DE102009032457B4 - Running machine, control device and control method for controlling a movement of an object - Google Patents

Running machine, control device and control method for controlling a movement of an object Download PDF

Info

Publication number
DE102009032457B4
DE102009032457B4 DE200910032457 DE102009032457A DE102009032457B4 DE 102009032457 B4 DE102009032457 B4 DE 102009032457B4 DE 200910032457 DE200910032457 DE 200910032457 DE 102009032457 A DE102009032457 A DE 102009032457A DE 102009032457 B4 DE102009032457 B4 DE 102009032457B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
locomotion
extremities
running machine
actual position
movement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200910032457
Other languages
German (de)
Other versions
DE102009032457A1 (en
Inventor
Matthias Kufner
Christian Eisenhart
Thomas Reitinger
Sandro Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zollner Elektronik AG
Original Assignee
Zollner Elektronik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zollner Elektronik AG filed Critical Zollner Elektronik AG
Priority to DE200910032457 priority Critical patent/DE102009032457B4/en
Publication of DE102009032457A1 publication Critical patent/DE102009032457A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102009032457B4 publication Critical patent/DE102009032457B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H11/00Self-movable toy figures
    • A63H11/18Figure toys which perform a realistic walking motion
    • A63H11/20Figure toys which perform a realistic walking motion with pairs of legs, e.g. horses

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

Laufmaschine (100) mit einem Rumpf (150) an welchem eine Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140) mittels einer Vielzahl von Antriebseinrichtungen (180) unabhängig voneinander bewegbar sind, wobei die Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140) Fortbewegungsextremitäten (130, 140) umfassen, welche zur Fortbewegung der Laufmaschine (100) dienen, mit einer Erfassungseinrichtung (195) zur Erfassung einer Istposition der Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140), und einer Steuereinrichtung (160, 170) zur Steuerung einer Bewegung der Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140), wobei die Steuereinrichtung (160) eine Berechnungseinrichtung (161) zur Berechnung einer Fortbewegung der Laufmaschine mittels der Fortbewegungsextremitäten aufweist, wobei die Berechnungseinrichtung (161) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie ausgehend von der Istposition einer Fortbewegungsextremität (130, 140) und auf der Grundlage der Istposition der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) die Sollpositionen berechnet, an welchen sich die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) nach vorbestimmten Zeitdauern befinden sollen, und wobei die Steuereinrichtung (160, 170) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie jede der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) von deren Istposition in den vorbestimmten Zeitdauern an die für die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) berechnete Sollposition steuert, und wobei die vorbestimmte Zeitdauer zur Steuerung einer der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) von ihrer jeweiligen Istposition zu der für diese jeweils berechneten Sollposition für alle Fortbewegungsextremitäten (130, 140) gleich ist, so dass lediglich eine Schrittweite der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) bezüglich einer von einer Einstelleinrichtung (190) eingestellten Geschwindigkeit, welche eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der Laufmaschine (100) mittels der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) ist, veränderbar ist.Running machine (100) having a body (150) on which a plurality of extremities (110, 111, 120, 130, 140) are independently movable by means of a plurality of drive means (180), wherein the plurality of extremities (110, 111, 120, 130, 140) locomotion extremities (130, 140), which serve for moving the running machine (100), with a detection device (195) for detecting an actual position of the plurality of extremities (110, 111, 120, 130, 140), and a control device (160, 170) for controlling a movement of the plurality of extremities (110, 111, 120, 130, 140), wherein the control device (160) has a calculation device (161) for calculating a travel of the running machine by means of the travel extremities, wherein the calculation means (161) is adapted to derive the travel text from the actual position of a travel extremity (130, 140) and based on the actual position and the controllers (160, 170) are configured to compare each of the travel extremities (130, 140) of... 130, 140) with the target positions at which the travel extremities (130, 140) are to be located after predetermined time periods whose actual position in the predetermined time periods controls the target position calculated for the locomotion extremities (130, 140), and wherein the predetermined time duration for controlling one of the locomotion extremities (130, 140) from their respective actual position to the respectively calculated target position for all locomotion extremities ( 130, 140) is equal, so that only one increment of the locomotion extremities (130, 140) is changeable with respect to a speed set by an adjuster (190), which is a travel speed of the walking machine (100) by means of the locomotion extremities (130, 140) ,

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufmaschine, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zur Steuerung einer Bewegung eines Gegenstands, insbesondere einer Laufmaschine.The invention relates to a running machine, a control device and a control method for controlling a movement of an object, in particular a running machine.

Herkömmlicherweise sind Laufmechanismen für Spielzeugfiguren mit vier Beinen bekannt, bei welchen die Spielzeugfiguren mit Hilfe des Laufmechanismus selbständig laufen können.Conventionally, four-legged toy figures are known in which the toy figures can run on their own with the aid of the running mechanism.

Beispielsweise ist aus der DE 78 32 634 U1 ein Spielzeugpferd mit wenigstens zwei beweglichen Gliedmaßen mit einem im Rumpf angeordneten Antrieb für die Gliedmaßen bekannt. In dem Körper ist zudem eine Steuereinheit, die Kurvenräder mit definierten Segmenten auf der Umfangsfläche aufweist, für die Bewegung der einzelnen Gliedmaßen angeordnet. Die Steuereinheit steht mit dem Antrieb einerseits und mit Gelenken der Gliedmaßen andererseits in Wirkverbindung. Es können auch weitere Körperteile, wie Kopf oder dergleichen am Körper über weitere Gelenke aktivierbar angelenkt werden.For example, is from the DE 78 32 634 U1 a toy horse with at least two movable limbs with a body arranged in the trunk drive for the limbs. In the body is also a control unit having curved wheels with defined segments on the peripheral surface, arranged for the movement of the individual limbs. The control unit is connected to the drive on the one hand and with joints of the limbs on the other hand in operative connection. It is also possible to articulate other body parts, such as the head or the like, activatable on the body via further joints.

Zudem ist eine elektromotorisch angetriebene vierbeinige Spielzeugfigur, insbesondere eine Tierfigur, aus der DE 1 146 416 A bekannt, welche in der Lage ist, schreitende sowie weitere Körperbewegungen auszuführen. Hierzu hat die Tierfigur an den Füßen befindliche Tragrollen, die durch Freilaufsperre gesteuert, nur Bewegungen im Sinne einer Vorwärtsbewegung der Tierfigur machen können. Hierbei werden sowohl die linken als auch die rechten Beine von ihrem Antrieb mittels von einer Bedienperson über flexible Übertragungsmittel zu betätigende Kupplungen wahlweise an- und abschaltbar, um der schreitenden Tierfigur beliebige, von einer Geraden abweichende Bewegungsrichtungen zu geben. Es können auch weitere Körperteile, wie Kopf und Schwanz, ebenfalls von der Bedienperson unabhängig von den Fortbewegungsmitteln in Bewegung gesetzt oder abgeschaltet werden.In addition, an electric motor driven four-legged toy figure, in particular an animal figure, from the DE 1 146 416 A known, which is able to perform walking and other body movements. For this purpose, the animal figure on the feet located idlers, which controlled by freewheel lock, can only make movements in the sense of a forward movement of the animal figure. Here, both the left and the right legs of their drive by means of an operator via flexible transmission means to be actuated clutches are selectively switched on and off to give the walking animal animal any, deviating from a straight line directions of movement. Other body parts, such as the head and tail, can also be set in motion or switched off by the operator independently of the means of locomotion.

Aus der DE 103 61 726 A1 ist ein Roboterspielzeug bekannt, welches es ermöglicht, unter Verwendung einer einzigen Art von Gelenkmotor verschiedene Formen von Antriebe erfordernden Roboterspielzeugen zusammenzubauen, so dass die Teile einschließlich der Gliedmaßen in einer unabhängigen Einheit zusammensetzbar sind.From the DE 103 61 726 A1 For example, a robot toy is known which makes it possible to assemble various forms of robot toys requiring propulsion using a single type of articulated motor so that the parts, including the limbs, can be assembled in an independent unit.

Den genannten herkömmlichen Spielzeugtieren ist jedoch gemeinsam, dass nicht in allen Situationen Fehler beim Gehen vermieden werden können. Solche Fehler können beispielsweise sein, dass die Stabilität des Spielzeugtieres beim Laufen nicht immer gewährleistet ist, wenn beispielsweise der Untergrund nicht eben ist. Zudem ist die von den genannten herkömmlichen Spielzeugtieren bekannte Technik nicht einfach auf Spielfiguren mit großen Abmessungen, wie beispielsweise ein Braunbär in Lebensgröße, anwendbar, da die Stabilität beim Laufen mit größer werdender Spielzeugfigur ein immer kritischerer Punkt wird.The said conventional toy animals, however, have in common that not in all situations, mistakes in walking can be avoided. Such errors may be, for example, that the stability of the toy animal when running is not always guaranteed, for example, if the ground is not flat. In addition, the technique known from the above-mentioned conventional toy animals is not easily applicable to large-sized game figures such as a life size brown bear, since the stability becomes increasingly critical as the toy figure becomes larger in running.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Laufmaschine, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zur Steuerung einer Bewegung eines Gegenstands zur Verfügung zu stellen.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a running machine, a control device and a control method for controlling a movement of an object.

Diese Aufgabe wird durch eine Laufmaschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Laufmaschine hat einen Rumpf, an welchem eine Vielzahl von Extremitäten mittels einer Vielzahl von Antriebseinrichtungen unabhängig voneinander bewegbar sind, wobei die Vielzahl von Extremitäten Fortbewegungsextremitäten umfassen, welche zur Fortbewegung der Laufmaschine dienen. Zudem hat die Laufmaschine eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Istposition der Vielzahl von Extremitäten und eine Steuereinrichtung zur Steuerung einer Bewegung der Vielzahl von Extremitäten. Die Steuereinrichtung weist eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung einer Fortbewegung der Laufmaschine mittels der Fortbewegungsextremitäten auf. Hierbei ist die Berechnungseinrichtung dahingehend ausgestaltet, dass sie ausgehend von der Istposition einer Fortbewegungsextremität und auf der Grundlage der Istposition der Fortbewegungsextremitäten die Sollpositionen berechnet, an welchen sich die Fortbewegungsextremitäten nach vorbestimmten Zeitdauern befinden sollen. Zudem ist die Steuereinrichtung dahingehend ausgestaltet, dass sie jede der Fortbewegungsextremitäten von deren Istposition in den vorbestimmten Zeitdauern an die für die Fortbewegungsextremitäten berechnete Sollposition steuert.This object is achieved by a running machine according to the features of claim 1. The walking machine has a trunk on which a plurality of extremities are independently movable by means of a plurality of drive means, the plurality of extremities comprising locomotion extremities which serve for locomotion of the running machine. In addition, the walking machine has detection means for detecting an actual position of the plurality of extremities, and control means for controlling movement of the plurality of extremities. The control device has a calculation device for calculating a movement of the running machine by means of the movement extremities. In this case, the calculation device is designed such that it calculates, based on the actual position of a locomotion extreme and on the basis of the actual position of the locomotion extremities, the desired positions at which the locomotion extremities are to be located after predetermined periods of time. In addition, the control device is designed such that it controls each of the locomotion extremities from their actual position in the predetermined time periods to the desired position calculated for the locomotion extremities.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims.

Die Laufmaschine kann zudem eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen umfassen, ob beim Auftreten einer Fortbewegungsextremität die für die Fortbewegungsextremität berechnete Sollposition erreicht wurde. Hierbei ist die Berechnungseinrichtung dahingehend ausgestaltet, dass sie eine neue Sollposition für die Fortbewegungsextremitäten berechnet, die noch nicht an die bisher von der Berechnungseinrichtung berechnete Sollposition bewegt wurden, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt hat, dass beim Auftreten einer Fortbewegungsextremität die für die Fortbewegungsextremitäten berechnete Sollposition nicht erreicht wurde. Zudem ist die Steuereinrichtung dahingehend ausgestaltet, dass sie die Fortbewegungsextremitäten, die noch nicht an die bisher von der Berechnungseinrichtung für diese Fortbewegungsextremitäten berechnete Sollposition bewegt wurden, von deren Istpositionen in den vorbestimmten Zeitdauern an die für diese Fortbewegungsextremitäten neu berechnete Sollposition steuert.The running machine may further comprise determining means for determining whether, when a locomotion extremity has occurred, the target position calculated for locomotion extremity has been reached. Here, the calculation means is arranged to calculate a new target position for the locomotion extremities which have not yet been moved to the target position previously calculated by the calculation means, if the determining means has determined that, when a locomotion extremity occurs, the target position calculated for the locomotion extremities does not reach has been. In addition, the control device is configured such that it detects the locomotion extremities which have not yet been moved to the desired position previously calculated by the calculation device for these locomotion extremities Actual positions in the predetermined time periods to the newly calculated for these locomotion extremes target position controls.

Es ist außerdem möglich dass die Steuereinrichtung dahingehend ausgestaltet ist, dass sie zuerst die Fortbewegungsextremität, von deren Istposition sie bei der Berechnung ausgeht, zu der dafür berechneten Sollposition steuert, dann die zu dieser Fortbewegungsextremität in Bewegungsrichtung diagonal dahinter angeordnete Fortbewegungsextremität zu der dafür berechneten Sollposition steuert, danach eine andere Fortbewegungsextremität, die im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung neben der Fortbewegungsextremität angeordnet ist, von deren Istposition bei der Berechnung ausgegangen wird, zu der dafür berechneten Sollposition steuert, und zuletzt die zu dieser Fortbewegungsextremität in Bewegungsrichtung diagonal dahinter angeordnete Fortbewegungsextremität zu der dafür berechneten Sollposition steuert.It is also possible that the control means is arranged to first control the locomotion extremity from whose actual position it starts in the calculation to the target position calculated therefor, then controls the locomotion extreme to the locomotion forward in the direction of travel to the target position calculated therefor , then another locomotion extreme, which is arranged substantially transversely to the direction of movement next to the locomotion extremity, is controlled by their actual position in the calculation, to the calculated target position controls, and finally to this forward locomotion in the direction of movement diagonally behind it arranged locomotion extremity to the calculated therefor Target position controls.

Bei der erfindungsgemäßen Laufmaschine ist vorgesehen, dass die vorbestimmte Zeitdauer zur Steuerung einer der Fortbewegungsextremitäten von ihrer jeweiligen Istposition zu der für diese jeweils berechnete Sollposition für alle Fortbewegungsextremitäten gleich ist. Hierbei ist es denkbar, dass die vorbestimmte Zeitdauer, die zwischen dem Beginn einer Steuerung einer Fortbewegungsextremität von ihrer Istposition zu der dafür berechneten Sollposition und dem Beginn einer Steuerung einer zu dieser Vorderbein diagonal angeordneten Hinterbeins von seiner Istposition zu der dafür berechneten Sollposition liegt, gleich der Zeitdauer ist, die zwischen dem Beginn einer Steuerung eines Hinterbeins von seiner Istposition zu der dafür berechneten Sollposition und dem Beginn einer Steuerung des zu diesem Hinterbein diagonal angeordneten Vorderbeins von seiner Istposition zu der dafür berechneten Sollposition liegt.In the running machine according to the invention, it is provided that the predetermined time duration for controlling one of the locomotion extremities from their respective actual position to the respectively calculated set position for all locomotion extremities is the same. In this case, it is conceivable that the predetermined period of time, which lies between the start of a control of a locomotion extreme from its actual position to the nominal position calculated therefor and the beginning of a control of a hind leg diagonally arranged to this foreleg, from its actual position to the nominal position calculated for it Period of time, which is between the beginning of a control of a hind leg from its actual position to the calculated target position and the beginning of a control of the front leg diagonally arranged to this hind leg from its actual position to the calculated target position.

