JPS62187671A - Walking stability controlling system of multi-articulated walking robot - Google Patents
Walking stability controlling system of multi-articulated walking robotInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、多関節の脚を持つ歩行口H−ットの動的な(
すなわち重心が足底の外に来るような)自立歩行を安定
に行わせるための制御方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention provides a dynamic (
In other words, it relates to a control method for stably performing independent walking (in which the center of gravity is outside the soles of the feet).
ロボットの自立歩行を行なうためには、必要な全機能装
置をロボット本体に搭載しなければならないが、頭部に
これらを搭載した多関節歩行ロボットの場合、重心が上
部に存在することになり不安定である。更に、多関節歩
行ロボットに高速歩行を行なわせるには、重心位置が足
底面から外に出る動的歩行方法を採用するため、外乱及
び内乱による影響で不安定になる可能性が高い。たとえ
ば、必要な全機能装置を搭載する多関節歩行ロボットで
は、関節に大きなトルクがかかるためて関節に油圧式の
駆動機構が多く用いられるが、油圧式の場合油温の影響
によって関節動作に変化が生じ、これが内乱として作用
する。また、歩行する床や地面(単に地面と総称する)
が不整地であることや衝撃等が外乱として作用する。In order for a robot to walk independently, all necessary functional devices must be installed in the robot body, but in the case of a multi-joint walking robot that has these devices installed in the head, the center of gravity is located at the top, which causes problems. It is stable. Furthermore, in order to make an articulated walking robot walk at high speed, a dynamic walking method in which the center of gravity moves outward from the sole surface of the foot is adopted, so there is a high possibility that the robot will become unstable due to the effects of external and internal disturbances. For example, in multi-joint walking robots that are equipped with all the necessary functional devices, hydraulic drive mechanisms are often used for the joints because large torques are applied to the joints, but in the case of hydraulic drive mechanisms, the joint movements change depending on the oil temperature. occurs, and this acts as a civil war. Also, the floor or ground on which you walk (simply referred to as the ground)
The fact that the ground is uneven and shocks act as disturbances.
多関箇ロゴットの一例である2足歩行口Rントにおいて
、重心を支える脚を交換する期間の制御について述べた
ものに、日本ロボット学会誌1巻3号(1983年10
月)PP、31〜35における伊藤正美、成清辰生によ
る「拘束のある二足歩行運動の解析と制御」がある。こ
の論文では、2足歩行ロボットの動的安定制御において
支持脚を交換する期間の制御が重要であることを述べて
いるが、交換する期間中の衝撃や不整地から受ける外乱
、及び/又は温度等の変化から生じる動特性の変化によ
る内乱に起因する不安定さの解決策については検討され
ていない。The journal of the Robotics Society of Japan, Vol. 1, No. 3 (Oct.
There is ``Analysis and control of bipedal locomotion with constraints'' by Masami Ito and Tatsuo Narukiyo in PP, pp. 31-35. This paper states that in dynamic stability control of bipedal walking robots, it is important to control the period during which support legs are replaced. No consideration has been given to solutions for instability caused by internal disturbances due to changes in dynamic characteristics resulting from changes in
また、足底を持った2足歩行口ゴツトの制御に関する文
献として、ロボットエンジニアリング(1982年9月
)、PP、104〜114における美多勉による「高速
二足歩行ロボットの制御と実現について」がある、この
論文の中で足底の制御について述べているが、これは空
中にある方の足底を地面に水平にする制御と、支持脚の
姿勢制御を論じており、前述の文献と同様に不安定要因
への積極的対応策は述べられていない。In addition, as a literature on the control of bipedal walking robots with soles, Tsutomu Mita, ``On the control and realization of high-speed bipedal walking robots'' in Robot Engineering (September 1982), PP, 104-114. This paper discusses the control of the sole of the foot, which discusses the control to make the sole of the foot in the air parallel to the ground and the posture control of the supporting leg, which is similar to the above-mentioned literature. No active measures to deal with instability factors are mentioned.
