非定常歩行特性を考慮した2足歩行機械の動的総合

腰部に対する足部の相対運動を創成するための脚機構および歩行機械の動的安定性を保持するための姿勢制御機構からなる2足歩行機械について,歩幅および歩行速度変更と共に傾斜面歩行,段差面歩行および旋回歩行を可能にする脚機構の総合および外乱に対する姿勢制御系の構成を行った。まず,種々の歩幅,歩行面傾斜角および段差形状に対する可調整足関節軌跡創成機構の原動節長および静止対偶位置の二つの調整量を求め,この可調整足関節軌跡創成機構は歩幅,歩行面傾斜角および段差形状の大きな変化にも対応可能であることを確認した.さらに,この可調整足関節軌跡創成機構に組み合わされる足部駆動機構について,種々の歩幅で,しかも水平面のほかに傾斜面や段差面に適応して歩行するために必要な足部諸寸法を決定した.つぎに,歩行機械が前後方向に作用する外乱モ-メントに抗して安定な歩行を行うために,歩行機械腰部上に搭載される補償機構の形式として,釣合質量が腰部に対して下方にある振子形をとりあげ,歩行機械腰部上に搭載されたレ-ト・ジャイロにより検出される腰部揺動角をもとに補償機構の入力を決定し,姿勢制御を行うフィ-ドバック系を構成した.この制御系を含む補償機構について,シミュレ-ションおよび実験により姿勢制御特性を解析した.その結果をもとに,振子形の補償機構を歩行機械腰部上に搭載してフィ-ドフォワ-ド制御と共にフィ-ドバック制御をも加えた姿勢制御系を構成し,種々の外乱モ-メントについて歩行シミュレ-ションを行い,本研究で構成した姿勢制御系の有効性を確認した.

腰部に対する足部の相対運動を創成するための脚機構および歩行機械の動的安定性を保持するための姿勢制御機構からなる2足歩行機械について,歩幅および歩行速度変更と共に傾斜面歩行,段差面歩行および旋回歩行を可能にする脚機構の総合および外乱に対する姿勢制御系の構成を行った。まず,種々の歩幅,歩行面傾斜角および段差形状に対する可調整足関節軌跡創成機構の原動節長および静止対偶位置の二つの調整量を求め,この可調整足関節軌跡創成機構は歩幅,歩行面傾斜角および段差形状の大きな変化にも対応可能であることを確認した.さらに,この可調整足関節軌跡創成機構に組み合わされる足部駆動機構について,種々の歩幅で,しかも水平面のほかに傾斜面や段差面に適応して歩行するために必要な足部諸寸法を決定した.つぎに,歩行機械が前後方向に作用する外乱モ-メントに抗して安定な歩行を行うために,歩行機械腰部上に搭載される補償機構の形式として,釣合質量が腰部に対して下方にある振子形をとりあげ,歩行機械腰部上に搭載されたレ-ト・ジャイロにより検出される腰部揺動角をもとに補償機構の入力を決定し,姿勢制御を行うフィ-ドバック系を構成した.この制御系を含む補償機構について,シミュレ-ションおよび実験により姿勢制御特性を解析した.その結果をもとに,振子形の補償機構を歩行機械腰部上に搭載してフィ-ドフォワ-ド制御と共にフィ-ドバック制御をも加えた姿勢制御系を構成し,種々の外乱モ-メントについて歩行シミュレ-ションを行い,本研究で構成した姿勢制御系の有効性を確認した.