JP2997038B2 - Walking control device for legged mobile robot - Google Patents

Walking control device for legged mobile robot

Info

Publication number
JP2997038B2
JP2997038B2 JP2336420A JP33642090A JP2997038B2 JP 2997038 B2 JP2997038 B2 JP 2997038B2 JP 2336420 A JP2336420 A JP 2336420A JP 33642090 A JP33642090 A JP 33642090A JP 2997038 B2 JP2997038 B2 JP 2997038B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gait
control value
walking
joint
landing
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 - Lifetime
Application number
JP2336420A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04201187A (en
Inventor
正雄 西川
信明 小澤
透 竹中
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2336420A priority Critical patent/JP2997038B2/en
Priority to US07/799,367 priority patent/US5221883A/en
Priority to EP91310964A priority patent/EP0488693B1/en
Priority to DE69124486T priority patent/DE69124486T2/en
Publication of JPH04201187A publication Critical patent/JPH04201187A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2997038B2 publication Critical patent/JP2997038B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は脚式移動ロボットの歩行制御装置に関し、よ
り具体的には2足歩行等の脚式移動ロボットにおいて、
ロボットの姿勢が崩れたとき歩容を変更して姿勢の安定
を回復する様にした脚式移動ロボットの歩行制御装置に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a walking control device for a legged mobile robot, and more specifically, to a legged mobile robot such as a bipedal walking robot.
The present invention relates to a walking control device for a legged mobile robot that changes a gait to restore the stability of a posture when the posture of the robot collapses.

(従来の技術及び発明が解決しようとする課題) 脚式移動ロボットの歩行を安定させる手法の一つに、
歩行中にロボットの状態を検出し、検出した状態量に応
じてロボットの歩容を決定し、次の一歩を何処に置くか
をリアルタイムに算出して歩行させるものがある。この
手法に従って実際にロボットを歩行させている例は例え
ば、「Legged Robots on Rough Terrain:Experiments i
n Adjusting Step Length:IEEE 1988,by Jessica Hodgi
ns」等で提案されている。
(Problems to be solved by conventional technology and invention) One of the methods for stabilizing the walking of the legged mobile robot is as follows.
In some cases, the state of the robot is detected during walking, the gait of the robot is determined according to the detected amount of state, and where the next step is to be placed is calculated in real time for walking. An example of actually walking a robot according to this method is, for example, "Legged Robots on Rough Terrain: Experiments i
n Adjusting Step Length: IEEE 1988, by Jessica Hodgi
ns ".

しかしながら、この種の技術においては、ロボットの
状態認識を行ってから、歩容を決定するために非常に複
雑な行列式を解き、次の最適な着地位置を算出して実際
に遊脚をその位置に駆動する一連の処理をリアルタイム
に行っていたため、片足に例えば6自由度を持つような
複雑な2足歩行の脚式移動ロボットでは該行列式も大き
くなり、それを実行するためのコンピュータは非常に大
型かつ高性能なものを要するか、或いはロボットそのも
のの機構を簡素なものにして、換言すれば脚の自由度を
少ないもので構成してコンピュータの負担を軽減する等
の妥協をしなければ、上記のリアルタイム処理は難しか
った。
However, in this type of technology, after recognizing the state of the robot, a very complicated determinant is solved to determine the gait, the next optimal landing position is calculated, and the swing leg is actually converted to that position. Since a series of processes for driving to a position were performed in real time, the determinant became large in a complex bipedal legged mobile robot having six degrees of freedom on one leg, for example. Either a very large and high-performance one is required, or the mechanism of the robot itself must be simplified, in other words, the degree of freedom of the legs must be reduced to reduce the burden on the computer. For example, the above real-time processing was difficult.

一方で、ロボットを歩行させる手法の一つに、予め大
型のコンピュータでロボットの各関節角度の最適値を算
出しておき、その結果である歩容をロボット搭載のコン
ピュータに記憶させておいて、歩行時に出力して歩行さ
せる手法も提案されており、その一例としては特開昭62
−97006号公報記載の技術を挙げることができる。この
手法によれば、歩容の計算そのものはオフラインで行わ
れることから時間が掛かっても良いため、ロボットの自
由度が多くなっても、搭載コンピュータの負担は極めて
軽減され、小型、軽量かつ低レベル(低価格)で電力消
費量も少ないコンピュータで足りる。
On the other hand, as one of the methods for walking the robot, the optimal value of each joint angle of the robot is calculated in advance with a large computer, and the resulting gait is stored in the computer equipped with the robot, A method of outputting during walking to walk is also proposed.
-97006 can be mentioned. According to this method, since the gait calculation itself is performed offline, it may take a long time. Therefore, even if the robot has a large degree of freedom, the load on the on-board computer is extremely reduced, and the gait is small, light, and low. A computer that is low in price and consumes little power is sufficient.

しかしながら、この手法の最大の欠点は予め歩容を設
定しておくことから、実際の歩行条件が設定した条件と
相違する場合には対処できないことである。もし実際に
歩行する個所に予期しない凹凸等があれば、ロボットは
予定された反力とは違った大きさの反力を予期しないタ
イミングで受けることになり、その差異が大きければ歩
行姿勢が乱れ、その乱れがロボットの足裏部の底面積の
補償する物理的限界を超えれば、転倒する。
However, the biggest drawback of this method is that the gait is set in advance, so that it is impossible to cope with a case where the actual walking conditions are different from the set conditions. If there are unexpected irregularities in the place where the person actually walks, the robot receives a reaction force of a magnitude different from the expected reaction force at an unexpected timing, and if the difference is large, the walking posture is disturbed. If the turbulence exceeds the physical limit to compensate for the bottom area of the sole of the robot, the robot falls.

従って、本発明の目的は上記した欠点を解消し、上記
した2つの手法の長所を合わせ持つ脚式移動ロボットの
歩行制御装置を提供することにあり、予めオフラインで
歩容を設定しておくと共に、現実の歩行時に予期しない
歩行条件に遭遇したときは容易に設定した歩容を変更し
て歩行の安定を回復する様にした脚式移動ロボットの歩
行制御装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a walking control device for a legged mobile robot having the advantages of the above two methods. It is another object of the present invention to provide a walking control device for a legged mobile robot which can easily change a set gait to restore walking stability when unexpected walking conditions are encountered during actual walking.

更には、オフラインで予め目標歩容を設定する場合に
も、前記した如く関節角度まで詳細に設定する場合のみ
ならず、着地位置乃至は重心位置等、より上位概念的な
歩行データで設定することも考えられ、更には歩行中に
リアルタイムに歩容を決定する手法をとるときも、予期
しない突発的な歩行条件の変化に遭遇して歩容の変更を
余儀なくされることは免れることができない。
Furthermore, when the target gait is set in advance offline, not only when the joint angle is set in detail as described above, but also with higher-level conceptual walking data such as a landing position or a center of gravity position. In addition, when taking a method of determining a gait in real time during walking, it is unavoidable that a sudden change in walking conditions is encountered and the gait must be changed.

従って、本発明の第2の目的は予めオフラインで歩行
データを設定すると否とを問わず、予期しない歩行条件
の変化に即応して簡易に歩容を変更することができる様
にした脚式移動ロボットの歩行制御装置を提供すること
にある。
Therefore, a second object of the present invention is to make it possible to easily change a gait immediately in response to an unexpected change in walking conditions, regardless of whether walking data is set in advance offline. An object of the present invention is to provide a walking control device for a robot.

(課題を解決するための手段) 上記した目的を達成するために本発明は例えば請求項
1項において、基体と、それにそれぞれ結合され、少な
くとも1個の関節を備えた複数本の脚部リンクとからな
る脚式移動ロボットの歩行制御装置において、予め設定
された前記ロボットの歩容を決定する歩行パターンに基
づき、前記ロボットが前記歩容を実現する姿勢となるよ
うに、前記脚部リンクの関節駆動制御値を決定する第1
の制御値決定手段、前記設定された歩容の変更を指令す
る歩容変更指令手段、歩容の変更が指令されたとき、前
記歩行パターンを補正し、補正された歩行パターンに基
づいて前記脚部リンクの関節駆動制御値を決定する第2
の制御値決定手段、及び前記第1及び第2の制御値決定
手段のいずれかによって決定された関節駆動制御値に基
づいて前記関節を駆動するアクチュエータを備えると共
に、前記第2の制御値決定手段は、前記ロボットが所定
の姿勢をとった後、前記変更された歩容を実現するよう
に前記歩行パターンを決定する如く構成した。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, for example, according to claim 1, a base and a plurality of leg links respectively connected thereto and provided with at least one joint are provided. In the walking control device for a legged mobile robot, the joints of the leg links are configured such that the robot assumes a posture that realizes the gait based on a preset walking pattern that determines the gait of the robot. First to determine drive control value
Control value determining means, gait change instructing means for instructing a change in the set gait, when a change in gait is instructed, the gait pattern is corrected, and the leg is corrected based on the corrected gait pattern. Second to determine the joint drive control value of the head link
Control value determination means, and an actuator for driving the joint based on the joint drive control value determined by any of the first and second control value determination means, and the second control value determination means Is configured such that after the robot takes a predetermined posture, the walking pattern is determined so as to realize the changed gait.

