| 研究概要 |
種々の歩幅に対応する足関節の運動を創成する可調整足完成軌跡創成機構および足部の足関節まわりの角運動を創成する足部駆動機構よりなる歩幅可変脚機構, ならびに歩行機械全体の角運動を制御するために腰部上で倒立振子を2軸まわりに揺動させる形式の姿勢制御機構により構成される試作2足歩行機械において, 脚機構の高剛性化および段差面歩行を可能にする調整入力機構の総合を行った.
まず, 脚機構の各リンクの理想運動平面直角方向の弾性変形を防ぐために, リンクを複列配置するばかりでなく, 歩行中各リンクに作用する力およびモーメントを動力学的に求め, 大きな力およびモーメントが作用するリンクの材質および形状を軸受の剛性とすきまをも考慮して決定することにより, 脚機構の固有振動数を向上させることができた.
また, 従来の可調整足関節軌道創成機構の原動節長調整機構を, それを構成するねじ対偶部のめねじを分解してすきま調整を行うことにより, 軽量, 高剛性でしかもバックラッシが極めて小さな機構とすることができた.
さらに, 本試作機に段差面歩行を行わせるために, 脚機構の腰部に固定された二つの対偶の相対位置関係を調整する-自由度機構を脚機構に付与し, 調整入力と段差面の形状との関係を求めることにより, 本試作機は種々の段差面に対応できることをシミュレーションによって確認した.
以上の成果に基づいて, 従来の試作機を改良して水平面の定常直進歩行と共に歩行開始・終了, 歩行中の歩幅変更, 歩行速度の変更を含む非定常歩行実験を行った. その結果, 歩行中の脚機構の剛性不足による腰部の不要な揺動および脚機構の振動が極めて小さく抑えられ, 定常矛ならびに非定常歩行の特性が向上したことを確認した.
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