JPH04122585A - 脚式移動ロボットの歩行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は脚式移動ロボットの歩行制御装置に関し１、よ
り具体的には予め設定された歩行パターンに基づき自立
歩行する脚式移動ロボットにおいて、歩行の中途におい
て歩幅等の歩容を任意に変えることができる様にした脚
式移動ロボットの歩行制御装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題自立歩行
の脚式移動ロボットの歩行制御装置としては特開昭６２
−９７００６号記載のものが知られている。斯る移動ロ
ボットが高速に歩行するためには目標とする重心位置と
脚部の位置に対応した関節角及びリンク角が必要である
が、この従来技術においては予めオフラインで設定され
た関節角を搭載したマイクロ・コンピュータのメモリに
格納しておき、それに基づいて関節を駆動制御して歩行
させている。

従って、この従来例において移動ロボットは予め設定さ
れた歩容に基づいて歩行する以外になく、歩行の中途に
おいてリアルタイムに歩容、即ち道路、進行方向、歩幅
、速度等を変えることができなかった。尚、脚式移動ロ
ボットの従来技術としては他に「日本ロボット学会誌、
第１巻、第３号、１７６−１８１頁、１９８３年１０月
」に記載される竹馬型の２足歩行ロボットも提案されて
いる。ここで提案される歩行ロボットはリアルタイムに
関節角を算出して歩容を変えることが可能であるが、こ
の種の竹馬型のロボットは自由度が少ないため歩容や歩
行場所が制限が制限される不都合がある。

従って、本発明の目的は、予め設定された歩行パターン
に基づいて歩行する自立歩行型の脚式移動ロボットにお
いて、歩行の中途においてリアルタイムに歩容を変える
ことができる様にした脚式移動ロボットの歩行制御装置
を提案することにある。

更に、斯る脚式移動ロボットの歩行を制御するに際して
は一般的にマイクロ・コンピュータからなる制御装置を
搭載して制御値を決定することになるが、その場合に制
御装置が大型になるのはロボットの重量を増加させる意
味で望ましくない従って、本発明の第２の目的はロボッ
トに搭載するに適した小型軽量な制御装置で、かつ歩行
の中途でリアルタイムに歩容を変更することができる様
にした脚式移動ロボットの歩行制御装置を提案すること
にある。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するために本発明は例えば請求項１
項において、基体リンクと、それに結合される複数本の
脚部リンクとからなるリンク機構を駆動して歩行制御す
る脚式移動ロボットの歩行制御装置において、該ロボッ
トの予定する歩容に応じて、少なくとも該リンク機構の
重心位置を含む歩行パラメータについて、予め時系列の
目標値を設定する目標値設定手段、該目標値設定手段の
出力を入力し、設定された重心位置から前記基体位置を
決定して該ロボットの姿勢角を算出する姿勢角算出手段
、前記姿勢角算出手段の出力を入力し、算出された姿勢
角に基づいて前記リンク機構の関節駆動制御値を決定す
る制御値決定手段及び該制御値決定手段の出力を入力し
て該関節を駆動するアクチュエータを備える如く構成し
た。

（作用） 歩行パターンとして関節角ではなく、それよりも上位概
念の重心位置等のパラメータを設定しておき、それに基
づいてロボットの姿勢角を決定して関節角を算出し、次
いで制御値を決定する様に構成した。即ち、関節角を予
め設定することなく、歩行中にリアルタイムに決定する
様にしたことから、結果的に必要に応じて歩行中に任意
に歩容を変えることが可能となる。

