JP4506716B2

JP4506716B2 - Legged robot

Info

Publication number: JP4506716B2
Application number: JP2006118872A
Authority: JP
Inventors: ウェイザートマイケル; 隆志出尾; 整山田; 和宏新谷; 一拓落合
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2026-04-24
Also published as: JP2007290058A

Description

本発明は、脚式ロボットに関する。特に、脚リンクの足部と路面との距離を測定する技術に関する。 The present invention relates to a legged robot. In particular, the present invention relates to a technique for measuring a distance between a foot portion of a leg link and a road surface.

脚式ロボットが開発されている。脚式ロボットは、体幹と、体幹に揺動可能に連結されている複数の脚リンクを備えている。脚式ロボットは、体幹と脚リンク群の相対姿勢を経時的に変化させることによって歩行する。
脚式ロボットが歩行する際に、路面に予期しない傾斜や段差が存在していると、脚リンクの先端（足部）が予期せぬタイミングで接地したり、予期したタイミングで接地しなかったりして、脚式ロボットが転倒してしまう恐れがある。脚式ロボットが安定して歩行するためには、路面に存在する傾斜や段差を把握し、歩行時の姿勢を適宜修正していく必要がある。
特許文献１には、足部と路面との距離を測定することによって、路面の傾斜や段差を把握する技術が記載されている。この技術では、足部と路面との距離を測定するために、接地部材と、接地部材の位置を測定する直動型ポテンショメータを、脚式ロボットの足部に設けている。接地部材は、足部から路面に向けて突出しているとともに、足部に対して進退可能に取り付けられており、足部が接地するのに先立って接地するとともに、足部と路面との距離に応じてその位置が変化するようになっている。そして、接地部材の位置を、直動型ポテンショメータを用いて測定することによって、足部と路面との距離を測定する。足部と路面との距離を、足部の複数箇所において測定することにより、路面の傾斜や段差を把握することができる。
特開２００１−３５３６８６号公報 Legged robots have been developed. The legged robot includes a trunk and a plurality of leg links that are swingably coupled to the trunk. The legged robot walks by changing the relative posture of the trunk and the leg link group over time.
When a legged robot walks, if there is an unexpected slope or step on the road surface, the tip (foot) of the leg link may touch the ground at an unexpected timing or may not touch at the expected timing. As a result, the legged robot may fall over. In order for a legged robot to walk stably, it is necessary to grasp the slope and level difference present on the road surface and correct the posture during walking as appropriate.
Patent Document 1 describes a technique for grasping a slope or a step of a road surface by measuring a distance between a foot and a road surface. In this technique, in order to measure the distance between the foot and the road surface, a grounding member and a direct-acting potentiometer that measures the position of the grounding member are provided on the foot of the legged robot. The grounding member protrudes from the foot part toward the road surface and is attached to the foot part so as to be able to advance and retreat. The grounding member is grounded before the foot part is grounded, and the distance between the foot part and the road surface is set. The position changes accordingly. Then, the distance between the foot and the road surface is measured by measuring the position of the grounding member using a direct acting potentiometer. By measuring the distance between the foot portion and the road surface at a plurality of locations on the foot portion, it is possible to grasp the inclination and step of the road surface.
JP 2001-353686 A

直動型ポテンショメータは、測定対象（ここでは接地部材）に接続される可動子と、可動子の移動方向に沿って形成されている電気抵抗器（例えば電気抵抗被膜）を備えている。可動子には電気抵抗器に接触している接触端子が設けられており、接触端子が電気抵抗器に接触する位置が、可動子の位置に応じて変化するようになっている。そして、電気抵抗器の一端と可動子の接触端子との間の抵抗値を測定することによって、可動子の位置、即ち、測定対象の位置を測定することができるようになっている。
直動型ポテンショメータでは、可動子に設けられている接触端子が、電気抵抗器に接触しながら摺動する。そのことから、接触端子の摺動に伴う摩耗等によって、測定精度が低下することが避けられない。特に、脚式ロボットでは、歩行する際に足部が路面への接地を多数回に亘って繰り返す。特許文献１に記載の技術のように、足部と路面との距離の測定に直動型ポテンショメータを採用すると、測定精度の低下が急速に進行してしまい、路面の傾斜や段差を安定して把握することができなくなってしまう。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明は、足部と路面との距離を安定して測定するための技術を提供する。 The direct acting potentiometer includes a mover connected to a measurement target (here, a grounding member) and an electric resistor (for example, an electric resistance film) formed along the moving direction of the mover. The movable element is provided with a contact terminal that is in contact with the electric resistor, and the position at which the contact terminal contacts the electric resistor changes according to the position of the movable element. Then, by measuring the resistance value between one end of the electric resistor and the contact terminal of the mover, the position of the mover, that is, the position of the measurement object can be measured.
In the direct acting potentiometer, a contact terminal provided on the mover slides while contacting the electric resistor. Therefore, it is inevitable that the measurement accuracy is reduced due to wear or the like accompanying sliding of the contact terminal. In particular, in a legged robot, when walking, the foot repeats contact with the road surface many times. If a direct acting potentiometer is used to measure the distance between the foot and the road surface, as in the technique described in Patent Document 1, the measurement accuracy rapidly decreases, and the slope and level difference of the road surface are stabilized. It becomes impossible to grasp.
The present invention solves the above problems. The present invention provides a technique for stably measuring the distance between a foot and a road surface.

本発明の技術によって具現化される脚式ロボットは、体幹と、体幹に対して揺動可能に接続されている複数の脚リンクと、各脚リンクの先端に設けられている足部と、少なくとも一つの足部と路面との距離を測定する路面センサを備えている。そして、前記路面センサは、少なくとも一つの足部に配置されているコイルと、前記コイルのインダクタンスを測定する測定器とを備えることを特徴とする。 A legged robot embodied by the technology of the present invention includes a trunk, a plurality of leg links that are swingably connected to the trunk, and a foot provided at the tip of each leg link. A road surface sensor that measures the distance between at least one foot and the road surface is provided. And the said road surface sensor is provided with the coil arrange | positioned at at least 1 leg | foot part, and the measuring device which measures the inductance of the said coil, It is characterized by the above-mentioned.