〔発明の目的〕
本発明の目的は、多関節歩行ロボットの歩行の高速化に
不可欠な動的歩行制御において、足底に設置した接地情
報センサからの信号を利用することにより外乱や内乱の
影響を排除して安定な制御を行ない、多関節歩行ロヒッ
トの自立歩行を可能にする方法を実現せしめる制御装置
を提供することにある。[Object of the Invention] The object of the present invention is to reduce the effects of external disturbances and internal disturbances by using signals from ground information sensors installed on the soles of the feet in dynamic walking control, which is essential for increasing the walking speed of multi-joint walking robots. It is an object of the present invention to provide a control device that performs stable control by eliminating the problem and realizes a method that enables a multi-joint walking Rohit to walk independently.
本発明は、予め設定された歩行パターンに基づく逐時の
各関節角度指令信号に対応して各関節を遂時駆動して歩
行を実現する多関節歩行ロボットの歩行制御方式におい
て、ロボットの足底が地面に対して左右方向に傾いて接
地したことを足底接地情報センサーが検知したときは、
上記予め設定された歩行パターンに基づくピッチ方向の
関節角度をロックする手段、および該ロック期間中にロ
ール方向関節角度を上記の足底の左右方向に傾いた接地
を補正するよう制御する手段を備えたことを特徴とする
。The present invention provides a walking control method for a multi-joint walking robot that realizes walking by sequentially driving each joint in response to a sequential joint angle command signal based on a preset walking pattern. When the sole contact information sensor detects that the foot has touched the ground at an angle to the left or right,
means for locking the joint angle in the pitch direction based on the preset walking pattern; and means for controlling the joint angle in the roll direction during the locking period so as to correct the horizontally inclined ground contact of the sole of the foot. It is characterized by:
以下に1本発明を2足歩行口ゲット装置に適用した実施
例を示す。An example in which the present invention is applied to a bipedal walking mouth-getting device will be shown below.
第2図に本実施例の2足歩行ロボット装置の正面図を示
す。2足歩行口ビット装置は1両足合計で12自由度を
持っている。すなわち人間の腰部に相当する位置には、
腰ピッチ軸1と腰ロール軸2、膝部に相当する位置には
膝ピッチ軸3、足首部に相当する位置には、足首ピッチ
軸4と足首ロール軸5、更に、方向を変えるために大腿
部に方向転換ヨー軸6を持っている。各関節軸には、関
節駆動用の油圧揺動アクチュエータ10.更に、油圧揺
動アクチュエータlOのシャフトに、関節角度検出用の
ポテンショメータ12.油圧揺動アクチュエータlOの
動作を制御するサーボ弁13が取り付けられている。FIG. 2 shows a front view of the biped walking robot device of this embodiment. The biped walking mouth bit device has a total of 12 degrees of freedom for each leg. In other words, in a position corresponding to the human waist,
A waist pitch axis 1 and a waist roll axis 2, a knee pitch axis 3 at a position corresponding to the knee, an ankle pitch axis 4 and an ankle roll axis 5 at a position corresponding to the ankle, and a large axis for changing direction. It has a direction changing yaw axis 6 in its thigh. Each joint shaft has a hydraulic swing actuator 10 for driving the joint. Furthermore, a potentiometer 12 for joint angle detection is attached to the shaft of the hydraulic swing actuator lO. A servo valve 13 is attached to control the operation of the hydraulic swing actuator IO.
また、このロボットば両脚に足底を有しており、この足
底は、動的歩行時における不安定性をある程度まで足底
面で補償しようとするものであり、また直立状態からの
歩行開始、歩行終了及び停止した状態での作業などを実
現するうえでも重要な役割をもっている。足底面には第
3図に示すように片足4ケ、合計8ケの接地情報センサ
11が設置されている。In addition, this robot has soles on both legs, and these soles attempt to compensate for instability during dynamic walking to a certain extent. It also plays an important role in enabling work to be completed and stopped. As shown in FIG. 3, a total of eight ground contact information sensors 11, four on each foot, are installed on the sole surface of the foot.
油圧源は、油圧ポンプモータ9、油圧タンク9′及びリ
リーフ弁9〃等より構成されており、2足歩行ロボット
装置を駆動するために必要な圧力及び油の流量を供給す
、る。各関節の油圧揺動アクチュエータ10への油の流
量はサーボ弁13を動かすことにより調整する。これに
より、油圧揺動アクチュエータlOの駆動が制御される
。The hydraulic power source is composed of a hydraulic pump motor 9, a hydraulic tank 9', a relief valve 9, etc., and supplies the pressure and oil flow rate necessary to drive the bipedal walking robot device. The flow rate of oil to the hydraulic swing actuator 10 of each joint is adjusted by moving the servo valve 13. Thereby, the drive of the hydraulic swing actuator IO is controlled.
