JPH10291184A - 二足歩行型ロボットの遠隔制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オペレータが自身の操作動作によりロボットの
脚体の動作を感覚的に認識しつつ、確実にロボットの脚
体の所望の動作を行わしめることができる二足歩行型ロ
ボットの遠隔制御システムを提供する。 【解決手段】シート１４に着座して上体を支持したオペ
レータＯＰの両足平を可動に支持する足平支持機構１５
を備える。二足歩行型ロボットを歩行させる際に、オペ
レータＯＰは足平架台１６に支持した足平を自身が歩く
ようにして動かし、その動作状態（着床／離床動作や足
平の位置／姿勢）を検出する。検出したオペレータＯＰ
の足平の動作状態に応じてロボットにその脚体の動作を
指令する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二足歩行型ロボッ
トの遠隔制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットの遠隔制御システムにあって
は、ロボットの動作をジョイスティック等の操作子の操
作によりロボットに指令するものが従来より知られてい
る。

【０００３】この種のシステムでは、例えば二足歩行型
ロボットを前進側に歩行させる際には、オペレータがジ
ョイスティック等の操作子をロボットの前進側に対応す
る向きに操作し、このとき、例えば該操作子の操作量に
よって、ロボットの歩行速度等を指令する。

【０００４】しかしながら、このようなシステムでは、
二足歩行型ロボットの歩行時の各脚体の動作（両脚の着
床、離床を交互に繰り返す動作）と、その動作に対応し
た操作子の操作とは全く異なる形態をとるため、オペレ
ータにとっては、ロボットの脚体の実際の動きが感覚的
に判りずらい。例えば、操作子の操作量によって、二足
歩行型ロボットの歩行速度を指令する場合、ロボットの
歩行速度が、オペレータが想定した歩行速度よりも早か
ったり、遅かったりしても、それを操作子の操作量から
感覚的にオペレータが知ることはできない。

【０００５】このため、上記のようなシステムでは、オ
ペレータが意図したロボットの動作を確実にロボットに
行わしめるためには、操作子の操作に熟練を要するもの
となっていた。

【０００６】また、ロボットの遠隔制御システムでは、
オペレータがその全身にマスター装置を装着して、例え
ば、ロボットを歩行させようとする場合に、オペレータ
自身が実際に歩行し、その歩行動作をマスター装置から
ロボットに指令するようにしたものが知られている。。

【０００７】しかしながら、このようなシステムでは、
ロボットの動作環境（ロボットを移動させる床形状やそ
の広さ等）と同じような環境の設備をマスター装置側に
設けておかなければならず、その結果、設備上の制約等
を受けて、ロボットを種々様々の環境下で広範囲にわた
って移動させることが困難なものとなっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、二足歩行型ロボットの歩行等を行わしめるに際し
て、オペレータが自身の操作動作によりロボットの脚体
の動作を感覚的に認識しつつ、確実にロボットの脚体の
所望の動作を行わしめることができると共に、ロボット
を種々様々の環境下で広範囲にわたって移動させること
ができる二足歩行型ロボットの遠隔制御システムを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、二足歩行型ロボットの脚体をオペレータ
の操作に応じて動作させる遠隔制御システムにおいて、
前記オペレータの上体を支持する上体支持機構と、該上
体支持機構に支持したオペレータの両足平をそれぞれ可
動に支持する足平支持機構と、該足平支持機構に支持し
たオペレータの各足平の動作状態を検出する足平動作状
態検出手段と、該足平動作状態検出手段により検出され
たオペレータの各足平の動作状態に応じて前記二足歩行
型ロボットにその各脚体の動作指令を与える脚体動作指
令手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】かかる本発明によれば、前記二足歩行型ロ
ボットの脚体を動作させる際には、オペレータは、自身
の上体を前記上体支持機構に支持すると共に、自身の両
足平を前記足平支持機構に支持し、この状態で、オペレ
ータが二足歩行型ロボットの脚体を動作させようとする
形態（例えば歩行形態）でオペレータの両足平を動か
す。この時、前記足平動作状態検出手段によりオペレー
タの各足平の動作状態（例えば二足歩行型ロボットの各
脚体の離床動作に対応するオペレータの各足平の動作
や、該ロボットの各脚体の着床動作に対応するオペレー
タの各足平の動作、あるいは、各足平の時々刻々の位
置、姿勢もしくはこれらの時間的変化等、足平の動作の
内容を示すもの）が検出され、その検出されたオペレー
タの各足平の動作状態に応じて、前記脚体動作指令手段
によりロボットにその脚体の動作指令が与えられる。そ
して、ロボットの脚体は、与えられた動作指令に基づい
て動作する。

【００１１】従って、オペレータは、二足歩行型ロボッ
トの脚体を自身の足平の動作によって操作することとな
り、自身の足平の動作によりロボットの脚体の動作を認
識することが可能となる。また、オペレータは、自身の
上体を前記上体支持機構に支持した箇所で足平を動かす
ことで、ロボットの脚体の所要の動作を行わせることが
できるので、ロボットを移動させるために、オペレータ
自身が移動したりする必要はなく、ロボットの動作環境
を考慮して足平を動かすだけで、ロボットをその動作環
境上で、随意に移動させることができる。

【００１２】これにより、本発明のシステムによれば、
オペレータが自身の操作動作（足平の動作）によりロボ
ットの脚体の動作を感覚的に認識しつつ、確実にロボッ
トの脚体の所望の動作を行わしめることができると共
に、ロボットを種々様々の環境下で広範囲にわたって移
動させることができる。

【００１３】かかる本発明では、前記足平動作状態検出
手段が検出するオペレータの各足平の動作状態は、少な
くとも前記二足歩行型ロボットの各脚体の離床動作に対
応するオペレータの各足平の動作状態と、該二足歩行型
ロボットの各脚体の着床動作に対応するオペレータの各
足平の動作状態とを含む。

【００１４】すなわち、二足歩行型ロボットの移動（歩
行）は、人間と同様、その脚体の離床動作と着床動作と
の繰り返しによって行われるので、それぞれの動作に対
応するオペレータの足平の動作状態を検出して、それに
応じたロボットの脚体の動作指令をロボットに与えるこ
とで、オペレータの足平の動きに合わせたロボットの歩
行を的確に行うことができる。

【００１５】この場合、前記足平動作状態検出手段は、
少なくとも前記二足歩行型ロボットの各脚体の着床動作
に対応するオペレータの各足平の動作状態における該オ
ペレータの両足平の相対的な位置関係及び／又は姿勢関
係を検出するオペレータ足平位置／姿勢検出手段を具備
し、前記脚体動作指令手段は、前記オペレータ足平位置
／姿勢検出手段により検出された前記オペレータの両足
平の相対的な位置関係及び／又は姿勢関係に基づき、前
記二足歩行型ロボットの着床動作側の脚体の着床位置及
び／又は姿勢を規定する指令を該二足歩行型ロボットに
与える手段を具備することが好ましい。