この脚式ロボットでは、足部に配置されたコイルに、導電性を有する物体が接近したり離反したりすると、測定されるコイルのインダクタンスが変化する。導電性を有する路面を歩行する際に、測定したコイルのインダクタンスに基づいて、足部と路面との距離を把握することができる。
この脚式ロボットでは、足部と路面との距離を測定する際に、電磁誘導の原理を利用する。ポテンショメータのように、測定精度に影響するような摺動等は生じない。そのことから、足部が路面への接地を多数回に亘って繰り返した場合でも、測定精度が急速に低下することがない。足部と路面との距離を安定して測定することができる。 In this legged robot, when a conductive object approaches or separates from a coil disposed on the foot, the inductance of the coil to be measured changes. When walking on a conductive road surface, the distance between the foot and the road surface can be grasped based on the measured inductance of the coil.
This legged robot uses the principle of electromagnetic induction when measuring the distance between the foot and the road surface. Unlike a potentiometer, there is no sliding that affects measurement accuracy. Therefore, even when the foot part repeats grounding to the road surface many times, the measurement accuracy does not rapidly decrease. The distance between the foot and the road surface can be measured stably.

上記の脚式ロボットでは、少なくとも一つの足部が、足部本体と、足部本体から路面に向けて突出しているとともに足部本体に対して進退可能に接続されている可動部とを備えていることが好ましい。この場合、足部本体と可動部の一方には、前記コイルが配置されているとともに、足部本体と可動部の他方には、導電性を有する導電部材が接続されていることが好ましい。そして、導電部材は、足部本体に対して可動部が進退したときに、前記コイルに対して進退することが好ましい。
この脚式ロボットでは、足部本体が路面に接地するのに先立って可動部が路面に接地するとともに、足部本体と路面との距離に応じて、可動部が足部本体に対して進退する。足部本体に対して可動部が進退すると、導電部材がコイルに対して進退することから、測定されるコイルのインダクタンスが変化する。測定したコイルのインダクタンスに基づいて、足部と路面との距離を把握することができる。この脚式ロボットでは、歩行する路面が導電性を有することを必要としない。 In the above legged robot, at least one foot includes a foot main body and a movable portion that protrudes from the foot main body toward the road surface and is connected to the foot main body so as to be able to advance and retreat. Preferably it is. In this case, it is preferable that the coil is disposed on one of the foot main body and the movable portion, and a conductive member having conductivity is connected to the other of the foot main body and the movable portion. The conductive member is preferably advanced and retracted relative to the coil when the movable portion is advanced and retracted relative to the foot main body.
In this legged robot, the movable part contacts the road surface before the foot body contacts the road surface, and the movable part advances and retreats with respect to the foot body according to the distance between the foot body and the road surface. . When the movable part advances and retreats with respect to the foot main body, the conductive member advances and retreats with respect to the coil, so that the measured inductance of the coil changes. Based on the measured inductance of the coil, the distance between the foot and the road surface can be grasped. In this legged robot, it is not necessary that the road surface to be walked has conductivity.

上記した脚式ロボットでは、導電部材が、導電性を有するワイヤであることが好ましい。この場合、そのワイヤの一端は、足部本体と可動部の一方に固定されているとともに、そのワイヤの他端は、足部本体に対して可動部が進退したときに、コイルに対して進退することが好ましい。
導電部材に可撓性を有するワイヤを利用することによって、導電部材やコイルの配置位置に自由度が増し、足部の構造が無用に限定されることがない。 In the legged robot described above, the conductive member is preferably a wire having conductivity. In this case, one end of the wire is fixed to one of the foot main body and the movable portion, and the other end of the wire moves forward and backward with respect to the coil when the movable portion advances and retracts with respect to the foot main body. It is preferable to do.
By using a flexible wire for the conductive member, the degree of freedom increases in the arrangement position of the conductive member and the coil, and the structure of the foot is not unnecessarily limited.

上記したロボットでは、コイルの軸が、足部の接地面に対して平行に伸びていることが好ましい。
脚式ロボットの足部は、通常、その接地面に沿う形状を有している。コイルの軸を足部の接地面に対して平行に配置することで、例えば長いコイルを利用する場合でも、足部に無理なく配置することができる。 In the robot described above, it is preferable that the axis of the coil extends parallel to the ground contact surface of the foot.
The leg portion of the legged robot usually has a shape along the ground contact surface. By arranging the axis of the coil parallel to the ground contact surface of the foot, for example, even when a long coil is used, it can be comfortably placed on the foot.

上記した脚式ロボットでは、ワイヤの他端が、コイルの内孔内に位置していることが好ましい。
ワイヤの他端がコイルの内孔内に位置していると、コイルに対してワイヤが進退したときに、コイルの内孔内に存在するワイヤの長さが変化する。コイルの内孔内ではコイルが形成する磁場の密度が大きいことから、コイルの内孔内に存在するワイヤの長さが変化したときに、コイルのインダクタンスは大きく変化する。ワイヤの他端がコイルの内孔内に位置していると、コイルに対するワイヤの進退量に対して、コイルのインダクタンスの変化量が大きくなり、足部と路面との距離を測定する際の分解能を高めることができる。 In the legged robot described above, it is preferable that the other end of the wire is located in the inner hole of the coil.
When the other end of the wire is positioned in the inner hole of the coil, the length of the wire existing in the inner hole of the coil changes when the wire advances and retreats with respect to the coil. Since the density of the magnetic field formed by the coil is large in the inner hole of the coil, the inductance of the coil greatly changes when the length of the wire existing in the inner hole of the coil changes. If the other end of the wire is located in the inner hole of the coil, the amount of change in the inductance of the coil will be larger than the amount of advancement and retraction of the wire with respect to the coil, and the resolution for measuring the distance between the foot and the road surface Can be increased.

上記したロボットでは、コイルが可動部に配置されていることが好ましい。
例えばコイルを交換する必要が生じたときに、交換したコイルの位置がずれていると、測定される距離に誤差が生じてしまう。そのことから、コイルの交換時には、コイルの位置を正しく調整する必要があり、細かな作業を必要とすることがある。
この脚式ロボットでは、例えばコイルを交換する際には、足部本体から可動部を取外した上で、コイルを交換することができる。あるいは、可動部とともにコイルを交換することもできる。それにより、コイルの交換作業を容易に行うことができる。 In the robot described above, it is preferable that the coil is disposed on the movable part.
For example, when it is necessary to replace the coil, if the position of the replaced coil is shifted, an error occurs in the measured distance. Therefore, when replacing the coil, it is necessary to adjust the position of the coil correctly, which may require fine work.
In this legged robot, for example, when exchanging the coil, the coil can be exchanged after removing the movable part from the foot main body. Or a coil can also be replaced | exchanged with a movable part. As a result, the coil replacement operation can be easily performed.

本発明により、足部と路面との距離を、測定精度を低下させることなく、安定して測定することができる。それにより、路面に存在する予期しない傾斜や段差を正確に把握することが可能となり、脚式ロボットは転倒することなく安定して歩行し続けることが可能となる。 According to the present invention, the distance between the foot and the road surface can be stably measured without degrading the measurement accuracy. As a result, it is possible to accurately grasp unexpected slopes and steps on the road surface, and the legged robot can continue to walk stably without falling down.

