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冗長双脚機構を有する二足歩行ロボットの柔軟不整地歩行制御

具有冗余双足机构的双足机器人灵活的不平坦地形行走控制

基本信息

批准号：
14760166
负责人：
柴田昌明
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Seikei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では,新しい荷物運搬用機械の開発を目途として二足歩行ロボットの導入を提案しており,そのための新しい機構ならびに制御手法の開発に取り組んだ.荷物運搬用機械にあっては屋外環境における柔軟不整地での適用や積載物の重量変化への対応など解決すべきさまざまな課題がある.二足歩行機構の導入に際しては,特に遊脚着地時に発生する衝撃力ならびに支持脚離地時に要する踏み出し力によって歩行動作の安定性が損なわれるなどの重要課題がある.本研究課題における提案手法の特長は冗長自由度を有する脚(冗長脚)を導入した点にある.冗長脚では足先動作と姿勢変化を独立に制御することが可能であり,歩容と脚の重心位置あるいは全体の重心位置をそれぞれ分離して独立に動作できる.この機構の特長を活かして,着地地盤の強度に依存することなく着地衝撃力が低減されることを本研究課題において実証した.これは脚の冗長構造により着地面から受ける急峻な反力変化量を吸収することに基づく.そして,着地時に適切な脚姿勢を選択することで衝撃力がほとんど生じない着地動作を実現しうることも実証した.冗長脚においては姿勢に関する運動学的な冗長性も有しており,適切な姿勢を選択することでほとんどの衝撃力を吸収できることが分かった.さらに,本研究課題において得られた成果としては,歩行開始時に脚の重心位置を制御することで,接地面に踏み出し力を印加せずに歩行開始動作を実現する歩容を可能とした.一般に,歩行開始時には接地面に対して踏み出し力を印加する必要があり,これが足裏でのスリップを引き起こす原因の一つであった.本研究課題において開発した動作制御手法により,接地面の強度に依存しない踏み出し動作を可能とした.すなわち柔軟不整地においても安定な歩行開始動作が達成されたことを意味する.以上のとおり,二足歩行ロボットの歩行動作の安定性が損なわれる問題を解決した.

This research topic is aimed at the development of a new type of material handling machinery, and the introduction of a two-legged walking mechanism. There are many problems to be solved in load handling machinery that are suitable for soft and uneven ground conditions in the outdoor environment and the weight variation of stowage objects. During the introduction of the two-legged walking mechanism, the impact force generated when the walking foot touches the ground and the stability of the walking motion when the supporting foot leaves the ground are important issues. This research topic proposes a method for the introduction of long freedom. Long feet move first, posture changes, independent control, movement changes, foot center of gravity position changes, independent control, movement changes The characteristics of this mechanism are active, and the strength of the landing site depends on the impact force of the landing site. The long structure of the foot is connected to the ground, and the rapid reaction force is changed. When landing, the appropriate foot posture is selected. The impact force is generated. The landing action is realized. Long feet, posture, kinematics, length, posture, selection, impact, absorption, separation, etc. The results of this study are as follows: 1. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 2. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 3. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 4. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 5. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 6. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 7. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 8. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 9. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 9. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 8. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 9. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 8. Control of the center of gravity at the beginning of the journey; 9. In general, when walking starts, it is necessary to touch the ground and step out of the ground. This research topic focuses on the control method of ground plane motion, the dependence of ground plane strength on ground plane motion. A soft, steady start to a movement is achieved. The stability of the two-legged walking motion is reduced due to the above problems.