WO2022009961A1 - ロボットとロボットの製造方法 - Google Patents

ロボットとロボットの製造方法 Download PDF

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WO2022009961A1
WO2022009961A1 PCT/JP2021/025847 JP2021025847W WO2022009961A1 WO 2022009961 A1 WO2022009961 A1 WO 2022009961A1 JP 2021025847 W JP2021025847 W JP 2021025847W WO 2022009961 A1 WO2022009961 A1 WO 2022009961A1
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WO
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load
correction value
foot
robot
back surface
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PCT/JP2021/025847
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English (en)
French (fr)
Inventor
祐太 香田
功一 尾花
Original Assignee
株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • 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

Definitions

  • This disclosure relates to a robot having a foot and a method for manufacturing the robot.
  • the rigidity of the members that make up the foot may change depending on the position. In that case, the load detected through the sensor changes depending on the position where the load is applied, and it becomes difficult to accurately detect the load. This is not desirable for posture and gait stability.
  • An example of the robot proposed in the present disclosure acts on the back surface of the foot based on the foot portion having the back surface of the foot, a plurality of load sensors arranged on the foot portion, and the outputs of the plurality of load sensors. It has a control device that calculates the load.
  • the control device acts on the back surface of the foot based on a correction value calculation unit that calculates a correction value according to the position of the center of gravity of the load, the calculated correction value, and outputs of the plurality of load sensors. It has a load calculation unit for calculating the load.
  • the load acting on the back surface of the foot can be accurately calculated, so that the posture and walking stability of the robot can be improved.
  • An example of the robot manufacturing method proposed in the present disclosure includes an output acquisition step of applying a predetermined load to a target position on the back surface of the foot and acquiring outputs of a plurality of load sensors provided on the foot, and the above-mentioned.
  • a plurality of positions on the back surface of the foot are sequentially selected as the target positions, and the output acquisition step, the load calculation step, and the correction value calculation step are executed for each of the plurality of positions. According to this method, it is possible to manufacture a robot that can accurately calculate the load acting on the back surface of the foot.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the robot 1.
  • the robot 1 is a robot capable of bipedal walking, and has a body 2 and left and right lower limbs 5L / 5R extending downward from the body 2. Further, the robot 1 has a head 4 and left and right upper limbs 3L / 3R.
  • the robot 1 has a plurality of actuators 11a, 11b, 11c for moving the head 4, and a plurality of actuators 11d, 11e, 11f for moving the body 2.
  • Each upper limb 3R / 3L is also provided with a plurality of actuators for moving the upper limbs 3R / 3L.
  • each upper limb 3R / 3L has an actuator 11g located at the elbow joint, an actuator 11h located at the upper arm, and actuators 11i / 11j located at the shoulder joint.
  • Each lower limb 5R / 5L is also provided with a plurality of actuators for moving the lower limbs 5R / 5L.
  • the connecting portion between the foot portion 6 located at the lower end of the lower limbs 5R / 5L and the lower leg portion 5d which is the lower portion of the lower limbs 5R / 5L corresponds to the ankle joint, and the actuator 11k / 11m located at this connecting portion.
  • the lower limbs 5R and 5L have.
  • each lower limb 5R / 5L has an actuator 11n located at the knee joint and an actuator 11p / 11q / 11r located at the hip joint.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the control system of the robot 1.
  • the control device 20 has an arithmetic unit 21 and a storage device 22.
  • the arithmetic unit 21 has a CPU (Central Processing Unit), and the storage device 22 has a RAM (RandomAccessMemory) and a ROM (ReadOnlyMemory).
  • the arithmetic unit 21 executes a program stored in the storage device 22 and controls the actuator group 11 composed of the actuators 11a to 11r described above.
  • the arithmetic unit 21 and the storage device 22 may be mounted on the robot 1 or may be mounted on a computer connected to the robot 1 by wire or wirelessly.
  • the robot 1 is a sensor that detects the drive of the actuators 11a to 11r (specifically, the angular position and speed of the motor that is the power source), and a sensor that detects the acceleration acting on each part of the robot 1. It has various sensors SE including.
  • the control device 20 may have an A / D converter 13 that converts analog signals output by various sensors SE into digital signals. The control device 20 detects the state of the robot 1 and the operation of each part based on the signals input from various sensors SE, and controls the actuators 11a to 11r according to the detected state and operation.
  • Various sensors SE have load sensors 63A to 63D (see FIG. 3A) arranged on the foot 6.
  • the control device 20 calculates the load acting on the back surface (back surface of the foot) of the foot portion 6 based on the outputs of the load sensors 63A to 63D.
  • the control device 20 drives the actuator group 11 based on the calculated load, and causes the robot 1 to walk.
  • the load calculation process executed by the control device 20 will be described in detail later.
  • FIG. 3A is a plan view of the foot portion 6, and FIG. 3B is a cross-sectional view obtained from the cut surface shown by the line IIIb-IIIb in FIG. 3A.
  • the directions indicated by Z1 and Z2 in FIG. 3A are referred to as upward and downward, respectively, and Y1 and Y2 are referred to as front and rear, respectively.
  • the direction indicated by X1-X2 in FIG. 3B is referred to as a left-right direction.
  • the foot portion 6 has a bottom portion 61 having a lower surface (back surface of the foot) in contact with the floor surface when the robot 1 walks, and an instep portion 62 located above the bottom portion 61. And have.
  • the foot portion 6 is located between the bottom portion 61 and the instep portion 62, and has a plurality of load sensors 63A, 63B, 63C, and 63D for detecting the load applied to the back surface of the foot.
  • the load sensor 63 for example, a strain gauge type or a piezoelectric type can be used.
  • the positions of the load sensors 63A, 63B, 63C, and 63D are dispersed in two orthogonal directions in a plane along the back surface of the foot.
  • the load sensors 63A, 63B, 63C, and 63D are dispersed in the front-rear direction and the left-right direction.
  • the foot portion 6 has four load sensors 63A, 63B, 63C, 63D, and these four sensors are located at the vertices of a rectangle.
  • the foot portion 6 is rectangular in the plan view of the robot 1, and the four load sensors 63 are used. Is located near the corner of the foot 6.
  • the load sensor 63 has a main body 63a and a detection unit 63b.
  • the detection unit 63b may be slightly movable up and down with respect to the main body 63a.
  • the load sensor 63 outputs a signal (voltage signal) corresponding to the force acting in the vertical direction on the detection unit 63b.
  • the main body 63a is fixed to, for example, the lower surface of the upper frame 62a constituting the instep 62.
  • the detection unit 63b is, for example, fixed to the lower frame 61a constituting the bottom portion 61 by a fixing tool such as a screw. If the load sensor 63 can detect both the force in the direction in which the distance between the instep 62 and the bottom 61 decreases and the force in the direction in which the distance increases, the mounting structure thereof is not limited to the example shown in the figure.
  • the detection portion 63b may be attached to the instep portion 62 and the main body 63a may be attached to the bottom portion 63.
  • the frames 61a and 62a are, for example, metal plates, but may be resin plates.
  • the instep 62 has a circuit board 66, and the main body 63a is connected to the circuit board 66 via, for example, an electric wire.
  • the output (voltage value) of the load sensor 63 is input to the control device 20 through the circuit board 66.
  • an elastic member may be arranged between the instep portion 62 and the bottom portion 61.
  • the foot portion 6 has, for example, an elastic member that urges the instep portion 62 and the bottom portion 61 in a direction in which they are separated from each other.
  • a spring 64 can be used as the elastic member.
  • the spring 64 is a coil spring and is arranged between the instep 62 and the bottom 61.
  • the spring 64 is arranged between the plurality of load sensors 63.
  • the foot portion 6 has connecting members 65a and 65b for connecting the instep portion 62 and the bottom portion 61 so that the distance between the instep portion 62 and the bottom portion 61 is smaller than a predetermined value.
  • the connecting member 65a is, for example, a bolt passed inside the spring 64, and the connecting member 65b is a nut or washer attached to the end of the bolt.
  • the instep 62 and the bottom 61 can approach each other against the elastic force of the spring 64 within the range limited by the connecting members 65a and 65b.
  • the elastic member arranged between the instep portion 62 and the bottom portion 61 does not have to be an elastic member that urges them in the direction in which they are separated from each other. If the structure allows a change in the distance between the instep 62 and the bottom 61 (a slight inclination of the instep 62 with respect to the bottom 61), the elastic members arranged between the instep 62 and the bottom 61 are not necessarily the same. It does not have to be an elastic member that urges the two parts in a direction in which they are separated from each other.
  • the elastic member may be one that does not exert its elastic force on the instep 62 and the bottom 61 in a steady state (a state in which the robot 1 is upright), or the instep 62 in a steady state. It may be an elastic member that applies a force to the bottom portion 61 and the bottom portion 61 in a direction approaching each other.
  • the spring 64 is arranged at the center of the plurality of load sensors 63, and the detection unit 63b of each load sensor 63 is connected to the bottom portion 61. Therefore, for example, when a compressive load acts on the load sensor 63D, the lower frame 61a tilts around the position of the spring 64, and a tensile load is applied to the load sensor 63A located diagonally with respect to the load sensor 63D. It works. Therefore, the load sensor 63 may be a sensor that outputs signals according to the compressive load and the tensile load. For example, the load sensor 63 may output a positive voltage value when it receives a compressive load and output a negative voltage value when it receives a tensile load.
  • the load sensor 63 and the load may have the following relationship.
  • Compressive load F Kp ⁇ V (V ⁇ 0)
  • Tensile load F Kn ⁇ V (V ⁇ 0) -V: Voltage output by the load sensor-Kp: Conversion coefficient used for positive voltage values-Kn: Conversion coefficient used for negative voltage values
  • Conversion coefficients Kp-Kn are specified for each of the multiple load sensors 63.
  • the control device 20 calculates the load from the output (voltage value V) of each load sensor 63 using the conversion coefficients Kp and Kn.
  • the structure of the foot portion 6 is not limited to the example of the robot 1.
  • the structure of the foot portion 6 may be as follows. -Unlike the example of the robot 1, the main body 63a may be fixed to the lower frame 61a of the bottom portion 61, and the detection unit 63b may be attached to the upper frame 62a of the instep portion 62.
  • the foot portion 6 does not have to have an elastic member (spring 64 in the example shown in the figure) that urges the instep portion 62 and the bottom portion 61 in a direction away from each other.
  • the detection unit 63b of the load sensor 63 does not have to be fixed to the bottom portion 61.
  • the foot portion 6 may have an elastic member that presses the bottom portion 61 against the detection portion 63b in advance, that is, an elastic member that applies a preload to the load sensor 63.
  • the position and number of the load sensors 63 are not limited to the example of the robot 1.
  • the number of load sensors 63 may be three or five.
  • the control device 20 calculates the load (reaction force received from the floor) acting on the lower surface (back surface of the foot) of the bottom portion 61 based on the outputs of the plurality of load sensors 63A to 63D.
  • the load acting on the back surface of the foot is basically the sum of the loads detected by each load sensor 63.
  • the members constituting the foot portion 6 are slightly distorted when a load is applied. The degree of distortion may change depending on the position where the load is applied.
  • the control device 20 proposes the load calculated based on the outputs of the load sensors 63A to 63D according to the position of the center of gravity of the load.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the functions of the control device 20.
  • the control device 20 has a load center of gravity calculation unit 20A, a correction value calculation unit 20B, a load calculation unit 20C, and an actuator control unit 20D as its functions.
  • These calculation units 20A, 20B, 20C, and 20D are realized by the arithmetic unit 21 executing a program stored in the storage device 22.
  • the load center of gravity calculation unit 20A calculates the position of the center of gravity of the load based on the outputs of the plurality of load sensors 63.
  • the “center of gravity position of the load” is the center of gravity of the load detected by each of the plurality of load sensors 63.
  • the "center of gravity position of the load” is calculated under the assumption that the load acting on the lower surface (back surface of the foot) of the bottom 61 (reaction force received from the floor) is a point load (concentrated load). It is the position of the point load to be obtained.
  • the load center of gravity calculation unit 20A calculates the position of the center of gravity based on the outputs of the plurality of load sensors 63 and the positions of the plurality of load sensors 63.
  • the position of the center of gravity of the load can be calculated by the following equations 1 and 2.
  • Y coordinate of the load sensor 63A (The same applies to the other load sensors 63B, 63C, 63D, and Yb, Yc, and Yd are the Y coordinates of the load sensors 63B, 63C, 63D, respectively.)
  • the correction value calculation unit 20B calculates a correction value according to the position of the center of gravity (Xf, Yf) of the load.
  • the storage device 22 stores in advance the correction basic information that associates the position of the center of gravity of the load with the correction value.
  • the correction value calculation unit 20B refers to the correction basic information and calculates the correction value corresponding to the position of the center of gravity calculated by the load center of gravity calculation unit 20A.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of correction basic information.
  • the correction basic information is specifically a map or a function that associates the position on the back surface of the foot with the correction value.
  • the position coordinates (0, 0) are the center Pc of the plurality of load sensors 63 (positions of the centers of gravity of the plurality of load sensors 63, see FIG. 3B).
  • the center Pc (0, 0) of the plurality of load sensors 63 may coincide with the center of the back surface of the foot in the front-rear direction and the left-right direction.
  • the correction basic information is, for example, in the direction from the center Pc (0, 0) toward the position between the two load sensors 63, for example, in the direction along the center line Cy in FIG. 3A, as the distance from the center Pc increases.
  • the calculated load may be specified to be small. Further, the correction basic information may be specified so that the correction amount (reduction amount in the example of the robot 1) increases as the distance from the center Pc increases.
  • the correction value is, for example, a value obtained by multiplying the load converted from the outputs of the plurality of load sensors 63.
  • "correction value: 1" means that no correction is made.
  • a correction value close to 1 is defined in the vicinity of the center Pc (0, 0).
  • the correction value decreases as the distance from the center Pc (0, 0) increases forward or backward. That is, in the direction from the center Pc (0,0) toward the intermediate position of the two load sensors 63A / 63C (see FIG. 3A) on the front side, the correction value is set according to the distance from the center Pc (0,0). It's down. Similarly, in the direction from the center Pc (0,0) toward the intermediate position of the two rear load sensors 63B / 63D (see FIG. 3A), the correction value is adjusted according to the distance from the center Pc (0,0). Is down.
  • the correction value may be set only for a plurality of positions selected in advance. It is desirable that the number of positions where the correction value is determined is larger than the number of the load sensors 63.
  • the correction value calculation unit 20B may interpolate the correction value. That is, in a robot in which the first correction value and the second correction value are associated with the first position and the second position, respectively, the third position between the first position and the second position. Is calculated as the position of the center of gravity of the load, the correction value calculation unit 20B may calculate a correction value between the first correction value and the second correction value.
  • the load calculation unit 20C calculates the load acting on the back surface of the foot based on the correction value calculated by the correction value calculation unit 20B and the outputs of the plurality of load sensors 63.
  • the load calculation unit 20C calculates the load using, for example, the following equation (3).
  • the actuator control unit 20D controls the actuator group 11 based on the load F calculated by the load calculation unit 20C and the center of gravity position (Xf, Yf) calculated by the load center of gravity calculation unit 20A.
  • the actuator control unit 20D moves the actuators 11k, 11m, 11n, 11p, 11q, and 11r provided on the lower limbs 5R and 5L in order to walk the robot 1.
  • the foot portion 6 is separated from the floor surface based on the load F calculated by the load calculation unit 20C and the center of gravity position (Xf, Yf) calculated by the load center of gravity calculation unit 20A. Determine if it is.
  • FIG. 6 is a flow chart showing an example of processing executed by the control device 20.
  • the control device 20 acquires the outputs (voltage values) of the load sensors 63A to 63D (S101) and converts the voltage values into the loads Fa to Fd (S102). As described above, for each of the load sensors 63A to 63D, a conversion coefficient Kp for a positive voltage value and a conversion coefficient Kn for a negative voltage value are defined. The control device 20 selects a conversion coefficient according to the sign of the acquired voltage value, and calculates the loads Fa to Fd from the voltage value using the selected conversion coefficient.
  • the load center of gravity calculation unit 20A calculates the position of the center of gravity of the load (Xf, Yf) based on the loads Fa to Fd and the positions of the load sensors 63A to 63D using the above equations 1 and 2 (S103). ).
  • the correction value calculation unit 20B refers to the correction basic information and calculates the correction value Cf corresponding to the position of the center of gravity (Xf, Yf) (S104).
  • the load calculation unit 20C calculates the load F based on the correction value Cf and the loads Fa to Fd detected by the load sensors 63A to 63D using the equation 3 (S105).
  • the actuator control unit 20D controls to move the actuators 11k / 11m / 11n / 11p / 11q / 11r provided on the lower limbs 5R / 5L based on the calculated load F and the position of the center of gravity (Xf, Yf).
  • a signal is output (S106).
  • the control device 20 determines whether or not the control of the actuator has been completed, and if the control is still continued, the processes S101 to S106 are executed again. For example, while the robot 1 is walking, the control device 20 repeatedly executes the processes S101 to S106 in a predetermined cycle.
  • the control device 20 first calibrates the load sensors 63A to 63D, and obtains the above-mentioned conversion coefficients Kp ⁇ Kn for each of the load sensors 63A to 63D.
  • FIG. 7A is a diagram for explaining a procedure for specifying a conversion coefficient. For example, as shown in FIG. 7A, the control device 20 applies a load to the four positions P1 to P4 in which the load sensors 63A to 63D are arranged in order.
  • the load is applied to a plurality of positions on the back surface of the foot in order, and the calculated conversion coefficients Kp and Kn and the output of the load sensors 63A to 63D are used to compare the calculated load with the actually applied load. Then, the correction value at each position is calculated from the comparison.
  • FIG. 7B is a diagram for explaining a procedure for creating a correction value map.
  • the control device 20 selects a position P5 from a plurality of positions on the back surface of the foot, and applies a load F1 to this position P5.
  • the outputs (voltage values) of the load sensors 63A to 63D are acquired (output acquisition step).
  • the load is calculated from the outputs of the load sensors 63A to 63D using the conversion coefficients Kp ⁇ Kn (load calculation step). That is, the sum of the loads Fa to Fd detected by the four load sensors 63A to 63D is calculated.
  • the plurality of positions (positions on which the correction value is calculated) selected on the back surface of the foot include positions different from the positions of the load sensor 63. Further, it is desirable that the number of positions selected on the back surface of the foot is larger than the number of load sensors 63 (4 in robot 1).
  • the plurality of positions selected on the back surface of the foot may include positions between the positions of the plurality of load sensors 63. By doing so, accurate load calculation becomes possible even at a position where the load sensor 63 is not arranged. For example, as shown in FIG. 7B, the load may be sequentially applied to the 13 locations indicated by the positions P5 to P17, and the correction value may be calculated at each position.
  • the correction basic information (map or function) that associates the acquired correction value with the position (P5 to P17) is generated and stored in the storage device 22.
  • the position and the number of positions where the correction value is specified are not limited to the example described in FIG. 7B.
  • the correction value at the position between the loaded positions may be interpolated.
  • the correction value at the position between the position P5 and the position P6 may be defined by interpolation between the correction value obtained for the position P5 and the correction value obtained for the position P6.
  • the robot 1 is attached to the back surface of the foot based on the outputs of the foot portion 6 having the back surface of the foot, the plurality of load sensors 63 arranged on the foot portion 6, and the plurality of load sensors 63. It has a control device 20 for calculating an acting load.
  • the control device 20 determines the load acting on the back surface of the foot based on the correction value calculation unit 20B that calculates the correction value according to the position of the center of gravity of the load, the calculated correction value, and the outputs of the plurality of load sensors 63.
  • It has a load calculation unit 20C for calculation. According to this robot 1, since the load acting on the back surface of the foot can be accurately calculated, the posture of the robot and the stability of walking can be improved.
  • a predetermined load is applied to a target position (one of the positions P5 to P17 shown in FIG. 7B) on the back surface of the foot of the foot portion 6, and a plurality of load sensors provided on the foot portion 6 are provided.
  • the output of 63 is acquired (output acquisition process).
  • the load is calculated from the outputs of the plurality of load sensors 63 using the conversion coefficients Kp ⁇ Kn (load calculation step).
  • the correction value at the target position is calculated based on the calculated load and the actually applied predetermined load (correction value calculation step).
  • a plurality of positions P5 to P17 shown in FIG.

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Abstract

足裏面に作用している荷重を正確に算出し、ロボットの姿勢や歩行の安定性を向上する。ロボット（１）は、足裏面を有している足部（６）と、足部（６）に配置されている複数の荷重センサ（６３）と、制御装置（２０）とを有している。制御装置（２０）は、荷重の重心位置に応じた補正値を算出する補正値算出部（２０Ｂ）と、算出された補正値と複数の荷重センサ（６３）の出力とに基づいて足裏面に作用している荷重を算出する荷重算出部（２０Ｃ）とを有している。

Description

ロボットとロボットの製造方法
　本開示は足部を有しているロボットとロボットの製造方法とに関する。
　脚部で歩行するロボットの開発が進められている。この種のロボットには、足裏に作用する荷重（床から受ける反力）を検知する複数のセンサを脚部の下端に位置する足部に有し、そのセンサの出力を利用して、ロボットの姿勢や歩行の状態把握を行うものがある（例えば、下記特許文献1）。足裏に作用する荷重を正確に検知することは、姿勢や歩行の安定性を向上するために重要である。
特開２００４－２９９０４５公報
　足部を構成する部材の剛性が位置によって変わる場合がある。その場合、荷重が作用した位置によってセンサを通して検知する荷重が変わり、荷重を正確に検知することが困難となる。このことは、姿勢や歩行の安定性にとって好ましくない。
　本開示で提案するロボットの一例は、足裏面を有している足部と、前記足部に配置されている複数の荷重センサと、前記複数の荷重センサの出力に基づいて前記足裏面に作用している荷重を算出する制御装置とを有している。前記制御装置は、前記荷重の重心位置に応じた補正値を算出する補正値算出部と、算出された前記補正値と前記複数の荷重センサの出力とに基づいて前記足裏面に作用している前記荷重を算出する荷重算出部とを有している。このロボットによれば、足裏面に作用している荷重を正確に算出できるようになるので、ロボットの姿勢や歩行の安定性を向上できる。
　本開示で提案するロボットの製造方法の一例は、足部の足裏面上の対象位置に所定荷重を加え、足部に設けられている複数の荷重センサの出力を取得する出力取得工程と、前記複数の荷重センサの出力から換算係数を利用して荷重を算出する荷重算出工程と、算出された前記荷重と前記所定荷重とに基づいて前記対象位置における補正値を算出する補正値算出工程と、を含む。そして、前記足裏面上の複数の位置を前記対象位置として順番に選択し、前記複数の位置のそれぞれについて前記出力取得工程、前記荷重算出工程、及び前記補正値算出工程を実行する。この方法によれば、足裏面に作用している荷重を正確に算出できるロボットを製造できる。
本開示で提案するロボットの概要を示す斜視図である。 ロボットが有している制御システムを示すブロック図である。 足部の平面図である。 図３ＡにあるＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線が示す切断面で得られる断面図である。 制御装置の機能を表すブロック図である。 補正基礎情報を説明するための図である。 制御装置が実行する処理の例を示すフロー図である。 換算係数を特定する手順を説明するための図である。 補正値マップを作成する手順を説明するための図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。本明細書では、実施形態の一例として、図１等で示すロボット１について説明する。
　図１はロボット１の概要を示す斜視図である。ロボット１は二足歩行が可能なロボットであり、胴体２と、胴体２から下方に伸びている左右の下肢５Ｌ・５Ｒとを有している。また、ロボット１は頭部４、及び左右の上肢３Ｌ・３Ｒを有している。
　ロボット１は、頭部４を動かすための複数のアクチュエータ１１ａ・１１ｂ・１１ｃ、及び、胴体２を動かすための複数のアクチュエータ１１ｄ・１１ｅ・１１ｆを有している。各上肢３Ｒ・３Ｌにも、上肢３Ｒ・３Ｌを動かすための複数のアクチュエータが設けられている。例えば、肘の関節に位置するアクチュエータ１１ｇ、上腕に位置するアクチュエータ１１ｈ、及び、肩関節に位置するアクチュエータ１１ｉ・１１ｊを各上肢３Ｒ・３Ｌは有している。
　各下肢５Ｒ・５Ｌにも、下肢５Ｒ・５Ｌを動かすための複数のアクチュエータが設けられている。例えば、下肢５Ｒ・５Ｌの下端に位置する足部６と、下肢５Ｒ・５Ｌの下部である下腿部５ｄとの連結部は足首の関節に相当し、この連結部に位置するアクチュエータ１１ｋ・１１ｍを下肢５Ｒ・５Ｌは有している。また、各下肢５Ｒ・５Ｌは、膝の関節に位置するアクチュエータ１１ｎ、及び、股の関節に位置するアクチュエータ１１ｐ・１１ｑ・１１ｒを有している。
　図２はロボット１の制御システムを示すブロック図である。制御装置２０は演算装置２１と記憶装置２２とを有している。演算装置２１はＣＰＵ（Central Processing Unit）を有し、記憶装置２２はＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を有している。演算装置２１は記憶装置２２に格納されているプログラムを実行し、上述したアクチュエータ１１ａ～１１ｒで構成されるアクチュエータ群１１を制御する。なお、演算装置２１と記憶装置２２はロボット１に搭載されていてもよいし、ロボット１と有線又は無線で接続されたコンピュータに搭載されていてもよい。
　ロボット１は、各アクチュエータ１１ａ～１１ｒの駆動（具体的には動力源であるモータの角度位置や速さ）を検知するセンサや、ロボット１の各部位に作用している加速度などを検知するセンサを含む各種センサＳＥを有している。制御装置２０は、各種センサＳＥが出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１３を有してもよい。制御装置２０は各種センサＳＥから入力される信号に基づいて、ロボット１の状態や各部位の動作を検知し、検知した状態や動作に応じてアクチュエータ１１ａ～１１ｒを制御する。
　各種センサＳＥは、足部６に配置される荷重センサ６３Ａ～６３Ｄ（図３Ａ参照）を有している。制御装置２０は、荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの出力に基づいて足部６の裏面（足裏面）に作用している荷重を算出する。制御装置２０は、算出した荷重に基づいてアクチュエータ群１１を駆動し、ロボット１を歩行させる。制御装置２０が実行する荷重の算出処理については後において詳説する。
［足部］
　図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、足部６の構造の一例について説明する。図３Ａは足部６の平面図であり、図３Ｂは図３ＡにあるＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線が示す切断面で得られる断面図である。以下の説明では、図３ＡにあるＺ１及びＺ２が示す方向をそれぞれ上方及び下方と称し、Ｙ１及びＹ２をそれぞれ前方及び後方と称する。図３ＢにあるＸ１－Ｘ２が示す方向を左右方向と称する。
　図３Ａ及び図３Ｂで示すように、足部６は、ロボット１の歩行時に床面に接する下面（足裏面）を有している底部６１と、底部６１の上方に位置している甲部６２とを有している。足部６は、底部６１と甲部６２との間に位置し、足裏面に作用した荷重を検知するための複数の荷重センサ６３Ａ・６３Ｂ・６３Ｃ・６３Ｄを有している。荷重センサ６３としては、例えば、ひずみゲージ式や圧電式を使用することができる。荷重センサ６３Ａ・６３Ｂ・６３Ｃ・６３Ｄの位置は足裏面に沿った平面において、直交する２方向に分散している。図３Ａで示す例では、荷重センサ６３Ａ・６３Ｂ・６３Ｃ・６３Ｄは前後方向と左右方向とに分散している。足部６は４つの荷重センサ６３Ａ・６３Ｂ・６３Ｃ・６３Ｄを有し、これら４つのセンサは矩形の頂点に位置している。（以下では、４つの荷重センサ６３Ａ・６３Ｂ・６３Ｃ・６３Ｄを区別しない場合には、荷重センサについて符号６３を用いる。）足部６はロボット１の平面視において矩形であり、４つの荷重センサ６３は足部６の角の近傍に位置している。
　図３Ｂで示すように、荷重センサ６３は、本体６３ａと検出部６３ｂとを有している。検出部６３ｂは本体６３ａに対して僅かに上下動可能であってよい。荷重センサ６３は、検出部６３ｂに対して上下方向で作用する力に応じた信号（電圧信号）を出力する。
　本体６３ａは、例えば、甲部６２を構成する上フレーム６２ａの下面に固定される。検出部６３ｂは、例えば、底部６１を構成する下フレーム６１ａに螺子などの固定具によって固定される。甲部６２と底部６１の距離が縮小する方向の力と、同距離が拡大する方向の力の双方を荷重センサ６３が検知できれば、その取り付け構造は図で示す例に限られない。検出部６３ｂが甲部６２に取り付けられ、本体６３ａが底部６３に取り付けられてもよい。フレーム６１ａ・６２ａは、例えば金属の板であるが、樹脂の板であってもよい。甲部６２は回路基板６６を有し、本体６３ａは例えば電線を介して回路基板６６に接続される。荷重センサ６３の出力（電圧値）は、回路基板６６を通して、制御装置２０に入力される。
　また、甲部６２と底部６１との間には弾性部材が配置されてもよい。足部６は、例えば、甲部６２と底部６１とが互いに離れる方向にこれらを付勢する弾性部材を有している。弾性部材としては、例えばばね６４を利用できる。ばね６４はコイルばねであり、甲部６２と底部６１との間に配置されている。ばね６４は複数の荷重センサ６３の間に配置されている。また、足部６は、甲部６２と底部６１との距離が所定値より小さくなるように、甲部６２と底部６１とを連結する連結部材６５ａ・６５ｂを有している。連結部材６５ａは、例えば、ばね６４の内側に通されるボルトであり、連結部材６５ｂは、ボルトの端部に取り付けられるナットやワッシャーである。甲部６２と底部６１は、連結部材６５ａ・６５ｂが制限する範囲内では、ばね６４の弾性力に抗して互いに接近できる。
