JPH08216066A - 脚式移動ロボットの歩行制御装置 - Google Patents
脚式移動ロボットの歩行制御装置Info
- Publication number
- JPH08216066A JPH08216066A JP6856395A JP6856395A JPH08216066A JP H08216066 A JPH08216066 A JP H08216066A JP 6856395 A JP6856395 A JP 6856395A JP 6856395 A JP6856395 A JP 6856395A JP H08216066 A JPH08216066 A JP H08216066A
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- JP
- Japan
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- operator
- link mechanism
- mobile robot
- control device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オペレータの動きを人型の脚式ロボットにト
レースし外界の負荷をオペレータにフィードバックする
事により２足歩行での動歩行を実現する。 【構成】 脚式移動ロボットの各関節を対称型バイテラ
ル系サーボで構成しオペレータを搭乗させる。
レースし外界の負荷をオペレータにフィードバックする
事により２足歩行での動歩行を実現する。 【構成】 脚式移動ロボットの各関節を対称型バイテラ
ル系サーボで構成しオペレータを搭乗させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脚式移動ロボットの歩
行制御装置に開し、平地では２足歩行を実現し、凸凹の
ある路面や急斜面での移動も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。
行制御装置に開し、平地では２足歩行を実現し、凸凹の
ある路面や急斜面での移動も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。
【０００２】
【従来の技術】人間の２足歩行では、２脚接地している
時と１脚が接地している時とが交互に現れいずれも動的
安定を保った姿勢保持を必要とする。それにはある程度
以上の移動スピードが必要であり、ゆっくり歩くときは
１脚で静的安定を保つ時間が長くなるため体が大きく左
右に揺れる不自然な歩行となる。動歩行を実現するため
にはスピードと蹴る力が必要で、それには強力で制御性
のよいアクチュエーターが必要である。ところが、その
ようなアクチュエーターを実現するためには電気モータ
ーではパワー不足であり、かといって空気アクチュエー
ターでは付帯設備や制御性などに問題があるため、移動
ロボットとして重要な自立性を実現することは容易では
ない。
時と１脚が接地している時とが交互に現れいずれも動的
安定を保った姿勢保持を必要とする。それにはある程度
以上の移動スピードが必要であり、ゆっくり歩くときは
１脚で静的安定を保つ時間が長くなるため体が大きく左
右に揺れる不自然な歩行となる。動歩行を実現するため
にはスピードと蹴る力が必要で、それには強力で制御性
のよいアクチュエーターが必要である。ところが、その
ようなアクチュエーターを実現するためには電気モータ
ーではパワー不足であり、かといって空気アクチュエー
ターでは付帯設備や制御性などに問題があるため、移動
ロボットとして重要な自立性を実現することは容易では
ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】２足歩行での動歩行お
よび凸凹のある路面や急斜面での移動を実現するため
に、強力で制御性のよいアクチュエーターとして内燃機
関を動力源とする油圧アクチュエーターを使用しコンピ
ューターの能力不足を解消するためにオペレータが歩行
する動きをトレースする事が出来なおかつ外界の負荷を
オペレータにフィードバックする対称型バイテラル系サ
ーボで各関節を構成する人型のリンク機構を備えた脚式
移動ロボットの歩行制御装置を提案する事にある。
よび凸凹のある路面や急斜面での移動を実現するため
に、強力で制御性のよいアクチュエーターとして内燃機
関を動力源とする油圧アクチュエーターを使用しコンピ
ューターの能力不足を解消するためにオペレータが歩行
する動きをトレースする事が出来なおかつ外界の負荷を
オペレータにフィードバックする対称型バイテラル系サ
ーボで各関節を構成する人型のリンク機構を備えた脚式
移動ロボットの歩行制御装置を提案する事にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、胴体リンクとそれに結合される腕部リ
ンクおよび脚部リンクとからなる人型のリンク機構を備
えた脚式移動ロボットの歩行制御装置において、前記リ
ンク機構の各関節を対称型バイテラル系サーボで構成し
マスター側の型式を全身装着型としオペレータの全身に
装着してマスター側の各関節角度を制御する事により、
スレーブ側にオペレータの動きをトレースし、なおかつ
スレーブ側の負荷をオペレータにフィードバックするよ
うに構成した。
めに、本発明は、胴体リンクとそれに結合される腕部リ
ンクおよび脚部リンクとからなる人型のリンク機構を備
えた脚式移動ロボットの歩行制御装置において、前記リ
ンク機構の各関節を対称型バイテラル系サーボで構成し
マスター側の型式を全身装着型としオペレータの全身に
装着してマスター側の各関節角度を制御する事により、
スレーブ側にオペレータの動きをトレースし、なおかつ
スレーブ側の負荷をオペレータにフィードバックするよ
うに構成した。
【０００５】
【作用】人型のリンク機構にオペレータの動きをトレー
スし、なおかつ人型のリンク機構にかかる外界の負荷を
オペレータにフィードバックするように構成したので、
オペレータは各関節の動きを意識することなく人型のリ
ンク機構のすべての関節を同時に制御することが出来
る、この事によりオペレータは全身の姿勢あるいは手足
の移動すべき位置と方向のみを感覚的に指示すればよく
操作は容易であり複雑な制御を必要とせず、脚式移動ロ
ボットの２足歩行での動歩行および凸凹のある路面や急
斜面での移動を実現することが出来る。
スし、なおかつ人型のリンク機構にかかる外界の負荷を
オペレータにフィードバックするように構成したので、
