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High-Efficiency and High-Speed Running of Quadruped Robot with Compliant Legs by Multiple Degree of Freedom Vibration Control

Research Project

Project/Area Number 15K05853
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionMuroran Institute of Technology

Principal Investigator

KAJIWARA Hidekazu  室蘭工業大学, 工学研究科, 准教授 (00280313)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) AOYAGI Manabu  室蘭工業大学, しくみ情報系領域, 教授 (80231786)
HANAJIMA Naohiko  室蘭工業大学, もの創造系領域, 教授 (40261383)
Research Collaborator SATO Ryota  
SHIGA Takashi  
HINISHI Morio  
ISOJIMA Kensei  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords周期入力制御 / 同期パターン制御 / 振動制御 / エネルギー制御 / van der Pol方程式 / van der pol方程式
Outline of Final Research Achievements

In this research, we built a new multiple degree of freedom vibration control method by a combination of periodic input control method and synchronization pattern control method. Our traditional periodic input control method was applicable only to single-input system. However, our new control method is applicable to multi-input and multi-output system. We applied the developed method to coupled pendulum system, coupled parametric excitation system, and showed that synchronization patterns of those systems can be controllable freely. Next, we applied our method to walking pattern generation of a quadruped robot. As a result, the robot was able to avoid obstacles by changing the walking pattern in response to changes of the environment around the robot. Finally, we developed a quadrupled robot with compliant legs, hopping motion and bound running was possible by changing the timing to synchronize the motion of the robot body and the vibration of the spring.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (16 results)

  • [Journal Article] Mutual Entrainment and Synchronization Control of Coupled Periodic Input Control System2017

    • Author(s)
      梶原 秀一、花島 直彦、青柳 学
    • Journal Title

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 53 Issue: 5 Pages: 308-318

    • DOI

      10.9746/sicetr.53.308

    • NAID

      130006833491

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mathematical Structure and Force Entrainment of Periodic Input Control System2016

    • Author(s)
      梶原秀一,花島直彦,青柳学
    • Journal Title

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 52 Issue: 10 Pages: 573-579

    • DOI

      10.9746/sicetr.52.573

    • NAID

      130005432991

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 任意の形状で相互結合した周期入力制御系の同期制御2017

    • Author(s)
      磯嶋拳成,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      第60回自動制御連合講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 任意の形状で相互結合した4結合van der Pol方程式の同期制御2017

    • Author(s)
      梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      第60回自動制御連合講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 4結合VDP方程式を用いた4足歩行ロボットの歩容制御2016

    • Author(s)
      佐藤僚太,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-12-25
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  • [Presentation] 周期入力制御による弾性脚を持つ4脚走行ロボットの跳躍姿勢安定制御2016

    • Author(s)
      志賀 昂,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-12-25
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力制御によるパラメータ励振系のエネルギー制御と強制引き込み現象2016

    • Author(s)
      日西杜夫,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-12-25
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 多結合van der Pol方程式の同期パターン制御2016

    • Author(s)
      梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      第59回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡県・北九州市)
    • Year and Date
      2016-11-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 結合周期入力制御系の相互引き込み現象と同期パターン制御2016

    • Author(s)
      磯嶋拳成,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      電気学会第21回知能メカトロワークショップ
    • Place of Presentation
      公立はこだて未来大学(北海道・函館市)
    • Year and Date
      2016-08-28
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力制御されたパラメータ励振系の相互引き込み現象2016

    • Author(s)
      日西杜夫,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2016
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-09
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 4結合VDP方程式を用いた4足歩行ロボットの歩行パターン生成2016

    • Author(s)
      佐藤僚太,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2016
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-09
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力制御による弾性脚を持つ4脚走行ロボットの跳躍移動制御2016

    • Author(s)
      志賀 昂,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2016
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-09
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力制御されたパラメータ励振系の引き込み現象2016

    • Author(s)
      日西杜夫,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      第48回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-02-29
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力制御による弾性脚を持つ4脚ロボットの跳躍制御-実機による検証-2016

    • Author(s)
      志賀 昂,梶原秀一,青柳 学,花島直彦
    • Organizer
      第48回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-02-29
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力制御によるブランコロボットの制御と強制引き込み現象2015

    • Author(s)
      日西杜夫,梶原秀一,青柳 学
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2015
    • Place of Presentation
      函館アリーナ(北海道・函館市)
    • Year and Date
      2015-11-18
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力制御による弾性脚を持つ4脚ロボットの跳躍制御2015

    • Author(s)
      志賀 昂,梶原秀一,青柳 学
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2015
    • Place of Presentation
      函館アリーナ(北海道・函館市)
    • Year and Date
      2015-11-18
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 非線形振動子を用いた多足歩行ロボットの歩行パターン生成2015

    • Author(s)
      佐藤僚太,梶原秀一,青柳 学
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2015
    • Place of Presentation
      函館アリーナ(北海道・函館市)
    • Year and Date
      2015-11-18
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 結合自励振動系の同期パターン制御2015

    • Author(s)
      梶原秀一,花島直彦,青柳 学
    • Organizer
      第58回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2015-11-14
    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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