JP3167406B2 - 脚式移動ロボットの歩行制御装置 - Google Patents
脚式移動ロボットの歩行制御装置Info
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Description
御装置に関し、特に2足歩行の脚式移動ロボットにおい
て予期しない凹凸がある路面でも安定して歩行できる様
にしたものに関する。
術として、リアルタイムに歩容を算出するものが提案さ
れている(Legged Robots on Rough Terrain; Experime
nts inAdjusting Step Length, by Jessica Hodgins. I
EEE, 1988)。しかしこの手法によるときは演算量が膨大
となり、現状では移動ロボットに搭載可能な程度の小型
軽量なコンピュータで、かかる多自由度のロボットを制
御することは困難である。他方、脚式移動ロボットの歩
行を実現する手法として、予め歩容を計算しておいてロ
ボットに搭載したコンピュータのメモリに記憶させてお
き、歩行に際しては簡単なデータ処理のみを行って歩行
を実現する技術が提案されており、その例としては、例
えば特開昭62─97006号公報記載の技術を挙げる
ことができる。
は、移動ロボットに搭載可能な小型軽量のコンピュータ
で多自由度のロボットを制御することが可能となるが、
予め予定された歩容条件と異なる条件と遭遇した場合に
は必ずしも満足に対応することができない。しかも、凹
凸のある路面での歩容を予め算出しておくことは極めて
困難である。
おいた歩容に基づき、搭載可能な小型軽量のコンピュー
タを用いて脚式移動ロボットの歩行を制御するものにお
いて、予期しない凹凸路面に遭遇したときも安定して歩
行できる様にした脚式移動ロボットの歩行制御装置を提
供することにある。
ためにこの発明は以下のように構成した。後述する符合
を付して説明すると、請求項1項にあっては、基体(胴
体部)24と、それに第1の関節(股関節10,12,
14R(L))を介して連結され、少なくとも第2の関
節(膝関節16R(L)、足関節18R(L),20R
(L))をそれぞれ有してなる複数本の脚部リンク2と
からなり、前記複数本の脚部リンクで交互に自重を支持
しつつ歩行する脚式移動ロボット1の歩行制御装置であ
って、各関節に配置したサーボモータ(電動モータ)を
介して各関節角度を目標値(目標関節角度qc、目標関
節角速度dqc)に追従制御するものにおいて、前記基
体の傾斜角度θx,θy及び/又は傾斜角速度ωx,ω
yを重力方向に対する絶対角度で検出し(制御ユニット
26、傾斜センサ40,42,S18、S202)、前
記検出値に所定のゲインを乗じて得た補正量(ΔVc
3)を遊脚側の脚部リンクの第1の関節及び/又は第2
の関節の制御値に加算する(制御ユニット26,S2
0,S306,S310,S400,S500〜S50
4,S600〜S620,S700〜S720)ように
構成した。また、請求項2項にあっては、前記検出値を
所定値(第1の所定値θx-max,θy-max、第2の所定
値θx-min,θy-min)と比較し、その比較結果に応じ
て前記遊脚側の脚部リンクの第1の関節及び/又は第2
の関節の制御値を補正するように構成した。 また、請求
項3項にあっては、前記遊脚側の脚部リンクが着地した
とき、補正量を保持し、立脚切り換え後に前記補正量を
経時的に低減させる(制御ユニット26,S20,S3
06,S402,S800〜S808,S900〜S9
04,S1000)ように構成した。 また、請求項4項
にあっては、前記検出値に応じて支持脚側の脚部リンク
の第1の関節及び/又は第2の関節の制御値も補正する
(制御ユニット26,S20,S304)ように構成し
た。 また、請求項5項にあっては、前記制御値の補正
を、支持脚側の脚部リンクの第1の関節、支持脚側の脚
部リンクの第2の関節、遊脚側の脚部リンクの第1の 関
節、遊脚側の脚部リンクの第2の関節の優先順位で行う
ように構成した。 また、請求項6項にあっては、前記補
正制御値を前記追従制御系ループの内側に挿入するよう
に構成した。
の関節及び/又は第2の関節の制御値を補正するように