（実施例） 以下、脚弐歩行ロボットとして２足歩行ロボットを例に
とって本発明の詳細な説明する。第１図はそのロボット
１を全体的に示す説明スケルトン図であり、左右それぞ
れの脚部に６個の関節（軸）を備える。該６個の関節（
軸）は上から順に、腰の脚部回旋用の関節（軸）ＩＯＲ
，ｌ０Ｌ（右側をＲ１左側をＬとする。以下同じ）、腰
のピッチ方向の関節（軸）１２Ｒ，１２Ｌ、同ロール方
向の関節（軸）１４Ｒ，１４Ｌ、１１部のピッチ方向の
関節（軸）１６Ｒ，１６Ｌ、足首部のピッチ方向の関節
（軸）１８Ｒ，１８Ｌ、同ロール方向の関節（軸）２Ｏ
Ｒ，２ＯＬとなっており、その下部には足部２２Ｒ，２
２Ｌが取着されると共に、最上位には胴体部（上体）２
４が設けられる。上記において股関節は、関節（軸）１
０Ｒ（Ｌ）、１２Ｒ（Ｌ）、１４Ｒ（Ｌ）から、足関節
は関節（軸）１８Ｒ（Ｌ）、２ＯＲ（Ｌ）から構成され
る。また股関節と膝関節との間は大腿リンク２７Ｒ，２
７Ｌで、膝関節と足首関節との間は下腿リンク２８Ｒ，
２８Ｌで連結される。

第２図及び第３図は第１図に概略的に示した腰の股関節
部を具体的に示す断面図である。胴体部２４は第２図に
示す様に、人の骨盤に相当する腰板３０にマウントされ
、腰板３０を介して左右の脚部は結合されてロボットの
移動手段を構成する。第１図に示した如く、股関節を含
む脚部は左右対称であるので、以下その内の右足側につ
いて説明する。

第２図において、腰板３０の内部には第１のハーモニッ
ク減速機（商品名）３２があって、その入力軸にはプー
リ３４が取着され、ベルト３５を介して第１の電動モー
タ３６から駆動力が伝達される。減速機３２の入力軸が
回されると周知の如く、そのフレックスリング３８と固
定リング４０及び出力リング４２との間に相対運動が生
じて第１電動モータ３６の回転が減速される。而して、
固定リング４０は腰板３０に、出力リング４２は出力部
材４４にボルト止めされているので、第１電動モータ３
６の回転に応じて腰板３０と出力部材４４とは、前記し
た関節軸線１０Ｒを中心として相対回転する。

出力部材４４にはその下部で第１のヨーク部材５０がボ
ルト止めされる。第１ヨーク部材の上部は空洞５１にな
っていて第２の電動モータ５２を横向きに収納する。第
２電動モータ５２の出力は、ベルト５４を介してその下
方に位置する第２のハーモニック減速機５６に入力され
、第２ハーモニック減速機５６は入力回転を減速して倍
力し、出力リング５８を駆動する。第２ハーモニック減
速機５６の固定リング６０は第１ヨーク部材５０の下部
左側にボルト止めされており、出力リング５８は第１ヨ
ーク部材５０の下位に位置する大腿リンク２７Ｒの上端
部に出力部材６２を介して固定されているので、第２電
動モータ５２の作動によって第１ヨーク部材５０と大腿
リンク２７Ｒとは相対回転し、図で大腿リンク２７Ｒを
前記したロール方向の関節軸線１４Ｒを中心として相対
回転させる。また第１ヨーク部材５０の下部は、その右
側で軸受部を構成してしており、大腿リンク２７Ｒを出
力部材６２と共働して支持する。

また第３図に明示する如く、大腿リンク２７Ｒの上部は
第２のヨーク部材７１を構成しており、そこにおいて左
右のヨークに架橋される形で第３のハーモニック減速機
７２とそれにトルクを入力する第３の電動モータ７４と
が横方向に直列しで配置され、その出力は直ちに第３ハ
ーモニック減速機７２に入力される。その固定リング７
６は前記した第２出力部材６２に結合されており、その
出力リング７８は第２ヨーク部材７１に結合されている
ことから、第３電動モータ７４が駆動されると、出力部
材６２と第２ヨーク部材７１との間に相対回転が生じ、
図で大腿リンク２７Ｒをピッチ軸線１２Ｒを中心として
回転運動させる。ここで図示の如く、軸線１０Ｒ，１２
Ｒ，１４Ｒは、点Ａ（第３図）において相互に直交しつ
つ交差し、その角度位置を直交座標系の変換で算出でき
る様に構成される。

