JPH023581A - 歩行脚制御装置 - 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、多関節型の脚機構を備える歩行機械の歩行制
御装置に係り、特に脚機構の関節をＶＡ動する所要トル
クを低減するのに好適な歩行制御装置に関する。 〔従来の技術〕 従来、多関節脚機構を備える歩行機械の歩行移動効率を
向上させる手法として、脚機構による歩待時の歩幅を変
化させる方法が、計測自動制御学会論文集（ＶｏＱ、１
．Ｎα７　１９７９−２９ｐ７６〜８１）に示唆されて
いる。

【発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術は、所定の移動速度で移動する歩行機械
全体の消費エネルギを極小化する歩幅が存在することに
言及したものであり、歩行機械における脚機構駆動用の
アクチュエータ出力トルクの抑制については考慮されて
おらず、アクチュエータの駆動能力を最大限に利用する
歩行を実現することができないという問題があった。 本発明の目的は、歩行機械における脚機構駆動用アクチ
ュエータの出力トルクを極小に抑制することができる歩
行脚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〕 上記目的を達成するために、本発明の歩行制御′！Ａ置
においては１歩行機械の目標移動速度を出力する速度指
令部と、この目標移動速度に基づき脚運動の歩幅を決定
するパラメータ発生部と、決定された歩幅に基づき脚機
構の関節の位置制御目標値を生成するパタン発生部と１
位置制御目標値に基づき脚機構の関節の位置を制御する
関節制御部とを備えるものである。 また同様な目的で、速度指令部からの目標移動速度に対
応して脚関節駆動トルクの自乗平均値を極小化する歩幅
を決定する第】のパラメータ発生部と、目標移動速度に
対応して脚関節駆動トルクの最大値を極小化する歩幅を
決定する第２のパラメータ発生部と、脚機構の運動から
＃関節１ψ動トルクの最大値を演算するトルク演算部と
、トルク演算部からの情報に基づき第１のパラメータ発
生部もしくは第２のパラメータ発生部より出力された歩
幅を選択し、また目標移動速度と歩幅より歩行周期を演
算出力するパラメータ選択部と、パラメータ選択部より
選択出力された歩幅２歩行周期に基づき脚機構関節の位
置制御目標値を生成するパタン生成部と１位置制御目標
値に基づき脚機構関節の位置を制御する関節制御部とを
備えることもできる。 〔作用〕 前述した前者の歩行脚制御装置においては、速度指令部
が、目標移動速度をパラメータ発生部に出力する。パラ
メータ発生部は目標移動速度により脚運動の歩幅を決定
するパラメータをパタン発生部に出力する。パタン発生
部は歩幅を決定するパラメータにより脚機構の関節の位
置制御目標値を生成し、これを脚間動部に出力する。こ
れにより、関節制御部は脚機構を駆動し、目標移ｌｌｌ
１ｌ速度の変化に応じて歩幅を変更し、歩行時の脚機構
における関節Ｉ＃ＪＡ動トルクを必要最小限に抑制する
ことができる。 前述した後者の歩行脚制御装置においては、トルク演算
部からの情報に基づき、パラメータ選択部が目標速度に
対応して脚関節駆動トルクの自乗平均値を極小化する歩
幅を決定する第１のパラメータ発生部または目標移動速
度に対応して脚関節駆動トルクの最大値を極小化する歩
幅を決定する第２のパラメータ発生部を選択し、この選
択されたパラメータ発生部からの歩幅９歩行周期に基づ
きパタン生成部が位置制御目標値を生成し、これを関節
制御部に出力する。これを受けて関節制御部は脚機構を
駆動する。これにより１脚機構間節の駆動用アクチュエ
ータの負荷条件に応じて、最大トルクもしくは自乗平均
トルクを、所要移動速度を維持するための最小値に抑制
することができる。 〔実施例〕 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第１図は本発明の歩行脚制御装置の一実施例を示すもの
で、この図において、１，２は歩行機械の脚機構で、こ
の脚機構１，２は胴部３に設けられている。前述した脚
機構１．２はそれぞれ、胴部３に設けた第１の関節部Ｉ
Ａ、２Ａと、この第１の関節部ＩＡ、２Ａに連結した第
１の脚部ＩＢ。 ２Ｂと、この第１の脚部ＩＢ、２Ｂの他端に設けた第２
の関節部ＩＣ，２Ｃと、この第２の関節部ＩＣ，２Ｃに
連結した第２の脚部ＬＤ、２Ｄと、この第２の脚部ＩＤ
、２Ｄに連結した第３の関節部ＩＥ、２Ｅと、この第３
の関節部ＩＥ、２Ｅに連結した足部ＩＦ、２Ｆとで構成
されている。この脚機構１，２はこれを駆動するために
、第１の関節部ＩＡ、２Ａおよび第２の関節部ＩＣ，２
ＣにそれぞれアクチュエータＩＧ、２Ｇ、ＬＨ。 ２Ｈが設けられている。４は速度指令、５はパラメータ
発生部、６はパタン発生部、７は関節制御部である。 前述した速度指令部４は１歩行機械の目標移動速度Ｖを
決定する。例えばメモリ回路からなるパラメータ発生部
５は、目標移動速度Ｖに対応して一意に決定される歩行
時の最大脚関節駆動トルクを極小とする歩幅Ｓ、及び歩
行周期τ、を記憶しており、入力された目標移動速度Ｖ
に対して、歩幅Ｓ、及び歩行周期τ１を出力する。 次にパラメータ発生部５における歩幅Ｓ１、歩行周期τ
、の設定について詳述する。第２図は、歩行機械の移動
形態を示したものであり、歩行機械は実線及び−点鎖線
で表わした脚部りを交互に運動させて歩行を行なう。一
方の脚部りの運動は、足部が接地した状態の立脚期ＷＡ
　（図中ＷＡ１〜ＷＡｓ）、また足部が地面より離れた
状態の遊脚期ＷＢ　（図中Ｗ　Ｂ　１〜Ｗ　Ｂ　３）の
２つの運動に分けられ、立脚期ＷＡでは胴部３の質量を
重力に抗して支え前進させ、また遊脚期ＷＢでは、次の
立脚期ＷＡの運動に備え前方に脚部りを振り出す。この
ような歩行運動では、移動速度Ｖは１歩行運動の反復周
期すなわち歩行周期τ及び歩幅Ｓにより次のように決定
される。 ■＝−・・・（１） τ 駆動トルクＴｃは、第３図〜第５図の脚関節駆動トルク
波形の例で示すように関節の角加速度による慣性トルク
Ｔ１と脚機構にかかる重力モーメントによる重力トルク
Ｔｇの合成トルクとみることができる。第５図に図示す
るように立脚期ＷＡでは重力トルクＴ＃が支配的になり
、この時の最大駆動トルクＴｔｚは歩幅Ｓより近似的に
次のように表わすことができる。 Ｔｔｌ″Ｆ　Ｔｇｍａｘ岬ｋｚｓ　　　　　　　　　　
−（２）但し、ｋｌ　：定数 また、遊脚期ＷＢでは第４図に示す慣性トルクＴＪが支
配的になり、この時の最大駆動トルクＴｔｘは歩幅Ｓ及
