JPH04141379A - 脚式移動ロボットの歩行制御装置 - 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） 本発明は脚式移動ロボットの歩行制御装置に関し、特に
２足歩行の移動ロボットにおいて凹凸のある路面でも安
定した歩行を実現できる様にした脚式移動ロボットの歩
行制御装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題２足歩行
ロボットにおいては、歩行速度の高速化乃至は消費エネ
ルギの低減化を図ろう七ずれば、系の重心を常に支持脚
の足裏におく静歩行から、慣性力を利用する動歩行を実
現しなければならない。その点から［日本ロボット学会
誌、３巻４号（１９８５年８月）」に２足歩行ロボット
の動歩行の例が紹介されている。

しかしながら、この従来技術においては、外乱のない平
坦路での歩行を前提としており、凹凸のある路面や段差
の存する路面での動歩行を実現するものではなかった。

２足歩行ロボットにおいてはこの凹凸のある路面を歩行
するとき又は段差を乗り越える場合、片足支持期が一番
不安定になりやすい。その場合、足裏の大きさのみによ
り安定性を確保しようとすれば、路面状況あるいは歩行
スピードに関する性能が限られてしまう。この性能を向
上させるためには、足裏を大きくすれば良いが、重量や
接地面積の増加を考えると、得策とは言えない。

従って、本発明の目的は、凹凸のある路面や段差が存す
る路面においても常に安定した姿勢で動歩行を実現する
ことができる脚式移動ロボットの歩行制御装置を提案す
ることにある。

また２足歩行口ボン１−の歩行制御に関しては例えば「
コンピユーｌ・ロール第９号（１９８５年１月）」に紹
介されている様に一ロボットの動特性を状態方程式を用
いて解析することによる安定化制御手法が提案されてい
る。

しかしながら、この場合ロボットの全関節に対するモデ
ルを想定して集中制御的に安定化を図っていることから
、制御が極めて複雑となる不都合があった。

従って、本発明の第２の目的は従来技術の上記した欠点
を解消し、ロボットの関節をグループに分けてモデルを
単純化し、よってロポッ］・の安定化制御をより簡易な
ものとすることができる脚式移動ロボットの歩行制御装
置を提案することにある。

更に、２足歩行ロボットにおいては軽量化を図ることか
ら剛性が必然的に低下する。その結果、姿勢安定化のフ
ィードバック制御を行う場合においてゲインを上げると
、関節軸廻りの弾性がリンクの動作に現れて発振するこ
とがある。またロボットのメカニズムにおける機械的な
ガタ、駆動ベルトの撓み等によってもゲインを上げると
、アクチュエータが発振することがある。

従って本発明の第３の目的は、安定化制御において制御
系の応答速度を上げるためにフィードバックゲインを比
較的高めに調節する場合であっても系の発振を有効に抑
止することができる脚式移動ロボｙ　ｈの歩行制御装置
を提案することにある。

（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、それに結合される脚部リンクとな
るなるリンク機構を備えた脚部移動ロボットの歩行制御
装置において、前記リンク機構の絶対座標における絶対
角度及び／又は絶対角速度を検出する絶対角度検出手段
、前記リンク機構の目標角度及び／又は目標角速度を設
定する目標角度設定手段、前記絶対角度検出手段及び目
標角度設定手段の出力を入力して設定値と検出値の偏差
を求め、偏差を減少させるべく前記リンク機構を駆動す
る関節駆動制御値を決定する制御値決定手段、及び決定
された制御値に応じて前記リンク機構を駆動するアクチ
ュエータを備える如く構成した。

（作用） リンク機構の絶対座標における傾斜角（速）度を検出し
て目標値の偏差を解消させるべくフィードバック制御す
る様に構成したので、凹凸のある路面を歩行するときで
あっても常に安定した動歩行を実現することができる。

（実施例） 以下、脚部移動ロボットとして２足歩行ロボットを例に
とって本発明の詳細な説明する。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、股部の脚部回旋用の関節（軸）ＩＯ
Ｒ，１０Ｌ（右側をＲ１左側をＩ、とする。以下同じ）
、股部のピッチ方向の関節（軸）１２Ｒ，］２Ｌ、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，１６Ｌ、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）
２ＯＲ，２ＯＬとなっておリ、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２４が
設けられる。

上記において股関節は、関節（軸）ＩＯＲ（Ｌ）１２Ｒ
（Ｌ）　、　　１４Ｒ（Ｌ）から、足首関節は関節（軸
）１８Ｒ（Ｌ）、２ＯＲ（Ｌ）から構成される。また股
関節と膝関節との間は大腿リンク２１Ｒ，２７Ｌで、膝
関節と足首関節との間は下腿リンク２８Ｒ，２８Ｌで連
結される。

第２図及び第３図は第１図に概略的に示した股関節部を
具体的に示す断面図である。胴体部２４は第２図に示す
様に、人の骨盤に相当する腰板３０にマウンＩ・され、
腰板３０を介して左右の脚部は結合されてロボットの移
動手段を構成する。

第１図に示した如く、股関節を含む脚部は左右対称であ
るので、以下その内の右足側について説明する。

第２図において、腰板３０の内部には第１のハーモニッ
ク減速機（商品名）３２があって、その入力軸にはプー
リ３４が取着され、ベル１−３５を介して第１の電動モ
ータ３６から駆動力が伝達される。減速機３２の入力軸
が回されると周知の如く、そのフレックスリング３８と
固定リング４０及び出力リング４２との間に相対運動が
生して第１電動モータ３６の回転が減速される。而して
、固定リング４０は腰板３０に、出力リング４２は出力
部材４１こボルト止めされているので、第１電動モータ
３６の回転に応じて腰板３０と出力部材４４とは、前記
した関節軸線１０Ｒを中心として相対回転する。

出力部材４４にはその下部で第１のヨーク部材５０がボ
ルト止めされる。第１コーク部材の」二部は空洞５１に
なっていて第２の電動モータ５２を横向きに収納する。

第２電動モータ５２の出力は、ヘルド５４を介してその
下方に位置する第２のハーモニック減速機５６に入力さ
れ、第２ノ＼−モニツク減速機５６は入力回転を減速し
て倍力し、出力リング５８を駆動する。第２ハーモニツ
ク減速８５６の固定リング６０は第１ヨーク部材５０の
下部左側にボルト止めされており、出力リング５日は第
１ヨーク部材５０の下位に位置する大腿リンク２７Ｒの
上端部に出力部材６２を介して固定されているので、第
２電動モータ５２の作動によって第１ヨーク部材５０と
大腿リンク２７Ｒとは相対回転し、図で大腿リンク２７
Ｒを前記したロール方向の関節軸線ＩＪ４Ｒを中心とし
て相対回転させる。また第１ヨーク部材５０の下部は、
その右側で軸受部を構成してしており、大腿リンク２７
Ｒを出力部材６２と共働して支持する。