最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（特徴１）ロボットは、体幹と、体幹に関節を介して接続されている２本の脚リンクを備えている。
（特徴２）ロボットは、歩行動作時における目標姿勢を経時的に記述している姿勢データを記憶する手段を備えている。
（特徴３）ロボットは、検出した足部と路面との距離に基づいて、歩行動作時の目標姿勢を修正する手段を備えている。
（特徴４）ロボットは、足部に配置されているセンサヘッドと、センサヘッドに接続されているセンサアンプを備えている。センサヘッドは、コイルを備えている。センサアンプは、センサアンプは、センサヘッドのコイルに経時的に変動する電圧を印加する回路と、コイルに通電している電流を測定する回路を備えている。センサアンプは、経時的に変動する電圧をコイルに印加するとともに、そのときに通電する電流を測定することによって、コイルのインダクタンスを測定する。 First, the main features of the embodiments described below are listed.
(Feature 1) The robot includes a trunk and two leg links connected to the trunk through joints.
(Feature 2) The robot includes means for storing posture data describing a target posture over time during a walking motion.
(Feature 3) The robot includes means for correcting the target posture during the walking motion based on the detected distance between the foot and the road surface.
(Feature 4) The robot includes a sensor head arranged on the foot and a sensor amplifier connected to the sensor head. The sensor head includes a coil. The sensor amplifier includes a circuit that applies a voltage that varies with time to the coil of the sensor head, and a circuit that measures the current flowing through the coil. The sensor amplifier measures the inductance of the coil by applying a voltage that varies with time to the coil and measuring the current that is energized at that time.

（実施例１）
本発明を実施した実施例１について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、ロボット１０は、体幹１５と、体幹１５に対して揺動可能に接続されている左脚リンク１２と、体幹１５に対して揺動可能に接続されている右脚リンク１４を備えている。左脚リンク１２と右脚リンク１４のそれぞれは、関節を介して接続されている複数のリンク部材を備えている。左脚リンク１２の先端には、左足首関節１２ａを介して左足部２０が設けられている。右脚リンク１４の先端には、右足首関節１４ａを介して右足部４０が設けられている。左足首関節１２ａと右足首関節１４ａは、二軸（ロール軸、ピッチ軸）の自由度を持つ関節である。また、ロボット１０は、体幹１５に対して揺動可能に連結されている頭部１５と、左腕リンク１６と、右腕リンク１８とを備えている。ロボット１０は、人を模して作られた脚式ロボットであり、体幹１５と各脚リンク１２、１４との相対姿勢や、体幹１５と各腕リンク１６、１８との相対姿勢を変化させることによって、二足歩行を実施することができる。 Example 1
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the robot 10 is connected to the trunk 15, the left leg link 12 that is swingably connected to the trunk 15, and swingable to the trunk 15. A right leg link 14 is provided. Each of the left leg link 12 and the right leg link 14 includes a plurality of link members connected via joints. A left foot 20 is provided at the tip of the left leg link 12 via a left ankle joint 12a. A right foot 40 is provided at the tip of the right leg link 14 via a right ankle joint 14a. The left ankle joint 12a and the right ankle joint 14a are joints having two degrees of freedom (roll axis and pitch axis). The robot 10 includes a head 15 that is swingably connected to the trunk 15, a left arm link 16, and a right arm link 18. The robot 10 is a legged robot imitating a person and changes the relative posture between the trunk 15 and the leg links 12 and 14 and the relative posture between the trunk 15 and the arm links 16 and 18. By doing so, biped walking can be carried out.

図２は、左足部２０の構成を模式的に示す図である。なお、右足部４０の構成は、左足部２０の構成と鏡面対称であるが、その他の点については実質的に同一である。ここでは左足部２０の構成を詳細に説明するとともに、右足部４０の構成についての説明は省略し、重複した説明は避けることとする。
図２に示すように、左足部２０は、足部本体２２と、足平部（可動部）２６と、足部本体２２と足平部２６とを接続している複数の弾性部材２４を備えている。足平部２６は、足部本体２２から路面２に向けて突出しているとともに、足部本体２２に対して進退可能に接続されている。それにより、左足部２０が路面２に接地する際には、先ず足平部２６の接地面２６ａが路面２に接地し、足部本体２２と路面２との距離（例えば図中のＨａ、Ｈｂ）に応じて、足平部２６が足部本体２２に対して進退するようになっている。また、路面２に傾斜や段差が存在する場合には、足平部２６が路面２の傾斜や段差に従動して、足部本体２２に対する姿勢（向き）が変化することから、足部本体２２と路面２との距離（例えば図中のＨａ、Ｈｂ）が、足部本体２２における位置（例えば図中のＡ点とＢ点）によって変化するようになっている。 FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of the left foot 20. The configuration of the right foot portion 40 is mirror-symmetrical with the configuration of the left foot portion 20, but the other points are substantially the same. Here, the configuration of the left foot 20 will be described in detail, the description of the configuration of the right foot 40 will be omitted, and a duplicate description will be avoided.
As shown in FIG. 2, the left foot 20 includes a foot body 22, a foot part (movable part) 26, and a plurality of elastic members 24 that connect the foot body 22 and the foot part 26. ing. The foot 26 protrudes from the foot main body 22 toward the road surface 2 and is connected to the foot main body 22 so as to advance and retreat. Thereby, when the left foot 20 contacts the road surface 2, the ground surface 26a of the foot 26 first contacts the road surface 2, and the distance between the foot main body 22 and the road surface 2 (for example, Ha and Hb in the figure). ), The foot 26 is advanced and retracted with respect to the foot main body 22. Further, when there is an inclination or a step on the road surface 2, the foot part 26 is moved in accordance with the inclination or the step of the road surface 2 and the posture (orientation) with respect to the foot body 22 changes. The distance (for example, Ha and Hb in the figure) between the road surface 2 and the road surface 2 changes depending on the position (for example, the points A and B in the figure) on the foot main body 22.

