形態と動力学の特性を利用した二足ロボットの歩行・走行制御方法

一种利用形态学和动力学特性控制双足机器人行走和跑步的方法

• 批准号: 06J53073
• 负责人: 成川 輝真
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J53073/
• 关键词: ロボット; 二足歩行; 受動歩行; エネルギー効率; 実機

1.フーリエ基底アルゴリズムを用いた入力コスト最小歩行フーリエ基底アルゴリズム(FBA)を用い、上体を有する歩行ロボットにおいて入力トルクの二乗積分値が最小となるような最適化問題を解くことで、エネルギー効率のよい歩行を達成する制御入力の探索を行った。2.ばねを有する三次元受動歩行ロボットこれまでの受動歩行ロボットのほとんどは足の形状が円弧形のものであり足首関節が固定されている。一方、本研究では平らな足を有するロボットの足首にロボットの左右方向(ロール方向)と進行方向(ピッチ方向)に自由度を持たせ、ばねを付加した三次元受動歩行ロボットを製作した。平らな足とばね効果により十分な接地力を得るとともにロール方向・ピッチ方向の安定性を確保することが可能となることを歩行実験により示した。3.受動要素を利用した三次元平地歩行ロボット三次元受動歩行で得られた知見を基に平地歩行ロボットの研究を行った。平地での歩行を行うために蹴り出しを利用した歩行方法を検討した。この方法は以下の特徴を有する。・制御入力は蹴り出しのための足首トルクのみであり歩行中にばねにエネルギーを蓄積し短時間に開放する方法とする・平らな足裏形状と足首関節にばねを有する・足首関節は自由回転を行った後、ある一定の角度で可動範囲が制限される有効性を検討するために、まず、二次元平面に制限された歩行モデル構築し、数値計算により有効性を確認した。そして、板ばねを利用した蹴り出し機構を考案し、歩行ロボットを製作した。

1. フ ー リ エ basal ア ル ゴ リ ズ ム を with い た コ into force ス ト minimum step line フ ー リ エ basal ア ル ゴ リ ズ ム (FBA) を い, upper を have す る step line ロ ボ ッ ト に お い て ト into force ル ク の numerical が least squares integral と な る よ う な optimization problem を solution く こ と で, エ ネ ル ギ ー sharper rate の よ い step line を reached す る suppression の exploration into force Youdaoplaceholder0 lines った. 2. ば ね を have す る yuan three times by the moving step line ロ ボ ッ ト こ れ ま で の line by moving a step ロ ボ ッ ト の ほ と ん ど は foot shape の が has drifted back towards &yen; arc の も の で あ り foot section first masato が fixed さ れ て い る. Side, this study で は flat ら な を with す る ロ ボ ッ ト の foot first に ロ ボ ッ ト の left and right (ロ ー ル direction) と for direction (ピ ッ チ direction) に freedom を hold た せ, ば ね を plus し た three dimensional line by moving a step ロ ボ ッ ト を making し た. Flat ら な foot と ば ね unseen fruit に よ り very を な force exerted to る と と も に ロ ー ル direction, ピ ッ の チ direction stability を ensure す る こ と が may と な る こ と を step line be 験 に よ り shown し た. 3. Influenced by dynamic elements を using し た three dimensional ground step line ロ ボ ッ ト three dimensional dynamic step by で have ら れ た knowledge を base に ground step line ロ ボ ッ ト の を line っ た. On the flat ground, で, <s:1>, walk を, うために, cumot out を, and use the <s:1>, た, walking method を検 to get た. The following <s:1> characteristics を of the <s:1> method are する. · suppression into force は tripped り out し の た め の foot first ト ル ク の み で あ り step line に ば ね に エ ネ ル ギ ー を accumulation し に short time open す る method と す る pincus ら な foot shape と foot in the first section masato に ば ね を have す る foot first, masato は freedom back to the planning section line を っ た, あ る の Angle で moving van 囲 limitations が さ れ る have sharper sex を beg す 検 る た め に, ま Youdaoplaceholder0, two-dimensional plane に, された, step-by-step モデ, に construction, <s:1>, numerical calculation, によ, <s:1> effectiveness, を confirmation, た た. Youdaoplaceholder0 て, board ばねを, using <s:1> た cucuo to produce を, organization を, walking ロボットを to make た.

项目成果

Humanoid Robots Human-like Machines

仿人机器人 类人机器

• 发表时间: 2007
• 作者: チタク・セチキン・オズグル;川瀬 博;チタク・セチキン・オズグル;成川輝真;Terumasa Narukawa;Matthias Hackel(editor)
• 通讯作者: Matthias Hackel(editor)

高エネルギー効率のためのダイナミクスを利用した二足歩行ロボットの支持脚切り替え時に着目した制御方法

一种专注于利用动力学切换双足机器人支撑腿以实现高能效的控制方法

• 发表时间: 2007
• 作者: チタク・セチキン・オズグル;川瀬 博;チタク・セチキン・オズグル;成川輝真
• 通讯作者: 成川輝真

Level-Ground Walk Based on Passive Dynamic Walking for a Biped Robot with Torso

• DOI: 10.1109/robot.2007.363970
• 发表时间: 2007-04
• 期刊: Proceedings 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation
• 作者: T. Narukawa;Masaki Takahashi;K. Yoshida