動車と、筆記具からなる接触部とにより支持される。 このように構成したことにより、ロボット本体を移動させることによって筆記具で文字等を描かせることができる。 また、本発明の他の態様によるマイクロロボットは、非接触で作動し検出領域が一部重複する少なくとも２個のセンサと、センサにより電力が供給されて互いに独立して駆動され、移動方向に対し直角に離れた駆動点を有する少なくとも一対の駆動部とを有する。 このように構成したことにより、簡易な構成でセンサにより制御されるマイクロロボットが実現できる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例のマイクロロボットの側面図であり、図２はその上面図である。 ロボット本体１０の正面部には図示のように一対のセンサ１２，１
４が設けられている。 このセンサ１２，１４には例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ等からなる光センサや、音波を圧電素子により電圧に変換する超音波センサ等が用いられるが、この実施例においてはフォトトランジスタを用いるものとする。 そして、センサ１２は検出領域としての視野Ａ１を有し、センサ１４も検出領域としての視野Ａ２を有しており、両視野Ａ１，Ａ２はその中央部で重複しており、両センサ１２，１４は重複した視野Ａ３を有する。 従って、光源からの光が正面即ち視野Ａ３にあるときには、両センサ１２，１４がその光を検出することになる。 なお、センサ１２はロボット本体１０の左側に配置されているので後述する図面のフローチャートにおいてはＬセンサと記述し、また、センサ１４はロボット本体１０の右側に配置されているので同様にしてＲセンサと記述する。 ロボット本体１０の正面部には更に発信素子１３が取り付けられており、後述するように障害物の検出及び作業指令の入力に使用される。

【００１１】図３は図１の底面図である。 電源部１６が中央部分に配置されており、これは例えば電気二重層コンデンサ、ニッケルカドニウム電池等からなり、充電とバランサのために設けられた触覚部１８及び尾２０を介して充電可能に構成されている。 この電源部１６に近接して回路部２２が設けられている。 この回路部２２は回路基板２３に実装したＣＰＵ−ＩＣ２４、プルダウン用のチップ抵抗２６等を含んでおり、その詳細は後述する。 駆動部２８，３０はそれぞれステップモータ及び減速機構を内蔵し、回路部２２により制御され、これらのステップモータ及び減速機構を介して、出力軸３２，３
４と嵌合した車輪３６，３８を回転駆動する。 車輪３
６，３８は外周にゴムが取り付けられている。 なお、車輪３６，３８の形状は円形に限られず、その用途に応じて三角形、四角形等の種々の形状を取り得る。

【００１２】スペーサ３９は、框体３９ａに対して電源部１６、回路部２２及び駆動部２８，３０を支持している。 電源部１６及び回路部２２は一対の駆動部２８，３
０の間であって、両者が重なるように配置されている。
従って、電源部１６及び回路部２２は全体の体積の割には面積を広くとれる。 このため、電源部１６においてはコンデンサや二次電池の内部抵抗を小さくできるので大電流が効率良く取り出せ、回路部２２においては複雑な機能を有する大型のＩＣチップの実装に有利である。 更に、駆動部２８，３０は相互に離れた位置に配置されているので磁気的な干渉等がなくなる。

【００１３】図４はＣＰＵ−ＩＣ２４の詳細を示したブロック図である。 ＡＬＵ、各種のレジスタ等で構成されたＣＰＵコア４０には、プログラムが格納されているＲ
ＯＭ４２、そのＲＯＭ４２のアドレスデコーダ４４、各種データが格納されるＲＡＭ４６、及びそのＲＡＭ４６
のアドレスデコーダ４８が接続されている。 水晶振動子５０は発振器５２に接続され、発振器５２の発振信号はＣＰＵコア４０にクロック信号として供給される。 入出力制御回路５４にはセンサ１２，１３，１４の出力が入力し、それはＣＰＵコア４０に出力される。 電圧調整器５６は電源部１６の電圧を低電圧にかつ安定化して回路部２２に供給するためのものである。 モータ駆動制御回路５８はＣＰＵコア４０との間で制御信号の授受を行い、モータ駆動回路６０，６２を介してステップモータ６４，６６を制御する。 以上の各回路等の電源電圧は電源部１６又は電圧調整器５６から供給されている。

【００１４】なお、ステップモータ６４は駆動部３０に内蔵されており、ロボット本体１０の右側に配置されているので、後述する図面のフローチャートにおいてはＲ
モータと記述し、また、ステップモータ６６は駆動部２
８に内蔵されており、ロボット本体１０の左側に配置されているので同様にしてＬモータと記述する。

