專利名稱：機(jī)器人玩具及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人玩具及其組裝方法，尤其涉及設(shè)有伺服機(jī)構(gòu)的機(jī) 器人玩具及其組裝方法。
背景技術(shù)：
通常，已知才幾器人玩具具有一個組塊與另一個組塊通過伺月良機(jī)構(gòu)連 接在一起的結(jié)構(gòu)。機(jī)器人通常以下面的方式組裝。首先，給出關(guān)于人形機(jī)器人的腿的描述。這里，腿的組件包括安裝有RC渦輪(turbo)的一個組塊和要連接到其上的另一組塊。在該情形 下，首先，通過向伺服機(jī)構(gòu)的信號線施加起始脈沖來設(shè)置中心位置(伺 服零位)，將形成于另一組塊上的軸孔安裝到伺服機(jī)構(gòu)輸出軸上所述一 個組塊與另一個組塊的連接單元延伸的位置(機(jī)械零位)。這樣，組裝 了相鄰的組塊。因此，組裝好了整個腿。另外，以與組裝腿相同的方式連接手與臂、軀體單元與頭單元、軀 體單元與四肢。這里，"機(jī)械零位，，為機(jī)器人玩具處于基本姿勢時各組件的位置。 通常，在機(jī)器人玩具以兩條腿行走的情形下，垂直姿勢為其基本姿勢(例 如，參見"Nisokuhoko robotto seisaku chonyuumon，， ， Kabushikigaisha Ohmsha, 2006， 10月5日。第一版第三次印刷，pp.140-141)。但是，存在許多機(jī)械零位與機(jī)器人玩具的基本起始位置(原始位 置)不同的情形。例如，關(guān)于以兩條腿行走的機(jī)器人玩具，垂直姿勢位 置為其機(jī)械零位，機(jī)器人玩具的臀部稍向下的位置為原始位置。在機(jī)器 人玩具以兩條腿行走的情形下，自然通過從機(jī)器人玩具臀部稍向下的位 置(原始位置)交替向前邁出左腿和右腿來行走。另外，如上所述，因為伺服零位與機(jī)械零位相符，所以當(dāng)向伺服機(jī) 構(gòu)的信號線施加起始脈沖時，才幾器人玩具的腿將首先采取垂直姿勢位 置。隨后，機(jī)器人玩具稍稍降低臀部，然后通過交替向前邁出左腿和右 腿來行走。機(jī)器人玩具的這種運(yùn)動是不自然的。
與基本起始位置相符。例如，在機(jī)器人玩具 以兩條腿行走的情形下，需要調(diào)整，使得當(dāng)向伺服機(jī)構(gòu)的信號線施加起 始脈沖時，機(jī)器人玩具立即采取機(jī)器人玩具臀部稍稍降低的姿勢位置(基準(zhǔn)起始位置；原始位置)。因此，通常，通過將控制機(jī)器人玩具內(nèi)部的IC連接到個人計算機(jī)， 并通過編輯器改變起始脈沖的脈沖寬度，將伺服零位與原始位置調(diào)整成 4皮此相符。但是，這種操作復(fù)雜。在機(jī)器人玩具的組件存在設(shè)計誤差的情形下也會出現(xiàn)這種問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決上述問題，目的是提供一種可容易地使原始位置與機(jī) 器人玩具的伺服零位相符的機(jī)器人玩具及其組裝方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，機(jī)器人玩具包括 一個組塊，伺服機(jī)構(gòu)安 裝到該組塊上；另一個組塊，該另一個組塊通過將所述伺服機(jī)構(gòu)的輸出 軸安裝到軸孔連接到所述一個組塊上；以及軸孔直徑調(diào)整元件，用于改 變所述軸孔的直徑，以使其達(dá)到所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的 情形或者所述軸孔緊固地安裝到所述輸出軸上的情形。優(yōu)選地，所述機(jī)器人玩具還包括位置調(diào)整夾具，用于當(dāng)將所述另一 個組塊連接到所述一個組塊上時，使所述一個組塊與所述另 一個組塊之 間的位置關(guān)系與原始關(guān)系相符。優(yōu)選地，設(shè)有與所述另一個組塊的所述軸孔連通的槽，并且所述軸 孔直徑調(diào)整元件為改變所述軸孔的直徑的空間調(diào)整元件，以使其達(dá)到所 述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形或者所述軸孔緊固地安裝到 所述輸出軸上的情形。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，組裝所述機(jī)器人玩具的方法包括將所述 軸孔松散地固定到所述輸出軸上；在將所述軸孔松散地安裝到所述輸出 軸上的情形下，設(shè)置所述伺服機(jī)構(gòu)的中心位置；在將所述軸孔松散地安 裝到所述輸出軸上的情形下，通過位置調(diào)整夾具使所述一個組塊與所述 另 一個組塊之間的位置關(guān)系與原始位置相符；以及通過使用所述軸孔直 徑調(diào)整元件調(diào)整所述軸孔的直徑，將所述軸孔安裝到所述輸出軸上。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)機(jī)器人玩具處于伺服零位時，可方便地將一個組塊