図２に示すように、左足部２０では、足平部２２にセンサヘッド５４、７４が配置されており、足部本体２２にワイヤ５２、７２が接続されている。センサヘッド５４とワイヤ５２は、第１路面センサ５１の一部を構成しており、センサヘッド７４とワイヤ７２は、第２路面センサ７１の一部を構成している。第１路面センサ５１と第２路面センサ７１は、左足部２０と路面２との距離を測定するためのセンサである。詳しくは、第１路面センサ５１によって、足部本体２２の下面２２ａの爪先側２２ｂに位置するＡ点と路面２との距離Ｈａが測定される。また、第２路面センサ７１によって、足部本体２２の下面２２ａの踵側２２ｃに位置するＢ点と路面２との距離Ｈｂが測定される。なお、左足部２０には、第３の路面センサをさらに設けてもよい。足部本体２２と路面２との距離を三箇所で測定することによって、足部本体２２に対する路面２の傾斜角度等を正しく測定することができる。 As shown in FIG. 2, in the left foot portion 20, sensor heads 54 and 74 are disposed on the foot portion 22, and wires 52 and 72 are connected to the foot portion main body 22. The sensor head 54 and the wire 52 constitute a part of the first road surface sensor 51, and the sensor head 74 and the wire 72 constitute a part of the second road surface sensor 71. The first road surface sensor 51 and the second road surface sensor 71 are sensors for measuring the distance between the left foot 20 and the road surface 2. Specifically, the distance Ha between the point A located on the toe side 22 b of the lower surface 22 a of the foot main body 22 and the road surface 2 is measured by the first road surface sensor 51. Further, the second road surface sensor 71 measures the distance Hb between the point B located on the heel side 22c of the lower surface 22a of the foot main body 22 and the road surface 2. The left foot 20 may further be provided with a third road surface sensor. By measuring the distance between the foot main body 22 and the road surface 2 at three locations, the inclination angle of the road surface 2 with respect to the foot main body 22 can be correctly measured.

図３を参照して、第１路面センサ５１の構成について説明する。なお、第２路面センサ７１の構成は、第１路面センサ５１と実質的に同一である。ここでは第１路面センサ５１の構成について詳細に説明するとともに、第２路面センサ７１についての説明は省略し、重複した説明は避けることとする。
図３に示すように、第１路面センサ５１は、主に、足平部２６に配置されているセンサヘッド５４と、足部本体２２に接続されているワイヤ５２と、左脚リンク１２側に配置されているセンサアンプ６０を備えている。センサヘッド５４は、コイル５６と、コイル５６の内孔５６ａに沿って形成されている検知孔５４ａを備えている。コイル５６の軸および検知孔５４ａは、足平部２６の接地面２６ａに平行に伸びている（図２参照）。
ワイヤ５２は、導電性を有する材料、詳しくは金属材料によって形成されている。また、ワイヤ５２は、透磁性に優れる材料が好ましく、例えば軟質磁性合金（パーマロイ）を好適に用いることができる。ワイヤ５２の一端５２ａは、足部本体２２の下面２２ａのＡ点に固定されている。ワイヤ５２の他端５２ｂは、センサヘッド５４の検知孔５４ａ内、即ち、コイル５６の内孔５６ａ内に位置している。なお、足平部２６には、足部本体２２から足平部２６に向けて伸びるワイヤ５２を、センサヘッド５４に向けて案内する案内部２７が形成されている。
センサアンプ６０は、交流電源回路６２と、電流測定回路６４を備えている。交流電源回路６２は、センサヘッド５４のコイル５６に所定周波数の交流電圧を印加する。電流測定回路６４は、コイル５６に通電されている電流値を測定する。センサアンプ６０は、コイル５６に交流電圧を通電するとともに、その電流値を測定することによって、コイル５６のインダクタンスを測定する装置である。なお、図３に示すセンサアンプ６０の構成は、インダクタンスの測定原理をよく示す構成の一例であり、この構成に限定されるものではない。 With reference to FIG. 3, the structure of the 1st road surface sensor 51 is demonstrated. The configuration of the second road surface sensor 71 is substantially the same as that of the first road surface sensor 51. Here, the configuration of the first road surface sensor 51 will be described in detail, the description of the second road surface sensor 71 will be omitted, and the redundant description will be avoided.
As shown in FIG. 3, the first road surface sensor 51 mainly includes a sensor head 54 disposed on the foot 26, a wire 52 connected to the foot body 22, and the left leg link 12 side. A sensor amplifier 60 is provided. The sensor head 54 includes a coil 56 and a detection hole 54 a formed along the inner hole 56 a of the coil 56. The axis of the coil 56 and the detection hole 54a extend in parallel to the ground contact surface 26a of the foot 26 (see FIG. 2).
The wire 52 is formed of a conductive material, specifically a metal material. The wire 52 is preferably made of a material having excellent magnetic permeability. For example, a soft magnetic alloy (permalloy) can be suitably used. One end 52 a of the wire 52 is fixed to a point A on the lower surface 22 a of the foot main body 22. The other end 52 b of the wire 52 is located in the detection hole 54 a of the sensor head 54, that is, in the inner hole 56 a of the coil 56. The foot portion 26 is formed with a guide portion 27 for guiding a wire 52 extending from the foot body 22 toward the foot portion 26 toward the sensor head 54.
The sensor amplifier 60 includes an AC power supply circuit 62 and a current measurement circuit 64. The AC power supply circuit 62 applies an AC voltage having a predetermined frequency to the coil 56 of the sensor head 54. The current measurement circuit 64 measures the current value that is applied to the coil 56. The sensor amplifier 60 is a device that measures the inductance of the coil 56 by passing an AC voltage through the coil 56 and measuring the current value. The configuration of the sensor amplifier 60 shown in FIG. 3 is an example of a configuration that well shows the principle of inductance measurement, and is not limited to this configuration.