び移動速度Ｖより近似的に次のように表わすことができ
る。 以上から最大駆動トルクＴ、は次のように表わすことが
でき、第６図に示すように、各移動速度Ｖにおいて。 歩幅Ｓに対して極小値をもつ。 したがって各移動速度Ｖに対して一意に最大トルクＴ、
極小化の最適歩幅ＳＩＩを求めることができ、第７図に
示すように最適歩幅Ｓ、を移動速度Ｖに対する一価の関
数として定めることができる。 また１歩行周期τ、は、（１）式より ■ したがって、第７図に示す関数及び（５）式にて決まる
歩幅Ｓｍ９歩行周期τ、を目標速度Ｖごとにパラメータ
発生部５に記憶させることにより、任意の目標移動速度
Ｖに対して最大脚関節駆動トルクを極小に維持して歩行
連動を実行させることができる。 パタン発生部６は脚軌跡演算部６Ａ、目標関節角度演算
部６Ｂ及び位相変換演算部６Ｃより構成されている。脚
軌跡演算部６Ａでは、歩幅Ｓ、及び歩行周期で、をパラ
メータとして１次式の周期関数に基づき脚機構１の第１
の関節部ＩＡに対する第３の関節部ＩＥの位置（ｘ、ｙ
）を演算する。 また、目標関部角度演算部６　Ｂは１脚ａ４’ｌｌの幾
何学的拘束条件により決定される次式に基づき第３の関
節部ＩＥの位置（Ｘ、Ｙ）から、第１の関節部ＩＡ、第
２の関節部ＩＣの目標関節角度ＯＲｔ、　θＨ２を演算
する。 として定めることができる。 ここで、Ｑ工　：第１の関節部ＩＡと第２の関節部ＩＣ
との間の長さ Ｑｚ：第２の関節部ＩＣと第３の関節 部ＩＥとの間の長さ また１位相変換演算部６Ｃは、目標関節角度θＲ１，θ
ＲＺ及び歩行周期τいから１次式に基づき脚機構１，２
の目標関節角度Ｏｒ１．ｏｒａｇ　（Ｉｒδ及びθ、４
を演算する。１ 関節制御部７は、位ＩＩ″１制御部７Ａ１〜？Ａ４及び
ドライバ７Ｂｚ〜７Ｂ４から構成されている。位置制御
部４ａｚ〜４ａｔはパタン発生部により得られた目標関
節角度ｏｒ１〜Ｏｒ４と脚機構１，２の関節角検出セン
サＩＪ、ＩＫ、及び２Ｊ、２Ｋにより検出された関節角
θｌ、θ２．θ３及び０４との各各の偏差を演算する。 ドライバ７Ｂ１〜７Ｂｔは各偏差に基づき、脚ｆｉ楕り
、２のアクチュエータＩＧ、２Ｇ及びＩＨ，２Ｈに駆動
信号を出力する。 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。 速度指令部４から目標移動速度Ｖを出力すると、パラメ
ータ発生部５はこの目標移動速度Ｖに対応して、歩行時
の最大脚関節駆動トルクを極小とする歩幅Ｓ、及び歩行
周期τ１を出力する。この歩幅Ｓ、及び歩行周期τ、に
より、パタン発生側らにおいてはその脚軌跡演算部６Ａ
によって脚機構１の第１の関節部ＩＡに対する第３の関
節部ＩＥの位置（ｘ、ｙ）を演算する。次に目標関節角
度演算部６Ｂでは前記の第３の関節部】Ｅの位置〔Ｘ、
Ｙ）から第１の関節部ＩＡおよび第２の関節部１Ｇの関
節角度θｎ１．θＲ２を演算する。さらに位置変換演算
部６Ｃでは目標関節角度θＲ１ｔθＲ２および歩行周期
τ霧によって脚機構１，２の第１の関節部ＩＡ、２Ａお
よび第２の関節部ＩＣ。 ２Ｃの目標関節角度０ｒＬＨＯｒｚおよびＯｒ８．θｒ
４を演算する。この目標関節角度Ｏｒｌν　θｒ２．　
　Ｏｒ＋８゜ｏｒ４により閉舒利胛言ｐ７は関節角検出
センサＩＪ。 ＩＫ、２Ｊ、２Ｋから関接角０１．　Ｏｚ、　Ｏｓ、０