【００１５】図５はセンサ１２の回路図である。 センサ１２はホトトランジスタ１２ａから構成されており、このホトトランジスタ１２ａのエミッタに直列にプルダウン抵抗２６が接続されている。 ホトトランジスタ１２ｂ
のエミッタから受光出力が取り出され、受光出力は入出力制御回路５４にて波形整形されてＣＰＵコア４０に出力される。 この回路図はセンサ１２の例であるが、センサ１４も全く同一の構成からなっている。

【００１６】図６は駆動部３０の平面図であり、図７はその展開図である。 ステップモータ６４は励磁コイル６
８及び、マグネットからなるロータ７０を有し、電子時計において用いられる電磁式２極ステップモータがこの実施例においては用いられている。 ロータ７０はピニオン７２を駆動し、ピニオン７２はギヤを介してピニオン７４を駆動し、ピニオン７４はギヤを介してピニオン７
６を駆動し、このようにして減速されたピニオン７６は車輪３８を回転駆動する。 この図６及び図７の機構は電子時計の機構を適用したものである。 駆動部２８の機構も図６及び図７に示された機構と同一である。 ステップモータ６４，６６は、図６及び図７に示すように、高速回転させたものを減速させて車輪を回転駆動するようにしているので駆動部３０，２８の小形化が図られている。 更に、励磁コイル６８がロータ７０から離れた位置に設けられいるので、この点においても駆動部３０，２
８の薄形化・小形化が図られている。

【００１７】図８は上述の実施例のロボットの基本動作例を示したタイミングチャートである。 センサ１２，１
４に光が入射しないとその出力は０Ｖであるが、入射するとその光量に応じた電圧を出力する。 その電圧は入出力制御回路５４において所望のスレッショルド電圧で波形成形され、ＣＰＵコア４０に入力し、モータ駆動制御回路５８は駆動回路６４，６６を介してステップモータ６４，６６に正、逆に交互に駆動パルスを供給する。 従って、センサ１２が受光している区間Ｓ _１はステップモータ６４が駆動し、車輪３８が回転駆動される。 センサ１４が受光している区間Ｓ _２はステップモータ６６が駆動し、車輪３６が回転駆動される。 双方のセンサ１２，
１４が受光している区間Ｗではステップモータ６４，６
６が駆動し、車輪３８，３６が回転駆動される。

【００１８】従って、最も単純な駆動例として、光源からの光が視野Ａ１にあると（但し視野Ａ３を除く）光センサ１２はそれを受光し、ステップモータ６４がその受光出力に応じて車輪３８を回転させる。 このとき、車輪３６は停止状態になっているので、ロボット本体１０は全体が左の方向に向かって旋回移動することになる。 また、光源からの光が視野Ａ２にあると（但し視野Ａ３を除く）光センサ１４はそれを受光し、ステップモータ６
６はその受光出力に応じて車輪３６を回転させる。 このとき、車輪３８は停止状態になっているので、ロボット本体１０は全体が右方向に向かって旋回移動することになる。 更に、光源からの光が視野Ａ３にあると光センサ１２，１４はそれを受光し、ステップモータ６４，６６
はその受光出力に応じて車輪３８，３６を回転駆動させ、ロボット本体１０は真っ直ぐ移動することになる。
ロボット本体１０はこのようにして制御されることにより光源に向かって移動することになる。

【００１９】ところで、上記の動作説明においては受光センサ１２，１４が受光したときには一定の速度で駆動する場合の例について説明したが、駆動開始時には加速度をつけて駆動した方が駆動力が高まる。 図９は駆動開始時に加速制御する場合の基本動作を示すフローチャートである。 まず、ＣＰＵコア４０はステップモータ６４
の駆動パルスのクロック周波数Ｒｃを１６Ｈｚに設定し
(S1)、次にそ駆動パルスを計数するカウンタの値Ｒｃをリセットする(S2)。 次に、センサ１２からの受光出力があるかどうかを判断し(S3)、受光出力があった場合には、上記のクロック周波数Ｒｃの駆動パルスを１パルス供給してステップモータ６４を駆動し、そのときのパルスを計数する(S4)。 その計数値Ｒｎが所定値例えば１５
であるかどうかを判断し(S5)、１５になっていなければ上述の処理(S3)，(S4)を繰り返す。