上記した構成によって、第１路面センサ５１では、足平部２６が足部本体２２に対して進退したときに、ワイヤ５２がコイル５６に対して進退する。即ち、足部本体２２に対する足平部２６のＤ１方向における相対変位が、その方向を変えて、コイル５６に対するワイヤ５２の他端５２ｂのＤ２方向における相対変位に現れるようになっている。コイル５６には、交流電源回路６２が印加する交流電圧によって交流電流が通電されており、コイル５６の近傍領域には経時的に変動する磁場が形成されている。コイル５６が形成する変動磁場によって、ワイヤ５２の内部には電磁誘導による渦電流が発生し、それに伴って磁場が形成される。ワイヤ５２がコイル５６に接近するほど、その渦電流に起因する磁場の強度は強くなり、コイル５６に通電される交流電流は増大する。即ち、コイル５６のインダクタンスは低下する。センサアンプ６０の電流測定回路６４によって測定される電流値は、コイル５６のインダクタンスに対応するとともに、足部本体２２のＡ点と路面２との距離Ｈａに対応する。ここでは、足部本体２２のＡ点と路面２との距離Ｈａが短くなるほど、電流測定回路６４によって測定される電流値は大きくなる。センサアンプ６０によって測定された電流値、即ち、足部本体２２のＡ点と路面２との距離Ｈａは、後述する動作状態計算部１２２に入力される。
このように、第１路面センサ５１は、電磁誘導の原理を利用するセンサであることから、ポテンショメータのような接触部を持たず、左足部２０が路面２への接地を多数回に亘って繰り返した場合でも、その測定精度が低下することがない。 With the configuration described above, in the first road surface sensor 51, the wire 52 moves forward and backward with respect to the coil 56 when the foot portion 26 moves forward and backward with respect to the foot body 22. That is, the relative displacement in the D1 direction of the foot portion 26 with respect to the foot portion main body 22 changes its direction and appears in the relative displacement in the D2 direction of the other end 52b of the wire 52 with respect to the coil 56. An alternating current is applied to the coil 56 by an alternating voltage applied by the alternating current power supply circuit 62, and a magnetic field that varies with time is formed in the vicinity of the coil 56. Due to the fluctuating magnetic field formed by the coil 56, an eddy current due to electromagnetic induction is generated inside the wire 52, and a magnetic field is formed accordingly. The closer the wire 52 is to the coil 56, the stronger the magnetic field due to the eddy current, and the greater the alternating current that is passed through the coil 56. That is, the inductance of the coil 56 decreases. The current value measured by the current measurement circuit 64 of the sensor amplifier 60 corresponds to the inductance of the coil 56 and also corresponds to the distance Ha between the point A of the foot main body 22 and the road surface 2. Here, the current value measured by the current measuring circuit 64 increases as the distance Ha between the point A of the foot main body 22 and the road surface 2 decreases. The current value measured by the sensor amplifier 60, that is, the distance Ha between the point A of the foot main body 22 and the road surface 2 is input to an operation state calculation unit 122 described later.
Thus, since the 1st road surface sensor 51 is a sensor using the principle of electromagnetic induction, it does not have a contact part like a potentiometer, and the left foot part 20 repeats grounding to the road surface 2 many times. Even if it is, the measurement accuracy does not decrease.

路面センサ５１、７１の構成は、上記した構成のみに限定されるものではなく、様々に変形することが可能である。
例えば、センサヘッド６４を足部本体２２側に配置するとともに、ワイヤ６２を足平部２６側に接続してもよい。本実施例のように、センサヘッド６４を足平部２６側に配置しておくと、足部本体２２から足平部２６を取外した上で、例えばセンサヘッド６４を交換するなどのメンテナンス作業を行うことができる。一方、センサヘッド６４を足平部２６側に配置しておくと、脚リンク１２側に配置されたセンサアンプ６４との接続が容易となり、足平部２６まで電気配線を延伸する必要がなくなる。
また、ワイヤ５２の他端５２ｂは、コイル５６の内孔５６ａ内に必ずしも位置する必要はない。ワイヤ５２の他端５２ｂが、コイル５６に対して進退すれば足りる。ただし、本実施例のように、ワイヤ５２の他端５２ｂがコイル５６の内孔５６ａ内で変位する構成とすると、ワイヤ５２とコイル５６との相対変位に対して、コイル５６のインダクタンスがより大きく変動することとなり、距離測定における分解能を高めることができる。
また、コイル５６に印加する電圧は交流電圧に限定されない。即ち、極性が経時的に反転する電圧に限定されない。極性が一定であっても、その大きさが経時的に変動する電圧であればよい。 The configuration of the road surface sensors 51 and 71 is not limited to the configuration described above, and can be variously modified.
For example, the sensor head 64 may be disposed on the foot main body 22 side, and the wire 62 may be connected to the foot portion 26 side. If the sensor head 64 is arranged on the foot portion 26 side as in this embodiment, maintenance work such as replacement of the sensor head 64 is performed after the foot portion 26 is removed from the foot body 22. It can be carried out. On the other hand, when the sensor head 64 is disposed on the foot portion 26 side, connection with the sensor amplifier 64 disposed on the leg link 12 side is facilitated, and there is no need to extend the electrical wiring to the foot portion 26.
Further, the other end 52 b of the wire 52 is not necessarily located in the inner hole 56 a of the coil 56. It is sufficient if the other end 52 b of the wire 52 moves forward and backward with respect to the coil 56. However, when the other end 52 b of the wire 52 is displaced within the inner hole 56 a of the coil 56 as in the present embodiment, the inductance of the coil 56 is larger than the relative displacement between the wire 52 and the coil 56. As a result, the resolution in distance measurement can be increased.
Further, the voltage applied to the coil 56 is not limited to an alternating voltage. That is, the voltage is not limited to a voltage whose polarity reverses with time. Even if the polarity is constant, it may be a voltage whose magnitude varies with time.

図４は、ロボット１０の電気的な構成を示している。図４に示すように、ロボット１０は、姿勢データ記憶部１０２と、関節角計算部１０４と、複数のアクチュエータ１０６と、各種センサ１１０と、動作状態計算部１２２と、姿勢データ修正部１２４を備えている。各種センサ１０は、ロボット１０の各関節の関節角を測定するためのエンコーダ１１２群と、体幹１５の位置の経時変化を測定するためのジャイロ１１４と、先に説明した路面センサ５１、７１群を備えている。
姿勢データ記憶部１０２は、外部から教示される姿勢データ１０３を記憶する。姿勢データ１０３は、ロボット１０が二足歩行を実行するときの目標姿勢を経時的に記述するデータである。姿勢データ１０３は、左足位置データ１０３ａと、右足位置データ１０３ｂと、体幹位置データ１０３ｃを含んでいる。左足位置データ１０３ａは、左足部２０の目標位置（詳しくは代表点の目標位置と代表ベクトルの目標向き）を経時的に記述している。右足位置データ１０３ｂは、右足部４０の目標位置を経時的に記述している。体幹位置データ１０３ｃは、体幹１５の目標位置を経時的に記述している。姿勢データ１０３では、左足位置データ１０３ａと、右足位置データ１０３ｂと、体幹位置データ１０３ｃによって、体幹１５と脚リンク１２、１４群の目標相対姿勢が経時的に記述されている。その他、姿勢データ記憶部１０２には、頭部１７の目標位置を経時的に記述する頭部位置データや、左腕リンク１６の掌部の目標位置を経時的に記述する左手位置データや、右腕リンク１８の掌部の目標位置を経時的に記述する右手位置データ等が記憶されている。 FIG. 4 shows the electrical configuration of the robot 10. As shown in FIG. 4, the robot 10 includes a posture data storage unit 102, a joint angle calculation unit 104, a plurality of actuators 106, various sensors 110, an operation state calculation unit 122, and a posture data correction unit 124. ing. The various sensors 10 include an encoder 112 group for measuring the joint angle of each joint of the robot 10, a gyro 114 for measuring a temporal change in the position of the trunk 15, and the road surface sensors 51 and 71 described above. It has.
The posture data storage unit 102 stores posture data 103 taught from the outside. Posture data 103 is data that describes a target posture over time when the robot 10 executes bipedal walking. Posture data 103 includes left foot position data 103a, right foot position data 103b, and trunk position data 103c. The left foot position data 103a describes the target position of the left foot 20 (specifically, the target position of the representative point and the target direction of the representative vector) over time. The right foot position data 103b describes the target position of the right foot 40 over time. The trunk position data 103c describes the target position of the trunk 15 over time. In the posture data 103, the target relative postures of the trunk 15 and the leg links 12, 14 are described with time by the left foot position data 103a, the right foot position data 103b, and the trunk position data 103c. In addition, the posture data storage unit 102 includes head position data describing the target position of the head 17 over time, left hand position data describing the target position of the palm of the left arm link 16 over time, and the right arm link. The right hand position data and the like that describe the target positions of the 18 palm portions over time are stored.