更に、路側に向けて説明を続けると、第２図において大
腿リンク２７Ｒの上端側には凹部７９が形成され、そこ
に第４の電動モータ８０が収納され、その出力は下方の
膝関節に送られる。第４図及び第５図には膝関節以下の
部位が示されており、第４電動モータ８０の出力はベル
ト８２を介して膝関節（軸）１６Ｒに装着された第４の
ハーモニック減速機８４の入力軸に入力される。尚、膝
関節１６Ｒの内部には空洞８５が形成され、軽量化が図
られる。

また該膝関節（軸）１６Ｒと足関節とは下腿リンク２８
Ｒで連結されており、その上端側にも凹部８７が形成さ
れ、そこに第５の電動モータ８８が収納され、その出力
はベルト９０を介して足首部に配置された第５のハーモ
ニック減速機９２の入力され、足部２２を前記した軸線
１８Ｒを中心としてピッチ方向に駆動する。また軸線１
８Ｒと直交する前記した軸線２０Ｒを中心として足部２
２はロール方向に揺動自在に構成されており、そのため
に第６のハーモニック減速機９４と、それに動力を供給
する第６の電動モータ９６とが直結されて設けられてい
る。

ここで、電動モータ３６．５２，７４．８０８８．９６
にはロータリエンコーダ３７，５３．７５，８１．８９
　（第６電動モータ用は図示省略）が設けられてモータ
軸の回転角度を検出する。また、足首部には６軸カセン
サ９８が設けられて印加荷重等を測定して支持脚か遊脚
か否かを判別可能とすると共に、足底部の四隅には公知
の接地スイッチ９９が設けられて、接地の有無を検出す
る（第４図及び第５図で図示省略）。また第１図に示す
如く、胴体部２４の適宜位置には、一対の傾斜角センサ
１００．１０２が設置され、Ｘ２平面内のＺ軸に対する
傾きとその角速度、同様にｙ−ｚ平面内の２軸に対する
傾きとその角速度を検出する。ここで、ｘ−ｚ平面の運
動を前後（前記したピッチ）方向の運動と、ｙ−ｚ平面
の運動を左右（前記したロール）方向の運動と定義する
。これらの出力は前記した胴体部２４内の制御ユニット
２６に送られる。

第６図は該制御ユニット２６の詳細を示すブロック図で
あり、傾斜センサ１００，１０２等の出力はＡ／Ｄ変換
回路１０４でデジタル値に変換され、その出力はバス１
０６を介してＲＡＭＩＯ３に送られる。またエンコーダ
３７等の出力はカウンタ１１０を介してＲＡＭ１０８内
に入力されると共に、接地スイッチ９９等の出力は波形
整形回路１１２を経て同様にＲＡＭ１０８内に格納され
る。制御ユニット内にはＣＰＵからなる２個の演算装置
１１４，１１６が設けられており、演算装置１１４は後
述の如＜ＲＯＭ１２２に格納されている歩行データを読
み込むと共に、歩容変更指令があったときはそれを修正
し、関節角及びリンク角の指令値を算出してＲＡＭ１０
Ｂに出力する。また演算装置１１６は後述の如＜ＲＡＭ
１０Ｂから関節角及びリンク角の指令値と検出された実
測値とを読み込み、各関節に必要な制御値を算出してＤ
／Ａ変換回路１２４を介してサーボアンプ１２６に送る
。制御値はそこで電流値に変換されて各関節の電動モー
タに供給される。尚、符号１２８は進路、歩幅等の歩容
変更指令用のジョイスティックを、符号１３０は傾斜セ
ンサ補正用の原点スイッチを、符号１３２はフェール用
のリミントスイッチを示す。

第７図は本装置の動作を示すフロー・チャートである。

同図を参照して説明すると、先ずｓｌｏで時刻ｔ（ｎ）
の歩行データを読み込む０歩行データとしては重心位置
、多足の位置、多足の向き、多足の傾きが時系列データ
又は時間の関数で記述されている。重心位置Ｇは第８図
に示す如く絶対座標空間におけるｘ、ｙ、ｚ軸上の値が
Ｇｘ。