　なお、甲部６２と底部６１との間に配置される弾性部材は、これらが離れる方向に付勢する弾性部材でなくてもよい。甲部６２と底部６１との距離の変化（底部６１に対する甲部６２の僅かな傾斜）を許容する構造であれば、甲部６２と底部６１との間に配置される弾性部材は、必ずしもこれら２つの部位が離れる方向に付勢する弾性部材でなくてもよい。例えば、弾性部材は、定常状態（ロボット１が正立している状態）で甲部６２と底部６１とに対してその弾性力を作用させないものであってもよいし、定常状態で甲部６２と底部６１とが互いに近づく方向にこれらに力を加える弾性部材であってもよい。
　上述したように、複数の荷重センサ６３の中心にばね６４が配置され、各荷重センサ６３の検出部６３ｂは底部６１に連結されている。そのため、例えば、荷重センサ６３Ｄに圧縮荷重が作用した場合、下フレーム６１ａがばね６４の位置を中心にして傾き、荷重センサ６３Ｄに対して対角線上に位置している荷重センサ６３Ａには引張荷重が作用する。したがって、荷重センサ６３は、圧縮荷重と引張荷重とに応じた信号を出力するセンサであってよい。例えば、荷重センサ６３は、圧縮荷重を受けたときに正の電圧値を出力し、引張荷重を受けたときに負の電圧値を出力してよい。荷重センサ６３と荷重は以下の関係を有してよい。
圧縮荷重Ｆ＝Ｋｐ×Ｖ（Ｖ≧０）
引張荷重Ｆ＝Ｋｎ×Ｖ（Ｖ＜０）
・Ｖ：荷重センサが出力する電圧
・Ｋｐ：正の電圧値について利用される換算係数
・Ｋｎ：負の電圧値について利用される換算係数
複数の荷重センサ６３のそれぞれについて換算係数Ｋｐ・Ｋｎが特定されており、制御装置２０は換算係数Ｋｐ・Ｋｎを利用して各荷重センサ６３の出力（電圧値Ｖ）から荷重を算出する。
　足部６の構造は、ロボット１が有する例に限られない。例えば、足部６の構造は以下のようであってもよい。
・ロボット１の例とは異なり、本体６３ａは底部６１の下フレーム６１ａに固定され、検出部６３ｂは甲部６２の上フレーム６２ａに取り付けられていてもよい。
・足部６は、甲部６２と底部６１とが離れる方向にこれらを付勢する弾性部材（図で示す例においてばね６４）を有していなくてもよい。
・荷重センサ６３の検出部６３ｂは、底部６１に固定されていなくてもよい。この場合、底部６１を検出部６３ｂに予め押しつけている弾性部材、すなわち荷重センサ６３に対してプリロードを加える弾性部材を足部６は有してもよい。
・荷重センサ６３の位置や数も、ロボット１の例に限られない。例えば、荷重センサ６３の数は３つでもよいし、５つでもよい。
［制御装置が行う処理］
　制御装置２０が実行する処理について説明する。上述したように、制御装置２０は、複数の荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの出力に基づいて底部６１の下面（足裏面）に作用している荷重（床から受ける反力）を算出する。足裏面に作用している荷重は、基本的には、各荷重センサ６３で検知される荷重の総和である。ところが、足部６を構成する部材（例えば、フレーム６１ａ・６２ａ）の形状や剛性によっては、足部６を構成する部材は荷重を受けると僅かに歪む。荷重が加わる位置によって、歪みの度合いが変わってしまうことがある。その結果、荷重が加わる位置の変化に伴って、荷重センサ６３で検知される荷重も変動してしまうことがある。本開示で提案する制御装置２０はそのような荷重の変動を防止するために、荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの出力に基づいて算出される荷重を、荷重の重心位置に応じて補正する。
　図４は、制御装置２０の機能を表すブロック図である。図４で示すように、制御装置２０は、その機能として、荷重重心算出部２０Ａと、補正値算出部２０Ｂと、荷重算出部２０Ｃと、アクチュエータ制御部２０Ｄとを有している。これら算出部２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ・２０Ｄは、演算装置２１が記憶装置２２に格納されているプログラムを実行することによって実現される。
［荷重重心算出部］
　荷重重心算出部２０Ａは、複数の荷重センサ６３の出力に基づいて荷重の重心位置を算出する。「荷重の重心位置」とは、複数の荷重センサ６３のそれぞれが検知する荷重の重心である。言い換えれば、「荷重の重心位置」とは、底部６１の下面（足裏面）に作用している荷重（床から受ける反力）が点荷重（集中荷重）であるとの仮定の下で算出され得る、その点荷重の位置である。荷重重心算出部２０Ａは、複数の荷重センサ６３の出力と複数の荷重センサ６３の位置とに基づいて重心位置を算出する。例えば、以下の式１及び２によって、荷重の重心位置は算出され得る。
（式１）Ｘｆ＝Ｆａ×Ｘａ＋Ｆｂ×Ｘｂ＋Ｆｃ×Ｘｃ＋Ｆｄ×Ｘｄ
（式２）Ｙｆ＝Ｆａ×Ｙａ＋Ｆｂ×Ｙｂ＋Ｆｃ×Ｙｃ＋Ｆｄ×Ｙｄ
・Ｘｆ：荷重の重心位置のＸ座標・Ｙｆ：荷重の重心位置のＹ座標
・Ｆａ：荷重センサ６３Ａで検知される荷重（他の荷重センサ６３Ｂ、６３Ｃ、６３Ｄについても同様であり、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄはそれぞれ荷重センサ６３Ｂ、６３Ｃ、６３Ｄで検知される荷重である。）
・Ｘａ：荷重センサ６３ＡのＸ座標（他の荷重センサ６３Ｂ、６３Ｃ、６３Ｄについても同様であり、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄはそれぞれ荷重センサ６３Ｂ、６３Ｃ、６３ＤのＸ座標である。）
・Ｙａ：荷重センサ６３ＡのＹ座標（他の荷重センサ６３Ｂ、６３Ｃ、６３Ｄについても同様であり、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄはそれぞれ荷重センサ６３Ｂ、６３Ｃ、６３ＤのＹ座標である。）
［補正値算出部］
　補正値算出部２０Ｂは、荷重の重心位置（Ｘｆ、Ｙｆ）に応じた補正値を算出する。記憶装置２２には、荷重の重心位置と補正値とを対応づける補正基礎情報が予め格納されている。補正値算出部２０Ｂは、補正基礎情報を参照し、荷重重心算出部２０Ａで算出された重心位置に対応する補正値を算出する。
　図５は補正基礎情報の例を説明するための図である。補正基礎情報は、具体的には、足裏面上の位置と補正値とを対応づけるマップ又は関数である。図５において、位置座標（０、０）は、複数の荷重センサ６３の中心Ｐｃ（複数の荷重センサ６３の重心位置、図３Ｂ参照）である。複数の荷重センサ６３の中心Ｐｃ（０、０）は、足裏面の前後方向及び左右方向での中心に一致していてよい。補正基礎情報は、例えば、中心Ｐｃ（０、０）から２つの荷重センサ６３の間の位置に向かう方向、例えば図３Ａにおいて中心線Ｃｙに沿った方向においては、中心Ｐｃからの距離が増すに従って、算出される荷重が小さくなるように規定されてよい。また、補正基礎情報は、中心Ｐｃからの距離が増すに従って、補正量（ロボット１の例においては低減量）が大きくなるように規定されてよい。
　補正値は、例えば、複数の荷重センサ６３の出力から換算された荷重に乗算する値である。この場合、「補正値：１」は補正がなされないことを意味する。図５で示される補正基礎情報では、中心Ｐｃ（０、０）近傍では１に近い補正値が規定されている。中心Ｐｃ（０、０）から前方又は後方に離れるにしたがって補正値は下がっている。すなわち、中心Ｐｃ（０，０）から、前側の２つの荷重センサ６３Ａ・６３Ｃ（図３Ａ参照）の中間位置に向かう方向においては、中心Ｐｃ（０、０）からの距離に応じて補正値が下がっている。同様に、中心Ｐｃ（０，０）から後側の２つの荷重センサ６３Ｂ・６３Ｄ（図３Ａ参照）の中間位置に向かう方向においては、中心Ｐｃ（０、０）からの距離に応じて補正値が下がっている。
　補正基礎情報（マップ）においては、予め選択された複数の位置についてだけ、補正値が定められていてよい。補正値が定められている位置の数は、荷重センサ６３の数より多いのが望ましい。荷重重心算出部２０Ａにおいて算出された荷重の重心位置が、補正値が定められている位置の間であった場合、補正値算出部２０Ｂは補正値を補間してよい。すなわち、第１の位置と第２の位置とに第１補正値と第２補正値とがそれぞれ対応づけられているロボットにおいて、第１の位置と第２の位置との間の第３の位置が荷重の重心位置として算出された場合、補正値算出部２０Ｂは、第１補正値と第２補正値の間の補正値を算出してよい。
［荷重算出部］
　荷重算出部２０Ｃは、補正値算出部２０Ｂにおいて算出された補正値と複数の荷重センサ６３の出力とに基づいて足裏面に作用している荷重を算出する。荷重算出部２０Ｃは、例えば、以下の式（３）を利用して荷重を算出する。
（式３）Ｆ＝（Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ＋Ｆｄ）×Ｃｆ
・Ｃｆ：補正値算出部２０Ｂで算出された補正値
・Ｆａ：荷重センサ６３Ａで検知される荷重（他の荷重センサ６３Ｂ、６３Ｃ、６３Ｄについても同様であり、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄはそれぞれ荷重センサ６３Ｂ、６３Ｃ、６３Ｄで検知される荷重である。）
　なお、補正基礎情報で規定される補正値は、荷重Ｆａ・Ｆｂ・Ｆｃ・Ｆｄの総和に乗算されるものではなく、荷重Ｆａ・Ｆｂ・Ｆｃ・Ｆｄの総和に加算されるものであってもよい。すなわち、荷重算出部２０Ｃは、例えば、以下の式（４）を利用して荷重を算出してもよい。
（式４）Ｆ＝Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ＋Ｆｄ＋Ｃｆ
［アクチュエータ制御部］
　アクチュエータ制御部２０Ｄは、荷重算出部２０Ｃで算出された荷重Ｆと、荷重重心算出部２０Ａで算出された重心位置（Ｘｆ、Ｙｆ）とに基づいて、アクチュエータ群１１を制御する。アクチュエータ制御部２０Ｄは、例えば、下肢５Ｒ・５Ｌに設けられているアクチュエータ１１ｋ・１１ｍ・１１ｎ・１１ｐ・１１ｑ・１１ｒを順番に動かし、ロボット１を歩行させる。このとき、アクチュエータ制御部２０Ｄは、荷重算出部２０Ｃで算出された荷重Ｆと、荷重重心算出部２０Ａで算出された重心位置（Ｘｆ、Ｙｆ）とに基づいて、足部６が床面から離れているか否かを判断する。
［フロー］
　図６は、制御装置２０が実行する処理の例を示すフロー図である。
　制御装置２０は、各荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの出力（電圧値）を取得し（Ｓ１０１）、電圧値を荷重Ｆａ～Ｆｄに換算する（Ｓ１０２）。上述したように、荷重センサ６３Ａ～６３Ｄのそれぞれについて、正の電圧値用の換算係数Ｋｐと、負の電圧値用の換算係数Ｋｎが規定されている。制御装置２０は、取得した電圧値の符号に応じて換算係数を選択し、選択した換算係数を利用して電圧値から荷重Ｆａ～Ｆｄを算出する。
　荷重重心算出部２０Ａは、上述した式１及び式２を利用し、荷重Ｆａ～Ｆｄと各荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの位置とに基づいて、荷重の重心位置（Ｘｆ、Ｙｆ）を算出する（Ｓ１０３）。次に、補正値算出部２０Ｂは、補正基礎情報を参照し、重心位置（Ｘｆ、Ｙｆ）に対応する補正値Ｃｆを算出する（Ｓ１０４）。荷重算出部２０Ｃは、式３を利用して、補正値Ｃｆと各荷重センサ６３Ａ～６３Ｄによって検知された荷重Ｆａ～Ｆｄとに基づいて、荷重Ｆを算出する（Ｓ１０５）。
　アクチュエータ制御部２０Ｄは、算出された荷重Ｆと重心位置（Ｘｆ、Ｙｆ）とに基づいて、下肢５Ｒ・５Ｌに設けられているアクチュエータ１１ｋ・１１ｍ・１１ｎ・１１ｐ・１１ｑ・１１ｒを動かすための制御信号を出力する（Ｓ１０６）。制御装置２０は、アクチュエータの制御が終了したか否かを判断し、制御が未だ継続する場合には、Ｓ１０１～Ｓ１０６までの処理を再び実行する。制御装置２０は、例えばロボット１が歩行している間中は、Ｓ１０１～Ｓ１０６までの処理を所定の周期で繰り返し実行する。
［補正基礎情報を得る手順］
　補正基礎情報を得るための手順（補正値を規定するマップや関数を作成する手順）について説明する。
　例えば制御装置２０は、まず、荷重センサ６３Ａ～６３Ｄについてキャリブレーションを実行し、各荷重センサ６３Ａ～６３Ｄについて上述した換算係数Ｋｐ・Ｋｎを得る。図７Ａは、換算係数を特定する手順を説明するための図である。例えば制御装置２０は、図７Ａで示すように、荷重センサ６３Ａ～６３Ｄが配置されている４つの位置Ｐ１～Ｐ４に、順番に荷重を加える。そして、荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの出力（電圧値）と、加えた荷重と、各荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの換算係数Ｋｐ・Ｋｎの連立方程式を生成し、その解（換算係数Ｋｐ・Ｋｎ）を求める。
　次に、足裏面における複数の位置に順番に荷重を加え、算出された換算係数Ｋｐ及びＫｎと荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの出力と利用して算出される荷重と、実際に加えた荷重とを比較し、その比較から各位置での補正値を算出する。
　図７Ｂは、補正値マップを作成する手順を説明するための図である。例えば制御装置２０は、図７Ｂで示すように、足裏面における複数の位置から位置Ｐ５を選択し、この位置Ｐ５に荷重Ｆ１を加える。そして、荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの出力（電圧値）を取得する（出力取得工程）。次に、荷重センサ６３Ａ～６３Ｄの出力から換算係数Ｋｐ・Ｋｎを利用して荷重を算出する（荷重算出工程）。つまり、４つの荷重センサ６３Ａ～６３Ｄで検知される荷重Ｆａ～Ｆｄの総和を算出する。そして、算出された荷重（荷重Ｆａ～Ｆｄの総和）と実際に加えた荷重Ｆ１とを比較し、位置Ｐ５における補正値を算出する（補正値算出工程）。例えば、換算係数Ｋｐ・Ｋｎを利用して算出される荷重がＦ５となった場合、位置Ｐ５について補正値Ｃｆ５（Ｃｆ５＝Ｆ１／Ｆ５）を得る。次に、位置Ｐ５とは別の位置Ｐ６を選択し、出力取得工程、荷重算出工程、及び補正値算出工程を再び実行する。
　足裏面上で選択される複数の位置（補正値が算出される位置）は、荷重センサ６３の位置とは異なる位置を含むのが望ましい。また、足裏面上で選択される位置の数は、荷重センサ６３の数（ロボット１において４つ）より多いのが望ましい。そして、足裏面上で選択される複数の位置は、複数の荷重センサ６３の位置の間の位置を含んでよい。こうすることで、荷重センサ６３が配置されていない位置においても、正確な荷重算出が可能となる。例えば、図７Ｂで示されるように、位置Ｐ５～Ｐ１７で示される１３カ所に順番に荷重が加えられ、各位置で補正値が算出されてよい。取得された補正値と位置（Ｐ５～Ｐ１７）とを対応づける補正基礎情報（マップ又は関数）を生成し、記憶装置２２に格納する。
　補正値が特定される位置や位置の数は、図７Ｂで説明される例に限られない。荷重を加えた位置の間の位置での補正値は、補間されてもよい。例えば、位置Ｐ５と位置Ｐ６の間の位置での補正値は、位置Ｐ５について得られた補正値と、位置Ｐ６について得られた補正値との補間により規定されてよい。
［まとめ］
　以上説明したように、ロボット1は、足裏面を有している足部６と、足部６に配置されている複数の荷重センサ６３と、複数の荷重センサ６３の出力に基づいて足裏面に作用している荷重を算出する制御装置２０とを有している。制御装置２０は、荷重の重心位置に応じた補正値を算出する補正値算出部２０Ｂと、算出された補正値と複数の荷重センサ６３の出力とに基づいて足裏面に作用している荷重を算出する荷重算出部２０Ｃとを有している。このロボット１によれば、足裏面に作用している荷重を正確に算出できるようになるので、ロボットの姿勢や歩行の安定性を向上できる。
　また、ロボット１の製造においては、足部６の足裏面上の対象位置（図７Ｂで示す位置Ｐ５～Ｐ１７の一つ）に所定荷重を加え、足部６に設けられている複数の荷重センサ６３の出力を取得する（出力取得工程）。次に、複数の荷重センサ６３の出力から換算係数Ｋｐ・Ｋｎを利用して荷重を算出する（荷重算出工程）。算出された荷重と、実際に加えた所定荷重とに基づいて対象位置における補正値を算出する（補正値算出工程）。そして、足裏面上の複数の位置（図７Ｂで示すＰ５～Ｐ１７）を対象位置として順番に選択し、複数の位置のそれぞれについて出力取得工程、荷重算出工程、及び補正値算出工程を実行する。この方法によれば、足裏面に作用している荷重を正確に算出できるロボット１を製造できる。

Claims (11)

  1. 　足裏面を有している足部と、
    　前記足部に配置されている複数の荷重センサと、
    　前記複数の荷重センサの出力に基づいて前記足裏面に作用している荷重を算出する制御装置と
    　を有し、
    　前記制御装置は、
    　前記荷重の重心位置に応じた補正値を算出する補正値算出部と、
    　算出された前記補正値と前記複数の荷重センサの出力とに基づいて前記足裏面に作用している前記荷重を算出する荷重算出部とを有している
    　ロボット。
  2. 　前記重心位置は、前記複数の荷重センサの出力と前記複数の荷重センサの位置とに基づいて算出される
    　請求項１に記載されるロボット。
  3. 　前記足裏面上の位置と前記補正値とを対応づける補正基礎情報を有している記憶装置を有し、
    　前記補正値算出部は、前記補正基礎情報を参照し、前記重心位置に応じた補正値を算出する
    　請求項１に記載されるロボット。
  4. 　前記記憶装置は、前記補正基礎情報として、前記足裏面上の位置と前記補正値とを対応づけるマップ又は関数を有している
    　請求項３に記載されるロボット。
  5. 　前記複数の荷重センサは第１の荷重センサと第２の荷重センサとを含み、
    　前記複数の荷重センサの中心位置から、前記第１の荷重センサと前記第２の荷重センサの間の位置に向かう方向においては、前記複数の荷重センサの中心位置からの距離に応じて、算出される荷重が小さくなるように、前記補正基礎情報は規定されている
    　請求項３に記載されるロボット。
  6. 　前記補正基礎情報は、前記足裏面上の第１の位置について規定されている第１の補正値と、前記足裏面上の第２の位置について規定されている第２の補正値とを含み、
    　前記補正値算出部は、前記荷重の重心位置が前記第１の位置と前記第２の位置との間の第３の位置にあるとき、前記第１の補正値と前記第２の補正値との間の値を補間する
    　請求項３に記載されるロボット。
  7. 　前記補正値算出部は、前記複数の荷重センサで検知した荷重に前記補正値を加算又は乗算して得られる値を、前記足裏面に作用している荷重として算出する
    　請求項１に記載されるロボット。
  8. 　前記補正値算出部は、前記複数の荷重センサでそれぞれ検知した複数の荷重の総和を前記補正値で補正し、補正により得られた値を前記足裏面に作用している荷重として算出する
    　請求項１に記載されるロボット。
  9. 　複数の荷重センサを有している足部を有しているロボットの製造方法において、
    　前記足部の足裏面上の対象位置に所定荷重を加え、前記複数の荷重センサの出力を取得する出力取得工程と、
    　前記複数の荷重センサの出力から換算係数を利用して荷重を算出する荷重算出工程と、
    　算出された前記荷重と前記所定荷重とに基づいて前記対象位置における補正値を算出する補正値算出工程と、を含み、
    　前記足裏面上の複数の位置を前記対象位置として順番に選択し、前記複数の位置のそれぞれについて前記出力取得工程、前記荷重算出工程、及び前記補正値算出工程を実行する
    　ロボットの製造方法。
  10. 　前記対象位置として選択される前記複数の位置の数は、前記複数の荷重センサの数よりも多い
    　請求項９に記載されるロボットの製造方法。
  11. 　前記複数の荷重センサは、互いに直交する２方向に分散して配置されており、
    　前記対象位置として選択される前記複数の位置は、前記複数の荷重センサの間の位置を含む
    　請求項９に記載されるロボットの製造方法。

     
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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