オペレータは各関節の動きを意識することなく人型のリ
ンク機構のすべての関節を同時に制御することが出来
る、この事によりオペレータは全身の姿勢あるいは手足
の移動すべき位置と方向のみを感覚的に指示すればよく
操作は容易であり複雑な制御を必要とせず、脚式移動ロ
ボットの２足歩行での動歩行および凸凹のある路面や急
斜面での移動を実現することが出来る。
【０００６】
【実施例】請求項１の実施例について図面を参照して説
明すると、図１において人型リンク機構の関節数を胴体
リンクで３自由度、腕部リンクで６自由度、脚部リンク
で６自由度、とする場合全身の関節数は２７ヵ所となり
この各関節に角度センサおよびその関節に対応した油圧
アクチュエーターがそれぞれ付く、そしてこのリンク機
構をスレーブ側とした場合この人型リンク機構と相似形
であるマスター側にも同じく２７ヵ所の各関節に角度セ
ンサと油圧アクチュエーターがそれぞれ付く事になる。
明すると、図１において人型リンク機構の関節数を胴体
リンクで３自由度、腕部リンクで６自由度、脚部リンク
で６自由度、とする場合全身の関節数は２７ヵ所となり
この各関節に角度センサおよびその関節に対応した油圧
アクチュエーターがそれぞれ付く、そしてこのリンク機
構をスレーブ側とした場合この人型リンク機構と相似形
であるマスター側にも同じく２７ヵ所の各関節に角度セ
ンサと油圧アクチュエーターがそれぞれ付く事になる。
【０００７】上記の構造を基本として図６に示す実施例
１の搭乗型と図７に示す実施例２の遠隔操作型を構成す
る。
１の搭乗型と図７に示す実施例２の遠隔操作型を構成す
る。
【０００８】まず実施例１の搭乗型では、オペレータお
よびスレーブ側の人型リンク機構などの操作機器および
油圧機器とその付帯設備および内燃機関など必要なすべ
ての機能を搭載し自立性を実現した脚式移動ロボットで
ある、またマスター側とスレ−ブ側の接続方法は図２に
示すよう胴体リンクの中で同じフレーム部分どうしで固
定する事になる。
よびスレーブ側の人型リンク機構などの操作機器および
油圧機器とその付帯設備および内燃機関など必要なすべ
ての機能を搭載し自立性を実現した脚式移動ロボットで
ある、またマスター側とスレ−ブ側の接続方法は図２に
示すよう胴体リンクの中で同じフレーム部分どうしで固
定する事になる。
【０００９】そして実施例２の遠隔操作型では、オペレ
ータおよびスレーブ側の人型リンク機構などの操作機器
および内燃機関などスレーブ側だけの動きに直接関係の
ない部分を安全な別室などに接地できるのでかなりの軽
量化ができる、ただしスレーブ側の姿勢をマスター側に
伝える機能およびカメラなどの視覚機能およびマイクな
どの聴覚機能などを追加した脚式移動ロボットである、
またスレーブ側の姿勢をマスター側に伝える伝達方法は
図２に示すように胴体リンクの中で同じフレーム部分ど
うしで固定したような状態にする事になる。
ータおよびスレーブ側の人型リンク機構などの操作機器
および内燃機関などスレーブ側だけの動きに直接関係の
ない部分を安全な別室などに接地できるのでかなりの軽
量化ができる、ただしスレーブ側の姿勢をマスター側に
伝える機能およびカメラなどの視覚機能およびマイクな
どの聴覚機能などを追加した脚式移動ロボットである、
またスレーブ側の姿勢をマスター側に伝える伝達方法は
図２に示すように胴体リンクの中で同じフレーム部分ど
うしで固定したような状態にする事になる。
【００１０】図３に示す請求項２の油圧回路は本発明の
ために独自に考案したものでその動きを説明する、まず
起動するとマスター側とスレーブ側がお互いに同じ角度
になろうとする、そして同じ角度になるとお互いがフリ
ーな状態になり外力を受入てアクチュエーターは動いて
しまう、そしてまたお互いに同じ角度になろうとする、
この動きを高速で繰り返すことで対称型バイテラル系サ
ーボの機能を果たすものである。
ために独自に考案したものでその動きを説明する、まず
起動するとマスター側とスレーブ側がお互いに同じ角度
になろうとする、そして同じ角度になるとお互いがフリ
ーな状態になり外力を受入てアクチュエーターは動いて
しまう、そしてまたお互いに同じ角度になろうとする、
この動きを高速で繰り返すことで対称型バイテラル系サ
ーボの機能を果たすものである。
【図１】スレーブ側のフレームと各関節の配置を示す全
体図である。
体図である。
【図２】胴体リンクによるマスター側とスレーブ側の接
続方法の例を示す側面図である。
続方法の例を示す側面図である。
【図３】請求項２で脚部リンクの各関節に使用する対称
型バイテラル系サーボにおける制御系の油圧回路であ
る。
型バイテラル系サーボにおける制御系の油圧回路であ
る。
【図４】図３のバイテラル系サーボにおけるコントロー
ラ１の処理内容を示すフローチャートである。
ラ１の処理内容を示すフローチャートである。
【図５】図３のバイテラル系サーボにおけるコントロー
ラ２の処理内容を示すフローチャートである。
ラ２の処理内容を示すフローチャートである。
【図６】実施例１の搭乗型脚式移動ロボットの予想図で
ある。
ある。
【図７】実施例２の遠隔操作型脚式移動ロボットの予想
図である。
図である。
１ａ 内燃機関 １ｂ モーター ２ 電磁弁 ３ 油圧アクチュエーター ４ フレーム ５ ポンプ ６ 角度センサ ７ａ コントローラ１ ７ｂ コントローラ２ ８ 胴体リンクの関節 ９ 腕部リンクの関節 １０ 脚部リンクの関節 １１ 油圧機器の付帯設備 １２ オペレータ １３ 脚式移動ロボットのスレーブ側
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年８月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【図５】
Claims (2)
- 【請求項１】 胴体リンクとそれに結合される腕部リン
クおよび脚部リンクとからなる人型のリンク機構を備え
た脚式移動ロボットの歩行制御装置において、前記リン
ク機構の各関節を対称型バイテラル系サーボで構成し、
マスター側の型式を全身装着型としオペレータの全身に
装着してマスター側の各関節角度を制御する事により、
スレーブ側にオペレータの動きをトレースしなおかつス
レーブ側にかかる負荷をオペレータにフィードバックす
ることを特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御装置。 - 【請求項２】 前記脚式移動ロボットの歩行制御装置に
おいて対称型バイテラル系サーボのマスター側とスレー