Ｇｙ、Ｇｚと予めオフラインで算出され、前記ＲＯＭ内
に設定されている。尚、第１実施例ではｚ軸上の値は問
わないものとする。各足部２２Ｒ，Ｌの位置Ｒｘ、Ｒｙ
、Ｒｚ、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚも第９図及び第１０図に示す
如く、ｘ−ｙ、　　ｘ−ｚ、　　ｙ−ｚ空間における位
置が予め設定されている（第１０図（ａ）は歩行データ
が爪先位置のとき、第１０図（ｂ）は歩行データが踵位
置のときを示す。尚、歩行データとしての各足部の位置
は絶対座標空間に設定されており、第９図及び第１０図
に示すのは、後述する各関節角の算出のため座標変換が
施された図である）。各足部の向きθＲＺ、　　θＬＺ
も第１１図及び第１２図に示す如＜ｘ−ｙ空間上で設定
されており、各足部の傾きθＲＸ、　　θＲＹ、　　θ
ＬＸ、　　θＬＹも第１３図（χ−２空間を示す）に示
す如く設定されている。

次いで、Ｓ１２において進行方向、進路等の歩容の変更
があったときはその変更指令を入力し、Ｓ１４で設定さ
れている歩行データを変更指令に応じて修正し、Ｓ１６
で腰の位置を動かさない場合、即ち、現在の関節角を計
算する。

ここで本制御を概括すると、本制御において歩行データ
としては関節角及びリンク角ではなく、それより上位概
念の位置情報を設定する。従って、関節角及びリンク角
は歩行中に時々刻々算出することになるが、ある時刻の
それらを算出して指令値を決定するためには、ロボ７）
の姿勢を先ず決定する必要がある。実施例に係る２足歩
行ロボットは両足合計で１２の自由度を持つため、その
姿勢は、腰の位置、上体（胴体部）の向き、上体の傾き
、各足部の位置、各足部の向き、各足部の傾きが決まれ
ば、腰を基準として１２個のパラメータが決定されるた
め、関節角及びリンク角を求めるには必要十分である。

本制御においては斯る如くして関節角とリンク角とをリ
アルタイムに算出し、次いで各関節の指令値を算出して
制御するものである。

ここで腰の位置Ｃｚは第１４図に示す如く、股関節（軸
）ＩＯＲ，Ｌと胴体部２４との間の適宜位置に設定され
る。尚、同図で符号Ｌｎは大腿リンク２７Ｌ、Ｒ等の各
リンクの長さを示し、Ｒｎｘ、　ｎｙ、　ｎｚは右足側
の関節角を、Ｌ　ｎｘ、　ｎｙ、　ｎｚは左足側の関節
角を示す。また上体（胴体部）の向きθＣＺは第１１図
に示す如く、各足部の向きθＲＺ、　　θＬＺの平均値
とする。上体の傾きθＣＸ、　　θＣＹは前記した傾斜
角センサの出力値から第１５図に示す様に検出すること
ができる。尚、姿勢角を決定するに際しては上体の傾き
は左右、前後方向とも零とする。その結果、上体の絶対
角度と脚部リンク側のエンコーダの相対検出角度とから
、脚部側についても絶対座標での位置決めが可能となる
。また各足部の位置、向き、傾きは歩行データより決定
されている。