(作用) 歩容を設定してその歩容となるべく関節駆動制御値を
決定すると共に、歩容の変更が必要となったときは変更
歩容となる様に制御値を補正し、更にそのとき脚部リン
クが所定の姿勢を通る様にしたので、予期しない路面状
況に遭遇して姿勢が崩れたときも歩容を修正して容易に
回復させることができる。また歩容の変更に際して一旦
所定の姿勢をとる如く構成したので、歩容の変化が滑ら
かになると共に、格別の姿勢接続用の角度修正値を必要
とせず、例えば予めオフラインでデータを設定しておく
場合には、そのデータ量を削減することができる。
(Operation) The gait is set, the joint drive control value is determined so that the gait can be obtained, and when the gait needs to be changed, the control value is corrected so as to obtain the changed gait. Since the leg link passes through the predetermined posture, the gait can be corrected and easily recovered even when the posture collapses due to an unexpected road surface condition. In addition, since the gait is configured so as to take a predetermined posture once when changing the gait, the change in the gait is smooth, and no special angle correction value for connecting the posture is required. Otherwise, the data amount can be reduced.

(実施例) 以下、脚式移動ロボットとして2足歩行ロボットを例
にとって本発明の実施例を説明する。第1図はそのロボ
ット1を全体的に示す説明スケルトン図であり、左右そ
れぞれの脚部に6個の関節(軸)を備える。該6個の関
節(軸)は上から順に、腰の脚部回旋用の関節(軸)10
R,10L(右側をR、左側をLとする。以下同じ)、腰の
ピッチ方向の関節(軸)12R,12L、同ロール方向の関節
(軸)14R,14L、膝部のピッチ方向の関節(軸)16R,16
L、足首部のピッチ方向の関節(軸)18R,18L、同ロール
方向の関節(軸)20R,20Lとなっており、その下部には
足部22R,22Lが取着されると共に、最上位には胴体部
(基体)24が設けられ、その内部には制御ユニット26が
格納される。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described using a bipedal walking robot as an example of a legged mobile robot. FIG. 1 is an explanatory skeleton diagram showing the robot 1 as a whole, and has six joints (axes) on the right and left legs. The six joints (axes) are, in order from the top, joints (axes) 10 for hip rotation.
R, 10L (R is the right side, L is the left side; the same applies hereinafter), joints (axis) 12R, 12L in the waist pitch direction, joints (axis) 14R, 14L in the same roll direction, joints in the knee pitch direction (Axis) 16R, 16
L, the joints (axes) 18R, 18L in the pitch direction of the ankle, and the joints (axes) 20R, 20L in the same roll direction, with the feet 22R, 22L attached to the lower part, Is provided with a body (base) 24, in which a control unit 26 is stored.

上記において股関節は、関節(軸)10R(L),12R
(L),14R(L)から構成され、それらの軸線は全て1
点で交差する様に構成される。また関節(軸)18R
(L),20R(L)から構成される足関節も軸線が互いに
直交する様にされており、さらに前記した3本のピッチ
方向の関節(軸)12R(L),16R(L),18R(L)は相
互に平行に配置され、その相対位置関係は他の関節
(軸)の挙動に関わらず、常に変わらない構成となって
いる。図示の如く、片側の脚について6つの自由度を与
えられ、胴体部24を固定しても足部22R(L)を任意の
位置で任意の方向に置くことができる構成とされる。即
ち、歩行中にこれらの6×2=12個の関節(軸)をそれ
ぞれ適宜な角度に駆動することで、脚全体に所望の動き
を与えることができ、任意に3次元空間を歩行すること
ができる。尚、股関節と膝関節との間は大腿リンク27R,
27Lで、膝関節と足関節との間は下腿リンク28R,28Lで連
結される。
In the above, the hip joint is a joint (axis) 10R (L), 12R
(L) and 14R (L), all of whose axes are 1
It is configured to intersect at points. Also joint (axis) 18R
The axis of the ankle joint composed of (L) and 20R (L) is also orthogonal to each other, and the three pitch direction joints (axis) 12R (L), 16R (L) and 18R (L) are arranged in parallel with each other, and their relative positional relationship does not change regardless of the behavior of other joints (axes). As shown in the figure, six degrees of freedom are provided for one leg, and the foot 22R (L) can be placed at any position and in any direction even if the body 24 is fixed. That is, by driving each of these 6 × 2 = 12 joints (axes) to an appropriate angle during walking, a desired movement can be given to the entire leg, and walking in a three-dimensional space arbitrarily. Can be. The thigh link 27R between the hip joint and the knee joint,
At 27L, the knee joint and the ankle joint are connected by lower leg links 28R and 28L.

これらの関節は主として電動モータとその出力を倍力
する減速機とから構成される。以下に第2図及び第3図
を参照して膝関節以下の部位についてその詳細を説明す
るが、腰関節も類似した構造である。尚、左右対象であ
るため、以下の説明では右脚側について行う。第2図及
び第3図において大腿リンク27Rの中途位置に取着され
た電動モータ(図示せず)の出力が、ベルト82を介して
膝関節(軸)16Rに装着されたハーモニック減速機84の
入力軸に入力される。また下腿リンク28Rの上端側にも
凹部87が形成され、そこに電動モータ88が収納され、そ
の出力はベルト90を介して足首部に配置されたハーモニ
ック減速機92に入力され、足部22Rを前記した軸線18Rを
中心としてピッチ方向に駆動する。また軸線18Rと直交
する前記した軸線20Rを中心として足部22Rはロール方向
に揺動自在に構成されており、そのためにハーモニック
減速機94と、それに動力を供給する電動モータ96とが直
結されて設けられる。各電動モータにはロータリエンコ
ーダが設けられ、モータ軸の回転角度を検出する(図に
は電動モータ88用のロータリエンコーダ89のみ示す)。
These joints are mainly composed of an electric motor and a speed reducer that boosts its output. The details of the portion below the knee joint will be described below with reference to FIGS. 2 and 3, but the hip joint has a similar structure. In addition, since it is a left-right object, the following description is made on the right leg side. In FIGS. 2 and 3, the output of an electric motor (not shown) attached to the middle position of the thigh link 27R is output from the harmonic reducer 84 attached to the knee joint (shaft) 16R via the belt 82. Input to the input axis. Also, a concave portion 87 is formed on the upper end side of the lower leg link 28R, an electric motor 88 is housed in the concave portion 87, and the output thereof is input to a harmonic reducer 92 arranged at the ankle via a belt 90, and the foot 22R is It is driven in the pitch direction about the axis 18R. The foot 22R is configured to be swingable in the roll direction about the axis 20R that is orthogonal to the axis 18R, so that the harmonic reducer 94 and the electric motor 96 that supplies power thereto are directly connected. Provided. Each electric motor is provided with a rotary encoder and detects the rotation angle of the motor shaft (only a rotary encoder 89 for the electric motor 88 is shown in the figure).

而して足首部には6軸力センサ98が設けられ、足部を
介してロボットに伝達される力のx,y,zの3方向成分と
モーメントの3方向成分とを分離して別々に測定し、足
部の着地の有無と支持脚に加わる力の大きさと方向とを
検出する。また略平坦に形成され、着地時の衝撃を吸収
するためにゴム等の弾性材220を備えた足底部の四隅に
は公知の接地スイッチ99が設けられて、接地の有無を検
出する(第2図乃至第3図で図示省略)。更に、第1図
に示す如く、胴体部24の適宜位置には、一対の傾斜セン
サ100,102が設置され、x−z平面内のz軸に対する角
度とその角速度、同様にy−z平面内のz軸に対する角
度とその角速度を検出する。これらの出力は前記した胴
体部24内の制御ユニット26に送られる。
Thus, a six-axis force sensor 98 is provided at the ankle, and separates the x, y, z three-directional components of the force transmitted to the robot via the foot and the three-directional components of the moment separately. Measurement is performed to detect the presence or absence of landing on the foot and the magnitude and direction of the force applied to the support leg. A known grounding switch 99 is provided at each of the four corners of the sole, which is formed substantially flat and has an elastic material 220 such as rubber to absorb an impact at the time of landing, and detects the presence or absence of grounding (secondary state). The illustration is omitted in FIGS. 3 to 3). Further, as shown in FIG. 1, a pair of inclination sensors 100 and 102 are provided at appropriate positions of the body 24, and an angle with respect to the z axis in the xz plane and its angular velocity, and similarly, a z in the yz plane Detect the angle to the axis and its angular velocity. These outputs are sent to the control unit 26 in the body 24 described above.

第4図は制御ユニット26の詳細を示すブロック図であ
り、マイクロ・コンピュータから構成される。そこにお
いて傾斜センサ100,102等の出力はA/D変換回路104でデ
ジタル値に変換され、その出力はバス106を介してRAM10
8に送られる。またエンコーダ89等の出力はカウンタ110
を介してRAM108内に入力されると共に、接地スイッチ99
等の出力は波形整形回路112を経て同様にRAM108内に格
納される。制御ユニット内にはCPU114が設けられてお
り、CPU114は後述の如く、格納されている歩行データを
読み込んでカウンタ110から送出される実測値との偏差
から速度指令値を算出し、D/A変換回路118を介してサー
ボアンプ120に送出されて位置制御が実現される。また
図示の如く、エンコーダ出力はF/V変換回路122を介して
サーボアンプに送出されており、マイナーループとして
の速度フィードバック制御が実現されている。尚、符号
128は進路、歩幅等の歩容変更指令用のジョイスティッ
クを、符号130は原点(直立)姿勢決定用の原点スイッ
チを、符号132はオーバラン防止用のリミットスイッチ
を示す。
FIG. 4 is a block diagram showing details of the control unit 26, which is constituted by a microcomputer. The outputs of the tilt sensors 100 and 102 are converted into digital values by an A / D conversion circuit 104, and the output is sent to a RAM 10 via a bus 106.
Sent to 8. The output of the encoder 89 etc.
Through the RAM 108 and a ground switch 99.
Are similarly stored in the RAM 108 via the waveform shaping circuit 112. A CPU 114 is provided in the control unit, and as described later, the CPU 114 reads stored walking data, calculates a speed command value from a deviation from an actually measured value sent from the counter 110, and performs D / A conversion. The position control is transmitted to the servo amplifier 120 via the circuit 118 to realize the position control. As shown in the figure, the encoder output is sent to the servo amplifier via the F / V conversion circuit 122, and the speed feedback control as a minor loop is realized. The sign
Reference numeral 128 denotes a joystick for commanding a gait change such as a course and a stride, reference numeral 130 denotes an origin switch for determining an origin (upright) posture, and reference numeral 132 denotes a limit switch for preventing overrun.

以下、第5図フロー・チャートを参照して本制御装置
の動作を説明する。尚、同図に示す制御においては目標
関節角度を予めオフラインで設定しておくことを前提と
すると共に、インピーダンス制御を速度分解制御で実現
した仮想コンプライアンス制御(「多自由度ロボットの
仮想コンプライアンス制御」(計測自動制御学会論文
集、VOL.22,NO.3.昭和61年3月))の考えを利用する。
Hereinafter, the operation of the control device will be described with reference to the flowchart of FIG. In the control shown in the figure, it is assumed that the target joint angle is set in advance off-line, and virtual compliance control ("virtual compliance control of a multi-degree-of-freedom robot") in which impedance control is realized by speed-resolved control. (Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers, VOL.22, NO.3, March 1986)).

先ずS10で装置各部をイニシャライズした後、S12で歩
行パターンnθiを検索する(尚、この歩行パターンか
ら決定される歩容を本明細書では「標準歩容」と称す
る)。これはロボットが理想的に平坦でかつ硬さも均一
な路面を歩行するときの各関節角の目標値を示す。ここ
で添字iは関節の番号を示し、添字は時刻nのときの角
度を示す。関節の番号は、左足について下から順に18L
=1,20L=2,..12L=6とし、右足については上から順に
12R=7,14R=8,..18R=12とする。これらの時系列デー
タは予め大型コンピュータで算出しておき、前記した制
御ユニット内のマイクロ・コンピュータのROM116に格納
しておく。
First, after initializing each part of the apparatus in S10, a walking pattern nθi is searched in S12 (a gait determined from this walking pattern is referred to as a “standard gait” in this specification). This indicates a target value of each joint angle when the robot walks on a road surface that is ideally flat and has uniform hardness. Here, the subscript i indicates the number of the joint, and the subscript indicates the angle at time n. The number of the joint is 18L in order from the bottom for the left foot
= 1,20L = 2, .. 12L = 6, and for the right foot, from top to bottom
It is assumed that 12R = 7, 14R = 8,... 18R = 12. These time series data are calculated in advance by a large-sized computer and stored in the ROM 116 of the microcomputer in the control unit.

続いてS14でパラメータkp,kv...を入力する。これら
はフィードバック・ゲインであり、詳細は後述する。続
いてS16でタイマ値n、カウンタ値Count、関節番号(カ
ウンタ)値iを零にリセットし、S18で歩行を開始し、S
20で関節番号iカウンタ値を1にセットする。次いでS2
2でセットした関節番号に該当する関節角度nθi(i
=1)等のパラメータをメモリから読み出す。ここでn
+1θiは現在の時刻tの次の時刻、即ち次回のプログ
ラム起動時の目標関節角度を示す。第6図にその歩行パ
ターンデータの一例を示す(図示の如く、関節番号01〜
12について時刻n,t,u,v..毎に目標関節角度が予めオフ
ラインで設定される)。またS22でωDtは目標傾斜角速
度(後述)を示す。更にFt(ωw)は両足支持期、Ft
(ωs)は片足支持期、Ft(C)は衝撃吸収制御期、Ft
(T)は歩容切換え期、Ft(S)は倒れそう(転倒危険
度)検出期を示すフラグ(後述)であり、前記したマイ
クロ・コンピュータにおいて6軸力センサ等の出力から
判定され、当該期間にあるときそのビットが1にセット
される。
Subsequently, parameters kp, kv ... are input in S14. These are feedback gains and will be described later in detail. Subsequently, in S16, the timer value n, the counter value Count, and the joint number (counter) value i are reset to zero, and in S18, walking is started.
At 20, the value of the joint number i counter is set to 1. Then S2
The joint angle nθi (i
= 1) and other parameters are read from the memory. Where n
+ 1θi indicates the time after the current time t, that is, the target joint angle at the time of starting the next program. FIG. 6 shows an example of the walking pattern data (joint numbers 01 to
For 12, the target joint angle is set in advance for each time n, t, u, v. Offline. In S22, ωDt indicates a target inclination angular velocity (described later). Furthermore, Ft (ωw) is the period of both feet support, Ft
(Ωs) is one leg support period, Ft (C) is shock absorption control period, Ft
(T) is a gait switching period, and Ft (S) is a flag (described later) indicating a falling likely (falling risk) detection period. The flag is determined from the output of a six-axis force sensor or the like in the microcomputer described above. The bit is set to 1 when in the period.

次いで、S24で傾斜センサ等の検出値を読み込む。こ
こでiθRはi番目の関節の実際の関節角度を、ωRは
実際の傾斜角速度を、Mは足部に加わる実際のモーメン
トを示す。続いてS26で前記したフラグから倒れそう検
出期にあるか否か判断する。この点について第7図を参
照して説明する。同図下部において、“HC"はヒール・
コンタクト、即ち着地を意味し、“TO"はトゥー・オ
フ、即ち離床を示す。従って、左右の足に関して実線で
示される期間が立脚期、破線で示される期間が遊脚期と
なり、実線が重複する期間が両足支持期となる。実施例
においては図示の如く、遊脚期において歩容の切り換え
を行うものとし、その前期を倒れそうの検出期としてそ
こで転倒の危険度を検出して修正歩容を決定し、その後
期で修正を実行する様にしている。
Next, in S24, the detection value of the inclination sensor or the like is read. Here, iθR indicates the actual joint angle of the i-th joint, ωR indicates the actual inclination angular velocity, and M indicates the actual moment applied to the foot. Subsequently, in S26, it is determined from the above-mentioned flag whether or not it is in the detection period of falling. This will be described with reference to FIG. At the bottom of the figure, "HC" is the heel
"TO" means to-off, i.e., leaving the floor. Therefore, the period indicated by the solid line for the left and right feet is the stance period, the period indicated by the broken line is the swing period, and the period in which the solid lines overlap is the two-leg support period. In the embodiment, as shown in the drawing, the gait is switched in the swing phase, and the first half of the gait is detected as a fall detection period, and the risk of falling is detected to determine the corrected gait, and the corrected gait is corrected in the subsequent period. Is executed.

ここで本実施例における歩容の修正について説明する
と、本実施例では第8図に示す如く、標準着地位置の他
に複数個の予備的な着地位置を用意する。即ち、第8図
において黒丸で示すものが第6図に示した予めオフライ
ンの大型コンピュータで算出された歩行パターンが予定
する着地位置であるが、その前後左右に白丸で示す24個
の予備的な着地位置を用意し、ロボットが転倒しそうな
状態になったときは、その中で姿勢を回復するのに最適
な着地位置を選択し、そこに着地すべく歩容を変更し、
即ち目標関節角度を修正して姿勢の安定を回復する様に
した。
Here, the gait correction in this embodiment will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 8, a plurality of preliminary landing positions are prepared in addition to the standard landing position. That is, the black circles in FIG. 8 indicate the landing positions expected by the walking pattern calculated by the large-scale offline computer shown in FIG. 6 in advance. Prepare the landing position, when the robot is about to fall, select the best landing position to recover the posture in it, change the gait to land there,
That is, the target joint angle is corrected to recover the posture stability.

この倒れそう(転倒の可能性)の検出は具体的には第
9図に示す様に、目標傾斜角速度ωDTと実際の傾斜角速
度ωRとの偏差を積分してx,y方向について総和xθ,y
θを求め、それに応じて歩容を選択する様にした。即
ち、第9図において今総和がxθaであるとすると、そ
れと選択関数の直交する位置に対応する歩容はaとなる
ので、第8図において標準歩容より少し前に位置する歩
容a(の着地位置)を選択し、その歩容となるべく目標
関節角度を補正する。その詳細は第10図に示す。即ち、
足関節20L(i=01)がt0θ01,t1θ01...t5θiと駆動
された後、歩容の切り換えが決定されたとすると、その
時点から歩容を修正し、目標値をtiθ01a,tjθ01a,..と
修正する。尚、このときは足関節20Lのみならず、残余
の11関節についてもその全部又は一部を修正し、図示例
では18L,16L,12L,12R,16R,18Rを修正する。
Specifically, the detection of the possibility of falling (the possibility of falling) is performed by integrating the deviation between the target inclination angular velocity ωDT and the actual inclination angular velocity ωR as shown in FIG.
θ was obtained, and the gait was selected accordingly. That is, if the total sum is xθa in FIG. 9, the gait corresponding to the position orthogonal to the selection function is a, and therefore, the gait a (a) located slightly before the standard gait in FIG. Is selected, and the target joint angle is corrected so that the gait can be obtained. The details are shown in FIG. That is,
If the switching of the gait is determined after the ankle joint 20L (i = 01) is driven as t0θ01, t1θ01. To correct. At this time, not only the ankle joint 20L but also all or a part of the remaining 11 joints are corrected, and in the illustrated example, 18L, 16L, 12L, 12R, 16R, and 18R are corrected.

ここで強調されるべきことは、修正(変更)歩容を決
定あるいは規定する歩行パターンは、ロボット1が所定
の姿勢をとった後、前記変更された歩容を実現するよう
に構成されることであり、歩容の切り換え期の当初(第
10図で“tiθna")には所定の基準姿勢を出力する様に
約束する点である。即ち、第11図に示す様な姿勢を一度
経てから修正歩容に切り換えるものとする点である。斯
く構成したのは予備的な着地位置数の増大に伴って、予
め算出してコンピュータのメモリに格納する歩容の数が
着地位置の自乗に比例して増大するのを防止するためで
ある。即ち、第8図に示した例では25個の着地位置を準
備しているが、これは標準歩容から最初に変更する例を
念頭においた場合であり、今もし標準歩容から歩容aに
修正したとすると、次の着地では歩容aから歩容bに修
正される可能性があり、更に次の一歩では歩容cに修正
される可能性がある。そのことは一回の着地に25個の候
補地点を用意するとすると、現在、足が置かれている可
能性のある25個の着地位置から次の一歩が着地する可能
性のある25個の着地位置へ遊脚を着地させる歩容は全て
の組み合わせを考えると、25×25=625通りの歩容を予
め設定しておかなければならない。その点を考慮して本
実施例では、切り換え時に一度所定の基準姿勢を取る、
即ち関節角度を一度所定の角度にリセットしてから修正
する如くした。この構成によって予め設定しておくべき
歩容の数の増加を抑止することができる。
It should be emphasized here that the walking pattern that determines or defines the corrected (changed) gait is configured to realize the changed gait after the robot 1 has taken a predetermined posture. At the beginning of the gait switching period (No.
In FIG. 10, “tiθna”) promises to output a predetermined reference attitude. That is, the gait is switched to the corrected gait after passing through the posture as shown in FIG. 11 once. This configuration is to prevent the number of gaits calculated in advance and stored in the memory of the computer from increasing in proportion to the square of the landing position as the number of preliminary landing positions increases. That is, in the example shown in FIG. 8, 25 landing positions are prepared, but this is a case where the standard gait is changed first from the standard gait. In the next landing, the gait a may be corrected to the gait b at the next landing, and the gait c may be corrected at the next one step. That means that if you prepare 25 candidate points for one landing, 25 landing positions where the next step may land from the 25 landing positions where your feet may be currently placed Considering all combinations of gaits for landing a free leg on a position, 25 × 25 = 625 gaits must be set in advance. In consideration of this point, in the present embodiment, a predetermined reference posture is once taken at the time of switching,
That is, the joint angle is once reset to a predetermined angle and then corrected. With this configuration, it is possible to suppress an increase in the number of gaits to be set in advance.

再び第5図フロー・チャートに戻ると、S26で倒れそ
うの検出期にあると判断されるときはS28において前述
の如く傾斜角速度の積分値、即ち傾斜角度の総和xθ,y
θを求める。また否定されるときはS30で総和を零とす
る。次いでS32で歩容切り換期にあるか否か判断し、肯
定されるときはS34に進み、そこで総和xθ,yθに応じ
て歩容を選択し、S36で選択した歩容の修正目標関節角
度を読み出す。
Returning to the flow chart of FIG. 5 again, when it is determined in S26 that it is in the detection period of falling down, the integrated value of the inclination angular velocity, that is, the sum xθ, y of the inclination angles is determined in S28 as described above.
Find θ. If not, the sum is set to zero in S30. Next, in S32, it is determined whether or not it is in a gait switching period, and when affirmative, the process proceeds to S34, in which a gait is selected according to the sum xθ, yθ, and the corrected target joint angle of the gait selected in S36. Is read.

次いでS38において位置フィードバック制御値iV1を算
出し、S40において速度フィードバック(フォワード)
制御値iV2を算出する。即ち、第12図に示す如く、関節
角度の指令値nθiと実際の関節角度iθRとの偏差Δ
θに比例ゲインkpを乗じた位置フィードバック値と、
現在時刻の関節角度指令値nθiと次の時刻の関節角度
指令値n+1θiとの偏差にゲインを乗じたフィードフ
ォワード値を加えた速度指令値をサーボアンプ120に出
力する。尚、第12図は足関節を除く関節についてのブロ
ック線図であり、足関節は第13図ブロック線図に示す様
にコンプライアンス制御に基づく制御値等もフィードバ
ックされるが、それについては後述する。
Next, the position feedback control value iV1 is calculated in S38, and the speed feedback (forward) is performed in S40.
The control value iV2 is calculated. That is, as shown in FIG. 12, the deviation Δ between the joint angle command value nθi and the actual joint angle iθR
a position feedback value obtained by multiplying θ by a proportional gain kp;
A speed command value obtained by adding a feedforward value obtained by multiplying a gain by a deviation between the joint angle command value nθi at the current time and the joint angle command value n + 1θi at the next time is output to the servo amplifier 120. FIG. 12 is a block diagram of the joints excluding the ankle joint, and control values and the like based on the compliance control are fed back to the ankle joint as shown in the block diagram of FIG. 13, which will be described later. .

続いてS42において足関節か否か判断し、肯定される
ときはS44以降に進んで先ず傾斜角速度フィードバック
等を実施する。具体的には、先ずS44乃至はS46でフラグ
Ft(ωw)又はFt(ωs)のビット・オン、即ち両足支
持期か片足支持期かを判断し、判断結果に基づいてS48
又はS50で第13図に示す様に、目標傾斜角速度ωDtと実
際の傾斜角速度ωRとの偏差Δωにゲインkωを乗じて
第3の速度フィードバック制御値iV3を算出する。即
ち、本実施例においては一層の歩行の安定化を目指して
コンプライアンス制御と併せて、傾斜角速度が目標値か
ら逸脱したときはロボットが転倒する危険がある、乃至
は外部から足関節にモーメントが加えられたと判断し、
その偏差に適宜なゲインkωを乗じて着地している側の
脚の足関節を駆動して接地反力を生ぜしめ、ロボットの
姿勢の崩れを修正する様にした。尚、第5図フロー・チ
ャートにおいて両足支持期にも片足支持期にもないと判
断されるときは、S52で制御値を零とする。
Subsequently, in S42, it is determined whether or not it is an ankle joint. When the result is affirmative, the process proceeds to S44 and thereafter, and first, the inclination angular velocity feedback and the like are performed. Specifically, first, the flags are set in S44 to S46.
Bit on of Ft (ωw) or Ft (ωs), that is, whether it is a two-leg support period or a one-leg support period, is determined, and S48 is performed based on the determination result.
Alternatively, in S50, as shown in FIG. 13, the third speed feedback control value iV3 is calculated by multiplying the gain kω by the deviation Δω between the target tilt angular speed ωDt and the actual tilt angular speed ωR. That is, in the present embodiment, there is a danger that the robot will fall when the inclination angular velocity deviates from the target value in conjunction with the compliance control with the aim of further stabilizing walking, or a moment is applied to the ankle joint from outside. Judge that
The deviation is multiplied by an appropriate gain kω to drive the ankle joint of the leg on the landing side to generate a ground contact force, thereby correcting the collapse of the posture of the robot. When it is determined in the flowchart of FIG. 5 that neither the both-leg support period nor the one-foot support period is present, the control value is set to zero in S52.

続いてS54以下で仮想コンプライアンス制御値を決定
する。即ち、足関節に作用するモーメントに応じて関節
駆動速度を制御して着地時の衝撃を緩和する。具体的に
はロボットの遊脚が離床して着床するまでの所定時間T
COMPを衝撃吸収制御期とし、S54でその期間にあると判
断されるときはS56に進み、そこでゲインkcをkc=k
COMP×f(Count)と算出し、S58で検出したモーメント
Mに乗じて第4の速度フィードバック値iV4を算出し
(第13図)、S60で着地が検出されるとS62でカウンタ値
をインクリメントする。斯る如く、衝撃吸収のゲインは
カウンタ値COUNTの関数として設定され、着地と同時に
経時的に逓減され、ついには零となる様に設定する。
尚、S54で衝撃吸収制御期にないと判断されるときはS64
で制御値iV4を零とし、S66でカウンタ値を零にリセット
する。
Subsequently, the virtual compliance control value is determined in S54 and subsequent steps. That is, the joint driving speed is controlled in accordance with the moment acting on the ankle joint to reduce the impact at the time of landing. Specifically, a predetermined time T until the free leg of the robot gets off the floor and landed on it.
COMP is set as the shock absorption control period, and when it is determined in S54 that the period is within the period, the process proceeds to S56, where the gain kc is changed to kc = k
COMP × f (Count) is calculated, a fourth speed feedback value iV4 is calculated by multiplying the moment M detected in S58 (FIG. 13), and when a landing is detected in S60, the counter value is incremented in S62. . As described above, the gain of the shock absorption is set as a function of the counter value COUNT, and is gradually reduced with time upon landing, and is finally set to zero.
If it is determined in S54 that it is not in the shock absorption control period, the process proceeds to S64.
Resets the control value iV4 to zero, and resets the counter value to zero in S66.

続いてS68で算出した全ての制御値を加算して総和iVC
OMMを求めてサーボアンプ120に出力し、S70で関節番号
カウンタの値をインクリメントし、S72で最終関節を超
えたか否か判断し、肯定されるときはS74で次の目標関
節角度を検索するためにタイマ値nをインクリメント
し、S76で歩行終了と判断されない限り、各関節につい
て連続的に制御値を決定する。
Subsequently, all the control values calculated in S68 are added to obtain the sum iVC
The OMM is obtained and output to the servo amplifier 120, the value of the joint number counter is incremented in S70, it is determined whether or not the last joint has been exceeded in S72, and if affirmative, the next target joint angle is searched in S74. In step S76, the control value is continuously determined for each joint unless it is determined in step S76 that walking has ended.