関節角計算部１０４は、姿勢データ１０３が記述するロボット１０の目標姿勢を入力し、いわゆる逆キネマティクスを解くことにより、ロボット１０の各関節の目標関節角を計算する。
アクチュエータ１０６は、各関節の関節角を調節するものであり、関節角計算部１０４が計算した目標関節角と、エンコーダ１１０が検出した実際の関節角とに基づいて、各関節の関節角を変化させる。それにより、ロボット１０の実際の姿勢が、姿勢データ１０３に記述されている目標姿勢に調節される。それにより、ロボット１０は二足歩行を実行する。
以上、ロボット１０の電気的な構成について説明したが、上記した具体的な構成は一例であって、この構成に限定されるものではない。 The joint angle calculation unit 104 inputs the target posture of the robot 10 described by the posture data 103 and calculates the target joint angle of each joint of the robot 10 by solving so-called inverse kinematics.
The actuator 106 adjusts the joint angle of each joint, and changes the joint angle of each joint based on the target joint angle calculated by the joint angle calculation unit 104 and the actual joint angle detected by the encoder 110. Let Thereby, the actual posture of the robot 10 is adjusted to the target posture described in the posture data 103. Thereby, the robot 10 executes bipedal walking.
Although the electrical configuration of the robot 10 has been described above, the specific configuration described above is an example, and is not limited to this configuration.

ロボット１０が歩行している間、ロボット１０の実際の動作状態は、各種センサ１１０によって監視される。例えば、エンコーダ１１２は、各関節の実際の関節角に応じた信号を出力する。ジャイロ１１４は、体幹１５の実際の位置の経時変化に応じた信号を出力する。路面センサ５１、７１は、左右の足部２０、４０と路面２との距離に応じた信号を出力する。各種センサ１１０の出力信号は、動作状態計算部１２２に入力される。
動作状態計算部１２２は、各種センサ１１０からの入力信号に基づいて、ロボット１０の実際の動作状態を計算する。例えば、エンコーダ１１２の出力信号に基づいて、ロボット１０の実際の姿勢を計算する。ジャイロ１１４の出力信号に基づいて、体幹１５の実際の位置の経時変化を計算する。路面センサ５１、７１群の出力信号に基づいて、左右の足部２０、４０と路面２との距離Ｈａ、Ｈｂを計算する。そして、ロボット１０の実際の姿勢と、左右の足部２０、４０と路面２との距離Ｈａ、Ｈｂに基づいて、路面２に存在する傾斜や段差を検知する。動作状態計算部１２２によって計算されたロボット１０の実際の動作状態（路面２の状態を含む）は、姿勢データ修正部１２４に入力される。
姿勢データ修正部１２４は、動作状態計算部１２２から入力したロボット１０の実際の動作状態に基づいて、姿勢データ１０２に記憶されている姿勢データ１０３を修正する。それにより、例えば路面２に予期しない傾斜や段差が存在する場合でも、歩行動作を安定して継続することができる。 While the robot 10 is walking, the actual operation state of the robot 10 is monitored by various sensors 110. For example, the encoder 112 outputs a signal corresponding to the actual joint angle of each joint. The gyro 114 outputs a signal corresponding to a change with time of the actual position of the trunk 15. The road surface sensors 51 and 71 output signals corresponding to the distance between the left and right foot portions 20 and 40 and the road surface 2. Output signals of the various sensors 110 are input to the operation state calculation unit 122.
The operation state calculation unit 122 calculates the actual operation state of the robot 10 based on input signals from the various sensors 110. For example, the actual posture of the robot 10 is calculated based on the output signal of the encoder 112. Based on the output signal of the gyro 114, the temporal change of the actual position of the trunk 15 is calculated. Based on the output signals of the road surface sensors 51 and 71, distances Ha and Hb between the left and right foot portions 20 and 40 and the road surface 2 are calculated. Then, based on the actual posture of the robot 10 and the distances Ha and Hb between the left and right feet 20 and 40 and the road surface 2, an inclination and a step existing on the road surface 2 are detected. The actual motion state (including the state of the road surface 2) of the robot 10 calculated by the motion state calculation unit 122 is input to the posture data correction unit 124.
The posture data correction unit 124 corrects the posture data 103 stored in the posture data 102 based on the actual movement state of the robot 10 input from the movement state calculation unit 122. Thereby, for example, even when an unexpected slope or step exists on the road surface 2, the walking motion can be stably continued.

以上説明したように、ロボット１０では、左右の足部２０、４０と路面２との距離Ｈａ、Ｈｂが、電磁誘導の原理を利用した路面センサ５１、７１によって測定される。左足部２０が路面２との接地を多数回に亘って繰り返した場合でも、その測定精度が低下することがない。左右の足部２０、４０と路面２との距離Ｈａ、Ｈｂを継続的に精度よく測定することができるので、路面２に存在する傾斜や段差を正確に把握しながら、安定して歩行動作を実行することができる。 As described above, in the robot 10, the distances Ha and Hb between the left and right feet 20 and 40 and the road surface 2 are measured by the road surface sensors 51 and 71 using the principle of electromagnetic induction. Even when the left foot 20 repeats the ground contact with the road surface 2 many times, the measurement accuracy does not decrease. Since the distances Ha and Hb between the left and right foot portions 20 and 40 and the road surface 2 can be continuously and accurately measured, the walking motion can be stably performed while accurately grasping the inclination and the step existing on the road surface 2. Can be executed.

