WO2006132330A1 - 脚式移動体の平衡点安定化装置 - Google Patents

脚式移動体の平衡点安定化装置 Download PDF

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WO2006132330A1
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legged mobile
mobile body
equilibrium point
point
leg
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French (fr)
Inventor
Akihito Sano
Hideo Fujimoto
Yoshito Ikemata
Original Assignee
Nagoya Institute Of Technology
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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

Definitions

  • the present invention relates to an equilibrium point stabilizing device for a legged mobile body.
  • Patent Document 1 As the posture stabilization control of a legged mobile robot, in particular, a bipedal legged mobile robot based on the ZMP (Zero moment point) standard, one described in Patent Document 1 below is known. .
  • Non-patent document 1 below details the stability of the equilibrium point of legged mobiles, especially passive walkers.
  • a conventional legged mobile robot is a crystal of cutting-edge technology with high-precision sensors, high-performance actuators, and high control power.
  • the key is ZMP.
  • the walking control method based on the ZMP standard is summarized in trajectory planning and control (including measurement) using ZMP.
  • the gait called passive walking is a force that cannot be ignored.
  • Patent Document 1 Patent No. 3269852 Specification
  • ZMP is a mechanically important index related to posture stability not limited to walking, and is the most powerful tool to improve walking ability without falling.
  • it is theoretically difficult to achieve a gait with high energy efficiency in the ZMP norm posture stability control. More Moreover, the gait feels unnatural compared to passive walking.
  • an object of the present invention is to provide an equilibrium point stabilization device for a legged mobile body including a generation mechanism for generating an equilibrium point. Further, there is provided a stabilizing means for stabilizing the equilibrium point generated by the generating mechanism according to the landing position of the leg of the legged mobile body, and stabilizing the equilibrium point of the legged mobile body An object is to provide an apparatus.
  • An equilibrium point stabilization device for a legged mobile body is an equilibrium point stabilization device for a legged mobile body provided with a generation mechanism for generating an equilibrium point, There is provided a stabilizing means for stabilizing the equilibrium point according to the landing position of the leg of the leg type moving body.
  • the generation mechanism generates the equilibrium point from energy balance, leg switching, and leg swing motion in the legged mobile object. Better ,.
  • the generation mechanism generates the equilibrium point by inputting a constant torque to a leg joint of the legged mobile body.
  • the stabilizing means is configured to make the landing point of the leg of the legged mobile body constant or substantially constant, thereby providing the equilibrium point. It is preferable to stabilize the globally.
  • the stabilizing means is preferably a stopper.
  • the stabilizing means changes the landing position of the leg of the legged mobile body according to a deviation between the equilibrium point and the current state quantity, thereby locally stabilizing the equilibrium point. It is preferable to hesitate.
  • an equilibrium point can be generated by inputting a constant torque for each step on a flat ground or uphill. As a result, a natural and energy efficient gait can be realized.
  • Finite settling is performed by the local stability of the equilibrium point, and it converges to a steady state in several steps.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a legged mobile body having a knee joint.
  • FIG. 2 is a diagram showing the results of walking simulation.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the entirety of a legged mobile body using the present invention.
  • the generating mechanism for generating the equilibrium point included in the legged mobile body equilibrium point stabilization device of the present invention does not search for the equilibrium point numerically, but the energy balance, leg switching, and The equilibrium point can be calculated directly from the swing motion of the legs. Therefore, by changing the energy balance, leg switching, and leg swinging motion, the equilibrium point to be generated can be created. For example, the equilibrium point is calculated from the energy balance equation, leg switching equation, and leg swing motion equation, and the constant torque required to generate this equilibrium point is generated at the joint of the legged mobile body. Preferred.
  • the stabilizing means stabilizes the equilibrium point globally, so that the landing position of the leg of the legged mobile object is constant or substantially constant.
  • the main feature is to make it.
  • it is preferably realized actively by a servo mechanism using an actuator, more preferably passively using a passive element.
  • attaching a stopper to a legged mobile unit is simple and reliable.
  • the equilibrium point is locally stabilized by changing the landing position of the leg of the legged mobile body according to the deviation between the equilibrium point and the current state quantity. .
  • the local quantity is preferably such that the local stability (near the equilibrium point) of the discrete-time system is the highest. , Change the landing position of the legs and land.
  • Fig. 1 schematically shows a legged mobile body with a knee joint.
  • ⁇ 0 [rad]
  • + 1.35140 [rad / s] of the support leg.
  • the knee joint of the support leg is straightened and the knee joint of the free leg is fixed when the free leg is straight, so the crotch angle immediately after landing can be regarded as equivalent to the landing position of the leg. .
  • Equation 8 the coefficient of Equation 8 was obtained (d a / d ⁇ ) ⁇ ⁇ a / 3 ((d ⁇ / dt)
  • the equilibrium point can be locally stabilized by controlling the landing position of the leg (the crotch angle at the time of landing) using Equation 8.
  • Figure 2 shows the results of walking simulation.
  • the horizontal and vertical axes represent the number of steps and the crotch angle at landing, respectively.
  • an equilibrium point (gait) is generated even on flat ground, and converges to a steady state in three steps.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of the legged mobile body used in this example.
  • a simple stopper as shown in Fig. 3 was installed to keep the landing position of the leg of the legged mobile body (the crotch angle when landing) constant.
  • the stopper is not limited to this.
  • the landing position of the legs was not constant (no stopper)
  • the landing position was fixed, continuous walking with 9 steps (maximum number of steps that can be walked) on the downhill was achieved with a success rate of about 70%.
  • the number of experiments is 350.
  • U Ankle torque
  • U Waist torque
  • U Knee torque
  • ⁇ and ⁇ can be expressed as follows.
  • e 2 represents the residual energy rate in the collision between the floor and the legged mobile body.
  • ⁇ ' Control coefficient for generating equilibrium point
  • Subscript “f” represents the value of the variable with the subscript “f” at the equilibrium point.
  • Subscript “k” Indicates the value of the variable with the subscript “k” in the “k” step of walking.
  • the subscript “k + 1” represents the value in the “k + 1” -th step.
  • “k” on the horizontal axis in FIG. 2 represents the “k” -th step of walking
  • a k on the vertical axis represents the crotch angle at the time of landing in the “k” -th step.
  • fixed point is defined as follows. A certain space (a mathematical n-dimensional space as well as a physical space) is assumed. Assume that an arbitrary plane defined in the space (numerically speaking, (n–1) dimensional space) and the trajectory expressed in the space have an intersection. When a plane and a closed periodic trajectory have an intersection, the intersection is called an “equilibrium point”. When the state away from the equilibrium point converges to the equilibrium point, the equilibrium point is “stable”, and if the equilibrium point is stable, the trajectory is proved to be “stable”. A trajectory having a stable equilibrium point is called a stable limit cycle.
  • the expressions “trajectory”, “equilibrium point”, and “stable” mentioned above are expressions that are generally used mathematically, and the basic concepts of these expressions used in this specification are those that are used mathematically. It is the same as the concept.
  • an “equilibrium point” is defined with respect to a trajectory drawn during walking by an arbitrary point (hereinafter referred to as a reference point) fixed on the leg of the legged mobile body.
  • the equilibrium point stabilization device referred to in the claims is to stabilize the equilibrium point.
  • the space that defines the reference point is Iwaiyu It may be a generalized coordinate system space.
  • the generalized coordinates may be, for example, the relative positions of the reference points in the three-dimensional physical space with respect to the waist of the legged mobile body.
  • the joint angle or joint angular velocity of the leg knee joint may be used.
  • the coordinate value at the point on the locus represents the state quantity of the reference point of the leg.
  • the feature of the legged mobile body of the embodiment is equivalent to expressing as follows.
  • it is a legged mobile robot, and an equilibrium point generator that generates an equilibrium point defined for a closed periodic trajectory of a reference point fixed on the leg, and stabilizes the equilibrium point
  • An equilibrium point stabilizing part is provided, and the equilibrium point stabilizing part stabilizes the equilibrium point according to the landing position of the legged mobile body.
  • the present invention can be used because it can generate a natural gait very stably and maintain it with high robustness. The nature is extremely high.

Abstract

　平衡点を生成する生成機構を備える脚式移動体の平衡点安定化装置を提供する。また、脚式移動体の脚の着地位置によって平衡点を安定化する安定化手段を有することを特徴とする脚式移動体の平衡点安定化装置を提供する。 　脚式移動体におけるエネルギーバランス、脚の切換えおよび脚の振り運動に基づき、脚式移動体の脚の関節に所定の一定トルクを入力することによって、平衡点を生成する。また、脚式移動体の脚の着地位置をストッパーにより一定にすることによって、平衡点を大域的に安定化する。さらに、平衡点と現在の状態量の偏差に応じて、脚式移動体の脚の着地位置を変化させることによって、平衡点を局所的に安定化する。

Description

明 細 書
脚式移動体の平衡点安定化装置
技術分野
[0001] 本出願は、 2005年 6月 8日に出願された日本国特許出願第 2005— 168905号に 基づく優先権を主張する。その出願の全ての内容はこの明細書中に参照により援用 されている。
本発明は、脚式移動体の平衡点安定ィ匕装置に関するものである。
背景技術
[0002] 脚式移動ロボット、特に ZMP (Zero moment point)規範の 2足歩行の脚式移動ロボ ットの姿勢安定化制御としては、下記の特許文献 1記載のものなどが知られて 、る。 また、脚式移動体、特に受動歩行機の平衡点の安定性については、下記の非特許 文献 1に詳しい。
[0003] 従来の脚式移動ロボットは、高精度なセンサ、高性能なァクチユエータおよび高度 な制御力もなる最先端テクノロジーの結晶である。その要になっているのが ZMPであ る。 ZMP規範の歩行制御方式では、 ZMPを用いた軌道計画およびその制御（計測を 含む）に集約される。
[0004] その一方、無視できない存在となっているの力 受動歩行と呼ばれる歩容である。
工学的に応用できるか常に高い関心が寄せられている。受動歩行の特徴は、制御を 一切用いずに、脚式移動体のもつダイナミクスと環境（下り坂）との相互作用によって 、自然な歩容が生成できることである。
特許文献 1：特許第 3269852号明細書
^^特 §午文献丄： T. McGeer, 'Passive Dynamic Walking , Tne Int. J. of Robotics Re search, vol.9, no.2, pp.62— 82, 1990.
発明の開示
[0005] ZMPは、歩行時に限らない姿勢安定性に関する力学的に重要な指標であり、転倒 しないように歩力せるのに最も強力なツールである。しかし、 ZMP規範の姿勢安定ィ匕 制御では、エネルギー効率の高い歩容を実現することは原理的に困難である。さら に、受動歩行と比べるとその歩容は不自然さを感じさせる。
[0006] 受動歩行では、非線形な脚の振り運動の解力 脚の切換え現象によって不連続に ジャンプする。この一種のハイブリッドシステム力も周期的な軌道が生成される。軌道 がリミットサイクルになると、着地直後の状態が平衡点として固定される。しかし、従来 の受動歩行は、平地および上り坂において、安定な平衡点が存在せず定常歩行を 行うことができない。また、受動歩行の頑健さは低ぐ安定した連続歩行は難しい。さ らに、平衡点への収束性も悪い。
そこで、本発明は、平衡点を生成する生成機構を備える脚式移動体の平衡点安定 化装置を提供することを目的とする。また、前記生成機構により生成された前記平衡 点を、前記脚式移動体の脚の着地位置によって安定ィ匕する安定ィ匕手段を有すること 、を特徴とする脚式移動体の平衡点安定化装置を提供することを目的とする。
[0007] 本発明の脚式移動体の平衡点安定化装置は、平衡点を生成する生成機構を備え る脚式移動体の平衡点安定化装置であって、前記生成機構により生成された前記 平衡点を、前記脚式移動体の脚の着地位置によって安定ィ匕する安定ィ匕手段を有す ることを特徴とする。
[0008] 本発明の脚式移動体の平衡点安定化装置において、前記生成機構は、前記脚式 移動体におけるエネルギーバランス、脚の切換えおよび脚の振り運動から前記平衡 点を生成するのが好まし 、。
[0009] 前記生成機構は、前記脚式移動体の脚の関節に一定トルクを入力することによつ て、前記平衡点を生成するのが好ましい。
[0010] また、本発明の脚式移動体の平衡点安定ィ匕装置において、前記安定化手段は、 前記脚式移動体の脚の着地位置を一定あるいはほぼ一定にすることによって、前記 平衡点を大域的に安定ィ匕するのが好ましい。この際、前記安定化手段は、ストッパー であるのが好ましい。
[0011] さらに、前記安定化手段は、前記平衡点と現在の状態量の偏差に応じて、前記脚 式移動体の脚の着地位置を変化させることによって、該平衡点を局所的に安定ィ匕す るのが好ましい。
[0012] 本発明によれば、エネルギーバランス、脚の切換えおよび脚の振り運動力 なる平 衡点の力学的構造から、平地あるいは上り坂において、 1歩区間ごとに一定トルクを 入力するだけで平衡点が生成できる。結果的に、自然でエネルギー効率の高い歩容 が実現できる。
[0013] 脚の着地位置を一定あるいはほぼ一定にすることによって、平衡点を大域的に安 定ィ匕することができ、極めて安定した連続歩行が可能となる。また、頑健さも格段に 増す。
[0014] 平衡点の局所安定ィヒによって有限整定を行い、数ステップでほぼ定常状態に収束 する。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]膝関節のある脚式移動体を模式的に示す図である。