したので、より具体的には、例えば請求項1項に記載さ
れるように、基体の傾斜角度及び/又は傾斜角速度を重
力方向に対する絶対角度で検出し、検出値に所定のゲイ
ンを乗じて得た補正量を遊脚側の脚部リンクの第1の関
節及び/又は第2の関節の制御値に加算するようにした
ので、脚式移動ロボットが予期しない凹凸路面に遭遇
し、例えば前傾するときは予定された着地位置よりも前
方に、後傾するときは手前側に、左(右)傾するときは
一層左(右)側に着地させることが可能となって、常に
安定した歩行を実現することができる。
ボットを例にとってこの発明の実施例を説明する。図1
はそのロボット1を全体的に示す説明スケルトン図であ
り、左右それぞれの脚部リンク2に6個の関節(軸)を
備える(理解の便宜のために各関節(軸)をそれを駆動
する電動モータで例示する)。該6個の関節(軸)は上
から順に、腰の脚部回旋用の関節(軸)10R,10L
(右側をR、左側をLとする。以下同じ)、腰のピッチ
方向(x方向)の関節(軸)12R,12L、同ロール
方向(y方向)の関節(軸)14R,14L、膝部のピ
ッチ方向の関節(軸)16R,16L、足首部のピッチ
方向の関節(軸)18R,18L、同ロール方向の関節
(軸)20R,20Lとなっており、その下部には足平
(足部)22R,22Lが取着されると共に、最上位に
は胴体部(基体)24が設けられ、その内部には制御ユ
ニット26が格納される。上記において腰関節は関節
(軸)10R(L),12R(L),14R(L)から
構成され、また足関節は、関節(軸)18R(L),2
0R(L)から構成される。また、腰関節と膝関節との
間は大腿リンク28R,28Lで、膝関節と足関節との
間は下腿リンク30R,30Lで連結される。
それぞれ6つの自由度を与えられ、歩行中にこれらの6
×2=12個の関節(軸)をそれぞれ適宜な角度に駆動
することで、足全体に所望の動きを与えることができ、
任意に3次元空間を歩行することができる様に構成され
る。先に述べた様に、上記した関節は電動モータからな
り、更にはその出力を倍力する減速機などを備えるが、
その詳細は先に本出願人が提案した出願(特願平1−3
24218号、特開平3−184782号)などに述べ
られており、それ自体はこの発明の要旨とするところで
はないので、これ以上の説明は省略する。
足首部には公知の6軸力センサ36が設けられ、足平を
介してロボットに伝達されるx,y,z方向の力成分F
x,Fy,Fzとその方向回りのモーメント成分Mx,
My,Mzとを測定し、足部の着地の有無と支持脚に加
わる力の大きさと方向とを検出する。また足平の四隅に
は公知の静電容量型の接地スイッチ38が設けられて、
接地の有無を検出する。更に、胴体部24の上部には、
一対の傾斜センサ40,42が設置され、x−z平面内
のz軸に対する傾きとその角速度および角加速度と、同
様にy−z平面内のz軸に対する傾きとその角速度およ
び角加速度とを検出する。また、各関節の電動モータに
は、その回転量を検出するロータリエンコーダが設けら
れる(図1において足関節の電動モータ用のもののみを
示す)。これらセンサ36などの出力は前記した胴体部
24内の制御ユニット26に送られる。
ック図であり、マイクロ・コンピュータから構成され
る。そこにおいて傾斜センサ40,42などの出力はA
/D変換器50でデジタル値に変換され、その出力はバ
ス52を介してRAM54に送られる。また各電動モー
タに隣接して配置されるエンコーダの出力は可逆カウン
タ56を介してRAM54内に入力されると共に、接地
スイッチ38の出力は波形整形回路62を経て同様にR
AM54内に格納される。制御ユニット内には演算装置
64が設けられており、ROM66に格納されている歩
行パターンを読み込んで可逆カウンタ56から送出され
る実測値との偏差から電動モータの速度指令値を算出
し、D/A変換器68を介してサーボアンプに送出す
る。また図示の如く、エンコーダ出力はF/V変換回路
を介してサーボアンプに送出されており、後で示す様に
マイナーループとしての速度フィードバック制御が実現
されている。
ク線図である。予めオフラインで平坦路を前提とする歩
行パターンを絶対角度(重力方向に対する角度)で設計
