JP2010082717A - 倒立振子型移動機構 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、倒立振子型移動機構で片輪空転が発生した際にこれを速やかに検出でき、空転持続時間が長い場合でも起立状態を維持できる倒立振子型移動機構を提供することにある。
【解決手段】
左右の車輪を有する移動機構,移動機構に支持された上体,移動機構を制御する制御装置を備えた倒立振子型移動機構において、制御装置は、車輪の空転検出部で空転が検出されない場合に両輪起立走行制御を、空転が検出された場合に接地車輪による接地車輪起立制御を行い、空転車輪に対してトラクション復帰を促す空転車輪制御を行い、トラクション復帰検出部でトラクション復帰が検出されない場合に接地車輪起立制御へ戻り、トラクション復帰が検出された場合に両輪起立走行制御に復帰する空転対応制御を行う。
【選択図】図3
Description
しかしながら、安定な走行を維持する上で、転倒は可能な限り防止する必要がある。
一方、片側の車輪のトラクションが抜けた場合、例えば左車輪が空転した場合、空転車輪側から上体への反力がなくなるためヨー軸まわりに回転力が発生し、右モータ駆動トルクτRが正値であるとΔθy_gyroは正値に、τRが負値であるとΔθy_gyroは負値となる。
そこで、本実施形態では、図6のフローチャートに従って、トラクション復帰検出部209がトラクション復帰の検出を行う。
102 移動機構
103 上体
104,105 車輪
106,107 走行モータ
108,109 姿勢方位センサ
110 マニピュレータ
111 頭部
112 制御装置
201 移動目標生成部
202 動作計画部
203 目標モータ駆動トルク演算部
204 左モータ駆動装置
205 右モータ駆動装置
206,207 エンコーダ
208 空転検出部
209 トラクション復帰検出部
210 経路制御部
Claims (6)
- 左右の車輪及びこれらの車輪を回転駆動する走行モータを有する移動機構と、前記移動機構に支持された上体と、前記移動機構を制御する制御装置とを備えた倒立振子型移動機構において、
前記制御装置は、車輪の空転検出部及びトラクション復帰検出部を備え、前記空転検出部で空転が検出されない場合には両輪起立走行制御を行い、前記空転検出部で空転が検出された場合には接地車輪による接地車輪起立制御を行うと共に、
空転車輪に対してトラクション復帰を促す空転車輪制御を行い、前記トラクション復帰検出部でトラクション復帰が検出されない場合には前記接地車輪起立制御へ戻り、前記トラクション復帰検出部でトラクション復帰が検出された場合には前記両輪起立走行制御に復帰することにより、空転対応制御を行う倒立振子型移動機構。 - 請求項1において、前記接地車輪起立制御は、前記移動機構が備えた接地車輪の回転運動を検出可能な角速度センサの情報と、前記上体が備えた前記上体の鉛直方向に対する傾斜角運動を検出可能な第1姿勢方位センサの情報と、前記上体が備えた前記上体のヨー軸周りの旋回角運動を検出可能な第2姿勢方位センサの情報とに基づいて、起立状態制御を行う倒立振子型移動機構。
- 請求項2において、前記角速度センサの情報及び前記第2姿勢方位センサの情報は、前記上体のヨー軸周りの旋回運動成分を除いた前記接地車輪の運動情報となるように演算され、前記起立状態制御に用いられる倒立振子型移動機構。
- 請求項1において、前記空転検出部は、前記左右の車輪の回転運動を各々検出可能な角速度センサの情報の差から算出されるヨー旋回運動量と、前記上体が備えたヨー旋回運動を検出可能な姿勢方位センサの情報から算出されるヨー旋回運動量との差分値を閾値と比較することによって、前記車輪の空転を検出する倒立振子型移動機構。
- 請求項1において、前記空転車輪制御は、前記移動機構が備えた接地車輪の回転運動を検出可能な角速度センサの情報及び前記上体が備えたヨー旋回運動を検出可能な姿勢方位センサの情報から算出される、空転車輪と床との相対速度に車輪の粘性抵抗を乗じた値から、所望の最低復帰トラクション量に車輪半径を乗じた値を引いた値を、空転車輪への駆動トルクとする倒立振子型移動機構。
- 請求項1において、前記トラクション復帰検出部は、空転車輪速度と、空転車輪と床との相対速度との差が一定の閾値以内にある摩擦負荷継続時間が、予め決定された復帰判定時間長を越えた時に、トラクションが復帰したと判定する倒立振子型移動機構。
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