JPWO2016159346A1 - 脚型機構体、歩行ロボット、姿勢制御方法及びプログラム - Google Patents
脚型機構体、歩行ロボット、姿勢制御方法及びプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2016159346A1 JPWO2016159346A1 JP2017510250A JP2017510250A JPWO2016159346A1 JP WO2016159346 A1 JPWO2016159346 A1 JP WO2016159346A1 JP 2017510250 A JP2017510250 A JP 2017510250A JP 2017510250 A JP2017510250 A JP 2017510250A JP WO2016159346 A1 JPWO2016159346 A1 JP WO2016159346A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leg
- posture
- main body
- angular momentum
- state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
- B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
- B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
- B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
図1において、紙面奥行き方向を左右方向、図の右方を前方とし、図の左方を後方として設定している。図1では、左右の脚10L,10Rは重なっている。また、ロボット1は、脚10の下端である足首にアクチュエータを持つ態様でもよいが、本実施形態では、アクチュエータを持たない態様で説明する。また、ここでは、簡単化のため1関節すなわち脚10と胴体20との連結部である関節(以下、腰という)を備えたモデルで説明するが、以下の内容は任意の関節数を持つロボットにも適用できる。
ロボット1が安定な姿勢(直立姿勢)を保つことができる関節角度ベクトル、つまりxg= 0となる姿勢を、q0と定義し、その近傍で足首周りの角運動量p1を積分した量の近似値(以下、単に、積分値又は状態量と呼ぶ)を、
胴体の角度qtrは、図1から、qtr=q1+q2―π/2 と定義できる。ロボット1は腰の部位に脚モータ31があるため、qtrは制御可能である。角運動量に関する式を考察すると、次式が近似的に成立する。
ここでは、以上の説明を応用して、さらに歩行運動を生成する制御法を説明する。足首にアクチュエータがない場合、τ1=0を考える。このとき、式(6)から現在の状態量p1(t),pI1(t)と、T秒後の状態量p1(t+T),pI1(t+T)の関係を解析的に求める。
10 脚
20 胴体(本体)
30 モータ(アクチュエータ)
31 脚モータ(脚アクチュエータ)
40 角度センサ
100 制御部(姿勢制御手段)
102 角運動量算出部(状態算出手段)
103 積分値算出部(状態算出手段)
104 安定判定部(判定手段)
105 姿勢目標設定部(第1の姿勢制御手段)
106 踏出指示部(第2の姿勢制御手段)
107 踏出目標設定部(第2の姿勢制御手段)
Claims (8)
- 少なくとも1個の脚の上部に相対的に姿勢変更可能に連結された本体と、前記脚及び本体の状態に基づいて前記本体の姿勢を安定にする姿勢制御手段とを備えた脚型機構体において、
前記脚及び前記本体の各角度情報から、立脚状態にある脚の下端周りの角運動量及びその積分値を周期的に算出する状態算出手段と、
算出された角運動量及びその積分値が目標値に対して近づく状態であるか離れる状態であるかを判定し、判定結果を前記姿勢制御手段に出力する判定手段とを備えた脚型機構体。 - 前記脚及び前記本体の角度情報を検出する角度センサを備え、前記角度センサの少なくとも1個が重力方向に対する角度を検出可能であることを特徴とする請求項1に記載の脚型機構体。
- 複数の脚の上部に前記本体の姿勢を相対変更可能に連結する脚アクチュエータを備え、
前記姿勢制御手段は、
前記判定結果が、前記算出された角運動量及びその積分値が目標値に対して近づく状態であるとした場合、前記各脚の下端位置を静止させた状態で前記脚アクチュエータを駆動して前記本体の姿勢を安定させる第1の姿勢制御手段と、
前記判定結果が、前記算出された角運動量及びその積分値が目標値に対して離れる状態であるとした場合、前記脚アクチュエータのいずれかを駆動して対応する脚の踏み出し操作を行って前記本体の姿勢を安定させる第2の姿勢制御手段とを備えた請求項1又は2に記載の脚型機構体。 - 前記姿勢制御手段は、前記脚アクチュエータに対して、判定時点における前記角運動量及びその積分値に基づいて前記本体の姿勢の目標値を設定する請求項3に記載の脚型機構体。
- 請求項3又は4に記載の脚型機構体に、前記複数の脚の各脚アクチュエータを個別に操作して歩行を行わせる歩行制御手段を備えた歩行ロボット。
- 前記脚は、長手方向の途中で分割され、関節アクチュエータを介して分割部位が相対回転又は伸縮可能に連結されていることを特徴とする請求項5に記載の歩行ロボット。
- 少なくとも1個の脚の上部に相対的に姿勢変更可能に連結された本体の姿勢を、前記脚及び本体の状態に基づいて安定にする姿勢制御手段を備えた脚型機構体の姿勢制御方法において、
前記脚及び前記本体の各角度情報から、立脚状態にある脚の下端周りの角運動量及びその積分値を周期的に算出する状態算出工程と、
算出された角運動量及びその積分値が目標値に対して近づく状態であるか離れる状態であるかを判定し、判定結果を前記姿勢制御手段に出力する判定工程とを備えた姿勢制御方法。 - 少なくとも1個の脚の上部に相対的に姿勢変更可能に連結された本体の姿勢を、前記脚及び本体の状態に基づいてコンピュータで安定に制御するプログラムにおいて、
前記脚及び前記本体の各角度情報から、立脚状態にある脚の下端周りの角運動量及びその積分値を周期的に算出する状態算出手段、
及び算出された角運動量及びその積分値が目標値に対して近づく状態であるか離れる状態であるかを判定し、判定結果を姿勢安定処理に供する判定手段、として前記コンピュータを機能させるプログラム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015075922 | 2015-04-02 | ||
JP2015075922 | 2015-04-02 | ||
PCT/JP2016/060915 WO2016159346A1 (ja) | 2015-04-02 | 2016-04-01 | 脚型機構体、歩行ロボット、姿勢制御方法及びプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016159346A1 true JPWO2016159346A1 (ja) | 2018-01-25 |
JP6407409B2 JP6407409B2 (ja) | 2018-10-17 |
Family
ID=57006107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017510250A Expired - Fee Related JP6407409B2 (ja) | 2015-04-02 | 2016-04-01 | 脚型機構体、歩行ロボット、姿勢制御方法及びプログラム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10589810B2 (ja) |
JP (1) | JP6407409B2 (ja) |
WO (1) | WO2016159346A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6823569B2 (ja) * | 2017-09-04 | 2021-02-03 | 本田技研工業株式会社 | 目標zmp軌道の生成装置 |
DE102019107969B3 (de) * | 2019-03-28 | 2020-08-06 | Franka Emika Gmbh | Lagewinkelanzeige beim manuellen Führen eines Robotermanipulators |
US12005584B2 (en) * | 2020-12-22 | 2024-06-11 | Ubtech Robotics Corp Ltd | Pose control method, robot and computer-readable storage medium |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005088113A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 2足歩行移動体および2足歩行制御方法 |
WO2006040868A1 (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Honda Motor Co., Ltd. | 脚式移動ロボットの歩容生成装置 |
US20070016329A1 (en) * | 2005-03-31 | 2007-01-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Biomimetic motion and balance controllers for use in prosthetics, orthotics and robotics |
JP2008534304A (ja) * | 2005-03-30 | 2008-08-28 | 本田技研工業株式会社 | 二段階外乱応答手法を用いた脚式ロボットの制御システムおよび制御方法 |
US20130013111A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Jonathan Hurst | Apparatus and method for legged locomotion integrating passive dynamics with active force control |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60234790D1 (de) * | 2001-12-28 | 2010-01-28 | Honda Motor Co Ltd | Gangerzeugungsvorrichtung für beweglichen roboter mit beinen |
JP4181175B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2008-11-12 | 本田技研工業株式会社 | 脚式移動ロボットの制御装置 |
KR101112496B1 (ko) * | 2003-06-27 | 2012-08-01 | 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 | 다리식 이동 로봇의 제어장치 |
US8060253B2 (en) * | 2004-03-31 | 2011-11-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Systems and methods for controlling a legged robot based on rate of change of angular momentum |
JP4548135B2 (ja) * | 2005-02-03 | 2010-09-22 | トヨタ自動車株式会社 | 脚式ロボットとその制御方法 |
US9367795B2 (en) * | 2010-02-25 | 2016-06-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Momentum-based balance controller for humanoid robots on non-level and non-stationary ground |
US8428780B2 (en) * | 2010-03-01 | 2013-04-23 | Honda Motor Co., Ltd. | External force target generating device of legged mobile robot |
JP5398592B2 (ja) * | 2010-03-01 | 2014-01-29 | 本田技研工業株式会社 | 脚式移動ロボットの運動状態評価装置 |
-
2016
- 2016-04-01 WO PCT/JP2016/060915 patent/WO2016159346A1/ja active Application Filing