【００１６】これによれば、前記二足歩行型ロボットの
各脚体の着床動作の際の着床位置及び／又は姿勢は、ロ
ボットの各脚体の着床動作に対応するオペレータの各足
平の動作状態におけるオペレータの両足平の相対的な位
置関係及び／又は姿勢関係に基づいて決定される。この
ため、オペレータは、ロボットを歩行させる際に、ロボ
ットの一方の脚体の着床動作に対応する該オペレータの
足平の動作を行う際に、他方の足平との相対的な位置関
係及び／又は姿勢関係を随意に調整することで、オペレ
ータ自身が歩行する場合と同様にロボットの歩幅や歩行
方向を制御することができる。これにより、オペレータ
は、より一層、自身の足平の動作とロボットの脚体の動
作との一体的な感覚をもって、ロボットの脚体の所望の
動作を行わせることができる。

【００１７】また、本発明では、少なくとも前記二足歩
行型ロボットの各脚体が着床状態にあるとき、その着床
状態にある脚体の足平部の該ロボットの上体に対する位
置及び／又は姿勢を検出するロボット足平位置／姿勢検
出手段と、前記足平支持機構を駆動する駆動手段と、前
記二足歩行型ロボットの着床状態の脚体に対応するオペ
レータの足平の該オペレータの上体に対する位置及び／
又は姿勢が、前記ロボット足平位置／姿勢検出手段によ
り検出された着床状態の脚体の足平部の該ロボットの上
体に対する位置及び／又は姿勢に応じた位置及び／又は
姿勢になるよう前記駆動手段を制御する足平支持機構制
御手段とを備える。

【００１８】すなわち、例えばロボットが前方に歩行す
る場合、着床状態にある脚体（支持脚）は、ロボットの
上体に対して後方に移動していき、また、例えばロボッ
トが階段を昇る場合、着床状態にある脚体は、ロボット
の上体に対して後方及び下方に移動していく。従って、
上記のようにロボット足平位置／姿勢検出手段と、足平
支持機構の駆動手段とを備えて、足平支持機構制御手段
により、ロボットの着床状態の脚体に対応するオペレー
タの足平の該オペレータの上体に対する位置及び／又は
姿勢が、前記ロボット足平位置／姿勢検出手段により検
出された着床状態の脚体の足平部の該ロボットの上体に
対する位置及び／又は姿勢に応じた位置及び／又は姿勢
になるよう前記駆動手段を制御することで、ロボットの
着床状態にある脚体に対応するオペレータの足平は、ロ
ボットの歩行時（階段の昇降も含む）と同じようにし
て、該オペレータの上体に対して動くこととなる。この
ため、オペレータは、より一層、自身の足平の動作とロ
ボットの脚体の動作との一体的な感覚をもって、ロボッ
トの脚体の所望の動作を行わせることができる。

【００１９】この場合、前記足平支持機構がオペレータ
の各足平から受ける作用力を検出する足平作用力検出手
段を備え、前記足平支持機構制御手段は、前記足平作用
力検出手段により検出された作用力に基づき前記足平支
持機構をオペレータの各足平の動きに追従させるように
前記駆動手段を制御する手段を具備することが好まし
い。

【００２０】あるいは、前述のようにロボットの着床状
態の脚体に対応するオペレータの足平のオペレータの上
体に対する位置及び／又は姿勢を制御する手段を備えな
い場合であっても、前記足平支持機構がオペレータの各
足平から受ける作用力を検出する足平作用力検出手段
と、前記足平支持機構を駆動する駆動手段と、前記足平
作用力検出手段により検出された作用力に基づき前記足
平支持機構をオペレータの各足平の動きに追従させるよ
うに前記駆動手段を制御する足平支持機構制御手段とを
備えることが好ましい。

【００２１】このように、足平支持機構がオペレータの
各足平から受ける作用力を検出し、その検出した作用力
に基づき前記足平支持機構をオペレータの各足平の動き
に追従させるように足平支持機構の駆動手段を制御する
ことで、オペレータは、足平支持機構に支持した自身の
足平を、ほとんど労力を要することなく自在に動かし
て、ロボットの脚体の所望の動作をおこなわしめるため
の操作をスムーズに行うことができる。

【００２２】尚、このように前記足平支持機構をオペレ
ータの各足平の動きに追従させるためには、例えば前記
足平支持機構制御手段は、前記足平作用力検出手段によ
り検出された作用力の変化を低減させる位置及び／又は
姿勢に前記足平支持機構を移動させるように前記駆動手
段を制御すればよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
６を参照して説明する。

【００２４】まず、図１及び図２はそれぞれ本実施形態
のシステムにおける二足歩行型ロボットと、このロボッ
トの操縦装置とを示している。

【００２５】図１を参照して、本実施形態の二足歩行型
ロボットＲは、頭部１を上端部に支持する胴体２下部か
ら一対の脚体３（図では便宜上、一本の脚体３のみを示
す）が下方に延設され、また、胴体２上部の左右両側部
から一対の腕体４（図では便宜上、一本の腕体４のみを
示す）が延設されている。

【００２６】各脚体３は、その胴体２との連結箇所（股
関節部分）と膝関節部分と足首関節部分とにそれぞれ股
関節アクチュエータ５ａ、膝関節アクチュエータ５ｂ及
び足首関節アクチュエータ５ｃを備え、さらに、足首関
節アクチュエータ５ｃの下側には、６軸力センサ６を介
して脚体３の接地部分である足平部７が取着されてい
る。この場合、本実施形態では、股関節アクチュエータ
５ａはロボットＲの前後、左右及び上下方向の３軸回り
の回転動作、膝関節アクチュエータ５ｂは、左右方向の
１軸回りの回転動作、足首関節アクチュエータ５ｃは前
後及び左右方向の２軸回りの回転動作を行うものであ
り、これらの各アクチュエータ５ａ〜５ｃを駆動するこ
とで、人間の脚とほぼ同様の脚体３の動作を行うことが
できるようになっている。尚、前記６軸力センサ６は、
足平部７への作用力（ロボットＲの前後、左右及び上下
の３軸方向の力成分及びモーメント成分）を検出するも
のである。

【００２７】同様に、各腕体４は、胴体２との連結箇所
（肩関節部分）と肘関節部分と手首関節部分とにそれぞ
れ肩関節アクチュエータ８ａ、肘関節アクチュエータ８
ｂ及び手首関節アクチュエータ８ｃを備え、該手首関節
アクチュエータ８ｃに６軸力センサ９を介してハンド１
０が取着されている。この場合、肩関節アクチュエータ
８ａは、ロボットＲの前後、左右及び上下方向の３軸回
りの回転動作、肘関節アクチュエータ８ｂは、ロボット
Ｒの左右方向の１軸回りの回転動作、手首関節アクチュ
エータ８ｃは前後、左右及び上下方向の３軸回りの回転
動作を行うものである。

【００２８】また、胴体２には、前述の各アクチュエー
タ５ａ〜５ｃ及び８ａ〜８ｃを駆動・制御する制御ユニ
ット１１や、ロボットＲの上体姿勢を示す胴体２の傾斜
状態を図示しない加速度センサやレートジャイロを用い
て検出する傾斜検出器１２が備えられている。さらに、
各脚体３の各アクチュエータ５ａ〜５ｃの箇所にはそれ
らの変位（各軸回りの回転角）を検出するアクチュエー
タ変位検出器１３ａ〜１３ｃが備えられ、同様に、各腕
体４の各アクチュエータ８ａ〜８ｃの箇所にもアクチュ
エータ変位検出器（図示を省略する）が備えられてい
る。以下、各脚体３の各アクチュエータ５ａ〜５ｃを脚
用アクチュエータ５と総称し、また、これらに対応する
各アクチュエータ変位検出器１３ａ〜１３ｃをアクチュ
エータ変位検出器１３と総称する。

【００２９】図２を参照して、ロボット操縦装置Ｓは、
同図に仮想線で示すオペレータＯＰの上体を支持する上
体支持機構として、オペレータＯＰが着座するシート１
４を備え、また、シート１４に着座したオペレータＯＰ
の両足平を支持する足平支持機構１５を備えている。
尚、ロボット操縦装置Ｓは、さらにロボットＲの各腕体
４を操縦するための装置も備えているのであるが、これ
については、ここでは図示及び説明を省略する。

【００３０】足平支持機構１５は、ロボットＲの両脚体
３をオペレータＯＰの両足平の動きによって操縦するた
めのマスター装置を構成するものであり、シート１４に
着座したオペレータＯＰが各足平を載せる足平架台１６
と、この足平架台１６をシート１４の座部１４ａの前部
の下面部に固設されたブラケット１７に連結するリンク
機構状の可動脚１８とをそれぞれオペレータＯＰの両脚
に対応して一対づつ具備し（図では便宜上、一つ足平架
台１６及び可動脚１８のみを示す）、各足平架台１６は
それに対応する可動脚１８の先端部に６軸力センサ１９
を介して取着されている。尚、各足平架台１６に載せた
オペレータＯＰの各足平は図示しないバンド等により足
平架台１６に固定される。また、６軸力センサ１９は、
オペレータＯＰの各足平から足平架台１６が受ける作用
力（３軸方向の力成分及びモーメント成分）を検出する
足平作用力検出手段である。

【００３１】各可動脚１８は、そのつけ根部分（可動脚
１８とブラケット１７との連結箇所）と、中間部分と、
先端部分とにそれぞれ関節２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備
えており、その各関節２０ａ，２０ｂ，２０ｃにこれを
駆動するマスター脚アクチュエータ２１が設けられてい
る。これらのマスター脚アクチュエーター２１は、足平
支持機構１５の駆動手段を構成するものである。この場
合、関節２０ａのマスター脚アクチュエータ２１は、前
後、左右及び上下の３軸回りの回転動作、関節２０ｂの
マスター脚アクチュエータ２１は、左右方向の１軸回り
の回転動作、関節２０ｃのマスター脚アクチュエータ２
１は、前後及び左右方向の２軸回りの回転動作が行われ
るようになっている。そして、これらの各マスター脚ア
クチュエータ２１の作動により、オペレータＯＰの足平
の動きに合わせて足平架台１６がオペレータＯＰの足平
と一体的に動く（６自由度の動き）ようになっている。
また、各マスター脚アクチュエータ２１には、その変位
を検出するアクチュエータ変位検出器２２が備えられて
いる。

【００３２】尚、上記のような足平支持機構１５におい
ては、各マスター脚アクチュエータ２１の暴走時等にオ
ペレータＯＰに過負荷がかかるのを防止するために、各
マスター脚アクチュエータ２１や各可動脚１８の可動範
囲に制限を設けておくことが好ましい。さらに、足平支
持機構１５の後述の作動時に、各マスター脚アクチュエ
ータ２１の負荷を軽減するために、可動脚１８の自重を
補償するためのバランスウェイトやバネを備えておくこ
とが好ましい。

【００３３】また、シート１４は、その座部１４ａが、
前後方向の軸心２３回りにアクチュエータ２４により左
右に傾動し（座部１４ａの左右の両側部が上下する）、
さらに、左右方向の軸心２５回りにアクチュエータ２６
により座部１４ａの前端部が上下する方向に傾動するよ
うに基台２７上に支持されている。そして、シート１４
の背もたれ部１４ｂは、左右方向の軸心２８回りにアク
チュエータ２９により前後に傾動するように座部１４ａ
の後端部から起立され、この背もたれ部１４ｂにオペレ
ータＯＰの上体が図示しないバンド等により固定される
ようになっている。このようなシート１４の構造は、ロ
ボットＲの上体（胴体２）の傾斜姿勢を、オペレータＯ
Ｐが自身の上体の傾斜姿勢によりロボットＲに指示した
り、ロボットＲの上体の姿勢の不安定さに応じて座部１
４ａを傾動させたりするためのものであり、これについ
ては、本願出願人が先に特願平８−３４３９２２号にて
詳細に説明しているので、ここでは詳細な説明を省略す
る。

【００３４】一方、本実施形態では、前述のロボットＲ
やロボット操縦装置Ｓの動作制御を行うために、図３及
び図４のブロック図に示す制御システムを備えている。

【００３５】この制御システムは、その構成を大別する
と、ロボット操縦装置Ｓ側に設けた制御ユニット３０
（図３）と、ロボットＲに設けた前記制御ユニット１１
（図４）と、これらの制御ユニット３０，１１間での通
信を行うための通信装置３１とから構成されている。以
下、制御ユニット３０をマスター側制御ユニット３０と
称し、制御ユニット１１をロボット側制御ユニット１１
と称する。尚、通信装置３１の通信方式は有線及び無線
のいずれの方式を使用してもよい。

【００３６】図３に示したマスター側制御ユニット３０
は、足平指示機構１５の動作に関する制御を行うため
に、マスター脚主制御部３２とマスター脚アクチュエー
タ変位制御部３３とを具備している。

【００３７】マスター脚主制御部３２は、その機能的構
成として、足平指示機構１５の各足平架台１６の目標位
置／姿勢を決定する足平目標位置／姿勢決定手段３４
と、各マスター脚アクチュエータ２１の目標変位を算出
して決定するアクチュエータ目標変位決定手段３５と、
各足平架台１６に支持・固定したオペレータＯＰの各足
平の動作モード（足平支持機構１５の動作モード）を検
出する動作モード判別手段３６と、オペレータＯＰの両
足平の相対的な位置／姿勢関係を検出する足平位置／姿
勢検出手段３７と、ロボットＲの両脚体３を動作させる
ための脚体動作指令を通信装置３１を介してロボット側
制御ユニット１１に与える脚体動作指令手段３８とを有
する。ここで、本発明の構成に対応させると、動作モー
ド判別手段３６及びオペレータ足平位置／姿勢検出手段
３７は足平動作状態検出手段３９を構成し、また、足平
目標位置／姿勢決定手段３４及びアクチュエータ目標変
位決定手段３５は、マスター脚アクチュエータ変位制御
部３３と併せて、足平支持機構制御手段４０を構成する
ものである。