Die Berechnungseinrichtung kann ferner dahingehend ausgestaltet sein, dass sie die Sollpositionen für die Fortbewegungsextremitäten für die Hälfte einer Zeitdauer eines Zyklusses einer Fortbewegung der Laufmaschine im Voraus berechnet, wobei der Zyklus einer Fortbewegung der Laufmaschine eine Bewegung einer Fortbewegungsextremität von ihrer Istposition zu einer nächsten Sollposition, eine sich daran anschließende Bewegung einer zu dieser Fortbewegungsextremität in Bewegungsrichtung diagonal dahinter angeordneten Fortbewegungsextremität von ihrer Istposition zu einer nächsten Sollposition, eine sich daran anschließende Bewegung einer Fortbewegungsextremität, die im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung neben der Fortbewegungsextremität angeordnet ist, von deren Istposition bei der Berechnung ausgegangen wird, von ihrer Istposition zu einer nächsten Sollposition, und eine sich daran anschließende Bewegung der zu dieser Fortbewegungsextremität in Bewegungsrichtung diagonal dahinter angeordneten Fortbewegungsextremität von seiner Istposition zu einer nächsten Sollposition umfasst.The computing means may be further configured to precalculate the travel extremity setpoint positions for one-half of a cycle duration of the running machine, wherein the cycle of travel of the running machine is to move a travel extremity from its current position to a next desired position subsequent movement of a locomotion trajectory diagonally behind this locomotion extremity in the direction of movement from its current position to a next nominal position, followed by movement of a locomotion extremity substantially transverse to the direction of movement adjacent to the locomotion extremity, from its actual position in the calculation , from its actual position to a next target position, and an adjoining movement of this to the locomotion extreme in the direction diagon al arranged behind it locomotion extremity from its actual position to a next target position.

Bei der Laufmaschine ist die vorbestimmte Zeitdauer zur Steuerung einer der Fortbewegungsextremitäten von ihrer jeweiligen Istposition zu der für diese berechneten Sollposition vorzugsweise mittels einer Einstelleinrichtung einstellbar.In the running machine, the predetermined period of time for controlling one of the locomotion extremities from their respective actual position to the desired position calculated for the latter is preferably adjustable by means of an adjusting device.

Als weitere Möglichkeit kann die Berechnungseinrichtung dahingehend ausgestaltet sein, dass sie die Sollpositionen für die Fortbewegungsextremitäten auf der Grundlage einer von einer Einstelleinrichtung eingestellten Geschwindigkeit berechnet, welche eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der Laufmaschine mittels der Fortbewegungsextremitäten ist.As another possibility, the calculation means may be arranged to calculate the target positions for the travel extremities based on a speed set by an adjustment means, which is a travel speed of the running machine by means of the travel extremities.

Es ist vorteilhaft, wenn die Laufmaschine eine Beschränkungseinrichtung aufweist zur Beschränkung der von einer Einstelleinrichtung eingestellten Geschwindigkeit, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die berechnete Sollposition für eine Fortbewegungsextremität einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet.It is advantageous if the running machine has restricting means for limiting the speed set by an adjusting means when the determining means determines that the calculated set position for a traveling extremity exceeds a predetermined upper limit.

Es ist auch möglich, dass die Beschränkungseinrichtung zur Beschränkung der von einer Einstelleinrichtung eingestellten Geschwindigkeit ausgestaltet ist, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass eine der Fortbewegungsextremitäten zu früh auftritt und dadurch ein Abstand zwischen der Istposition und der berechneten Sollposition für eine andere danach zu bewegende Fortbewegungsextremität einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet.It is also possible that the restriction means is configured to limit the speed set by an adjustment means when the determination means determines that one of the travel extremities occurs too early and thereby a distance between the actual position and the calculated target position for another travel extremity to be moved thereafter exceeds the predetermined upper limit.

Die Berechnungseinrichtung kann auch dahingehend ausgestaltet sein, dass sie die Sollpositionen für Fortbewegungsextremitäten auf der Grundlage einer von einer Einstelleinrichtung eingestellten Fortbewegungsart einer Vielzahl von Fortbewegungsarten berechnet, die Arten einer Fortbewegung der Laufmaschine mittels Fortbewegungsextremitäten sind.The calculating means may also be arranged to calculate the target positions for locomotion extremities on the basis of a travel type set by a setting means of a plurality of locomotion types which are ways of locomotion of the traveling machine by means of locomotion extremities.

Bei der Laufmaschine kann jeder der Vielzahl von Extremitäten eine Hilfssteuereinrichtung zugeordnet sein, welche mit der Steuereinrichtung über eine Kommunikationsleitung verbunden ist und der Steuereinrichtung derart untergeordnet ist, dass die Steuereinrichtung an jede der Hilfssteuereinrichtungen die Informationen weiterleitet, welche zur Steuerung der Extremität erforderlich sind, zu welcher diese Hilfssteuereinrichtung zugeordnet ist.In the running machine, each of the plurality of extremities may be associated with an auxiliary control device which is connected to the control device via a communication line and subordinate to the control device such that the control device transmits to each of the auxiliary control devices the information required for controlling the extremity which is assigned to this auxiliary control device.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dahingehend ausgestaltet, dass sie jede der Fortbewegungsextremitäten von deren Istposition in den vorbestimmten Zeitdauern an die für die Fortbewegungsextremitäten berechnete Sollposition in Echtzeit steuert.Preferably, the controller is configured to use each of Moving extremities from their actual position in the predetermined time periods to the setpoint position calculated for the locomotion extremities in real time controls.

Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch eine Steuervorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 14 gelöst.The aforementioned object is also achieved by a control device according to the features of claim 14.

Die Steuervorrichtung dient zur Steuerung einer Bewegung eines Gegenstands, der einen Rumpf aufweist, an welchem eine Vielzahl von Extremitäten mittels einer Vielzahl von Antriebseinrichtungen unabhängig voneinander bewegbar sind, wobei die Vielzahl von Extremitäten Fortbewegungsextremitäten umfassen, welche zur Fortbewegung des Gegenstands dienen. Die Steuervorrichtung weist eine Sende-/Empfangseinrichtung und eine Berechnungseinrichtung auf. Die Sende-/Empfangseinrichtung dient zum Empfangen von Erfassungssignalen einer Erfassungseinrichtung, welche eine Istposition der Vielzahl von Extremitäten erfasst. Die Berechnungseinrichtung dient zur Berechnung einer Fortbewegung des Gegenstands mittels der Fortbewegungsextremitäten, wobei die Berechnungseinrichtung dahingehend ausgestaltet ist, dass sie ausgehend von der Istposition einer Fortbewegungsextremität und auf der Grundlage der Istposition der Fortbewegungsextremitäten die Sollpositionen berechnet, an welchen sich die Fortbewegungsextremitäten nach vorbestimmten Zeitdauern befinden sollen. Hierbei ist die Steuereinrichtung dahingehend ausgestaltet ist, dass sie die Fortbewegungsextremitäten von deren Istposition in den vorbestimmten Zeitdauern an die für die Fortbewegungsextremitäten berechnete Sollposition steuert.The control device is for controlling a movement of an object having a trunk on which a plurality of extremities are independently movable by means of a plurality of drive means, the plurality of extremities comprising travel extremities for advancing the object. The control device has a transmitting / receiving device and a calculation device. The transmitting / receiving device is for receiving detection signals of a detection device, which detects an actual position of the plurality of extremities. The calculation means is for calculating a movement of the object by means of the locomotion extremities, wherein the calculation means is adapted to calculate, based on the actual position of a locomotion extremity and on the basis of the actual position of the locomotion extremities, the target positions at which the locomotion extremities are to be located after predetermined time periods , In this case, the control device is designed such that it controls the locomotion extremities from their actual position in the predetermined time periods to the desired position calculated for the locomotion extremities.

Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch eine Steuervorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 15 gelöst.The aforementioned object is also achieved by a control device according to the features of claim 15.

Das Steuerverfahren dient zum Steuern einer Bewegung eines Gegenstands, der einen Rumpf aufweist, an welchem eine Vielzahl von Extremitäten mittels einer Vielzahl von Antriebseinrichtungen unabhängig voneinander bewegbar sind, wobei die Vielzahl von Extremitäten Fortbewegungsextremitäten umfassen, welche zur Fortbewegung des Gegenstands dienen. Das Verfahren umfasst die Schritte: Empfangen von Erfassungssignalen einer Erfassungseinrichtung, welche eine Istposition der Vielzahl von Extremitäten erfasst; Berechnen einer Fortbewegung des Gegenstands mittels der Fortbewegungsextremitäten, wobei die Berechnung ausgehend von der Istposition einer Fortbewegungsextremität und auf der Grundlage der Istposition der Fortbewegungsextremitäten die Sollpositionen ausgeführt wird, an welchen sich die Fortbewegungsextremitäten nach vorbestimmten Zeitdauern befinden sollen; und Steuern der Fortbewegungsextremitäten von deren Istposition an die für die Fortbewegungsextremitäten berechnete Sollposition in den vorbestimmten Zeitdauern.The control method is for controlling a movement of an object having a trunk on which a plurality of extremities are independently movable by means of a plurality of drive means, the plurality of extremities comprising locomotion extremities which serve to propel the object. The method comprises the steps of: receiving detection signals of a detection device which detects an actual position of the plurality of extremities; Calculating a travel of the object by means of the locomotion extremities, wherein the calculation based on the actual position of a locomotion extremity and on the basis of the actual position of the locomotion extremities, the target positions at which the locomotion extremities are to be located after predetermined periods of time; and controlling the locomotion extremities from their actual position to the desired position calculated for the locomotion extremities in the predetermined time periods.

Mit der zuvor beschriebenen Laufmaschine, der zuvor beschriebenen Steuervorrichtung und dem zuvor beschriebenen Steuerverfahren kann eine stabile Fortbewegung der Laufmaschine bzw. des Gegenstandes in allen Situationen gewährleistet werden. Zudem kann auch bei einer Laufmaschine bzw. eines Gegenstandes mit großen Abmessungen immer eine stabile Fortbewegung der Laufmaschine bzw. des Gegenstandes realisiert werden. Die Fortbewegung der Laufmaschine bzw. des Gegenstandes ist insbesondere selbststabilisierend.With the above-described running machine, the control device described above, and the control method described above, stable traveling of the running machine or the object can be ensured in all situations. In addition, even with a running machine or an article with large dimensions always a stable locomotion of the running machine or the object can be realized. The movement of the running machine or the object is in particular self-stabilizing.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlicher beschrieben. Es zeigen:In the following the invention will be described in more detail with reference to the drawing. Show it:

1A eine dreidimensionale Ansicht einer Laufmaschine mit vier Fortbewegungsextremitäten; 1A a three-dimensional view of a running machine with four locomotion extremities;

1B eine Draufsicht auf die in 1A gezeigte Laufmaschine; 1B a top view of the in 1A shown running machine;

2 ein elektrisches Blockschaltbild einer Steuerung der Laufmaschine von 1A und 1B; 2 an electrical block diagram of a control of the running machine of 1A and 1B ;

3 ein Diagramm, welches die Schrittabfolge der Fortbewegungsextremitäten der Laufmaschine von 1A und 1B darstellt; 3 a diagram showing the sequence of steps of the locomotion extremities of the running machine of 1A and 1B represents;

4 eine Abbildung, welche die Diagonalen der Fortbewegungsextremitäten der Laufmaschine von 1A und 1B veranschaulicht; 4 a figure showing the diagonals of the locomotion extremities of the running machine of 1A and 1B illustrated;

5 eine Abbildung zur Verdeutlichung eines Abstands der Diagonalen vom Schwerpunkt beim Geradeausgang; 5 a figure to illustrate a distance of the diagonal of the center of gravity in the straight line;

6 ein Diagramm, welches den Verlauf der Abstände der Diagonalen vom Schwerpunkt beim Geradeausgang darstellt; 6 a diagram showing the course of the diagonal distances from the center of gravity in the straight line;

7 ein Diagramm, welches das tragende Dreieck beim Geradeausgang darstellt; 7 a diagram showing the load-bearing triangle in straight-line;

8 ein Diagramm, welches einen Bewegungsablauf beim Hundegang verdeutlicht; 8th a diagram illustrating a movement sequence in the crab;

9 ein Diagramm, welches einen Bewegungsablauf beim Kurvengang verdeutlicht; 9 a diagram illustrating a movement during the Kurvengang;

10 ein Diagramm, welches eine Variation der Diagonalen beim Kurvengang verdeutlicht; 10 a diagram illustrating a variation of the diagonal when cornering;

11 ein Diagramm, welches den kritischen Radius beim Kurvengang verdeutlicht; 11 a diagram illustrating the critical radius when cornering;

12 ein Diagramm, welches eine Schreiteinteilung beim Kurvengang verdeutlicht; 12 a diagram illustrating a step division when cornering;

13A ein Diagramm, welches eine Schritteinteilung beim Gang der Laufmaschine von 1A und 1B mit einer 1:1 Teilung verdeutlicht; 13A a diagram showing a step division in the course of the running machine of 1A and 1B illustrated with a 1: 1 division;

13B ein Diagramm, welches Bodenplattenpositionen der Füße 132, 142 beim Gang der Laufmaschine von 1A und 1B mit einer 1:1 Teilung verdeutlicht; 13B a diagram of the floorplate positions of the feet 132 . 142 while walking the running machine of 1A and 1B illustrated with a 1: 1 division;

14A ein Diagramm, welches die Schritteinteilung beim Gang der Laufmaschine von 1A und 1B mit einer 2:1 Teilung verdeutlicht; 14A a diagram showing the step division in the course of the running machine of 1A and 1B with a 2: 1 division clarified;

14B ein Diagramm, welches Bodenplattenpositionen der Füße 132, 142 beim Gang der Laufmaschine von 1A und 1B mit einer 2:1 Teilung verdeutlicht; 14B a diagram of the floorplate positions of the feet 132 . 142 while walking the running machine of 1A and 1B with a 2: 1 division clarified;

15 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Positions- und Diagonalenverläufe; 15 a diagram illustrating the position and diagonal courses;

16 eine Grafik für eine Konstruktion der Beinpunkte beim Geradeausgang; 16 a graphic for a construction of the leg points when straight ahead;

17 eine Grafik für die Einteilung von betrachteten Fällen; 17 a graphic for the classification of cases considered;

18 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Überlagerung des Geradeausgangs und einer Drehbewegung zum Kurvengang; 18 a diagram illustrating the superimposition of the straight line output and a rotational movement to the curve;

19 eine Grafik für eine Konstruktion der Beinpunkte beim Kurvengang; 19 a graph for the construction of the leg points when cornering;

20 eine Grafik der Absolut- und Relativbewegung beim Kurvengang; 20 a graph of the absolute and relative movement when cornering;

21 eine Grafik zur Verdeutlichung der Ermittlung der maximalen Geschwindigkeit; und 21 a graph showing the determination of the maximum speed; and

22 eine Grafik zur Verdeutlichung eines Überschreitens des Arbeitsbereiches der Laufmaschine beim Geradeausgang. 22 a graphic to illustrate an exceeding of the working range of the running machine in the straight-line output.