番との偏差を求め、この偏差を零とするようにアクチュ
エータＩＧ、ＩＨ，２Ｇ、２Ｈに駆動信号を出力する。 これにより、アクチュエータＩＱ。 ＩＨ，２Ｇ、２Ｈは目標移動速度Ｂに対して、歩幅Ｓａ
ｇ歩行周期τ１の歩行連動を行う。その結果、歩行機械
における脚機構の脚関節駆動トルクを、所要移動速度を
維持するための最小値に抑制することができる。 第８図は本発明の装置の他の実施例を示すもので、この
図において第１図と同符号のものは同一部分を示す０本
実施例では、パラメータ発生部５Ａは、目標速度Ｖに対
応して一意に決定される歩行時の自乗平均脚関節駆動ト
ルクを極小とする歩幅Ｓ、及び歩行周期τａを記憶し入
力された目標移動速度Ｖに対して、歩幅Ｓａ及び歩行周
期τ１を出力するように構成されている。 自乗平均トルクＴａは、近似的に次式で表わされる。 歩幅Ｓに対し上記（８）式の右辺第１積分項は増加関数
となり、右辺第２ｆＩＩｔ分項は減少関数となるため、
第９図に示すように、各移動速度Ｖにおいて、自乗平均
トルクＴａは歩幅Ｓに対して極小値をもつ。したがって
各移動速度Ｖに対して一意に自乗平均トルク極小化の最
適歩幅Ｓａ　を求めることができ、第１０図に示すよう
に最適歩幅Ｓａ　を移動速度Ｖに対する一価の関数とし
て定めることができる。また歩行周期τａは、（１）式
より、■ τ８　＝□　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・（９）Ｓ＆ として定めることができる。 したがって、この実施例によれば、第１０図に・示す関
数及び（９）式にて決まる歩幅Ｓａｔ歩行周期τ８を目
標速度Ｖごとにパラメータ発生部５Ａに記憶させること
により、任意の目標移動速度Ｖに対して自乗平均脚関節
駆動トルクを極小に維持して歩行運動を実行させること
ができる。 ナオ、以上述べた実施例のパラメータ発生部において、
歩行周期τ、、τａは、選択した歩幅Ｓ−，Ｓａを用い
、（５）式、（７）式から直接演算出力する方式を用い
てもよいことは明白である。 さらに、上述の実施例は、脚機構が２脚の場合について
説明したが、数対の脚を備えた歩行機械にも適用するこ
とができる。 第１１図は本発明の歩行脚制御装置のさらに他の実施例
を示すもので、この図において、第１図および第８図と
同符号のものは同一部分である。 １．２は歩行機械の脚機構で、この脚機構１，２は胴部
３に設けられている。前述した脚機構１゜２はそれぞれ
、胴部３に設けた第１の関節部ＩＡ。 ２Ａと、この第１の関節部ＩＡ、２Ａに連結した第１の
脚部ＩＢ、２Ｂと、この第１の脚部ＩＢ。 ２Ｂの他端に設けた第２の関節部ＩＣ，２Ｃと、この第
２の関節部ＩＣ，２Ｃに連結した第２の脚部ＩＤ、２Ｄ
と、この第２の脚部ＩＤ、２Ｄに連結した第３の関節部
ＩＥ、２Ｅと、この第３の関節部ＩＦ：、２Ｈに連結し
た足部１Ｆ、２Ｆとで構成されている。この脚機構１．
２にはこれを駆動するために、第１の関節部１Δ、２Ａ
および第２の関節部ＩＣ，２Ｇにそれぞれアクチュエー
タＩＧ、２Ｇ、Ｉ　Ｈ，２Ｈが設けられている０脚機捕
１，２の第１の関節部ＩＡ、２Ａおよび第２の関節部Ｉ
Ｃ，２ＣにはトルクセンサＩＬ、ＬＭ及び２Ｌ、２Ｍが
連結されている。４は速度指令部、５０は第１のパラメ