また第３図に明示する如く、大腿リンク２７Ｒの上部は
第２のヨーク部材７１を構成しており、そこにおいて左
右のヨークに架橋される形で第３のハーモニック減速機
７２とそれにトルクを入力する第３の電動モータ７４と
が横方向に直列して配置され、その出力は直ちに第３ハ
ーモニック減速機７２に入力される。その固定リング７
６は前記した第２出力部材６２に結合されており、その
出力リング７８は第２ヨーク部材７１に結合されている
ことから、第３電動モータ７４が駆動されると、出力部
材６２と第２ヨーク部材７１との間に相対回転が生じ、
図で大腿リンク２７Ｒをビソチ軸線１２Ｒを中心として
回転運動させる。ここで図示の如く、軸線１０Ｒ，１２
Ｒ，１，４Ｒは、点Ａ（第３図）において相互に直交し
つつ交差し、その角度位置を直交座標系の変換で算出で
きる様に構成される。

更に、膝側に向けて説明を続けると、第２図において大
腿リンク２７Ｈの上端側には凹部７９が形成され、そこ
に第４の電動モータ８０が収納され、その出力は下方の
膝関節に送られる。第４図及び第５図には膝関節以下の
部位が示されており、第４電動モータ８０の出力はベル
ト８２を介して膝関節（軸）１６Ｒに装着された第４の
ハーモニック減速機８４の入力軸に入力される。尚、膝
関節１６Ｒの内部には空洞８５が形成され、軽量化が図
られる。

また該膝関節（軸）】６Ｒと足首関節とは下腿リンク２
８Ｒで連結されており、その上端側にも凹部８７が形成
され、そこに第５の電動コーク８８が収納され、その出
力はベルＩ・９０を介して足首部に配置された第５のハ
ーモニック減速機９２の入力され、足部２２を前記した
軸線１８Ｒを中心としてピンチ方向に駆動する。また軸
線１８Ｒと直交する前記した軸線２ＯＲを中心として足
部２２はロール方向に揺動自在に構成されており、その
ために第６のハーモニック減速機９４と、それに動力を
供給する第６の電動モータ９６とが直結されて設けられ
ている。

ここで、電動モータ３６，５２，１４．８０８８．９６
にはロークリエンコーダ３７，５３７５．８１．．８９
　（第６電動モータ用は図示省略）が設けられてモータ
軸の回転角度を検出する。また、足首部には６軸カセン
ザ９８が設けられて印加荷重等を測定して支持脚か遊脚
か否かを判別可能とすると共に、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４図及び第５図で図示省略）。また第１図に示す
如く、胴体部２４の適宜位置には、一対の傾斜角センサ
１（１０．１（１２が設置され、Ｘｌ平面内のＺ軸に対
する傾きとその角速度、同様にｙ−ｚ平面内のＺ軸に対
する傾きとその角速度を検出する。ここで、ｘ−ｚ平面
の運動を前後（前記したピッチ）方向の運動と、ｙ−２
平面の運動を左右（前記したロール）方向の運動と定義
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。

第６図は該制御ユニット２６の詳細を示すブロック図で
あり、図示の如く、Ａ／Ｄ変換回路１（１４、カウンタ
１．０６、Ｄ／Ａ変換回路１０８、波形整形回路１１０
、及びそれにコモンハス１１１を介して接続される４個
の演算装置（ＣＰＵ）１．１４，１１．６，１１８，１
２０を備える。該４個の演算装置はローカルハス１１２
ａ、ｂ、ｃｄを介して夫々ＲＯＭＩ　１．４ａ、１１．
６ａ、１．１８ａ、１２０ａとＲＡＭ１１４ｂ、１１６
ｂ、１１８ｂ、１．２０ｂに接続される。

ここで傾斜センサ１（１０，１（１２等のアナログ出力
は制御ユニット２６内においてＡ／Ｄ変換回路１（１４
に入力され、そこでデジタル値に変換される。またエン
コーダ３７，５３．、、の出力はカウンタ１０６に入力
され、そこで出力パルスがカウントされると共に、接地
スイッチ９９等のデジタル出力は波形整形回路１１．０
に入力され、そこで波形整形される。これらの検出値は
コモンバス１１１とローカルバス］、１２ａ　　ｂ　　
ｃ、ｄを介して演算装置１１４，１１．６，１１８，１
２０のＲＡＭに適宜入力され、該演算装置は後述の如く
検出値から制御値を演算してＤ／Ａ変換回路１０８を介
してサーボアンプ１２６に送出する。

制御値はそこで電流値に変換されて各関節の電動モータ
３６．５２．、、に供給される。尚、符号１２８は進路
変更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はオーバー
ラン防止用のりミントスイッチを示す。

第７図は本装置の動作を示すフロー・チャートである。

同図を参照して説明する前に、本発明に係る制御を概説
すると、第１図に示した２足歩行ロボッＩ・の構造にお
いて、各駆動軸は第８図から明らかな様に前後方向の運
動を主に制御する軸と、左右方向の運動を主に制御する
軸とに分けて考えることができる。よって本制御におい
ては、関節運動を前後方向の運動と左右方向の運動とに
分け、それらを協調制御して安定化歩行を実現する様に
した。また後で述べる如く、角度及び角速度の検出に際
しては重力方向に対する絶対角度及び絶対角速度を用い
る如くした。

更に、第８図において、人間の歩行を観察しても分かる
様に、平地歩行のときの支持脚の膝関節１６Ｒの運動量
は僅かである。他方、遊脚の膝関節１６Ｌは大きく動く
が、膝から下の質量が小さいことから、系全体の運動に
与える影響は小さい。また足首関節の運動の影響は小さ
い。以上から、前後方向の運動は平地歩行のとき、支持
脚の足首関節１８Ｒと股関節１２Ｒ，１，２Ｌの３軸の
制御を考えれば良いことになる。このとき膝関節１６Ｒ
，１６Ｌと遊脚の足首関節］、　Ｂ　Ｔ−は、その運動
と協調する程度にその関節角度のみを制御すれば良い。