しておき、座標変換して胴体部の角度と関節の角度とし
て記憶しておき、歩行時に胴体部の目標角度と、目標関
節角度qc(相対角度)と目標関節角速度dqc(相対
角速度)とを12個の関節について時系列に出力する。
ここで目標関節角速度dqcは、時刻tにおける目標関
節角度qc(t)と次の時刻t+1における目標関節角
度qc(t+1)の差分(即ち、dqc=qc(t+
1)−qc(t))として与えられる。かかる目標値に
追従させるべく、図示の如く、位置のフィードバック制
御と速度のフィードフォワード制御が行われて関節角サ
ーボ系が構成される。この発明で特徴的なことは、前記
したロボット1の胴体部(基体)24の傾斜角度θx,
θy(x,y軸回りでの絶対角度)とその角速度ωx,
ωy(x,y軸回りでの絶対角速度)とを検出し、それ
に応じて安定化補正制御を行うと共に、同様に足平につ
いて接地角度を絶対角度で検出し、検出値に応じて目標
関節角度qcを補正することである。また、着地時には
その衝撃を吸収するためにコンプライアンス制御も行わ
れる。これによって歩行パターンが予期しない凹凸路面
に遭遇したときも、安定して歩行することができる。
尚、図示の如く、歩行安定化補正制御は、応答性を考慮
して関節角サーボ系ループの内側に挿入する。以下、こ
の制御の詳細について図4フロー・チャートを参照して
説明する。
で装置各部をイニシャライズしてパラメータ等を初期設
定し、S12で歩行終了ではないことを確認してS14
に進んでタイマ割り込みを待機する。尚、この実施例で
はタイマ割り込みは5ms毎におこなわれる。
6に進んで目標値を読み込む。図5はその作業を示すサ
ブルーチン・フロー・チャートであり、同図に従って説
明すると、先ずS100で制御モードを読み込む。図6
の下部にそれを示す。この制御においては片足支持期と
両足支持期とについて”7”から”12”までの制御モ
ードを設定した(尚、図示は省略するが、直立からスタ
ート、加速などについては”0”から”6”まで、減
速、停止などについては”13”以降の制御モードを設
定した)。続いて、S102において胴体部24につい
ての目標傾斜角度(前記した歩行パターンで設定)を読
み込み、S104で目標関節角度(前記したqc、より
具体的には12個の関節の中の最初の関節についての時
刻tにおける目標値)を読み込み、S106で同様に目
標関節角速度dqcを読み込み、S108で制御ゲイン
(後述)を読み込む。尚、ここで胴体部24の目標角度
を零とおいて、S102を省略しても良い。
18に進んでロボットの状態を検出する。図7はそれを
示すサブルーチン・フロー・チャートであり、図示の如
く、S200からS206において前記したセンサなど
の出力を読み込んでロボットの状態を検出する。
0において操作量Voutを計算する。その作業を示す
図8サブルーチン・フロー・チャートに従って説明する
と、先ずS300において前記した関節角サーボ系によ
る基本制御量Vcを、 Vc=kp・(qc−qf)+kf・dqc と計算する。ここで基本制御値Vcは各時刻における1
2個の関節の1つ1つについて前記した電動モータの速
度指令値の形で算出される。また上記においてqf:実
関節角度、kp,kf:比例ゲイン(一定または可変)
である。
あればコンプライアンス補正量ΔVc1を計算する
(尚、この補正量および以下に述べる補正量におけるΔ
は前記基本制御量を補正する微小値を意味する。また補
正量は前記基本制御量と同様にモータ速度指令値で算出
される)。これは図9に示す如く、足平22R(L)に
ついて力学モデルを仮想し、足平全体が足関節を中心に
バネレートkcompを持ったつる巻きバネで吊られて
いるものとし、前記した6軸力センサ36を介して検出
した足首にかかるモーメントMx,Myの大きさに比例
した回転変位をすると仮想して行う。即ち、インピーダ
ンス制御を速度分解制御で実現するものである。具体的
には、コンプライアンス補正制御量ΔVc1は、 ΔVc1=kcomp・Mx(My) で算出する。尚、この補正は足関節18,20R(L)
に限って行われ、そのうち足関節18R(L)はモーメ
ントMyに関して、足関節20R(L)はモーメントM
xに関して行われる。尚、比例ゲインkcompは一定
または可変とする。
傾斜角度、傾斜角速度による補正量ΔVc2を計算す
る。これは図10に示す様に、両脚支持期または片脚支
持期において、支持脚の腰関節12,14R(L)と足
関節18,20R(L)に、胴体部24の傾斜角度θ
x,θyと傾斜角速度ωx,ωyに応じて補正量ΔVc
2を、 ΔVc2=kθ・θx(θy)+kω・ωx(ωy) と算出する。即ち、胴体部24の傾斜に応じてロボット
の姿勢の不安定度を検出し、それを修正して安定した姿
勢を回復させる様にした。ここで比例ゲインkθ,kω
は一定または可変とする。
12,14R(L)について同様の制御量ΔVc3を計
算する。その作業を示す図11サブルーチン・フロー・
チャートを参照して説明すると、先ずS400でこの補
正量ΔVc3を計算する。図12はその作業を示すサブ
ルーチン・フロー・チャートであり、そこにおいてはS
500からS504において制御モードが8(左脚支持
期)にあるか、11(右脚支持期)にあるか否か判断
し、そのいずれかにあると判断されるときは以下に述べ
る作業を行って補正量を算出すると共に、しからざると
きはプログラムを終了する。
図12サブルーチン・フロー・チャートにおいてモード
8(左脚支持期)にあると判断された場合、即ち、右脚
側の関節12,14Rについて行われるものであり、先
ずS600において係数ku(t)の値を検索する。こ
れは図6に示した様に、左脚または右脚の片脚支持期に
おいて経時的に増加する様に設定される係数であってこ
の様な特性を示すデータが前記したROM66内にルッ
クアップテーブルとして格納される。S600において
は左脚支持期に入ってからの経過時間tに応じて検索す
る。次いでS602以降に進んで前後方向の、即ち、関
節12Rの補正量(ΔVc3yとする)を先ず算出す
る。即ち、S602において検出した傾斜角度θy(胴
体部24のy軸回りの傾斜角度)を第1の所定値θy-m
ax(図6に示す如く正方向について適宜設定する値)と
比較し、それを超えていると判断されるときはS604
に進んで超過分に前記したku(t)と比例ゲインkr
(一定または可変)を乗じて補正値ΔVc3yを算出す
ると共に、S602で検出値が第1の所定値以下と判断
されるときはS606に進んで第2の所定値θy-min
(負方向について適宜設定する値)と比較し、それを下
廻っていると判断されるときはS608に進んで同様に
差分にku(t),krを乗じて補正量ΔVc3yを算
出する。即ち、図6に示す様に、ロボットの歩行につれ
て傾斜角は変動するが、それについて第1、第2の所定
値を予め設定しておき、それらから規定される範囲を傾
斜角度が超えたときは超えた程度に応じて制御値を補正
する様にした。この結果、具体的には図14に示す様
に、ロボットが前傾するときは遊脚を歩行パターンで予
定された位置よりも前方側に着地させ、また後傾すると
きは手前側に着地させることができ、これによってロボ
ット1が予期しない凹凸路面に遭遇して姿勢を崩したと
きも直ちに姿勢の回復を図ることができる。これは、続
いて述べる様に左右方向についても同様であって左傾す
るときは遊脚を歩行パターンで予定された位置よりも一
層左側に、右傾するときは一層右側に補正する。
02とS606で否定されたときはS610に至り、補
正量を零とする。以上は前後方向(y軸回り)について
の補正量、即ち、関節12R(L)の補正量を計算する
場合であるが、これは関節14R(L)についての左右
方向(x軸回り)の動作についても同様であり、S61
2からS620において左右方向の傾斜角θxが第1の
所定値θx-maxを超えるか第2の所定値θx-min未満で
あるときは、その差分に応じて補正量(ΔVc3xとす
る)を計算する(尚、θx-max、θx-minの特性も図6
に示したθy-max、θy-minと同様のものを適宜設定す
る)。また図15は制御モード11(右脚支持脚)のと
き補正値ΔVc3x,yを計算する場合であるが、補正
対象となる関節が左側12L,14Lであることを除け
ば、S700からS720における補正量算出作業は、
図13の場合と全く同様である。
S402において補正量ΔVc3x,yの保持作業を行
う。即ち、補正量ΔVc3x,yは、補正した遊脚が着
地した後、両脚支持期の間保持するが、離床後は不要と
なるため、零にする必要がある。そこで、係数ku
(t)の値を図6に示す様に設定し、両足支持期に補正
量を保持させた後、矢印で示す様に次の片脚支持期(遊
脚切り換え)に徐々に低減させて切り換え時にショック
が生じない様にした。
ルーチン・フロー・チャートであり、ここではS800
からS808において現在の制御モードが9,10,1
2,7にあるか否か判断する。図6に示す様に、これら
は両脚支持期を示しており、この4つのモードのいずれ
かにあるとき、片脚支持期で算出された補正量ΔVc3
x,yの保持作業を行う。この中、制御モード9(両脚
支持期前半)と制御モード7(両脚支持期後半)にある
場合を例にとって説明すると、図17サブルーチン・フ
ロー・チャートの場合(制御モード9)には先ずS90
0で前回の制御モードが8(左脚支持期(右脚遊脚)で
あったか否か判断し、肯定されるときはS902で、右
脚の補正量ΔVc3x,y(計算されたとき)を保持補
正量ΔVc3x,yoldとし、S904に進んでその
保持補正量を補正量とする。従って、この制御モード時
(両脚支持期)にも基本制御値Vcに保持された値ΔV
c3x,yが加算されて操作量となる。尚、S900に
おいて否定されるときは直ちにS904にジャンプし、
それ以前に保持していた補正量ΔVc3x,yold
(あれば)を補正量とする。また図18に示す両脚支持
期の後半の制御モード(モード7)にあるときは、その
前に制御モードは両脚支持期の前半であって片脚支持期
ではないことから、片脚支持期で計算された値(あると
きのみ)を保持すべき値に置き換えるステップが不要と
なり、S1000において単に保持値を補正量とする。
いでS308に進んで接地補正Δqを計算する。これは
図19に示す様に、着地時の足関節の絶対角度における
偏差θ0を検出し、それに応じて目標関節角度qcを補
正するものである。即ち、同図に示す様に、ロボット1
の足平22R(L)が平地に着地したときは足平角度の
絶対角度は0度であるが、着地時に突起80などを踏ん
だときは姿勢が傾いて偏差θ0が生じる。よって、それ
に応じて次の両脚支持期とそれに続く片脚支持期とに足
関節18,20R(L)の目標角度qcを、偏差θ0に
応じた量Δqだけ補正して姿勢の回復を図る様にした。
参照して説明すると、先ず右側の足首について決定する
ものとすると、S1100において右足首接地補正フラ
グ(後述)のビットが零であることを確認してS110
2に進み、制御モードが9,10,11のいずれかにあ
るか否か判断する。これらは左脚支持(右脚遊脚)期か
ら両脚支持期を経て右脚支持(左脚遊脚)期に至る期間
のいずれかを示す。そこで肯定されたときは次いでS1
104に進み、右脚の足平22Rの先端が接地している
か否か判断し、肯定されたときはS1106に進んで前
記したフラグのビットを1にセットした後、S1108
に進んで図示の如く検出値と設定値との偏差θ0を算出
する。従って、次回以降のプログラム起動時にはS11
00の判断は否定されてS1110に進み、そこで偏差
に応じて目標関節角度の補正量Δqを算出すると共に、
S1112に進んで制御モードが8(左脚支持(右脚遊
脚)期)にあるか否か判断し、肯定されるときはS11
14に進んで左足首接地補正フラグのビットを零にし、
S1116において左足首の関節18,20Lについて
の偏差を零とする。次いでS1118に進んで制御モー
ドが0(初期値)か否か判断し、肯定されるときはS1
120,S1122において左右の足首についてのフラ
グのビットを零にリセットする。尚、S1102で否定
されるときは直ちに、またS1104で否定されるとき
はS1124で左足関節の偏差を零とした後、S111
2にジャンプする。
でS310に進んで基本制御量Vcに上記した補正量が
算出されたときはそれらを加算して操作量Voutの合
成計算を行う。尚、ここで留意されるべきことは、操作
量の合成計算を行う関節に優先順位を設けることであ
る。即ち、関節の優先順位を、支持脚の腰関節12,1
4R(L)、同足関節18,20R(L)、遊脚の腰関
節12,14L(R)、同足関節18,20R(L)と
し、その順で操作量を合算する様にした。即ち、安定し
た姿勢に寄与するところが大きい関節を優先させたもの
であり、これによって制御に時間的余裕がないときは、
支持脚の足関節と腰関節についてのみ操作量を合成する
ことになる。尚、この優先順位は図8フロー・チャート
の補正量の算出に適用し、時間的に余裕がないときは優
先順位の低い関節の補正量の算出を省略する様にしても
良い。
2において合成した操作量を出力し、S24に進んでモ
ニタ処理を行い、S26に進んでフラグ処理を行い、S
12で歩行終了と判断されるまでかかる処理を繰り返
す。即ち、上記した操作量の算出は関節ごとに時系列に
行うものであり、例えば時刻tにおいて最初の関節10
Rについて開始し、最終の関節20Lに至った後、次の
時刻t+1において最初の関節に戻って操作量を決定す
る。尚、歩行終了と判断されたときはS28で必要な後
処理を行って制御を終了する。
を備えた2足歩行の脚式移動ロボットの制御装置におい
て、胴体部の傾斜に応じて支持脚と遊脚の制御量を補正
すると共に、足平角度に応じて目標足関節角度を補正す
る様に構成したので、歩行パターンが予期しない凹凸路
面に遭遇したときも常に安定して歩行することができ
る。更に、着地時にはコンプライアンス制御も行う様に
したので、着地時の衝撃を吸収して一層滑らかな歩行を
実現することができる。
補正するものとして遊脚の腰関節の補正を初めとする種
々の補正を示したが、それらは全て行わなくても良く、
任意に選択しても良い。
ら補正する様にしたが、傾斜角速度を用いて補正しても
良い。
を絶対角度で設計することとしたが、それに限られるも
のではなく、相対角度で設計しても良い。但し、その場
合に傾斜角度は絶対角度で検出されることから、適宜に
座標変換して絶対角度を求める必要がある。
ボットについて説明したが、それに限られるものではな
く、1足ないしは3足以上の脚式移動ロボットにも妥当
するものである。
第1の関節を介して連結され、少なくとも第2の関節を
それぞれ有してなる複数本の脚部リンクとからなり、前
記複数本の脚部リンクで交互に自重を支持しつつ歩行す
る脚式移動ロボットの歩行制御装置であって、各関節に
配置したサーボモータを介して各関節角度を目標値に追
従制御するものにおいて、前記基体の傾斜角度及び/又
は傾斜角速度を重力方向に対する絶対角度で検出し、前
記検出値に所定のゲインを乗じて得た補正量を遊脚側の
脚部リンクの第1の関節及び/又は第2の関節の制御値
に加算するようにしたので、脚式移動ロボットに搭載可
能な小型軽量のコンピュータを用いて、脚式移動ロボッ
トが予期しない凹凸路面に遭遇しても、例えば前傾する
ときは予定された着地位置よりも前方側に、後傾すると
きは手前側に着地させることなどが可能となって、常に
安定した歩行を実現することができる。
を所定値と比較し、その比較結果に応じて前記遊脚側の
脚部リンクの第1の関節及び/又は第2の関節の制御値
を補正するようにしたので、一層効果的に姿勢の安定化
制御を図ることができる。
の脚部リンクが着地したとき、補正量を保持し、立脚切
り換え後に前記補正量を経時的に低減させるようにした
ので、安定した滑らかな歩行制御を実現することができ
る。
に応じて支持脚側の脚部リンクの第1の関節及び/又は
第2の関節の制御値も補正する様にしたので、一層効果
的に安定した姿勢での歩行を実現することができる。
の補正を、支持脚側の脚部リンクの第1の関節、支持脚
側の脚部リンクの第2の関節、遊脚側の脚部リンクの第
1の関節、遊脚側の脚部リンクの第2の関節の優先順位
で行うようにしたので、制御に時間的に余裕のないとき
も効果的に安定した姿勢での歩行を実現することができ
る。
御値を前記追従制御系ループの内側に挿入する様にした
ので、姿勢の回復を迅速に行う応答性に優れた歩行制御
を実現することができる。
置を全体的に示す概略図である。
る。
線図である。
フロー・チャートである。
業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
示すタイミング・チャートである。
出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
示すサブルーチン・フロー・チャートである。
イアンス制御を説明する説明図である。
の傾斜補正を示す説明図である。
作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
ード8のときの補正量の計算作業を示すサブルーチン・
フロー・チャートである。
を説明する説明図である。
1のときの補正量の計算作業を示すサブルーチン・フロ
ー・チャートである。
作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
択されたときの補正量の保持作業を示すサブルーチン・
フロー・チャートである。
択されたときの補正量の保持作業を示すサブルーチン・
フロー・チャートである。
業を説明する説明図である。
業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
ット) 2 脚部リンク 10R,10L 腰の脚部回旋用の関節(軸) 12R,12L 腰のピッチ方向の関節(軸) 14R,14L 腰のロール方向の関節(軸) 16R,16L 膝部のピッチ方向の関節(軸) 18R,18L 足首部のピッチ方向の関節(軸) 20R,20L 足首部のロール方向の関節(軸) 22R,22L 足平(足部) 24 胴体部 26 制御ユニット 36 6軸力センサ 38 接地センサ 40,42 傾斜センサ
Claims (6)
- 【請求項1】 基体と、それに第1の関節を介して連結
され、少なくとも第2の関節をそれぞれ有してなる複数
本の脚部リンクとからなり、前記複数本の脚部リンクで
交互に自重を支持しつつ歩行する脚式移動ロボットの歩
行制御装置であって、各関節に配置したサーボモータを
介して各関節角度を目標値に追従制御するものにおい
て、前記基体の傾斜角度及び/又は傾斜角速度を重力方
向に対する絶対角度で検出し、前記検出値に所定のゲイ
ンを乗じて得た補正量を遊脚側の脚部リンクの第1の関
節及び/又は第2の関節の制御値に加算するようにした
ことを特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御装置。 - 【請求項2】 前記検出値を所定値と比較し、その比較
結果に応じて前記遊脚側の脚部リンクの第1の関節及び
/又は第2の関節の制御値を補正するようにしたことを
特徴とする請求項1項記載の脚式移動ロボットの歩行制
御装置。 - 【請求項3】 前記遊脚側の脚部リンクが着地した後、
補正量を保持し、立脚切り換え後に前記補正量を経時的
に低減させるようにしたことを特徴とする請求項1項ま
たは2項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置。 - 【請求項4】 前記検出値に応じて支持脚側の脚部リン
クの第1の関節及び/又は第2の関節の制御値も補正す
るようにしたことを特徴とする請求項1項から3項のい
ずれかに記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置。 - 【請求項5】 前記制御値の補正を、支持脚側の脚部リ
ンクの第1の関節、支持脚側の脚部リンクの第2の関
節、遊脚側の脚部リンクの第1の関節、遊脚側の脚部リ
ンクの第2の関節の優先順位で行うことを特徴とする請
求項4項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置。 - 【請求項6】 前記補正制御値を前記追従制御系ループ
の内側に挿入することを特徴とする請求項1項から5項
のいずれかに記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=13933716
Family Applications (1)
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-
1992
- 1992-03-12 JP JP08810992A patent/JP3167406B2/ja not_active Expired - Lifetime
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