JP2003334773A - Bipedal walking robot - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and stably walking bipedal walking robot. <P>SOLUTION: This bipedal walking robot 10a has a body 12, two legs 14 for supporting the body 12, and an auxiliary arm 20 for supporting the body 12 at three points together with the two legs 14 when having the possibility of overturning, and transfers to a three-pint support state in a first place by the two legs 14 and the auxiliary arm 20 from an overturning state at overturning, and next, transfers to a bipedal walking state by the two legs 14 from the three-point support state. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、二足歩行ロボッ
トに関し、より特定的には掃除ロボットとして用いられ
る二足歩行ロボットに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bipedal robot, and more particularly to a bipedal robot used as a cleaning robot.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ロボットの移動機構には、大別して車輪
式と脚式とがある。脚式は、段差があるなど平坦でない
床面にも対応できるという点で車輪式より優れている。
また、脚式の中には多足歩行タイプと二足歩行タイプと
がある。多足歩行タイプは、安定歩行という点で二足歩
行タイプに勝るが、脚の数だけその機構部が増えること
により、サイズおよび重量が大きくなりエネルギ消費量
も大きくなってしまう。一方、二足歩行タイプは、小型
軽量にでき、平面視投影面積も小さくできるので、狭い
場所でも自由に動き回ることができる。また、二足歩行
タイプは人間と同じ移動機構であるので、人間の活動空
間での移動機構として最適である。2. Description of the Related Art Robot moving mechanisms are roughly classified into a wheel type and a leg type. The leg type is superior to the wheel type in that it can handle uneven floor surfaces such as steps.
Further, the leg type includes a multi-legged walking type and a bipedal walking type. The multi-legged walking type is superior to the bipedal walking type in terms of stable walking, but the size and weight increase and the energy consumption also increases due to the increase in the number of mechanical parts corresponding to the number of legs. On the other hand, the bipedal walking type can be made compact and lightweight, and the projected area in plan view can be reduced, so that the bipedal walking type can move freely even in a narrow place. Further, since the bipedal walking type has the same movement mechanism as that of a human being, it is optimal as a movement mechanism in a human activity space.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、二足歩行タイ
プは、車輪式や多足歩行タイプと比較して安定姿勢を保
って歩行するのが難しい。このため、二足歩行タイプの
ロボットの姿勢制御には、いわゆるフィードバック制御
が採用される。具体的にはたとえば、ロボットの関節の
駆動モータに曲げ角度の指令値を与え、その指令値と、
駆動モータに接続されたエンコーダ等によって測定され
た関節の実際の曲げ角度とを比較し、両者間の制御偏差
がなるべく小さくなるような操作量を関節の駆動モータ
への指令値に加算する。ところが、フィードバック制御
は動的な環境で行われるので、測定値を得る時点と操作
量を与える時点とでは状況が変化しており、どうしても
制御偏差が生じてしまう。制御偏差があると、タイミン
グ、重心移動の軌跡等が狂い、ロボットの安定歩行が困
難になる。However, it is more difficult for the bipedal walking type to walk while maintaining a stable posture, as compared with the wheel type or the multipedal walking type. Therefore, so-called feedback control is adopted for the posture control of the bipedal walking robot. Specifically, for example, a bending angle command value is given to the drive motor of the joint of the robot, and the command value,
The actual bending angle of the joint measured by an encoder or the like connected to the drive motor is compared, and an operation amount such that the control deviation between the two is as small as possible is added to the command value to the drive motor of the joint. However, since the feedback control is performed in a dynamic environment, the situation changes between the time when the measured value is obtained and the time when the operation amount is given, and a control deviation inevitably occurs. If there is a control deviation, the timing, the locus of movement of the center of gravity, etc. are deviated, and stable walking of the robot becomes difficult.

【０００４】また、なるべく制御偏差を小さくするため
には高性能な演算処理装置が必要となるので、重量およ
びエネルギ消費量が大きくなり、さらには価格も高くな
ってしまう。さらに、安定性を向上させるためにロボッ
トの足平の接地面積を大きくすることが考えられるが、
歩行面の状況によっては逆に安定性を損なってしまう。
それゆえにこの発明の主たる目的は、安価でありかつ安
定歩行できる二足歩行ロボットを提供することである。Further, since a high-performance arithmetic processing unit is required in order to reduce the control deviation as much as possible, the weight and energy consumption increase, and the price also increases. Furthermore, it is possible to increase the contact area of the foot of the robot to improve stability.
On the contrary, depending on the condition of the walking surface, the stability may be impaired.
Therefore, a main object of the present invention is to provide a bipedal robot which is inexpensive and can walk stably.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の二足歩行ロボットは、本体、本
体を支持する２つの脚部、および転倒の可能性のある場
合に２つの脚部とともに三点で本体を支持する補助手段
を備える。なお、請求項１でいう「転倒の可能性のある
場合」とは、本体を２つの脚部で支持するだけではロボ
ットが転倒する可能性がある場合を意味し、二足歩行状
態から転倒状態への移行途中における場合のみならず、
転倒状態から二足歩行状態への移行途中における場合を
も含む意味である。In order to achieve the above-mentioned object, a bipedal walking robot according to claim 1 has a main body, two legs supporting the main body, and a possibility of falling. An auxiliary means for supporting the main body at three points together with the two legs is provided. In addition, "when there is a possibility of tipping over" in claim 1 means a case where the robot may tip over if the main body is supported by only two legs. Not only during the transition to
This is also meant to include the case where the fall state is in the process of transitioning to the bipedal walking state.

【０００６】請求項２に記載の二足歩行ロボットは、請
求項１に記載の二足歩行ロボットにおいて、転倒状態か
ら２つの脚部と補助手段とによる三点支持状態へ移行す
る手段、および三点支持状態から２つの脚部による二足
歩行状態へ移行する手段をさらに備えることを特徴とす
る。請求項３に記載の二足歩行ロボットは、請求項１ま
たは２に記載の二足歩行ロボットにおいて、掃除ロボッ
トであることを特徴とする。A bipedal walking robot according to a second aspect of the present invention is the bipedal walking robot according to the first aspect, wherein a means for transitioning from a fall state to a three-point support state by two legs and auxiliary means, and three It is characterized by further comprising means for shifting from a point support state to a bipedal walking state by two legs. The bipedal robot according to claim 3 is the bipedal robot according to claim 1 or 2, which is a cleaning robot.

【０００７】請求項１に記載の二足歩行ロボットでは、
転倒の可能性のある場合に、２つの脚部および補助手段
によって三点で接地して本体が三点で支持されるので、
転倒しにくく安定姿勢を保つことができ、その結果、安
定歩行が可能となる。また、一旦三点で支持された静止
状態にすることができるので、フィードバック制御する
場合に必要とされるような高性能な演算処理装置を必要
とせず、構造を簡易にでき、小型軽量かつ安価な二足歩
行ロボットが得られる。In the bipedal walking robot according to claim 1,
When there is a possibility of tipping over, the two legs and auxiliary means ground at three points to support the main body at three points,
It is difficult to fall and can maintain a stable posture, and as a result, stable walking is possible. In addition, since it can be once in a stationary state supported by three points, it does not require a high-performance arithmetic processing device that is required for feedback control, the structure can be simplified, and it is small, lightweight and inexpensive. A biped walking robot can be obtained.