[図 2]歩行シミュレーションの結果を示す図である。
[図 3]本発明を使用した脚式移動体の全体を示す概略図である。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下に、本発明の脚式移動体の平衡点安定ィ匕装置を実施するための最良の形態 を説明する。
[0017] 本発明の脚式移動体の平衡点安定化装置が備える平衡点を生成する生成機構は 、平衡点を数値的に探索せずとも、脚式移動体におけるエネルギーバランス、脚の 切換えおよび脚の振り運動から、平衡点を直接的に算出することができる。したがつ て、エネルギーバランス、脚の切換えおよび脚の振り運動を変えることで、生成したい 平衡点を作り出すことができる。たとえば、エネルギーバランス式、脚の切換え式およ び脚の振り運動の式から平衡点を算出し、この平衡点を生成させるために必要な一 定トルクを脚式移動体の関節に発生させるのが好ま 、。
[0018] 本発明の脚式移動体の平衡点安定化装置において、安定化手段は、平衡点を大 域的に安定ィ匕するため、脚式移動体の脚の着地位置を一定あるいはほぼ一定にす ることを最も主要な特徴とする。脚の着地位置を一定あるいはほぼ一定にするには、 好ましくはァクチユエータを使ったサーボ機構により能動的に実現する、より好ましく は受動要素を使って受動的に実現する。たとえば、ストッパーを脚式移動体に装着 すると簡単でし力も確実でょ 、。 [0019] さらに、平衡点と現在の状態量の偏差に応じて、脚式移動体の脚の着地位置を変 ィ匕させることによって、平衡点を局所的に安定ィ匕することを特徴とする。状態量は、着 地直前あるいは直後の状態をとることが好ましぐ平衡点からの偏差に応じて、好まし くは離散時間システムの局所 (平衡点近傍の)安定性が最も高くなるように、脚の着 地位置を変化させ着地させる。
実施例
[0020] (実施例 1)
図 1は、膝関節のある脚式移動体を模式的に示す。まず、平地（ γ =0[rad])におけ る平衡点生成および局所安定化について説明する。図 1において、 l=0.7[m]、 1 =1 =0.
1 2
35[m]、 a =b =a =b =0.35[m]、 p=m /m =0.4とした。脚式移動体のエネルギーバランス
1 1 2 2 2 1
式、脚の切換え式および脚の振り運動の式から、スロープ角度 y =0.073[rad]に相当 する受動歩行クラスの平衡点が導かれる。その際の状態量は、着地直後における股 角度 α =0.73750[rad]および支持脚の角速度 (d Θ /dt)| +=1.35140[rad/s]となる。なお f f
、本実施例では、支持脚の膝関節は真直ぐに伸ばし、遊脚が真直ぐになった時点で 遊脚の膝関節を固定することから、着地直後における股角度は脚の着地位置と等価 とみなせる。
[0021] 平衡点を生成させるのに必要な関節トルクベクトル τ 、 τ を数式 1および数式 2か
K C
ら計算すると、
τ =[0.50078, -0.275429, —0.125195] [Nm/kgm2]
κ
τ =[0.50078, -0.275429] [Nm/kgm2]
c
となる。遊脚の膝関節を固定するまでは τ を入力し、固定後は τ を入力する。
K C
[0022] 平衡点の股角度 a、支持脚の角速度 (d Θ /dt)| +と数式 3、 4、 5から係数を計算する f f
と、
a =0.002[l/s]、 b =—0.8156[l/s]、 c =0.5478
f f f
を得る。次に、数式 6、 7から有限整定となる着地時の股角度の変化率を計算すると、 ( 3 a / d a )1 =0.54861、 ( d a / d ((d Θ /dt)|+))| =0.36845[s]
k+l k f k+1 f
を得る。最終的に、数式 8の係数を得られた（ d a / d α )\ Λ a / 3 ((d Θ /dt)|+) k+l k f k+l
)1数値になるように設定すると、 K = 1.7582、 K = 1.4508
a (dfl /dt)
となる。平衡点近傍では、数式 8を用いて脚の着地位置 (着地時の股角度)を制御す ることにより、平衡点を局所安定ィ匕することができる。
[0023] 歩行シミュレーションの結果を図 2に示す。横軸および縦軸は、それぞれステップ数 および着地時の股角度を表す。図からわ力るように、平地においても平衡点（歩容） が生成され、 3ステップでほぼ定常状態に収束して 、る。
[0024] 本実施例で使用した脚式移動体の概略図を図 3に示す。脚式移動体の脚の着地 位置 (着地時の股角度)を一定とするために、図 3に示すような簡単なストッパーを取 り付けた。なお、ストッパーはこれに限定されるものではない。脚の着地位置を一定と しない場合 (ストッパーなし）は、下り坂において 5歩以上の連続歩行は不可能であつ た。一方、着地位置を一定とした場合は、下り坂において 9歩 (歩行可能な最大歩数 )での連続歩行が約 70[%]の成功率で達成された。ただし、実験回数は 350回である
[0025] 数式 1
[数 1]
Figure imgf000006_0002
[0026] 数式 2
[数 2]
Figure imgf000006_0003
Figure imgf000006_0001
[0027] 数式 3
[数 3]
Figure imgf000007_0001
[0028] ただし、
Figure imgf000007_0002
e / = cos f
[0029] 数式 4
[数 4]
9
■bf — Cf ― sm -— cos + cosす amy J + C f
2ldf
[0030] 数式 5
[数 5]
Figure imgf000007_0003
[0031] 数式 6 d k+i
Figure imgf000008_0001
[0032] 数式 7
[数 7]
3 ：も/ + a/C/
[0033] 数式 8
[数 8]
T k - Ka( k― ^ί) + Κθ ί― ¾")十
[0034] 上記式及び図面における記号の意味は次の通りである。
g:重力加速度
y：スロープ角度
U：足首トルク、 U：腰トルク、 U ：膝トルク
1 2 3
て ：平衡点の関節トルクべクトノレ
K
て ：遊脚の膝が真直ぐな状態でロックさせたときの平衡点の関節トルクベクトル
C
τ と τ は次の通り表すことができる。
τ =[ τ , τ ， τ ] = [u /Μ, u , ， u / m ]
Κ If 2f 3f 1 2 1 3 2
τ =[ τ ， τ ] = [u /My u /m ]
C If 2f 1 2 1
a ：平衡点における着地時の股角度
f
e =cosa ：着地時の損失係数
f f
但し、 e 2は床面と脚式移動体の衝突におけるエネルギー残存率を表す。 γ '：平衡点生成における制御係数
κα：平衡点安定ィ匕のための制御係数
Κ ：平衡点安定ィ匕のための制御係数
(d Θ /dt)
dZdt:時間微分 (記号「 Θ」にドットを付した記号も同じ時間微分を表す）
d：偏微分
上付きの添え字「 +」：着地直後における、その添え字「 +」が付された変数の値を表 す。
上付きの添え字「-」：着地直前における、その添え字「-」が付された変数の値を表 す。
下付きの添え字「f」：平衡点における、その添え字「f」が付された変数の値を表す。 下付きの添え字「k」：歩行の第「k」番目のステップにおける、その添え字「k」が付され た変数の値を表す。下付きの添え字「k+ 1」は第「k+ 1」番目のステップにおける値 を表す。
[0035] また、図 2における横軸の「k」は歩行の第「k」番目のステップを表し、縦軸の a kは 、第「k」番目のステップにおける着地時の股角度を表す。
[0036] 本明細書にいう「平衡点 (fixed point)」とは次の通り定義される。ある空間（物理空 間に限らず数学的な n次元空間）を仮定する。その空間内に定義された任意の平面（ 数学的に厳密には (n— 1)次元空間）とその空間内で表現された軌跡が交点を有す る場合を仮定する。平面と閉じた周期的な軌跡が交点を有する場合、その交点を「平 衡点」と称する。平衡点から離れた状態が平衡点に収束するとき、その平衡点は「安 定」であり、平衡点が安定ならば、その軌跡は「安定」であることが数学的に証明され ている。また、安定な平衡点を有する軌跡は安定なリミットサイクルと称される。上記 に挙げた「軌跡」、「平衡点」、「安定」という表現は数学的に一般に用いられる表現で あり、本明細書で用いるそれらの表現の基本的な概念は、数学的に用いられる場合 の概念と同一である。
[0037] 本明細書では、特に脚式移動体の脚上に固定された任意の点（以下、基準点と称 する）が歩行中に描く軌跡に対して「平衡点」を定義する。そしてその平衡点を安定 化するのが請求項にいう平衡点安定化装置である。基準点を定義する空間はいわゆ る一般化座標系の空間でよい。一般化座標は例えば、基準点の 3次元物理空間に おける脚式移動体の腰部に対する相対位置でよい。或いは、脚部の膝関節の関節 角や関節角速度などでもよい。軌跡上の点における座標値は換言すれば脚部の基 準点の状態量を表す。実施例の脚式移動体の特徴は次の通り表現することに等しい 。即ち、脚式移動ロボットであり、脚部上に固定された基準点の閉じた周期的な軌跡 に対して定義される平衡点を生成する平衡点生成部と、その平衡点を安定ィ匕させる 平衡点安定ィヒ部を備えており、平衡点安定化部は、脚式移動体の着地位置によつ て平衡点を安定ィ匕させることを特徴とする。
[0038] 以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の 範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した 具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独である 、は各種の組み合わせ によって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限 定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同 時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性 を持つものである。
[0039] (本発明の産業上の利用可能性）
製造現場、医療'介護施設あるいは一般家庭などで、脚式移動ロボットの利用が考 えられている。しかし、本発明を使用しない従来の制御方法では、エネルギー効率が 低く長時間での利用に大きな制約がある。本発明を用いれば、格段に利用時間が伸 びる。
[0040] 人との共生が産業ィ匕の力ギとなる今後のロボットにおいて、本発明は、自然な歩容 を極めて安定して生成し、高い頑健さで維持することができることから、利用可能性 は極めて高い。

Claims

請求の範囲
[1] 平衡点を生成する生成機構を備える脚式移動体の平衡点安定化装置であって、 前記生成機構により生成された前記平衡点を、前記脚式移動体の脚の着地位置 によって安定ィヒする安定ィヒ手段を有することを特徴とする脚式移動体の平衡点安定 化装置。
[2] 前記生成機構は、前記脚式移動体におけるエネルギーバランス、脚の切換えおよ び脚の振り運動から前記平衡点を生成する請求項 1に記載の脚式移動体の平衡点 安定化装置。
[3] 前記生成機構は、前記脚式移動体の脚の関節に一定トルクを入力することによつ て、前記平衡点を生成する請求項 1又は 2に記載の脚式移動体の平衡点安定化装 置。
[4] 前記安定化手段は、前記脚式移動体の脚の着地位置を一定あるいはほぼ一定に することによって、前記平衡点を大域的に安定ィ匕する請求項 1に記載の脚式移動体 の平衡点安定化装置。
[5] 前記安定化手段は、ストッパーである請求項 1又は 4に記載の脚式移動体の平衡 点安定化装置。
[6] 前記安定化手段は、前記平衡点と現在の状態量の偏差に応じて、前記脚式移動 体の脚の着地位置を変化させることによって、該平衡点を局所的に安定ィ匕する請求 項 1に記載の脚式移動体の平衡点安定化装置。
[7] 脚式移動体の平衡点安定ィ匕装置において、
少なくとも前記脚式移動体の脚の離散的な状態量を検出する検出手段、 少なくとも前記平衡点と現在の状態量の偏差を算出する手段、
該脚式移動体の脚の着地位置を変化させるトルクおよび一定トルクを脚の関節に 発生する手段、
該脚式移動体の脚の着地位置を一定あるいはほぼ一定にする手段、 を備えたことを特徴とする脚式移動体の平衡点安定ィ匕装置。
PCT/JP2006/311552 2005-06-08 2006-06-08 脚式移動体の平衡点安定化装置 WO2006132330A1 (ja)

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