油圧源の上には、油圧ポンプモータ9の発熱による影響
を受げないようにするため設けられた断熱材8を間に狭
んで、制御ユニット7が設置される。制御ユニット7は
1ロピツトの歩行動作を決定する情報を処理するマイク
ロコンピュータとその周辺機器、及び油の流量制御を行
なうサーボ弁13を電流により駆動制御するサーがアン
プにより構成される。A control unit 7 is installed above the hydraulic power source with a heat insulating material 8 interposed therebetween to prevent it from being affected by the heat generated by the hydraulic pump motor 9. The control unit 7 includes a microcomputer that processes information that determines the walking motion of one lobe, its peripheral equipment, and an amplifier that drives and controls the servo valve 13 that controls the flow rate of oil using an electric current.
油圧源9 、9’、 9”とサーボ弁13との間は、柔
軟性を持つ配管ホースで接続されている。また制御ユニ
ット7と接地情報センサ11及びサーボ弁13、角度検
出用ポテンショメータ12との間は、信号ケーブルで接
続されている。The hydraulic power sources 9, 9', 9'' and the servo valves 13 are connected by flexible piping hoses.The control unit 7, the ground information sensor 11, the servo valves 13, and the angle detection potentiometers 12 are connected to each other by flexible piping hoses. They are connected by a signal cable.
第1図に本実施例の2足歩行ロボット装置の制御系統の
全体図を示す。コンピュータ制御システム15から出力
される歩行・母ターンに従った関節の角度指令信号は、
チーがアンプ16によって増幅され、サーボ弁13に伝
達される。サーボ弁13は、油圧源9 F 9Z 9“
より供給される油の流量を、弁内部のスプールをサーボ
アンプ16からの角度指令信号に従って動かすことによ
って調整し、これにより、油圧揺動アクチーエータ10
の駆動が制御される。これと同時に実際の関節の角度を
検知するノテンショメータ12からの信号により上記関
節の角度指令信号に対する位置(角度)帰還制御を行っ
て、歩行パターンに従った歩行が行われる。他方、足底
接地情報センサ11からの信号によって後述のような制
御動作の切換が行われる。FIG. 1 shows an overall diagram of the control system of the biped walking robot device of this embodiment. The joint angle command signal according to the walking/mother turn output from the computer control system 15 is as follows:
Q is amplified by amplifier 16 and transmitted to servo valve 13. The servo valve 13 is connected to the hydraulic power source 9F9Z9"
The flow rate of oil supplied from the hydraulic oscillating actuator 10 is adjusted by moving the spool inside the valve according to the angle command signal from the servo amplifier 16.
drive is controlled. At the same time, the position (angle) feedback control for the joint angle command signal is performed using a signal from the notensiometer 12 that detects the actual joint angle, and walking is performed according to the walking pattern. On the other hand, a signal from the sole contact information sensor 11 causes control operations to be switched as described later.
第4図に制御装置(第2図中のコンピータ制御システム
15およびサーボアンプ16)の構成を示す。制御装置
は、内部パス23を介して両側に図示のボードを配置し
た構成である。制御装置は、右足用サーボアンプ16a
、左足用す−ビアンプ16b、マイクロコンピュータ1
7、インタフェでスピード18a、18b、メモリボー
ド19、D/Aコンバータ21% A/Dコンバータ2
2より構成される。FIG. 4 shows the configuration of the control device (computer control system 15 and servo amplifier 16 in FIG. 2). The control device has a configuration in which the illustrated boards are arranged on both sides via an internal path 23. The control device is a servo amplifier 16a for the right leg.
, left foot amplifier 16b, microcomputer 1
7. Interface speed 18a, 18b, memory board 19, D/A converter 21% A/D converter 2
Consists of 2.
マイクロコンピュータ17は、メモリデート19に内蔵
されたプログラムや歩行パターンを用いて通常の歩行に
必要な各関節の角度指令を計算L、D/Aコンバータ2
1へ出力する。The microcomputer 17 calculates angle commands for each joint necessary for normal walking using the program and walking pattern built into the memory date 19, and the D/A converter 2.