【００３８】前記動作モード判別手段３６が検出するオ
ペレータＯＰの各足平の動作モードは、本実施形態で
は、ロボットＲの歩行時における着床状態の脚体３（支
持脚）の動作に対応する接地モード、ロボットＲの遊脚
側の脚体３を離床させて持ち上げる動作に対応する空中
モード、及びロボットＲの遊脚側の脚体３を下降させて
着床させる動作（着床直前の動作）に対応する降下モー
ドの３種類のモードである。そして、動作モード判別手
段３６は、ロボット側制御ユニット１１から遊脚側の脚
体３の着床情報（これについては後述する）が通信装置
３１を介して与えられたときから、その脚体３に対応す
るオペレータＯＰの足平の動作モードを接地モードとし
て検出し、さらにその接地モードの足平に対応する足平
架台１６に備えた前記６軸力センサ１９によって、足平
の持ち上げ動作による上向きの作用力が検出されたとき
から、オペレータＯＰの足平の動作モードを空中モード
として検出する。さらに、この空中モードの足平に対応
する足平架台１６の下降速度が所定の設定値を超えたと
きから、オペレータＯＰの足平の動作モードを降下モー
ドとして検出する。尚、この降下モードを検出する際の
足平架台１６の下降速度は、例えば足平目標位置／姿勢
決定手段３４により後述の如く決定される足平架台１６
の目標位置／姿勢の変化速度により検出される。あるい
は、速度センサ等を用いて上記下降速度を検出するよう
にしてもよい。

【００３９】前記足平目標位置／姿勢決定手段３４は、
動作モード判別手段３６で検出される動作モードに応じ
て次のように各足平架台１６の目標位置／姿勢を所定の
制御サイクルタイム毎に決定する。すなわち、動作モー
ドが接地モードであるオペレータＯＰの足平に対応する
足平架台１６については、該足平架台１６のオペレータ
ＯＰの上体（例えばオペレータＯＰの腰部分）に対する
位置／姿勢が、ロボット側制御ユニット１１から後述の
ように通信装置３１を介して与えられるロボットＲの脚
体３（支持脚）の足平部７のロボットＲの上体（ロボッ
トＲの腰部分）に対する位置／姿勢に対応したものとな
るように該足平架台１６の目標位置／姿勢を決定する。
また、動作モードが空中モード又は降下モードであるオ
ペレータＯＰの足平に対応する足平架台１６について
は、その足平架台１６に備えた前記６軸力センサ１９に
より検出される作用力が減少する方向に該足平架台１６
の位置／姿勢を変化させるように該足平架台１６の目標
位置／姿勢を決定する。

【００４０】前記アクチュエータ目標変位決定手段３５
は、足平目標位置／姿勢決定手段３４により決定された
各足平架台１６の目標位置／姿勢からそれに対応する各
マスター脚アクチュエータ２１の目標変位を算出して決
定する。

【００４１】前記足平位置／姿勢検出手段３７は、足平
目標位置／姿勢決定手段３４により決定された両足平架
台１６の目標位置／姿勢の相対的な位置／姿勢関係をオ
ペレータＯＰの両足平の相対的な位置／姿勢関係として
検出する。尚、このようなオペレータＯＰの両足平の相
対的な位置／姿勢関係の検出は、例えば前記アクチュエ
ータ変位検出器２２による前記各マスター脚アクチュエ
ータ２１の変位検出値に基づいて行うようにしてもよ
い。

【００４２】前記脚体動作指令手段３８は、動作モード
判別手段３６で検出された動作モードをロボットＲの脚
体３の着床／離床動作を行わしめるための着床／離床指
令として通信装置３１を介してロボット側制御ユニット
１１に与える。さらに、脚体動作指令手段３８は、動作
モードが降下モードとなった際に、足平位置／姿勢検出
手段３７によって検出されたオペレータＯＰの両足平の
相対的な位置／姿勢関係に基づき、ロボットＲの遊脚側
の脚体３の足平部７の支持脚側の脚体３の足平部７に対
する着床位置／姿勢を規定する着床足平位置／姿勢指令
を決定し、それを通信装置３１を介してロボット側制御
ユニット１１に与える。

【００４３】また、前記マスター脚アクチュエータ変位
制御部３３は、マスター脚主制御部３２の前記アクチュ
エータ目標変位決定手段３５により決定された目標変位
と前記アクチュエータ変位検出器２２により検出される
各マスター脚アクチュエータ２１の変位の検出値とに基
づき、各マスター脚アクチュエータ２１の変位を目標変
位にフィードバック制御する。

【００４４】尚、マスター側制御ユニット３０は、前述
した構成の他、前記シート１４の動作に関する制御部等
（図示しない）も備えており、シート１４の背もたれ部
１４ｂの傾斜姿勢に応じてロボットＲの上体を傾斜させ
るための上体姿勢指令をロボットＲに与えたり、ロボッ
トＲの上体姿勢の不安定さに応じてシート１４の座部１
４ａを傾動させたりするのであるが、これについては前
記特願平８−３４３９２２号に本願出願人が詳細に説明
しているので、ここでは説明を省略する。

【００４５】図４に示したロボット側制御ユニット１１
は、ロボットＲの脚用アクチュエータ５の動作制御を行
うために、ロボット脚主制御部４１と脚用アクチュエー
タ変位制御部４２とを具備している。

【００４６】ロボット脚主制御部４１は、その主な機能
的構成として、ロボットＲの脚体３の動作形態（歩行形
態）とロボットＲの上体姿勢とを規定する基本的な目標
歩容を生成する目標歩容生成手段４３と、該目標歩容の
所定の制御サイクル毎の瞬時値を決定する瞬時目標歩容
決定手段４４と、ロボットＲの各脚用アクチュエータ５
の目標変位を算出して決定するアクチュエータ目標変位
決定手段４５と、前記マスター側制御ユニット３０に与
えるロボットＲの脚体３の動作情報を検出するロボット
動作情報検出手段４６とを有する。

【００４７】前記目標歩容生成手段４３が生成する目標
歩容は、ロボットＲの足平部７の目標足平位置／姿勢
や、ロボットＲの歩行に際して支持脚側の脚体３の足平
部７が床から受ける床反力の中心の目標軌道、ロボット
Ｒの上体（胴体２）の目標姿勢（上体の目標傾斜角）等
の特徴を記述するパラメータにより構成される。そし
て、目標歩容生成手段４３は、これらのパラメータを、
前記マスター側制御ユニット３０から与えられる前記着
床／離床指令（動作モード）や着床足平位置／姿勢指
令、さらにはシート１４の背もたれ部１４ｂの傾斜に応
じた上体姿勢指令に従って、例えば脚体３の一歩分につ
いて生成する。この場合、足平部７が受ける床反力中心
の目標軌道は、足平部７の接地面、あるいは両足平部７
の接地面を含む最小面積の多角形（これは一般に支持多
角形と言われる）内に存するように生成する。