- 2016-04-01 JP JP2017510250A patent/JP6407409B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2016-04-01 US US15/562,478 patent/US10589810B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005088113A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 2足歩行移動体および2足歩行制御方法 |
WO2006040868A1 (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Honda Motor Co., Ltd. | 脚式移動ロボットの歩容生成装置 |
JP2008534304A (ja) * | 2005-03-30 | 2008-08-28 | 本田技研工業株式会社 | 二段階外乱応答手法を用いた脚式ロボットの制御システムおよび制御方法 |
US20070016329A1 (en) * | 2005-03-31 | 2007-01-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Biomimetic motion and balance controllers for use in prosthetics, orthotics and robotics |
US20130013111A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Jonathan Hurst | Apparatus and method for legged locomotion integrating passive dynamics with active force control |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10589810B2 (en) | 2020-03-17 |
WO2016159346A1 (ja) | 2016-10-06 |
JP6407409B2 (ja) | 2018-10-17 |
US20180093725A1 (en) | 2018-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7805218B2 (en) | Robot device and control method of robot device | |
JP4513320B2 (ja) | ロボット装置、並びにロボット装置の運動制御方法 | |
JP4998506B2 (ja) | ロボット制御装置、ロボット制御方法、及び脚式ロボット | |
CN100364728C (zh) | 有腿移动式机器人的动作控制装置和动作控制方法以及机器人装置 | |
US9073209B2 (en) | Walking robot and control method thereof | |
US9043029B2 (en) | Walking robot and method for controlling posture thereof | |
JP5803039B2 (ja) | 移動ロボットの歩行動作の制御方法およびその方法を実装したロボット | |
US9079624B2 (en) | Walking robot and method of controlling balance thereof | |
US20130079929A1 (en) | Robot and control method thereof | |
US20110172824A1 (en) | Walking robot and method of controlling the same | |
JP6682341B2 (ja) | 歩行制御方法、歩行制御プログラム及び2足歩行ロボット | |
KR20120134036A (ko) | 로봇 및 그 제어방법 | |
US20130116820A1 (en) | Walking robot and control method thereof | |
US20110172823A1 (en) | Robot and control method thereof | |
JP6407409B2 (ja) | 脚型機構体、歩行ロボット、姿勢制御方法及びプログラム | |
JP4483254B2 (ja) | ロボット装置及びロボット装置の制御方法 | |
JP2009107033A (ja) | 脚式移動ロボット及びその制御方法 | |
JP2008126382A (ja) | 脚式移動ロボット、及びその制御方法 | |
JP2009125838A (ja) | 二足歩行ロボットおよびその歩行制御方法 | |
Armada et al. | Stabilizing dynamic walking with physical tricks | |
Kien et al. | Motion planning of a bipedal walking robot with leg-mounted ultrasonic sensors—An experimental study | |
JP2008142861A (ja) | 歩容データ生成装置と歩容データ生成方法 | |
JP4940905B2 (ja) | 関節駆動型ロボット、及びその制御方法 | |
Vukobratović et al. | How to Generate and Realize Bipedal Gait in Unstructured Environments? | |
JP2009184034A (ja) | 脚式ロボット、及びその制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170926 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170926 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180828 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180918 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6407409 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |