JP2535737B2 - 脚移動型歩行機械の制御装置 - Google Patents
脚移動型歩行機械の制御装置Info
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- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 30
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 22
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
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- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、脚を用いて移動する脚移動型歩行機械の制
御装置に係り、特にその加減速移動の制御に好適な脚移
動形歩行機械の制御装置に関する。
御装置に係り、特にその加減速移動の制御に好適な脚移
動形歩行機械の制御装置に関する。
従来、脚移動形の歩行機械の歩行制御方法について
は、例えば特開昭49−50652号公報，特開昭49−50653号
公報や特開昭62−43371号公報に記載されているように
歩行機械の重心を静的に支えて安定を維持しながら歩行
するものがある。
は、例えば特開昭49−50652号公報，特開昭49−50653号
公報や特開昭62−43371号公報に記載されているように
歩行機械の重心を静的に支えて安定を維持しながら歩行
するものがある。
また、安定を保つて歩行する動歩行については２足歩
行ロボツトの報告が日本ロボツト学会誌３巻４号（1985
年）第325頁から第336頁において論じられている。
行ロボツトの報告が日本ロボツト学会誌３巻４号（1985
年）第325頁から第336頁において論じられている。
上記従来技術は、静的に安定を保つて歩行する静歩行
かあるいは定常的な歩行について述べているものであ
り、動的な安定を保つて歩行する動歩行を行う場合の加
速や減速といつた問題についての配慮がされていない。
かあるいは定常的な歩行について述べているものであ
り、動的な安定を保つて歩行する動歩行を行う場合の加
速や減速といつた問題についての配慮がされていない。
また、動歩行について述べてある２足歩行ロボツトに
関しては歩行パターン状態を規定するパラメータとして
角度、角速度や角加速度、または歩行パターン状態間の
時間間隔を与え、これらの関数により補間して歩行脚の
各関節部に関節指令値を与えて脚を歩行させている。
関しては歩行パターン状態を規定するパラメータとして
角度、角速度や角加速度、または歩行パターン状態間の
時間間隔を与え、これらの関数により補間して歩行脚の
各関節部に関節指令値を与えて脚を歩行させている。
しかしながら、上述の従来技術は歩行開始、歩行停止
等における減速制御を配慮していないため、加減速歩行
時の安定性が十分でないという問題があつた。
等における減速制御を配慮していないため、加減速歩行
時の安定性が十分でないという問題があつた。
本発明の目的は、加減速歩行を安定に実現することが
できる脚移動型歩行機械の制御装置を提供することにあ
る。
できる脚移動型歩行機械の制御装置を提供することにあ
る。
上記目的は、関節部と脚部とにより成る脚を複数持
ち、前記関節を関節制御装置によって屈曲させることに
より脚を駆動して歩行する脚移動型歩行機械において、
種々の歩幅の１歩行周期分の時系列な関節角指令値のデ
ータを複数個蓄えるメモリと、加減速指令に基づいて前
記メモリから加速時には小さい歩幅から徐々に大きな歩
幅の歩行となる時系列な関節角指令値のデータを読み出
して関節制御装置に出力し、減速時には大きな歩幅から
小さな歩幅となる関節角指令値のデータを読み出して関
節制御装置に出力するように指令する加減速歩行プログ
ラムを記憶する制御プログラムメモリとを備えることに
より達成される。
ち、前記関節を関節制御装置によって屈曲させることに
より脚を駆動して歩行する脚移動型歩行機械において、
種々の歩幅の１歩行周期分の時系列な関節角指令値のデ
ータを複数個蓄えるメモリと、加減速指令に基づいて前
記メモリから加速時には小さい歩幅から徐々に大きな歩
幅の歩行となる時系列な関節角指令値のデータを読み出
して関節制御装置に出力し、減速時には大きな歩幅から
小さな歩幅となる関節角指令値のデータを読み出して関
節制御装置に出力するように指令する加減速歩行プログ
ラムを記憶する制御プログラムメモリとを備えることに
より達成される。
加減速指令にもとづいて制御プログラムメモリはメモ
リに記憶されている歩幅を除々に大きくまたは小さくす
るための関節角指令値データを読み出し、このデータを
関節制御装置に出力する。これにより、脚の関節部が駆
動され、歩行機械は、加速時には胴部の高さ位置を低く
しながら、また減速時ちは胴部の高さ位置を高くしなが
ら歩行するので、安定した加減速歩行を実現することが
できる。
リに記憶されている歩幅を除々に大きくまたは小さくす
るための関節角指令値データを読み出し、このデータを
関節制御装置に出力する。これにより、脚の関節部が駆
動され、歩行機械は、加速時には胴部の高さ位置を低く