【００４８】尚、このような目標歩容の生成は、本願出
願人が例えば特開平５−３１８３４０号公報に詳細に開
示しているので、ここでは、さらなる説明を省略する。

【００４９】前記瞬時目標歩容決定手段４４は、目標歩
容生成手段４３により生成された基本の目標歩容から、
所定の制御サイクル毎の目標歩容の瞬時値を算出し、さ
らにそれを適宜修正することで、最終的な目標歩容の瞬
時値を決定する。この場合、目標歩容の瞬時値の修正に
あたっては、ロボットＲの姿勢が転倒しやすい不安定な
姿勢となるのを排除するために、ロボットＲの前記６軸
力センサ６の検出値（足平部７が床から受ける作用力）
や前記傾斜検出器１２により検出されるロボットＲの上
体（胴体２）の傾斜姿勢に応じて該ロボットＲの姿勢を
安定化するための制御を行う。すなわち、この姿勢安定
化制御では、瞬時目標歩容決定手段４４は、所謂コンプ
ライアンス制御によって、予期せぬ床の凹凸や傾斜によ
りロボットＲの足平部７が受ける床反力の影響を該足平
部７により吸収するように前記６軸力センサ６の検出値
に応じて基本の目標歩容における目標足平位置／姿勢を
修正し、また、ロボットＲの上体姿勢の復元方向に足平
部７に床反力が作用するように基本の目標歩容における
ロボットＲの上体の目標姿勢と前記傾斜検出器１２の検
出値との偏差に応じて該目標足平位置／姿勢を修正す
る。さらに、ロボットＲの上体姿勢の復元方向にロボッ
トＲの上体の慣性力が生じるように、基本の目標歩容に
おけるロボットＲの上体の目標姿勢と前記傾斜検出器１
２の検出値との偏差に応じてロボットＲの上体の目標姿
勢を修正する。尚、このとき、ロボットＲの上体の姿勢
の他、上体の位置を修正するようにしてもよい。

【００５０】尚、このような姿勢安定化制御は本願出願
人が例えば特開平５−３３７８４９号公報に詳細に開示
しているので、ここでは、さらなる説明を省略する。

【００５１】前記アクチュエータ目標変位決定手段４５
は、瞬時目標歩容決定手段４４により最終的に決定され
た目標歩容の瞬時値から、それに対応したロボットＲの
各脚用アクチュエータ５の目標変位を算出する。

【００５２】前記ロボット動作情報検出手段４６は、ロ
ボットＲの支持脚側の脚体３の足平部７のロボットＲの
上体（腰部分）に対する位置／姿勢を検出するロボット
足平位置／姿勢検出手段としての機能を有し、例えば前
記アクチュエータ目標変位決定手段４５により決定され
た各脚用アクチュエータ５の目標変位に基づき、支持脚
側の足平部７のロボットＲの上体に対する位置／姿勢を
検出する。尚、この検出は、瞬時目標歩容決定手段４４
により決定された目標歩容の瞬時値や、前記アクチュエ
ータ変位検出器１３により検出された各脚用アクチュエ
ータ５の変位検出値に基づいて行うようにしてもよい。

【００５３】このロボット動作情報検出手段４６は、ロ
ボットＲの歩行に際しての遊脚側の脚体３の着地を検知
する手段としての機能も有し、例えば前記６軸力センサ
６により検出される遊脚側の脚体３の足平部７への作用
力に基づき、その脚体３の着地を検知する。そして、ロ
ボット動作情報検出手段４６は、上記のように検出した
足平部７のロボットＲの上体に対する位置／姿勢の情報
や、着地情報を脚体３の動作情報として、通信装置３１
を介してマスター側制御ユニット３０のマスター脚主制
御部３２に与える。

【００５４】また、脚用アクチュエータ変位制御部４２
は、ロボット脚主制御部４１の前記アクチュエータ目標
変位決定手段４５により決定された目標変位と前記アク
チュエータ変位検出器１３により検出される各脚用アク
チュエータ５の変位の検出値とに基づき、各脚用アクチ
ュエータ５の変位を目標変位にフィードバック制御す
る。

【００５５】次に、本実施形態のシステムにおいてロボ
ットＲの歩行（移動）を行う場合の作動を説明する。

【００５６】シート１４に着座したオペレータＯＰがロ
ボットＲの歩行を行わしめようとするときには、オペレ
ータＯＰは、ロボットＲに行わせようとする歩行形態
で、各足平架台１６に載せて固定した自身の足平を動か
す。すなわち、オペレータＯＰはこれから踏み出そうと
する足平を持ち上げ、次いで、該足平を着床を行おうと
する位置及び姿勢に向かって下降させる動作を各脚につ
いて繰り返す。

【００５７】このとき、マスター側制御ユニット３０の
マスター脚主制御部３２は、足平支持機構１５の各可動
脚１８について所定の制御サイクルで図５のフローチャ
ートに示す処理を行う。

【００５８】すなわち、マスター脚主制御部３２は、ま
ず、ロボット側制御ユニット１１から通信装置３１を介
してロボットＲの脚体動作情報（ロボットＲの着地情
報、足平位置／姿勢情報）を受信した後（ＳＴＥＰ５−
０）、前記動作モード判別手段３６によって今現在検出
されているオペレータＯＰの足平の動作モードを判別す
る（ＳＴＥＰ５−１）。この場合、動作モード判別手段
３６が検出する動作モードの初期モード（ロボットＲの
操縦を開始する際のモード）は接地モードである。

【００５９】そして、上記の判別で動作モードが接地モ
ードである場合には、マスター脚主制御部３２は、前記
足平目標位置／姿勢決定手段３４によって、前述の如く
ロボット側制御ユニット１１のロボット脚主制御部４１
から与えられるロボットＲの現在の支持脚側の脚体３の
足平部７のロボットＲの上体（腰部分）に対する位置／
姿勢情報に応じて、それに対応した足平架台１６の目標
位置／姿勢（オペレータＯＰの腰部分に対する目標位置
／姿勢）を決定する（ＳＴＥＰ５−２）。つまり、ロボ
ットＲの支持脚側の脚体３に対応する足平架台１６の目
標位置／姿勢は、そのオペレータＯＰの腰部分に対する
位置／姿勢関係が、該脚体３の足平部７のロボットＲの
腰部分に対する位置／姿勢関係と同じような関係になる
ように決定される。

【００６０】さらに、マスター脚主制御部３２は、前記
動作モード判別手段３６によって、前記６軸力センサ１
９により上向きの作用力が検出されたか否かを判断する
（ＳＴＥＰ５−３）。このとき、上向きの作用力が検出
された場合、すなわち、オペレータＯＰが足平を持ち上
げた場合には、動作モード判別手段３６によって、オペ
レータＯＰの足平の動作モードが接地モードから空中モ
ードに移行したことが検出され（ＳＴＥＰ５−４）、さ
らに後述のＳＴＥＰ５−１３の処理に移行する。また、
ＳＴＥＰ５−３で上向きの作用力が検出されない場合に
は、動作モード判別手段３６が接地モードを検出したま
ま、後述のＳＴＥＰ５−１３の処理に移行する。

【００６１】ＳＴＥＰ５−１の判別で、今現在、動作モ
ード判別手段３６によって検出されている動作モードが
空中モードである場合には、マスター脚主制御部３２
は、足平目標位置／姿勢決定手段３４によって、６軸力
センサ１９により検出される作用力の大きさが減少する
方向に現在の足平架台１６の目標位置／姿勢を変化させ
て、新たな目標位置／姿勢を決定する（ＳＴＥＰ５−
５）。換言すれば、足平架台１６に載せられたオペレー
タＯＰの足平の動きに追従させるように足平架台１６の
目標位置／姿勢を決定する。そして、マスター脚主制御
部３２は、動作モード判別手段３６によって、足平架台
１６の目標位置／姿勢の下降速度が所定の設定値を超え
たか否かを判断する（ＳＴＥＰ５−６）。このとき、下
降速度＞設定値となった場合、すなわち、オペレータＯ
ＰがロボットＲの遊脚側の脚体３の着床を意図した足平
の動作を行った場合には、動作モード判別手段３６によ
って、オペレータＯＰの足平の動作モードが空中モード
から降下モードに移行したことが検出され（ＳＴＥＰ５
−７）、さらに後述のＳＴＥＰ５−１３の処理に移行す
る。また、ＳＴＥＰ５−６で下降速度≦設定値である場
合には、動作モード判別手段３６が空中モードを検出し
たまま、後述のＳＴＥＰ５−１３の処理に移行する。

【００６２】ＳＴＥＰ５−１の判別で、今現在、動作モ
ード判別手段３６によって検出されている動作モードが
降下モードである場合には、マスター脚主制御部３２
は、足平目標位置／姿勢決定手段３４によって、６軸力
センサ１９により検出される下向きの作用力の大きさが
減少する方向に現在の足平架台１６の目標位置／姿勢を
変化させることで、足平架台１６をオペレータＯＰの足
平の動きに追従させるように新たな目標位置／姿勢を決
定する（ＳＴＥＰ５−８）。さらに、マスター脚主制御
部３２は、前記足平位置／姿勢検出手段３７によって前
述の如く検出される、現在の降下モードのオペレータＯ
Ｐの足平を支持した足平架台１６の目標位置／姿勢と他
方の足平（接地モードの足平）を支持した足平架台１６
との相対的位置／姿勢関係に基づき、前記脚体動作指令
手段３８によって、降下モードの足平に対応するロボッ
トＲの脚体３の足平部７の着床の際の着床足平位置／姿
勢指令を決定し（ＳＴＥＰ５−９）、その着床足平位置
／姿勢指令を通信装置３１を介してロボット脚主制御部
４１に送信する（ＳＴＥＰ５−１０）。尚、上記着床足
平位置／姿勢指令の決定に際しては、今現在（空中モー
ドから降下モードに移行した際）のオペレータＯＰの両
足平の相対的な位置／姿勢関係により決定してもよい
が、今現在のオペレータＯＰの両足平の位置／姿勢の変
化速度等から両足平の将来的な位置／姿勢を予測し、そ
の予測した位置／姿勢の相対的な位置／姿勢関係によっ
て、上記着床足平位置／姿勢指令を決定するようにして
もよい。次いで、マスター脚主制御部３２は、前記動作
モード判別手段３６によって、ロボットＲのロボット脚
主制御部４１からオペレータＯＰの降下モードの足平に
対応するロボットＲの脚体３の着地情報（着床した旨の
情報）が与えられた否かを判断する（ＳＴＥＰ５−１
１）。このとき、その着地情報が与えられた場合には、
動作モード判別手段３６によって、オペレータＯＰの足
平の動作モードが空中モードから降下モードに移行する
ことが検出され（ＳＴＥＰ５−１２）、さらにＳＴＥＰ
５−１３の処理に移行する。また、ＳＴＥＰ５−１２で
着床情報が与えられていない場合には、動作モード判別
手段３６によって降下モードが検出されたままＳＴＥＰ
５−１３の処理に移行する。

【００６３】前記ＳＴＥＰ５−１３においては、マスタ
ー脚主制御部３２は、前記脚体動作指令手段３８によっ
て、現在動作モード判別手段３６によって検出されてい
る動作モードをロボットＲの足平部７の着床／離床指令
として通信装置３１を介してロボット脚主制御部４１に
送信する。

【００６４】次いで、マスター脚主制御部３２は、アク
チュエータ目標変位決定手段３５によって、各足平架台
１６の現在の目標位置／姿勢に対応した各マスター脚ア
クチュエータ２１の目標変位を決定し（ＳＴＥＰ５−１
４）、さらに、その目標変位をマスター脚アクチュエー
タ変位制御部３３に与えた後（ＳＴＥＰ５−１５）、今
回の制御サイクルの処理を終了する。

【００６５】このようにして、マスター脚主制御部３２
から各マスター脚アクチュエータ２１の目標変位が与え
られたマスター脚アクチュエータ変位制御部３３は、そ
の目標変位に従って各マスター脚アクチュエータ２１を
フィードバック制御する。

【００６６】以上のようなマスター側制御ユニット３０
における制御処理により、ロボットＲの支持脚側の脚体
３に対応する足平架台１６は、ロボットＲの上体（腰部
分）に対する足平部７の相対的位置／姿勢に対応した位
置／姿勢に制御され、また、遊脚側の脚体３に対応する
足平架台１６は、オペレータＯＰの足平の動きに追従し
て動く。

【００６７】尚、本実施形態では、前記動作モードは、
前述の３種類のモードの他、図示しない操縦開始スイッ
チがＯＦＦ状態とされたロックモードがあり、このロッ
クモードでは、足平架台１６は動かないように固定され
る。

【００６８】一方、前述のようなロボット操縦装置Ｓ側
での動作（ロボットＲの脚体３の操縦操作）が行われた
とき、ロボットＲ側では、ロボット脚主制御部４１は、
所定の制御サイクルで図６のフローチャートに示す処理
を行う。