左右方向の運動も同様に、支持脚の足首関節２０Ｒと股
関節１４Ｒ，１４Ｌの３軸の制御を考慮すれば足り、遊
脚側の足首関節２ＯＬば、その運動とｆｉＡａする程度
に制御すれば良い。

」二層の考察から、２足歩行ロボットの前後、左右の運
動は、第９図に示すモデルで近似させることができる。

制御の簡便化のため、直立姿勢を正規の姿勢として、そ
の姿勢付近でモデルを線型近似すると、以下の式の如く
になる。

前後方向 ｅｓ　＝Ａｓ　ｅｓ　十Ｂｓ　Ｔｓ　　　　　（１）こ
こで、 Ａｓ、Ｂｓ：　　定数（３×３行列） 左右方向 Ｏｆ　＝Ａｆ　Ｏｆ　十Ｂｆ　Ｔｆ　十ここで、 Ｄｆ Ｄｆ：　　　　定数（３×１行列） 一般に前後、左右の運動は、 θ　−Ａθ＋Ｂ　Ｔ　＋Ｄ　　　　　　　　　（３）こ
こで、 前後の場合　Ｄ＝０ 左右の場合　Ｄ：定数（３×１行列） と表すことができる。

（３）式に表現することができる運動モデルは、このま
までは角速度に比例したダンピング項がないので不安定
となり、目標のリンク角（ここでは絶対座標に対する角
度を用いる）姿勢を保つことができない。よって、以下
の（４）式に示すフィードバック制御を行う。

Ｔ＝Ｈｒ　Ｏｒ　＋Ｈｄ　−Ｆｐ　θ−Ｆｖ　θ　　（
４）ここで、 Ｈｒ：定数（３×３行列）、Ｈｄ：定数（３×１行列）
、ＦｐＦｖニゲイン（３×３行列）、θｒ：絶対角指令
値 （３）式に代入すると、 θ−Ａθ十Ｂ（Ｈｒθｒ十Ｈｄ−ＦｐθＦｖ　　θ）＋
Ｄ θ＋　ＢＦｖθ十（ＢＦｐ−Ａ）θ−ＢＨｒθｒ　　−
ＢＨｄ　　−Ｄ＝０ ここで、Ｈｄ　＝−Ｂ−’Ｄ、　　Ｈｒ　＝Ｂ−’　（
Ｂ　ＦｐＡ）なるＨ　ｄ　、　Ｈを代入すると、θ＋Ｂ
Ｆｖθ＋（Ａ−ＢＦｐ）（Ｏｒ−〇）＝　０　　　　　
　　（５１ が成り立つ。ゲインＦｖ、Ｆｐを適当に設定することに
より、（５）式の運動は、ｏｒに漸近収束する。

以」二をブロック図で示すと、第１０図に示す如くにな
る。

上記は片足支持期の、歩行時のある一姿勢（絶対角指令
値θｒが一定値）での安定化制御アルゴリズムを示すも
のであるが、歩行時には絶対角指令値θｒが時間で変化
していくだけで、基本的には安定に追従していく。制御
の詳細は第７図以下のフロー・チャー１・を参照して説
明するが、概略的に示すと、第１１図に示す如くになる
。即ち、本制御においては４つのサブシステムが共働し
て行うものである。この４つのサブシステムは第６図で
示した４個の演算装置から構成される。

即ち、第１１図において、サブシステム１（演算装置１
１４）は歩行パターン（時系列の目標姿勢）を受は取り
、傾斜角、接地等の外界情報から目標姿勢を必要に応じ
て変更し、サブシステム２〜４（演算装置１１．６，１
１８，１２０）に送出する。サブシステム２．３はその
目標姿勢となる様に安定化制御を行い、サブシステム４
は安定化制御の対象としない関節についてローカルに制
御を行う。

ここで　ローカル制御′°とは先に式（４）で示した状
態フィードバック制御に対比して使用するものである。

即ち、式（４）を前後方向について具体的に表すと、以
下の如くになる。

ｒｉ＝ｈｒｉ１　θ１ｒ＋ｈｒｉ２　θ２ｒ＋ｈｒｉ３
　θ３ｒ十ｈｄｉ−ｆｐｉｌθ１−ｆｐｉ２θ２−ｆｐ
ｉ３　θ３−ｆｖｉｌ　θ１　　　ｆｖｉ２　θ２ｆ　
ｖｉ３　θ３　、、　、　、　、　、　、　、　　　（
４）　’（ｉ＝１．２．３） 但し、ｈ　ｒｉｊ　：　　行列Ｈｒの要素ｈｄｉｊ：　
　　　ｉｔ　Ｈｄ　　／／ｆｐｉｊ：　　　〃Ｆｐ　　
〃 （ｖｉｊＨ／／ＦＶ　　　／／ これに対し、例えば遊脚の膝関節については、その関節
角の検出値をθｋ、指令値をθｋｒとすると、その関節
トルクτには、下記の如く算出するものとする。

ｒｋ＝ｋｐ（θｋｒ＝θｋ）（−ｋｖ　θｋ。

（４）　” 即ち、サブシステム２，３が行う安定化制御においては
式（４）°に示ず如く、股関節と足首関節の中の１つの
関節のトルクを計算するのに、その関節角（速）度の情
報だけでなく、他の関節角（速）度情報まで用いて総合
的（トータル）に制御を行っている。それに対し弐（４
）　”に示した膝関節のトルク計算においては、当該の
膝関節の角（速）度情報のみを用いている。即ち、トル
クを局所的（ローカル）な情報のみを用いて制御する。

この意味で、ザブシステム４の行う制御を”ローカル制
御“′と木明細書で定義する。

上記した様に本発明においては、全ての関節を式（４）
°から算出すると制御が非常に複雑になることを勘案し
、姿勢の安定性に重要と思われる関節トルクは総合的に
制御し、安定性において比較的重要度の低い関節トルク
は局所的に行う様にして制御の簡易化を図らだ。但し、
局所的な関節にであっても、その指令値は他の関節指令
値と協調する様に決定することは言うまでもない。尚、
トータル制御においては絶対角（速）度を用いると共に
、ローカル制御においては相対角（速）度を以下、本制
御装置の動作を説明すると、第７図はザブシステム１の
目標姿勢出力作業を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、先ずステップ１０で初期値を適宜設定
する。このとき、足首関節１８Ｒ（Ｌ）、２ＯＲ（Ｌ）
についてはトルク値を所定の範囲に抑制する。即ら、安
定した歩行を実現するためには脚部が路面に対して有効
な反力を発生できれば良く、その反力は主に支持脚例の
足首トルクが負担することになるが、これは余りに大き
くなると、却ってロボット自体が跳ね上がってしまって
姿勢を崩すことがある。それを回避するため、足誼関節
トルクに上限を設ける如く構成する。

次いで、ＳＩ２において右足支持目標姿勢を出力する。

これば第１２図においてｐｈａｓｅ　１〜３までの時系
列の目標姿勢を前記した如く各サブシステムに出力する
ことを意味する。各サブシステム２〜４は、その目標姿
勢となる様に安定化と関節角の制御を行うことになる。

尚、このフロー・チャートにおいては右足支持から開始
しているか、左足支持から始めるときは、フロー・チャ
ート中の左右を入れ換えれば良い。また、この片足支持
期においてはＳ　１．　Ｏに関して述べた様に、足首ト
ルクには上限値を設けて、跳ね上がりを防止する。

次いでＳｌ、ＩＩに至り、左前へ倒れ込目標姿勢を出力
する。これは第１２図のｐｈａｓｅ　４に相当する。即
ち、動歩行を実現するために、左足の着地に備えて系の
重心を左前方に移動すべく目標姿勢を設定する。このと
き遊脚の着床に備えて前記した如く、足首トルクには上
限を設けて過大な衝撃を吸収し、衝撃の少ない倒れ込目
標姿勢を出力する。

次いで、Ｓ１６において左足の着床状態を検出する。

第１３図はその検出を示すザブルーチン・フロー・チャ
ー１・であり、同図に従って説明すると、先ず５１（１
０で接地スイッチ（左足側）の出力を入力し、５１（１
２でオン、即ち接触が検出されると、５１（１４に至り
、そこで前記した６軸カセンサの出力から該当する側の
左足荷重Ｆｚ−１，を検出する。次いで３１０６に進ん
で、検出値を適宜設定する基準値Ｆ　ｚ−ＲＥＦＩと比
較し、それを超えていれば３１０８に移行して着床と検
出する。また５Ｉ（１２．１０６で否定されるときはＳ
　１．　Ｉ　Ｏにおいて未だ着床していないと判断する
。

即ち、接地スイッチの出力のみから接触の有無を検出し
て着床を判断するのではなく、所定以上の荷重が加わっ
た時点で着床と判断するとごろから、ロボットの体重を
支持する脚部を的確に判別することができる。

第７図に戻ると、続いてＳ１８において前記したサブル
ーチン・フロー・チャー）・の判断から左足の着床の有
無を判定し、着床と判断されるときは次いで３１９にお
いで両足支持目標姿勢を出力する。即ち、ＳＩＢで荷重
を通じて着床と判定されるまで遊脚リンクの関節指令値
を路面に対する傾きが常に一定となる様に出力し続け、
遊脚着床姿勢になっても実際に遊脚の着床が荷重を通じ
て検出されるまでは片足支持姿勢を出力し続けるので、
遊脚リンクの路面に対する傾きが指令４ｆｉ、通りに常
に一定となり、常時同一姿勢で着床し、両足支持期の初
期姿勢が毎歩行周期において路間−となり、着床衝撃も
一定となって安定して両足支持状態に遷移させることが
できる。

続いてＳ２０に進んで右足の離床状態を検出する。

第１４図はその検出を示すサブルーチンフロー・チャー
トであり、先ず５２（１０で接地スイッチ（右足側）の
出力を入力し、５２（１２でオン、即ち、未だ接触中と
判断されるときは５２（１４に至り、そこで該当する側
の右足荷重Ｆ　ｚ−Ｒを入力し、次いで８２０６で第２
の所定値Ｆｚ−ＲＥＦ２と比較し、それより小さいと判
断されるときは３２０８で右足離床と判断する。また３
２０６で否定されるときは、５２１０に進み、そこで未
だ離床していないと判断する。尚、５２（１２でオフと
判断されるときは直ちに８２０８に進み、離床と判断す
る。斯くの如く、離床の判断に際しても接触の有無では
なく、接触中であっても荷重が所定値未満であれば離床
と判断する様番こしたので、より的確に自重支持状態を
検出することができる。

尚、着床上離床については両足の荷重比から判定しても
良い。即ち、着床の場合には第１５図に示す如く、第１
３図フロー・チャー１・の５ＩＯ４，３１０６を５１（
１４Ａ、５Ｉ０６Ａに変え、５１（１４Ａで両足の荷重
Ｆ　ｚ−Ｒ，Ｆ　ｚ−Ｌを入力し、５１０６Ａで検出し
ようとする側の足の荷重を両足の荷重の和で除して得た
比を、適宜設定する基準値ＴＯＮと比較し、それを超え
ているとき着床と判断する様にしても良い。また離床に
ついても第１６図に示す如く、第１４図フロー・チャー
トの５２（１４，５２０６に変わる５２（１４Ａ、　　
５２０６Ａにおいて同様の比を求めて別の基準値ＴＯＦ
Ｆと比較し、それを下潮るとき離床と判断しても良い。

斯く構成するとき、ロボットの自重で正規化することが
でき、運搬重量の多寡に関わらず判定可能となってセン
サノイズ等に対する耐性を向上させることができる。尚
、基準値ｒＯＮ、ＯＦＦは０と１の間で夫々適宜設定す
る。

第７図に戻ると、Ｓ２２で右足が離床したと判断される
と３２４に進み、そこで左足支持目標姿勢を出力する。

即ち、右足が接地面から離れて左足支持の状態となった
とき左足支持の目標姿勢を出力し、安定化を図るもので
あり、このシーケンスを前後させると支持脚にトルクを
有効に発生させることができない場合が生じ得る。即ち
、右足が離床したことは左足が支持脚になることを意味
するので、左足が支持脚になる前に左足支持の目標姿勢
を出力すると、左足首にトルクを生じるが、左足側に未
だ体重がのっていないことから、結果的に路面を蹴りで
転倒することがあり、それを回避するために斯く構成す
る。

次いで、３２６〜３４において逆側の足について同様の
手順を繰り返し、Ｓ３６で歩行の終了と判断されると、
３３８に至って両足支持目標姿勢を出力して終わる。

続いて、第１７図フロー・チャートを参照してサブシス
テム２，３での制御卸を説明する。これは今述べた第７
図フロー・チャートで出力された−３０＝ 目標姿勢を受け、その姿勢となるべく安定化制御を行う
ものである。

以下説明すると、先ず５３（１０で目標姿勢を入力する
。これは具体的にはリンク角度で示される。

次いで、５３（１２で傾斜角センサ１（１０．１（１２
の出力を入力する。このセンサの場合には検出値が角速
度で示される。次いで、５３（１４でエンコーダ出力を
入力する。この場合には各関節の角度は相対角で示され
る。次いで、５３０６に至り、そこで傾斜角センサ検出
値を積分して角度（絶対角）に変換する。具体的には第
１８図に示す如く、傾斜角センサの２軸に対する出力値
（絶対角）とエンコーダの出力値（相対角）とを組み合
わせて所要の関節角度（角速度）を計算するものであり
、例えば遊脚の絶対角θ３及びその角速度θ３は、上体
リンクの絶対角を示ず傾斜センサ出力φとリンク間の相
対角（関節角）ｑから、θ３−π−（φ＋ｑ） θ３−−φ−ｑ と求める。即ち、胴体部（上体）リンクの絶対座標に対
する傾斜角（速）度を求め、その値と上体リンクに対す
る脚部リンクの相対角（速）度から、脚部リンクの絶対
座標に対する傾斜角（速）度を求める如くした。尚、エ
ンコーダ出力値から相対角速度を求めるときは、所定時
間当たりの１階差分を使用する。

次いで、３３０８において各目標リンク角と実際リンク
角とが合致しているか否か判断し、目標姿勢にないと判
断されるときは５３１０に進んで、前記した安定化制御
による関節１−ルクを算出する。例えば、目標姿勢が第
７図フロー・チャートの３１２で出力された右足支持目
標姿勢であるとすると、サブシステム２は前後方向、即
ち右足側の足間ｗ１８Ｒと股関節１２Ｒ，１２Ｌについ
て、サブシステム３は左右方向、即ち右足の足首関節２
０Ｒと腰関節１４Ｒ，１４Ｌとについて先に示した式（
５）となるべく、式（４）に基づいて関節トルク値を決
定する。このとき角度についてのフィードバックゲイン
Ｆｐと角速度についてのフィードバックゲインＦｖを適
宜設定し、結果的に目標角度に収束する様に制御する。

尚、このとき歩行路面に応じて安定性に寄与する優先度
を勘案して制御値を決定し、平地歩行の場合は支持脚の
足首関節、支持脚の股関節、遊脚の股関節の順に制御値
を決定するものとする（階段歩行のときは、支持脚の足
首関節、膝関節、支持脚の股関節、遊脚の股関節の順と
なろう）。その結果、例えば制御時間が不足することが
あっても、自重を支持する支持脚の足首トルクは最小限
決定することができる。またフィートバンクゲインにつ
いても、遊脚は歩行において最も高速に動く必要がある
ことから、支持脚リンク、上体リンク、遊脚リンクの順
で応答速度が上昇する様にゲインを調節する。

次いで、５３１２で決定した関節トルク値をモータ電流
値に変換し、５３１４でサーボアンプ１２６に出力して
電動モータ７４等を駆動し、３３０８で一致したと判断
されるまで、斯るループを繰り返す。

第１９図はサブシステム４の行うローカル制御を示すフ
ロー・チャートである。

同図を参照して説明すると、先ず３４（１０で第７図フ
ロー・チャートで出力される目標関節角を入力し、５４
（１２で実際の関節角（相対角）と関節角速度を検出す
る。即ち、遊脚側の膝関節等は絶対角（速）度で求めて
も股関節が駆動されると変位することから、前述した様
に、このローカル制御においては相対角（速）度を使用
する。

次いで、５４（１４で実際の関節角が目標関節角に合致
するか否か判断し、合致しないと判断されるときは８４
０６で前記した式（４）　”を使用して関節トルクを算
出する。次いで、３４０８〜４１０で算出値を電流値に
変換して電動モータ８５等に供給し、５４（１４で目標
関節角に一致したと判断されるまで、このループを繰り
返す。

本実施例においては絶対座標に対するリンク角（速）度
を求め、それに基づいて姿勢の安定化制御を行う様にし
たので、例えば第２０図に示す様に、その（ａ）の平坦
路面での歩行は固より、その（ｂ）の凹凸路面を歩行す
るときもリンクの絶対角（速）度を検出し、不安定な姿
勢にあれば直ちに同図（ｃ）に示す如く姿勢角を修正す
るこができ、常に安定した歩行制御を実現することがで
きる。

また安定化制御に際しても対象関節を必要最小限に止め
て前後左右の運動に分解して協調制御すると共に、残余
の関節については局所的に制御し得る様に構成したので
、制御そのものを簡易なものとすることができる。

また速度成分についてフィートハック制御を行って所期
の姿勢角を実現すると共に、そのフィードバックゲイン
を調節し、各リンクに要求される応答速度に即応する如
く構成したので、安定した高速歩行を一層良く実現する
ことができる。

第２１図は本発明の第２実施例を示すブロック図であり
、この例の場合、前記したゲインに周波数特性を持たせ
たものである。即ち、第１実施例においては、第２２図
に示す様に、ゲインを周波数に対しては一定値に固定し
たのに対し、第２３図に示す如く、周波数に応じて低減
する様に構成した。

これについて説明すると、歩行速度を上げるためにはリ
ンクの応答速度を上げる必要がある。

即ち、フィードバックゲインを大きくする必要がある。

また外乱が生じたときに備え、ゲインを上げておいて系
の反応を早め、外乱に対する安定性を向上させる必要が
ある。しかし、ゲインを大きくしてリンクの応答性を上
げると、高周波の振動が各リンクに生じ、更にゲインを
上げていくと、その高周波の振動がフィードバックルー
プ内で増幅され、発振を生じてしまう。これは、前記し
た式（１）の数学モデルは剛性モデルの様な低周波領域
でのみ成立するものであり、リンクの柔らかさ、ガタ、
撓み等の影響が現れる高周波領域の状態を正確に表現し
得ていないためである。

しかしながら、高周波領域まで含めた状態を正確に数学
モデルで表現するのは極めて困難であり、仮に表現でき
たとしても非常に複雑なモデルとなり、大容量で高価な
コンピユータが必要となって実現が殆ど不可能となる。

この発振の原因は高周波信号が減衰せず、増幅すること
によるものであるから、この高周波信号を減衰させれば
良い。そこで、本実施例においてはフィードバックゲイ
ンＦｐ、Ｆｖに周波数特性を持たせる如く構成した。即
ち、第２３図に示した様に、指令信号レベルの低周波領
域では比較的ゲインを高くし、リンクが弾性を示す高周
波領域では低くする様にした。具体的には第２１図に示
す様に、フィードバックループ内に高周波遮断のフィル
タを介挿する様にした。このフィルタの状態方程式は、 ｚ＝Ａｆ　ｚ−ｔ−Ｂｆ　ｖ ｕ＝ｃｆ　ｚ ここで、Ｚ：フィルタ（３人力、３出力）の状態変数 と表すことができ、Ａｆ、Ｂｒ、ＣＦを設計段階におい
て適宜設定することによりカットオフ周波数を任意に決
定することができる。本実施例の場合、第１７図フロー
・チャー１・の５３１０での関節トルク値の算出に当た
り、例えば遊脚の駆動速度に応じて可変、即ち常に遊脚
の応答周波数以上となる様に調節する。或いはカットオ
フ周波数は歩行周期に応じて可変に調節する。或いは、
ロボットが物体を上体に取り付けて運搬するときはロボ
ットのメカニズムの固有周波数が変化し、よって発振周
波数も変化するので、ｉ！！！搬重量定重量てカットオ
フ周波数を可変としても良い。それによって、発振を生
しない限度において歩行速度を上げることができる。尚
、この調節はソフトウェア手法に依らずに、電気フィル
タを用いても良いことは言うまでもない。

本実施例はフィードバックゲインを高周波域において小
さく設定する様に構成したので、関節リンクの弾性によ
る発振が生じない限度において、歩行周期乃至は駆動速
度を早めることができ、安定した高速歩行を一層良く実
現することができる。

第２４図は本発明の第３実施例を示すブロック線図であ
る。

第２実施例においてリンクの剛性の低下による発振の対
策について述べたが、更に考察を重ねた結果、減速機、
ベルト等のメカニズムのガタ、緩み等の非線型要素によ
る発振も見出された。これは電動モータが微小回転して
も、機械的なガタ等のため、それがリンク角に現れず、
電動モータの微小回転をフィードバックできないためと
考えられる。

対策としては、モータ軸に粘性抵抗を持たせて発振を抑
止することが考えられる。即ち、各関節角の電動モータ
回転数９に定数ｋ（ｋ：粘性係数〕を乗じてトルク指令
値にフィードバックする、いわゆるサーボ系の速度フィ
ードバックを行うことにより、粘性抵抗を与えて発振を
抑止することが考えられる。しかし電動モータに粘性抵
抗が生じるため、リンクの応答は鈍化し、高速歩行時に
支障となる。

そこで本実施例においてはその対策として、振動が歩行
周期より高い周波数領域で起こることに着目し、第２４
図（第２１図に一点鎖線Ｒで示す部分に対応する部分の
みを示す）に示す如く、電動モータ回転数４０をバイパ
スフィルタを通してフィードバックし、その帯域を通過
した値に係数ｋを乗じる様に構成した。第２５図にその
フィルタのゲイン特性を示す。

本実施例は上記の如く構成したので、歩行周期の様に回
転数の変化速度が低い場合には粘性抵抗が生ぜず、逆に
発振の如く変化速度が高い場合には粘性抵抗が大きくな
り、よってリンクの応答速度を低下することなく、発振
を効果的に抑制することができる。

第２６図は本発明の第４の実施例を示すブロック線図で
ある。

即ち、前述した電動モータに粘性抵抗を付は加えたモデ
ルを改めて求めると、先に示した（３）式％式％） と書き直すことができる。これに（４）式で示した状態
フィードバックを行うと、先の（５）式は、となる。

第２６図はこれを示す説明図であるが、同じ様な応答を
示す様に新たにＦν、、Ｆｐを設定し直すことにより、
リンクの応答を粘性によって鈍化させることなく、リン
クのガタ等による発振を効果的に抑制することができる
。

ここで付言すると、一般に機械的な粘性抵抗はエネルギ
を消費するので、移動ロボットとしては問題であるが、
本実施例及び先に示した第３実施例においては粘性抵抗
をソフトウェアで生成しているため、その問題が生じな
い。即ち、速度を検出し、それにソフトウェア手法を用
いて係数を乗じてトルク（電流）指令にフィードバック
してるため、そこではエネルギを消費することがない。

尚、本実施例及び第３実施例においてばソフトウェア手
法を用いてか、電気回路を用いても良く、更には第３実
施例の場合に機械的なフィルタ手段を設けても良い。

尚、上記実施例において、本発明を２足歩行の胸式移動
ロボットを例にとって説明してきたが、これに限られる
ものではなく、１速乃至は３足以上の胸式移動ロボット
にも妥当するものである（発明の効果） 請求項１項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は、
リンク機構の絶対座標における傾斜角（速）度を求めて
設定値との偏差を解消すべく前記リンク機構の関節駆動
制御値を決定する様に構成したので、凹凸のある路面に
おいても常に安定した動歩行を実現することができる。

請求項２項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は、
脚部リンクが支持脚状態にあるか遊脚状態にあるかを判
定する判定手段、支持脚リンクについて運動状態を検出
し、設定した状態方程式に基づいて目標値に追従させる
べく第１種の関節駆動制御値を決定すると共に、遊脚リ
ンクについて運動状態を検出して目標値に追従させるべ
く第２の関節駆動制御値を決定する様に構成したので、
換言すれば全関節についてモデルを想定して集中制御す
ることなく分散制御する、即ち、姿勢安走化により大き
な重要度を持つ関節についてのみ状態フィードバックを
行うと共に、より重要度の小さい関節は局所的に制御を
行う様に構成したことから、簡易な構成でありながら凹
凸のある路面においても常に安定した動歩行を実現する
ことができる。

請求項３項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は、
前記第１種の制′４ｎ値については絶対角度及び／又は
絶対角速度から運動状態を検出して決定すると共に、前
記第２種の制御値については相対角度及び／又は相対角
速度から運動状態を決定して制御値を決定する様に構成
したので、姿勢安定化により大きな重要度を持つ関節に
ついては絶対角（速）度を用いて的確に検出し、逆によ
り重要度の小さい関節は相対角（速）度で足る如く構成
したこととなって一層制御の簡易化を図ることができる
と共に、−層安定した動歩行を実現することができる。