本実施例は上記の如く、標準歩容の他にも、本実施例
は上述の如く、予め設定された歩容を決定する、前記脚
部リンクの着地毎に前記歩容に対応する着地位置を含む
複数個の着地候補位置を含む歩行パターンに基づき、前
記歩容に対応する着地位置に着地させるべく、前記脚部
リンクの関節駆動制御値を決定する第1の制御値決定手
段および歩容の変更が指令されたとき、前記複数個の着
地候補位置のいずれかを選択し、その位置に着地させる
べく前記脚部リンクの関節駆動制御値を決定する第2の
制御値決定手段とを有する如く構成した。即ち、標準歩
容の他にも、しておき、ロボットが倒れそうであると判
断するときは、この用意された歩容の中から最適な歩容
を選択する様に構成した。従って、標準歩容は予め算出
されていることから、その点について搭載コンピュータ
の負担は軽減され、また着地位置を変えた歩容も予め算
出されているので、搭載コンピュータにはそれらのデー
タを記憶させ、その中から最適な歩容を決められた手順
で選択させれば足り、結果的に低レベルのコンピュータ
を用いても十分にリアルタイム性を確保することがで
き、多自由度を持つロボットを安定して歩行させること
ができる。
In the present embodiment, as described above, in addition to the standard gait, the present embodiment determines a preset gait as described above, and a landing position corresponding to the gait for each landing of the leg link, as described above. First control value determining means for determining a joint drive control value of the leg link to land on a landing position corresponding to the gait based on a walking pattern including a plurality of landing candidate positions including: And a second control value determining means for selecting any one of the plurality of landing candidate positions and determining a joint drive control value of the leg link to land at the selected position when the change is instructed. It was configured as follows. That is, in addition to the standard gait, when it is determined that the robot is likely to fall, the optimal gait is selected from the prepared gaits. Therefore, since the standard gait is calculated in advance, the load on the on-board computer is reduced in that respect, and since the gait for which the landing position is changed is also calculated in advance, those data are stored in the on-board computer. It is sufficient to let the user select the optimal gait from among them according to a predetermined procedure.As a result, it is possible to ensure sufficient real-time performance even with a low-level computer, and to create a robot with multiple degrees of freedom. You can walk stably.

尚、前記した歩容の設計に際しては周知の如く、進行
方向の面と左右方向の面との2つの面内の運動に分割し
て算出し、算出後に再度合成するのが一般であるので、
その手法によるときは、前記した着地候補位置の個数は
25個ではなく、9個で足りることになる。但し、この手
法によるときは右前方乃至は左後方等、標準歩容から離
れるにつれて歩容の正確さを欠くので、その分が誤差と
なる。候補地点を多く持つほど大きな状況の変化に対応
する能力がつくことから、この考え方を一般化して標準
位置の前後にm個の、左右にn個の候補地点を持たせる
場合、正確な歩容が必要なら記憶させるべき歩容の総数
はm×n=mnとなる。しかし、微小な誤差を受認すれば
m+n−1で良いことになり、これによれば候補地点が
今後増加しても大幅にコンピュータの記憶容量を節約す
ることができる。更には候補地点を直線補間等の手法で
連繋させて求めても良く、或いは予め記憶されている有
限個の着地位置に対応する歩容から内挿、外挿によって
任意の着地位置に対応する歩容を、必要により補間し
て、求めて記憶容量を節約しても良い。
As is well known, when designing the gait, it is general to divide the motion into two in-plane motions of a plane in the traveling direction and a plane in the left-right direction, calculate the motion, and combine the motions again after the calculation.
When using that method, the number of landing candidate positions described above is
Instead of 25, 9 would be enough. However, according to this method, the accuracy of the gait decreases as the distance from the standard gait increases, such as the right front or the left rear, so that the error becomes an error. If you have more candidate points, you will have the ability to respond to large changes in the situation, so if you generalize this idea to have m candidate points before and after the standard position and n candidate points on the left and right, accurate gait Is required, the total number of gaits to be stored is m × n = mn. However, if a small error is accepted, m + n-1 will suffice. According to this, even if the number of candidate points increases in the future, the storage capacity of the computer can be greatly reduced. Further, the candidate points may be linked to each other by a method such as linear interpolation, or a gait corresponding to a finite number of landing positions stored in advance from a gait corresponding to an arbitrary landing position may be interpolated or extrapolated. The contents may be interpolated as necessary to save the storage capacity.

更に、歩容の切り換えに際しては第11図に示す基準姿
勢を通過して行う如く構成して記憶容量を節約する様に
したが、この基準姿勢を実施例では角度でのみ示した
が、それに限られるものではなく、基準姿勢に角度に加
えて角速度を含めても良く、更には角加速度まで含め、
その状態を通過した後に歩容を切り換える様にしても良
い。
Further, the gait is switched so as to pass through the reference posture shown in FIG. 11 so as to save the storage capacity. However, in this embodiment, this reference posture is shown only by an angle. However, the reference posture may include the angular velocity in addition to the angle, and further include the angular acceleration,
The gait may be switched after passing through that state.

第14図は本発明の第2実施例を示す。第1実施例の場
合には着地地点を複数個用意し、そのいずれかを選択し
てそこに着地させるべく全関節を修正したが、第2実施
例の場合には転倒の危険を検出したときは同図に示す如
く、関節の中で股関節と足関節を修正して姿勢の安定を
回復する様にした。
FIG. 14 shows a second embodiment of the present invention. In the case of the first embodiment, a plurality of landing points were prepared, and all the joints were corrected to select one of them and land there, but in the case of the second embodiment, when a danger of falling was detected. As shown in the figure, the hip and ankle joints of the joints were modified to restore the posture stability.

具体的には第5図フロー・チャートのS34において傾
斜角度の積分値の総和xθ,yθに応じて第15図に示す決
定関数に基づいて修正角度δθを決定し、このδθで股
関節と足関節の設定関節角度を加減して修正する。具体
的には総和がx方向の値、即ちxθであればピッチ方向
の関節(12L(R),18L(R))を修正するものとし、
第15図で決定されたδθが正値であれば加算し、負値で
あれば減算する。第16図にその修正データを示す。同図
にはピッチ方向の修正のみ示すが、ロール方向のそれも
同様であり、yθから第15図の決定関数と同一又は類似
する関数に従ってδθを求めて該当関節(14L(R),20
L(R))を加減する。
Specifically, in S34 of the flow chart of FIG. 5, the correction angle δθ is determined based on the determination function shown in FIG. 15 in accordance with the sum xθ, yθ of the integrated values of the inclination angles, and the hip joint and the ankle joint are determined by this δθ. Correct by adjusting the joint angle. Specifically, if the sum is a value in the x direction, that is, xθ, the joints in the pitch direction (12L (R), 18L (R)) are corrected,
If Δθ determined in FIG. 15 is a positive value, the value is added, and if Δθ is a negative value, the value is subtracted. FIG. 16 shows the corrected data. Although only the correction in the pitch direction is shown in the figure, the correction in the roll direction is also the same, and δθ is obtained from yθ according to the same or similar function as the decision function in FIG.
L (R)).

尚、ここで歩容の切り換えに際しては当初に設定して
ある標準歩容から上記した修正歩容に一度に切り換える
と滑らかな歩行の実現が損なわれることから、第17図に
示す如く徐々に修正する様にした。同図及び第16図に示
す例では5回に分けて修正する様にした。これは姿勢の
安定が回復して再び標準歩容に戻るときも同様である。
Here, when switching the gait, if the gait is switched from the initially set standard gait to the above-described corrected gait at once, the realization of smooth walking is impaired, so the gait is gradually corrected as shown in FIG. I did it. In the example shown in FIG. 16 and FIG. 16, the correction is made in five steps. This is the same when the stability of the posture is restored and the normal gait is returned again.

第2実施例の場合、着地位置を複数個用意する必要が
なく、また修正する関節も一部で足ることから、設定し
た歩行データが予期しない条件の変化に遭遇したときも
一層容易に姿勢の崩れを修正して安定した姿勢を回復す
ることができる。尚、第2実施例の場合においても歩容
の切り換え期には一度基準姿勢を通過するものとする。
それによってストックすべき歩容はそれぞれ独立した時
系列の関節角度データで済み、特別な接続用の関節角度
データを必要としないことから、記憶容量を節約するこ
とができる。
In the case of the second embodiment, it is not necessary to prepare a plurality of landing positions, and since only a part of the joints to be corrected is sufficient, the posture can be more easily adjusted even when the set walking data encounters an unexpected change in condition. It can correct the collapse and restore a stable posture. In the case of the second embodiment as well, it is assumed that the gait passes through the reference posture once during the gait switching period.
As a result, the gaits to be stocked need only be independent time-series joint angle data, and no special connection joint angle data is required, so that the storage capacity can be saved.

第18図は本発明の第3実施例を示す説明図であり、第
1実施例と相違する点は角度の修正をを加減算ではな
く、乗算又は除算して求めることにある。即ち、同図に
示す如く、総和xθ(yθ)に応じて修正係数を正値の
ときはk1,k2とし、負値のときは1/k1,1/k2と決定し、そ
れを該当する各部のピッチ(ロール)方向の関節角度に
乗じて修正する様にした。第19図はその修正を示す説明
図である。第3実施例のときも第20図に示す様に経時的
に増加させて滑らかな歩容変化を実現する。
FIG. 18 is an explanatory view showing a third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the correction of the angle is obtained by multiplication or division instead of addition and subtraction. That is, as shown in the figure, according to the total sum xθ (yθ), the correction coefficient is determined to be k1, k2 when it is a positive value, and 1 / k1, 1 / k2 when it is a negative value. Is modified by multiplying the joint angle in the pitch (roll) direction. FIG. 19 is an explanatory diagram showing the correction. Also in the case of the third embodiment, as shown in FIG. 20, the gait is increased with time to realize a smooth gait change.