1A und 1B zeigen eine Laufmaschine 100 mit zwei Flügeln 105, zwei Augen 108, einem Kopf 110, einem Hals 111, einem Schwanz 120 und vier Beinen, die zwei Vorderbeine 130 und zwei Hinterbeine 140 umfassen. Die Flügel 105, der Kopf 110 zusammen mit dem Hals 111, der Schwanz 120, die zwei Vorderbeine 130 und die zwei Hinterbeine 140 sind Extremitäten der Laufmaschine 100. Die zwei Vorderbeine 130 und die zwei Hinterbeine 140 sind Fortbewegungsextremitäten der Laufmaschine 100. Die Extremitäten sind an einem Rahmen bzw. Rumpf 150 der Laufmaschine 100 befestigt. 1A and 1B show a running machine 100 with two wings 105 , two eyes 108 , a head 110 a neck 111 a tail 120 and four legs, the two front legs 130 and two hind legs 140 include. The wings 105 , the head 110 together with the neck 111 , the tail 120 , the two front legs 130 and the two hind legs 140 are extremities of the running machine 100 , The two front legs 130 and the two hind legs 140 are locomotion extremities of the running machine 100 , The extremities are on a frame or trunk 150 the running machine 100 attached.

Der Kopf 110 hat zusammen mit dem Hals 111 eine Vielzahl von Gelenken 112, der Schwanz 120 hat eine Vielzahl von Gelenken 121, die zwei Vorderbeine 130 haben eine Vielzahl von Gelenken 131 und die zwei Hinterbeine 140 haben eine Vielzahl von Gelenken 141, Die Gelenke 131, 141 der Vorder- und Hinterbeine 130, 140 sind beispielsweise ein Hüftgelenk, ein Kniegelenk und ein Fußgelenk. Die Vorderbeine 130 haben jeweils einen Fuß 132 und die Hinterbeine 140 haben jeweils einen Fuß 142. Mittels der Gelenke 112, 121, 131 und 141 können die Extremitäten 110, 120, 130 und 140 in beliebige Richtungen bewegt werden. Dadurch kann die in 1A und 1B abgebildete Laufmaschine die Bewegung eines Tieres, insbesondere eines Drachen, in hohem Maße naturgetreu nachbilden.The head 110 has along with the neck 111 a variety of joints 112 , the tail 120 has a variety of joints 121 , the two front legs 130 have a variety of joints 131 and the two hind legs 140 have a variety of joints 141 , The joints 131 . 141 the front and hind legs 130 . 140 are, for example, a hip joint, a knee joint and an ankle. The front legs 130 have one foot each 132 and the hind legs 140 have one foot each 142 , By means of the joints 112 . 121 . 131 and 141 can the extremities 110 . 120 . 130 and 140 be moved in any direction. This allows the in 1A and 1B illustrated running machine to replicate the movement of an animal, especially a dragon, to a large extent true to nature.

Wie aus 2 ersichtlich, weist die Laufmaschine 100 eine zentrale Steuereinrichtung 160, eine Vielzahl von Hilfssteuereinrichtungen 170, eine Vielzahl von Antriebseinrichtungen 180, eine Einstelleinrichtung 190 und eine Erfassungseinrichtung 195 mit verschiedensten später genauer genannte Sensoren auf.How out 2 can be seen, the running machine points 100 a central control device 160 , a variety of auxiliary control devices 170 , a variety of drive equipment 180 , an adjustment device 190 and a detection device 195 with a variety of later mentioned in more detail sensors.

Die zentrale Steuereinrichtung 160 kann bei der Laufmaschine 100 von 1A und 1B im Rumpf 150 angeordnet sein. Die Hilfssteuereinrichtungen 170 sind jeder einzelnen Extremität 110, 120, 130, 140 zugeordnet und werden durch die zentrale Steuereinrichtung 160 koordiniert. Das heißt, die Struktur des Aufbaus der zentralen Steuereinrichtung 160 zu den Hilfssteuereinrichtungen 170 ist hierarchisch aufgebaut. Die Laufmaschine 100 von 1A und 1B hat beispielsweise eine Anzahl von acht Hilfssteuereinrichtungen 170, das heißt jeweils eine Hilfssteuereinrichtung 170 für die vier Beine (zwei Vorderbeine 130, zwei Hinterbeine 140), eine Hilfssteuereinrichtung 170 für den Hals 111, eine Hilfssteuereinrichtung 170 für den Kopf 110, eine Hilfssteuereinrichtung 170 für den Schwanz 120, und eine Hilfssteuereinrichtung 170 für den oder die Flügel 105. Die zentrale Steuereinrichtung 160 und die Hilfssteuereinrichtungen 170 bilden eine Steuervorrichtung 200, wie in 2 gezeigt.The central control device 160 can with the running machine 100 from 1A and 1B in the hull 150 be arranged. The auxiliary control devices 170 are each individual extremity 110 . 120 . 130 . 140 are assigned by the central control device 160 coordinated. That is, the structure of the structure of the central control device 160 to the auxiliary control devices 170 is hierarchical. The running machine 100 from 1A and 1B For example, it has a number of eight auxiliary controllers 170 , that is, in each case an auxiliary control device 170 for the four legs (two front legs 130 , two hind legs 140 ), an auxiliary control device 170 for the neck 111 , an auxiliary control device 170 for the head 110 , an auxiliary control device 170 for the tail 120 , and an auxiliary control device 170 for the wing or wings 105 , The central control device 160 and the auxiliary control devices 170 form a control device 200 , as in 2 shown.

Die zentrale Steuereinrichtung 160 verfügt in 2 über einen Mikrocomputer bzw. Berechnungseinrichtung 161 mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU), die auf einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 162 und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 163 zugreifen kann, um die Betriebe der Steuereinrichtungen 160 auszuführen. In dem ROM 162 sind nichtveränderbare Daten gespeichert, und das RAM 163 dient als Arbeitsspeicher der Berechnungseinrichtung 161, die nachfolgend auch als ECU 161 bezeichnet ist.The central control device 160 has in 2 via a microcomputer or calculation device 161 with an electronic control unit (ECU) operating on a read-only memory (ROM) 162 and a random access memory (RAM) 163 can access the operations of the control equipment 160 perform. In the ROM 162 are stored unchangeable data, and the RAM 163 serves as a working memory of the calculation device 161 , hereinafter also referred to as ECU 161 is designated.

Zudem umfasst die zentrale Steuereinrichtung 160 in 2 eine Sende-/Empfangseinrichtung 164 zum Senden und Empfang verschiedenster Signale an und von externen Geräten, wie beispielsweise den Hilfssteuereinrichtungen 170, der Einstelleinrichtung 190 und der Erfassungseinrichtung 195. Zudem kann die zentrale Steuereinrichtung 160 auch Signale von den Antriebseinrichtungen 180 direkt empfangen, auch wenn dies in 2 nicht dargestellt ist. Zudem können Sensoren der Erfassungseinrichtung 195 auch direkt an die Hilfssteuereinrichtungen 170 angeschlossen sein und ihre Signale somit an die Hilfssteuereinrichtungen 170 senden, woraufhin die Signale auch an die Steuereinrichtung 160 weitergeleitet werden können, auch wenn diese in 2 nicht dargestellt ist.In addition, the central control device includes 160 in 2 a transmitting / receiving device 164 for transmitting and receiving various signals to and from external devices, such as the auxiliary controllers 170 , the adjuster 190 and the detection device 195 , In addition, the central control device 160 also signals from the drive devices 180 received directly, even if this is in 2 not shown. In addition, sensors of the detection device 195 also directly to the auxiliary control devices 170 be connected and their signals thus to the auxiliary control devices 170 send, whereupon the signals also to the controller 160 can be forwarded, even if they are in 2 not shown.

In 2 ist die Sende-/Empfangseinrichtung 164 an die Berechnungseinrichtung 161 und die Bestimmungseinrichtung 165 angeschlossen. Die Sende-/Empfangseinrichtung 164 Kern auch an eine Beschränkungseinrichtung 166 angeschlossen sein, auch wenn dies in 2 nicht dargestellt ist. Die Bestimmungseinrichtung 165 und die Beschränkungseinrichtung 166 sind ferner unmittelbar an die ECU 161 angeschlossen. Über ein Bussystem 167 ist die zentrale Steuereinrichtung 160 mit den Hilfssteuereinrichtungen 170 verbunden.In 2 is the transmitting / receiving device 164 to the calculation device 161 and the determining device 165 connected. The transmitting / receiving device 164 Core also to a restriction device 166 be connected, even if this is in 2 not shown. The determining device 165 and the restriction device 166 are also directly to the ECU 161 connected. Via a bus system 167 is the central controller 160 with the auxiliary control devices 170 connected.

Für eine Fortbewegung der Laufmaschine 100 berechnet die Berechnungseinrichtung 161 eine Sollbewegung der Fortbewegungsextremitäten bzw. der Vorder- und Hinterbeine 130, 140 der Laufmaschine. Eine solche Berechnung findet auf der Grundlage von Signalen der Erfassungseinrichtung 195, beispielsweise Istpositionen der Vorder- und Hinterbeine 130, und einer gewünschten Fortbewegungsart der Laufmaschine 100 statt. Die gewünschte Fortbewegungsart kann beispielsweise von einem Benutzer in die Einstelleinrichtung 190 eingegeben worden sein.For a movement of the running machine 100 calculates the calculation device 161 a desired movement of the locomotion extremities or the front and hind legs 130 . 140 the running machine. Such calculation is based on signals from the detector 195 For example, actual positions of the front and hind legs 130 , and a desired mode of travel of the running machine 100 instead of. The desired mode of travel, for example, from a user in the adjustment 190 have been entered.

Mit der Bestimmungseinrichtung 165 kann bestimmt werden, ob beim Auftreten einer Fortbewegungsextremität 130, 140 eine von der Berechnungseinrichtung 161 für die Fortbewegungsextremität berechnete Sollposition erreicht wurde oder nicht. Das heilt, die Bestimmungseinrichtung 165 dient zur Überprüfung, ob die von der Berechnungseinrichtung 161 berechneten Werte auch tatsächlich von der Laufmaschine 100 in eine gewünschte bzw. berechnete Fortbewegung umgesetzt werden.With the determination device 165 can be determined if on the occurrence of a locomotion extreme 130 . 140 one from the calculator 161 Target position calculated for the locomotion extremity has been reached or not. That heals, the determining device 165 is used to check whether the of the calculation device 161 actually calculated values from the running machine 100 be converted into a desired or calculated locomotion.

Die Beschränkungseinrichtung 166 dient zur Beschränkung einer von einer Einstelleinrichtung 190 eingestellten Fortbewegungsgeschwindigkeit, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass bei der Fortbewegung der Laufmaschine 100 ein Fehler aufgetreten ist, welcher beispielsweise zu einer Instabilität der Laufmaschine 100 führen könnte. Ein solcher Fehler könnte beispielsweise vorhanden sein, wenn die berechnete Sollposition für eine Fortbewegungsextremität 130, 140 einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet oder dass eine der Fortbewegungsextremitäten zu früh auftritt, wodurch ein Abstand zwischen der Istposition und der berechneten Sollposition für eine andere danach zu bewegende Fortbewegungsextremität 130, 140 einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreiten wird.The restriction device 166 is used to restrict one of an adjustment 190 set travel speed, if the determining means determines that during locomotion of the running machine 100 an error has occurred which, for example, leads to instability of the running machine 100 could lead. Such an error could be present, for example, if the calculated target position for a locomotion extremity 130 . 140 exceeds a predetermined upper limit or that one of the advancement extremes occurs too early, whereby a distance between the actual position and the calculated set position for another movement extremity to be moved thereafter 130 . 140 will exceed a predetermined upper limit.

Insgesamt gesehen, finden in der zentralen Steuereinrichtung 160 alle Berechnungen statt, die das Gesamtverhalten der Laufmaschine 100 betreffen. So wird die Fortbewegung der Laufmaschine 100 in verschiedensten Fortbewegungsarten mit Hilfe eines später beschriebenen Schreitalgorithmus in der zentralen Steuereinrichtung 160 berechnet, sowie alle Aktionen des Animationsbetriebes. Der Animationsbetrieb umfasst Bewegungen des Kopfes 110 und des Schwanzes 120 oder auch Bewegungen der Vorder- und Hinterbeine 130, 140, die keine Fortbewegung der Laufmaschine 100 betreffen. Solche Bewegungen können beispielsweise ein Anheben, Absenken, Drehen, Schwenken oder Schütteln etc. des Kopfes 110 und/oder des Schwanzes 120, und/oder der Vorder- und Hinterbeine 130, 140 und/oder des Rumpfes 150 sein. Zudem können die Augen 108 der Laufmaschine über zusätzliche Hilfssteuereinrichtungen 170 gesteuert werden. Der Kopf 120 kann außerdem Einrichtungen) zur Erzeugung eines Feuerballs, zur Erzeugung von Rauch oder zur Erzeugung von Feuer aus Nüstern des Kopfes 120 der Laufmaschine 100 aufweisen. Als weitere Einrichtung für den Animationsbetrieb kann eine nicht dargestellte Audioanlage in die Laufmaschine 100 eingebaut bzw. angebaut sein.Overall, see the central control device 160 All calculations take place, which is the overall behavior of the running machine 100 affect. This is how the locomotion of the running machine becomes 100 in various types of locomotion using a screaming algorithm described later in the central control device 160 calculated, as well as all actions of the animation company. The animation operation includes movements of the head 110 and the tail 120 or also movements of the front and hind legs 130 . 140 that does not move the treadmill 100 affect. Such movements may include, for example, raising, lowering, turning, panning or shaking, etc. of the head 110 and / or the tail 120 , and / or the front and hind legs 130 . 140 and / or the hull 150 be. In addition, the eyes can 108 the running machine via additional auxiliary control devices 170 to be controlled. The head 120 may also include means for generating a fireball, generating smoke or generating fire from the nostrils of the head 120 the running machine 100 exhibit. As a further device for the animation operation, an audio system, not shown in the running machine 100 installed or grown.

Die Versorgung der zuvor beschriebenen elektrischen Anlage der Laufmaschine 100 kann über Batterien oder Akkumulatoren erfolgen, die ebenfalls nicht dargestellt sind.The supply of the electrical system of the running machine described above 100 Can be done on batteries or accumulators, which are also not shown.

Die zentrale Steuereinrichtung 160 übergibt Sollwerte von globalen Positionen zum Rahmen bzw. Rumpf 150 der Laufmaschine 100 an die Hilfssteuereinrichtungen 170. Diese führen sodann eine Koordinatentransformation durch, welche Gelenkwinkel der Gelenke 112, 121, 131, 141 der Extremitäten 110, 120, 130, 140 ermittelt. Diese Gelenkwinkel dienen als Regelgröße für die Bewegung von Hydraulikzylindern der Antriebseinrichtungen 180, die an den Extremitäten 110, 120, 130, 140 zur Bewegung der Extremitäten 110, 120, 130, 140 vorhanden sind. Die Istwerte der Gelenkwinkel werden mittels eines der Sensoren 195, beispielsweise eines digitalen Drehwinkelgebers, ermittelt. Die Sensoren 195 können direkt an die Hilfssteuereinrichtungen 170 angeschlossen sein.The central control device 160 transfers setpoints from global positions to the frame or body 150 the running machine 100 to the auxiliary control devices 170 , These then perform a coordinate transformation, which joint angle of the joints 112 . 121 . 131 . 141 of the extremities 110 . 120 . 130 . 140 determined. These joint angles serve as a controlled variable for the movement of hydraulic cylinders of the drive devices 180 on the extremities 110 . 120 . 130 . 140 to the movement of the extremities 110 . 120 . 130 . 140 available. The actual values of the joint angles are determined by means of one of the sensors 195 , For example, a digital rotary encoder, determined. The sensors 195 can directly to the auxiliary control devices 170 be connected.