與另 一個組塊連接在一起。


從下面給出的詳細(xì)描述和附圖可全面地理解本發(fā)明，其描述和附圖僅僅是示意性的，而不是對本發(fā)明的限制，其中 圖1為根據(jù)實施例的機(jī)器人玩具的正視圖； 圖2為根據(jù)實施例的機(jī)器人玩具的右視圖； 圖3為示出根據(jù)實施例的伺服機(jī)構(gòu)的實例的截面圖； 圖4為組成根據(jù)實施例的伺服機(jī)構(gòu)的減速齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi) 一個齒輪的透視圖；圖5為根據(jù)實施例的伺服機(jī)構(gòu)的輸出軸的透視圖；圖6為根據(jù)實施例的伺服機(jī)構(gòu)的離合器元件的透視圖；圖7為根據(jù)實施例的控制框圖；圖8為根據(jù)實施例的機(jī)器人玩具的腿單元的正視圖；圖9為根據(jù)實施例的機(jī)器人玩具的腿單元的右視圖；圖IO為根據(jù)實施例的機(jī)器人玩具的組塊的連接單元的透視圖；圖11為根據(jù)實施例的機(jī)器人玩具的手臂單元的正視圖；圖12為根據(jù)實施例的機(jī)器人玩具的手臂單元的右視圖；圖13為示出位置調(diào)整夾具的實例的圖。
具體實施方式
圖l為機(jī)器人玩具的正視圖，圖2為機(jī)器人玩具的右一見圖。機(jī)器人玩具1的運(yùn)動通過控制器的操作遠(yuǎn)程控制，其中圖內(nèi)省略了 控制器。特別地，機(jī)器人玩具l構(gòu)造成通過控制器的操作來控制機(jī)器人 玩具l的四肢的運(yùn)動。圖3中所示伺服機(jī)構(gòu)3安裝在機(jī)器人玩具1的四肢的連接單元內(nèi)。伺 服機(jī)構(gòu)3包括容納在殼體30內(nèi)的伺服電機(jī)31、減速齒輪機(jī)構(gòu)32、和旋轉(zhuǎn) 編碼器33。減速齒輪機(jī)構(gòu)32構(gòu)造為包括齒輪32a至32j。另外，減速齒輪機(jī)構(gòu)32的最末齒輪32j與輸出軸34之間安裝有離合器 機(jī)構(gòu)35。也就是說，齒4侖32j與輸出軸34構(gòu)造成^皮此獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。在齒輪32a 至32j之中，在齒4侖32j的端面上設(shè)有兩個半圓柱形的突起32j - 1、 32j-2，如圖4中所示。在另一方面，齒輪36設(shè)在輸出軸34的端面上，如圖5 中所示。齒輪32j和齒輪35通過圖6中所示的離合器元件37相連。離合器 元件37為環(huán)形形狀，在離合器元件37的內(nèi)周上形成有與半圓柱形突起32j -l、 32』-2接合的兩個凹陷單元37a、 37a和與齒輪36的齒跌倒的兩個凸 起單元37b、 37b。當(dāng)由于某種原因使得強(qiáng)迫停止輸出軸34而伺服電機(jī)31 的軸仍旋轉(zhuǎn)時，離合器元件37彈性變形，動力傳遞至齒輪36,從而阻止 了從齒輪32j到輸出軸34。此外，機(jī)器人玩具的軀體單元內(nèi)安裝有電池(圖中省略了 )、處理 裝置100和接收電路110 (見圖7)。處理裝置100連接到接收電路110和 伺服電機(jī)31上。處理裝置1 OO根據(jù)存儲在內(nèi)部存儲裝置中的程序處理接 收電路110和伺服機(jī)構(gòu)3的信號等，并控制伺服電機(jī)31的操作。例如，當(dāng) 開始機(jī)器人玩具l的動力時，處理裝置100向伺服電機(jī)31施加起始脈沖， 并將伺服機(jī)構(gòu)3移至中心位置(伺服零位)。下面，描述機(jī)器人玩具l的外部結(jié)構(gòu)。機(jī)器人玩具l包括軀體單元 10、頭單元ll、腿單元12和手臂單元13。伺服機(jī)構(gòu)3安裝在機(jī)器人玩具1 的各連接單元內(nèi)。這里，描述腿單元12的結(jié)構(gòu)。才幾器人玩具1的腿單元12包括粗略分 開的五個組塊21、 22、 23、 24和25,如圖8 (正視圖)和圖9 (右視圖) 中所示。在這些組塊中，組塊21連接到軀體單元(組塊)IO上。也就是說， 伺服機(jī)構(gòu)3a (標(biāo)記3a用于將伺服機(jī)構(gòu)3a從其它伺服機(jī)構(gòu)區(qū)別開)安裝在 軀體單元10內(nèi)。另外，組塊21安裝到伺服機(jī)構(gòu)3a的輸出軸34上，從而組 塊21連接到軀體單元10上。因此，當(dāng)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)3a的伺服電 機(jī)31時，組塊21相對于4區(qū)體單元104喿作。下面詳細(xì)描述上述情形中組塊21與軀體單元10的連接結(jié)構(gòu)。如圖IO 中所示，在組塊連接單元處形成有達(dá)到軸孔50a的槽(開口 )50b。槽50b 的空間構(gòu)造成可由螺釘50c調(diào)整。另外，其連接單元構(gòu)造成可通過根據(jù) 螺釘50c的緊固水平調(diào)整槽50b的空間來改變軸孔50a的直徑。在這種情 形下，螺釘50c構(gòu)成了空間調(diào)整元件，從而構(gòu)成軸孔直徑調(diào)整元件。作 為軸孔直徑調(diào)整元件，除了僅^l一個螺釘之外，還可考慮從外面穿過槽 50b來將兩個部分彼此相向地夾住的夾具或夾子。下面為同樣的方式。特別地，當(dāng)松開螺釘50c時，軸孔50a處于松散地安裝到輸出軸34的 情形(游隙安裝情形)。在這種情形下，輸出軸34不與組塊21合成一體， 輸出軸34可在軸孔50a內(nèi)空轉(zhuǎn)。在另一方面，當(dāng)緊固螺4丁50c時，軸孔50a 處于牢固安裝到輸出軸34的情形(緊固安裝情形)。在這種情形下，輸 出軸34與組塊21合成一體，當(dāng)輸出軸34旋轉(zhuǎn)時，組塊21在輸出軸34的中 心上旋轉(zhuǎn)。此外，組塊22連接到組塊21上。也就是說，在組塊21內(nèi)安裝有伺服接單元處的軸孔安裝到伺服機(jī)構(gòu)3b的輸出軸34上，從而組塊22連接到組 塊21上。因此，當(dāng)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)3b的伺服電機(jī)31時，組塊22相 對于組塊21操作。上述情形下輸出軸34與組塊22的連接結(jié)構(gòu)跟安裝在軀體單元10內(nèi) 的伺服機(jī)構(gòu)3b的輸出軸34與組塊21的連接結(jié)構(gòu)相同。也就是說，在組塊 22的連接單元形成有槽50b,槽50b的空間由螺釘調(diào)整。連接單元構(gòu)造成 可改變組塊22的槽孔50a的直徑，以便通過調(diào)整槽50b的空間從而相對于 伺服機(jī)構(gòu)3b的輸出軸34達(dá)到游隙安裝情形或緊固安裝情形。另外，組塊23連接到組塊22上。也就是說，在組塊23內(nèi)安裝有伺服 機(jī)構(gòu)3c (標(biāo)記3c用于將伺服機(jī)構(gòu)3c從其它伺服機(jī)構(gòu)區(qū)別開)。組塊22安 裝到伺服機(jī)構(gòu)3c的輸出軸34上，從而組塊23連接到組塊22上。因此，當(dāng) 可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)3c的伺服電機(jī)31時，組塊23相對于組塊22操作。上述情形下輸出軸34與組塊22的連接結(jié)構(gòu)跟安裝在軀體單元10內(nèi) 的伺服機(jī)構(gòu)3c的輸出軸34與組塊21的連接結(jié)構(gòu)相同。也就是說，在組塊 22的連接單元形成有槽50b,槽50b的空間由螺釘調(diào)整。連接單元構(gòu)造成 可改變組塊22的槽孔50a的直徑，以-使通過調(diào)整槽50b的空間從而相對于 伺服機(jī)構(gòu)3c的輸出軸34達(dá)到游隙安裝情形或緊固安裝情形。另外，組塊24連接到組塊23上。也就是說，在組塊23內(nèi)安裝有伺服裝到伺服機(jī)構(gòu)3d的輸出軸34上，從而組塊24連接到組塊23上。因此，當(dāng) 可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)3d的伺服電機(jī)31時，組塊24相對于組塊23操作。 上述情形下輸出軸34與組塊24的連接結(jié)構(gòu)跟安裝在軀體單元10內(nèi) 的伺服機(jī)構(gòu)3d的輸出軸34與組塊21的連接結(jié)構(gòu)相同。也就是說，在組塊 24的連接單元形成有槽50b,槽50b的空間由螺釘調(diào)整。連接單元構(gòu)造成 可改變組塊24的槽孔50a的直徑，以便通過調(diào)整槽50b的空間從而相對于
