JPH02102884A - 歩行脚の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、歩行脚によって移動する歩行機械における歩
行脚の制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、不整地等に対して適応するように歩行する歩行機
械が研究開発されている。この種の歩行機械としては、
例えば、計測自動制御学会論文集（昭和５５年１０月）
の第１３３頁から第１３９頁に記載のように４つの歩行
脚を備えたものがある。そして、この種の歩行機械は一
定周期で出力される目標関節角値にもとづいて歩行脚の
関節部を駆動することによって歩行する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のように関節部を備える歩行脚は時系列の
関節角データの変化量によらず一定のサンプリング時間
で出力される関節角データによって駆動される。また各
関節部の所要速度は、データ更新毎の各関節部の関節角
データの変化に比例する。したがって、関節角データの
出力サンプリング時間は、各関節部で実現できる関節部
の最大速度と関節角度データの最大変化量とから求めら
れ、これによって求めたサンプリング時間で関節角度デ
ータを出力している。このため、関節角データの変化量
が最大値以下となった場合には、関節部の所要速度は最
大速度以下となり、一連の歩行運動が遅くなるという問
題があった。

本発明の目的は、このような問題を解決し、高速で歩行
移動することができる歩行脚の制御装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、データ出力部から出力される各関
節部毎の関節角データと次に出力される関節角データと
の差を、各関節部の最大速度で除して出力時間間隔を演
算し、この演算した出力時間間隔の内の最大値を、デー
タ出力部のデータ出力指令の時間間隔としてデータ出力
部を制御する出力タイミング制御部を備えることにより
達成される。

〔作用〕

出力タイミング制御部は、データ出力指令を発生する時
間間隔を、データ出力部が出力を更新する度に、同時に
動作する複数の関節部のうち関節角データの差が最大で
ある関節部が、その関節部で実現し得る最高の速度で駆
動するように決定しデータ出力部を制御する。それによ
って、データ出力部からのデータ出力指令の発生する時
間間隔は常時最短になるので、歩行脚の一連の歩行動作
を高速化することができる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の１１御装置の一実施例を備えた歩行機
械の一例を示すもので、この図において１は歩行機械で
、この歩行機械１はその本体２と。

本体２に設けた４つの歩行脚３とで構成されている。各
歩行脚３はそれぞれ歩行面に接する側の第１の脚部３Ａ
と、この第１の脚部３Ａの他端に設けた第１の関節部３
Ｂと、この第１の関節部３Ｂに連結した第２の脚部３Ｃ
と、この第２の脚部３Ｃの他端と本体とを連結する第２
の関節部３Ｄとで構成されている。各歩行脚３の各関節
部３Ｂ。

３Ｄは関節角制御装置４によって駆動制御される。

次に本発明の歩行脚３０制御装置５の一実施例の構成を
説明する。制御装置５は歩行データ生成部６と、関節角
度データバッファ７と、データ出力部８と、出力タイミ
ング制御部９とで構成されている。前述した歩行データ
生成部６は各関節部３Ｂ、３Ｄに対する各関節角度波形
を生成し出力する。関節角度データバッファ７は歩行デ
ータ生成部６からの各関節部３Ｂ、３Ｄの定時間間隔ｔ
に対する各関節角度データθを受は取り、それを保持す
る。出力タイミング制御部９は関節角度データバッファ
７内の関節角度データθからデータ出力間隔時間を決定
し、データ出力部８にデータ出力指令を出力する。デー
タ出力部８は出力タイミング制御部９からのデータ出力
指令により関節角度データバッファ７内の関節角度デー
タを読み取り、関節角制御装置４に出力する。前述した
出力タイミング制御部９の詳細な構成を説明すると、関
節角度データバッファ７より関節角度データθをデータ
配列順に読み出し、各関節部３Ｂ、３Ｄ毎のデータ系列
について、現在出力している関節角度データθ□と次に
出力すべき関節角度データθ１＋１との差を、対応する
各関節部３Ｂ、３Ｄにおいて予め設定されているの最大
角速度ω□で除して得た値の絶対値Ｔゎ、すなわち。

９Ａと、すべての各ｒ！Ｒ節部３Ｂ、３Ｄに対応するＴ
ｎのうち最大のものを時間間隔Ｔ、とじて選択する第２
の演算部９Ｂと、前回のデータ出力指令を発生した時点
より時間間隔Ｔ、を経過した後に新たなデータを関節角
制御装置ｌ！４に出力するようにデータ出力部８にデー
タ出力指令を出力する第３の演算部９Ｃとで構成されて
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
。

出力タイミング制御部９は、関節角度データバッファ７
から関節角度データθをデータ配列順に読み出し、その
第１の演算部９Ａにおいて各関節部３Ｂ、３Ｄ毎のデー
タ系列について現在出力している関節角度データθ。と
次に出力すべき関節角度データＯｎ”■との差を、対応
する各関節部３Ｂ、３Ｄの最大角速度ω。で除して得た
値の絶対値Ｔ　１１　を演算する。この絶対値１゛、は
現在出力している関節角度データθ、に対して次に出力
すべき関節角度データθ、÷１を出力するために最小限
必要な時間に相当する。この絶対値１゛１は第１の演算
部９Ａによって、各関節部３Ｂ、３Ｄ毎に求められる０
次に第２の演算部９Ｂにおいて、すべての各関節部３Ｂ
、３Ｄに対応する絶対値Ｔ。

のうち、最大のものを時間間隔１゛、とじて選択する１
次に第３の演算部９Ｃは前回のデータ出力指令を発生し
た時点より時間間隔１゛、経過した後に。

新たなデータを関節角制御装置４に出力するようにデー
タ出力部８にデータ出力指令を加える。これにより、デ
ータ出力部８は関節角度データバッファ７からの関節角
度データを更新し、この関節角度データを関節角制御装
Ｗｔ４に出力される。

次に関節角制御装置４は関節角度データに比例した関節
角度により各関節部３Ｂ、３Ｄｔ＋−駆動制一御する。

これにより、歩行運動中のすへての時点で、歩行脚の関
節部を最大角速度で駆動できるので、歩行運動を高速化
することができる。

【発明の効果〕

本発明によれば、常に歩行脚のいずれかの関節部を最大
角速度で駆動できるので１歩行）１！動を高速化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の一実施例を備えた歩行機械
の一例を示す図である。 ■・・・歩行機械、４・・・関節角制御装置、５・・制
御装置、６・・・歩行データ生成部、７・・・関節角度
データバッファ、８・・・データ出力部、９・・・出力
タイミング制御部。 特許出願人　工業技術院長　飯塚幸三

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少くとも１つ以上の関節部を有する歩行脚を少くと
   も２本以上有する歩行機械において、各関節部の変位を
   制御する関節角制御装置と、関節角データの系列を少く
   とも関節部の個数分保持できる関節角度データバッファ
   と、データ出力指令に同期して関節角データを更新して
   関節角制御装置に出力するデータ出力部と、各関節部ご
   とにデータ出力部から出力されている関節角データと次
   に出力される関節角データとの差を各関節部に対応する
   関節部の最大速度で除して出力時間間隔を演算し、この
   演算した出力時間間隔の内の最大の値を、データ出力部
   のデータ出力指令の時間間隔としてデータ出力部を制御
   する出力タイミング制御部とを備えたことを特徴とする
   歩行脚の制御装置。