Output to 1.
第5図に歩行ノ卆ターンデータの概、金回を示す。Figure 5 shows an outline of the walking cycle turn data.
歩行パターンデータは、2足歩行ロボット装置の各関節
が歩行時にどのような動作の軌道をとるべきかを表わし
たものであり、具体的には第9図に示すような歩行に対
応する関節の角度指令の時系列から離散的に抜き出した
関節角度指令データである。The walking pattern data represents the motion trajectory that each joint of the bipedal walking robot device should take during walking, and specifically, the walking pattern data represents the trajectory of the joints that correspond to walking as shown in Figure 9. This is joint angle command data extracted discretely from a time series of angle commands.
マイクロコンピュータ17は、この歩行パターンデータ
の中から次に゛各関節に出力すべき関節角度指令データ
を取シ出し、現在の各関節角度指令データと、取り出し
たデータとの間を補間計算する。この補間した結果の角
度指令を、D/Aコンバータ21に出力できるように変
換計算し、D/Aコンバータ21へ出力スル。D/Aコ
ンバータ21は、この角度指令を電流に変換し、サーボ
アンプ16a、16bがこの電流を増幅してサーボ弁に
出力する。The microcomputer 17 then extracts joint angle command data to be output to each joint from this walking pattern data, and interpolates between the current joint angle command data and the retrieved data. The angle command resulting from this interpolation is converted and calculated so that it can be output to the D/A converter 21, and output to the D/A converter 21. The D/A converter 21 converts this angle command into a current, and the servo amplifiers 16a and 16b amplify this current and output it to the servo valve.
また、コネクタを介して、サーボアンプtea。In addition, the servo amplifier tea is connected via the connector.
16bには角度検出用ポテンショメータ12から、実際
に関節が動作した応答角度信号が入力され、位置帰還型
制御回路を構成している。第6図に位置帰還制御回路の
ブロック図を示す。A response angle signal from the actual movement of the joint is input from the angle detection potentiometer 12 to 16b, forming a position feedback control circuit. FIG. 6 shows a block diagram of the position feedback control circuit.
以上述べた通常の歩行・やターンによる歩行制御の70
−チャートは第7図のようKなる。70 points of walking control using normal walking and turning as described above
-The chart becomes K as shown in Figure 7.
第6図中の駆動信号切換回路26は本発明により特に設
けたもので、マイクロコンピュータ17から出力される
後述の駆動禁止信号のON 、 OFFにより、角度指
令を切換える役割をする。角度指令信号の切換状況は第
8図に示すとおりであって、駆動禁止信号がOFFのと
きは駆動信号切換回路26から出力される角度指令はマ
イクロコンピュータ17から出力される角度指令と同様
であるが駆動禁止信号がONになると、駆動信号切換回
路26から出力される角度指令はその時の実際の角度値
に保持され、従って、マイクロコンピュータ17からの
角度指令にかかわらず、その関節はその時の角度にロッ
クされる。The drive signal switching circuit 26 shown in FIG. 6 is especially provided in accordance with the present invention, and serves to switch the angle command by turning on and off a drive inhibit signal output from the microcomputer 17, which will be described later. The switching situation of the angle command signal is as shown in FIG. 8, and when the drive inhibit signal is OFF, the angle command output from the drive signal switching circuit 26 is the same as the angle command output from the microcomputer 17. When the drive prohibition signal is turned ON, the angle command output from the drive signal switching circuit 26 is held at the actual angle value at that time, and therefore, regardless of the angle command from the microcomputer 17, the joint is set at the angle at that time. is locked.