【００２０】クロック周波数Ｒｃ（＝１６Ｈｚ）の駆動パルスで１５パルス分駆動すると、次に、駆動パルスのクロック周波数Ｒｃが１２８Ｈｚ（最大値）に達しているかどうかを判断し、その値に達していない場合には、
駆動パルスのクロック周波数Ｒｃを例えば３２Ｈｚに設定して(S7)、上述の処理を同様に繰り返す。 そして、駆動パルスのクロック周波数Ｒｃが１２８Ｈｚ（最大値）
に達すると(S6)、それ以後はその周波数の駆動パルスで駆動する。 センサ１２の受光出力がなくなると(S3)、ステップモータ６４を停止する(S8)。 このフローチャートはセンサ１２（Ｌセンサ）とステップモータ６４（Ｒモータ）との関係を示したものであるが、センサ１４（Ｒ
センサ）とステップモータ６６（Ｌモータ）との関係も全く同様である。

【００２１】ところで、図９のフローチャートは理解を容易にするために、センサ１２とセンサ１４と関係を述べなかったが、例えばセンサ１４が受光状態にあってステップモータ６６が駆動され、ロボット本体１０が光源の方に向ていくと、センサ１２も受光状態になる。 このように場合にはセンサ１２によって駆動されるステップモータ６４の駆動状態をステップモータ６６の駆動状態に一致させる必要がある。 このように駆動状態を位置させなければ、ロボット本体１０が光源の方に向いた時点で直線移動ができなくなる。 つまり旋回移動から直線移動への移行が円滑に行われなくなる。

【００２２】図１０は上記の点を考慮した制御のフローチャートである。 上述の場合と同様に、ＣＰＵコア４０
はステップモータ６４の駆動パルスのクロック周波数Ｒ
ｃを１６Ｈｚに設定し(S1)、次にその駆動パルスの数を計数するカウンタの値Ｒｃをリセットする(S2)。 次に、
もう一方の側のセンサ１４の受光出力があるかどうかを判断する(S2a) 。 センサ１４の受光出力があった場合には、センサ１４の側の制御系の駆動パルスのクロック周波数Ｌｃ及びカウンタの値Ｌｎをセンサ１２側の駆動パルスのクロック周波数Ｒｃ及びカウンタの値Ｒｎとして初期設定する(S2b) 。 このようにして設定した後には、
図９のフローチャートと同様に処理される。 なお、このフローチャートもセンサ１２の制御系についての動作を示すものであるが、センサ１４の制御系においても同様である。

【００２３】つまり、駆動開始時に他のセンサの制御系が駆動状態にあるとその状態を初期値として取り込んで始動するようにしたので、一方のセンサにのみが受光した場合には加速しながら方向を変え、そして両方のセンサが受光するようになるとその瞬間に両制御系を同じ駆動状態にさせて直進させる。 従って、旋回移動から直線移動への移行が円滑に行われ、光に対する応答性が向上する。

【００２４】ところで、上述の説明においては説明を簡単にするために赤外線や超音波等によるコード信号を発する発信素子１３の動作については説明を省略したが、
次に、この発信素子１３の動作について説明する。 図１
１は発信素子１３の動作を説明するための説明図であり、図においてコントローラ８０からは発信素子１３のコード信号とは異なる赤外線や超音波等によるコード信号が放射できるようになっているものとする。 以下、発信素子１３として赤外線を照射する発光ダイオードを用い、コントローラ８０からは赤外光によるコード信号を発生し、センサ１２，１４は赤外光にも反応するものとして説明する。

【００２５】図１２は発光ダイオード１３の動作を加味した動作を示すフローチャートである。 まず、ステップモータ６４，６６を駆動する(S11) 。 次に、発光ダイオード１３を一定のコード信号に基いて発光させる(S12)
。 その後、センサ１２，１４の受光信号を入出力制御回路５４が入力し(S13) 、そこで増幅及びフィルタリングをした後にＣＰＵコア４０に取り込む(S14) 。 このとき、センサ１２，１４が受光するのは、発光ダイオード１３の光が障害物に当たって反射して戻ってくる光と、
コントロータ８０の作業指令による光信号とがある。 Ｃ
ＰＵコア４０は入力信号が障害物コードであるかどうかを判断する(S15) 。 入力信号が障害物のコードではないと判断されると、センサ１２，１４どちらへの入力信号であってもコントローラ８０からの信号をデコードし(S
16) 、その内容に基いた作業（走行・作業）をさせる(S
17) 。 入力信号が障害物のコードであると判断される、
Ｒセンサ１４に入光があるかどうかを判断し(S18) 、Ｒ
センサ１４に入光があると判断されるとＲモータ６４を所定時間例えば５秒間逆回転させ障害物を回避する(S1
9) 。 Ｒセンサ１４に入光がないと判断されると、次にＬモータ６６を所定時間例えば５秒間逆回転させ障害物を回避する(S20) 。 以上のようにして障害物を回避すると共に、コンローラ８０から任意の作業指令を与えることができる。 この様な構成においては、光センサ１２，
１４により指向性による方向の制御ばかりでなく、コード信号を受光する事により作業の制御をする事もできる。