【０００８】請求項２に記載の二足歩行ロボットでは、
転倒したときに、転倒状態からまず三点で支持された静
止状態へ移行し、つぎに三点支持状態から２つの脚部に
よる二足歩行状態へ移行することができる。このため、
一旦三点で支持された所定の状態にしてから２つの脚部
による二足歩行状態に移行するので、三点支持状態から
常に同一のプロセス（同一のプログラム）を経て二足歩
行状態に移行することができる。したがって、簡単な構
造で転倒したときにも対応できる。In the bipedal robot according to claim 2,
When a person falls down, it is possible to shift from a fall state to a rest state in which the robot is supported by three points, and then shift from a three-point support state to a bipedal walking state with two legs. For this reason,
Once it is in a predetermined state in which it is supported by three points, it shifts to a bipedal walking state by two legs, so it always shifts to a bipedal walking state through the same process (the same program) from the three-point supporting state. be able to. Therefore, it is possible to cope with a fall with a simple structure.

【０００９】請求項３に記載のように、二足歩行ロボッ
トが掃除ロボットに適用されると、通常は２つの脚部で
二足歩行できるので、一般家庭等の屋内における狭い場
所でも自由に動き回って掃除することができ、掃除可能
な範囲が拡大する。また、小型軽量であるので、万一転
倒した場合でも人に対する安全性に優れ、家具等の破壊
およびロボット自身への衝撃を最小限に抑えることがで
きる。さらに、たとえば補助手段を筒状に形成して補助
手段の先端部からゴミ等を吸い込むようにすれば、掃除
中は実質的に三点支持状態となり、安定した状態で歩行
および掃除することができる。When the bipedal robot is applied to the cleaning robot as described in claim 3, since the bipedal can usually walk with two legs, it can move freely even in a narrow place indoors such as a general household. It can be cleaned by expanding the range that can be cleaned. Further, since it is small and lightweight, it is excellent in safety for people even if it falls down, and it is possible to minimize the destruction of furniture and the like and the impact on the robot itself. Furthermore, for example, if the auxiliary means is formed in a tubular shape and dust or the like is sucked from the tip of the auxiliary means, the three-point support state is substantially achieved during cleaning, and walking and cleaning can be performed in a stable state. .

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図１および図２を参照
して、この発明の一実施形態の二足歩行ロボット１０
は、たとえば各種施設、店舗、一般家庭等の屋内の掃除
を自動化する掃除ロボットとして用いられる。二足歩行
ロボット１０は、略卵形の本体１２を含む。本体１２は
２本の脚部１４によって支持される。脚部１４はモータ
１６によって駆動される。本体１２内にはモータ１６を
制御する制御部１８が設けられ、制御部１８からの指示
によって２本の脚部１４で二足歩行できるように二足歩
行ロボット１０は形成される。また、本体１２は、本体
１２の腹側に重心がくるように形成される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. With reference to FIGS. 1 and 2, a bipedal walking robot 10 according to an embodiment of the present invention.
Is used as a cleaning robot that automates the cleaning of indoors such as various facilities, shops, and general households. The biped robot 10 includes a body 12 having a substantially oval shape. The body 12 is supported by the two legs 14. The legs 14 are driven by a motor 16. A control unit 18 for controlling the motor 16 is provided in the main body 12, and the biped walking robot 10 is formed so that two legs 14 can walk biped by an instruction from the control unit 18. Further, the main body 12 is formed so that the center of gravity is on the ventral side of the main body 12.

【００１１】本体１２のうち２本の脚部１４よりも前方
側にはさらに、伸縮可能な補助アーム２０が取り付けら
れる。２本の脚部１４および補助アーム２０の先端部
（後述する吸込口２０ａ）が接地した状態において、補
助アーム２０は２本の脚部１４とともに本体１２を三点
で支持可能である。補助アーム２０はアクチュエータ２
２によって駆動される。この実施形態では、補助アーム
２０は筒状に形成され、先端部に掃除機の吸込口２０ａ
を有する。また、本体１２内には掃除機部２４が設けら
れ、掃除機部２４によって吸込口２０ａから補助アーム
２０内を経てゴミ等を吸い込み可能とされる。掃除機部
２４は制御部１８によって制御される。なお、掃除機部
は、本体１２内に組み込まれている必要はない。たとえ
ば、本体１２は既存の掃除機と連結する構造を持つこと
により、既存の掃除機の機能を使い吸込口２０ａからゴ
ミ等を吸い込むことができる。An extendable auxiliary arm 20 is further attached to the front side of the two legs 14 of the main body 12. The auxiliary arm 20 can support the main body 12 at three points together with the two leg portions 14 in a state where the two leg portions 14 and the tip end portions of the auxiliary arm 20 (a suction port 20a described later) are grounded. The auxiliary arm 20 is the actuator 2
Driven by two. In this embodiment, the auxiliary arm 20 is formed in a tubular shape, and the suction port 20a of the vacuum cleaner is provided at the tip thereof.
Have. Further, a cleaner unit 24 is provided in the main body 12, and the cleaner unit 24 can suck dust and the like from the suction port 20a through the auxiliary arm 20. The cleaner unit 24 is controlled by the control unit 18. The cleaner unit does not need to be incorporated in the main body 12. For example, since the main body 12 has a structure that is connected to an existing vacuum cleaner, dust and the like can be sucked from the suction port 20a by using the function of the existing vacuum cleaner.

【００１２】制御部１８にはさらに、二足歩行ロボット
１０が何度傾いているかを検出する傾斜センサ２６、二
足歩行ロボット１０のふらつきの度合い等を検出する加
速度センサ２８、姿勢の判断を可能とするために二足歩
行ロボット１０の接地箇所を検出する圧力センサ３０、
たとえば本体１２の腹部に設けられうつぶせ状態か否か
の判断を可能とする接触センサ３２、周囲の物体等との
距離を計測する距離計測センサ３４、脚部１４等の関節
の角度を電気信号に変換して制御部１８に伝達するエン
コーダ３６、二足歩行ロボット１０の動作のためのプロ
グラムや各種データが記憶されるメモリ３８、二足歩行
ロボット１０の動力源となる電気エネルギを貯留するバ
ッテリ４０、二足歩行ロボット１０を無線操作するため
の図示しないリモートコントローラに対して電気信号を
無線で送信するための送信部４２、およびリモートコン
トローラから電気信号を無線で受信するための受信部４
４が接続される。The control unit 18 can further determine a tilt sensor 26 for detecting how many times the biped walking robot 10 is tilted, an acceleration sensor 28 for detecting the degree of wobbling of the biped walking robot 10, and a posture determination. To detect the ground contact point of the bipedal walking robot 10,
For example, a contact sensor 32 provided on the abdomen of the main body 12 for determining whether or not the person is in a flattened state, a distance measuring sensor 34 for measuring a distance to a surrounding object, an angle of a joint such as the leg portion 14 are converted into an electric signal. An encoder 36 that converts and transmits to the control unit 18, a memory 38 that stores a program and various data for the operation of the bipedal walking robot 10, and a battery 40 that stores electric energy that is a power source of the bipedal walking robot 10. , A transmitter 42 for wirelessly transmitting an electrical signal to a remote controller (not shown) for wirelessly operating the bipedal robot 10, and a receiver 4 for wirelessly receiving an electrical signal from the remote controller.
4 is connected.

