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Limit Cycle Control of a Quadruped Robot Using Gait Pattern Control and Multi-Degree-of-Freedom Vibration Control

Research Project

Project/Area Number 18K04003
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
Research InstitutionMuroran Institute of Technology

Principal Investigator

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

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords走行ロボット / 振動制御 / エネルギー制御 / リミットサイクル制御 / 歩行パターン制御 / 歩行ロボット / 引き込み現象
Outline of Final Research Achievements

In this research, we built a new method to stabilize a walking motion of a quadruped robot to a target limit cycle by combining a walking pattern generation method and a multi-degree-of-freedom vibration control. By applying our method to the quadruped robot with 2-DOF elastic legs, we designed a limit cycle control system that can realize the trot walking and the bound running by using the elastic energy of the legs, and confirmed its effectiveness by experiments. In addition, we verified the gait pattern that maximizes the walking speed and clarified the relationship between the walking speed and the walking pattern parameters.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,脚部に弾性を持つ4足歩行ロボットを開発し,脚部の弾性エネルギーを利用した歩行運動を実現するための新しい制御手法を構築した.さらに,実験によりバウンド走行やトロット歩行を実現できることを確認した.本研究の成果を応用すると,動物のような柔軟性のある脚を持ちエネルギー消費が少なく高速な歩行・走行動作が実現できる4足歩行ロボットが実現できる.

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 2018

All Presentation (10 results)

  • [Presentation] 周期入力制御による弾性脚を持つ4脚ロボットの走行制御 - 蹴り出し動作による走行速度の向上 -2020

    • Author(s)
      梶原秀一,妹尾 成,青栁学
    • Organizer
      ロボティクスメカトロニクス講演会2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 佐藤正隆,梶原秀一,青栁学2020

    • Author(s)
      4 結合van der Pol 方程式の同期パターンを利用した 4 足歩行ロボットのトロット歩行
    • Organizer
      ロボティクスメカトロニクス講演会2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 周期入力制御による2 リンク鉄棒ロボットの同期パターン制2020

    • Author(s)
      西木悠生,梶原秀一,青栁学
    • Organizer
      ロボティクスメカトロニクス講演会2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 周期入力制御による劣駆動システムの同期制御2020

    • Author(s)
      西木悠生,梶原秀一,青栁学
    • Organizer
      第25回知能メカトロワークショップ講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 周期入力制御による弾性脚を持つ4足ロボットの走行制御2019

    • Author(s)
      妹尾成,梶原秀一,青栁学
    • Organizer
      ロボティクスメカトロニクス講演会2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力制御による弾性脚を持つ4足ロボットの走行制御-実機による検証-2019

    • Author(s)
      妹尾成,梶原秀一,青栁学
    • Organizer
      第62回自動制御連合講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 結合van der Pol方程式の同期パターンを利用した4足歩行ロボットの歩容パターン生成2019

    • Author(s)
      佐藤 正隆,梶原 秀一,青柳 学
    • Organizer
      第62回自動制御連合講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力制御による弾性脚を持つ4足走行ロボットの跳躍制御ー位相変調入力による跳躍制御ー2019

    • Author(s)
      妹尾成,梶原秀一
    • Organizer
      第51回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 非線形振動子の同期パターンを利用した移動体の車間制御2019

    • Author(s)
      土居智寛,梶原秀一
    • Organizer
      第51回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 周期入力によるブランコの振幅制御2018

    • Author(s)
      梶原秀一
    • Organizer
      第61回自動制御連合講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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