【００２６】なお、上述の実施例においては発光ダイオード１３によって発光させることにより障害物を監視する例について説明したが、障害物がコード信号を出すのであればこの発光ダイオード１３を省略することも可能であり、その場合には図１３の処理(S12) が省略される。 また、Ｌセンサ１２及びＲセンサ１４によりコード信号を受光させる場合について説明したが、コード信号を受信する専用のセンサを設けてもよい。 さらに、図１
３に示すように、発信素子１３の内部に前述の機能を示す発光ダイオード（ＬＥＤ）１３ｂ及びフォトセンサ１
３ａを内蔵しても良い。 この場合、ＶＤＤとＶＳＳの端子に電圧を与えることにより発光し、受光信号はＯＵＴ
端子に現れる。

【００２７】図１４は本発明の他の実施例の不倒式マイクロロボットの上面図であり、図１５はその正面図である。 ロボット本体８２の前部及び後部にそれぞれタイヤ８４，８６が取り付けられており、タイヤ８４はその方向が自転車の前輪のように左右に舵とりされるものとする。 ロボット本体８２には図４と同様な回路部を内蔵しており、一方のモータはロボットを駆動する駆動部に内蔵され、他方のモータはタイヤ８４の方向を制御するための舵とり部に内蔵され駆動制御回路５８で制御されている。 また、ロボット本体８２の上部にはランプ８８が点灯しているものとする。

【００２８】図１６はロボット本体８２が自立するための制御を示したフローチャートである。 まず、Ｌセンサ１２の受光出力とＲセンサ１４の受光出力とが同一であるかどうかを判定し(S11) 、両者が同一であると判断されるとロボット本体８２は垂直に自立しているものとしてタイヤ８４の向きは現状維持とする(S12) 。 また、Ｌ
センサ１２の受光出力とＲセンサ１４の受光出力とを比較し、Ｌセンサ１２の受光出力＜Ｒセンサ１４の受光出力の場合には、ロボット本体８２が右側へ戻るようにタイヤ８４の方向を操作する(S14) 。 つまり、タイヤ８４
の向きを図１４のＬ側に制御する。 また、Ｌセンサ１２
の受光出力＜Ｒセンサ１４の受光出力の条件を満たさない場合には、ロボット本体８２が左側へ戻るようにタイヤ８４の方向を操作する(S15) 。 つまり、タイヤ８４の向きを図１４のＲ側に制御する。 以上の処理を繰り返すことによりロボット本体８２は自立することになる。

【００２９】図１７は図１４及び図１５の実施例の変形例を示すマイクロロボットの正面図である。 このマイクロロボットにおいては、線材８９の中央部分が支点９０
としてロボット本体８２に取り付けられ、線材８９の一端にランプ９２を取り付け、他端に重り９４を取り付けている。 このようにランプ９２及び重り９４を取り付け、重り９４が常に垂直方向を向くようにしたことにより、例えば図示のようにロボット本体８２が傾いた場合にはＲセンサ１４の受光出力が大となり、図１６のフローチャートに従って制御されることにより、自立制御がなされる。

【００３０】ところで、マイクロロボットを使用する環境によっては防水・防塵構造を必要とする場合がある。
図１８はそのような場合の防水・防塵構造のマイクロロボットの断面図であり、ここでは磁気カップリングによる例が示されている。 全体が磁気を透過する防水壁１０
０により覆われており、防水壁１００の内部にはＲモータ６４及びＬモータ６６が配置されると共にそれらによってそれぞれ駆動される一対の駆動輪１０２が左右に配置される。 そして、この駆動輪１０２には永久磁石１０
４が分布して取り付けられる。 防水壁１００の外側に設けられた窪みの部分にも一対の駆動輪１０６が配置される。 この駆動輪１０６には、永久磁石１０４と対向した位置に永久磁石１０８が取り付けらる。 従って、Ｒモータ６４及びＬモータ６６がそれぞれ駆動されると一対の駆動輪１０２も回転する。 この駆動輪１０２が回転すると、その永久磁石１０２に駆動輪１０６の永久磁石１０
８が吸引されて駆動輪１０６も回転することになる。 この駆動輪１０６の回転駆動によりロボット本体は移動することになる。

【００３１】図１９は防水・防塵構造のマイクロロボットの他の例の断面図であり、ここでは直接駆動による例が示されている。 全体が磁気を透過する防水壁１００により覆われており、防水壁１００の内部には一対の電磁石１１０が左右に配置されている。 防水壁１００の外側に設けられた窪みの部分にも一対の駆動輪１１２が配置される。 この駆動輪１１２には、電磁石１１０と対向した側に永久磁石１１４が取り付けられている。 そして、
電磁石１１０及び永久磁石１１４によりフラットモータ１１６が構成されている。 従って、電磁石１１０を適宜励磁することによりフラットモータ１１６が回転し、駆動輪１１２が回転してロボット本体が移動する。 なお、
図１９の実施例は電磁力を利用したモータの例について説明したが、超音波モータも同様に適用することができる。

【００３２】図２０は防水・防塵構造のマイクロロボットの他の例の断面図であり、駆動モータとして円環型の超音波モータを用いている。 駆動回路１３４は振動子１
３２を駆動する信号を発生し、防水壁１００を介し振動部１３１で車輪１３０と摩擦接触し回転させる。 防水壁１００の下部には除振部１３３が設けられており、これは振動の伝達と防水の機能をもっている。 この様な構成においては防水壁１００を介して振動を伝える事ができる為、防水・防塵が容易である。 もちろん、超音波モータとしては各種の方式が利用できるし、車輪を駆動するまでもなく、走行面に直接振動を加えて移動する事も可能である。 さらに、液体中であれば、超音波振動による流れを起こし推進する事もできる。

【００３３】図２１はマイクロロボッットの軌道を示した平面図であり、図２２はその２２−２２断面図である。 基盤１１８に図示のような凸部１２０ａ，１２０ｂ
を設けると、この凸部１２０ａ，１２０ｂにより案内壁が形成される。 従って、マイクロロボットに対する光源による案内を厳密にしなくとも、この軌道１２０に沿ってマイクロロボットを移動させることができる。

【００３４】図２３は上述の軌道の変形例を示した断面図である。 この軌道１２０Ａはその全体が突起状になっており、図２１の例とは反対にマイクロロボットの移動が不安定になる。 これは例えばマイクロロボットをゲームに使用する場合に有益である。 例えば軌道１２０Ａに沿って終点まで行ったら勝ちであり、軌道から外れてマイクロロボットが倒れたら負けとするようなゲームをすることができる。 図２１及び図２２，２３に示した軌道は、紙を素材としてそれをプレス加工することにより実現することができ、例えば雑誌等に綴じ込んでおくこともできる。

【００３５】図２４はセンサ１２，１４と回路部２２の関係を示す平面図であり、可撓性を有する回路基板２３
上にＣＰＵ−ＩＣ２４と指向性を有するセンサ１２，１
４を実装している。 前述のように検出領域を一部重複させ、かつ、安定した指向特性を保持させるにはセンサの位置関係が重要であることは言うまでもない。 従って、
センサ１２とセンサ１４とを一体の回路基板で結合して両者の距離を一定化し、さらに配線を容易にする為にＣ
ＰＵ−ＩＣ２４を実装した回路基板２３とも一体化している。 加えて、回路基板２３はポリイミド等の材質からなり可撓性をもたせることにより、図１、図２等で示したロボット本体１０の目の部分への取りつけを可能にしている。 この時、ロボット本体１０によりセンサ１２，
１４の方向を定める事により検出領域の指向特性をより安定化している。

【００３６】図２５は本発明の他の実施例のマイクロロボットの側面図であり、本実施例においては、ロボット本体１０に図１における尾２０の代りに筆記具１２０を取りつけている。 このような構成においては、ロボットの走行に伴って軌道が描画されるので、プログラミングや外部からの指令により文字や絵がかける。 従って、超小型のプロッタが構成される。

