JP2010115780A - 脚式移動ロボット及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】脚式移動ロボットは、少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設された上体とで構成され、下肢の運動により各種の動作パターンを実現する。移動ロボットは、離床期間を検出する検出手段と、離床期間中に関節アクチュエータのインピーダンスを低下させるとともに、着床を検出したことに応答して関節アクチュエータのインピーダンスを元の値に戻す制御手段とを備える。離床期間中に関節アクチュエータのインピーダンスを低下させ、関節アクチュエータが緩衝材として機能するような状態で着床を待機する。
【選択図】 図5
Description
少なくとも下肢に設けられたインピーダンス可変な関節アクチュエータと、
前記ロボットが離床又は着床いずれの期間中かを検出する検出手段と、
離床期間中であることを検出したことに応答して前記関節アクチュエータのインピーダンスを低下させるとともに、着床を検出したことに応答して前記関節アクチュエータのインピーダンスを着床動作前の元の値に戻すなど所定の制御を行う制御手段と、
を具備することを特徴とする脚式移動ロボットである。
前記ロボットが離床又は着床いずれの期間中かを検出する検出手段と、
前記下肢を伸展及び屈曲させる第1の駆動手段と、
前記上体を伸展及び屈曲させる第2の駆動手段と、
前記第1及び第2の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、
離床期間中であることを検出したことに応答して、前記上体が重力方向とは逆方向に伸展し、及び/又は、前記下肢が重力方向に伸展するように、前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御するとともに、
着床を検出したことに応答して、前記ロボット全体の重心位置が下がるように前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御する、
ことを特徴とする脚式移動ロボットである。
前記ロボットが離床又は着床いずれの期間中かを検出する検出手段と、
前記下肢の各関節を駆動する第1の駆動手段と、
前記上体の各関節を駆動する第2の駆動手段と、
前記第1及び第2の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、
離床期間中であることを検出したことに応答して、仮想床平面上における仮想ZMPが仮想安定領域内にあるか否かを判定するとともに、
該判定結果が否定的であったことに応答して、仮想ZMPが仮想安定領域内に入るように前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御する、
ことを特徴とする脚式移動ロボットである。
(a)離床期間中に前記関節アクチュエータのインピーダンスを低下させるステップと、
(b)着床時に前記関節アクチュエータのインピーダンスを元の値に戻すなど所定の制御を行うステップと、
を具備することを特徴とする脚式移動ロボットの制御方法である。
(c)着床時に、前記ロボットのZMPが安定領域内にあるか否かを判定するステップと、
(d)前記ステップ(c)における判定結果が否定的な場合には、ZMPが安定領域内に入るように前記ロボットの姿勢を変更するステップと、
をさらに備えてもよい。
(a)離床期間中に、前記上体が重力方向とは逆方向に伸展し、及び/又は、前記下肢が重力方向に伸展するように、前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御するステップと、
(b)着床を検出したことに応答して、前記ロボット全体の重心位置が下がるように前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御するステップと、
ことを特徴とする脚式移動ロボットの制御方法である。
(c)着床時に、前記ロボットのZMPが安定領域内にあるか否かを判定するステップと、
(d)前記ステップ(c)における判定結果が否定的な場合には、ZMPが安定領域内に入るように前記ロボットの姿勢を変更するステップと、
をさらに備えてもよい。
(a)前記脚式移動ロボットが離床期間中か否かを判別するステップと、
(b)前記脚式移動ロボットの重力方向を検出するステップと、
(c)前記脚式移動ロボットの仮想床平面を設定するステップと、
(d)前記脚式移動ロボットの仮想安定領域を設定するステップと、
(e)前記脚式移動ロボットの仮想ZMPを算出するステップと、
(f)仮想ZMPが仮想安定領域内にあるか否かを判定するステップと、
(g)前記ステップ(f)における判定結果が否定的であったことに応答して、仮想ZMPが仮想安定領域内に入るように前記脚式移動ロボットの姿勢を変更するステップと、
を具備することを特徴とする脚式移動ロボットの制御方法である。
3…首関節ピッチ軸,4…首関節ロール軸
5…体幹ピッチ軸,6…体幹ロール軸
7…体幹ヨー軸,8…肩関節ピッチ軸
9…肩関節ロール軸,10…上腕ヨー軸
11…肘関節ピッチ軸,12…前腕ヨー軸
13…手首関節ピッチ軸,14…手首関節ロール軸
15…手部,16…股関節ヨー軸
17…股関節ピッチ軸,18…股関節ロール軸
19…膝関節ピッチ軸,20…足首関節ピッチ軸
21…足首関節ロール軸,22…足部(足底)
30…頭部ユニット,40…体幹部ユニット
50…腕部ユニット,51…上腕ユニット
52…肘関節ユニット,53…前腕ユニット
60…脚部ユニット,61…大腿部ユニット
62…膝関節ユニット,63…脛部ユニット
80…制御ユニット,81…主制御部
82…周辺回路
91,92…接地確認センサ
93…姿勢センサ
100…人間型ロボット
Claims (14)
- 少なくとも下肢を有する脚式移動ロボットであって、
少なくとも下肢に設けられた関節アクチュエータと、
前記ロボットが離床又は着床いずれの期間中かを検出する検出手段と、
前記検出手段が離床期間中であることを検出したことに応答して前記関節アクチュエータのインピーダンスを低下させるとともに、前記検出手段が着床を検出したことに応答して前記関節アクチュエータのインピーダンスに所定の制御を行う制御手段と、
を具備する脚式移動ロボット。 - 前記制御手段は、前記検出手段が着床を検出したことに応答して前記関節アクチュエータのインピーダンスを元の値に戻すことを特徴とする請求項1に記載の脚式移動ロボット。
- 前記制御手段は、前記検出手段が着床を検出したことに応答して前記関節アクチュエータのインピーダンスを所定時間の間で連続的に元の値に向かって連続的に戻すことを特徴とする請求項1に記載の脚式移動ロボット。
- 前記制御手段は、前記関節アクチュエータのインピーダンスを元の値に戻した後に、前記ロボットのZMPが安定領域内にあるか否かを判定する処理と、該判定結果が否定的な場合にはZMPが安定領域内に入るように前記ロボットの姿勢を変更する処理とを実行することを特徴とする請求項1に記載の脚式移動ロボット。
- 上体と、前記上体に接続された下肢を有する脚式移動ロボットであって、
前記ロボットが離床又は着床いずれの期間中かを検出する検出手段と、
前記下肢を伸展及び屈曲させる第1の駆動手段と、
前記上体を伸展及び屈曲させる第2の駆動手段と、
前記第1及び第2の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、
前記検出手段が離床期間中であることを検出したことに応答して、前記上体が重力方向とは逆方向に伸展し、前記下肢が重力方向に伸展するように、前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御するとともに、
前記検出手段が着床を検出したことに応答して、前記ロボット全体の重心位置が下がるように前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御する、
ことを特徴とする脚式移動ロボット。 - 前記制御手段は、前記検出手段が着床を検出したことに応答して、前記ロボット全体の重心位置が許容加速度以内で下がるように前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御することを特徴とする請求項4に記載の脚式移動ロボット。
- 前記制御手段は、前記ロボット全体の重心位置を下げた後に、前記ロボットのZMPが安定領域内にあるか否かを判定する処理と、該判定結果が否定的な場合にはZMPが安定領域内に入るように前記ロボットの姿勢を変更する処理とを実行することを特徴とする請求項1に記載の脚式移動ロボット。
- 少なくとも下肢を有する脚式移動ロボットの制御方法であって、少なくとも下肢に設けられた関節アクチュエータはインピーダンス可変であり、
(a)離床期間中に前記関節アクチュエータのインピーダンスを低下させるステップと、
(b)着床時に前記関節アクチュエータのインピーダンスに所定の制御を行うステップと、
を有することを特徴とする脚式移動ロボットの制御方法。 - 前記ステップ(b)では、着床を検出したことに応答して前記関節アクチュエータのインピーダンスを元の値に戻すことを特徴とする請求項8に記載の脚式移動ロボットの制御方法。
- 前記ステップ(b)では、着床を検出したことに応答して前記関節アクチュエータのインピーダンスを所定時間の間で連続的に元の値に向かって連続的に戻すことを特徴とする請求項8に記載の脚式移動ロボットの制御方法。
- さらに、
(c)前記関節アクチュエータのインピーダンスを元の値に戻した後に、前記ロボットのZMPが安定領域内にあるか否かを判定するステップと、
(d)前記ステップ(c)における判定結果が否定的な場合には、ZMPが安定領域内に入るように前記ロボットの姿勢を変更するステップと、
を有することを特徴とする請求項8に記載の脚式移動ロボットの制御方法。 - 上体と、前記上体に接続された下肢を有する脚式移動ロボットの制御方法であって、前記脚式移動ロボットは前記下肢を伸展及び屈曲させる第1の駆動手段と、前記上体を伸展及び屈曲させる第2の駆動手段とを含み、
(a)離床期間中に、前記上体が重力方向とは逆方向に伸展し、前記下肢が重力方向に伸展するように、前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御するステップと、
(b)着床を検出したことに応答して、前記ロボット全体の重心位置が下がるように前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御するステップと、
を有することを特徴とする脚式移動ロボットの制御方法。 - 前記ステップ(b)では、前記ロボット全体の重心位置が許容加速度以内で下がるように前記第1及び第2の駆動手段の各々を制御することを特徴とする請求項12に記載の脚式移動ロボットの制御方法。
- さらに、
(c)前記ロボット全体の重心位置を下げた後に、前記ロボットのZMPが安定領域内にあるか否かを判定するステップと、
(d)前記ステップ(c)における判定結果が否定的な場合には、ZMPが安定領域内に入るように前記ロボットの姿勢を変更するステップと、
を有することを特徴とする請求項12に記載の脚式移動ロボットの制御方法。
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JP31671599A Division JP4660870B2 (ja) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | 脚式移動ロボット及びその制御方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016068185A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 本田技研工業株式会社 | 移動体の制御装置 |
US10661439B2 (en) | 2017-03-03 | 2020-05-26 | Honda Motor Co., Ltd. | Abnormal contact detecting method and contact site identifying method for mobile robot |
JP2020189364A (ja) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 芝浦機械株式会社 | 双腕ヒト型ロボット |
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JP2000296484A (ja) * | 1999-02-10 | 2000-10-24 | Sony Corp | 関節機構の制御装置及び方法、関節装置、並びにロボット装置及びその制御方法 |
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