2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fall Avoidance for Humanoid Robot when Stumbling by Reducing Velocity of Fall with Internal Force Actuator
| Project/Area Number |
15K16069
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
菅井 文仁 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (30739256)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | コントロールモーメントジャイロ / ヒューマノイド / 転倒回避 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ヒューマノイドロボットが躓いた時にコントロールモーメントジャイロ（CMG）を用いることで，転倒時の転倒速度を抑制し，転倒を回避するための足の踏み出し動作を行う時間的な余裕を拡大する．それによって，足の踏み出しによる転倒回避手法の適用範囲拡大を目的としている．
平成29年度はヒューマノイドロボットに搭載したCMGにより発揮可能な出力最大値の評価を行った．CMGを最大出力で動作させた結果，ZMPを前後方向に最大67mm変化させることが可能であることが確認できた．また，ジンバルの初期角度を可動範囲限界とすることで，直立状態のロボットを転倒させるまでには及ばないが足裏が地面から剥がれる状態とすることが可能であり十分な出力を有することが確認できた．
転倒を抑制することは直立状態の姿勢を維持することと同義である．そこで，CMGの制御システムの構築を行い，ロボットの姿勢に応じてCMGの出力を制御することで，ロボットを直立状態に維持する姿勢制御実験を行った．CMGにより接地面が線接地となる足場であっても直立状態を維持することが可能であるということが確認できた．また，CMGにより吸収した角運動量をロボットの姿勢が直立状態時に放出することで，CMGが吸収可能な角運動量が飽和することを抑制する手法の有効性を確認した．
また，CMGの小型高出力化に関しては，前年度の検討から2軸のジンバルを有するCMGを2台設置することとし，制作を行った．CMGのハウジングやジンバル部の最適化を行うことで，重量増加を2倍以下に抑えた状態で出力を2倍とすることが可能となった．
|