【００１３】二足歩行ロボット１０は、図１（ａ）に示
すような安定状態では、２本の脚部１４で二足歩行しな
がら補助アーム２０を用いて掃除する。そして、地面の
段差や振動等によって姿勢が不安定になった場合には、
図１（ｂ）に示すように、２本の脚部１４および補助ア
ーム２０が所定の間隔をあけて三点で接地し本体１２を
三点で支持する三点支持姿勢（三点支持状態）に速やか
に移行することができる。In a stable state as shown in FIG. 1A, the bipedal walking robot 10 uses the auxiliary arm 20 to clean while walking bipedally with two legs 14. If the posture becomes unstable due to a step on the ground or vibration,
As shown in FIG. 1B, a three-point support posture in which the two legs 14 and the auxiliary arm 20 are grounded at three points with a predetermined gap and the main body 12 is supported at three points (three-point support state). Can be quickly transferred to.

【００１４】図３を参照して、二足歩行ロボット１０の
姿勢制御について説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、二
足歩行ロボット１０を正面側から見た図解図であり、図
３（ｅ）は、図３（ｂ）を上方から見た場合の二足歩行
ロボット１０の重心Ｇ１の位置を説明するための図解図
である。The posture control of the bipedal walking robot 10 will be described with reference to FIG. 3A to 3D are schematic views of the bipedal walking robot 10 viewed from the front side, and FIG. 3E is a bipedal walking robot when FIG. 3B is viewed from above. It is an illustration figure for demonstrating the position of the gravity center G1 of 10.

【００１５】図３（ａ）に示すように、二足歩行ロボッ
ト１０は、通常の安定状態では２本の脚部１４で二足歩
行しながら補助アーム２０を用いて掃除する。そして、
図３（ｂ）に示すように姿勢が不安定状態になった場合
には、速やかに図３（ｃ）に示すような三点支持姿勢に
移行する。図３（ｅ）に示すように二足歩行ロボット１
０では、補助アーム２０が２本の脚部１４よりも前方側
に取り付けられかつ重心Ｇ１が本体１２の腹側に位置す
るように形成されるので、上方から投影的に見た場合、
２本の脚部１４および補助アーム２０がそれぞれ接地す
る三点による三角形の内側に重心Ｇ１が位置するように
なる。したがって、二足歩行ロボット１０は、不安定状
態になった場合に、ダルマあるいは起き上がりこぼしの
ように力学的に図３（ｃ）に示すような三点支持姿勢に
移行し安定状態になる。そして、図３（ｃ）に示すよう
な三点支持姿勢による安定状態になれば、二足歩行ロボ
ット１０は所定のプログラムによって図３（ｄ）に示す
ような二足歩行状態に復帰される。As shown in FIG. 3 (a), the biped robot 10 cleans with the auxiliary arm 20 while walking biped with the two legs 14 in a normal stable state. And
When the posture becomes unstable as shown in FIG. 3B, the three-point support posture is promptly changed as shown in FIG. 3C. As shown in FIG. 3E, the bipedal walking robot 1
At 0, since the auxiliary arm 20 is attached to the front side of the two leg portions 14 and the center of gravity G1 is located on the ventral side of the main body 12, when viewed from above,
The center of gravity G1 is located inside the triangle formed by the three points at which the two legs 14 and the auxiliary arm 20 are grounded. Therefore, when the biped robot 10 is in an unstable state, it dynamically shifts to a three-point support posture as shown in FIG. Then, when the stable state is achieved by the three-point support posture as shown in FIG. 3C, the bipedal walking robot 10 is returned to the bipedal walking state as shown in FIG. 3D by a predetermined program.

【００１６】図３では姿勢が不安定となり傾いた状態か
ら復帰する場合について説明したが、二足歩行ロボット
１０は、完全に転倒した状態からでも二足歩行状態に復
帰することができる。転倒状態から二足歩行状態に復帰
する場合を含めた二足歩行ロボット１０の動作について
は、図４および図５に示すより好適な実施形態に基づい
て説明する。Although FIG. 3 illustrates the case where the posture is unstable and the robot returns from a tilted state, the bipedal walking robot 10 can return to a bipedal walking state even from a completely fallen state. The operation of the bipedal walking robot 10 including the case of returning from the overturned state to the bipedal walking state will be described based on a more preferable embodiment shown in FIGS. 4 and 5.

【００１７】図４および図５に示す二足歩行ロボット１
０ａは、カバー４６を有することを除いて二足歩行ロボ
ット１０と同様に形成される。図４（ｂ）〜（ｅ）で
は、説明の便宜上、カバー４６は外形線のみを記す。ま
た、図５は、二足歩行ロボット１０ａを脚部１４側から
見た図解図である。二足歩行ロボット１０ａは、少なく
とも本体１２を覆うカバー４６を有する。カバー４６
は、中空の略円柱形に形成され、二足歩行ロボット１０
ａの背中側に曲面状の突起部４６ａを有する。また図示
しないが、カバー４６には、脚部１４および補助アーム
２０を自由に動作させるための適宜の切り欠きが設けら
れる。A bipedal robot 1 shown in FIGS. 4 and 5.
0a is formed similarly to the bipedal walking robot 10 except that it has a cover 46. 4B to 4E, only the outline of the cover 46 is shown for convenience of description. In addition, FIG. 5 is an illustrative view of the bipedal walking robot 10a viewed from the leg portion 14 side. The bipedal robot 10a has a cover 46 that covers at least the main body 12. Cover 46
Is formed into a hollow, substantially cylindrical shape, and is a biped robot 10
It has a curved protrusion 46a on the back side of a. Although not shown, the cover 46 is provided with appropriate notches for freely moving the leg portion 14 and the auxiliary arm 20.

【００１８】図６〜図９をも参照して、二足歩行ロボッ
ト１０ａの動作について説明する。通常の安定状態にお
いて二足歩行ロボット１０ａは二足歩行をしながら掃除
を行い（ステップＳ１）、不安定姿勢判定処理が行われ
る（ステップＳ３）。The operation of the bipedal walking robot 10a will be described with reference to FIGS. In a normal stable state, the bipedal walking robot 10a performs cleaning while bipedal walking (step S1), and unstable posture determination processing is performed (step S3).

