[發明專利]腿式移動機器人及其控制方法

有效

• 申請號: 200580041129.6
• 申請日: 2005-09-14
• 公開（公告）號: CN101068662B
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 竹中透;宮崎進;河合雅和;武田政宣
• 申請（專利權）人: 本田技研工業株式會社
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J13/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及一種腿式移動機器人及其控制方法。?

背景技術

曾提出過有這樣一種技術方案，即，使從上體延伸到下方的左右腿體交替前進，來使腳移動機器人移動，并通過使腳式移動機器人的軀干扭動，增大其步幅地可以進行高速行走的技術(例如，參照特開2004-202652號公報中0077段落，圖24～圖28)。

然而，行走速度越大，機器人軀干的扭轉方向上產生的力矩也就越大，這樣有可能產生機器人的行進方向變得左右搖晃，而且機器人自轉，導致其行走動作變得不穩定的問題。特別是含有空中期(＝所有腿體處于空中的期間)的機器人的跑動動作，有可能因為在腿體著地時的搖晃而變得不穩定。?

因此，本發明以提供一種能夠將伴隨移動的動作維持于穩定的腿式移動機器人以及其控制程序作為解決課題。?

發明內容

本發明涉及的腿式移動機器人，具有：可圍繞縱軸相對轉動的上體上部及上體下部、從上體上部的左右兩側延伸設置的第一和第二臂體、以及從上體下部向下方延伸設置的第一和第二腿體，該腿式移動機器人在第一腿體成為游離腿后到成為支承腿的期間，使與第一腿體根部相比處于前端側的左腳關節從第一腿體根部的后方向前方移動，且使與第二腿體根部相比處于前端側的右腳關節從第二腿體根部的前方向后方移動，由此進行前進：?

為解決上述課題，本發明的腿式移動機器人的特征在于，如下來控制機器人的動作：在第一腿體成為游離腿后到成為支承腿的期間，使下部上體相對于上部上體從上方看時沿順時針方向轉動，從而使第一腿體根部從第二腿體根部的后方向前方移動，使上部上體相對于下部上體從上方看時沿逆時針方向轉動，從而使第一腿體側的第一臂體根部從第二腿體側的第二臂體根部的前方向后方移動，使與第一臂體根部相比處于前端側的左肘關節從第一臂體根部的前方向后方移動，且使與第二臂體根部相比處于前端側的右肘關節從第二臂體根部的后方向前方移動。?

根據本發明的腳式移動機器人，在第一腿體成為游離腿后到成為支承腿的期間，機器人以下述的方式動作，即，第一腿體根部從第二腿體根部的后方向前方移動，而且第一腿體側的第一臂體根部從第二腿體側的第二臂體根部的前方向后方移動。據此，在該期間，上體上部的扭轉運動方向與上體下部的扭轉運動方向相反。?

另外，在第一腿體成為游離腿之后到成為支承腿的期間，機器人以下述的方式動作，即，與第一臂體根部相比處于前端側的規定部分從第一臂體根部的前方向后方移動，而且與第二臂體根部相比處于前端側的規定部分從第二臂體根部的后方向前方移動。據此，在該期間，左右臂體被擺動在產生與下述力矩同方向的力矩的方向上，該力矩通過上體上部相對于上體下部的扭轉運動而產生。?

因此，根據本發明的腳式移動機器人，在第一腿體成為游離腿之后到成為支承腿的期間，由上體下部的扭轉運動等產生的力矩通過下述的力矩被解除，即該力矩由上體上部相對于上體下部的扭轉運動以及臂體的擺動運動而產生，從而確實可以防止在第一腿體成為支承腿之后機器人的自轉。并且，可以將伴隨移動特別是高速行走或跑動的機器人的動作維持于穩定。?

另外，本發明的腿式移動機器人的特征在于，如下來控制機器人的動作：在第一腿體成為游離腿后到成為支承腿的期間的機器人的移動速度或者步幅越大，在該期間中，下述的第一比率越大，該第一比率是指以第一臂體根部為基準的左肩關節的后方移動量與以第二臂體根部為基準的右肩關節的前方移動量之和相對于以第二臂體根部為基準的第一臂體根部的后方移動量的比率。?

根據本發明的腳式移動機器人，機器人以下述的方式動作，即，在第一腿體成為游離腿之后到成為支承腿的期間的機器人的移動速度或者步幅越大，由左右臂體的擺動運動產生的力矩、與上體上部相對于上體下部的扭轉運動而產生的力矩的比率也就越大。據此，在該期間，可以抑制上體上部向左右擺動，而且同時還可以通過由上體上部相對于上體下部的扭轉運動以及臂體的擺動運動而產生的力矩，可靠地抵消由下述的運動產生的力矩，該運動是指上體下部伴隨機器人高速行走或跑動動作的扭轉運動等。?

此外，本發明的腿式移動機器人的特征在于，如下來控制機器人的動作：在第一腿體成為游離腿后到成為支承腿的期間的機器人的移動速度或者步幅越大，在該期間中，下述的第二比率越大，該第二比率是指以第一腿體根部為基準的左胯關節的前方移動量與以第二腿體根部為基準的右胯關節的后方移動量之和相對于以第二腿體根部為基準的第一腿體根部的前方移動量的比率。?