（実施例２）
本発明を実施した実施例２について説明する。図５は、実施例２の足部１２０の構成を模式的に示している。本実施例の足部１２０は、実施例１のロボット１０の足部２０、４０と交換して利用することができる。以下の説明では、実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、重複して説明することは避けるように努める。
図５に示すように、実施例２の足部１２０では、足平部２２にセンサヘッド１５４が配置されており、足部本体２２にワイヤ１５２が接続されている。センサヘッド１５４とワイヤ１５２は、路面センサ１５１の一部を構成している。路面センサ１５１は、足部１２０と路面２との距離を測定するためのセンサである。本実施例では、一つの足部１２０に一つの路面センサ１５１が構成されている。
センサヘッド１５４は、コイル１５６を備えている。本実施例のセンサヘッド１５４では、コイル１５６の軸が足平部２６の接地面２６ａに対して略垂直に伸びている。図示省略するが、コイル１５６は、図３に示すセンサアンプ６０に接続される。ワイヤ１５２は、実施例１と同様に、導電性を有する材料、詳しくは金属材料によって形成されている。ワイヤ１５２の一端は足部本体２２に接続されており、ワイヤ１５２の他端はセンサヘッド１５４に臨んでいる。実施例２の足部１２０では、ワイヤ１５２が略直線状に伸びている。そのことから、ワイヤ１５２に代えて、導電線を有する棒材を用いることもできる。 (Example 2)
A second embodiment in which the present invention is implemented will be described. FIG. 5 schematically shows the configuration of the foot 120 of the second embodiment. The foot 120 of the present embodiment can be used in exchange for the feet 20 and 40 of the robot 10 of the first embodiment. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and an attempt is made to avoid redundant description.
As shown in FIG. 5, in the foot portion 120 of the second embodiment, a sensor head 154 is disposed on the foot portion 22, and a wire 152 is connected to the foot portion main body 22. The sensor head 154 and the wire 152 constitute a part of the road surface sensor 151. The road surface sensor 151 is a sensor for measuring the distance between the foot 120 and the road surface 2. In the present embodiment, one road surface sensor 151 is configured on one foot 120.
The sensor head 154 includes a coil 156. In the sensor head 154 of this embodiment, the axis of the coil 156 extends substantially perpendicular to the ground contact surface 26 a of the foot 26. Although not shown, the coil 156 is connected to the sensor amplifier 60 shown in FIG. Similar to the first embodiment, the wire 152 is made of a conductive material, specifically a metal material. One end of the wire 152 is connected to the foot main body 22, and the other end of the wire 152 faces the sensor head 154. In the foot portion 120 of the second embodiment, the wire 152 extends substantially linearly. Therefore, instead of the wire 152, a bar having a conductive wire can be used.

上記した構成によって、路面センサ１５１では、足平部２６が足部本体２２に対して進退したときに、ワイヤ１５２がコイル１５６に対して進退する。それにより、コイル１５６のインダクタンスが、足部本体２２と路面２との距離に応じて変化する。コイル１５６のインダクタンス、即ち、足部本体２２と路面２との距離は、センサアンプ６０によって測定され、動作状態計算部１２２に入力される。本実施例の足部１２０を利用する場合でも、ロボット１０は、路面２に存在する傾斜や段差を正確に把握しながら、安定して歩行動作を実行することができる。 With the configuration described above, in the road surface sensor 151, the wire 152 moves forward and backward with respect to the coil 156 when the foot portion 26 moves forward and backward with respect to the foot body 22. Thereby, the inductance of the coil 156 changes according to the distance between the foot main body 22 and the road surface 2. The inductance of the coil 156, that is, the distance between the foot body 22 and the road surface 2 is measured by the sensor amplifier 60 and input to the operation state calculation unit 122. Even when the foot 120 of this embodiment is used, the robot 10 can stably perform the walking motion while accurately grasping the inclination and the step existing on the road surface 2.

（実施例３）
本発明を実施した実施例３について説明する。図６は、実施例３の足部２２０の構成を模式的に示している。本実施例の足部２２０は、実施例１のロボット１０の足部２０、４０と交換して利用されるものである。以下の説明では、実施例１と同一の構成については同一の符号を付し、重複して説明することは避けるように努める。
図６に示すように、実施例３の足部２２０は、足部本体２２を備えている。一方、実施例１の足部２０、４０と比較して、足平部２６は備えていない。足部本体２２には、センサヘッド２５４、２７４が配置されている。センサヘッド２５４、２７４は、足部２２０と路面２との距離を測定する路面センサ２５１、２７１の一部を構成している。
センサヘッド２５４、２７４は、銅線を平面内で周回させた平面式コイル２５６、２７６を備えている。図示省略するが、平面式コイル２５６、２７６のそれぞれは、図３に示すセンサアンプ６０に接続される。なお、センサアンプ６０は、平面式コイル２５６、２７６毎に用意されている。 (Example 3)
A third embodiment in which the present invention is implemented will be described. FIG. 6 schematically illustrates the configuration of the foot 220 of the third embodiment. The foot 220 of the present embodiment is used in exchange for the feet 20 and 40 of the robot 10 of the first embodiment. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and an attempt is made to avoid redundant description.
As shown in FIG. 6, the foot 220 of the third embodiment includes a foot main body 22. On the other hand, compared with the foot parts 20 and 40 of Example 1, the foot part 26 is not provided. Sensor heads 254 and 274 are disposed on the foot main body 22. The sensor heads 254 and 274 constitute part of the road surface sensors 251 and 271 that measure the distance between the foot 220 and the road surface 2.
The sensor heads 254 and 274 include planar coils 256 and 276 in which copper wires are circulated in a plane. Although not shown, each of the planar coils 256 and 276 is connected to the sensor amplifier 60 shown in FIG. The sensor amplifier 60 is prepared for each of the planar coils 256 and 276.

実施例３の足部２２０は、路面２が導電性を有する場合に、有効に利用することができる。路面２が導電性を有する場合、足部２２０と路面２との距離に応じて、コイル２５６、２７６のインダクタンスが変化する。コイル２５６、２７６のインダクタンス、即ち、足部２２０と路面２との距離は、各センサアンプ６０によって測定され、動作状態計算部１２２に入力される。本実施例の足部２２０を利用する場合でも、ロボット１０は、路面２に存在する傾斜や段差を正確に把握しながら、安定して歩行動作を実行することができる。 The foot portion 220 of the third embodiment can be effectively used when the road surface 2 has conductivity. When the road surface 2 has conductivity, the inductances of the coils 256 and 276 change according to the distance between the foot 220 and the road surface 2. The inductances of the coils 256 and 276, that is, the distance between the foot 220 and the road surface 2 are measured by each sensor amplifier 60 and input to the operation state calculation unit 122. Even when the foot 220 of this embodiment is used, the robot 10 can stably perform the walking motion while accurately grasping the inclination and the step existing on the road surface 2.