第9図は、本実施例の2足歩行ロボット装置の歩行の様
子を示したものであシ、A、A’は車脚支持期間、Bは
重心を支持する脚を交換する支持脚切換期間である両脚
支持期間であシ、本発明ではこの支持脚切換期間Bのと
きのみ動的歩行を行なう。よって支持脚切換期には歩行
は非常に不安定になシ勝ちである。安定な歩行を実現す
る関節動作軌道は歩行パターンという形でメモリに内蔵
しであるが、支持脚交換期間ではこの軌道への追従だけ
では対応しきれない問題がある。例えば、不整地への適
応や油温の変化による動特性の変化、接地時の衝撃など
である。本実施例では、これらの問題に対応するために
、支持脚交換期Bにおいて足底の接地情報センナからの
信号を用いて関節動作軌道を歩行状況に撰罹的に適応さ
せるような制御方法を採る。以下これを説明する。FIG. 9 shows the walking state of the bipedal walking robot device of this embodiment, where A and A' are vehicle leg support periods, and B is a support leg switching period during which the leg supporting the center of gravity is replaced. In the present invention, dynamic walking is performed only during this support leg switching period B. Therefore, walking becomes extremely unstable during the period of switching support legs. Joint movement trajectories that enable stable walking are stored in memory in the form of gait patterns, but there is a problem that cannot be solved by simply following these trajectories during the support leg replacement period. Examples include adaptation to uneven terrain, changes in dynamic characteristics due to changes in oil temperature, and impact upon touchdown. In order to deal with these problems, this embodiment uses a control method that randomly adapts joint movement trajectories to the walking situation using signals from the ground contact information sensor of the sole during support leg replacement period B. take. This will be explained below.
支持脚切換期の目漂動作における接地情報の変化を第1
O図(、)〜(e)に示す。歩行は図の矢印方向、すな
わち同図(、)から(e)の方向に行われる。図中、黒
丸は接地して接地情報ONの信号を出している接地情報
センサーを、また白丸は非接地であって接地情報OFF
の信号を出している接地情報センサーを表わしている。The first step is to examine the changes in ground contact information during drifting motion during the support leg switching period.
This is shown in Figures (,) to (e). Walking is performed in the direction of the arrow in the figure, that is, in the direction from (,) to (e) in the figure. In the figure, the black circle indicates the ground information sensor that is in contact with the ground and outputs the ground information ON signal, and the white circle indicates the ground information sensor that is not grounded and outputs the ground information OFF signal.
This shows the ground information sensor that is emitting the signal.
本実施例の2足歩行口ビット装置が支持脚交換期間に第
10図のように動作するための歩行制御は、第11図の
フローチャートに示すように、下記の如く行われる。Walking control for the bipedal walking mouth bit device of this embodiment to operate as shown in FIG. 10 during the support leg replacement period is performed as follows, as shown in the flowchart of FIG. 11.
まず、第10図の(、)の状態になる1で歩行パターン
を出力し、その後、前足のかかとの接地情報センサがO
Nになるまで第12図(、)の矢印の方向に前足の腰ピ
ッチ、後足の腰ピッチと足首ピッチの各関節を同角度ず
つゆっくり動かす。前足かかとの接地情報センサのうち
どちらか一方がONになったら、即座にピッチ方向の全
関節に前述の運動禁止信号と入力し、ピッチ方向の全関
節をロックする。次に前足かかとのOFFの方の接地情
報センサもONになるように、すなわち、前足かかとの
両方の接地情報センサーがoNHcなるように第12図
(b)の如く両足の足首および腰のロール方向油圧揺動
アクチュエータ分制御する。前足かかとの両方の接地情
報センサがONになる第1O図(b)の状態になったら
、ロール方向の全関節をロックし、ピッチ方向の関節の
ロックを解除する。First, the walking pattern is output at step 1, which is the state shown in (,) in Fig. 10, and then the ground contact information sensor of the heel of the front foot is
Slowly move each joint of the front leg's hip pitch, and the back leg's hip pitch and ankle pitch by the same angle in the direction of the arrow in Figure 12 (,) until N is reached. When one of the ground contact information sensors of the heel of the forefoot is turned ON, the above-mentioned motion prohibition signal is immediately input to all joints in the pitch direction, and all joints in the pitch direction are locked. Next, the ground contact information sensor of the OFF side of the heel of the front foot is also turned ON, that is, the ground contact information sensor of both the heel of the front foot is set to oNHc, as shown in Fig. 12 (b), in the roll direction of the ankles and hips of both feet. Controls the hydraulic swing actuator. When the state shown in FIG. 1O(b) is reached, in which both the ground contact information sensors of the heels of the front feet are turned on, all joints in the roll direction are locked, and the joints in the pitch direction are unlocked.
