センサ情報に基づく2足歩行ロボットのインテリジェント動歩行制御に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650214
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 古荘 純次 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (70107134)
• Keywords: ロボットの制御 / 2足歩行ロボット / 動歩行制御 / インテリジェント制御 / 力制御 / 姿勢制御

Research Abstract

2足歩行ロボットのセンサ情報に基づく動歩行制御について実験および理論の両面から研究し,以下の結果を得た.
1.両脚支持期における動力学モデルより,段差のある環境における最適な関節トルク配分を決定した.これに際しては,足底の滑り,浮き上がりを起こさないトルク配分のなかで合計トルクが最小となるものを選んだ.このトルク配分を,計算機にテーブルとして記憶し,歩行実験時に用いた.
2.平成3年度まで実験に用いてきた2足歩行ロボットは,足首トルクセンサを有していたが,さらに本研究の実験のために足底圧センサを付加した.また,段差のある環境を移動するためには,正確な傾斜角および傾斜角速度の計測が必要となる.そこで,設備備品費で購入した光ファイバジャイロをロボットの胴体部に取り付けた.
3.単脚支持期及び両脚支持期における動力学モデルより,段差のある環境における最適な角運動量変化パターンを求めた.歩行制御は,この角運動量変化パターンに歩行ロボットの角運動量を近づけるように行った。
4.以上の制御方式を用いて平坦な床面における歩行実験を行った.単脚支持期には,くるぶし回転および爪先回転のふたつの相を持ち,両脚支持期には,蹴り点を移動させる歩容を採用した.
5.2足歩行ロボットを用いて段差の登り,および下りを動的に行う歩行実験を行った.
6.本研究の歩行システムでは,床面に近い6つの関節に対して力制御を行った.現時点では力ゲインが低いので,次年度には制御系を改善をすることにより,力応答の改善を計る.

Research Products

• [Publications] 佐野 明人: "歩行シミュレータを用いたペース歩行の3次元動歩行解析" 日本機械学会論文集,C編. 58. 757-765 (1992)
• [Publications] 古荘 純次: "関節速度制御を基礎としたロボットアームの力制御(駆動系の弾性を考慮したモデルによる解析)" 日本機械学会論文集,C編. 58. 1860-1867 (1992)
• [Publications] A.Sano: "Bihed Walking on Floor and Stairs Based on Torque Distribution" Proc.of IFTOMM-jc International Symposium on Theory of Machines and Mechanisms. 2. 663-668 (1992)
• [Publications] J.Furusho: "A Consideration on a Dynamic Control Method for Quadruhed Walking Robots" Journal of Robotics and Mechatronics. 4. 526-528 (1992)