従って、Ｓ１６においては斯るパラメータを決定して関
節角を算出することになる。第９図、第１０図及び第１
６図乃至第１９図にｘ−ｚ、ｙ２空間でのその算出例を
示す。図示の如く、座標変換を行いつつ幾何学的手法で
角度を算出する。尚、そこに示される様に、膝が伸びた
場合（第１６図、第１８図）と膝が曲がった場合（第１
７図）で腰の位置が相違する。従って、この実施例にお
いて腰の上下方向の位置は、左右何れかまたは双方の膝
が伸びる様にして決定する。第１３図を参照して具体的
に説明すると、 Ｌ＝Ｌ３＋Ｌ４ ＬＲｘ＝ａＲｘ ＬＲｙ＝ａＬｙ ＬＬｘ＝ａＬｘ” Ｌ　Ｌ　ｙ　＝　ａ　Ｌ　ｙ　” Ｌ　Ｒｚ”＝　Ｌ”　−Ｌ　Ｒｘ”　−Ｌ　Ｒｙ”Ｌ　
Ｌｚ”＝　Ｌ”　−Ｌ　Ｌｘ”　−Ｌ　Ｌｙ”ＬＲｚ＝
ＬＬｚのとき 両膝が伸びる。

Ｃｚ　＝ａＲｚ　＋ＬＲｚ　＋Ｌ２ ＝ａ　ＬＸ　＋ＬＬＺ　＋Ｌ２ ＬＲ２＜ＬＬＺのとき 右膝が伸びる。

Ｃｚ　　＝ａＲｚ　　＋ＬＲｚ　　＋Ｌ２Ｌ　Ｌｚ　＜
　Ｌ　Ｒｚのとき 左膝が伸びる。

Ｃｚ　＝ａ　Ｌｚ　十ＬＬｚ　＋Ｌ２ 即ち、歩行中においては常に少なくともいずれかの膝が
伸びていると考えることができるので、上記の条件式の
いずれかを択一的に使用して腰の位置を決定することが
できる。

次いで、３１Ｂに至り腰の位置を動かさない場合の重心
位置を計算する。即ち、第１９図に示す状態から第２０
図に示す如く、Ｓ１２での歩容変更指令に応じて姿勢を
変更する必要が生じたとき、まず姿勢を決定する上で中
核となる腰の位置を現状のままとした状態での重心位置
を計算する。これはＳＩ２で変更指令がなされなかった
場合も同様であり、歩行データ中の重心位置との偏差を
求める意味で本ステップで実際の重心位置を算出する。

尚、本例においては重心位置のＺ軸上の値は問わないも
のとする。

而して、変更指令がなされていると仮定すると、それに
応して新たな目標姿勢から目標重心位置を算出すること
ができるので、Ｓ２０においてその目標重心位置と現在
の重心位置との偏差を算出し、続いてＳ２２で偏差に所
定の係数を乗じて腰の位置の移動補正量を算出する。こ
の係数にχ。

ｋｙは適宜設定するが、例えば歩行速度によってｋｘ＝
０．１、ｋｙ＝０．９等と可変にしても良い。

次いで、Ｓ２４で第２１図に示す如く現在位置に補正量
を合算して新たな腰の位置を算出し、Ｓ２６で斯く決定
された新たな姿勢に基づいて再度関節角を算出し、３２
８で３１６で算出された関節角との偏差を求めて該偏差
を減少すべく関節駆動制御値を決定して出力する。

本実施例は、例えば歩行の中途で着地位置を１０ＣＩ先
に変更したいと言う要請がなされたとき、その変更着地
位置に応じた目標重心位置と現在の重心位置との偏差を
求め、それから姿勢を決定するときの中核パラメータた
る腰の位置の補正移動量を概算して姿勢を決めて関節角
を算出する様にしたので、歩行の中途において任意に歩
容を変更することができる。即ち、歩行データとしては
重心位置と着地位置とを予め設定しておき、歩行の状態
に応じて適宜姿勢を決めて関節角を算出し、それに基づ
いて関節を駆動する様にした。またその関節角の計算も
図示した如く幾何学的手法で簡略に求める様に構成した
ことから、小型軽量の制御装置で容易に実現することが
できる。また腰の位置の決定に際しても上下（２軸）方
向を拘束しない様にしてので、更に姿勢決定と関節角の
算出が簡略となる。また絶対座標での位置決めを可能と
したことから、ロボットの姿勢角を正確に検出すること
ができ、安定した歩行を実現することができる。

