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2足歩行ロボットの重力場を陽に利用した準能動的歩行と非定常動作に関する研究

显式利用重力场的双足机器人半主动行走及非定常运动研究

基本信息

批准号：
13750234
负责人：
衣笠哲也
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Okayama University of Science (2002)Tsuyama National College of Technology (2001)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,ヒューマノイドの実現に関する研究の一環として,より人間に近い受動的歩行メカニズムに基づく2足歩行(準能動的歩行)およびこれを補完する屈伸動作などの非定常動作が可能な2足歩行ロボットを開発することである.受動的歩行とは,股関節で回転支持された2リンクのモデル(コンパスゲイト)などに,緩斜面において適当な初期状態を与えることで歩行が実現されるというものである.このため,重力場の影響のみにより歩行するという意味で力学的特徴を生かした歩行である.力学的に自然で効率的な歩行をロボットにより実現することは効率のよい2足歩行ロボットを開発するという意味だけでなく,間接的に2足歩行動作のメカニズムの本質を理解するという意味でも重要である.具体的に本研究では,1)過去に提案した非定常動作を実現する制御系が時不変システムである場合について考察し,支持面に未知傾斜角が存在する場合でもパラメトリック安定であることを示し,実験により安定性を検証した.2)足首が自由関節である1胴2脚の2足歩行ロボットEmuに対し,胴体の姿勢制御を伴う受動的歩行(準受動的歩行),および進行方向に擬似的保存場を発生させることにより平面で受動的歩行メカニズムに基づく能動歩行(準能動的歩行)が実現できることを提案した.2)準受動的歩行について離散力学系として捉えることで安定性が保証できることを示し,シミュレーションにより有効性を検証した.3)円弧および点支持による2脚1胴の2次元平面に拘束した2足歩行ロボットを試作し,胴体の姿勢制御を伴う受動的歩行を実現した.

The purpose of this study is to investigate the behavior of human beings in the near future. The actuated movement is reversed, the femoral joint is reversed, the support is 2 degrees, the slope is moderate, the initial state is moderate, and the movement is complete. Now, the influence of the gravitational field is on the way, which means that the characteristics of mechanics are emerging. The movement of the natural rate of motion of the mechanics is understood as important in understanding the nature of the indirect rate of motion of the foot. Specifically, this study: 1) In the past, the control system did not change when the support surface had an unknown inclination angle. 2) The foot head had a free joint. 3) The foot head had a free joint. Carcass posture control accompanied by passive movement (quasi-passive movement), the movement direction is similar to the preservation field, the movement direction is similar to the plane, the passive movement is similar to the basic active movement (quasi-active movement), and the movement direction is similar to the discrete dynamics system. 3) The movement of the carcass is controlled by the movement of the carcass.