ータ発生部、６０は第２のパラメータ発生部、７０はト
ルク演算部、８０はパラメータ選択部、６はパタン発生
部、７は関節制御部である。 前述した速度指令部４は、歩行機械の目標移動速度Ｖを
決定する。第１のパラメータ発生部５０は例えばメモリ
回路からなり、目標移動速度Ｖに対応して一意に決定さ
れる脚関節駆動トルクの自乗平均値を極小化する歩幅Ｓ
ａを記憶しており、入力された目標移動速度Ｖに対して
歩幅Ｓ＆を出力する。第２のパラメータ発生部６０は例
えばメモリ回路からなり、目標移動速度Ｖに対応して一
意に決定される脚関節駆動トルクの最大値を極小化する
歩幅Ｓ、を記憶しており、人力された目標移動速度Ｖに
対して歩幅Ｓ、を出力する６次に前述した第１および第
２のパラメータ発生部５０．６０における歩幅Ｓ４．Ｓ
ｓの設定について詳述する。 歩幅Ｓ、の設定については前述した本発明の一実施例と
同様であるので、その説明を省略する。 つぎに歩幅Ｓａの設定について述べる。脚関節駆動トル
クの自乗平均値Ｔａは、近似的に次式で表わされる。 ことができ、前述した第１０図に示すように最適歩幅Ｓ
ａを移動速度Ｖに対する一価の関数として定めることが
できる。 次に、第１１図に戻り、トルク演算部７０は脚機構１，
２の第１の関節部ＩＡ、２Ａおよび第２の関節部ＩＣ，
２Ｃに連結したトルクセンサＩＬ。 ＩＭ及び２Ｌ、２Ｍにより検出される脚関節駆動トルク
Ｔｚ、　Ｔｗｏ　Ｔａｎ　Ｔａ及び、パラメータ発生部
５，６により演算される歩行周期τより次式に基づきト
ルク最大値Ｔ、を演算する。 Ｔａ＝ＭＡＸ［ｍａｘ［Ｔ　ｔ（ｔ　）］、　ｍａｘ［
Ｔ　ｚ（ｔ　）Ｌｍａｘ［Ｔｓ（ｔ　）］、ｎ＋ａｘ［
Ｔａ（ｃ　）コ　　　　　　−（１１）ここで、 歩幅Ｓに対しく１０）式の右辺第１積分項は増加関数と
なり、右辺第２積分項は減少関数となるため、前述した
第９図に示すように、各移動速度■において、自乗平均
ｊ−ルクＴａは歩幅Ｓに対して極小値をもつ。したがっ
て各移動速度Ｖに対して一意に自乗平均トルク極小化の
最適歩幅Ｓａを求めるパラメータ選択部８ｄは、状態判
別部８０Ａ。 選択部８０Ｂおよび同期演算部８０Ｃからなっている。 状態判別部８０Ａは、トルク演算部７０で得られたトル
ク最大値Ｔ、と予め記憶した許容値Ｔ　ｍ　ｍ　１　ｗ
ａとを比較し、Ｔ、＞Ｔ□、の場合に１選択部８０Ｂに
歩幅Ｓとして歩幅Ｓ、を選択し、また。 Ｔ　−＜　Ｔ　−ｍ　ｓ−の場合に歩幅Ｓとして歩幅Ｓ
ａを選択するよう指令を与える。また、周期演算部８０
Ｃは１歩幅Ｓ及び目標移動速度Ｖより次式に基づき歩行
周期τを演算する。 τ＝−・・・（］２） ■ 次にパタン発生部６は前述した実施例と同様に脚軌跡演
算部６Ａ−Ｅｌ標関節角度演算部６Ｂ及び位相変換演算
部６Ｃより構成されている。脚軌跡演算部６Ａは、歩幅
Ｓ及び歩行周期τをパラメータとして、次式の周期関数
に基づき脚機構１の第１の関節部ＩＡに対する第３の関
節ＩＥの位置（Ｘ、Ｙ）を演算する。 び第２の関節部ＩＡ、ＩＣの目標関節角度０Ｒ１ｐＯＲ
ｚを演算する。 ここで、Ｑｌ　：第１の関節部ＩＡと第２の関節部ＩＣ
との間の長さ Ｑ２＝第２の関節部ＩＣと第３の関節 部ＩＥとの間の長さ また、位相変換演算部６Ｃは、目標関節角度ＯＲ１，０
８及び歩行周期τ、から、次式に基づき脚機構１，２の