第２２図は本制御装置の第２の実施例を示すフロー・チ
ャートである。図示の如く、第１実施例と相違するのは
３１０８〜１１４において腰の位置と重心位置とについ
てＺ軸方向も含めた３次元の絶対座標空間で決定する点
である。この結果、第１実施例に比して計算が若干複雑
となるが、それだけ位置決めを正確に行うことができる
。尚、残余のステップは第１実施例と同様である。

尚、本発明を２足歩行の脚式移動ロボットを例にとって
説明してきたが、それに限られるものではなく、３足以
上の脚式移動ロボットにも妥当するものである。

（発明の効果） 請求項１項記載の脚式移動ロボットの歩行制御装置は、
少なくとも重心位置を含む歩行パラメータについて予め
時系列の目標値を設定すると共に、設定された重心位置
から前記基体位置を決定してロボットの姿勢角を算出し
て関節駆動制御値を決定する様に構成したので、関節角
を予め設定データとして持つことがなく、関節角自体の
算出をリアルタイムに行う様にしたことから、歩行デー
タから姿勢が拘束されることがなく、よって必要に応じ
て歩行の中途において任意に歩容を変えることができる
。またその算出手法を簡略なものとしたことから、脚弐
移動ロボットに搭載するに適した小型軽量の制御装置で
実現することができる。而して、その具体的構成は請求
項２項に記載する如くした。