（実施例４）
本発明を実施した実施例４について説明する。図７は、実施例４の足部３２０の構成を模式的に示している。本実施例の足部３２０は、実施例１のロボット１０の足部２０、４０と交換して利用されるものであるとともに、実施例３の足部２２０を変形させたものである。以下の説明では、実施例３と同一の構成については同一の符号を付し、重複して説明することは避けるように努める。
図７に示すように、実施例４の足部３２０は、足部本体２２と、足部本体２２から路面２に向けて突出しているとともに、足部本体２２に対して進退可能に接続されている足平部２６を備えている。足平部２２には、平面式コイル２５６、２７６を備えるセンサヘッド２５４、２７４が配置されている。平面式コイル２５６、２７６のそれぞれは、図３に示すセンサアンプ６０に接続される。なお、センサアンプ６０は、平面式コイル２５６、２７６毎に用意されている。一方、足平部２６の上面２６ｂには、センサヘッド２５４、２７４に対向する導体板３３０が配置されている。導体板３３０は、導電性を有する材料、詳しくは金属材料によって形成されている。導体板３３０は、透磁性に優れる材料が好ましく、例えば軟質磁性合金（パーマロイ）を好適に用いることができる。実施例４の足部３２０は、実施例３の足部２２０に、足平部２６を追加した構成となっている。足部３２０では、一方のセンサヘッド２５４と導体板３３０によって一つの路面センサ３５１の一部が構成されており、他方のセンサヘッド２７４と導体板３３０によってもう一つの路面センサ３７１の一部が構成されている。 Example 4
Example 4 in which the present invention is implemented will be described. FIG. 7 schematically shows the configuration of the foot 320 of the fourth embodiment. The foot part 320 of the present embodiment is used by exchanging with the foot parts 20 and 40 of the robot 10 of the first embodiment, and the foot part 220 of the third embodiment is deformed. In the following description, the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and efforts are made to avoid redundant description.
As shown in FIG. 7, the foot portion 320 of the fourth embodiment protrudes toward the road surface 2 from the foot portion main body 22 and is connected to the foot portion main body 22 so as to be able to advance and retreat. The foot part 26 is provided. Sensor heads 254 and 274 including planar coils 256 and 276 are disposed on the foot portion 22. Each of the planar coils 256 and 276 is connected to the sensor amplifier 60 shown in FIG. The sensor amplifier 60 is prepared for each of the planar coils 256 and 276. On the other hand, a conductor plate 330 facing the sensor heads 254 and 274 is disposed on the upper surface 26 b of the foot portion 26. The conductor plate 330 is made of a conductive material, specifically a metal material. The conductor plate 330 is preferably made of a material having excellent magnetic permeability, and for example, a soft magnetic alloy (permalloy) can be suitably used. The foot part 320 of the fourth embodiment has a configuration in which the foot part 26 is added to the foot part 220 of the third embodiment. In the foot portion 320, one sensor head 254 and the conductor plate 330 constitute a part of one road surface sensor 351, and the other sensor head 274 and the conductor plate 330 constitute a part of another road surface sensor 371. Has been.

上記した構成によって、各路面センサ３５１、３７１では、足平部２６が足部本体２２に対して進退したときに、導体板３３０がコイル２５６、２７６に対して進退する。それにより、コイル２５６、２７６のインダクタンスが、足部本体２２と路面２との距離に応じて変化する。コイル２５６、２７６のインダクタンス、即ち、足部本体２２と路面２との距離は、センサアンプ６０によって測定され、動作状態計算部１２２に入力される。本実施例の足部３２０を利用する場合でも、ロボット１０は、路面２に存在する傾斜や段差を正確に把握しながら、安定して歩行動作を実行することができる。 With the above-described configuration, in each of the road surface sensors 351 and 371, the conductor plate 330 moves forward and backward with respect to the coils 256 and 276 when the foot portion 26 moves forward and backward with respect to the foot body 22. Thereby, the inductances of the coils 256 and 276 change according to the distance between the foot main body 22 and the road surface 2. The inductance of the coils 256 and 276, that is, the distance between the foot main body 22 and the road surface 2 is measured by the sensor amplifier 60 and input to the operation state calculation unit 122. Even when the foot 320 of the present embodiment is used, the robot 10 can stably perform the walking motion while accurately grasping the inclination and the step existing on the road surface 2.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

ロボットの外観を示す図。The figure which shows the external appearance of a robot. 実施例１の足部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the leg part of Example 1. FIG. 路面センサの構成を示す図。The figure which shows the structure of a road surface sensor. ロボットの電気的な構成を示す図。The figure which shows the electrical structure of a robot. 実施例２の足部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the leg part of Example 2. FIG. 実施例３の足部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the leg | foot part of Example 3. FIG. 実施例４の足部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the leg part of Example 4. FIG.

Explanation of symbols

１０：ロボット
１２：左脚リンク
１４：右脚リンク
１５：体幹
２０、４０、１２０、２４０、３４０：足部
２２：足部本体
２６：足平部
５１、７１：路面センサ
５１、７１、１５１：ワイヤ
５６、７６、１５６：コイル
６０：センサアンプ（インダクタンス測定器）
６２：交流電源回路
６４：電流測定器
１０２：姿勢データ記憶部
１０３：姿勢データ
１０４：関節角計算部
１０６：アクチュエータ
１１０：センサ群
１１２：エンコーダ
１１４：ジャイロ
１２２：動作状態計算部
１２４：姿勢データ修正部
２５６、２７６：平面式コイル 10: Robot 12: Left leg link 14: Right leg link 15: Trunk 20, 40, 120, 240, 340: Foot 22: Foot body 26: Foot 51, 71: Road surface sensors 51, 71, 151 : Wires 56, 76, 156: Coil 60: Sensor amplifier (inductance measuring device)
62: AC power supply circuit 64: Current measuring device 102: Posture data storage unit 103: Posture data 104: Joint angle calculation unit 106: Actuator 110: Sensor group 112: Encoder 114: Gyro 122: Operation state calculation unit 124: Posture data correction Portions 256 and 276: planar coil

Claims

The trunk,
A plurality of leg links that are swingably connected to the trunk;
A foot provided at the tip of each leg link;
A road surface sensor for measuring the distance between at least one foot and the road surface;
The road surface sensor includes a coil disposed on at least one foot, and a measuring instrument for measuring the inductance of the coil .
The at least one foot includes a foot main body, and a movable portion protruding from the foot main body toward the road surface and connected to the foot main body so as to be able to advance and retract.
The coil is disposed on one of the foot body and the movable portion, and the axis of the coil extends parallel to the ground plane of the at least one foot portion,
One end of a conductive wire is fixed to the other of the foot portion main body and the movable portion, and the other end of the wire is connected to the coil when the movable portion advances and retreats with respect to the foot portion main body. legged robot which is characterized that you forward and backward against.

The other end of the wire, legged robot according to claim 1, characterized in that located within the bore of the coil.

The coil according to claim 1 or 2 of the legged robot, characterized in that it is arranged on the movable portion.