目標関節角度０「ｌ、ｏｒ２＠　Ｏｒｓ及びＯｒ＋を演
算する。 また、目標関節角度演算部６Ｂは１脚機構１の幾何学的
拘束条件により決定される次式に基づき第３の関節ＩＥ
の位［（Ｘ、Ｙ）から、第１およさらに、関節制御部７
は１位置制御部７Ａｚ〜７Ａ４及びドライバ７Ｂｔ〜７
８ａから構成されている０位置制御部７Ａｚ〜７Ａ４は
パタン発生部６により得られる目標関節角度θｒ１〜θ
目と脚機構１．２の関節角検出センサＩＪ、ＩＫおよび
２Ｊ。 ２Ｋにより検出された関節角θ１ｅ　（ｌｘ、　Ｏｎ及
び０番との各々の偏差を演算する。ドライバ７Ｂｚ〜７
Ｂ４は各偏差に基づき、＃機構１，２の７クチユエータ
ＩＧ、ＩＨ及び２Ｇ、２Ｈを駆動する。 以上の構成によれば１脚機構１．２を等しい構成とした
場合、移動速度Ｖの目標に対して歩幅Ｓ。 歩行周期τの歩行運動を実現できる６ 次に上述した本発明の装置のさらに他の実施例の動作を
説明する。 速度指令部４が目標移動速度Ｖを出力すると、第１のパ
ラメータ発生部５０はこの目標移動速度Ｖに対応して脚
関節ｙＪＡ動トルクの自乗平均値を極小化する歩幅Ｓａ
を演算する。また、第２のパラメータ発生部６０は目標
移動速度Ｖに対応して脚関節駆動トルクの最大値を極小
化する歩幅Ｓ、を演算する。一方、トルク演算部７は、
トルクセンサＩＬ、ＬＭ、２Ｌ、２Ｍにより検出された
脚関節駆動トルクＴｌｌ　Ｔｗｏ　Ｔａｔ　Ｔ番および
パラメータ発生部５０．６０により演算される歩行周期
τによりトルク最大値Ｔ、を演算し、パラメータ選択部
８０の状態判別部８０Ａに出力する。これにより、状態
判別部８０Ａはトルク最大値Ｔ、と予め記憶した許容値
Ｔ　１１　ｍ　１　ｗｒとを比較し、Ｔ　−＞　Ｔ　−
ａ　ｔ　−の場合には第２のパラメータ発生部６からの
歩幅Ｓ、を選択し、またＴ　、　＞　Ｔ　−ｍ　ｔ−の
場合には第１のパラメータ発生部５０からの歩幅Ｓａを
選択する。また、周期演算部８０Ｇは歩幅Ｓと目標移動
速度Ｖとにより歩行周期τを演算する。次に、パターン
発生部６においては、その脚転跡演算部６Ａが歩幅Ｓと
歩行周期τとにより、脚機構１の第１の関節部ＩＡに対
する第３の関節部ＩＥの位置（Ｘ、Ｙ）を演算する。次
に目標関節角演算部６Ｂは第３の関節部ＩＥの位＋Ｒ（
Ｘ、　Ｙｌ　ニもとづき第１および第２の関節部ＬＡ、
ＩＣの目標関節角度θ１１１．θＢ２を演算する０次に
、位相変換演算部６Ｃは目標関節角度θＲ１，θＲＺ及
び歩行周期τから、脚機構１，２の目標関節角度θｒｌ
、θ「２゜０ｒｓ及びθ目を演算する。関節制御部７は
パタン発生部６からの目標関節角度Ｏｒ１＋　θ、２．
ｏｒａｇＯｒ＜と関節角検出センサＩＪ、ＩＫおよび２
Ｊ。 ２Ｋにより検出された関節角θｔ、　Ｏｎ、　θ８．θ
番との各々の偏差を求め、この偏差を零とするように、
脚機構１．２のアクチュエータＩＱ、ＩＨ及び２Ｇ、２
Ｈに駆動信号を出力する。その結果。 目標移動速度Ｖに対して、関節駆動トルクが許容最大値
を越える場合には、トルク最大値を極小に、また他の場
合にはトルク自乗平均値を極小にするように１歩行運動
の歩幅を変化させる。それにより、脚機構の駆動用アク
チュエータがｉＭ負負荷ならないように制御し得ると共
に、歩行動運に要するエネルギを抑制することができる