しながら、また減速時ちは胴部の高さ位置を高くしなが
ら歩行するので、安定した加減速歩行を実現することが
できる。
以下、本発明の実施例を図面を参照に説明する。
第１図は本発明の装置の一実施例を備えた脚移動型歩
行機械を示すもので、この図において１は制御対象とな
る脚移動形歩行機械を示す。この歩行機械１は胴部２と
この胴部２に設けた４つの脚3A,3B,4A,4Bを備えてい
る。各脚部3A,3B,4A,4Bは複数の関節部J1,J2,J3,脚部
L1,L2および足部Ｆを備えている。この歩行機械１は対
角関係にある対の脚3A,3Bおよび4A,4Bを交互に移動させ
ることにより歩行する。５は上位制御装置、６は脚制御
装置、７は関節制御装置である。
行機械を示すもので、この図において１は制御対象とな
る脚移動形歩行機械を示す。この歩行機械１は胴部２と
この胴部２に設けた４つの脚3A,3B,4A,4Bを備えてい
る。各脚部3A,3B,4A,4Bは複数の関節部J1,J2,J3,脚部
L1,L2および足部Ｆを備えている。この歩行機械１は対
角関係にある対の脚3A,3Bおよび4A,4Bを交互に移動させ
ることにより歩行する。５は上位制御装置、６は脚制御
装置、７は関節制御装置である。
上位制御装置５は脚制御装置６に歩行のための指令を
授受するために、脚制御装置６の上位インタフエース60
に接続されている。前述した脚制御装置６は上位インタ
フエース60を通して上位制御装置５からの指令により作
動する中央処理装置61と、この中央処理装置61からの指
令により作動する制御プログラムメモリ62と、この制御
プログラムメモリ62からのプログラムにより作動すると
共に脚1Cの関節角指令値データを記憶する第１〜第４の
メモリ63〜66と、この第１〜第４のメモリ63〜66に記憶
された関節角指令値データを関節制御装置７に出力する
インタフエース67とを備えている。
授受するために、脚制御装置６の上位インタフエース60
に接続されている。前述した脚制御装置６は上位インタ
フエース60を通して上位制御装置５からの指令により作
動する中央処理装置61と、この中央処理装置61からの指
令により作動する制御プログラムメモリ62と、この制御
プログラムメモリ62からのプログラムにより作動すると
共に脚1Cの関節角指令値データを記憶する第１〜第４の
メモリ63〜66と、この第１〜第４のメモリ63〜66に記憶
された関節角指令値データを関節制御装置７に出力する
インタフエース67とを備えている。
前述した第１〜第４のメモリ63〜66は第２図〜第５図
に示すように対角対の脚3A,3Bもしくは4A,4Bの歩行動作
における１歩行周期分の時系列の関節角指令値データが
記憶されている。すなわち、第１のメモリ63には第２図
に示すように対角関係にある一対の脚3A,3Bもしくは4A,
4Bが歩幅S1だけ移動するまでの各関節部Ｊの時系列的な
関節角指令値〔θ１（ｔ），θ２（ｔ），θ３（ｔ）〕
が記憶されている。また第２のメモリ64には同様に第３
図に示すように一対と脚3A,3Bもしくは4A,4Bが歩幅S2だ
け移動するまでの各関節部Ｊの時系列的な関節角指令値
が記憶されている。さらに、第３のメモリ65および第４
のメモリ66には上述と同様にそれぞれ第４図および第５
図に示すように対角対の脚3A,3Bもしくは4A,4Bが歩幅
S3,S4だけ移動するまでの各関節部Ｊの時系列的な関節
角指令値が記憶されている。第２図〜第５図においてH0
は脚を伸ばしたときの胴部２の高さ位置をH1〜H4はそれ
ぞれの歩幅S1〜S4動作時における胴部２の高さ位置を示
している。
に示すように対角対の脚3A,3Bもしくは4A,4Bの歩行動作
における１歩行周期分の時系列の関節角指令値データが
記憶されている。すなわち、第１のメモリ63には第２図
に示すように対角関係にある一対の脚3A,3Bもしくは4A,
4Bが歩幅S1だけ移動するまでの各関節部Ｊの時系列的な
関節角指令値〔θ１（ｔ），θ２（ｔ），θ３（ｔ）〕
が記憶されている。また第２のメモリ64には同様に第３
図に示すように一対と脚3A,3Bもしくは4A,4Bが歩幅S2だ
け移動するまでの各関節部Ｊの時系列的な関節角指令値
が記憶されている。さらに、第３のメモリ65および第４
のメモリ66には上述と同様にそれぞれ第４図および第５
図に示すように対角対の脚3A,3Bもしくは4A,4Bが歩幅
S3,S4だけ移動するまでの各関節部Ｊの時系列的な関節
角指令値が記憶されている。第２図〜第５図においてH0
は脚を伸ばしたときの胴部２の高さ位置をH1〜H4はそれ
ぞれの歩幅S1〜S4動作時における胴部２の高さ位置を示
している。
次に上述した本発明の装置の一実施例の動作を説明す
る。
る。
上位制御装置５は上位インタフエース60を介して歩行
のための指令を脚制御装置６に出力する。これにより、
脚制御装置６内における中央処理装置61は制御プログラ
ムメモリ62内の加減速歩行プログラムを作動させる。こ
の加速歩行プログラムにより、第１のメモリ〜第４のメ
モリ63〜66はこれらのメモリに記憶された時系列的な関
節角指令値をインタフエース67を介して関節制御装置７
に出力する。
のための指令を脚制御装置６に出力する。これにより、
脚制御装置６内における中央処理装置61は制御プログラ
ムメモリ62内の加減速歩行プログラムを作動させる。こ