ブ側の角度センサにアブソリュート型エンコーダを使用
し、２台のコントローラでマスター側とスレーブ側をそ
れぞれ制御し、油圧制御弁にオールポートオープンを使
用した油圧回路を脚部リンクの各関節に備えた事を特徴
とする脚式移動ロボットの歩行制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6856395A JPH08216066A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 脚式移動ロボットの歩行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6856395A JPH08216066A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 脚式移動ロボットの歩行制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08216066A true JPH08216066A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=13377362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6856395A Pending JPH08216066A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 脚式移動ロボットの歩行制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08216066A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5841258A (en) * | 1997-01-31 | 1998-11-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Remote control system for legged moving robot |
| GB2336890A (en) * | 1998-01-14 | 1999-11-03 | Ian Coker | Remotely controlled robotic toy |
| ES2154143A1 (es) * | 1998-05-06 | 2001-03-16 | Sanmartin Vicente Ra Hernandez | Robot androide multifuncion. |
| WO2002028601A1 (fr) | 2000-09-29 | 2002-04-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Robot bipede |
| WO2002040227A1 (fr) * | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif de commande a distance de robot bipede |
| JP2007175831A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Kawada Kogyo Kk | 歩行ロボット |
| JP2008178973A (ja) * | 2001-02-27 | 2008-08-07 | Anthrotronix Inc | 信号通信システム |
| WO2010130288A1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Richard Bernard Schaper | Method for operating a cylinder, system and mannequin robot comprising the same |
| JP2020520312A (ja) * | 2017-05-17 | 2020-07-09 | ティペット，ジョナサン | ジョイントのための制御システムおよびその操作方法 |
| WO2022176062A1 (ja) * | 2021-02-17 | 2022-08-25 | カワサキモータース株式会社 | エネルギー発生ユニット及びエネルギー供給システム |
| EP3960390A4 (en) * | 2019-04-26 | 2023-01-18 | Honda Motor Co., Ltd. | MOVING BODY HANDLING DEVICE AND HANDLING SYSTEM |
-
1995
- 1995-02-17 JP JP6856395A patent/JPH08216066A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6945341B2 (en) * | 2000-09-29 | 2005-09-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Bipedal robot |
| EP1344610A4 (en) * | 2000-09-29 | 2008-04-02 | Honda Motor Co Ltd | ROBOT WITH TWO FEET |
| CN100389937C (zh) * | 2000-09-29 | 2008-05-28 | 本田技研工业株式会社 | 双脚行走机器人 |
| WO2002040227A1 (fr) * | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif de commande a distance de robot bipede |
| US6789338B2 (en) | 2000-11-17 | 2004-09-14 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Remote controller of biped robot |
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| WO2022176062A1 (ja) * | 2021-02-17 | 2022-08-25 | カワサキモータース株式会社 | エネルギー発生ユニット及びエネルギー供給システム |
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