この第3実施例及び前記した第2実施例において、修
正量を乗(除)算及び加(減)算する、即ち1次関数を
もって修正する例を示したが、これをより一般して例え
ばピッチ方向について示せば、 nθiREV=nθiSTD×Axθ+Bxθ ∵nθiREV:変更歩容関節角度、nθiSTD:標準歩容関
節角度、A,B:定数 と表現することができよう。
In the third embodiment and the second embodiment described above, an example is shown in which the correction amount is multiplied (divided) and added (decreased), that is, corrected using a linear function. In terms of the pitch direction, nθiREV = nθiSTD × Axθ + Bxθ∵nθiREV: changed gait joint angle, nθiSTD: standard gait joint angle, and A and B: constants.

いずれにしても第2,第3実施例では種々の変形が可能
であり、例えば総和の正負によって修正量の方向を変
え、その大きさを同じにしたが、それぞれ独立に決めて
も良い。第3実施例において除算に代えて別の修正係数
を用いても良い。更には、1次関数ではある必要はな
く、例えばファジィ推論等を用いて決定しても良い。
In any case, various modifications are possible in the second and third embodiments. For example, the direction of the correction amount is changed according to the sign of the sum and the size is made the same, but they may be independently determined. In the third embodiment, another correction coefficient may be used instead of division. Further, the function need not be a linear function, and may be determined using, for example, fuzzy inference.

更に、前記した第1乃至第3実施例において、転倒の
危険(倒れそう)を傾斜角度から算出したが、これに限
られるものではなく、傾斜角速度でも良く、更には例え
ば路面反力の作用点を算出し、その作用点の軌跡の運動
速度が正常時に比して踵相当部位から爪先相当部位に早
く移動するとき、前に倒れそうと判定する様にしても良
い。
Further, in the above-described first to third embodiments, the danger of overturning (appearing to fall) is calculated from the inclination angle. However, the present invention is not limited to this, and the inclination angle speed may be used. May be calculated, and when the movement speed of the locus of the action point moves faster from the heel-equivalent part to the toe-equivalent part than in the normal case, it may be determined to fall forward.

また上記実施例ではいずれも遊脚側の関節のみを修正
対象としたが、遊脚に限定する必要はなく、例えば立脚
側と遊脚側の関節を等分に修正しても良い。
In each of the above embodiments, only the joint on the free leg side is targeted for correction. However, the present invention is not limited to the free leg. For example, the joint on the standing leg side and the joint on the free leg side may be corrected equally.

更には目標関節角度を予めオフラインで算出しておく
手法を前提としたが、これに限られるものではなく、同
様にオフラインで目標データを設定しておく場合でも、
着地位置乃至は重心位置等のより上位概念を用いる場合
にも妥当し、更にはリアルタイムで歩容を決定する手法
を前提とするときも、突発的な路面条件の変化等には事
情の許す限り妥当するものである。
Furthermore, although the method of calculating the target joint angle offline in advance is premised, the present invention is not limited to this, and similarly, even when the target data is set offline,
It is also appropriate when using a higher concept such as a landing position or a position of the center of gravity, and even when a method of determining a gait in real time is assumed, sudden changes in road surface conditions can be performed as long as circumstances permit. That is reasonable.

尚、本発明を2足歩行の脚式移動ロボットについて説
明したが、それに限られるものではなく、3足以上の脚
式移動ロボットにも妥当するものである。
Although the present invention has been described with respect to a bipedal legged mobile robot, the present invention is not limited thereto, and is applicable to a legged mobile robot having three or more legs.

(発明の効果) 請求項1項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置
は、予め設定された前記ロボットの歩容を決定する歩行
パターンに基づき、前記ロボットが前記歩容を実現する
姿勢となるように、前記脚部リンクの関節駆動制御値を
決定する第1の制御値決定手段、前記設定された歩容の
変更を指令する歩容変更指令手段、歩容の変更が指令さ
れたとき、前記歩行パターンを補正し、補正された歩行
パターンに基づいて前記脚部リンクの関節駆動制御値を
決定する第2の制御値決定手段、及び前記第1及び第2
の制御値決定手段のいずれかによって決定された関節駆
動制御値に基づいて前記関節を駆動するアクチュエータ
を備えると共に、前記第2の制御値決定手段は、前記ロ
ボットが所定の姿勢をとった後、前記変更された歩容を
実現するように前記歩行パターンを決定する如く構成し
たので、歩行条件の変化に即応して歩容を修正して姿勢
を立て直すことができて安定した歩行を実現することが
できる。また脚部リンクが基準姿勢を通過して歩容を変
更する様にしたことから、姿勢の変化が滑らかに連続す
ると共に、例えば予め歩容をデータとして格納するとき
も、特別な接続用のデータを必要とすることがなく、デ
ータ量を減少することができ、結果的に比較的低レベル
のコンピュータを用いて制御装置を実現することができ
る。
(Effect of the Invention) The walking control device for a legged mobile robot according to claim 1, wherein the robot assumes a posture in which the robot realizes the gait based on a preset walking pattern that determines a gait of the robot. As described above, the first control value determination means for determining the joint drive control value of the leg link, the gait change instruction means for instructing the change of the set gait, when the gait change is instructed, Second control value determining means for correcting the walking pattern and determining a joint drive control value of the leg link based on the corrected walking pattern; and the first and second control values.
And an actuator for driving the joint based on the joint drive control value determined by any of the control value determination means, and the second control value determination means, after the robot takes a predetermined posture, Since the configuration is such that the walking pattern is determined so as to realize the changed gait, it is possible to correct the gait in response to a change in walking conditions and to rebuild the posture, thereby realizing stable walking. Can be. In addition, since the leg link passes through the reference posture and changes the gait, the change in posture is smoothly continuous and, for example, when the gait is stored in advance as data, special connection data is used. And the amount of data can be reduced, and as a result, a control device can be realized using a relatively low-level computer.

請求項2項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置
は、予め設定された歩容を決定する、前記脚部リンクの
着地毎に前記歩容に対応する着地位置を含む複数個の着
地候補位置を含む歩行パターンに基づき、前記歩容に対
応する着地位置に着地させるべく、前記脚部リンクの関
節駆動制御値を決定する第1の制御値決定手段、前記予
め設定された歩容の変更を指令する歩容変更指令手段、
歩容の変更が指令されたとき、前記複数個の着地候補位
置のいずれかを選択し、その位置に着地させるべく前記
脚部リンクの関節駆動制御値を決定する第2の制御値決
定手段、及び前記第1及び第2の制御値決定手段のいず
れかによって決定された関節駆動制御値に基づいて前記
関節を駆動するアクチュエータを備える如く構成したの
で、設定しておいた歩容が予期しない変化に遭遇したと
きも迅速に姿勢を立て直して安定した歩行を継続するこ
とができ、また制御装置をコンピュータで実現するとき
も予めオフラインで算出したデータを記憶しておき、適
時に選択して出力すれば良いことから、比較的低レベル
のもので構成することができる。
3. The walking control device for a legged mobile robot according to claim 2, wherein a plurality of landing candidate positions including a landing position corresponding to the gait for each landing of the leg link for determining a preset gait. A first control value determination unit that determines a joint drive control value of the leg link to land at a landing position corresponding to the gait based on a walking pattern including: Gait change command means to command,
A second control value determining means for selecting one of the plurality of landing candidate positions when a gait change is instructed and determining a joint drive control value of the leg link to land at the position; And an actuator for driving the joint based on the joint drive control value determined by any of the first and second control value determination means, so that the set gait may change unexpectedly. When the controller is encountered, the posture can be quickly re-established, and stable walking can be continued.Also, when the control device is realized by a computer, data calculated offline is stored in advance, and the data can be selected and output in a timely manner. For simplicity, it can be configured at a relatively low level.

請求項3項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置
は、予め設定された歩容を決定する、前記脚部リンクの
着地毎に前記歩容に対応する着地位置を含む複数個の着
地候補位置を含む歩行パターンに基づき、前記歩容に対
応する着地位置に着地させるべく、前記脚部リンクの関
節駆動制御値を決定する第1の制御値決定手段、前記予
め設定された歩容の変更を指令する歩容変更指令手段、
歩容の変更が指令されたとき、前記有限個の着地位置か
ら内挿、外挿によって任意の着地位置を生成し、その位
置に着地させるべく、前記脚部リンクの関節駆動制御値
を決定する第2の制御値決定手段、及び前記第1および
第2の制御値決定手段のいずれかによって決定された関
節駆動制御値に基づいて前記関節を駆動するアクチュエ
ータを備える如く構成したので、設定しておいた歩容が
予期しない変化に遭遇したときも迅速に姿勢を立て直し
て安定した歩行を継続することができ、また制御装置を
コンピュータで実現するときも予めオフラインで算出し
たデータを記憶しておき、適時に選択して出力すれば良
いことから、比較的低レベルのもので構成することがで
きる。
4. The walking control device for a legged mobile robot according to claim 3, wherein a plurality of landing candidate positions including a landing position corresponding to the gait for each landing of the leg link for determining a predetermined gait. A first control value determination unit that determines a joint drive control value of the leg link to land at a landing position corresponding to the gait based on a walking pattern including: Gait change command means to command,
When a gait change is instructed, an arbitrary landing position is generated by interpolation and extrapolation from the finite number of landing positions, and a joint drive control value of the leg link is determined so as to land at that position. The second control value determination means and the actuator for driving the joint based on the joint drive control value determined by any of the first and second control value determination means are provided. Even when unexpected gait encounters unexpected changes, the posture can be quickly reestablished and stable walking can be continued.Also, when the control device is implemented by a computer, data calculated offline is stored in advance. Since it is only necessary to select and output in a timely manner, it can be configured with a relatively low level.

