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2016 年度 実績報告書

超人的移動能力を持つ2足スプリント・ロボットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25709019
研究機関早稲田大学

研究代表者

橋本 健二  早稲田大学, 高等研究所, 助教 (10449340)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードロボティクス / ヒューマノイド / 2足走行 / 走行運動解析 / 走行運動制御
研究実績の概要

本研究課題では,人体運動を模擬した“歩行運動”と“走行運動”が可能な2足スプリント・ロボットを開発することを目的としている.平成28年度は,下記3点について研究を推進した.
1.足関節・足部機構の開発:能動的に動作可能で走行運動の衝撃に耐えられ,かつ着地時に路面への倣い動作が可能な足関節・足部機構を開発した.人間の走行運動解析を通してロボットの要求仕様を決定し,ウォームギアと4節リンクを複合的に用いた足関節機構を下腿部に搭載した.さらに,板ばねがねじれ変形を発生させるような足部構造とし,路面への倣い動作が可能な足部機構を考案した.片脚での連続跳躍実験を通して着地時に足部が路面に倣う様子を確認し,跳躍時の衝撃に耐えながら着地の際には足部を路面に倣う人間の足関節・足部まわりの動作を模擬することができた.
2.上半身機構の開発:昨年度までの機体は上半身がなかったため,上半身機構で人間と同等の角運動量を発生し,下肢で生じる角運動量を補償するために,人間と同等の質量特性とリンク長を有する上半身機構を開発した.人間の走行に関する研究と人体計測データから機構の要求仕様を決定した.CFRP 部材や両側に同じのモータ,減速機を配置する機構を採用して,人間と同等の質量特性とリンク長を有する上半身機構を実現した.
3.上半身を用いたYaw方向の角運動量制御:人間は走行時に下半身により発生した角運動量を補償し安定した走行を実現している.そこで,この特徴をロボットに取り入れ,安定した走行を実現するために,下半身の運動により生じる角運動量を算出し,それを上半身で補償する角運動量制御を考案した.動力学シミュレーションおよび実機に角運動量制御を実装した評価実験において,宙に吊られているロボットが下半身の動作に合わせて上半身動作を生成することでYaw方向回転の減少を実現した.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 その他

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第13報:人間と同等の角運動量が発生可能で人間の質量特性を模擬した上半身機構)2016

    • 著者名/発表者名
      植田大貴,大谷拓也,橋本健二,宮前俊介,礒道貴矢,夏原彬,阪口正律,川上泰雄,林憲玉,高西淳夫
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形県
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第14報:弾性要素を有し能動動作と路面への倣い動作が可能な足関節・足部機構)2016

    • 著者名/発表者名
      夏原彬,大谷拓也,橋本健二,宮前俊介,礒道貴矢,植田大貴,赤堀孝太,尾原睦月,阪口正律,川上泰雄,林憲玉,高西淳夫
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形県
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] ヒューマノイドロボットによる人間の走行模擬のための足関節に着目した人体運動解析2016

    • 著者名/発表者名
      大谷拓也,夏原彬,橋本健二,阪口正律,川上泰雄,林憲玉,高西淳夫
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形県
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] ヒト走行時の骨盤運動解析に基づくヒューマノイドによる跳躍運動2016

    • 著者名/発表者名
      大谷拓也,橋本健二,阪口正律,川上泰雄,林憲玉,高西淳夫
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      宮城県
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-06
  • [学会発表] ヒューマノイドを利用したヒト足部機能解明と靴の衝撃吸収性評価2016

    • 著者名/発表者名
      橋本健二,本橋弘光,吉村勇希,林憲玉,高西淳夫
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      宮城県
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-06
  • [学会発表] 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発(第12報:上半身を用いるYaw方向角運動量制御)2016

    • 著者名/発表者名
      大谷拓也,宮前俊介,橋本健二,阪口正律,川上泰雄,林憲玉,高西淳夫
    • 学会等名
      日本IFToMM会議シンポジウム
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2016-07-30 – 2016-07-30
  • [学会発表] Joint Mechanism Coping with both of Active Pushing-off and Joint Stiffness Based on Human2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Otani, Kenji Hashimoto, Takaya Isomichi, Shunsuke Miyamae, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-Ok Lim and Atsuo Takanishi
    • 学会等名
      21st CISM IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control
    • 発表場所
      Udine, Italy
    • 年月日
      2016-06-20 – 2016-06-23
    • 国際学会
  • [備考] 骨盤運動に着目した2足走行ロボットの開発

    • URL

      http://www.takanishi.mech.waseda.ac.jp/top/research/running/index_j.htm

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公開日: 2018-01-16  

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