Study on a walking chair driven by cooperative control of legs using torque transmission mechanism of multi-layered axes

• Project/Area Number: 18560246
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: OKADA Tokuji Niigata University, 自然科学系, 教授 (60194362)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SHIMIZU Toshimi 新潟大学, 自然科学系, 助教 (70377183)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,920,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2008: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2007: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 移動モボット / 歩行機械 / 自律歩行 / 操舵制御 / 制御アルゴリズム / ペイロード / 操縦桿 / インターフェィス / 移動ロボット / インターフェイス

Research Abstract

平地に限らず、斜地、凸凹や起伏の多い不整地面における移動、あるいは段差、等の昇降を可能にする装置として、車いすに代わる斬新な脚型乗り物を提案し、電動車いす以上に高いモビリティをもつ「電動歩行いす」に作り上げるために必要な運動機構と制御技術を開発した。また、特別な電子装置や機械要素の着脱を不要にする制御プログラムによって1台の装置を車輪型にも脚型にも自由に切換え可能にする知的制御アルゴリズムを構築し、一方から他方への移動方式を安定に切換えることの実証に成功した。

Research Products

• [Journal Article] Smooth Switching Phases Control with Simulation and Experimental Verificat-ion of a Hybrid Mobile Robot from Leg-type to Wheel-type and Vice Versa (2009)
  • Author(s): W.T. Botelho, T. Okada and T. Shimizu
  • Journal Title: J. Cybernetics and Systems Vol.2 Pages: 101-109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Smooth Switching Phases Control with Simulation and Experimental Verification of a Hybrid Mobile Robot from Leg-type to Wheel-type and Vice Versa (2009)
  • Author(s): W. T. Botelho, T. Okada, T. Shimizu
  • Journal Title: J. Cybernetics and Systems 2 Pages: 101-109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Walking Gait Control for Making Smooth Locomotion Mode Change of a Legged and Wheeled Robot (2008)
  • Author(s): T. Okada, W.T. Botelho and T. Shimizu
  • Journal Title: Proc. Of 11th Int. Conf. on Climbing and Walking Robots (CLAWAR) Vol.11 Pages: 711-719
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Circular Path Estimation of a Rotating Four- Legged Robot using a Hybrid Genetic Algorithm LSM (2008)
  • Author(s): A. Mahmoud and T. Okada
  • Journal Title: Proc. Egypt-Japan Int. Sym. on Science and Technology 2008 (EJISST2008) Vol.1 Pages: 144-144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Circular Path Estimation of a Rotating Four-Legged Robot using a Hybrid Genetic Algorithm LSM (2008)
  • Author(s): A. Mahmoud, T. Okada
  • Journal Title: Proc. Egypt-Japan Int. Sym. on Science and Technology 2008 (EJISST2008) 1 Pages: 144-144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Walking Gait Control for Making Smooth Locomotion Mode Change of a Legged and Wheeled Robot (2008)
  • Author(s): T. Okada, W. T. Botelho, T. Shimizu
  • Journal Title: Proc. of 11th Int. Conf. on Climbing and Walking Robots (CLAWAR) 11 Pages: 711-719
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Leg Control for Changing Locomotion between Leg-type and Wheel-type Designs based on Effective Use of Total Power (2007)
  • Author(s): T. Okada, B. W. Tanaka, and T. Shimizu
  • Journal Title: Proc. Of the 10th Int. Conf. on CLAWAR Vol.10 Pages: 365-372
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Leg Control for Changing Locomotion between Leg-type and Wheel-type Designs based on Effective Use of Total Power (2007)
  • Author(s): Tokuji Okada, Botelho Wagner Tanaka, and Toshimi Shimizu
  • Journal Title: Proc. of the 10th Int. Conf. on Climbing and Walking Robots Pages: 365-372
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Compatible use of a legged robot as a wheeled robot and its demonstrative simulation (2006)
  • Author(s): T. Okada, B. Wagner, T. Shimizu
  • Journal Title: Proc. Of the 9th Int. Conf. on CLAWAR Pages: 34-44
• [Journal Article] 必要に応じて脚型と車輪型をプログラムで切換え可能にする移動ロボットの設計と制御の概念 (2006)
  • Author(s): 岡田徳次, ボテリョ ヴァーグナ, 清水年美
  • Journal Title: 第24回日本ロボット学会学術講演会 3F12(CD-ROM)
• [Journal Article] Compatible use of a legged robot as a wheeled robot and its demonstrative simulation (2006)
  • Author(s): T.Okada, B.Wagner, T.Shimuzu
  • Journal Title: Proc.of the 9th Int. Conf.on Climbing and Walking Robots Pages: 34-44
• [Journal Article] エネルギー消費を低減するための脚型車輪型切換え時における過渡的移動 (2006)
  • Author(s): 岡田徳次, ボテリョ ヴァーグナ, 清水年美
  • Journal Title: 計測自動制御学会 第7回システムインテグレーション部門講演会 3F2 Pages: 1122-1123
• [Presentation] 脚型モボットの上下動解消制御, 査読無 (2008)
  • Author(s): 岡田, 吉田, 清水
  • Organizer: 第26回日本モボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 神戸大学
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] A Circular Trajectory Simulation Analysis of a Rotating Four-Legged Robot (2008)
  • Author(s): A. Mahmoud, T. Okada, and T. Shimizu
  • Organizer: Proc. SICE Annual Conf. 2008
  • Place of Presentation: 電気通信大学
  • Year and Date: 2008-08-20
• [Presentation] 指定された階段の昇降に適する歩行モボットPEOPLER の制御 (2007)
  • Author(s): 岡田, 森田, 清水
  • Organizer: 第17回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学
  • Year and Date: 2007-11-23
• [Presentation] Mobot Control for Changing Locomotion between Leg-type and Wheel-type (2007)
  • Author(s): ウ゛ァーグナ, 岡田, 清水
  • Organizer: 第25回日本モボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 千葉工業大学
  • Year and Date: 2007-09-15
• [Presentation] 指定された階段の昇降に適する歩行ロボットPEOPLERの制御 (2007)
  • Author(s): 岡田徳次、森田賢一、清水年美
  • Organizer: 第17回電気学会東京支部新潟支所研究発表会予稿集
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学
• [Presentation] Mobot Control for Changing Locomotion between Leg-type and Wheel-type (2007)
  • Author(s): ボテリョ ヴァーグナ、岡田徳次、清水年美
  • Organizer: 第25回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 千葉工業大学
• [Presentation] エネルギー消費を低減するための脚型車輪型切換え時における過渡的移動制御 (2006)
  • Author(s): 岡田, ウ゛ァーグナ, 清水
  • Organizer: 計測自動制御学会第7回システムインテグレーション部門講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2006-12-16
• [Presentation] 必要に応じて脚型と車輪型をプログラムで切換え可能にする移動モボットの設計と制御の概念 (2006)
  • Author(s): 岡田, ウ゛ァーグナ, 清水
  • Organizer: 第24回日本モボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2006-09-26
• [Remarks] JST イノベーションジャパン2008、対地適応性を有する一人乗り用脚車輪切換え移動装置、公式ガイドブック、pp.51、東京国際フォーラム、2008年9月16-18日
• [Remarks]
  • URL: http://okada.eng.niigata-u.ac.jp
• [Remarks]
  • URL: http://okada.eng.niigata-u.ac.jp/study.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 脚型モボットの安定歩行法、歩幅制御法、操舵法、およびその装置 (2009)
  • Inventor(s): 岡田徳次
  • Industrial Property Rights Holder: 株式会社新潟TLO
  • Filing Date: 2009-03-03
• [Patent(Industrial Property Rights)] 脚型車輪型兼用移動装置 (2008)
  • Inventor(s): 岡田徳次
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人新潟大学
  • Filing Date: 2008-03-21
• [Patent(Industrial Property Rights)] 脚型車輪型兼用移動装置 (2006)
  • Inventor(s): 岡田徳次
  • Industrial Property Rights Holder: 新潟大学
  • Industrial Property Number: 2006-239489
  • Filing Date: 2006-09-04