【００１９】不安定姿勢判定処理では、図７に示すよう
に、まず、傾斜センサ２６から得られる姿勢データＡが
収集される（ステップＳ５）。つぎに、傾斜センサ２６
から得られた姿勢データＡと、メモリ３８に予めテーブ
ルデータとして記憶される設定閾値とが比較され、二足
歩行ロボット１０ａが不安定姿勢であるか否か（この実
施形態では二足歩行ロボット１０ａが３０度以上傾いて
いるか否か）が判断される（ステップＳ７）。この設定
閾値は、たとえば二足歩行ロボット１０ａの重心Ｇ２
（図４，図５参照）と２本の脚部１４の位置との関係か
ら決まる。傾きが３０度未満である場合には不安定姿勢
ではないすなわち安定姿勢であると判断され、ステップ
Ｓ５に戻る。３０度以上傾いていると判断された場合に
は不安定姿勢であると判断され、ステップＳ９に進む。
ステップＳ９ではさらに、二足歩行ロボット１０ａが転
倒状態であるか否か（この実施形態では二足歩行ロボッ
ト１０ａの傾きが９０度であるか否か）が判断される。
傾きが９０度でない場合には転倒状態ではないと判断さ
れ、所定の転倒回避信号が制御部１８から発せられて、
二足歩行ロボット１０ａは、図３で説明したような三点
支持姿勢になって転倒を回避する（ステップＳ１１）。
傾きが９０度である場合には、図４（ｂ）に示すような
転倒状態であると判断され、ステップＳ１３に進んで転
倒状態からの復帰処理が行われる。In the unstable posture determination process, as shown in FIG. 7, first, the posture data A obtained from the tilt sensor 26 is collected (step S5). Next, the tilt sensor 26
The posture data A obtained from the above is compared with the set threshold value stored in the memory 38 as table data in advance, and whether or not the biped walking robot 10a has an unstable posture (in the present embodiment, the biped walking robot 10a). Is tilted by 30 degrees or more) (step S7). The set threshold is, for example, the center of gravity G2 of the bipedal walking robot 10a.
(See FIGS. 4 and 5) and the positions of the two legs 14 are determined. If the inclination is less than 30 degrees, it is determined that the posture is not unstable, that is, the posture is stable, and the process returns to step S5. If it is determined that the inclination is 30 degrees or more, it is determined that the posture is unstable, and the process proceeds to step S9.
In step S9, it is further determined whether or not the bipedal walking robot 10a is in a falling state (in this embodiment, whether or not the inclination of the bipedal walking robot 10a is 90 degrees).
If the inclination is not 90 degrees, it is determined that the vehicle is not in a fall state, and a predetermined fall avoidance signal is issued from the control unit 18,
The bipedal robot 10a enters the three-point support posture as described with reference to FIG. 3 and avoids the fall (step S11).
If the inclination is 90 degrees, it is determined that the vehicle is in the overturned state as shown in FIG. 4B, and the process proceeds to step S13 to perform the recovery process from the overturned state.

【００２０】転倒状態からの復帰処理は、たとえば図８
に示すようにして行われる。二足歩行ロボット１０ａは
図４（ｂ）に示すような転倒状態になると、図４（ｃ）
および（ｄ）に示すような三点支持移行体勢になる（ス
テップＳ１５）。すなわち、補助アーム２０を縮めて二
足歩行ロボット１０ａの頭側に持っていきなるべく本体
１２側に引き寄せるとともに、脚部１４をできるだけカ
バー４６内に収納しかつ図５（ａ）に示すように二足歩
行ロボット１０ａを脚部１４側から見た場合のカバー４
６の外形線内に脚部１４を位置させることによって、後
述するカバー４６の外側面に沿った回転を妨げない体勢
になる。すると、二足歩行ロボット１０ａの重心Ｇ２は
腹側にありかつカバー４６は背中側に突起部４６ａを有
するので、二足歩行ロボット１０ａは、力学的作用によ
ってカバー４６の外側面に沿って容易に回転し、図４
（ｄ）や図５（ｂ）に示すようなうつ伏せ状態になる。
なお、カバー４６を有しない二足歩行ロボット１０であ
っても、本体１２が略卵形に形成されるので、重心Ｇ１
の位置調整や重量バランスの調整等によって、うつ伏せ
状態になるように回転させることができる。The process of returning from the fall state is shown in FIG.
It is performed as shown in. When the bipedal walking robot 10a is in the fall state as shown in FIG.
And the three-point support transition posture as shown in (d) is obtained (step S15). That is, the auxiliary arm 20 is contracted and brought to the head side of the bipedal walking robot 10a as much as possible toward the main body 12 side, and the leg portions 14 are stored in the cover 46 as much as possible and as shown in FIG. The cover 4 when the legged walking robot 10a is viewed from the leg 14 side
Positioning the legs 14 within the outline of 6 provides a posture that does not hinder rotation along the outer surface of the cover 46, which will be described later. Then, since the center of gravity G2 of the bipedal walking robot 10a is on the ventral side and the cover 46 has the protrusion 46a on the back side, the bipedal walking robot 10a can easily move along the outer surface of the cover 46 by a mechanical action. Rotate, Figure 4
The prone state is shown in (d) and FIG. 5 (b).
Even in the case of the bipedal walking robot 10 without the cover 46, the body 12 is formed in a substantially oval shape, so that the center of gravity G1 is formed.
It can be rotated so as to be in a prone position by adjusting the position, adjusting the weight balance, and the like.

【００２１】ついで、接触センサ３２および傾斜センサ
２６から二足歩行ロボット１０ａが図４（ｄ）に示すよ
うな所定のうつ伏せ状態であるかの姿勢データＢや、加
速度センサ２８から二足歩行ロボット１０ａが静止して
いるかの加速度データが収集される（ステップＳ１
７）。そして、三点支持姿勢に移行できるか、すなわち
二足歩行ロボット１０ａが所定のうつ伏せ状態でありか
つ静止しているかが判断され（ステップＳ１９）、三点
支持姿勢に移行できないと判断された場合はステップＳ
１７に戻る。二足歩行ロボット１０ａは、三点支持姿勢
に移行可能な状態になるまでステップＳ１７およびステ
ップＳ１９を繰り返して待機状態となる。三点支持姿勢
に移行できると判断された場合には、補助アーム２０を
脚部１４側へ引き寄せながら少しずつ伸長させることに
よって、図４（ｅ）に示すような三点支持姿勢に移行す
る（ステップＳ２１）。上述のように、二足歩行ロボッ
ト１０ａは、不安定姿勢になると必ず一旦三点支持姿勢
になる。そして、ステップＳ２３に進んで二足歩行への
復帰処理が行われる。Next, from the contact sensor 32 and the inclination sensor 26, the posture data B indicating whether the bipedal walking robot 10a is in a predetermined prone state as shown in FIG. 4D, or the acceleration sensor 28 from the bipedal walking robot 10a. Acceleration data on whether the vehicle is stationary is collected (step S1).
7). Then, it is determined whether the three-point support posture can be achieved, that is, whether the bipedal walking robot 10a is in a predetermined prone state and still (step S19), and when it is determined that the three-point support posture cannot be achieved. Step S
Return to 17. The bipedal robot 10a repeats steps S17 and S19 and enters a standby state until a state in which the robot can shift to the three-point support posture. If it is determined that the three-point support posture can be achieved, the auxiliary arm 20 is pulled toward the leg 14 side and is gradually extended, thereby transitioning to the three-point support posture as shown in FIG. Step S21). As described above, the bipedal robot 10a always takes the three-point support posture once it becomes the unstable posture. Then, the process proceeds to step S23, and the process of returning to bipedal walking is performed.

【００２２】二足歩行復帰処理は、たとえば図９に示す
ようにして行われる。まず、傾斜センサ２６、圧力セン
サ３０およびエンコーダ３６等から得られる二足歩行ロ
ボット１０ａの姿勢データＣ、ならびに加速度センサ２
８から得られる加速度データが収集される（ステップＳ
２５）。つぎに、これらのデータに基づいて、二足歩行
ロボット１０ａが接地している地面の状態が安定状態か
否か、すなわち、二足歩行ロボット１０ａが二足歩行で
きる程度に段差や傾斜が小さくもしくは無く、かつ地震
等による振動もない、安定した状態であるか否かが判断
される（ステップＳ２７）。地面が安定状態でないと判
断された場合には、二足歩行ロボット１０ａは三点支持
姿勢のままで歩行し（ステップＳ２９）、ステップＳ２
５に戻る。そして、地面が安定状態であると判断される
までステップＳ２５からステップＳ２９を繰り返し三点
支持姿勢で歩行する。地面が安定状態であると判断され
た場合には、補助アーム２０をさらに脚部１４側に引き
寄せる等して、２本の脚部１４による起立状態に復帰さ
れ、二足歩行が再開される（ステップＳ３１）。The biped walking return process is performed, for example, as shown in FIG. First, the posture data C of the bipedal walking robot 10a obtained from the tilt sensor 26, the pressure sensor 30, the encoder 36, and the like, and the acceleration sensor 2
Acceleration data obtained from step 8 is collected (step S
25). Next, based on these data, it is determined whether or not the ground state on which the bipedal walking robot 10a is in contact with the ground is stable, that is, the step or inclination is small enough to allow the bipedal walking robot 10a to walk bipedal, or It is determined whether or not it is in a stable state without any vibration due to an earthquake or the like (step S27). If it is determined that the ground is not in a stable state, the bipedal walking robot 10a walks in the three-point support posture (step S29), and step S2.
Return to 5. Then, steps S25 to S29 are repeated until the ground is determined to be in a stable state, and the robot walks in a three-point support posture. When it is determined that the ground is in a stable state, the auxiliary arm 20 is further pulled toward the leg portion 14 to restore the standing state by the two leg portions 14 and the biped walking is restarted ( Step S31).

【００２３】二足歩行ロボット１０（１０ａ）によれ
ば、転倒の可能性のある場合に、２本の脚部１４および
補助アーム２０によって三点で接地して本体１２が支持
されるので、転倒しにくく安定姿勢を保つことができ、
その結果、安定歩行が可能となる。また、必ず一旦三点
で支持された所定の三点支持姿勢になるので、予め作成
された所定のプログラム（パターンデータ）を用いて三
点支持姿勢から二足歩行に移行することができる。さら
に、必ず一旦三点支持姿勢による安定（静止）状態にな
るので、各種センサ２６〜３４から得られるデータに誤
差が生じにくく、フィードバック制御する場合に必要と
されるような高性能な演算処理装置を必要とせず、構造
を簡易にでき、小型軽量かつ安価な二足歩行ロボットが
得られる。また、軽量化されることによって、二足歩行
ロボット１０（１０ａ）の機動性が向上するとともに省
エネルギ化することができる。さらに、三点で支持され
た状態で停止すれば姿勢が安定するので、停止状態にお
いて安定姿勢を保つためのリアルタイムのバランス制御
をする必要がなく、これによっても省エネルギ化するこ
とができる。According to the bipedal walking robot 10 (10a), when there is a possibility of tipping over, the two legs 14 and the auxiliary arm 20 are grounded at three points to support the main body 12, so It is difficult to do and can maintain a stable posture,
As a result, stable walking is possible. Further, since the predetermined three-point support posture is always supported once by three points, it is possible to shift from the three-point support posture to the bipedal walk using a predetermined program (pattern data) created in advance. Further, since the stable (resting) state is always obtained by the three-point support posture, an error is unlikely to occur in the data obtained from the various sensors 26 to 34, and a high-performance arithmetic processing device required for feedback control. It is possible to obtain a small-sized, lightweight and inexpensive bipedal robot that does not require a robot, has a simple structure. In addition, the weight reduction makes it possible to improve the mobility of the bipedal walking robot 10 (10a) and save energy. Further, since the posture becomes stable if stopped in a state of being supported by three points, it is not necessary to perform real-time balance control for maintaining a stable posture in the stopped state, and this also enables energy saving.

【００２４】また、二足歩行ロボット１０（１０ａ）は
通常、二足歩行するので、平面視投影面積が小さく、た
とえば一般家庭の屋内のような狭い場所でも動き回れる
自由度が大きい。さらに、車輪式では移動できないよう
な階段や敷居等の段差のある場所にも移動することがで
きる。その上、二足歩行ロボット１０（１０ａ）は補助
アーム２０を伸縮させることができる。したがって、二
足歩行ロボット１０（１０ａ）による掃除可能な範囲は
広く、たとえば本体１２が入り込めないような狭い隙間
や机の上等の高い場所をも掃除することができる。Further, since the bipedal robot 10 (10a) normally walks on two legs, it has a small projected area in plan view, and has a large degree of freedom to move around even in a narrow place such as indoors of a general household. Further, it is possible to move to a place having a step such as a staircase or a threshold that cannot be moved by the wheel type. In addition, the biped robot 10 (10a) can extend and retract the auxiliary arm 20. Therefore, the range that can be cleaned by the bipedal walking robot 10 (10a) is wide, and it is possible to clean, for example, a narrow gap where the main body 12 cannot enter or a high place such as a desk.

【００２５】また、階段を降りる場合、補助アーム２０
を用いて三点支持しながら降りることで、着地時に二足
歩行ロボット１０（１０ａ）自身に大きな衝撃を与え
ず、また、脚部１４を深く曲げる必要がないので姿勢が
不安定にならず、さらに、曲げ量が小さいので省エネに
もなる。また、二足歩行ロボット１０（１０ａ）は、上
述のように小型軽量に形成できるので、万一転倒した場
合でも、人に対する安全性に優れ、家具等の破壊および
二足歩行ロボット１０（１０ａ）自身への衝撃を最小限
に抑えることができる。さらに、地震による振動や風な
どの外的な環境要因によって二足歩行が困難となる場合
にも対応でき安全性を確保できる。When descending stairs, the auxiliary arm 20
By descending while supporting three points using, the biped walking robot 10 (10a) does not have a large impact at the time of landing, and the legs 14 do not have to be deeply bent, so that the posture does not become unstable, Furthermore, since the amount of bending is small, it also saves energy. Further, since the bipedal walking robot 10 (10a) can be formed in a small size and light weight as described above, it is excellent in safety for a person even if it falls down, destroys furniture and the bipedal walking robot 10 (10a). You can minimize the impact on yourself. Furthermore, it is possible to cope with cases where bipedal walking becomes difficult due to external environmental factors such as vibration and wind caused by an earthquake, and safety can be ensured.

【００２６】さらに、二足歩行ロボット１０（１０ａ）
では、掃除中は補助アーム２０も接地しており、本体１
２は２本の脚部１４および補助アーム２０によって実質
的に三点支持されているので、常に安定した状態で歩行
および掃除することができる。また、二足歩行ロボット
１０ａの場合はカバー４６を有するので、図４（ｂ）に
示すように仰向けに転倒した場合でも、容易かつ確実に
図４（ｄ）に示すようなうつ伏せの三点支持移行体勢に
なることができる。Further, the bipedal walking robot 10 (10a)
Then, during cleaning, the auxiliary arm 20 is also grounded, and the main body 1
Since the two 2 are substantially supported by the two legs 14 and the auxiliary arm 20 at three points, the user can walk and clean in a stable state at all times. Further, since the bipedal robot 10a has the cover 46, even when the person falls down on the back as shown in FIG. 4 (b), the prone three-point support as shown in FIG. 4 (d) can be performed easily and reliably. You can be in a transition position.