伺服機(jī)構(gòu)3d的輸出軸34達(dá)到游隙安裝情形或緊固安裝情形。另外，組塊25連接到組塊24上。也就是說，在組塊24內(nèi)安裝有伺服 機(jī)構(gòu)3e (標(biāo)記3e用于將伺服機(jī)構(gòu)3e從其它祠服機(jī)構(gòu)區(qū)別開)。組塊25安 裝到伺服機(jī)構(gòu)3e的輸出軸34上，從而組塊25連接到組塊24上。因此，當(dāng) 可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)3e的伺服電機(jī)31時，組塊24相對于組塊23操作。上述情形下輸出軸34與組塊25的連接結(jié)構(gòu)跟安裝在軀體單元10內(nèi) 的伺服機(jī)構(gòu)3e的輸出軸34與組塊21的連接結(jié)構(gòu)相同。也就是說，在組塊 25的連接單元形成有槽50b，槽50b的空間由螺釘調(diào)整。連接單元構(gòu)造成 可改變組塊25的槽孔50a的直徑，以-使通過調(diào)整槽50b的空間/^而相對于 伺服機(jī)構(gòu)3e的輸出軸34達(dá)到游隙安裝情形或緊固安裝情形。下面，描述手臂單元13的結(jié)構(gòu)。手臂單元13包括粗略分開的五個組 塊41、 42、 43、 44和45,如圖ll (正視圖)和圖12 (右視圖)中所示。 組塊41、 42、 43、 44和45以該順序連^妄。這^f,相鄰組塊的連4姿結(jié)構(gòu)與 腿單元12的相鄰組塊的連接結(jié)構(gòu)相同。這里，軀體單元(組塊)IO與組 塊41的連接結(jié)構(gòu)可與手臂單元13的組塊的連接結(jié)構(gòu)相同，或者組塊41可 固定到軀體單元10上。下面，以腿單元12為例，描述才幾器人玩具l的組裝方法。例如，在將軀體單元10與組塊21彼此連接時，松開螺釘50c，并助 將組塊21松散地固定到安裝在軀體單元10內(nèi)的伺服機(jī)構(gòu)3的輸出軸34 上。這樣，輸出軸34并不與組塊21合成一體，輸出軸34可在軸孔50a內(nèi) 空轉(zhuǎn)。在上述情形下，可使用位置調(diào)整夾具調(diào)整軀體單元10與組塊21之 間的夾角。特別地，軀體單元10與組塊21之間的夾角調(diào)整成與原始位置 相符。在保持下述情形條件下，激勵伺服機(jī)構(gòu)3，在設(shè)置了伺服機(jī)構(gòu)3的 中心位置(伺服零位)之后緊固螺釘50c。這樣，伺服零位可跟軀體單 元10與組塊21的原始位置〗皮此相符。相鄰《且塊也以與上述相同的方式4皮此相鄰。上面描述了本發(fā)明的實施例。但是，本發(fā)明不限于該實施例，在本 發(fā)明的要素范圍內(nèi)可進(jìn)行多種變化。例如，在上面的實施例中，給出的描述是組塊一個接一個按順序地 連接。但是，例如，在腿單元12的整個結(jié)構(gòu)組塊都彼此松散地連接的情 形(伺服機(jī)構(gòu)3的軸34與軸孔50W皮此松散固定地情形)下，在起動了機(jī)
器人玩具的動力同時按下重起按鈕之后，如果伺服機(jī)構(gòu)3處于中心位置，那么可通過位置調(diào)整夾具將腿單元12的相鄰組塊之間的位置關(guān)系調(diào) 整成與機(jī)器人玩具l本身的原始位置相符，并且可將輸出軸34與軸孔50a 調(diào)整成緊固安裝狀態(tài)。圖12中示出了使用上述情形的位置調(diào)整夾具60的實例。在圖12中， 附圖標(biāo)記60a為救出對應(yīng)于伺服機(jī)構(gòu)3的輸出軸34的標(biāo)記。當(dāng)伺服機(jī)構(gòu)3 的輸出軸34調(diào)整成與標(biāo)記60a相符時，組塊之間的位置關(guān)系可自動地調(diào) 整成與機(jī)器人玩具l本身的原始位置相符。這里，當(dāng)設(shè)定機(jī)器人玩具l時，位置調(diào)整夾具為裝配好的形式，并 且組塊之間的位置關(guān)系可自動調(diào)整成與機(jī)器人玩具l本身的原始位置相付。于2006年12月27日提交的日本專利申請No.2006 — 352818的全部內(nèi) 容，包括說明書、權(quán)利要求書及其摘要，通過參考并入本文。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人玩具，包括一個組塊，伺服機(jī)構(gòu)安裝到該組塊上；另一個組塊，該另一個組塊通過將所述伺服機(jī)構(gòu)的輸出軸安裝到軸孔連接到所述一個組塊上；以及軸孔直徑調(diào)整元件，用于改變所述軸孔的直徑，以使其達(dá)到所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形或者所述軸孔緊固地安裝到所述輸出軸上的情形。
2. 如權(quán)利要求l所述的機(jī)器人玩具，包括位置調(diào)整夾具，用于當(dāng)將所述另一個組塊連接到所述一個組塊上 時，使所述一個組塊與所述另一個組塊之間的位置關(guān)系與原始位置相付》
