受動歩行機

○研究概要

二足歩行は汎用性に優れた移動形態であり,近年盛んに研究が行われている. その中でも,緩やかな傾斜をアクチュエータによる入力なしに降りていく受動歩行は, エネルギー効率に優れ,かつ自然な歩行が可能である.そしてこの受動歩行を規範とした 準受動歩行によって,エネルギー効率に優れた平地歩行の実現が可能となる. その反面,受動歩行は歩行可能な傾斜角領域が狭く,そのため歩行可能速度領域が狭いという 欠点が存在する.そして受動歩行を規範とし準受動歩行を行う際も同様の欠点が存在する.

これらの問題に対して,円弧形状の足を持つ歩行モデル,さらには同様の効果を持ち,かつ ヨー方向の動きに強い足首にばねとダンパを持つ平面足のモデルが提唱されている.その一方で, 新たな機械的インピーダンスとしてギヤとフライホイールで構成され,加速度に応じて反力を生み出す イナーターが注目されている.

 
○これまでの取り組み

本研究室では,イナーターが受動歩行に与える影響を行った.まずシミュレーションによって足首関節に イナーターを組み込むことで歩行性能の向上,すなわち歩行可能傾斜角領域の拡大,歩行可能速度領域が 拡大し,かつ安定性の向上が達成できることを確認した.またモデルに即した実験機を製作し, 足首にイナーターを用いることでより安定した結果が得られることを確認した.これによって シミュレーションの妥当性が確認できた.さらに,pvfcを用いた平地での準受動歩行の制御則を構築した.

実験機と足首のフライホイール
実験機 フライホイール




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