次に第1O図(b)の状態から第1O図(c)の状態に
なるまで第12図(c)のように重心移動をする。この
ためには、あらかじめ設定した歩行パターンのうち、ピ
ッチ方向の関節データのみを用いて制御する。このとき
、後足の足底が地面から浮かないように、後足の足首ピ
ッチ関節と腰ピンチ関節を同じ角度ずつ動かして調整す
る。前足の足底が地面に水平に接してかかと及びつま先
の全ての接地情報センサがONの状態(第10図(c)
の状態)になるまで以上の動きを続行する。Next, the center of gravity is moved as shown in FIG. 12(c) from the state shown in FIG. 10(b) to the state shown in FIG. 10(c). For this purpose, control is performed using only pitch-direction joint data of a preset walking pattern. At this time, adjust the ankle pitch joint and hip pinch joint of the hind foot by moving them by the same angle so that the sole of the hind foot does not lift off the ground. The sole of the front foot is in horizontal contact with the ground, and all ground contact information sensors on the heel and toes are ON (Figure 10(c)).
Continue the above movements until you reach the state of
次に、この状態から第1O図(d)の状態(後足のかか
とが上った状態)になるまで歩行・臂ターンにより制御
するが、このとき重心が前足に移動するまでに後足のつ
ま先が地面を離れなめように、後足の足首ピッチ関節を
制御する。重心の移動が完了する姿勢(第10図(、)
の状態)まで動作しだらロール方向の関節のロックを解
除し1通常の歩行・やターンによる制御方法に戻る。Next, from this state to the state shown in Figure 1O (d) (the heel of the hind foot is raised), control is performed by walking and turning the hind legs. Control the ankle pitch joint of the hind foot so that the toe leaves the ground and licks it. Posture where the movement of the center of gravity is completed (Fig. 10 (,)
When the robot moves to the state of 1), the joints in the roll direction are unlocked and the control method returns to the normal walking/turning method.
以上により、歩行・eターンによる制御だけでは対応し
きれなかった。不整地の影響や油温の変化による動特性
の変化の影響による歩行の不安定性−を解決し、支持脚
切換期における安定制御を実現し得る。Due to the above, it was not possible to deal with the situation by controlling only by walking and e-turns. It is possible to solve the instability of walking due to the influence of uneven ground and changes in dynamic characteristics due to changes in oil temperature, and realize stable control during the support leg switching period.
本発明によれば、足底接地情報センサの信号を用いて足
底の左右に傾いた接地を補正することにより、内乱や外
乱による影響を補償して安定な動的歩行を達成し、ロボ
ットの自立歩行性能を大巾に向上させることができ、し
かも、制御系を構成する構成要素も少く、計算処理ステ
ップ数も少くて済むため、制御の複雑さに起因する誤処
理や誤動作の可能性が少い。According to the present invention, by correcting the horizontally tilted contact of the sole of the foot using the signal from the sole contact information sensor, stable dynamic walking is achieved by compensating for the influence of internal disturbances and external disturbances, and the robot It is possible to greatly improve independent walking performance, and because the number of components that make up the control system is small and the number of calculation processing steps is also small, there is no possibility of erroneous processing or malfunction due to control complexity. Few.
第1図は本発明実施例による二足歩行ロボットの制御系
統の全体図、第2図は該二足歩行ロボットの正面図、第
3図は該二足歩行口ピットの足底の平面図、第4図は同
実施例の制御装置の構成概要図、第5図は歩行パターン
に基づく関節角度指令を示した図、第6図は関節角度位
置帰還制御回路のブロック図、第7図は通常の歩行/j
Pターンに基づく歩行制御のフローチャート、第8図(
a) l (b)+(c)は上記実施例におけるマイク
ロコンピュータからの角度指令、駆動信号切換回路から
出力される角度指令および駆動禁止信号を示す図、第9
図は歩行i4ターンによる歩行の様子を示す図、第10
図(、)〜(、)は支持脚切換期の逐時の足底接地状態
を示す図、第11図は本発明実施例における支持脚切換
期における歩行制御フローチャート、第12図(a)
l (b) l (e)は上記の支持脚切換期における
関節の制御態様を示す側面および正面模式図である。
1・・・腰ピッチ軸、 2・・・腰ロール軸、3
・・・膝ピッチ軸、 4・・・足首ピッチ軸、5
・・・足首ロール軸、 6・・・方向転換ヨー軸、7
・・・制御ユニット、 8・・・断熱材、9・・・油
圧ポンプモータ、
10・・・油圧揺動ロータリーアクチュエータ、11・
・・接地情報センサ、
12・・・ポテンショメータ、13・・・サーボ弁、1
4・・・電源ユニット、
15・・・コンピュータ制御システム、16・・・サー
ブアンプ、
17・・・マイクロコンピュータ、
18・・・インタフェースデート、
19・・・メモリピード、 21・・・D/Aコンバ
ータ、22・・・A/Dコンバータ、23・・・内部ハ
ス、24・・・増幅器、 25・・・リミット
回路。
26・・・駆動君号切換回路、
A 、 A’・・・単脚支持期、 B・・・支持脚切換
期。
宅1図
莞2図
第5図
第7図
(α)マイクロコンじニータカ)ら出力されう角度1宮
′9゛を
汁テ間
((L) (b)
進行方向
(c) (d) (e
)范11図
兇12図