【００２７】図１０を参照して、その他の実施形態に係
る二足歩行ロボット１０ｂについて説明する。二足歩行
ロボット１０ｂは、カメラ４８をさらに有することを除
いて二足歩行ロボット１０と同様に形成される。二足歩
行ロボット１０ｂは、本体１２の上部にカメラ４８を有
する。カメラ４８の焦点合わせやズーム倍率等は制御部
１８によって制御される。カメラ４８の撮影方向は二足
歩行ロボット１０ｂ全体の動き等に応じて調整される。
カメラ４８によって撮影された画像は、たとえばオペレ
ータが所持するリモートコントローラに送信部４２を介
して送信される。この場合、二足歩行ロボット１０ｂか
ら送信された画像をオペレータが見ることができるよう
に、リモートコントローラには液晶モニタ等の表示部を
設けるとよい。A bipedal walking robot 10b according to another embodiment will be described with reference to FIG. The bipedal robot 10b is formed similarly to the bipedal robot 10 except that the bipedal robot 10b further includes a camera 48. The bipedal robot 10b has a camera 48 on the upper portion of the main body 12. Focusing and zoom magnification of the camera 48 are controlled by the control unit 18. The shooting direction of the camera 48 is adjusted according to the movement of the entire bipedal robot 10b.
The image captured by the camera 48 is transmitted to the remote controller possessed by the operator via the transmitter 42, for example. In this case, the remote controller may be provided with a display unit such as a liquid crystal monitor so that the operator can see the image transmitted from the bipedal robot 10b.

【００２８】二足歩行ロボット１０ｂによれば、オペレ
ータは肉眼による視界範囲からはずれる場所において
も、リモートコントローラの表示部を見ながら二足歩行
ロボット１０ｂを自由に遠隔操作することができる。し
たがって、たとえば図１０に示すように、机４９の上な
ど所望の場所を二足歩行ロボット１０ｂによって掃除す
ることができる。また、必要な物かゴミ・ホコリ等であ
るかをはっきり視覚的に確認しながら掃除することがで
きる。According to the bipedal walking robot 10b, the operator can freely remotely operate the bipedal walking robot 10b while looking at the display section of the remote controller even in a place outside the visual field of the naked eye. Therefore, for example, as shown in FIG. 10, a desired place such as a desk 49 can be cleaned by the bipedal walking robot 10b. Also, it is possible to clean while visually confirming whether it is a necessary item or dust / dust.

【００２９】つぎに図１１および図１２を参照して、さ
らにその他の実施形態に係る二足歩行ロボット１０ｃに
ついて説明する。二足歩行ロボット１０ｃは、たとえば
各種施設、店舗または一般家庭等の屋内で留守宅を監視
する監視ロボットとして使用される。二足歩行ロボット
１０ｃは、特に言及しない部分については二足歩行ロボ
ット１０と同様に形成される。二足歩行ロボット１０ｃ
は、二足歩行ロボット１０と比較して、掃除機部２４を
有さず、補助アーム２０に代えて伸縮可能な杖状に形成
される補助アーム５０を有する。補助アーム５０はアク
チュエータ５２によって駆動され、アクチュエータ５２
は制御部１８によって制御される。Next, a bipedal walking robot 10c according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. The bipedal robot 10c is used as a monitoring robot that monitors an absence home indoors, for example, in various facilities, stores, or ordinary homes. The bipedal walking robot 10c is formed in the same manner as the bipedal walking robot 10 unless otherwise specified. Biped robot 10c
Compared to the bipedal walking robot 10, does not have the cleaner unit 24, but has an auxiliary arm 50 formed in a cane-like shape instead of the auxiliary arm 20. The auxiliary arm 50 is driven by an actuator 52, and the actuator 52
Is controlled by the controller 18.

【００３０】また、本体１２の上部にカメラ４８が設け
られる。カメラ４８の焦点合わせやズーム倍率等は制御
部１８によって制御される。カメラ４８の撮影方向は二
足歩行ロボット１０ｃ全体の動き等に応じて調整され
る。カメラ４８で撮影された画像は、送信部４２を介し
てオペレータが所持する携帯型端末や警備会社の端末装
置等に送信される。二足歩行ロボット１０ｃは、図１１
（ａ）に示すような安定状態では、２本の脚部１４で二
足歩行しながらカメラ４８で屋内を撮影する。そして、
地面の段差や振動等によって姿勢が不安定になった場合
には、図１１（ｂ）に示すように、補助アーム５０が伸
長され、伸長された補助アーム５０および２本の脚部１
４が所定の間隔をあけて三点で接地し本体１２を三点で
支持する三点支持姿勢に速やかに移行することができ
る。A camera 48 is provided above the main body 12. Focusing and zoom magnification of the camera 48 are controlled by the control unit 18. The shooting direction of the camera 48 is adjusted according to the movement of the entire bipedal robot 10c. The image taken by the camera 48 is transmitted via the transmission unit 42 to a portable terminal possessed by the operator, a terminal device of a security company, or the like. The bipedal walking robot 10c is shown in FIG.
In the stable state as shown in (a), the camera 48 captures an indoor image while walking on two legs 14 with two legs. And
When the posture becomes unstable due to a step on the ground, vibration, or the like, as shown in FIG. 11B, the auxiliary arm 50 is extended, and the extended auxiliary arm 50 and the two leg portions 1 are provided.
It is possible to quickly shift to a three-point supporting posture in which the body 4 is grounded at three points at predetermined intervals and the main body 12 is supported at three points.

【００３１】二足歩行ロボット１０ｃによれば、二足歩
行ロボット１０ｃは二足歩行可能であり人間と略同様の
広い範囲で移動可能なので、カメラ４８での撮影可能範
囲が広く死角が少ない。したがって、二足歩行ロボット
１０ｃを監視ロボットとして用いれば、監視しようとす
る領域をほとんど漏れなく監視することができ、セキュ
リティが向上する。According to the bipedal walking robot 10c, the bipedal walking robot 10c is capable of bipedal walking and can move in a wide range substantially similar to that of a human being, so that the camera 48 has a wide imageable range and a small blind spot. Therefore, if the bipedal walking robot 10c is used as a monitoring robot, the area to be monitored can be monitored almost without omission, and security is improved.

【００３２】つぎに図１３を参照して、さらにその他の
実施形態に係る二足歩行ロボット１０ｄについて説明す
る。二足歩行ロボット１０ｄは、さらにアーム５４およ
びアクチュエータ５６を用いた点を除いて二足歩行ロボ
ット１０ｃと同様に形成される。二足歩行ロボット１０
ｄはアーム５４を有する。アーム５４の基端部は本体１
２に取り付けられ、アーム５４の先端部にはカメラ４８
が設けられる。アーム５４は、関節部５４ａを有し、関
節部５４ａで折り曲げ可能に形成される。また、アーム
５４は、この実施形態では本体１２や脚部１４に対して
十分に長く形成される。アーム５４はアクチュエータ５
６によって駆動される。アクチュエータ５６は制御部１
８によって制御される。カメラ４８の撮影方向は、二足
歩行ロボット１０ｄ全体の動きおよびアーム５４の動き
等によって調整される。二足歩行ロボット１０ｄでは、
アーム５４が長く形成され、アーム５４の先端部にカメ
ラ４８が設置されるので、安定性を向上させるために、
２本の脚部１４および補助アーム５０が所定間隔をあけ
て接地する三点支持姿勢になって撮影される。Next, a bipedal walking robot 10d according to another embodiment will be described with reference to FIG. The bipedal walking robot 10d is formed similarly to the bipedal walking robot 10c except that the arm 54 and the actuator 56 are used. Biped robot 10
d has an arm 54. The base end of the arm 54 is the main body 1
The camera 48 is attached to the tip of the arm 54.
Is provided. The arm 54 has a joint portion 54a, and is formed to be bendable at the joint portion 54a. Further, the arm 54 is formed sufficiently long with respect to the main body 12 and the leg portion 14 in this embodiment. The arm 54 is the actuator 5
Driven by 6. The actuator 56 is the control unit 1.
Controlled by 8. The shooting direction of the camera 48 is adjusted by the movement of the entire bipedal robot 10d, the movement of the arm 54, and the like. In the bipedal walking robot 10d,
Since the arm 54 is formed long and the camera 48 is installed at the tip of the arm 54, in order to improve stability,
The two legs 14 and the auxiliary arm 50 are photographed in a three-point support posture in which they are in contact with the ground at a predetermined interval.

【００３３】二足歩行ロボット１０ｄによれば、撮影す
る際に三点支持姿勢になれば姿勢が安定するので、たと
えば高い台５８の上をカメラ４８で撮影する場合でも、
フィードバック制御のようなバランス制御をする必要が
ない。したがって、構造を簡易にでき、小型軽量かつ安
価な二足歩行ロボットが得られる。また、三点支持姿勢
になって姿勢を安定させることでカメラ軸を固定するこ
とができ、撮影された画像がぶれることがないので、高
精度な画像を撮影することができる。また、姿勢が安定
するので転倒しにくく、安全性が向上する。According to the bipedal walking robot 10d, the posture is stable if the three-point support posture is set during photographing, so that even when photographing with the camera 48 on the high platform 58, for example,
There is no need to perform balance control such as feedback control. Therefore, it is possible to obtain a small-sized, lightweight and inexpensive bipedal robot having a simple structure. In addition, the camera shaft can be fixed by stabilizing the posture in the three-point supporting posture, and the photographed image does not shake, so that a highly accurate image can be photographed. In addition, since the posture is stable, it is hard to fall and safety is improved.

【００３４】つぎに図１４を参照して、さらにその他の
実施形態に係る二足歩行ロボット１０ｅについて説明す
る。二足歩行ロボット１０ｅは、二足歩行ロボット１０
ｄのアーム５４の先端部に、カメラ４８ではなく図示し
ない保持手段が設けられることを除いて二足歩行ロボッ
ト１０ｄと同様に形成される。保持手段はたとえば、２
本または複数本の爪で荷物６０を挟持可能な挟持手段
や、吸盤や磁石等による吸着手段として形成される。保
持手段は図示しないアクチュエータによって駆動され、
アクチュエータは制御部１８によって制御される。Next, a bipedal walking robot 10e according to another embodiment will be described with reference to FIG. The bipedal robot 10e is a bipedal robot 10e.
It is formed in the same manner as the bipedal walking robot 10d, except that a holding means (not shown) is provided at the tip of the arm 54 of d instead of the camera 48. The holding means is, for example, 2
It is formed as a holding means capable of holding the luggage 60 with a book or a plurality of claws, or as a suction means such as a suction cup or a magnet. The holding means is driven by an actuator (not shown),
The actuator is controlled by the control unit 18.

【００３５】二足歩行ロボット１０ｅでは、二足歩行ロ
ボット１０ｄの場合と同様に、三点支持姿勢をとるの
で、特別なバランス制御をすることなく荷物６０の積み
下ろしや搬送が行われる。二足歩行ロボット１０ｅによ
れば、三点支持姿勢で荷物６０の積み下ろしや搬送が行
われ、二足歩行による二点支持の場合よりも姿勢が安定
するので、保持手段で保持・搬送等できる許容重量が大
きくなる。また、許容重量が大きいので安全性が向上す
る。Since the bipedal walking robot 10e has a three-point supporting posture as in the case of the bipedal walking robot 10d, loading and unloading and transportation of the luggage 60 can be performed without special balance control. According to the bipedal walking robot 10e, the luggage 60 is loaded and unloaded and transported in the three-point supporting posture, and the posture is more stable than in the case of the two-point supporting by the bipedal walking. The weight increases. Further, since the allowable weight is large, safety is improved.

【００３６】なお、上述の二足歩行ロボット１０ｂ〜１
０ｄにおいて、カメラ４８の撮影方向は、カメラ４８自
体を動かすことによって調整できることはいうまでもな
い。また、図７に示す不安定姿勢判定処理のステップＳ
５において、加速度センサ２８から得られるデータをも
収集すれば、ステップＳ７およびステップＳ９の判断に
おいて、二足歩行ロボット１０ａの状態をいっそう正確
に判定でき、より迅速に対応できる。さらに、図７に示
すステップＳ９において、上述の実施形態では二足歩行
ロボット１０ａの傾きが９０度である場合に二足歩行ロ
ボット１０ａが転倒状態であると判断されたが、圧力セ
ンサ３０から得られるデータに基づいて転倒状態である
かが判断されてもよい。すなわち、たとえば２本の脚部
１４に負荷される圧力が所定値以下である場合に、二足
歩行ロボット１０ａは転倒状態であると判断されるよう
にしてもよい。The above-mentioned biped robots 10b-1b.
It goes without saying that at 0d, the shooting direction of the camera 48 can be adjusted by moving the camera 48 itself. In addition, step S of the unstable posture determination process shown in FIG.
If the data obtained from the acceleration sensor 28 is also collected in 5, the state of the bipedal walking robot 10a can be determined more accurately in the determinations of step S7 and step S9, and it is possible to respond more quickly. Further, in step S9 shown in FIG. 7, in the above-described embodiment, when the inclination of the bipedal walking robot 10a is 90 degrees, it is determined that the bipedal walking robot 10a is in the falling state. It may be determined whether or not the vehicle is in a fall state on the basis of the data obtained. That is, for example, when the pressure applied to the two legs 14 is equal to or lower than a predetermined value, the bipedal walking robot 10a may be determined to be in a fall state.

【００３７】また、転倒状態からの復帰処理は、図４お
よび図８に示すものに限定されない。たとえば二足歩行
ロボット１０において、本体１２の底部付近に重心をお
き、転倒したときには２本の脚部１４をかがめて本体１
２を接地可能にし、起き上がりこぼしのような力学的作
用によって本体１２を起き上がらせた上で、脚部１４お
よび補助アーム２０を接地させて三点支持姿勢に移行さ
せるようにすることもできる。さらに、三点支持姿勢
は、上述のように２本の脚部１４と補助アーム２０とを
予め決められた所定の間隔をあけて接地させる場合に限
定されず、それぞれの状況に応じた間隔をあけて２本の
脚部１４と補助アーム２０とを接地させるようにしても
よい。The process of returning from the fall state is not limited to that shown in FIGS. 4 and 8. For example, in the bipedal walking robot 10, the center of gravity is placed near the bottom of the main body 12, and when the person falls down, the two legs 14 are bent over and the main body 1 is bent.
It is also possible to make 2 groundable and raise the main body 12 by a mechanical action such as rising and then grounding the leg portion 14 and the auxiliary arm 20 to shift to the three-point supporting posture. Furthermore, the three-point support posture is not limited to the case where the two leg portions 14 and the auxiliary arm 20 are grounded at a predetermined distance as described above, and the distance according to each situation is set. Alternatively, the two legs 14 and the auxiliary arm 20 may be grounded.

【００３８】[0038]

【発明の効果】この発明によれば、二足歩行ロボットは
転倒しにくく安定姿勢を保つことができ、その結果、安
定歩行が可能となる。また、構造を簡易にでき、小型軽
量かつ安価な二足歩行ロボットを得ることができる。According to the present invention, the bipedal walking robot is hard to fall and can maintain a stable posture, and as a result, stable walking is possible. Further, it is possible to obtain a biped walking robot which has a simple structure and is small, lightweight and inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の一実施形態を示す図解図であり、
（ａ）は二足歩行姿勢を示し、（ｂ）は三点支持姿勢を
示す。FIG. 1 is an illustrative view showing an embodiment of the present invention,
(A) shows a bipedal walking posture, (b) shows a three-point support posture.

【図２】図１に示す実施形態の構成の一例を示すブロッ
ク図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration of the embodiment shown in FIG.

【図３】この発明の姿勢制御を説明する図解図であり、
（ａ）は二足歩行状態を示し、（ｂ）は不安定状態を示
し、（ｃ）は三点支持姿勢による安定状態を示し、
（ｄ）は二足歩行に復帰した状態を示し、（ｅ）は上か
ら見たときの二足歩行ロボットの重心の位置を示す。FIG. 3 is an illustrative view for explaining the attitude control of the present invention,
(A) shows a bipedal walking state, (b) shows an unstable state, (c) shows a stable state by a three-point support posture,
(D) shows a state in which the robot has returned to bipedal walking, and (e) shows the position of the center of gravity of the bipedal walking robot when viewed from above.

【図４】他の実施形態を示す図解図であり、（ａ）は二
足歩行状態を示し、（ｂ）は転倒状態を示し、（ｃ）は
三点支持移行体勢（回転前）になった状態を示し、
（ｄ）は三点支持移行体勢（回転後）になった状態を示
し、（ｅ）は三点支持姿勢になった状態を示す。FIG. 4 is an illustrative view showing another embodiment, in which (a) shows a bipedal walking state, (b) shows a falling state, and (c) shows a three-point support transition posture (before rotation). Shows the state of
(D) shows a state in which the three-point support transition posture (after rotation) is obtained, and (e) shows a state in which the three-point support posture is obtained.

【図５】（ａ）は三点支持移行体勢（回転前）になった
二足歩行ロボットを脚部側から見た図解図であり、
（ｂ）は三点支持移行体勢（回転後）になった二足歩行
ロボットを脚部側から見た図解図である。FIG. 5 (a) is an illustrative view of a biped walking robot in a three-point support transition posture (before rotation) as seen from the leg side,
(B) is an illustrative view of the bipedal walking robot in a three-point support transfer posture (after rotation) as seen from the leg side.

【図６】この発明の動作の一例を示すフロー図である。FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the present invention.

【図７】不安定姿勢判定処理動作の一例を示すフロー図
である。FIG. 7 is a flowchart showing an example of an unstable posture determination processing operation.

【図８】転倒状態からの復帰処理動作の一例を示すフロ
ー図である。FIG. 8 is a flowchart showing an example of a recovery processing operation from a fall state.

【図９】二足歩行復帰処理動作の一例を示すフロー図で
ある。FIG. 9 is a flowchart showing an example of a biped walking return processing operation.

【図１０】その他の実施形態を示す図解図である。FIG. 10 is an illustrative view showing another embodiment.

【図１１】さらにその他の実施形態を示す図解図であ
り、（ａ）は二足歩行姿勢を示し、（ｂ）は三点支持姿
勢を示す。FIG. 11 is an illustrative view showing still another embodiment, (a) showing a bipedal walking posture, and (b) showing a three-point supporting posture.

【図１２】図１１に示す実施形態の構成の一例を示すブ
ロック図である。12 is a block diagram showing an example of a configuration of the exemplary embodiment shown in FIG.

【図１３】さらにその他の実施形態を示す図解図であ
る。FIG. 13 is an illustrative view showing still another embodiment.

【図１４】さらにその他の実施形態を示す図解図であ
る。FIG. 14 is an illustrative view showing still another embodiment.

【符号の説明】 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ
二足歩行ロボット １２ 本体 １４ 脚部 １８ 制御部 ２０，５０ 補助アーム ２０ａ 吸込口 ２４ 掃除機部 ２６ 傾斜センサ ２８ 加速度センサ ３０ 圧力センサ ３２ 接触センサ ３６ エンコーダ[Explanation of Codes] 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e
Biped robot 12 Main body 14 Leg 18 Control unit 20, 50 Auxiliary arm 20a Suction port 24 Cleaner unit 26 Inclination sensor 28 Acceleration sensor 30 Pressure sensor 32 Contact sensor 36 Encoder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B116 AA31 AB54 CD41 CD43 3C007 AS15 AS34 CS08 KS10 KS12 KS20 KS21 KS24 KS31 KS34 KS36 KT01 KT04 WA13 WA22 WA28 WB03 WC00 WC10    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 3B116 AA31 AB54 CD41 CD43                 3C007 AS15 AS34 CS08 KS10 KS12                       KS20 KS21 KS24 KS31 KS34                       KS36 KT01 KT04 WA13 WA22                       WA28 WB03 WC00 WC10

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 本体、 前記本体を支持する２つの脚部、および転倒の可能性の
ある場合に前記２つの脚部とともに三点で前記本体を支
持する補助手段を備える、二足歩行ロボット。1. A bipedal walking robot comprising: a main body; two legs that support the main body; and an auxiliary unit that supports the main body at three points together with the two legs when there is a possibility of tipping. 【請求項２】 転倒状態から前記２つの脚部と前記補助
手段とによる三点支持状態へ移行する手段、および前記
三点支持状態から前記２つの脚部による二足歩行状態へ
移行する手段をさらに備える、請求項１に記載の二足歩
行ロボット。2. A means for transitioning from a fall state to a three-point support state by the two legs and the auxiliary means, and a means for transitioning from the three-point support state to a bipedal walking state by the two legs. The bipedal robot according to claim 1, further comprising: 【請求項３】 掃除ロボットである、請求項１または２
に記載の二足歩行ロボット。3. The cleaning robot according to claim 1, wherein the cleaning robot is a cleaning robot.
The bipedal walking robot according to 1.