【００３７】図２６は本発明の他の実施例のマイクロロボットの回路図である。 本実施例においては上述のマイクロロボットの最も簡略化した形態をとっており、センサとして非接触で作動し検出領域が相互に一部重複するスイッチ１５０，１６０を用いている。 このスイッチ１
５０，１６０のオン・オフにより電源部からＲ・Ｌモータ６４，６６に供給する電力を制御する。 この場合スイッチ１５０，１６０にはＲ・Ｌモータ６４，６６を直接駆動することのできる電流を供給することができる、例えばダーリントンタイプのフォトトランジスタやホールＩＣ等を用いる。 本実施例において、例えばスイッチ１
５０が被検出物（例えば光）を検出するとオンになり、
Ｒモータ６４は電力が供給されて駆動を開始し、ロボット本体は左側に向かって移動する。 また、スイッチ１６
０が被検出物を検出するとオンになり、Ｌモータ６６は電力が供給されて駆動を開始し、ロボット本体は右側に向かって移動する。 更に、スイッチ１５０，１６０の双方が検出するとＲ・Ｌモータ６４，６６が駆動されて、
前進することになる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の一つの態様によるマイクロロボットによれば、センサの検出領域を重複させたことにより、簡単な回路で目標に対して自律的に移動する機能が得られる。 また、駆動部がそれぞれ独立して制御されるので、簡単な機構で複雑な動作を制御することができる。 センサに指令入力用検出機能をもたせるようにしたので、指令入力用センサ無しでも同様な機能を得ることができる。

【００３９】本発明の他の態様によるマイクロロボットによれば、センサの出力に基いて障害物の有無を判定し、障害物があれば回避の動作を行わせ、指令入力用センサの出力に指令信号が含まれているとその指令信号に基づいた制御動作をさせることができる。

【００４０】本発明の他の態様によるマイクロロボットによれば、側部にそれぞれ設けられた一対のセンサの受光量に基いて一方の駆動部の進行方向を制御するようにしたのでロボット本体が細長いものであっても自立制御することができる。

【００４１】本発明の他の態様によるマイクロロボットによれば、防水構造にしたことにより、マイクロロボットを環境の悪い所で稼動させる場合であっても内部の電源装置、制御部等を適切に保護することができる。

【００４２】また、本発明の他の態様によるマイクロロボットは、２つのセンサとＣＰＵ−ＩＣとを可撓性を有する一体化した回路基板に実装したので、センサが相対的な位置が予め決められており、検出精度が高められる。 また、本発明の他の態様によるマイクロロボットは、ロボット本体を駆動車及び筆記具により支持するようにしたので、ロボット本体を移動させることによって筆記具で文字等を描かせることができる。 また、本発明の他の態様によるマイクロロボットは２個のセンサと、
一対の駆動部とにより構成したので、簡易な構成のマイクロロボットが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のマイクロロボットの側面図である。

【図２】図１の上面図である。

【図３】図１の底面図である。

【図４】図１の回路部の詳細を示したブロック図である。

【図５】センサの回路図である。

【図６】図１の駆動部の平面図である。

【図７】図６の展開図である。

【図８】図１の実施例のロボットの基本動作例を示すタイミングチャートである。

【図９】図１の実施例のロボットの駆動開始時の基本動作を示すタイミングチャートである。

【図１０】図１の実施例のロボットの駆動開始時の動作を示すタイミングチャートである。

【図１１】図１の発・受光素子の動作を説明するための説明図である。

【図１２】発信素子の動作を加味した動作を示すフローチャートである。

【図１３】発・受光素子の詳細を示した回路図である。

【図１４】本発明の他の実施例の不倒式マイクロロッボットの上面図である。

【図１５】図１４のマイクロロッボットの正面図である。

【図１６】図１５のロボット本体が自立するための制御を示したフローチャートである。

【図１７】図１４及び図１５の実施例の変形例を示すマイクロロボットの正面図である。

【図１８】本発明の他の実施例のマイクロロボットの断面図である。

【図１９】本発明の他の実施例のマイクロロボットの断面図である。

【図２０】本発明の他の実施例のマイクロロボットの断面図である。

【図２１】マイクロロボッットの軌道を示した平面図である。

【図２２】図２１の２２−２２断面図である。

【図２３】図２２の変形例を示した断面図である。

【図２４】センサと回路部との関係を示した平面図である。

【図２５】本発明の他の実施例のマイクロロボットの側面図である。

【図２６】本発明の他の実施例のマイクロロボットの回路図である。