請求項３項記載の脚穴移動ロボットの歩行制御装置は、
前記位置が少なくとも２次元以上の空間上の位置である
様に構成したので、算出を簡略に行うことができる。

請求項４項記載の脚穴移動ロボットの歩行制御装置は、
前記位置が少なくとも３次元の絶対座標空間上の位置で
ある様に構成したので、算出自体は若干複雑になるも、
その姿勢角をより正確に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る脚穴移動ロボットの歩行制御装置
を全体的に示す概略図、第２図はその股関節の構造を詳
細に示す断面図、第３図は第２図■−■線断面図、第４
図は第１図の膝関節以下の部位を示す説明側面図、第５
図はそのＶ−ｖ線部分断面図、第６図は制御ユニットの
説明ブロック図、第７図は本制御装置のの動作を示すフ
ロー・チャート、第８図は絶対座標空間上の重心位置を
示す説明図、第９図はｘ−ｙ空間上で足部の位置を示す
説明図、第１０圀（ａ）（ｂ）は同様にｘ−ｚ空間上で
足部の位置を示す説明図、第１１図はｘ−ｙ空間上で上
体と足部の向きを示す説明図、第１２図は同様にｘ−ｙ
空間上で足部の向きを示す説明図、第１３図は同様にｘ
−ｚ空間で足部の傾きを示す説明図、第１４図は腰の位
置等を示す説明図、第１５図は上体の傾き等を示す説明
図、第１６図はｘ−ｚ空間で膝が伸びた状態で関節角を
算出する手法を示す説明図、第１７図は同様にｘ−ｚ空
間で膝が曲がった状態で関節角を算出する手法を示す説
明図、第１８図はｙ−ｚ空間で膝が曲がった状態で関節
角を算出する手法を示す説明図、第１９図乃至第２１図
はｘ−ｙ空間での腰と重心の移動経過を示す説明図及び
第２２図は本発明の第２実施例を示すフロー・チャート
である。 １・・・脚穴移動ロボット（２足歩行ロボット）１０Ｒ
，ＩＯＬ・・・脚部回旋用の関節（軸）１２Ｒ，１２Ｌ
・・・股部のピッチ方向の関節（軸）、１４Ｒ，１４Ｌ
・・・股部のロール方向の関節（軸）、１６Ｒ，１６Ｌ
・・・膝部のピッチ方向の関！ｆｌｉ　（軸）、１８Ｒ
，１８Ｌ・・・足首部のピッチ方向の関節（軸）、２Ｏ
Ｒ，２ＯＬ・・・足首部のロール方向の関節（軸）、２
２Ｒ。 ２２Ｌ・・・足部、２４・・・胴体部、２６・・・制御
ユニット、２７Ｒ，２７Ｌ・・・大腿リンク、２８Ｒ，
２８Ｌ・・・下腿リンク、３０・・・腰板、３２．５６
，７２，８４，９２．９４・・・ハーモニック減速機、
３４・・・プーリ、３５．５４，８２．９０・・・ベル
ト、３６，５２７４．８０．８８．９６・・・電動モー
タ、３７．５３，７５．８１．８９・・・ロータリエン
コーダ、３８・・・フレックスリング、４０，６０．７
６・・・固定リング、４２．５８．７８・・・出力リン
グ、４４．６２・・・出力部材、５０．７１・・・ヨー
ク部材、５１．８５・・・空洞、７９．８７・・・凹部
、９８・・・６軸カセンサ、９９・・・接地スイッチ、
１００，１０２・・・傾斜角センサ、１０４・・・Ａ／
Ｄ変換回路、１０６・・・ハス、１０８・・・ＲＡＭ、
１１０・・・カウンタ、１１２・・・波形整形回路１１
４．１１６・・・演算装置（サブ・システム）、１２２
・・・ＲＯＭ、１２４・・・Ｄ／Ａ変換回路、１２６・
・・サーボアンプ、１２８・・・ジョイスティック、１
３０・・・原点スイッチ、１３２・・・リミットスイッ
チ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体リンクと、それに結合される複数本の脚部リ
   ンクとからなるリンク機構を駆動して歩行制御する脚式
   移動ロボットの歩行制御装置においてａ、該ロボットの
   予定する歩容に応じて、少なくとも該リンク機構の重心
   位置を含む歩行パラメータについて、予め時系列の目標
   値を設定する目標値設定手段、 ｂ、該目標値設定手段の出力を入力し、設定された重心
   位置から前記基体位置を決定して該ロボットの姿勢角を
   算出する姿勢角算出手段、ｃ、前記姿勢角算出手段の出
   力を入力し、算出された姿勢角に基づいて前記リンク機
   構の関節駆動制御値を決定する制御値決定手段、 及び ｄ、該制御値決定手段の出力を入力して該関節を駆動す
   るアクチュエータ、 を備えたことを特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御
   装置。
2. （２）基体リンクと、それに結合される複数本の脚部リ
   ンクとからなるリンク機構の関節を駆動して歩行制御す
   る脚式移動ロボットの歩行制御装置において、 ａ、該ロボットの予定する歩容に応じて、少なくとも該
   リンク機構の重心位置を含む歩行パラメータについて、
   予め時系列の目標値を設定する目標値設定手段、 ｂ、該目標値設定手段の出力を入力し、設定された重心
   位置から前記基体位置を決定して該ロボットの第１の姿
   勢角を算出する第１の姿勢角算出手段、 ｃ、該ロボットの歩行の中途において、該ロボットの予
   定する歩容の変更を指令する歩容変更指令手段、 ｄ、前記目標値設定手段、第１姿勢角算出手段及び歩容
   変更指令手段の出力を入力し、歩容の変更が指令される
   ときはそれに応じて重心位置を算出して前記設定重心位
   置との偏差を求め、該偏差に応じて前記基体位置を変更
   して該ロボットの姿勢角の修正値を算出する第２の姿勢
   角算出手段、 ｅ、前記第１、第２の姿勢角算出手段の出力を入力し、
   第１の姿勢角又は第２の姿勢角に基づいて前記リンク機
   構の関節駆動制御値を決定する制御値決定手段、 及び ｆ、該制御値決定手段の出力を入力して該関節を駆動す
   るアクチュエータ、 を備えたことを特徴とする脚式移動ロボットの歩行制御
   装置。
3. （３）前記位置が少なくとも２次元以上の空間上の位置
   であることを特徴とする請求項１項又は２項記載の脚式
   移動ロボットの歩行制御装置。
4. （４）前記位置が３次元の絶対座標空間上の位置である
   ことを特徴とする請求項３項記載の脚式移動ロボットの
   歩行制御装置。