2017 Fiscal Year Annual Research Report
High-Efficiency and High-Speed Running of Quadruped Robot with Compliant Legs by Multiple Degree of Freedom Vibration Control
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15K05853
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
梶原 秀一 室蘭工業大学, 工学研究科, 准教授 (00280313)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，本研究代表者らがこれまで提案してきた周期入力制御法を多入力多出力系の制御方法として拡張し，多数の質点やバネで構成される振動系の制御方法として応用すること，さらに本手法を脚に弾性を持つ4足走行ロボットの制御に適用し，バネの弾性エネルギーを効率よく利用した高速走行を実現することである．
本年度は多入力多出力化した周期入力制御法を，弾性脚を持つ4足走行ロボットに適用し，脚部の弾性エネルギーを効率よく励振させて走行制御が可能かどうか，実機により検証した．
製作したロボットは，各脚が1個のサーボモータとバネで構成されており，制御用PC,バッテリーが全てロボットに搭載されている．ロボット本体の姿勢と地面からの距離は，本体に取り付けた4個のPSDセンサにより計測する．計測した各脚の地面からの高さと，各脚に与える制御入力の位相を一定のタイミングで同期させる周期入力制御系を構成し，同期させるタイミングを変化させることで走行制御可能かどうか実験を行った．
実験の結果，本体の運動とバネの振動を適切なタイミングで同期させることにより，鉛直方向のホッピング動作が可能であり，制御入力の大きさや位相を変化させることにより，跳躍高を制御することも可能であった．また，各脚を同期させるタイミングを変化させることにより，一歩あたり0.1～0.15mのジャンプを繰り返しながら，0.2～0.3m/sの速度で移動するバウンド走行が実現できた．また，ロボットを全方向に移動させることも可能であった．
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