【００６９】すなわち、ロボット脚主制御部４１は、ロ
ボットＲに備えられた前記傾斜検出器１２や６軸力セン
サ６等のセンサの出力を読み込み（ＳＴＥＰ６−１）、
さらにマスター側制御ユニット３０から通信装置３１を
介して与えられる前述の脚体動作指令（着床／離床指令
（動作モード）や着床の際の足平位置／姿勢指令）等を
受信する（ＳＴＥＰ６−２）。

【００７０】次いで、ロボット脚主制御部４１は、オペ
レータＯＰのいずれか一方の足平の動作モードが前記空
中モードから降下モードに切り替わった状態であるか否
か（着床要求が有るか否か）を判断する（ＳＴＥＰ６−
３）。このとき、降下モードへの切り替わりの状態であ
る場合には、ロボット脚主制御部４１は、前記目標歩容
生成手段４３によって、上記降下モードに切り替わった
オペレータＯＰの足平に対応するロボットＲの脚体３
（今現在の状態では、この脚体３はまだ着床状態にあ
る）の一歩分について、前述の通り脚体動作指令等に従
って前記目標歩容を生成する（ＳＴＥＰ６−４）。尚、
ＳＴＥＰ６−３で、オペレータＯＰのいずれの足平も、
その動作モードが前記空中モードから降下モードに切り
替わった状態でない場合（オペレータＯＰの一方の足平
が接地モードで、他方の足平が空中モードである場合）
には、ＳＴＥＰ６−４での目標歩容の生成は行われない
（既に生成されている）。

【００７１】次いで、ロボット脚主制御部４１は、前述
の如く、目標歩容生成手段４３によって生成された基本
の目標歩容から、前記瞬時目標歩容決定手段４４によっ
て、現在の制御サイクルにおける目標歩容の瞬時値を算
出した後（ＳＴＥＰ６−５）、さらに、その瞬時値を前
記姿勢安定化制御によって適宜修正する（ＳＴＥＰ６−
６）。

【００７２】次いで、ロボット脚主制御部４１は、上記
のように瞬時目標歩容決定手段３５により修正した目標
歩容の瞬時値から、前記アクチュエータ目標変位決定手
段４５によって、該瞬時値に対応した今回の制御サイク
ルにおける各脚体３の各脚用アクチュエータ５の目標変
位を算出し（ＳＴＥＰ６−７）、それを脚用アクチュエ
ータ変位制御部４２に指令する（ＳＴＥＰ６−８）。こ
のとき、脚用アクチュエータ変位制御部４２は指令され
た目標変位に従って各脚用アクチュエータ５の変位を該
目標変位にフィードバック制御する。

【００７３】そして、この後、ロボット脚主制御部４１
は、今回の制御サイクルにおいて前記動作情報検出手段
４６によって検出される、ロボットＲの支持脚側の脚体
３の現在の足平位置／姿勢情報（ロボットＲの上体の腰
部分に対する相対的な足平位置／姿勢）や遊脚側の脚体
３の着地情報から成る脚体動作情報を通信回路３１を介
してマスター側制御ユニット３０に送信して（ＳＴＥＰ
６−９）、今回の制御サイクルの処理を終了する。

【００７４】以上のようなロボットＲ側での作動によ
り、ロボットＲは自己の姿勢の安定化を自律的に図りつ
つ、概ね、オペレータＯＰの足平の動作と同じような形
態で歩行する。尚、この時のロボットＲの脚体３の動作
は、オペレータＯＰの足平の動きに対して一歩分遅れて
行われる。

【００７５】このようなロボットＲの遠隔制御システム
によれば、オペレータＯＰは、自身の足平の動きによっ
て、ロボットＲの脚体３の動作を該ロボットＲに指令
し、その指令に従ってロボットＲの脚体３の動作が行わ
れるため、オペレータＯＰは自身の足平の動きを、ロボ
ットＲの脚体３の実際の動きとして感覚的に認識するこ
とができ、これにより、オペレータＯＰは確実にロボッ
トＲの脚体３の所望の動作を行わしめることができる。

【００７６】この場合、本実施形態では、ロボットＲの
脚体３の着床の際の位置／姿勢は、前記降下モードのオ
ペレータＯＰの足平の位置／姿勢と、他方の接地モード
のオペレータＯＰの足平の位置／姿勢との相対的な位置
／姿勢関係によって規定されるため、オペレータＯＰ
は、持ち上げた足平（ロボットＲの遊脚側の脚体３に対
応する足平）を他方の足平（支持脚側の脚体３に対応す
る足平）に対して、所望の位置／姿勢に向かって下降さ
せることで、ロボットＲの歩行時の歩幅や歩行方向を、
あたかも自身が実際に歩行している場合と同様の感覚
で、ロボットＲに行わしめることができる。

【００７７】また、ロボットＲの支持脚側の脚体３に対
応するオペレータＯＰの足平の位置／姿勢は、自身の上
体（腰部分）に対して、ロボットＲにおける脚体３の足
平部７と同じような位置／姿勢に制御されるため、ロボ
ットＲの支持脚側の脚体３の足平部７の位置／姿勢が上
体に対してどのような位置／姿勢関係にあるのかをオペ
レータＯＰは自身の足平の位置／姿勢によって体感的に
認識することができる。例えば、ロボットＲに、階段を
昇らせる際には、支持脚側の脚体３の足平部３は、ロボ
ットＲの上体に対して下方に移動していくが、このと
き、オペレータＯＰの足平も自身の上体に対して下方に
移動していく。従って、オペレータＯＰは、シート１４
に着座したまま、あたかもロボットＲが歩行する床の形
状と同じような床形状の場所で自身が歩行しているよう
な感覚を得ることができ、この感覚を体感しながら、ロ
ボットＲの操縦を的確に行うことができる。

【００７８】そして、オペレータＯＰは、上記のように
ロボットＲが歩行する床の形状と同じような床形状の場
所で自身が歩行しているような感覚を体感することがで
きるため、オペレータＯＰは、ロボットＲを広範な環境
下で、その環境下を自身が歩行するような感覚で的確に
操縦することができる。

【００７９】また、オペレータＯＰの足平を支持する足
平架台１６は、オペレータＯＰの足平の動きに追従して
駆動されるため、オペレータＯＰが自身の足平を動かす
ためにさほど大きな労力を要することがなく、容易にロ
ボットＲの操縦を行うことができる。

【００８０】尚、本実施形態では、ロボット操縦装置Ｓ
の足平架台１６がオペレータＯＰの足平から受ける作用
力を６軸力センサ１９を用いて検出するようにしたが、
各マスター脚アクチュエータ２１の駆動力を検出するセ
ンサを設けておき、それらのセンサの出力により足平架
台１６が受ける作用力を検出するようにしてもよい。但
し、この場合には、可動脚１８等の自重や慣性力の影響
を補償する必要がある。

【００８１】また、本実施形態は、足平支持機構１５を
リンク機構により構成したが、ＸＹＺテーブル等を用い
て構成してもよい。あるいは、例えばオペレータＯＰに
履かせるシューズ等を、回転ドラムにより巻き取り可能
な複数のワイヤーにより吊るしておき、それらのワイヤ
ーを回転ドラムに巻き取ったり、引き出したりすること
で、オペレータＯＰの足平の動きに合わせて上記シュー
ズ等の位置／姿勢を制御するようにしてもよい。

