人道的地雷探知を目的とした6足歩行ロボットの歩容計画および歩行制御に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750197
• Research Institution: Kisarazu National College of Technology
• Principal Investigator: 内田 洋彰 木更津工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (00223561)
• Keywords: 地雷探知 / 6足歩行ロボット / 不整地歩行 / 姿勢制御 / 力制御 / 歩容

Research Abstract

報告者の研究グループで開発した地雷探知用6足歩行ロボットの1号機を用いて,平成12年度には地雷を探知する手法について検討した.最初,6脚の足先に取り付けられた地雷探知用の金属センサを用いて対人地雷を探知し,探知した場合には地雷を避けて,地雷探知作業を行う手法について検討した.この場合,不整地において5脚を支持脚とし,残りの1脚で地雷探知を行うので胴体の姿勢を安定な状態に保つ必要がある.そこで,報告者は4脚以上の歩行ロボットの姿勢制御手法として有効なスカイフックサスペンション制御(SHSC)を,胴体のピッチ角,ロール角および胴体高さの制御手法として適用した.SHSCは3脚が支持脚であれば適用できる手法であるのでこの場合の5脚支持では2脚が冗長となる.そこで,遊脚から離れている3脚の中間点に仮想脚を設定し,この仮想脚と残りの2脚を用いてSHSCにより姿勢制御を行い,仮想脚の力を仮想脚を構成した3脚に分配する手法を提案し,その有効性をCAD上に構築した3Dモデルおよび実験により確認した.次に,各脚先で地雷を探知する探知作業は非常に時間がかかるため,現地の要求には応えられない.そこで,報告者の研究グループでは,歩行ロボットでは,対人地雷を粉砕または爆破しながら除去する特殊車輌が危険な対戦車地雷を探知する方法に方針を転換した.また,現地では,除去活動のスピード化が望まれているので5脚支持の歩行の倍の速度で歩行できる4脚支持の歩行における姿勢制御手法について検討した.この場合は,2脚で仮想脚を構成し,残りの2脚とでSHSCを適用し,姿勢制御を行う.この場合も5脚支持の場合と同様に,仮想脚の力を仮想脚を構成した2脚で分担する手法である.本手法の有効性もCAD上に構築した3Dモデルおよび実験により確認した.