(C) 進行方向FIG. 1 is an overall view of the control system of a biped robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the biped robot, and FIG. 3 is a plan view of the sole of the biped mouth pit. Fig. 4 is a schematic diagram of the configuration of the control device of the same embodiment, Fig. 5 is a diagram showing joint angle commands based on walking patterns, Fig. 6 is a block diagram of the joint angle position feedback control circuit, and Fig. 7 is a normal walking/j
Flowchart of walking control based on P-turn, Figure 8 (
a) l (b) + (c) is a diagram showing the angle command from the microcomputer, the angle command and the drive prohibition signal output from the drive signal switching circuit in the above embodiment;
The figure is a diagram showing the state of walking by walking i4 turn, 10th
Figures (,) to (,) are diagrams showing the state of the sole of the foot during the switching period of the supporting leg, Fig. 11 is a flowchart of walking control during the switching period of the supporting leg in the embodiment of the present invention, and Fig. 12 (a)
1(b) and 1(e) are schematic side and front views showing the joint control mode during the support leg switching period. 1... Hip pitch axis, 2... Hip roll axis, 3
...Knee pitch axis, 4...Ankle pitch axis, 5
... Ankle roll axis, 6... Direction change yaw axis, 7
...Control unit, 8.Thermal insulation material, 9..Hydraulic pump motor, 10..Hydraulic swing rotary actuator, 11.
...Ground information sensor, 12...Potentiometer, 13...Servo valve, 1
4...Power supply unit, 15...Computer control system, 16...Serv amplifier, 17...Microcomputer, 18...Interface date, 19...Memory speed, 21...D/A converter , 22... A/D converter, 23... Internal lotus, 24... Amplifier, 25... Limit circuit. 26... Drive code switching circuit, A, A'... Single leg support period, B... Support leg switching period. (L) (b) Direction of movement (c) (d) ( e
) Figure 11 Figure 12 (C) Direction of travel
Claims (1)
指令信号に対応して各関節を遂時駆動して歩行を実現す
る多関節歩行ロボットの歩行制御方式において、ロボッ
トの足底が地面に対して左右方向に傾いて接地したこと
を足底接地情報センサーが検知したときは、上記予め設
定された歩行パターンに基づくピッチ方向の関節角度を
ロックする手段、および該ロック期間中にロール方向関
節角度を上記の足底の左右方向に傾いた接地を補正する
よう制御する手段を備えたことを特徴とする、多関節歩
行ロボットの歩行安定制御方式。In the gait control method of a multi-joint walking robot, which realizes walking by sequentially driving each joint in response to a sequential joint angle command signal based on a preset walking pattern, the sole of the robot's foot is in contact with the ground. When the sole contact information sensor detects that the foot has touched the ground tilted in the left-right direction, a means for locking the joint angle in the pitch direction based on the preset walking pattern, and a means for locking the joint angle in the roll direction during the locking period. A walking stability control method for a multi-joint walking robot, characterized by comprising means for controlling the above-described horizontally inclined ground contact of the sole of the foot.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61029947A JPS62187671A (en) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | Walking stability controlling system of multi-articulated walking robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61029947A JPS62187671A (en) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | Walking stability controlling system of multi-articulated walking robot |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62187671A true JPS62187671A (en) | 1987-08-17 |
JPH0436834B2 JPH0436834B2 (en) | 1992-06-17 |
Family
ID=12290179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61029947A Granted JPS62187671A (en) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | Walking stability controlling system of multi-articulated walking robot |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS62187671A (en) |
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