Die beschriebene Kommunikation zwischen der zentralen Steuereinrichtung 160 und den Hilfssteuereinrichtungen 170 erfolgt über das in 2 gezeigte deterministische Bussystem 167. Das Bussystem 167 besitzt Echtzeitverhalten und es ist vorteilhaft, wenn die Signale redundant übertragen werden. Hierbei findet der Signal- bzw. Datenaustausch vorzugsweise halpduplex statt. Das heißt, dass sowohl die zentrale Steuereinrichtung 160 an die Hilfssteuereinrichtungen 170 Informationen per Signal- bzw. Datenaustausch übergibt als auch umgekehrt.The described communication between the central control device 160 and the auxiliary control devices 170 done via the in 2 shown deterministic bus system 167 , The bus system 167 has real-time behavior and it is advantageous if the signals are transmitted redundantly. In this case, the signal or data exchange preferably takes place in halpduplex. That is, both the central control device 160 to the auxiliary control devices 170 Information via signal or data exchange passes as well as vice versa.

Um die Sicherheit entscheidend zu erhöhen, ist es vorteilhaft, zusätzlich noch alle Ist-Positionen der Extremitäten 110, 120, 130, 140 mit der Erfassungseinrichtung 195, beispielsweise einem Wegmesssystem in den Hydraulikzylindern, zu erfassen. Hierbei können erfasste Ist-Positionen der Hydraulikzylinder und Ist-Drehwinkel der Gelenke 112, 121, 131, 141 exakt ineinander umgerechnet werden. Die Ist-Positionen der Hydraulikzylinder und die Ist-Drehwinkel der Gelenke 112, 121, 131, 141 liegen vorzugsweise redundant vor, was die Ausfallwahrscheinlichkeit eines aus der zentralen Steuereinrichtung 160, den Hilfssteuereinrichtungen 170 und dem Bussystem 167 gebildeten Systems erheblich absenkt.In order to decisively increase the safety, it is advantageous, in addition, all actual positions of the extremities 110 . 120 . 130 . 140 with the detection device 195 To detect, for example, a displacement measuring system in the hydraulic cylinders. This can be detected actual positions of the hydraulic cylinder and actual rotation angle of the joints 112 . 121 . 131 . 141 be exactly converted into each other. The actual positions of the hydraulic cylinders and the actual angles of rotation of the joints 112 . 121 . 131 . 141 are preferably redundant, which is the probability of failure of one of the central control device 160 , the auxiliary control devices 170 and the bus system 167 considerably lowered.

Die Hilfssteuereinrichtungen 170 vollziehen einen Soll-Ist-Wertvergleich, berechnen nach dem Regelalgorithmus die Stellgrößen (Steuerstrom eines Proportionalventils der Hydraulikzylinder) und übergeben die aktuellen globalen Positionen, bzw. globalen Ist-Positionen, an die zentrale Steuereinrichtung 160. Somit sind die Aufgaben auf sämtliche Steuereinrichtungen 160, 170 verteilt. Die zentrale Steuereinrichtung 160 gibt die globale Bewegung der Laufmaschine 160 als Sollbewegung vor und die Hilfssteuereinrichtungen 170 haben die Aufgabe, diese Sollbewegung einzuregeln. Hierzu können die Hilfssteuereinrichtungen 170 in gleicher Weise wie die zentrale Steuereinrichtung 160 aufgebaut sein, das heißt sie können über eine ECU, ein RAM, ein ROM, eine Sende-/Empfangseinrichtung, eine Bestimmungseinrichtung und eine Beschränkungseinrichtung verfügen, auch wenn dies in 2 nicht dargestellt ist.The auxiliary control devices 170 perform a desired-actual value comparison, calculate the manipulated variables (control current of a proportional valve of the hydraulic cylinder) according to the control algorithm and transfer the current global positions, or global actual positions, to the central control device 160 , Thus, the tasks are on all control devices 160 . 170 distributed. The central control device 160 Gives the global motion of the running machine 160 as a target movement before and the auxiliary control devices 170 have the task to regulate this target movement. For this purpose, the auxiliary control devices 170 in the same way as the central control device 160 that is, they may have an ECU, a RAM, a ROM, a transceiver, a determiner, and a restriction device, even if it is described in U.S. Pat 2 not shown.

Neben den zuvor genannten Sensoren für die Drehwinkel und Zylinderpositionen verfügt die Erfassungseinrichtung 195 noch über weitere Sensoren für weitere „Sinneswahrnehmungen”. Beispielsweise werden alle Drücke der Hydraulikzylinder im Kolben- und im Ringraum mittels einer Vielzahl von Drucksensoren erfasst, ein Neigungssensor erkennt eine Neigung des Rumpfes 150, Kraftmessbolzen in Sprunggelenken der Vorder- und Hinterbeine 130, 140 messen Aufstandskräfte der Beine, Temperatursensoren in den Steuereinrichtungen sowie im Kühlwasser von Antriebseinrichtungen der Extremitäten 110, 120, 130, 140 und im Hydrauliköl der Hydraulikzylinder überwachen die zulässigen Temperaturen und ein Lufterkennungssensor im Hydrauliktank für die Hydraulikzylinder registriert ein Vorhandensein von Luft in der gesamten Hydraulikanlage der Laufmaschine 100 und soll ein Trockenlaufen von Hydraulikpumpen verhindern.In addition to the aforementioned sensors for the rotation angle and cylinder positions, the detection device has 195 even more sensors for more "sensory perceptions". For example, all pressures of the hydraulic cylinder in the piston and in the annular space are detected by means of a plurality of pressure sensors, a tilt sensor detects a tilt of the fuselage 150 , Force pin in ankle joints of the front and hind legs 130 . 140 Measure uplift forces of the legs, temperature sensors in the control devices as well as in the cooling water of drive devices of the extremities 110 . 120 . 130 . 140 and in the hydraulic oil of the hydraulic cylinders monitor the allowable temperatures and a Lufterkennungssensor in the hydraulic tank for the hydraulic cylinder registers a presence of air in the entire hydraulic system of the running machine 100 and should prevent dry running of hydraulic pumps.

Damit sich die Laufmaschine 10 so natürlich wie möglich bewegen kann, steht allerdings die Koordinierung der Beine bzw. Fortbewegungsextremitäten 130, 140 im Vordergrund. Somit stellt der nachfolgend beschriebene Schreitalgorithmus das „Gehirn” der Laufmaschine 100 beim Gehen dar. Mit Hilfe dieses Schreitalgorithmus und der komplexen technischen Umsetzung ist die Laufmaschine 100 in Lage, sich annähernd wie ein riesiges Tier zu bewegen Hierzu hat die Laufmaschine 100 eine Vielzahl von Fortbewegungsarten, wie beispielsweise einen Geradeausgang, einen Hundegang und einen Kurvengang. Bei dem Geradeausgang bewegt sich die Laufmaschine 100 geradlinig in einer Richtung bewegt. Bei dem Hundegang bewegt sich die Laufmaschine 100 sowohl in einer Längsrichtung als auch in einer Querrichtung. Bei dem Kurvengang führt die Laufmaschine 100 bei der Fortbewegung eine Drehung aus. Die Fortbewegungsarten können in verschiedenen Geschwindigkeiten bzw. Fortbewegungsgeschwindigkeiten ausgeführt werden, wie von der Einstelleinrichtung 190 vorgegeben.So that the running machine 10 move as naturally as possible, however, is the coordination of the legs or locomotion extremities 130 . 140 in the foreground. Thus, the screaming algorithm described below constitutes the "brain" of the walking machine 100 while walking. With the help of this Schreedinggorithmus and the complex technical implementation is the running machine 100 able to move almost like a giant animal has the running machine 100 a variety of locomotion types, such as a straight line, a crab and a curve. In the straight-line output, the running machine moves 100 moved in a straight line in one direction. In the crab, the running machine moves 100 both in a longitudinal direction and in a transverse direction. When cornering, the running machine leads 100 when moving a turn out. The types of locomotion can be performed at various speeds, such as from the adjuster 190 specified.

Grundsätzlich muss bei allen Fortbewegungsarten zur Gewährleistung eines stabilen Laufens der Laufmaschine 100 gesichert sein, dass der projizierte Gesamtschwerpunkt im Aufstandspolygon der Beine 130, 140 zum Liegen kommt. Abhängig davon, ob sich gerade drei oder vier Beine 130, 140 am Boden befinden, bildet dieses Aufstandspolygon ein Dreieck oder ein Viereck.Basically, in all types of movement to ensure stable running of the running machine 100 be assured that the projected overall center of gravity in the uprising polygon of the legs 130 . 140 comes to rest. Depending on whether there are just three or four legs 130 . 140 Located on the ground, this riot polygon forms a triangle or quadrilateral.

Die Fortbewegung der Laufmaschine 100 ist der Gangart „Schritt” beim Pferd nachempfunden. Somit ergibt sich eine Schrittabfolge der Beine 130, 140, wie sie in 3 zu erkennen ist. Daraus ist ersichtlich, dass sich immer ein Bein 130, 140 in der Luft befindet, während drei Beine 130, 140 immer am Boden sind. Somit ist im Falle des Gehens das Aufstandspolygon ein Dreieck. Um nun zu entscheiden, ob sich die Laufmaschine 100 in einer stabilen Lage befindet oder nicht, sind lediglich die Diagonalen 1 und 2 der Beinaufstandspunkte relevant, wie in 4 dargestellt. In 4 sind die Füße 132, 142 jeweils als Quadrat dargestellt und ihr Abstand x1, x2, x3, x4 zu dem Ruhezustand der Füße bzw. der Beine angegeben. Der Rumpf 150 der Laufmaschine 100 ist in 4 als großes Rechteck dargestellt.The locomotion of the running machine 100 the gait "step" is modeled on the horse. This results in a step sequence of the legs 130 . 140 as they are in 3 can be seen. It can be seen that there is always a leg 130 . 140 is in the air, while three legs 130 . 140 always on the ground. Thus, in the case of walking, the uprising polygon is a triangle. To now decide if the running machine 100 in a stable position or not, only the diagonal 1 and 2 of the leg support points are relevant, as in 4 shown. In 4 are the feet 132 . 142 each represented as a square and their distance x1, x2, x3, x4 indicated to the resting state of the feet or legs. The hull 150 the running machine 100 is in 4 shown as a large rectangle.

Hierzu wird zunächst der Sonderfall eines Geradeausgehens betrachtet. Der Abstand x der Diagonalen zum Schwerpunkt SP der Laufmaschine 100 lässt sich beim Geradeausgehen durch Bilden des arithmetischen Mittels einfach bestimmen (vgl. 5):

Figure DE102009032457B4_0002
Stellt man diesen Verlauf der Abstände x der Diagonalen vom Schwerpunkt in einem Diagramm dar, wie in 6 gezeigt, so lässt sich daraus einiges erkennen:

  • – Bei den Knotenpunkten erfolgt der Wechsel der Beine 130, 140 diagonal.
  • – Bei den Bauchpunkten erfolgt der Wechsel der seine 130, 140 auf derselben Seite
  • – Es können immer nur die Beine 130, 140 tragen, welche eine fallende Diagonale ergeben.
  • – Zur Überprüfung auf Stabilität muss folglich nur eine fallende Diagonale herangezogen werden.
  • – Bei einem Knotenpunkt hebt immer ein Hinterbein 140 ab.
  • – Bei einem Bauchpunkt hebt immer ein Vorderbein 130 ab.
  • – Die Steigung der fallenden Diagonalen entspricht der Geschwindigkeit der Laufmaschine 100.
  • – Nach einem Knotenpunkt trägt die untere Hälfte des Diagramms.
  • – Nach einem Bauchpunkt trägt die obere Hälfte des Diagramms.
  • – Alle fallenden Geraden (Diagonalen und Beine 130, 140) besitzen stets dieselbe Steigung.
For this purpose, the special case of a straight ahead is considered first. The distance x of the diagonal to the center of gravity SP of the running machine 100 can be easily determined by making the arithmetic mean straight ahead (cf. 5 ):
Figure DE102009032457B4_0002
If one plots this course of the distances x of the diagonal from the center of gravity in a diagram, as in 6 shown, it can be seen a lot from this:
  • - At the junctions, the legs are changed 130 . 140 diagonal.
  • - At the abdominal points is the change of his 130 . 140 on the same page
  • - It can always only the legs 130 . 140 wear, which result in a falling diagonal.
  • - To check for stability, therefore, only one falling diagonal must be used.
  • - At a node always lifts a hind leg 140 from.
  • - At a belly point always raises a front leg 130 from.
  • - The slope of the falling diagonal corresponds to the speed of the running machine 100 ,
  • - After a node carries the lower half of the diagram.
  • - After a belly point carries the upper half of the diagram.
  • - All falling lines (diagonals and legs 130 . 140 ) always have the same slope.

Dabei ist in 6 gut zu erkennen, dass beim Abheben eines Hinterbeines 140 der tragende Bereich von positiv auf negativ wechselt. Dies liegt daran, dass zuerst das hintere Dreieck tragend ist und nachher das Vordere (vgl. auch 7).It is in 6 good to recognize that when lifting a hind leg 140 the load-bearing area changes from positive to negative. This is because first the rear triangle is bearing and afterwards the front (cf. 7 ).

Der Schreitalgorithmus berücksichtigt diese Gegebenheiten und sorgt dafür, dass dieser Wechsel unter allen möglich Einflüssen und Umständen erhalten bleibt.The cryptographic algorithm takes into account these conditions and ensures that this change is maintained under all possible influences and circumstances.

Beim Hundegang ist die Laufmaschine 100 in der Lage, sich vorwärts und seitwärts zu bewegen, ohne sich dabei zu drehen, wie in 8 veranschaulicht. Durch die in 8 gezeigte Seitwärtsbewegung ist die Berechnung des Abstandes der Diagonalen vom Schwerpunkt SP nicht mehr einfach über die Mittelung möglich, sondern muss mittels Vektorrechnung ermittelt werden. Dabei können die x- und y-Anteile voneinander unabhängig betrachtet werden. Somit kann der Algorithmus, der für das Geradeausgehen entworfen wurde, einfach in beiden Richtungen (Längsrichtung x und Querrichtung y) überlagert werden. Dabei können die Geschwindigkeiten von Längsrichtung x und Querrichtung y nicht willkürlich varriert werden, sondern unterliegen einem gewissen Grenzverhältnis. Dieses Grenzverhältnis ist durch den Winkel der Diagonalen der Hüftgelenkspunkte zur Längsrichtung x vorgegeben. Dieser liegt bei 33 Grad. Somit darf die Geschwindigkeit der Querbewegung 65% der Geschwindigkeit der Längsbewegung nicht überschreiten, solange die Schrittabfolge nicht geändert wird. Aus Sicherheitsgründen werden diese 65% nicht ausgereizt, sondern auf 50% beschränkt.The dog is the running machine 100 able to move forward and sideways without turning as in 8th illustrated. By the in 8th Sideways movement shown is the calculation of the distance of the diagonal of the center of gravity SP no longer simply on the averaging possible, but must be determined by means of vector calculation. The x and y components can be considered independently of each other. Thus, the algorithm designed for straight-ahead can easily be superimposed in both directions (longitudinal x and transverse y). The speeds of the longitudinal direction x and the transverse direction y can not be varied arbitrarily, but are subject to a certain limit ratio. This limit ratio is given by the angle of the diagonal of the hip joint points to the longitudinal direction x. This is at 33 degrees. Thus, the speed of the lateral movement must not exceed 65% of the speed of the longitudinal movement, as long as the sequence of steps is not changed. For safety reasons, these 65% are not exhausted, but limited to 50%.