請求項4項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置
は、前記第2の制御値決定手段は、歩容の変更が指令さ
れたとき、前記ロボットが所定の姿勢をとった後、前記
変更された歩容を実現するように前記関節駆動制御値を
決定するように構成したので、設定する歩容の個数を効
果的に低減することができ、一層コンピュータの負担を
軽減することができる。また姿勢の変化に際しても滑ら
かな変化を実現することができる。而してその個数はよ
り具体的には請求項5項に記載する如く構成した。
5. The walking control device for a legged mobile robot according to claim 4, wherein the second control value determination unit is configured to perform the change after the robot takes a predetermined posture when a change in gait is instructed. Since the joint drive control value is determined so as to realize a proper gait, the number of gaits to be set can be effectively reduced, and the load on the computer can be further reduced. Also, a smooth change can be realized when the posture changes. Thus, the number is more specifically configured as described in claim 5.

請求項6項記載の脚式移動ロボットの歩行制前記第2
の関節駆動制御値決定手段は、前記歩容が時間的に滑ら
かに変更されるように、前記関節駆動制御値を決定する
構成したので、歩容を変化させるときも滑らかに変化す
ることができ、一層安定した歩行を実現することができ
る。
The walking control system of a legged mobile robot according to claim 6, wherein
Since the joint drive control value determining means is configured to determine the joint drive control value so that the gait is smoothly changed over time, the gait can be changed smoothly even when changing the gait. Thus, more stable walking can be realized.

請求項7項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置
は、前記制御値補正手段は、歩容の1周期の間のある所
定の期間に前記制御値を補正する如く構成したので、制
御周期を明確にすることができて歩容の切り換えを適時
に行うことができ、一層安定した歩行を実現することが
できる。
The walking control device for a legged mobile robot according to claim 7, wherein the control value correcting means is configured to correct the control value in a predetermined period during one cycle of the gait. The gait can be clearly switched, the gait can be switched in a timely manner, and more stable walking can be realized.

請求項8項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置
は、前記歩容変更指令手段は、前記基体および脚部リン
クの少なくともいずれかの鉛直軸に対する傾斜角度のn
次微分値を検出する検出手段を備え、検出された値が所
定値以上のとき前記歩容の変更を指令する、ロボットの
転倒の危険を確実に検出することができ、それに応じて
姿勢を立て直すことができて安定した歩行を実現するこ
とができる。
9. The walking control device for a legged mobile robot according to claim 8, wherein the gait change command means includes an inclination angle n of at least one of the base and the leg link with respect to a vertical axis.
A detecting means for detecting a next differential value, instructing a change of the gait when the detected value is equal to or more than a predetermined value, a danger of falling of the robot can be reliably detected, and the posture is reestablished accordingly. And stable walking can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る脚式移動ロボットの歩行制御装置
を全体的に示す概略図、第2図は第1図の膝関節以下の
部位を示す説明側面図、第3図はそのIII−III線部分断
面図、第4図は制御ユニットの説明ブロック図、第5図
は本制御装置の動作を示すフロー・チャート、第6図は
オフラインで予め設定された歩行パターン(標準歩容)
を示す説明図、第7図は左右の足の遊脚期、立脚期を時
間軸で示すと共に、その中の倒れそう検出期と修正歩容
出力期を示す説明図、第8図は着地候補位置を示す説明
図、第9図は修正歩容の選択関数を示す説明図、第10図
はそれによる第6図の歩行パターンの修正を示す、A、
B、C及びDの4つの構成部分よりなる説明図で、うち
第10図(A)は第10図の構成部分Aを表す第10図の部分
図、第10図(B)は第10図の構成部分Bを表す第10図の
部分図、第10図(C)は第10図の構成部分Cを表す第10
図の部分図、第10図(D)は第10図の構成部分Dを表す
第10図の部分図、第11図は基準姿勢を示す説明図、第12
図は足関節を除く関節について第5図フロー・チャート
に示される制御アルゴリズムを説明するブロック線図、
第13図は同様に足関節についての制御アルゴリズムを説
明するブロック線図、第14図は本発明の第2実施例のお
ける制御値の修正を示す説明図、第15図はその修正量
(角度)の決定を示す説明図、第16図はそれによる第6
図の歩行パターンの修正を示す説明図、第17図は該修正
量の経時特性を示す説明図、第18図は本発明の第3実施
例を示す制御値の修正係数を示す説明図、第19図はそれ
による第6図歩行パターンの修正を示す説明図及び第20
図は第3実施例の修正係数の経時特性を示す説明図であ
る。 1……脚式移動ロボット(2足歩行ロボット)、10R,10
L……脚部回旋用の関節(軸)、12R,12L……股部のピッ
チ方向の関節(軸)、14R,14L……股部のロール方向の
関節(軸)、16R,16L……膝部のピッチ方向の関節
(軸)、18R,18L……足首部のピッチ方向の関節
(軸)、20R,20L……足首部のロール方向の関節
(軸)、22R,22L……足部、24……胴体部、26……制御
ユニット、27R,27L……大腿リンク、28R,28L……下腿リ
ンク、84,92,94……ハーモニック減速機、82,90……ベ
ルト、88,96……電動モータ、89……ロータリエンコー
ダ、87……凹部、98……6軸力センサ、99……接地スイ
ッチ、100,102……傾斜センサ、104……A/D変換回路、1
06……バス、108……RAM、110……カウンタ、112……波
形整形回路、114……CPU、116……ROM、118……D/A変換
回路、120……サーボアンプ、122……F/V変換回路、128
……ジョイスティック、130……原点スイッチ、132……
リミットスイッチ、
FIG. 1 is a schematic diagram showing the entire walking control device of a legged mobile robot according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory side view showing a portion below a knee joint in FIG. 1, and FIG. III is a partial cross-sectional view, FIG. 4 is an explanatory block diagram of the control unit, FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control device, and FIG. 6 is a walking pattern (standard gait) preset offline.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the swing phase and the stance phase of the left and right feet on the time axis, and showing a fall detection period and a corrected gait output period therein, and FIG. 8 is a landing candidate. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a position, FIG. 9 is an explanatory diagram showing a selection function of a corrected gait, and FIG. 10 is a diagram showing correction of the walking pattern of FIG.
FIG. 10 (A) is a partial view of FIG. 10 showing the component A of FIG. 10, and FIG. 10 (B) is a diagram of FIG. FIG. 10 is a partial view showing the component B of FIG. 10, and FIG.
10 (D) is a partial view of FIG. 10 showing a component D of FIG. 10, FIG. 11 is an explanatory view showing a reference posture, FIG.
The figure is a block diagram illustrating the control algorithm shown in the flowchart of FIG. 5 for the joints excluding the ankle joint.
FIG. 13 is a block diagram for explaining a control algorithm for the ankle joint, FIG. 14 is an explanatory diagram showing correction of control values in the second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 16 is an explanatory view showing the determination of FIG.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing the correction of the walking pattern in FIG. 17, FIG. 17 is an explanatory diagram showing the temporal characteristics of the correction amount, FIG. 18 is an explanatory diagram showing the correction factor of the control value showing the third embodiment of the present invention, FIG. FIG. 19 is an explanatory view showing the correction of the walking pattern in FIG. 6 and FIG.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing the time-dependent characteristics of the correction coefficient of the third embodiment. 1 ... Legged mobile robot (biped robot), 10R, 10
L ... Leg rotation joint (axis), 12R, 12L ... Crotch pitch direction joint (axis), 14R, 14L ... Crotch roll direction joint (axis), 16R, 16L ... Knee pitch joints (axes), 18R, 18L ... Ankle pitch joints (axes), 20R, 20L ... Ankle roll joints (axes), 22R, 22L ... feet , 24 ... body, 26 ... control unit, 27R, 27L ... thigh link, 28R, 28L ... lower leg link, 84, 92, 94 ... harmonic reducer, 82, 90 ... belt, 88, 96 …… Electric motor, 89… Rotary encoder, 87 …… Recess, 98 …… 6 axis force sensor, 99… Ground switch, 100,102 …… Tilt sensor, 104 …… A / D conversion circuit, 1
06 Bus, 108 RAM, 110 Counter, 112 Waveform shaping circuit, 114 CPU, 116 ROM, 118 D / A conversion circuit, 120 Servo amplifier, 122 F / V conversion circuit, 128
…… Joystick, 130 …… Origin switch, 132 ……
Limit switch,

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−3582(JP,A) 特開 昭62−97005(JP,A) 特開 昭62−97006(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 5/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-2-3582 (JP, A) JP-A-62-9705 (JP, A) JP-A-62-9706 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 7 , DB name) B25J 5/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基体と、それにそれぞれ結合され、少なく
とも1個の関節を備えた複数本の脚部リンクとからなる
脚式移動ロボットの歩行制御装置において、 a.予め設定された前記ロボットの歩容を決定する歩行パ
ターンに基づき、前記ロボットが前記歩容を実現する姿
勢となるように、前記脚部リンクの関節駆動制御値を決
定する第1の制御値決定手段、 b.前記設定された歩容の変更を指令する歩容変更指令手
段、 c.歩容の変更が指令されたとき、前記歩行パターンを補
正し、補正された歩行パターンに基づいて前記脚部リン
クの関節駆動制御値を決定する第2の制御値決定手段、 及び d.前記第1及び第2の制御値決定手段のいずれかによっ
て決定された関節駆動制御値に基づいて前記関節を駆動
するアクチュエータ、 を備えると共に、前記第2の制御値決定手段は、前記ロ
ボットが所定の姿勢をとった後、前記変更された歩容を
実現するように前記歩行パターンを決定することを特徴
とする脚式移動ロボットの歩行制御装置。
1. A walking control device for a legged mobile robot comprising a base and a plurality of leg links respectively connected to the base and having at least one joint, comprising: a. First control value determining means for determining a joint drive control value of the leg link based on a walking pattern for determining a gait such that the robot assumes a posture for realizing the gait; b. Gait change instructing means for instructing a gait change; c. When a gait change is instructed, the gait pattern is corrected, and based on the corrected gait pattern, the joint drive control value of the leg link is changed. A second control value determining means for determining; and d. An actuator for driving the joint based on the joint drive control value determined by any of the first and second control value determining means. The second control value determining means determines the walking pattern so as to realize the changed gait after the robot has taken a predetermined posture, and the walking control device for a legged mobile robot is characterized in that .
【請求項2】基体と、それにそれぞれに結合され、少な
くとも1個の関節を備えた複数本の脚部リンクとからな
る脚式移動ロボットの歩行制御装置において、 a.予め設定された歩容を決定する、前記脚部リンクの着
地毎に前記歩容に対応する着地位置を含む複数個の着地
候補位置を含む歩行パターンに基づき、前記歩容に対応
する着地位置に着地させるべく、前記脚部リンクの関節
駆動制御値を決定する第1の制御値決定手段、 b.前記予め設定された歩容の変更を指令する歩容変更指
令手段、 c.歩容の変更が指令されたとき、前記複数個の着地候補
位置のいずれかを選択し、その位置に着地させるべく前
記脚部リンクの関節駆動制御値を決定する第2の制御値
決定手段、 及び d.前記第1及び第2の制御値決定手段のいずれかによっ
て決定された関節駆動制御値に基づいて前記関節を駆動
するアクチュエータ、 を備えることを特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御
装置。
2. A walking control device for a legged mobile robot comprising a base and a plurality of leg links respectively connected to the base and having at least one joint, comprising: a. Determining a landing pattern corresponding to the gait based on a walking pattern including a plurality of landing candidate positions including a landing position corresponding to the gait for each landing of the leg link; First control value determining means for determining a joint drive control value of the link; b. Gait change instructing means for instructing a change in the preset gait; c. When a gait change is instructed, Second control value determining means for selecting one of a plurality of landing candidate positions and determining a joint drive control value of the leg link to land at the position; and d. The first and second controls Determined by one of the value determination means A walking control device for a legged mobile robot, comprising: an actuator that drives the joint based on the joint drive control value.
【請求項3】基体と、それにそれぞれに結合され、少な
くとも1個の関節を備えた複数本の脚部リンクとからな
る脚式移動ロボットの歩行制御装置において、 a.予め設定された歩容を決定する、前記脚部リンクの着
地毎に前記歩容に対応する着地位置を含む複数個の着地
候補位置を含む歩行パターンに基づき、前記歩容に対応
する着地位置に着地させるべく、前記脚部リンクの関節
駆動制御値を決定する第1の制御値決定手段、 b.前記予め設定された歩容の変更を指令する歩容変更指
令手段、 c.歩容の変更が指令されたとき、前記有限個の着地位置
から内挿、外挿によって任意の着地位置を生成し、その
位置に着地させるべく、前記脚部リンクの関節駆動制御
値を決定する第2の制御値決定手段、 及び d.前記第1および第2の制御値決定手段のいずれかによ
って決定された関節駆動制御値に基づいて前記関節を駆
動するアクチュエータ、 を備えることを特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御
装置。
3. A walking control device for a legged mobile robot comprising a base body and a plurality of leg links respectively connected to the base body and having at least one joint, comprising: a. Determining a landing pattern corresponding to the gait based on a walking pattern including a plurality of landing candidate positions including a landing position corresponding to the gait for each landing of the leg link; First control value determining means for determining a joint drive control value of the link; b. Gait change instructing means for instructing a change in the preset gait; c. When a gait change is instructed, A second control value determining means for generating an arbitrary landing position by interpolation and extrapolation from a limited number of landing positions and determining a joint drive control value of the leg link in order to land at that position; andd. The first and second control value determining means A walking control device for a legged mobile robot, comprising: an actuator that drives the joint based on the joint drive control value determined by any one of the above.
【請求項4】前記第2の制御値決定手段は、歩容の変更
が指令されたとき、前記ロボットが所定の姿勢をとった
後、前記変更された歩容を実現するように前記関節駆動
制御値を決定することを特徴とする請求項2項または3
項に記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置。
4. When the gait is commanded to change, the second control value determining means sets the joint drive so as to realize the changed gait after the robot takes a predetermined posture. 4. A control value is determined.
A walking control device for a legged mobile robot according to the above item.
【請求項5】前記関節駆動制御値が、前記ロボットの進
行方向の面と左右方向の面との2つの面内の運動に分割
して算出されるものであって、前記着地候補位置を前後
方向にm個、左右方向にn個とするとき、前記複数個の
着地候補地点の総数を、m+n−1とすることを特徴と
する請求項4項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装
置。
5. The joint drive control value is calculated by dividing the robot into two in-plane motions, a surface in a traveling direction and a surface in a left-right direction. 5. The walking control device for a legged mobile robot according to claim 4, wherein the total number of the plurality of landing candidate points is m + n-1, where m is n in the direction and n is in the left and right direction.
【請求項6】前記第2の関節駆動制御値決定手段は、前
記歩容が時間的に滑らかに変更されるように、前記関節
駆動制御値を決定することを特徴とする請求項1項ない
し5項のいずれかに記載の脚式移動ロボットの歩行制御
装置。
6. The system according to claim 1, wherein said second joint drive control value determining means determines said joint drive control value such that said gait is smoothly changed with time. A walking control device for a legged mobile robot according to any one of claims 5 to 13.
【請求項7】前記制御値補正手段は、歩容の1周期の間
のある所定の期間に前記制御値を補正することを特徴と
する請求項1項ないし6項のいずれかに記載の脚式移動
ロボットの歩行制御装置。
7. The leg according to claim 1, wherein the control value correcting means corrects the control value during a predetermined period during one cycle of the gait. Walking control device for mobile robots.
【請求項8】前記歩容変更指令手段は、前記基体および
脚部リンクの少なくともいずれかの鉛直軸に対する傾斜
角度のn次微分値を検出する検出手段を備え、検出され
た値が所定値以上のとき前記歩容の変更を指令すること
を特徴とする請求項1項ないし7項のいずれかに記載の
脚式移動ロボットの歩行制御装置。
8. The gait change instructing means includes detecting means for detecting an nth-order differential value of an inclination angle of at least one of the base body and the leg link with respect to a vertical axis, and the detected value is equal to or more than a predetermined value. The walking control device for a legged mobile robot according to any one of claims 1 to 7, wherein a command to change the gait is issued at the time.
JP2336420A 1990-11-30 1990-11-30 Walking control device for legged mobile robot Expired - Lifetime JP2997038B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2336420A JP2997038B2 (en) 1990-11-30 1990-11-30 Walking control device for legged mobile robot
US07/799,367 US5221883A (en) 1990-11-30 1991-11-27 System for controlling locomotion of legged walking robot
EP91310964A EP0488693B1 (en) 1990-11-30 1991-11-27 System for controlling locomotion of legged walking robot
DE69124486T DE69124486T2 (en) 1990-11-30 1991-11-27 System for controlling the movement of a walking robot with legs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2336420A JP2997038B2 (en) 1990-11-30 1990-11-30 Walking control device for legged mobile robot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04201187A JPH04201187A (en) 1992-07-22
JP2997038B2 true JP2997038B2 (en) 2000-01-11

Family

ID=18298944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2336420A Expired - Lifetime JP2997038B2 (en) 1990-11-30 1990-11-30 Walking control device for legged mobile robot

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2997038B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3278467B2 (en) * 1992-08-18 2002-04-30 本田技研工業株式会社 Control device for mobile robot
DE60313952T2 (en) 2002-01-18 2008-01-24 Honda Giken Kogyo K.K. CONTROL FOR MOBILE ROBOT WITH LEGS
JP5310236B2 (en) * 2009-04-28 2013-10-09 トヨタ自動車株式会社 Legged robot and its control method
JP5303723B2 (en) * 2009-11-09 2013-10-02 川田工業株式会社 Legs for humanoid walking robot
JP5910647B2 (en) * 2014-02-19 2016-04-27 トヨタ自動車株式会社 Mobile robot movement control method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04201187A (en) 1992-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3078009B2 (en) Walking control device for legged mobile robot
US5221883A (en) System for controlling locomotion of legged walking robot
JP2997036B2 (en) Walking control device for legged mobile robot
US5838130A (en) Locomotion control system of legged mobile robot
JP3035051B2 (en) Walking control device for legged mobile robot
US5355064A (en) Control system for legged mobile robot
JP4513320B2 (en) Robot apparatus and motion control method of robot apparatus
JP3278467B2 (en) Control device for mobile robot
JP3167404B2 (en) Robot joint drive controller
US5349277A (en) Control system for legged mobile robot
EP1120203A1 (en) Controller for legged mobile robot
JPH05337849A (en) Attitude stabilization control device for leg type mobile robot
JPH10277969A (en) Control device of leg type moving robot
KR20040068438A (en) Walking type robot and a moving method thereof
JP3629143B2 (en) Control device for legged mobile robot
JP2911985B2 (en) Legged mobile robot and its walking control device
JPH05305583A (en) Walking control device for leg type mobile robot
JP2997038B2 (en) Walking control device for legged mobile robot
JP3167406B2 (en) Walking control device for legged mobile robot
JP3148810B2 (en) Control device for legged mobile robot
JP2911984B2 (en) Walking control device for legged mobile robot
JP2997037B2 (en) Walking control device for legged mobile robot
JP3024023B2 (en) Walking control device for legged mobile robot
JP3627057B2 (en) Biped humanoid robot
JP3167407B2 (en) Walking control device for legged mobile robot

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071029

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101029

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101029

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111029

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111029

Year of fee payment: 12