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2007 年度 実績報告書

多重軸駆動機構を用いた脚協調制御に基づく歩行いすの研究

研究課題

研究課題/領域番号 18560246
研究機関新潟大学

研究代表者

岡田 徳次  新潟大学, 自然科学系, 教授 (60194362)

研究分担者 清水 年美  新潟大学, 自然科学系, 助教 (70377183)
キーワード移動ロボット / 歩行機械 / 自律歩行 / 操舵制御 / 制御アルゴリズム / ペイロード / 操縦桿 / インターフェイス
研究概要

歩行いす試作機の各部動作確認と大股、小股、操舵、その場回転等の正常動作の点検調整を行い、実験を重ねて不具合を調整した。とくに、動力伝達箇所を改善し、歩行いすとしての機能や効率を高めた。また、車輪型への切換え時の下降動作、あるいは脚型への切換え時の上昇動作を後戻りすることなく滑らかに行うため、路面の斜角、歩容、股関節の回転方向同-性、上昇時及び下降時の総駆動トルクの低減化、障害物に対する脚先の衝突回避性、等を考慮して路面に適応させる制御アルゴリズムを見出した。実際に、組込まれるモータのペイロードを均一化して脚型移動時の全消費エネルギーを最小にする方法を明らかにした。
さらに、路面の斜角に適する歩容の存在に着目し、進行方向に対して膝関節が股関節に比べて先んじる形態を膝先行歩容、その逆を膝後行歩容と呼び、脚型から車輪型への切換えには膝後行歩容が、また、逆に車輪型から脚型への切換えには膝先行歩容が適することを確認した。脚先と路面上障害物との衝突回避には、常時遊脚の先端が路面から所定の高さを維持する条件を反映する関節角計算アルゴリズムを有効な制御法として見出した。
この他、歩行いすの標準的設計仕様と階段寸法を考慮して定まる踏切位置、及び脚制御の最適化を考察するため昇降動作のシミュレーションプログラムを作成し、連続した階段を昇りきる段数の大小との相関を明らかにした。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Leg Control for Changing Locomotion between Leg-type and Wheel-type Designs based on Effective Use of Total Power2007

    • 著者名/発表者名
      Tokuji Okada, Botelho Wagner Tanaka, and Toshimi Shimizu
    • 雑誌名

      Proc. of the 10th Int. Conf. on Climbing and Walking Robots

      ページ: 365-372

    • 査読あり
  • [学会発表] 指定された階段の昇降に適する歩行ロボットPEOPLERの制御2007

    • 著者名/発表者名
      岡田徳次、森田賢一、清水年美
    • 学会等名
      第17回電気学会東京支部新潟支所研究発表会予稿集
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      20071100
  • [学会発表] Mobot Control for Changing Locomotion between Leg-type and Wheel-type2007

    • 著者名/発表者名
      ボテリョ ヴァーグナ、岡田徳次、清水年美
    • 学会等名
      第25回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      千葉工業大学
    • 年月日
      20070900

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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