Beim in 9 gezeigten Kurvengang ist die Laufmaschine 100 in der Lage, sich auf einer Kreisbahn zu bewegen. Dabei dreht sich die gesamte Laufmaschine 100 mit. Als Sonderfall ist hierbei das Wenden auf der Stelle zu beachten, bei dem sich die Laufmaschine 100 auf der Stelle dreht. Auch beim Kurvengang besitzt die Laufmaschine 100 dieselbe Schrittabfolge wie beim Geradeausgehen. Somit sind die Bedingungen für Stabilität identisch. Dabei lässt sich aber nicht mehr so einfach erkennen, welche Diagonale die Tragende ist, denn durch die zusätzliche Bewegung in y-Richtung und die Drehbewegung können auch beide Diagonalen fallen. Somit muss anhand des abgehobenen Beines 130, 140 entschieden werden, ob die Laufmaschine 100 stabil ist oder nicht.When in 9 Curve shown is the running machine 100 able to move on a circular path. This turns the entire running machine 100 With. As a special case, the turning should be noted on the spot where the running machine 100 turns on the spot. Even when cornering has the running machine 100 the same sequence of steps as going straight ahead. Thus, the conditions for stability are identical. However, it is no longer so easy to see which diagonal is the wearer, because by the additional movement in the y-direction and the rotational movement both diagonals can fall. Thus, on the basis of the lifted leg 130 . 140 be decided whether the running machine 100 stable or not.

Ein großer Unterschied des Kurvenganges zum Geradeausgang bzw. Geradeausgehen sind die unterschiedlichen Schrittweiten der Beine 130, 140. Denn die Beine 130, 140 auf der äußeren Bahn besitzen eine erheblich größere Schrittweite als die Beine 130, 140 auf der Innenbahn.A big difference of the curve to straight-ahead or straight-ahead are the different step sizes of the legs 130 . 140 , Because the legs 130 . 140 on the outer track have a considerably larger increment than the legs 130 . 140 on the inside track.

Weiterhin muss aber gelten, dass wenn ein Hinterbein 140 abhebt, dass sich der Schwerpunkt auf der tragenden Diagonalen befinden muss. Somit ergibt sich eine Reihe von Möglichkeiten, wie man die tragende Diagonale fegt. Da sich die Beine 130, 140 nur in einem bestimmten Arbeitsbereich bewegen können, ist die Wahl der Möglichkeiten beschränkt. Verschiebt man nun die Diagonale auf der Kreisbahn, so ergeben sich unterschiedliche Positionsverteilungen der Beine 130, 140, die diese Diagonale bilden (vgl. 10).Furthermore, however, it must be true that if a hind leg 140 highlights that the center of gravity must be on the supporting diagonal. Thus, there are a number of ways to sweep the supporting diagonal. As the legs 130 . 140 can only move in a particular workspace, the choice of options is limited. If you move the diagonal on the circular path, different position distributions of the legs result 130 . 140 that form this diagonal (cf. 10 ).

Bei einem gewissen kritischen Radius, der in 11 als Beispiel als 4, 38 m angegeben ist, lässt sich die Diagonale kaum verschieben, denn sonst würde der Arbeitsbereich des Beines 130, 140 verlassen. Dabei muss die Diagonale der Hüftgelenkspunkte gewählt werden, um die Stabilitätsbedingung zu erfüllen.At a certain critical radius, in 11 As an example, given as 4, 38 m, the diagonal can hardly be moved, otherwise the working area of the leg 130 . 140 leave. The diagonal of the hip joint points must be selected in order to fulfill the stability condition.

Wählt man die Diagonale immer deckungsgleich mit der Diagonale der Hüftgelenkspunkte, so ist die Wahl unabhängig vom Radius. Somit lässt sich ein Radiuswechsel unproblematisch durchführen, denn alle Positionsverteilungen stehen dabei fest.If one chooses the diagonal always congruent with the diagonal of the hip joint points, the choice is independent of the radius. Thus, a radius change can be carried out without problems, because all position distributions are fixed.

Die Verteilung sieht dabei immer gleich aus. Bei den Vorderbeinen 130 werden immer zwei Teile vor dem Hüftgelenkspunkt und ein Teil nach dem Hüftgelenkspunkt durchlaufen und bei den Hinterbeinen 140 ist dies genau umgekehrt (vgl. 12). Somit ist die Stabilitätsbedingung stets erfüllt.The distribution always looks the same. At the front legs 130 always go through two parts before the hip joint point and a part to the hip joint point and in the Rearing 140 this is exactly the opposite (cf. 12 ). Thus, the stability condition is always satisfied.

Beim Gang der Laufmaschine 100 können die Beinverläufe auf verschiedene Art und Weise eingeteilt werden. Dabei muss grundsätzlich zwischen zwei benötigten Schritteinteilungen unterschieden werden.When walking the running machine 100 The leg curves can be divided in different ways. In principle, a distinction must be made between two required step divisions.

Bei der in 13A und 13B gezeigten 1:1 Teilung ist der tragende Bereich der Beine 130, 140 symmetrisch zum Hüftgelenk aufgeteilt (1:1). Dass heißt, dass der Abstand beim Auftreten eines Beines 130, 140 genauso groß ist, wie der Abstand beim Abheben. Dadurch ist der maximale Arbeitsbereich der Beine 130, 140 voll ausgenutzt. Diese Teilung wird beim Hundegang verwendet.At the in 13A and 13B shown 1: 1 division is the main part of the legs 130 . 140 divided symmetrically to the hip joint (1: 1). That means that the distance when a leg occurs 130 . 140 is just as big as the distance when taking off. This is the maximum working range of the legs 130 . 140 fully exploited. This division is used in crabbing.

Bei der in 14A und 14B gezeigten 2:1 Teilung ist der tragende Bereich der Beine 130, 140 nicht symmetrisch zum Hüftgelenk aufgeteilt, sondern in einem Verhältnis von 2:1. Bei einem Vorderbein 130 sind zwei Teile vor dem Hüftgelenk und ein Teil nach dem Hüftgelenk angeordnet. Beim Hinterbein 140 sind ein Teil vor dem Hüftgelenk und zwei Teile nach dem Hüftgelenk angeordnet. Der Grund dieser Einteilung liegt in der Wahl der Diagonalen beim Kurvengang. Diese Teilung wird beim Kurvengang verwendet.At the in 14A and 14B shown 2: 1 division is the main part of the legs 130 . 140 divided symmetrically to the hip joint, but in a ratio of 2: 1. In a front leg 130 There are two parts in front of the hip joint and one part after the hip joint. At the hind leg 140 One part is located in front of the hip joint and two parts after the hip joint. The reason for this division lies in the choice of diagonals when cornering. This division is used when cornering.

Der Schreitalgorithmus hat die folgenden Grundeigenschaften

  • – Er beinhaltet das Losgehen aus der Normalposition.
  • – Er beinhaltet das Anhalten in die Normalposition.
  • – Ein Geschwindigkeitswechsel ist möglich (schneller, langsamer).
  • – Die Taktzeiten sind fest (kann allerdings auch variabel gewählt werden).
  • – Er beinhaltet einen Fehlerausgleich beim Auftreten der Beine 130, 140.
  • – Der Algorithmus arbeitet rekursiv und benötigt nur die momentanen Positionen.
The screaming algorithm has the following basic properties
  • - It includes starting from the normal position.
  • - It contains the stop in the normal position.
  • - A speed change is possible (faster, slower).
  • - The cycle times are fixed (but can also be chosen variably).
  • - It includes an error compensation when legs appear 130 . 140 ,
  • - The algorithm works recursively and only needs the current positions.

Daraus ergeben sich die folgenden Vorteile:

  • – Es handelt sich um einen Algorithmus für „Alles”, d. h. ohne Fallunterscheidung für Losgehen, Schreiten, Anhalten und Fehlerausgleich.
  • – Es wird nur geringe Rechenkapazität benötigt.
  • – Durch eine Vorsetzkurve eines Beines 130, 140 kann zu weites Auftreten verhindert werden, wie später beschrieben
This results in the following advantages:
  • - It is an algorithm for "everything", ie without case distinction for going off, walking, stopping and error compensation.
  • - Only low computing capacity is needed.
  • - Through a Vorsetzkurve a leg 130 . 140 can be prevented from occurring too much, as described later

Nachfolgend wird der Schreitalgorithmus der Laufmaschine 100 genauer beschrieben. Der Schreitalgorithmus löst die Frage, wie die Aufsetz- und Abhebepunkte der Beine 130, 140 gewählt werden müssen, so dass sich ein selbst stabilisierender Algorithmus ergibt, welcher auch bei Abweichungen von den idealen Punkten wieder stets auf die stationäre Lösung führt. Als stationäre Lösung bezeichnet man einen Gang, bei welchem sich, bei konstanter Vorgabe durch einen Benutzer, nichts mehr ändert. Dass heißt, dass alle Verläufe der Beine 130, 140 periodisch sind. Der Algorithmus konvergiert somit auf eine periodische Lösung und wird bei auftretenden Fehlern nicht instabil. Hierfür erfüllt der Algorithmus die Stabilitätsbedingung der Laufmaschine 100. Somit werden auftretende Fehler gedämpft, wie später beschrieben, so dass der Algorithmus wieder mit der periodischen Lösung konvergiert (ähnlich wie z. B. bei einem PT2-Glied). Der Algorithmus basiert auf den folgenden logischen Gesichtspunkten.The following is the screaming algorithm of the running machine 100 described in more detail. The queuing algorithm solves the question of how to set up and lift off the legs 130 . 140 must be chosen so that there is a self-stabilizing algorithm, which always leads again to the stationary solution even in deviations from the ideal points. As a stationary solution is called a gear in which, with constant specification by a user, nothing changes. That means all the progressions of the legs 130 . 140 are periodic. The algorithm thus converges to a periodic solution and does not become unstable when errors occur. For this the algorithm fulfills the stability condition of the running machine 100 , Thus, occurring errors are attenuated, as described later, so that the algorithm converges again with the periodic solution (similar to, for example, a PT2 element). The algorithm is based on the following logical considerations.

Sieht man sich die Verläufe der Diagonalen und der Beine 130, 140 in 15 genauer an, so sieht man, dass die eigentliche Periodendauer des Algorithmus genau die Hälfte der Periodendauer der Beinabfolge ist. Denn die Abfolge zweier diagonaler Beine 130, 140 ist identisch, es müssen nur die Indizes in nachfolgend genannten Berechnungsformeln vertauscht werden. Somit ergibt sich bei einer Periodendauer von 4 Sekunden (s) der Beinabfolge eine Periodendauer des Algorithmus von 2 Sekunden (s). Somit ist es bei der Berechnung also wichtig, festzulegen, wo die Beine 130, 140 nach 2 Sekunden (s) sein sollen. Dabei geht man wie folgt vor.If you look at the course of the diagonal and the legs 130 . 140 in 15 more precisely, it can be seen that the actual period of the algorithm is exactly half the period of the leg sequence. Because the sequence of two diagonal legs 130 . 140 is identical, only the indices in the following calculation formulas have to be exchanged. Thus, with a period duration of 4 seconds (s) of the leg sequence, a period duration of the algorithm of 2 seconds (s) results. Thus, it is important in the calculation to determine where the legs 130 . 140 after 2 seconds (s) should be. This one proceeds as follows.

Erfindungsgemäß variiert man die Schrittweite L mit der Geschwindigkeit v mit, was auch bei einem Tier zu beobachten ist. Allgemein besteht der Zusammenhang:

Figure DE102009032457B4_0003
Wählt man nun eine konstante Periodendauer T, so gilt folgende Proportionalität: v ~ L (3) Somit herrscht ein linearer Zusammenhang zwischen der Schrittweite L und der Geschwindigkeit v.According to the invention, the step size L is varied at the speed v, which can also be observed in an animal. Generally there is the connection:
Figure DE102009032457B4_0003
If one chooses a constant period T, then the following proportionality applies: v ~ L (3) Thus, there is a linear relationship between the step size L and the speed v.

Da die Periodendauer des Algorithmus (2 s) nur die Hälfte der Periodendauer der Beinabfolge (4 s) ist, müssen die Beinabfolgen nur für 2 s vorausberechnet werden. Ausgehend von der Position eines Vorderbeines 130 wird nun berechnet, wie sich die restlichen Beine 130, 140 die nächsten 2 s bewegen müssen, solange keine Fehler auftreten. Dabei muss zuerst berechnet werden, wo sich das entsprechende Vorderbein 130 nach 2 s befinden soll. Verglichen mit der aktuellen Position ergibt sich die nötige Geschwindigkeit v, um diese Position „anzufahren”. Tritt dann ein Fehler beim Auftreten des Hinterbeines 140 auf, so muss erneut berechnet werden, wie die Beine 130, 140 verfahren werden müssen, sodass nach der nächsten Sekunde der Schwerpunkt auf der Diagonalen liegt. Dieses Prinzip wiederholt sich alle zwei Sekunden. Somit können alle Fehler elegant ausgeglichen werden, sowie die Geschwindigkeit v problemlos geändert werden. Dies ist das Grundkonzept des Schreitalgorithmus, welches auf den Hundegang und den Kurvengang übertragen werden kann. Das mathematische Konzept wird nun am Sonderfall des Geradeausgangs erläutert.Since the period of the algorithm (2 s) is only half the duration of the leg sequence (4 s), the leg sequences only have to be calculated for 2 s. Starting from the position of a front leg 130 is now calculated how the remaining legs 130 . 140 must move the next 2 s, as long as no errors occur. It must first be calculated where the corresponding front leg 130 after 2 s should be. Compared with the current position, the necessary speed v is obtained to "approach" this position. Then occurs an error in the occurrence of the hind leg 140 on, so must be recalculated, like the legs 130 . 140 must be moved so that after the next second of the focus on the Diagonals lies. This principle is repeated every two seconds. Thus, all errors can be elegantly compensated, and the speed v can be easily changed. This is the basic concept of the Schreitalgorithmus, which can be transferred to the crab and the curve. The mathematical concept is now explained in the special case of the straight line output.

(Der Geradeausgang)(The straight line output)

Der Algorithmus in Worten:

  • – Von der Ausgangsposition rechnet man immer zum nächsten Knotenpunkt.
  • – Die Zykluszeit besitzt immer einen festen Wert (z. B. 4 s).
  • – Die Schrittweite wird mit der Geschwindigkeit mit verändert.
  • – Die Geschwindigkeitsvorgabe des Bedieners wird immer an einem Knotenpunkt übernommen, d. h. T/2 = 2 s.
  • – Die Geschwindigkeit zwischen einem Bauchpunkt und einem Knotenpunkt ergibt sich automatisch und kann vom Bediener nicht beeinflusst werden.
  • – An einem Bauchpunkt ist nur der nächste Knotenpunkt wichtig.
  • – An einem Knotenpunkt wird vom nächsten Knotenpunkt rückwärts gerechnet; entscheidend ist hier das Bein, das am übernächsten Bauchpunkt abheben muss.
The algorithm in words:
  • - From the starting position you always calculate to the next node.
  • - The cycle time always has a fixed value (eg 4 s).
  • - The step size is changed with the speed.
  • - The speed setting of the operator is always adopted at a node, ie T / 2 = 2 s.
  • - The speed between a belly point and a node is automatic and can not be influenced by the operator.
  • - At a belly point, only the next node is important.
  • - At a node is calculated from the next node backwards; The decisive factor here is the leg, which must lift off at the next belly point.

16 zeigt die Reihenfolge, nach der die jeweiligen Punkte (Punkt 1, Punkt 2, Punkt 3, Punkt 4) ermittelt werden. 16 shows the order according to which the respective points (point 1, point 2, point 3, point 4) are determined.

