JP4797775B2 - 2足型移動機構 - Google Patents
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Description
図1は2足型移動機構の全体を示し、下図に駆動方向の定義として、ロール方向(矢印Roll),ピッチ方向(矢印Pitch),ヨー方向(矢印Yaw)を示した図であり、胴体アクチュエータ3、第1脚アクチュエータ1aL,1aR、第2の脚アクチュエータ2aL,
2aR、第3の脚アクチュエータ3aL,3aRは内蔵された動力源(モータ)と減速機と角度検出器(ロータリエンコーダあるいはポテンショメータ)を備える。
第1胴体リンク2は胴体アクチュエータ3の出力軸に取り付けられ、ロール方向にのみ駆動される。胴体アクチュエータ3は第2胴体リンク4の中央部に取り付けられており、第1胴体リンク2を介して被搬送物1をロール軸方向に所定の角度だけ揺動する。
第2胴体リンク4には、胴体アクチュエータ3を鉛直方向に通過する軸を対称にして両端部に鉛直方向に長手方向を有する左足および右足が略並行に取り付けられる。左足と右足は構成要素が等しく、構造が胴体アクチュエータ3を通過する鉛直軸に対して対象であるため以下では左足について説明する。
1cLと、力センサ1cLに第2脚リンク2dLに対して逆面に取り付けられ自由に方向の変る車輪が設けられたキャスタ1bLと、力センサ2cLを介して第2脚リンク2dLに取り付けられたピッチ方向にのみ駆動する第3の脚アクチュエータ3aLと、第3の脚アクチュエータによって駆動される車輪2bL,3bLから構成される。
第1脚アクチュエータ1aLおよび第2の脚アクチュエータ2aLはピッチ方向にのみ所定の揺動角を備え、第3の脚アクチュエータ3aLは回転可能である。
3aRを駆動するための制御回路と、前記のアクチュエータを駆動する電源を備えており、2足型移動機構の目標角度と測定値を基にして所定の制御を行う。
車輪2bLと車輪3bLと車輪2bRと車輪3bRのみが地面に接地している状態を倒立モードと定義する。また、車輪2bLと車輪3bLのみが地面に接地している場合、もしくは車輪3bRと車輪3bRのみが地面に接地している場合もある。
車輪2bLと車輪3bLと車輪2bRと車輪3bRおよびキャスタ1bLとキャスタ
1bRが地面に接地している状態を安定モードと定義する。
第1胴体リンク2と第2胴体リンク4の角度、第2胴体リンク4の角度と第1脚リンク1dLの角度、第1脚リンク1dLと第2脚リンク2dLの角度、第2胴体リンク4の角度と第1脚リンク1dRの角度、第1脚リンク1dRと第2脚リンク2dRの角度、は倒立状態が保たれる範囲で決定する。
第1脚アクチュエータ1aL,1aRで第2胴体リンク4をピッチ方向に駆動し、前後方向の重心移動を行うこともできる。力センサ2cL,2cRで左右の脚にかかる荷重を検知し、胴体アクチュエータ3を所定の制御により駆動し、左右方向に重心移動を行い、左右の脚を交互に踏み出し、2足歩行することによって、段差を踏破できる。このように体重移動に1軸、左右の脚にピッチ方向の自由度を持つ軸が少なくとも2軸あれば歩行動作が可能である。
Claims (6)
- 第1脚アクチュエータと、第1脚リンクと、第2脚アクチュエータと、第2脚リンクとを有する左足及び右足と、を備え、前記第1脚リンク及び前記第2脚リンクを揺動することによって移動する2足型移動機構において、
被搬送物が載置され胴体アクチュエータの出力軸に取り付けられる第1胴体リンクと、
前記胴体アクチュエータを中央部に備え前記左足及び右足が取り付けられる第2胴体リンクと、
前記第2脚リンクの前記第1脚リンク側に取り付けられ方向が可変とされたキャスタと、
前記第2脚リンクの反前記第1脚リンク側に取り付けられた車輪と、
前記胴体アクチュエータで前記第1胴体リンクを揺動して左右方向の重心移動を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする2足型移動機構。 - 請求項1記載の2足型移動機構において、
前記キャスタ及び前記車輪を接地して移動を行うことを特徴とする2足型移動機構。 - 請求項1記載の2足型移動機構において、
前記キャスタは力センサを介して前記第2脚リンクへ取り付けられていることを特徴とする2足型移動機構。 - 請求項1記載の2足型移動機構において、
前記キャスタは力センサを介して前記第2脚リンクへ取り付けられ、前記力センサで検知される荷重に基づいて前記胴体アクチュエータを制御することを特徴とする2足型移動機構。 - 請求項1記載の2足型移動機構において、
前記2足型移動機構は、前記キャスタ及び前記車輪を接地する安定モードと、前記車輪のみを接地する倒立モードとを備え、前記キャスタは力センサを介して前記第2脚リンクへ取り付けられ、前記力センサからの情報をもとに前記安定モード又は前記倒立モードの何れか一つのモードで前記2足型移動機構が制御されることを特徴とする2足型移動機構。 - 請求項1記載の2足型移動機構において、
前記キャスタ及び前記車輪を接地する安定モードと、前記車輪のみを接地する倒立モードと、を備え、車輪が駆動されることにより移動することを特徴とした2足型移動機構。
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