請求項４項記載の脚式移動ロボッ１〜の歩行制御装置は
、複数本の脚部リンクが前記基体リンクに第１の関節を
介して結合されると共に、その接地端付近に第２の関節
を備え、第１の関節及び支持脚リンクの第２関節につい
て前記第１種の制御値を決定する様に構成したので、姿
勢安定化により重要度の高い基体と脚部リンクとの結合
関節と支持脚リンク側の関節を状態フィードバック制御
することとなって、簡易かつ一層安定度の高い動歩行を
実現することができる。

請求項５項記載の脚式移動ロボッＩ・の歩行制御装置は
、リンクに応じて制御値決定に優先順位を設ける様に構
成したので、例えば制御時間が不足するときであっても
最小限必要な関節については確実に安定制御を行うこと
ができる。

請求項６項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は、
遊脚リンクが着床するまで目標値を更新しない様に構成
したので、両足支持器の初期姿勢が毎歩行周期において
同一とし、着床衝撃も一定とすることが可能となって、
より円滑な安定歩行を実現することができる。

請求項７項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は、
その遊脚リンクの着床時の目標値を一定値とする様に構
成したので、両足支持器の初期姿勢が毎歩行周期におい
て同一となり、また着床衝撃も同一となって、安定して
両足支持器に遷移させることができる。

請求項８項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は、
関節の応答速度を遊脚リンクが最も早くなる様に構成し
たので、安定した高速歩行を実現することができる。

請求項９項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は、
脚部リンクの着床、離床を荷重から判断する様に構成し
たので、より的確に脚部リンクの自重支持状態を判別す
ることができる。

請求項１０項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は
、脚部リンクの足首関節トルクに上限値を設ける様に構
成したので、過大な［・ルクが生じて姿勢を崩すことが
なく、安定姿勢を有効に保持することができる。

請求項１１項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は
、上限値を着床時と離床時とで相違させる様に構成した
ので、跳ね上がりを防止することができ、また立脚切換
時に有効な蹴脚力を与えることができる。

請求項１２項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は
、フィードバック・ゲインに周波数特性を与える様に構
成したので、発振を抑止しつつ安定した高速歩行を実現
することができる。

請求項１３項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は
、カットオフ周波数を遊脚の応答周波数以上である様に
構成したので、発振を抑制しつつ遊脚の駆動速度を向上
させることができ、安定した高速歩行を実現することが
できる。

請求項１４項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は
、カットオフ周波数を歩行周期及び／又は可搬重量に応
じて可変に構成したので、発振を抑制しつつ安定した高
速歩行を実現することができる。

請求項１５項記載の胸式移動ロボットの歩行制御装置は
、アクチュエータ出力を前記第１の制御値にフィードバ
ックしてアクチュエータ出力にＧ 粘性抵抗を付与する様に構成したので、歩行時のリンク
の応答速度を低下させることなく、減速機、ヘル）・等
の機械的なガタ、緩みに起因する発振現象を効果的に抑
制することができる。而して、その粘性抵抗を付与する
ことによって生しるエネルギ消費はソフトウェア手法に
よる仮想的な粘性抵抗とするか、或いは請求項１６項に
示す如くに所定基−Ｌの高周波域において行うものとす
る。

請求項１７項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置は
、脚部リンクの絶対角（速）度を基体の絶対角（速）度
とそれに対する脚部リンクの相対角（速）度から求める
様にしたので、少ない個数の傾斜角センサで全てのリン
クの絶対座標上の位置を検出することができ、それに基
づいて有効に安定姿勢制御を実現するごとができる。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明に係る胸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図はその股関節の構造を詳
細に示す断面図、第３図は第２図■−■線断面回、第４
図は第１図の膝関節以下の部位を示す説明側面図、第５
図はそのＶ−Ｖ線部分断面図、第６図は制御ユニットの
説明ブロック図、第７図は本制御装置のザブシステム１
の動作を示すフロー・チャート、第８図は本発明に係る
胸式移動ロボットの運動を示す説明図、第９図はその運
動を状態方程式で表すときの運動モデル、第１０図はそ
の状態フィードバック制御の説明ブロック線図、第１１
図は前記制御ユニットのト−タル制御とローカル制御と
総合的に示す説明図、第１２図は本発明に係る胸式移動
ロボットの歩行動作を前後左右の運動から経時的に示す
説明図、第１３図は第７図フロー・チャー１・中の着床
検出作業を示すザブルーチン・フロー・チャー１・、第
１４図は同様に離床検出作業を示すサブルーチン・フロ
ー・チャート、第１５図は第１３図と同様の着床検出作
業の別の例を示すサブルーチン・フロー・チャー１・、
第１６図は第１４図と同様の離床検出作業の別の例を示
すサブルーチン・フロー・チャート、第１７図は前記制
御ユニッＩ・のサブシステム２．３の動作を示すフロー
・チャー１・、第１８図は脚部関節の実際の角度算出例
を示す説明図、第１９図は前記制御ユニントのザブシス
テム４の動作を示すフロー・チャー１・、第２０図（ａ
）（ｂ）（ｃ）は２足歩行ロボットの歩行動作を示す説
明図、第２１図は本発明の第２実施例を示す説明ブロン
ク線図、第２２図は第１実施例のフィードバックゲイン
の周波数特性を示す説明特性図、第２３図は第２実施例
のフィードバックゲインの周波数特性を示す説明特性図
、第２４図は本発明の第３実施例を示す説明ブロック線
図、第２５図はそこで使用されるバイパスフィルタのゲ
イン特性を示す説明図及び第２６図は本発明の第４実施
例を示す説明プロ・ンク線図である。 １・・・胸式移動ロボット（２足歩行ロボット）１０Ｒ
，ＩＯＬ・・・脚部回旋用の関節（軸）、１２Ｒ，１２
Ｌ・・・股部のピッチ方向の関節（軸）、１．４Ｒ，１
４Ｌ・・・股部のロール方向の関節（軸）、１６Ｒ，１
６Ｌ・・・膝部のピッチ方向の関節（軸）、１８Ｒ，］
８１．・・・足首部のピッチ方向の関節（軸）、２０Ｒ
，２ＯＬ・・・足首部のロール方向の関節（軸）、２２
Ｒ２２Ｌ・・・足部、２４・・・胴体部、２６・・・制
御ユニット、２７Ｒ，２７Ｉ−・・・大腿リンク、２８
Ｒ，２８Ｌ・・・下腿リンク、３０・・・腰板、３２，
５６，７２，８４，９２．９４・・・ハーモニック減速
機、３４・・・プーリ、３５．５４，８２．９０・・・
ベルト、３６．５２７４．８０，８８．９６・・　・電
動モータ、３７．５３，７５，８１．８９・　・・ロー
タリエンコーダ、３８・・・フレックスリング、４０，
６０．７６・・・固定リング、４２，５８．７８・・出
力リング、４４．６２・・・出力部材、５０．７１・・
・ヨーク部材、５１．８５・・・空洞、７９．８７・・
・凹部、９８・・・６軸カセンサ、９９・・・接地スイ
ンチ、１．（１０，１（１２・・・傾斜角センサ、１（
１４・・・Ａ／Ｄ変換回路、１０６・・・カウンタ、１
．０８．、、Ｄ／Ａ変換回路、１１０・・・波形整形回
路、１１１・・コモンバス、１１２ａ、ｂ　　ｃ、ｄ・
・・口ｌミ入５０ −カルハス、１１４　１１６　１．１８　１２０・・・
演算装置（ザブ・システムＬ　　１１４ａ、１１６ａ、
１１８ａ、１２０ａ・＝ＲＯＭ、１１４ｂ、１１６ｂ、
１１８ｂ、１２０ｂ・・・ＲＡＭ、１２６・・・サーボ
アンプ、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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基体と、それに結合される脚部リンクとからなる
   リンク機構を備えた脚式移動ロボットの歩行制御装置に
   おいて、 ａ、前記リンク機構の絶対座標における絶対角度及び／
   又は絶対角速度を検出する絶対角度検出手段、 ｂ、前記リンク機構の目標角度及び／又は目標角速度を
   設定する目標角度設定手段、 ｃ、前記絶対角度検出手段及び目標角度設定手段の出力
   を入力して設定値と検出値の偏差を求め、偏差を減少さ
   せるべく前記リンク機構を駆動する関節駆動制御値を決
   定する制御値決定手段、 及び ｄ、決定された制御値に応じて前記リンク機構を駆動す
   るアクチュエータ、 を備えたことを特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御
   装置。 （２）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、前記複数本の
   脚部リンクが支持脚状態にあるか遊脚状態にあるかを判
   定する判定手段、 ｂ、支持脚リンクについて運動状態を検出し、設定した
   状態方程式に基づいて目標値に追従させるべく第１種の
   関節駆動制御値を決定すると共に、遊脚リンクについて
   運動状態を検出して目標値に追従させるべく第２種の関
   節駆動制御値を決定する制御値決定手段、 及び ｃ、決定された制御値に応じて脚部リンクを駆動するア
   クチュエータ を備えたことを特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御
   装置。 （３）前記制御値決定手段は、前記第１種の制御値につ
   いては絶対角度及び／又は絶対角速度から運動状態を検
   出して決定すると共に、前記第２種の制御値については
   相対角度及び／又は相対角速度から運動状態を検出して
   決定することを特徴とする請求項２項記載の脚式移動ロ
   ボットの歩行制御装置。 （４）前記複数本の脚部リンクが前記基体リンクに第１
   の関節を介して結合されると共に、その接地端付近に第
   ２の関節を備え、前記制御値決定手段は、該第１の関節
   及び支持脚リンクの該第２の関節について前記第１種の
   制御値を決定することを特徴とする請求項２項記載の脚
   式移動ロボットの歩行制御装置。 （５）前記制御値決定手段は、支持脚リンクの第２関節
   、支持脚リンクの第１関節、遊脚リンクの第１関節の順
   に前記第１種及び第２種の制御値を決定することを特徴
   とする請求項２項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装
   置。 （６）前記制御値決定手段は、遊脚リンクが着床するま
   では目標値を更新しないことを特徴とする請求項２項記
   載の脚式移動ロボットの歩行制御装置。 （７）前記遊脚リンクの着床時の目標値を一定値とする
   ことを特徴とする請求項６項記載の脚式移動ロボットの
   歩行制御装置。 （８）前記関節の応答速度が支持脚リンク、基体リンク
   、遊脚リンクの順で上昇する様に前記フィードバック・
   ゲインを調節することを特徴とする請求項２項記載の脚
   式移動ロボットの歩行制御装置（９）前記脚部リンクの
   着床、離床を脚部リンクに加わる荷重から検出すること
   を特徴とする請求項６項又は７項記載の脚式移動ロボッ
   トの歩行制御装置。 （１０）前記支持脚リンクの第２関節の第１種の制御値
   に上限値を設けることを特徴とする請求項２項記載の脚
   式移動ロボットの歩行制御装置。 （１１）前記上限値を遊脚リンクの着床時と支持脚リン
   クの離床時とで相違させることを特徴とする請求項１０
   項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置。 （１２）前記フィードバック・ゲインをフィードバック
   信号の周波数特性に応じて可変とし、所定周波数を基準
   としてそれを超える帯域でのゲインをそれを下廻る帯域
   でのゲインより小さくしたことを特徴とする請求項１項
   乃至１１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。 （１３）前記所定周波数を遊脚の応答周波数以上とする
   ことを特徴とする請求項１２項記載の脚式移動ロボット
   の歩行制御装置。 （１４）前記所定周波数を歩行周期及び／又は可搬重量
   に応じて可変とすることを特徴とする請求項１２項記載
   の脚式移動ロボットの歩行制御装置。 （１５）前記アクチュエータ出力を前記第１種の制御値
   にフィードバックして前記アクチュエータ出力に粘性抵
   抗を付与することを特徴とする請求項２項乃至１４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。 （１６）前記フィードバックを所定以上の高周波域で行
   うことを特徴とする請求項１５項記載の脚式移動ロボッ
   トの歩行制御装置。 （１７）脚部リンクの絶対角度及び／又は絶対角速度を
   、基体の絶対角度及び／又は絶対角速度と、該基体に対
   する脚部リンクの相対角度及び／又は相対角速度とから
   求めることを特徴とする請求項１項又は３項記載の脚式
   移動ロボットの歩行制御装置。