二足歩行メカ研修

二足歩行ロボット研修(kora編)[2] 計算歩行について

こんにちは。koraです。

前回の投稿から少し間が空いてしまいましたが、今回は計算歩行についてです。

HACに向けて製作するロボットには計算歩行をさせたいと考えています。
そこでまず、二足歩行ロボットの計算歩行に必要な、「歩行パターンの生成」と「歩行安定化制御」について簡単に調べてみました。

歩行パターン

歩行パターンの生成には多様な手法がありますが、今回は三次元線形倒立振子モデルを使った歩行パターン生成を試したいと思います。

これは、ロボットを一つの質点と伸縮する質量の無い脚だけに近似する手法です。腕や脚を動かす反動は無いものとして考え、重心にかかる力は重力と脚でける力だけとします。また、重心を水平に保つような足のけり力を発生させる場合を考えることで、比較的簡単な運動方程式で表すことができます。運動方程式がわかっていれば一歩後の重心位置がわかりますし、どこに足を着地すれば目的の重心の運動に近づけられるのか計算することができます。

歩行安定化制御

足裏が浮いてしまわない範囲であれば、倒れる方向と逆方向に足首軸のトルクを発生させて踏ん張らせることができます。
また、歩行パターン生成の際にも述べていますが、線形倒立振子モデルでは着地点を変更することで歩行の安定化を行うことができます。
これ以外にも、重心加速度を使う方法や股関節の軸を使う方法などがあるようです。

次回

これらを実現できるシステムを考えていきたいと思います。

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