【００８２】また、本実施形態では、ロボットＲの遊脚
側の脚体３の空中における位置／姿勢や動作軌跡につい
ては、ロボット操縦装置Ｓから指令を与えていないが、
前記空中モードの途中におけるオペレータＯＰの足平の
位置／姿勢や動作軌跡をロボットＲに指令するようにし
てもよい。

【００８３】また、本実施形態では、ロボット操縦装置
Ｓ上でのオペレータＯＰの足平の着床動作（前記空中モ
ードから降下モードに移行する動作）を、オペレータＯ
Ｐの足平の下降速度に基づき判断するようにしたが、該
足平の下降加速度や、その下降加速度の変化率、前記６
軸力センサ１９の検出値もしくはその検出値の変化率等
によってオペレータＯＰの足平の着床動作（着床の意
思）を判断するようにしてもよい。あるいは、足平架台
１６に例えばオペレータＯＰの足指により操作可能なス
イッチを設けておき、そのスイッチ操作の有無によっ
て、オペレータＯＰの足平の着床の意思を判断するよう
にしてもよい。

【００８４】また、本実施形態では、ロボットＲの操縦
に際してシート１４の背もたれ部１４ｂや座部１４ａが
動くものを示したが、ロボットＲの上体姿勢を別途の操
縦装置により指令したり、あるいはロボットＲの上体を
傾けたりする必要がないような場合には、シート１４は
固定的なもの（アクチュエータ等を具備しないもの）を
使用してもよい。

【００８５】さらに本実施形態では、オペレータＯＰの
上体を支持するためにシート１４を使用したが、これに
限らず、オペレータＯＰの上体を支持できるものであれ
ば、他の構造のものを使用してもよい。

【００８６】また、本実施形態では、ロボットＲは、あ
る程度、その姿勢を自律的に安定化するための構成を備
えたものを示したが、そのような構成を具備していない
ものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のシステムにおけるロ
ボットを示す図。

【図２】本発明の第１の実施形態のシステムにおけるロ
ボット操縦装置を示す図。

【図３】図２のロボット操縦装置側の制御システムを示
す図。

【図４】図１のロボット側の制御システムを示す図。

【図５】図３の制御システムを作動を説明するためのフ
ローチャート。

【図６】図４の制御システムの作動を説明するためのフ
ローチャート。

【符号の説明】

ＯＰ…オペレータ、Ｒ…二足歩行型ロボット、１４…シ
ート（上体支持機構）、１５…足平支持機構、１９…６
軸力センサ（足平作用力検出手段）、２１…マスター脚
アクチュエータ（駆動手段）、３７…オペレータの足平
位置／姿勢検出手段、３９…足平動作状態検出手段、４
０…足平支持機構制御手段、４６…動作情報検出手段
（ロボット足平位置／姿勢検出手段）。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二足歩行型ロボットの脚体をオペレータの
   操作に応じて動作させる遠隔制御システムにおいて、前
   記オペレータの上体を支持する上体支持機構と、該上体
   支持機構に支持したオペレータの両足平をそれぞれ可動
   に支持する足平支持機構と、該足平支持機構に支持した
   オペレータの各足平の動作状態を検出する足平動作状態
   検出手段と、該足平動作状態検出手段により検出された
   オペレータの各足平の動作状態に応じて前記二足歩行型
   ロボットにその各脚体の動作指令を与える脚体動作指令
   手段とを備えたことを特徴とする二足歩行型ロボットの
   遠隔制御システム。
2. 【請求項２】前記足平動作状態検出手段が検出するオペ
   レータの各足平の動作状態は、少なくとも前記二足歩行
   型ロボットの各脚体の離床動作に対応するオペレータの
   各足平の動作状態と、該二足歩行型ロボットの各脚体の
   着床動作に対応するオペレータの各足平の動作状態とを
   含むことを特徴とする請求項１記載の二足歩行型ロボッ
   トの遠隔制御システム。
3. 【請求項３】前記足平動作状態検出手段は、少なくとも
   前記二足歩行型ロボットの各脚体の着床動作に対応する
   オペレータの各足平の動作状態における該オペレータの
   両足平の相対的な位置関係及び／又は姿勢関係を検出す
   るオペレータ足平位置／姿勢検出手段を具備し、前記脚
   体動作指令手段は、前記オペレータ足平位置／姿勢検出
   手段により検出された前記オペレータの両足平の相対的
   な位置関係及び／又は姿勢関係に基づき、前記二足歩行
   型ロボットの着床動作側の脚体の着床位置及び／又は姿
   勢を規定する指令を該二足歩行型ロボットに与える手段
   を具備することを特徴とする請求項２記載の二足歩行型
   ロボットの遠隔制御システム。
4. 【請求項４】少なくとも前記二足歩行型ロボットの各脚
   体が着床状態にあるとき、その着床状態にある脚体の足
   平部の該ロボットの上体に対する位置及び／又は姿勢を
   検出するロボット足平位置／姿勢検出手段と、前記足平
   支持機構を駆動する駆動手段と、前記二足歩行型ロボッ
   トの着床状態の脚体に対応するオペレータの足平の該オ
   ペレータの上体に対する位置及び／又は姿勢が、前記ロ
   ボット足平位置／姿勢検出手段により検出された着床状
   態の脚体の足平部の該ロボットの上体に対する位置及び
   ／又は姿勢に応じた位置及び／又は姿勢になるよう前記
   駆動手段を制御する足平支持機構制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の二足
   歩行型ロボットの遠隔制御システム。
5. 【請求項５】前記足平支持機構がオペレータの各足平か
   ら受ける作用力を検出する足平作用力検出手段を備え、
   前記足平支持機構制御手段は、前記足平作用力検出手段
   により検出された作用力に基づき前記足平支持機構をオ
   ペレータの各足平の動きに追従させるように前記駆動手
   段を制御する手段を具備することを特徴とする請求項４
   記載の二足歩行型ロボットの遠隔制御システム。
6. 【請求項６】前記足平支持機構がオペレータの各足平か
   ら受ける作用力を検出する足平作用力検出手段と、前記
   足平支持機構を駆動する駆動手段と、前記足平作用力検
   出手段により検出された作用力に基づき前記足平支持機
   構をオペレータの各足平の動きに追従させるように前記
   駆動手段を制御する足平支持機構制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の二足
   歩行型ロボットの遠隔制御システム。
7. 【請求項７】前記足平支持機構制御手段は、前記足平作
   用力検出手段により検出された作用力の変化を低減させ
   る位置及び／又は姿勢に前記足平支持機構を移動させる
   ように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項
   ５又は６記載の二足歩行型ロボットの遠隔制御システ
   ム。