の加速歩行プログラムにより、第１のメモリ〜第４のメ
モリ63〜66はこれらのメモリに記憶された時系列的な関
節角指令値をインタフエース67を介して関節制御装置７
に出力する。
これにより関節制御装置７は対角対の脚3A,3Bもしく
は対角対の脚4A,4Bを交互に歩行させ、その歩行を加減
速させる。この加減速歩行を第６図のフローチヤートを
用いてさらに詳しく説明すると、いま上位制御装置５か
らの加速歩行指令が上位インタフエース60を介して中央
処理装置61に加えられる。これにより、中央処理装置61
は制御プログラムメモリ62を作動させ、第１のメモリ63
に記憶されている対角対の脚3A,3Bを第２図に示すよう
に歩幅S1だけ移動させるための時系列の各関節角指令値
を読み出し（第６図のステツプ１）この指令値をインタ
フエース67を通して関節制御装置７に出力する。これに
より、関節制御装置７は対角対の脚3A,3Bを歩幅S1だけ
歩行させる。その後、対角対は脚4A,4Bを上述同様に第
１のメモリ63内の関節角指令値により歩幅S1だけ歩行さ
せる（第６図のステツプ２）。次に対角対の脚3A,3Bを
第２のメモリ64に記憶した関節角指令値により歩幅S2だ
け歩行させ、（第６図のステツプ３）その後、対角対の
脚4A,4Bに関しても第２のメモリ64内の関節角指令値に
より歩幅S2だけ歩行させる（第６図のステツプ４）。次
に第３のメモリ内の関節角指令値により、対角対の脚3
A,3Bを歩幅S3だけ歩行させたのち（第６図のステツプ
５）、同様に対角対の脚4A,4Bを歩幅S3だけ歩行させる
（第６図のステツプ６）。これまでの歩行制御により脚
3A,3Bおよび脚4A,4Bをそれぞれ加速歩行させることがで
きる。
は対角対の脚4A,4Bを交互に歩行させ、その歩行を加減
速させる。この加減速歩行を第６図のフローチヤートを
用いてさらに詳しく説明すると、いま上位制御装置５か
らの加速歩行指令が上位インタフエース60を介して中央
処理装置61に加えられる。これにより、中央処理装置61
は制御プログラムメモリ62を作動させ、第１のメモリ63
に記憶されている対角対の脚3A,3Bを第２図に示すよう
に歩幅S1だけ移動させるための時系列の各関節角指令値
を読み出し（第６図のステツプ１）この指令値をインタ
フエース67を通して関節制御装置７に出力する。これに
より、関節制御装置７は対角対の脚3A,3Bを歩幅S1だけ
歩行させる。その後、対角対は脚4A,4Bを上述同様に第
１のメモリ63内の関節角指令値により歩幅S1だけ歩行さ
せる（第６図のステツプ２）。次に対角対の脚3A,3Bを
第２のメモリ64に記憶した関節角指令値により歩幅S2だ
け歩行させ、（第６図のステツプ３）その後、対角対の
脚4A,4Bに関しても第２のメモリ64内の関節角指令値に
より歩幅S2だけ歩行させる（第６図のステツプ４）。次
に第３のメモリ内の関節角指令値により、対角対の脚3
A,3Bを歩幅S3だけ歩行させたのち（第６図のステツプ
５）、同様に対角対の脚4A,4Bを歩幅S3だけ歩行させる
（第６図のステツプ６）。これまでの歩行制御により脚
3A,3Bおよび脚4A,4Bをそれぞれ加速歩行させることがで
きる。
次に第４のメモリ66からの関節角指令値により継続路
に脚3A,3Bおよび脚4A,4Bを交互に歩幅S4だけ歩行させる
ことにより、歩行機械１を定速歩行させることができ
る。
に脚3A,3Bおよび脚4A,4Bを交互に歩幅S4だけ歩行させる
ことにより、歩行機械１を定速歩行させることができ
る。
次に、第６図に示すステツプ８〜ステツプ13を順次実
行することにより、歩行機械を減速歩行させることがで
きる。
行することにより、歩行機械を減速歩行させることがで
きる。
本発明によれば、歩行機械は、加減速指令に基づいて
加速時には歩幅を徐々に大きくしながら、また減速時に
は歩幅を徐々に小さくしながら歩行するので、加速時に
は胴部の高さ位置を低くしながら、また減速時には胴部
の高さ位置を高くしながら歩行することができ、安定し
た加減速歩行を実現することができる。
加速時には歩幅を徐々に大きくしながら、また減速時に
は歩幅を徐々に小さくしながら歩行するので、加速時に
は胴部の高さ位置を低くしながら、また減速時には胴部
の高さ位置を高くしながら歩行することができ、安定し
た加減速歩行を実現することができる。
第１図は本発明の装置の一実施例を備えた歩行機械の構
成図、第２図〜第５図は歩行機械を加減速歩させるため
の脚歩行動作を示す説明図、第６図は本発明の装置にお
ける加減速歩行動作を行うフローチヤート図である。 １……歩行機械、２……胴部、3A,3B,4A,4B……脚、５
……上位制御装置、８……脚制御装置、７……関節制御
装置。
成図、第２図〜第５図は歩行機械を加減速歩させるため
の脚歩行動作を示す説明図、第６図は本発明の装置にお
ける加減速歩行動作を行うフローチヤート図である。 １……歩行機械、２……胴部、3A,3B,4A,4B……脚、５
……上位制御装置、８……脚制御装置、７……関節制御