3. 如權(quán)利要求l所述的機(jī)器人玩具，其中 設(shè)有與所述另一個組塊的所述軸孔連通的槽，并且所述軸孔直徑調(diào)整元件為改變所述軸孔的直徑的空間調(diào)整元件，以 通過調(diào)整所迷槽的空間而達(dá)到所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的 情形或者所述軸孔緊固地安裝到所述輸出軸上的情形。
4. 如權(quán)利要求2所述的機(jī)器人玩具，其中 設(shè)有與所述另一個組塊的所述軸孔連通的槽，并且 所述軸孔直徑調(diào)整元件為改變所述軸孔的直徑的空間調(diào)整元件，以通過調(diào)整所述槽的空間而達(dá)到所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的 情形或者所述軸孔緊固地安裝到所述輸出軸上的情形。
5. —種組裝權(quán)利要求l中所述機(jī)器人玩具的方法，包括 將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上；在將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形下，設(shè)置所述伺服 才幾構(gòu)的中心位置；在將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形下，通過位置調(diào)整 夾具使所述一個組塊與所述另一個組塊之間的位置關(guān)系與原始位置相 符；以及通過使用所述軸孔直徑調(diào)整元件調(diào)整所述軸孔的直徑，將所述軸孔 安裝到所述輸出軸上。
6. —種組裝權(quán)利要求2中所述機(jī)器人玩具的方法，包括 將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上；在將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形下，設(shè)置所述伺服才幾構(gòu)的中心4立置；在將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形下，通過位置調(diào)整 夾具使所述一個組塊與所述另一個組塊之間的位置關(guān)系與原始位置相 符；以及通過使用所述軸孔直徑調(diào)整元件調(diào)整所述軸孔的直徑，將所述軸孔 安裝到所述輸出軸上。
7. —種組裝權(quán)利要求3中所述機(jī)器人玩具的方法，包括 將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上；在將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形下，設(shè)置所述伺服 機(jī)構(gòu)的中心位置；在將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形下，通過位置調(diào)整 夾具使所述一個組塊與所述另一個組塊之間的位置關(guān)系與原始位置相 符；以及通過使用所述軸孔直徑調(diào)整元件調(diào)整所述軸孔的直徑，將所述軸孔 安裝到所述輸出軸上。
8. —種組裝權(quán)利要求4中所述機(jī)器人玩具的方法，包括 將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上；在將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形下，設(shè)置所述伺服 才幾構(gòu)的中心位置；在將所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形下，通過位置調(diào)整 夾具使所述一個組塊與所述另一個組塊之間的位置關(guān)系與原始位置相 符；以及通過使用所述軸孔直徑調(diào)整元件調(diào)整所述軸孔的直徑，將所述軸孔 安裝到所述輸出軸上。
全文摘要
一種機(jī)器人玩具，包括一個組塊，伺服機(jī)構(gòu)安裝到該組塊上；另一個組塊，該另一個組塊通過將所述伺服機(jī)構(gòu)的輸出軸安裝到軸孔連接到所述一個組塊上；以及軸孔直徑調(diào)整元件，用于改變所述軸孔的直徑，以使其達(dá)到所述軸孔松散地安裝到所述輸出軸上的情形或者所述軸孔緊固地安裝到所述輸出軸上的情形。
文檔編號A63H13/00GK101209383SQ20071016086
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者米田陽亮 申請人:株式會社多美