Die Periodendauer eines kompletten Schreitablaufes beträgt T = 4 s. Da die in 1 gezeigte Laufmaschine 100 vier Beine 130, 140 besitzt, ergeben sich folglich 4 Zustände (Fälle), die unterschieden werden können, und die sich mit der Zykluszeit wiederholen. 17 zeigt die vier Fälle Fall 1, Fall 2, Fall 3, und Fall 4, welche unterschieden werden müssen. Für die Berechnung werden folgende Grundformeln benötigt:

Figure DE102009032457B4_0004
dabei bedeuten:

L:
Schrittweite
T:
Zykluszeit
v:
Geschwindigkeit
I:
Abstand vom Nullpunkt
The period of a complete walking process is T = 4 s. Since the in 1 shown running machine 100 four legs 130 . 140 Thus, there are 4 states (cases) that can be distinguished and that repeat with the cycle time. 17 shows the four cases Case 1, Case 2, Case 3, and Case 4, which must be distinguished. The following basic formulas are required for the calculation:
Figure DE102009032457B4_0004
where:
L:
increment
T:
cycle time
v:
speed
I:
Distance from the zero point

Die Berechnung der vier verschiedenen Fälle erfolgt folgendermaßen: The four different cases are calculated as follows:

Fall 0:Case 0:

Bein rechts hinten hebt ab → KnotenpunktLeg right rear takes off → node

Punkt 1:Point 1:

  • zuerst wird berechnet, wo das linke Vorderbein 130 am übernächsten Bauchpunkt sein soll: xlvBP = – 3 / 2·v (6) First, it calculates where the left front leg 130 to be on the next belly point: xlv BP = - 3/2 · v (6)

Punkt 2:Point 2:

  • man berechnet wo das linke Vorderbein 130 am nächsten Knotenpunkt sein soll: xlvKP = – 3 / 2·v + v = – 1 / 2·v (7) you calculate where the left front leg 130 to be at the next node: xlv KP = - 3/2 · v + v = - 1/2 · v (7)

Punkt 3:Point 3:

  • man berechnet, wo das rechte Hinterbein 140 am nächsten Knotenpunkt sein soll: xrhKP = – 1 / 2·v (8) you calculate where the right hind leg 140 to be at the next node: xrh KP = - 1/2 · v (8)

Punkt 4:Point 4:

Zuerst einmal errechnet man sich die gemittelte Steigung für die nächsten zwei Sekunden: m = – 1 / 2·(xlvi – xlvKP) (9) sodann berechnet man, wo das rechte Hinterbein 140 aufsetzen muss: xrhi+i = – 1 / 2·v + m (10) First of all, calculate the average slope for the next two seconds: m = - 1/2 · (xlv i - xlv KP ) (9) then calculate where the right hind leg 140 must set up: xrh i + i = - 1/2 · v + m (10)

Berechnung der restlichen Beine 130, 140: xlvi+1 = xlvi – m xrvi+1 = xrvi – m xlhi+1 = xlhi – m (11) Calculation of the remaining legs 130 . 140 : xlv i + 1 = xlv i - m i + 1 = XRV XRV i - m i + 1 = XLH XLH i - m (11)

Fall 1:Case 1:

  • rechtes Vorderbein 130 hebt ab → Bauchpunkt → es muss dafür gesorgt werden, dass die fallende Diagonale durch 0 geht (nach 1 s)
    Figure DE102009032457B4_0005
    right foreleg 130 takes off → belly point → it must be ensured that the falling diagonal goes through 0 (after 1 s)
    Figure DE102009032457B4_0005

Somit ergeben sich die neuen Werte der Beine 130, 140: xrvi+1 = 3 / 2·v xlhi+1 = xlhi – m xlvi+1 = xlvi – m xrhi+1 = xrhi – m (13) This results in the new values of the legs 130 . 140 : XRV i + 1 = 3/2 * v i + 1 = XLH XLH i - m i + 1 = xlv xlv i - m i + 1 = XRH XRH i - m (13)

Für die Fälle 2 und 3 müssen nur die jeweiligen Beine 130, 140 vertauscht werden.For cases 2 and 3 only the respective legs need to be 130 . 140 be reversed.

Nachfolgend sind die fertigen Algorithmen für die jeweiligen Fälle in Zusammenfassung für den Geradeausgang angegeben.The finished algorithms for the respective cases are given below in summary for the straight-line output.

Fall 0:Case 0:

  • xlvi+1 = 1 / 2·vxlyi – 1 / 4·v xrvi+1 = xrvi – 1 / 2·xlvi – 1 / 4·v xlhi+1 = xlhi – 1 / 2·xlvi – 1 / 4·v xrhi+1 = 1 / 2·xlvi + 3 / 4·v = xlvi+1 + v (14)xlv i + 1 = 1/2 · vxly i - 1/4 · v xrv i + 1 = xrv i - 1/2 · xlv i - 1/4 · v xlh i + 1 = xlh i - 1/2 · xlv i - 1/4 · v xrh i + 1 = 1/2 · xlv i + 3/4 · v = xlv i + 1 + v (14)

Fall 1:Case 1:

  • xlvi+1 = 1 / 2·xlvi – 1 / 2·xrhi xrvi+1 = 3 / 2·v xlhi+1 = xlhi – 1 / 2·xlyi – 1 / 2·xrhi xrhi+1 = 1 / 2·xrhi – 1 / 2·xlvi (15)xlv i + 1 = 1/2 * xlv i - 1/2 · XRH i XRV i + 1 = 3/2 · v XLH i + 1 = XLH i - 1/2 · xLy i - 1/2 · XRH i XRH i + 1 = 1/2 · xrh i - 1/2 · xlv i (15)

Fall 2:Case 2:

  • xlvi+1 = xlvi – 1 / 2·xrvi – 1 / 4·v xrvi+1 = 1 / 2·xrvi – 1 / 4·v xlhi+1 = 1 / 2·xrvi + 3 / 4·v = xrvi+1 + v xrhi – 1 / 2·xrvi – 1 / 4·v (16)xlv i + 1 = xlv i - 1/2 · XRV i - 1/4 x v XRV i + 1 = 1/2 * XRV i - 1/4 x v XLH i + 1 = 1/2 * XRV i + 3 / 4 · v = xrv i + 1 + v xrh i - 1/2 · xrv i - 1/4 · v (16)

Fall 3:Case 3:

  • xlvi+1 = 3 / 2·v xrvi+1 = 1 / 2·xrvi – 1 / 2·xlhi xlhi+1 = xlhi – 1 / 2·xrvi – 1 / 2·xlhi xrhi+1 = xrhi – 1 / 2·xrvi – 1 / 2·xlhi (17)xlv i + 1 = 3/2 · v XRV i + 1 = 1/2 * XRV i - 1/2 · XLH i XLH i + 1 = XLH i - 1/2 · XRV i - 1/2 · XLH i XRH i + 1 = xrh i - 1/2 · xrv i - 1/2 · xlh i (17)

(Der Hundegang)(The crab)

Der Algorithmus des Hundegangs ist völlig identisch zum Geradeausgang. Beim Hundegang muss lediglich der Algorithmus für x- und y-Richtung berechnet werden. Diese Lösungen werden dann einfach ungestört überlagert. Somit ist der Geradeausgang ein Sonderfall des Hundeganges.The algorithm of the crab is completely identical to the straight line. In crab gear, only the algorithm for x and y direction needs to be calculated. These solutions are then simply superimposed undisturbed. Thus, the straight-line output is a special case of the dog walk.

Wie weiter vorne schon beschrieben, darf die Geschwindigkeit der Querbewegung maximal 50% der Geschwindigkeit der Längsbewegung betragen. Diese Geschwindigkeiten werden vom Benutzer vorgegeben.As already described above, the speed of the transverse movement must not exceed 50% of the speed of the longitudinal movement. These speeds are specified by the user.

(Der Kurvengang)(The curve passage)

Beim Kurvengang ist das Grundprinzip des Algorithmus zwar identisch, die mathematische Ausführung gestaltet sich jedoch erheblich schwieriger, da beim Kurvengang zusätzlich noch die Drehung berücksichtigt werden muss.When cornering, the basic principle of the algorithm is identical, but the mathematical design is considerably more difficult, since the rotation must also be taken into account when cornering.

Dabei müssen aber zusätzlich die Abstände der sich am Boden befindlichen Beine 130, 140 gleich bleiben um ein Verspannen dieser zu vermeiden. Außerdem sollte dieser Kurvengang wirklich kontinuierlich vom Wenden auf der Stelle bis zum geradeaus Gehen variiert werden können. Somit sollte auf die mathematische Verwendung des Zahlenwertes des Radius r und dessen Kehrwert vermieden werden, denn diese Werte können Null bis Unendlich annehmen, was auf einem Prozessor nicht abgebildet werden kann. Deshalb betrachtet man das Kurvengehen bzw. den Kurvengang als Überlagerung aus Geradeausgang und Drehbewegung, wie in 18 angegeben.But in addition, the distances of the legs located on the ground must 130 . 140 stay the same to avoid distortion. In addition, this curve should really be continuously varied from turning on the spot to going straight. Thus, the mathematical use of the numerical value of the radius r and its reciprocal should be avoided, since these values can assume zero to infinity, which can not be mapped on a processor. Therefore, one considers the cornering or the cornering as a superposition of straight-ahead and rotary motion, as in 18 specified.

Arbeitet man nun in einem relativen Koordinatensystem, so ergibt diese Überlagerung einen Polygonzug, dessen Eckpunkte auf einer Kreislinie liegen, wie in 19 und 20 gezeigt.If one now works in a relative coordinate system, this superposition yields a polygon whose vertices lie on a circular line, as in 19 and 20 shown.

(Gesamtalgorithmus)(Total algorithm)

Der Benutzer kann mittels der Einstelleinrichtung 190 wählen, wie die Laufmaschine 100 bewegt wird. Abhängig von der Situation kann dieser auswählen, ob die Laufmaschine 100 den Hundegang oder den Kurvengang ausführt. Dies lässt sich an einem Wahlschalter an der Einstelleinrichtung 190 einstellen. Da die Schritteinteilung 1:1 natürlicher wirkt und die Beine 130, 140 weniger belastet, schaltet der Algorithmus auch beim Kurvengang bei Unterschreiten einer gewissen Querbewegung y in den Hundegang um. Erst beim Überschreiten eines gewissen Sollwertes schaltet dieser wieder in den Kurvengang.The user can by means of the adjustment 190 choose like the running machine 100 is moved. Depending on the situation, this one can choose whether the running machine 100 the crab or bend. This can be done on a selector switch on the adjuster 190 to adjust. As the step division 1: 1 acts more natural and the legs 130 . 140 less loaded, the algorithm also switches when cornering when falling below a certain transverse movement y in the crab. Only when a certain setpoint value is exceeded does it switch back into the curve.

Implementiert werden somit zwei Algorithmen, einer für den Hundegang und einer für den Kurvengang. Grundsätzlich bewegt sich die Laufmaschine 100 nach dem Hundegang, außer der Benutzer schaltet den Kurvengang ein. Mit diesem Kurvengang lässt sich dann ein beliebiger Kurvenradius realisieren einschließlich eines Wendens auf der Stelle.Thus, two algorithms are implemented, one for crab gear and one for cornering. Basically, the running machine moves 100 after the crab, unless the user turns on the curve. With this curve can then realize any curve radius including a turning on the spot.

Für den Hundegang benötigt der Algorithmus ausschließlich die vier Grundrechenarten zur Berechnung. Beim Kurvengang muss zweimal der Arcustangens ausgewertet werden, bei den restlichen Rechnungen werden wieder lediglich die Grundrechenarten benötigt.For the crab, the algorithm requires only the four basic calculations for calculation. When cornering twice the arctangent must be evaluated, the rest of the calculations are again only the basic arithmetic needed.

Der beschriebene Algorithmus beinhaltet bereits alle Fehlerkorrekturen der Beine 130, 140, die trotzdem die Stabilität gewährleisten. Dennoch ist es möglich, dass durch mehrmaliges Auftreten eines größeren Fehlers und durch zusätzliche stark schwankende Vorgaben des Benutzers der Arbeitsbereich eines Beines 130, 140 überschritten würde.The described algorithm already contains all error corrections of the legs 130 . 140 that still guarantee stability. Nevertheless, it is possible that by repeated occurrence of a major error and by additional strongly fluctuating specifications of the user of the work area of a leg 130 . 140 would be exceeded.

Um dies zu verhindern, muss diese Möglichkeit stets überwacht werden und gegebenenfalls eingegriffen werden. Ein solches Problem ist allerdings relativ unproblematisch, denn mit der Beschränkung der Geschwindigkeit ist dieses Problem behoben. Diese Beschränkung muss natürlich nur so lange erfolgen, solange eine Überschreitung des Arbeitsbereiches eintreten würde.To prevent this, this possibility must always be monitored and if necessary be intervened. However, such a problem is relatively unproblematic, because the limitation of the speed of this problem is resolved. Of course, this restriction must be made only as long as the work area is exceeded.

Um möglichst wenig Rechenkapazität zu gebrauchen, erfolgt diese Berechnung iterativ. Dabei wird der nächste Punkt jedes Beines 130, 140 berechnet und mit den maximal zulässigen Werten verglichen. Wird dabei ein Überschreiten detektiert, so wird die Verschiebung der nächsten Sekunde in eine gewisse Anzahl von Teilstücken linear zerlegt. In 21 sind als Beispiel 9 Teilstücke (Teile) auf dem linearisierten Verlauf zwischen Ausgangspunkt A und Endpunkt E gezeigt. Anschließend wird Stück für Stück vom berechneten Endpunkt weggenommen und jeweils wieder überprüft, ob der Bereich immer noch überschritten ist. Dies geschieht solange, bis kein Überschreiten mehr detektiert wird. Diese Anzahl der Stücke, die entfernt werden müssen, bis kein Überschreiten eintritt, wird mitgezählt. In 21 ist hierfür als Beispiel eine Anzahl von 5 Stücken (Teile) angegeben. Anhand dieser Zahl lässt sich dann die Geschwindigkeit so skalieren, dass kein Überschreiten der Bereiche mehr eintritt. Als Skalierungsfaktor k der Geschwindigkeit ergibt sich bei dem in 21 gezeigten Beispiel k = 4 Teile/9 Teile = 4/9.In order to use as little computing capacity as possible, this calculation is done iteratively. This will be the next point of each leg 130 . 140 calculated and compared with the maximum allowable values. If an excess is detected, the shift of the next second into a certain number of sections is linearly decomposed. In 21 For example, as shown in FIG. 9, portions (parts) on the linearized gradient between the starting point A and the end point E are shown. Then, piece by piece, the calculated end point is removed and again checked whether the range is still exceeded. This happens until no exceeding is detected. This number of pieces to be removed until no exceeding occurs is counted. In 21 is given as an example a number of 5 pieces (parts). This number can then be used to scale the speed so that no areas are exceeded. The scaling factor k of the velocity is given in 21 Example shown k = 4 parts / 9 parts = 4/9.

Beim Sonderfall des Geradeausgangs lässt sich diese Beschränkung noch analytisch berechnen. Nachfolgend wird dies exemplarisch dargestellt.In the case of the straight-line output, this restriction can still be calculated analytically. This is exemplified below.

Tritt ein Bein 130, 140 zu früh auf, so kann es dazu kommen, dass ein anderes Bein 130, 140 die maximale Schrittweite überschreitet, wie in 22 veranschaulicht.Kick a leg 130 . 140 Too early, it may happen that another leg 130 . 140 exceeds the maximum step size, as in 22 illustrated.

Um dies zu verhindern, muss dies durch eine falls-Abfrage (if-Abfrage) im Algorithmus detektiert werden.To prevent this, this must be detected by a if query (if query) in the algorithm.

Bedingung bei Fall 1:

Figure DE102009032457B4_0006
xlv – diag – v ≥ –0,75 m Bedingung 1 xrh – diag – 2·v ≥ –0,75 m Bedingung 2 (19) Condition in case 1:
Figure DE102009032457B4_0006
xlv - diag - v ≥ -0.75 m Condition 1 xrh - diag - 2 · v ≥ -0.75 m Condition 2 (19)

Führt man die Hilfsgrößen p = xlv – diag – v = ½·(xlv – xrh) – v q = xrh – diag – 2·v = ½·(xrh – xlv) – 2·v (20) ein, so können die Bedingungen wie folgt formuliert werden: p ≥ / . –0,75 m q ≥ / . –0,75 m (21) If you lead the auxiliary sizes p = xlv - diag - v = ½ · (xlv - xrh) - vq = xrh - diag - 2 · v = ½ · (xrh - xlv) - 2 · v (20) the conditions can be formulated as follows: p ≥ /. -0.75 mq ≥ /. -0.75 m (21)

Falls eine dieser Bedingungen nicht erfüllt wird, so muss die Geschwindigkeit im darauffolgenden Knotenpunkt reduziert werden.If one of these conditions is not met, the speed in the following node must be reduced.

Berechnung der maximalen Geschwindigkeit: v1 = 1 / 4·(xrh – xlv) – 0,375 v2 = 1 / 2(xlv – xrh) – 0,75 v = min(v1, v2) (22) Calculation of the maximum speed: v 1 = 1/4 * (xrh - xlv) - 0.375 v 2 = 1/2 (xlv - xrh) - 0.75 v = min (v 1 , v 2 ) (22)

Wird nun die Geschwindigkeit auf diesen Wert beschränkt, so wird ein Überschreiten des Arbeitsbereiches des Beines 130, 140 verhindert.If now the speed is limited to this value, it will exceed the working range of the leg 130 . 140 prevented.

Bei Fall 3 erfolgt die Beschränkung völlig analog zu Fall 1, nur mit den beiden anderen Beinen 130, 140.In Case 3, the restriction is completely analogous to Case 1, only with the other two legs 130 . 140 ,

Alle zuvor beschriebenen Merkmale der Laufmaschine 100, der Steuervorrichtung 200 und des Steuerverfahrens können einzeln als auch in beliebiger Kombination Verwendung finden. Insbesondere sind auch die folgenden Modifikationen in beliebiger Kombination möglich.All features of the running machine described above 100 , the control device 200 and the control method can be used individually or in any combination. In particular, the following modifications in any combination are possible.

Auch wenn die Laufmaschine 100 in 1 als Drache mit vier Beinen, also zwei Vorderbeinen 130 und zwei Hinterbeinen 140, dargestellt ist, ist es selbstverständlich, dass die Laufmaschine auch nur zwei oder mehr als vier Beine, beispielsweise sechs, acht oder auch mehr Beine aufweisen kann. Je nach Anordnung zueinander, kann die Schrittabfolge aller Beine mit Hilfe des zuvor beschriebenen Schreitalgorithmus analog zu den zuvor ausführlich beschriebenen Schrittabfolgen berechnet werden. Hierbei müssen auch nicht alle vorhandenen Beine bzw. Fortbewegungsextremitäten bei einer Fortbewegung der Laufmaschine 1 verwendet werden. Dies kann zum Beispiel vorteilhaft sein, wenn die Laufmaschine 100 beispielsweise drei Beine, fünf Beine, sieben Beine oder mehr Beine hat. Es kann sich aber auch eine sechsbeinige Laufmaschine nur mit beispielsweise vier Beinen oder fünf Beinen fortbewegen. Bei einer ungeradzahligen Anzahl von Beinen kann das dritte, fünfte usw. Bein beispielsweise einem der anderen Beine immer gleichzeitig oder auch zeitversetzt nachgesetzt werden.Even if the running machine 100 in 1 as a dragon with four legs, so two front legs 130 and two hind legs 140 , it is understood that the running machine can also have only two or more than four legs, for example, six, eight or even more legs. Depending on the arrangement with respect to one another, the step sequence of all legs can be calculated with the aid of the above-described scream algorithm analogous to the step sequences described in detail above. In this case, not all existing legs or locomotion extremities have to move with the running machine 1 be used. This can be advantageous, for example, if the running machine 100 for example, has three legs, five legs, seven legs or more legs. But it can also move a six-legged running machine with only four legs or five legs. In the case of an odd number of legs, the third, fifth, etc. leg can be adjusted, for example, to one of the other legs, always simultaneously or also with a time delay.

An eine Hilfssteuereinrichtung 170 kann mehr als eine Antriebseinrichtung 180 angeschlossen sein, um beispielsweise einen Oberschenkel, Unterschenkel und/oder Fuß eines Beines separat bewegen zu können.To an auxiliary control device 170 can be more than a drive device 180 be connected, for example, to be able to move a thigh, lower leg and / or foot of a leg separately.

Die in dem elektrischen Blockschaltbild von 2 gezeigten elektrischen Anlagenteile der Laufmaschine 100 können alle über ein oder mehrere Bussysteme miteinander verbunden sein, die wie das zuvor beschriebene Bussystem 167 ausgestaltet sind.The in the electrical block diagram of 2 shown electrical system parts of the running machine 100 can all be interconnected via one or more bus systems, which are like the bus system described above 167 are designed.

Insbesondere kann die Berechnungseinrichtung 161 dahingehend ausgestaltet sein, dass sie zuerst die Sollposition für das Vorderbein 130 berechnet, von dessen Istposition sie bei der Berechnung ausgeht, dann die Sollposition für das zu diesem Vorderbein 130 diagonal angeordnete Hinterbein 140 berechnet, danach die Sollposition für das andere Vorderbein 140 berechnet, und zuletzt die Sollposition für das zu dem anderen Vorderbein 130 diagonal angeordnete Hinterbein 140 berechnet.In particular, the calculation device 161 be designed to first set the target position for the front leg 130 calculated, from whose actual position it starts in the calculation, then the target position for that to the front leg 130 diagonally arranged hind leg 140 calculated, then the target position for the other front leg 140 calculated, and finally the target position for the other front leg 130 diagonally arranged hind leg 140 calculated.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Berechnungseinrichtung 161 dahingehend ausgestaltet ist, dass sie den Abstand zwischen Istposition und von ihr zu berechnender Sollposition auf der Grundlage der von der Einstelleinrichtung 180 eingestellten Geschwindigkeit berechnet. Die Einstelleinrichtung 180 kann beispielsweise eine Fernbedienung sein, welche mit der zentralen Steuereinrichtung 160 der Laufmaschine 100 kommuniziert. Die Kommunikation zwischen der Einstelleinrichtung 180 und der zentralen Steuereinrichtung 160 kann per Funk, Infrarot, Bluetooth oder auch über eine Drahtleitung stattfinden.In addition, it is advantageous if the calculation device 161 is arranged to determine the distance between the actual position and the target position to be calculated therefrom on the basis of that of the adjusting device 180 set speed. The adjustment device 180 For example, can be a remote control, which with the central control device 160 the running machine 100 communicated. The communication between the adjuster 180 and the central controller 160 can take place by radio, infrared, Bluetooth or via a wireline.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Laufmaschinerunning machine
105105
Flügelwing
108108
Augeeye
110110
Kopfhead
111111
Halsneck
112112
Gelenke von Kopf und HalsJoints of the head and neck
120120
Schwanztail
121121
Gelenke des SchwanzesJoints of the tail
130130
Vorderbeinforeleg
131131
Gelenke des VorderbeinsJoints of the foreleg
132132
Fuß des VorderbeinsFoot of the foreleg
140140
Hinterbeinhind leg
141141
Gelenke des HinterbeinsJoints of the hind leg
142142
Fuß des HinterbeinsFoot of the hind leg
150150
Rumpfhull
160160
Zentrale SteuereinrichtungCentral control device
161161
Berechnungseinrichtungcalculator
162162
ROMROME
163163
RAMR.A.M.
164164
Sende-/EmpfangseinrichtungTransmission / reception means
165165
Bestimmungseinrichtungdeterminer
166166
Beschränkungseinrichtungrestriction means
167167
Bussystembus system
170170
HilfssteuereinrichtungAuxiliary control device
180180
Antriebseinrichtungdriving means
190190
Einstelleinrichtungadjustment
195195
Sensor bzw. ErfassungseinrichtungSensor or detection device
200200
Steuervorrichtungcontrol device

Claims (13)