装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤江 正克 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 本間 和男 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 小林 暁峯 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 中野 裕 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 審査官 島田 信一 (56)参考文献 特開 昭62−97006（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−187671（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】関節部と脚部とより成る脚を複数持ち、前
記関節を関節制御装置によって屈曲させることにより脚
を駆動して歩行する脚移動型歩行機械において、種々の
歩幅の１歩行周期分の時系列な関節角指令値のデータを
複数個蓄えるメモリと、加減速指令に基づいて前記メモ
リから加速時には小さい歩幅から徐々に大きな歩幅の歩
行となる時系列な関節角指令値のデータを読み出して関
節制御装置に出力し、減速時には大きな歩幅から小さな
歩幅となる関節角指令値のデータを読み出して関節制御
装置に出力するよう指令する加減速歩行プログラムを記
憶する制御プログラムメモリとを備えたことを特徴とす
る脚移動型歩行機械の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63143625A JP2535737B2 (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | 脚移動型歩行機械の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63143625A JP2535737B2 (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | 脚移動型歩行機械の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH023580A JPH023580A (ja) | 1990-01-09 |
| JP2535737B2 true JP2535737B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=15343105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63143625A Expired - Lifetime JP2535737B2 (ja) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | 脚移動型歩行機械の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2535737B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8906541D0 (en) * | 1989-03-21 | 1989-05-04 | Portsmouth Tech Consult | Robot devices |
| US5219410A (en) * | 1989-10-20 | 1993-06-15 | Commissariat A L'energie Atomique | Device for transmitting movement between a solid and a member, in particular for a robot able to be moved on legs |
| JPH074774B2 (ja) * | 1990-04-12 | 1995-01-25 | 工業技術院長 | 歩行脚進路修正歩行装置 |
| JPH06286677A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-10-11 | Jonan Kaihatsu:Kk | 歩行機 |
| KR101042157B1 (ko) * | 2009-07-24 | 2011-06-16 | (주)동부로봇 | 보행로봇의 보행제어방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6297006A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-06 | Hitachi Ltd | 多関節歩行ロボツト制御装置 |
| JPS62187671A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-17 | Hitachi Ltd | 足底付き多関節二脚歩行ロボットの歩行安定制御方式 |
-
1988
- 1988-06-13 JP JP63143625A patent/JP2535737B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH023580A (ja) | 1990-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |