4足歩行機械の不整地踏破性能の拡大

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本年度は4脚ロボットによる実際的な環境での歩行移動の実現を目的として以下の内容で研究を行った。(1)20自由度4足歩行機械TITAN-XIIの開発前年度に引き続き高度凹凸路面対応型4足歩行機械TITAN-XIIの開発を行った。 TITAN-XIIは、脚長およそ1m、重量約100kgであり、一脚に5自由度の能動自由度を有し、胴体姿勢を積極的に変化させる歩容に対応するため2自由度の能動足首関節機構を有する。この足首機構には大規模段差踏破の際にも足裏と路面間の確実な接触を保つため、広範な可動角を有する干渉駆動型の機構を導入した。(2)適応型足先センシング機構の研究足首関節を能動的に駆動する場合には、足裏姿勢を路面に追従させるならい制御を行い、安定な足場を確保することが重要である。このような制御を実現するための足先センサシステムの構成を検討し、(1)で開発した4足歩行機械のための対地適応型足先センシング機構の開発を行い、基本的動作実験によりその有効性を確認した。開発した足先機構は放射状に配置された8本のウィスカセンサ、および足裏の接地圧センサによって構成される。接地圧センサは柔軟に変形する中空のゴム部品によって構成し、路面の凹凸形状に適応して変形する機能性を導入した。(3)凹凸適応型足裏機構の研究路面の凹凸形状、特に足裏よりも小さな凹凸に対応可能な対地適応型足裏機構の設計について検討を行った。6本の指状の適応機構を持ち、接地時には路面形状に適応して柔軟に変形し、接地完了後は足裏形状を固定することで歩行の安定性を高める足裏機構の開発を行った。適応機構の基本動作原理として連結差動機構を導入し、放射状に配置された6本の適応機構の対向する指同士をワイヤで連結する構成を採用した。開発した足裏機構を普及型4足歩行機械TITAN VIIIへ搭載し、模擬不整地上の歩行実験によりその有効性を検証した。