。 〔発明の効果〕 本発明の請求項１の歩行脚制御装置によれば、歩行機械
の脚関節駆動トルクの最大値もしくは自乗平均値を、所
要移動速度を維持するための最小値に抑制することがで
きるので、関節駆動用アクチュエータを小型、軽量化で
き１歩行機械全体の軽量化に効果がある。 本発明の請求額２の歩行脚制御装置によれば。 歩行機械における脚関節の駆動用アクチュエータの負荷
条件に応じて、最大トルクもしくは自乗平均トルクを、
所要移動速度を維持するための最小値に抑制することが
できるので、アクチュエータの過負荷による破損を防止
できかつテＡ費エネルギを抑制でき、またアクチュエー
タの小型、軽量化により歩行機械全体の軽量化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例の構成図、第２図は９
脚機械の歩行動作を示す説明図、第３図〜第５図はそれ
ぞれ脚に作用するトルクと歩行周期との関係を示す図、
第６図は各移動速度における歩幅と最大駆動トルクとの
関係を示す図、第７図は最適歩幅と移動速度との関係を
示す図、第８図は本発明の装置の他の実施例の構成図、
第９図は各移動速度における歩幅と歩行周期との関係を
示す図、第】０図は歩幅と移動速度との関係を示す図、
第１１図は本発明の装置のさらに他の実施例の構成図で
ある。 １．２・・・脚機構、４・・・速度指令部、５，５Ａ・
・・パラメータ発生部、６・・・パタン発生部、７・・
・関節制御部、５０・・・第１のパラメータ発生部、６
０・・・第２のパラメータ発生部、７０・・・トルク演
算部、８０・・・パラメータ選択部。 特許出願人　工業技術院長　飯塚幸三 纂　６　図 φ ト １デ） ト ｑも ト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、歩行機械の多関節脚機構の運動パターンを生成する
   歩行制御装置において、目標移動速度を出力する速度指
   令部と、この目標移動速度に基づき、脚運動の歩幅を決
   定するパラメータ発生部と、決定された歩幅に基づき脚
   機構の関節の位置制御目標値を生成するパタン発生部と
   、位置制御目標値に基づき脚機構の関節の位置を制御す
   る関節制御部とを備えたことを特徴とする歩行脚制御装
   置。 ２、歩行機械の多関節脚機構の運動パターンを生成する
   歩行制御装置において、目標移動速度を出力する速度指
   令部と、この目標移動速度に対応して脚関節駆動トルク
   の自乗平均値を極小化する歩幅を決定する第１のパラメ
   ータ発生部と、目標移動速度に対応して脚関節駆動トル
   クの最大値を極小化する歩幅を決定する第２のパラメー
   タ発生部と、脚機構の運動から脚関節駆動トルクの最大
   値を演算するトルク演算部と、トルク演算部からの情報
   に基づき第１のパラメータ発生部もしくは第２のパラメ
   ータ発生部より出力された歩幅を選択し、また目標移動
   速度と歩幅より歩行周期を演算出力するパラメータ選択
   部と、パラメータ選択部より選択出力された歩幅、歩行
   周期に基づき脚機構関節の位置制御目標値を生成するパ
   タン発生部と、位置制御目標値に基づき脚機構関節の位
   置を制御する関節制御部とを備えたことを特徴とする歩
   行制御装置。