二足歩行ロボットとその歩行制御方法

開放特許情報番号
L2007006812
開放特許情報登録日
2007/11/2
最新更新日
2015/6/23

基本情報

出願番号 特願2004-339737
出願日 2004/11/25
出願人 独立行政法人理化学研究所
公開番号 特開2006-142465
公開日 2006/6/8
登録番号 特許第4707372号
特許権者 国立研究開発法人理化学研究所
発明の名称 二足歩行ロボットとその歩行制御方法
技術分野 機械・加工、輸送
機能 機械・部品の製造、制御・ソフトウェア
適用製品 二足歩行ロボットとその歩行制御システム
目的 シンプルな機構で平地歩行ができ、障害物回避や不整地歩行へも適応でき、ZMPの問題を本質的に回避して、従来と比較して大幅な歩行速度の向上が実現できる二足歩行ロボットとその歩行制御方法を提供する。
効果 支持脚を伸びた状態で保持し、遊脚を支持脚よりも短く伸縮させて、パラメータ励振により力学的エネルギーを回復させるので、脚の伸縮力、すなわち脚自身でエネルギーの増幅が行えるため、足首トルクを必要としない。従って、ZMP(Zero Moment Point)は、実質的に0となり、ZMPを足裏内に納まるように制御することなく、足底が床面に接地している状態を保持することができる。これにより、ZMPの拘束条件に支配されることなく、歩容生成を確実に実現することができる。
技術概要
図1は、二足歩行ロボットの構成図である。図に示すように、二足歩行ロボット10は、1対の細長い脚12、腰部14、伸縮アクチュエータ16、及び制御装置20を備え、脚12の一方を支持脚12a、他方を遊脚12bとして、交互に片脚で支持しながら歩行する二足歩行ロボットである。伸縮アクチュエータ16は、各脚12の重心より上部を伸縮させる直動アクチュエータである。この直動アクチュエータは、数値制御可能な電動シリンダ、又は液圧又は空圧のシリンダであるのが好ましい。制御装置20は、二足歩行ロボット10に搭載され、或いは外部に設置されたコンピュータ(例えば、PC)であり、伸縮アクチュエータ16を制御する。この制御装置20により、支持脚12aを伸びた状態で保持し、遊脚12bを支持脚12aよりも短く伸縮させて、パラメータ励振により力学的エネルギーを回復させるようになっている。図2は、図1の装置のシミュレーション結果である。図3は図1の装置のスティック線図である。図4は図1の装置の解析結果である。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【改善】
改善効果1 歩容生成において足首関節の駆動が解放されるという点は、足首関節の他の目的での利用可能性を示唆するものであり、更に多様な制御の実現も期待される。さらに足裏の形状(例えば、歩行方向に凸曲面状、例えば円弧の足裏)や弾性要素(伸縮アクチュエータと並列に伸縮に抗する弾性体)を利用することで、高い機動性と省エネルギー化を達成することができる。さらに、脚の伸縮により障害物回避や不整地への適応性が高まる。
アピール内容 実施許諾の可否・条件に関する最新の情報は、(独)理化学研究所連携推進部 知財創出・活用課までお問合せ下さい。

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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