Laufmaschine (100) mit einem Rumpf (150) an welchem eine Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140) mittels einer Vielzahl von Antriebseinrichtungen (180) unabhängig voneinander bewegbar sind, wobei die Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140) Fortbewegungsextremitäten (130, 140) umfassen, welche zur Fortbewegung der Laufmaschine (100) dienen, mit einer Erfassungseinrichtung (195) zur Erfassung einer Istposition der Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140), und einer Steuereinrichtung (160, 170) zur Steuerung einer Bewegung der Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140), wobei die Steuereinrichtung (160) eine Berechnungseinrichtung (161) zur Berechnung einer Fortbewegung der Laufmaschine mittels der Fortbewegungsextremitäten aufweist, wobei die Berechnungseinrichtung (161) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie ausgehend von der Istposition einer Fortbewegungsextremität (130, 140) und auf der Grundlage der Istposition der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) die Sollpositionen berechnet, an welchen sich die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) nach vorbestimmten Zeitdauern befinden sollen, und wobei die Steuereinrichtung (160, 170) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie jede der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) von deren Istposition in den vorbestimmten Zeitdauern an die für die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) berechnete Sollposition steuert, und wobei die vorbestimmte Zeitdauer zur Steuerung einer der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) von ihrer jeweiligen Istposition zu der für diese jeweils berechneten Sollposition für alle Fortbewegungsextremitäten (130, 140) gleich ist, so dass lediglich eine Schrittweite der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) bezüglich einer von einer Einstelleinrichtung (190) eingestellten Geschwindigkeit, welche eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der Laufmaschine (100) mittels der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) ist, veränderbar ist.Running machine ( 100 ) with a hull ( 150 ) on which a plurality of extremities ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ) by means of a plurality of drive devices ( 180 ) are independently movable, wherein the plurality of extremities ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ) Locomotion extremities ( 130 . 140 ), which are used to move the running machine ( 100 ), with a detection device ( 195 ) for detecting an actual position of the plurality of extremities ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ), and a control device ( 160 . 170 ) for controlling a movement of the plurality of extremities ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ), wherein the control device ( 160 ) a calculation device ( 161 ) for calculating a travel of the running machine by means of the locomotion extremities, wherein the calculation device ( 161 ) is designed to be based on the actual position of a locomotion extreme ( 130 . 140 ) and on the basis of the actual position of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) calculates the target positions at which the locomotion extremities ( 130 . 140 ) after predetermined periods of time, and wherein the control device ( 160 . 170 ) is designed to accommodate each of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) from their actual position in the predetermined time periods to that for the locomotion extremities ( 130 . 140 ) and the predetermined time duration for controlling one of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) from their respective actual position to the respectively calculated nominal position for all locomotion extremities ( 130 . 140 ), so that only one increment of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) with respect to one of an adjustment device ( 190 ) speed, which is a travel speed of the running machine ( 100 ) by means of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) is changeable. Laufmaschine nach Anspruch 1, zudem mit einer Bestimmungseinrichtung (165) zum Bestimmen, ob beim Auftreten einer Fortbewegungsextremität (130, 140) die für die Fortbewegungsextremität (130, 140) berechnete Sollposition erreicht wurde, wobei die Berechnungseinrichtung (161) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie eine neue Sollposition für die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) berechnet, die noch nicht an die bisher von der Berechnungseinrichtung (161) berechnete Sollposition bewegt wurden, wenn die Bestimmungseinrichtung (165) bestimmt hat, dass beim Auftreten einer Fortbewegungsextremität (130, 140) die für die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) berechnete Sollposition nicht erreicht wurde, und wobei die Steuereinrichtung (160) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie die Fortbewegungsextremitäten (130, 140), die noch nicht an die bisher von der Berechnungseinrichtung (161) für diese Fortbewegungsextremitäten (130, 140) berechnete Sollposition bewegt wurden, von deren Istpositionen in den vorbestimmten Zeitdauern an die für diese Fortbewegungsextremitäten (130, 140) neu berechnete Sollposition steuert.Running machine according to claim 1, further comprising a determination device ( 165 ) for determining if a locomotor extremity ( 130 . 140 ) for the locomotion extreme ( 130 . 140 ) has been reached, the calculation device ( 161 ) is designed to set a new target position for the locomotion extremities ( 130 . 140 ), which has not yet been used by the calculation 161 ) have been moved when the determining device ( 165 ) has determined that when a locomotion extremity ( 130 . 140 ) for the locomotion extremities ( 130 . 140 ) has not been reached, and wherein the control device ( 160 ) is designed to express the locomotion extremities ( 130 . 140 ), which has not yet been used by the Calculation device ( 161 ) for these locomotion extremities ( 130 . 140 ) have been moved from their actual positions in the predetermined time periods to those for these locomotion extremities ( 130 . 140 ) newly calculated target position controls. Laufmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (160) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie zuerst die Fortbewegungsextremität (130), von deren Istposition sie bei der Berechnung ausgeht, zu der dafür berechneten Sollposition steuert, dann die zu dieser Fortbewegungsextremität (130) in Bewegungsrichtung diagonal dahinter angeordnete Fortbewegungsextremität (140) zu der dafür berechneten Sollposition steuert, danach eine andere Fortbewegungsextremität (130), die im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung neben der Fortbewegungsextremität (130) angeordnet ist, von deren Istposition bei der Berechnung ausgegangen wird, zu der dafür berechneten Sollposition steuert, und zuletzt die zu dieser Fortbewegungsextremität (130) in Bewegungsrichtung diagonal dahinter angeordnete Fortbewegungsextremität (140) zu der dafür berechneten Sollposition steuert.Running machine according to claim 1 or 2, wherein the control device ( 160 ) is designed to first detect the locomotion ( 130 ), from whose actual position it starts in the calculation, to the setpoint position calculated for it, and then to the locomotion extreme ( 130 ) in the direction of movement diagonally behind it arranged locomotion extremity ( 140 ) to the setpoint position calculated therefor, then another locomotion extreme ( 130 ), which are substantially transverse to the direction of movement next to the locomotion ( 130 ), whose actual position is assumed in the calculation, controls to the setpoint position calculated therefor, and lastly to that to the locomotion extreme ( 130 ) in the direction of movement diagonally behind it arranged locomotion extremity ( 140 ) to the calculated target position. Laufmaschine nach Anspruch 3, wobei die vorbestimmte Zeitdauer, die zwischen dem Beginn einer Steuerung einer Fortbewegungsextremität (130) von ihrer Istposition zu der dafür berechneten Sollposition und dem Beginn einer Steuerung einer zu dieser Fortbewegungsextremität (130) diagonal angeordneten Fortbewegungsextremität (140) von ihrer Istposition zu der dafür berechneten Sollposition liegt, gleich der Zeitdauer ist, die zwischen dem Beginn einer Steuerung Fortbewegungsextremität (140) von ihrer Istposition zu der dafür berechneten Sollposition und dem Beginn einer Steuerung der zu Fortbewegungsextremität (140) diagonal davor angeordneten Fortbewegungsextremität (130) von seiner Istposition zu der dafür berechneten Sollposition liegt.A running machine according to claim 3, wherein the predetermined period of time between the beginning of a control of a locomotion extreme ( 130 ) from its actual position to the calculated target position and the beginning of a control of a to this locomotion extreme ( 130 ) diagonally arranged locomotion extremity ( 140 ) from its actual position to the nominal position calculated therefor, is equal to the time duration which exists between the beginning of a control movement extremity ( 140 ) from its actual position to the calculated target position and the beginning of a control of the locomotion to excursion ( 140 ) diagonally in front of it locomotion extremity ( 130 ) from its actual position to the calculated target position. Laufmaschine nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Berechnungseinrichtung (161) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie die Sollpositionen für die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) für die Hälfte einer Zeitdauer eines Zyklusses einer Fortbewegung der Laufmaschine (100) im Voraus berechnet, wobei der Zyklus einer Fortbewegung der Laufmaschine (100) eine Bewegung einer Fortbewegungsextremität (130) von ihrer Istposition zu einer nächsten Sollposition, eine sich daran anschließende Bewegung einer zu dieser Fortbewegungsextremität (130) in Bewegungsrichtung diagonal dahinter angeordneten Fortbewegungsextremität (140) von ihrer Istposition zu einer nächsten Sollposition, eine sich daran anschließende Bewegung einer Fortbewegungsextremität (130), die im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung neben der Fortbewegungsextremität (130) angeordnet ist, von deren Istposition bei der Berechnung ausgegangen wird, von ihrer Istposition zu einer nächsten Sollposition, und eine sich daran anschließende Bewegung der zu dieser Fortbewegungsextremität (130) in Bewegungsrichtung diagonal dahinter angeordneten Fortbewegungsextremität (140) von seiner Istposition zu einer nächsten Sollposition umfasst.Running machine according to claim 3 or 4, wherein the calculation device ( 161 ) is designed to set the target positions for the locomotion extremities ( 130 . 140 ) for half a period of a cycle of locomotion of the walking machine ( 100 ) calculated in advance, the cycle of locomotion of the running machine ( 100 ) a movement of a locomotion extreme ( 130 ) from its actual position to a next nominal position, a subsequent movement of one to this locomotion extremity ( 130 ) in the direction of movement diagonally behind it arranged locomotion extreme ( 140 ) from its actual position to a next target position, a subsequent movement of a locomotion extreme ( 130 ), which are substantially transverse to the direction of movement next to the locomotion ( 130 ), whose actual position is assumed in the calculation, from its actual position to a next nominal position, and an adjoining movement of this to the locomotion extreme ( 130 ) in the direction of movement diagonally behind it arranged locomotion extreme ( 140 ) from its actual position to a next target position. Laufmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Berechnungseinrichtung (161) dahingehend ausgestattet ist, dass sie die Sollpositionen für die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) auf der Grundlage einer von einer Einstelleinrichtung eingestellten Geschwindigkeit berechnet, welche eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der Laufmaschine (100) mittels der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) ist.Running machine according to one of the preceding claims, wherein the calculation device ( 161 ) is equipped to set the target positions for the locomotion extremities ( 130 . 140 ) is calculated on the basis of a speed set by an adjusting device, which determines a traveling speed of the running machine ( 100 ) by means of the locomotion extremities ( 130 . 140 ). Laufmaschine nach Anspruch 6, zudem mit einer Beschränkungseinrichtung (166) zur Beschränkung der von einer Einstelleinrichtung eingestellten Geschwindigkeit, wenn die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die berechnete Sollposition für eine Fortbewegungsextremität (130, 140) einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet.Running machine according to claim 6, further comprising a restriction device ( 166 ) for limiting the speed set by an adjusting means, when the determining means determines that the calculated set position for a locomotion extreme ( 130 . 140 ) exceeds a predetermined upper limit. Laufmaschine nach Anspruch 6, zudem mit einer Beschränkungseinrichtung (166) zur Beschränkung der von einer Einstelleinrichtung (190) eingestellten Geschwindigkeit, wenn die Bestimmungseinrichtung (165) bestimmt, dass eine der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) zu früh auftritt und dadurch ein Abstand zwischen der Istposition und der berechneten Sollposition für eine andere danach zu bewegende Fortbewegungsextremität (130, 140) einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet.Running machine according to claim 6, further comprising a restriction device ( 166 ) for limiting the use of an adjustment device ( 190 ) speed, if the determining device ( 165 ) determines that one of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) occurs too early and thereby a distance between the actual position and the calculated target position for another movement extremity to be subsequently moved ( 130 . 140 ) exceeds a predetermined upper limit. Laufmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Berechnungseinrichtung (161) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie die Sollpositionen für Fortbewegungsextremitäten (130, 140) auf der Grundlage einer von einer Einstelleinrichtung (190) eingestellten Fortbewegungsart einer Vielzahl von Fortbewegungsarten berechnet, die Arten einer Fortbewegung der Laufmaschine (100) mittels Fortbewegungsextremitäten (130, 140) sind.Running machine according to one of the preceding claims, wherein the calculation device ( 161 ) is configured to set the target positions for locomotion extremities ( 130 . 140 ) on the basis of one of a setting device ( 190 calculated type of locomotion of a variety of types of locomotion, the types of locomotion of the running machine ( 100 ) by means of locomotion extremities ( 130 . 140 ) are. Laufmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder der Vielzahl von Extremitäten eine Hilfssteuereinrichtung (170) zugeordnet ist, welche mit der Steuereinrichtung (160) über eine Kommunikationsleitung (167) verbunden ist und der Steuereinrichtung (160) derart untergeordnet ist, dass die Steuereinrichtung (160) an jede der Hilfssteuereinrichtungen (170) die Informationen weiterleitet, welche zur Steuerung der Extremität (110, 111, 120, 130, 140) erforderlich sind, zu welcher diese Hilfssteuereinrichtung (170) zugeordnet ist. Running machine according to one of the preceding claims, wherein each of the plurality of extremities comprises an auxiliary control device ( 170 ) associated with the control device ( 160 ) via a communication line ( 167 ) and the control device ( 160 ) is subordinate such that the control device ( 160 ) to each of the auxiliary control devices ( 170 ) passes on the information needed to control the limb ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ) to which this auxiliary control device ( 170 ) assigned. Laufmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (160) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie jede der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) von deren Istposition in den vorbestimmten Zeitdauern an die für die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) berechnete Sollposition in Echtzeit steuert.Running machine according to one of the preceding claims, wherein the control device ( 160 ) is designed to accommodate each of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) from their actual position in the predetermined time periods to that for the locomotion extremities ( 130 . 140 ) calculates the calculated target position in real time. Steuervorrichtung (200) zur Steuerung einer Bewegung eines Gegenstands (100), der einen Rumpf (150) aufweist, an welchem eine Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140) mittels einer Vielzahl von Antriebseinrichtungen unabhängig voneinander bewegbar sind, wobei die Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140) Fortbewegungsextremitäten (130, 140) umfassen, welche zur Fortbewegung des Gegenstands (100) dienen, mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (164) zum Empfang von Erfassungssignalen einer Erfassungseinrichtung (195), welche eine Istposition der Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140) erfasst, und einer Berechnungseinrichtung (161) zur Berechnung einer Fortbewegung des Gegenstands (100) mittels der Fortbewegungsextremitäten (130, 140), wobei die Berechnungseinrichtung (161) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie ausgehend von der Istposition einer Fortbewegungsextremität (130, 140) und auf der Grundlage der Istposition der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) die Sollpositionen berechnet, an welchen sich die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) nach vorbestimmten Zeitdauern befinden sollen, wobei die Steuereinrichtung (160) dahingehend ausgestaltet ist, dass sie die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) von deren Istposition in den vorbestimmten Zeitdauern an die für die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) berechnete Sollposition steuert, wobei die vorbestimmte Zeitdauer zur Steuerung einer der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) von ihrer jeweiligen Istposition zu der für diese jeweils berechneten Sollposition für alle Fortbewegungsextremitäten (130, 140) gleich ist, so dass lediglich eine Schrittweite der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) bezüglich einer von einer Einstelleinrichtung (190) eingestellten Geschwindigkeit, welche eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der Laufmaschine (100) mittels der Fortbewegungsextremitäten ist (130, 140) ist, veränderbar ist.Control device ( 200 ) for controlling a movement of an object ( 100 ), a hull ( 150 ), on which a plurality of extremities ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ) are independently movable by means of a plurality of drive means, wherein the plurality of extremities ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ) Locomotion extremities ( 130 . 140 ) required for the movement of the object ( 100 ), with a transmitting / receiving device ( 164 ) for receiving detection signals of a detection device ( 195 ), which is an actual position of the plurality of extremities ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ) and a calculation device ( 161 ) for calculating a movement of the object ( 100 ) by means of the locomotion extremities ( 130 . 140 ), the calculation device ( 161 ) is designed to be based on the actual position of a locomotion extreme ( 130 . 140 ) and on the basis of the actual position of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) calculates the target positions at which the locomotion extremities ( 130 . 140 ) after predetermined periods of time, the control device ( 160 ) is designed to express the locomotion extremities ( 130 . 140 ) from their actual position in the predetermined time periods to that for the locomotion extremities ( 130 . 140 ), wherein the predetermined time duration for controlling one of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) from their respective actual position to the respectively calculated nominal position for all locomotion extremities ( 130 . 140 ), so that only one increment of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) with respect to one of an adjustment device ( 190 ) speed, which is a travel speed of the running machine ( 100 ) by means of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) is changeable. Steuerverfahren zum Steuern einer Bewegung eines Gegenstands (100), der einen Rumpf (150) aufweist, an welchem eine Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140) mittels einer Vielzahl von Antriebseinrichtungen unabhängig voneinander bewegbar sind, wobei die Vielzahl von Extremitäten (110, 111, 120, 130, 140) Fortbewegungsextremitäten (130, 140) umfassen, welche zur Fortbewegung des Gegenstands (100) dienen, mit den Schritten Empfangen von Erfassungssignalen einer Erfassungseinrichtung (195), welche eine Istposition der Vielzahl von Extremitäten erfasst, Berechnen einer Fortbewegung des Gegenstands mittels der Fortbewegungsextremitäten (130, 140), wobei die Berechnung ausgehend von der Istposition einer Fortbewegungsextremität (130, 140) und auf der Grundlage der Istposition der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) die Sollpositionen ausgeführt wird, an welchen sich die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) nach vorbestimmten Zeitdauern befinden sollen, und Steuern der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) von deren Istposition an die für die Fortbewegungsextremitäten (130, 140) berechnete Sollposition in den vorbestimmten Zeitdauern, wobei die vorbestimmte Zeitdauer zur Steuerung einer der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) von ihrer jeweiligen Istposition zu der für diese jeweils berechneten Sollposition für alle Fortbewegungsextremitäten (130, 140) gleich ist, so dass lediglich eine Schrittweite der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) bezüglich einer von einer Einstelleinrichtung (190) eingestellten Geschwindigkeit, welche eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der Laufmaschine (100) mittels der Fortbewegungsextremitäten (130, 140) ist, verändert wird.Control method for controlling a movement of an object ( 100 ), a hull ( 150 ), on which a plurality of extremities ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ) are independently movable by means of a plurality of drive means, wherein the plurality of extremities ( 110 . 111 . 120 . 130 . 140 ) Locomotion extremities ( 130 . 140 ) required for the movement of the object ( 100 ), with the steps of receiving detection signals of a detection device ( 195 ), which detects an actual position of the plurality of extremities, calculating a movement of the object by means of the locomotion extremities ( 130 . 140 ), the calculation being based on the actual position of a locomotion extreme ( 130 . 140 ) and on the basis of the actual position of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) the target positions is executed at which the locomotion extremities ( 130 . 140 ) after predetermined periods of time, and controlling the locomotion extremities ( 130 . 140 ) from their actual position to that for the locomotion extremities ( 130 . 140 ) calculated target position in the predetermined time periods, wherein the predetermined time period for controlling one of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) from their respective actual position to the respectively calculated nominal position for all locomotion extremities ( 130 . 140 ), so that only one increment of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) with respect to one of an adjustment device ( 190 ) speed, which is a travel speed of the running machine ( 100 ) by means of the locomotion extremities ( 130 . 140 ) is changed.
DE200910032457 2009-07-09 2009-07-09 Running machine, control device and control method for controlling a movement of an object Expired - Fee Related DE102009032457B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910032457 DE102009032457B4 (en) 2009-07-09 2009-07-09 Running machine, control device and control method for controlling a movement of an object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910032457 DE102009032457B4 (en) 2009-07-09 2009-07-09 Running machine, control device and control method for controlling a movement of an object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009032457A1 DE102009032457A1 (en) 2011-01-20
DE102009032457B4 true DE102009032457B4 (en) 2015-02-05

Family

ID=43382724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910032457 Expired - Fee Related DE102009032457B4 (en) 2009-07-09 2009-07-09 Running machine, control device and control method for controlling a movement of an object

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009032457B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106003081A (en) * 2016-06-24 2016-10-12 苏州美丽澄电子技术有限公司 Protective device for family education robot

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1146416B (en) * 1958-09-17 1963-03-28 Guenter Myska Four-legged toy figure driven by an electric motor
DE7832634U1 (en) * 1978-11-03 1979-04-05 Lindenmayer, Richard, 8520 Erlangen PLAY FIGURINE WITH MOVING LIMBS
DE10361726A1 (en) * 2003-01-03 2004-08-26 Megarobotics Co., Ltd. Robot toys with artificial intelligence and control processes therefor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1146416B (en) * 1958-09-17 1963-03-28 Guenter Myska Four-legged toy figure driven by an electric motor
DE7832634U1 (en) * 1978-11-03 1979-04-05 Lindenmayer, Richard, 8520 Erlangen PLAY FIGURINE WITH MOVING LIMBS
DE10361726A1 (en) * 2003-01-03 2004-08-26 Megarobotics Co., Ltd. Robot toys with artificial intelligence and control processes therefor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009032457A1 (en) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3772879B1 (en) Autonomous agricultural carrier vehicle
DE102014018533B4 (en) Method for controlling a work train
EP3058820B1 (en) Method for motion control, and/or regulation of an agricultural distribution device
EP3559374B1 (en) Large manipulator with automated boom construction
DE102017129881A1 (en) Driver assistance system for a vehicle
DE102018121015A1 (en) ADAPTIVE STEERING CONTROL FOR ROBUSTNESS AGAINST FAILURES IN ESTIMATED OR USER-PROVIDED TRAILER PARAMETERS
DE102016105382A1 (en) STEERING ANGLE CONTROL FOR MULTIPLE CHARACTERISTICS
DE102006037588B4 (en) Method for the automatic or semi-automatic tracking-accurate multi-axle steering of a road vehicle and apparatus for carrying out the method
DE202013104860U1 (en) working device
DE102019214015A1 (en) METHOD FOR TRACKING THE POSITION OF THE ACCESS
DE112013002741T5 (en) Lower limb structure for walking robots and walking robots
EP2055448A1 (en) Parallel cinematic device
DE102016112419A1 (en) Outbreak detection for a vehicle returning to a trailer
DE1108092B (en) Steering device for tractors with at least one steerable wheel and an adjustment device
EP0872407A2 (en) Steering for multiple axles
DE102018108025A1 (en) Agricultural vehicle
DE202012010078U1 (en) Shunting drive with intelligent central unit
WO2020169374A1 (en) Method for validating automated functions of a vehicle
DE102019214023A1 (en) METHOD FOR TRACKING THE POSITION OF THE ACCESS
DE3911885C2 (en) Multi-axle vehicle
DE602004003137T2 (en) AGRICULTURAL MOWER
DE102009032457B4 (en) Running machine, control device and control method for controlling a movement of an object
WO2016202425A1 (en) Input device for controlling an avatar in a computer-generated environment, and a method for controlling same
EP3536857B1 (en) Slipform paver and method for operating a slipform paver
CH634000A5 (en) VEHICLE WITH AT LEAST THREE about a vertical axis swiveling wheels.

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee