全身环境适应型多足机器人的开发及其位置·姿态·力·力矩的智能型步行控制

由于马、昆虫等多足生物具备极其优越的对地适应性能，多足移动机器人的研究从上个世纪80年代开始就被广泛地进行在世界上众多研究机关，以期待应用于月球探测、火山口探查、核电站作业、地雷探测等人类难以从事的危险工作领域。但是目前多足机器人仍然处于没有得到实用化的阶段，其主要原因是在未知地理环境中能自由自在的安定步行的机构与控制方法还没有得以实现。因此，申请人根据其在日本十多年的关于多足机器人的长期研究与教学的成果与经验，拟开发申请人持有知识产权的各个关节装有十字平板式力矩检出机构的全身环境适应型6足移动机器人，并对机器人的各个关节的角度o力矩与各个支持脚、以及支持脚的位置o力与身体的位置o姿态o力o力矩之间的力学与运动学的相互关系予以解明，提出多足步行机器人的环境适应型全身位置o姿态o力o力矩的新的控制方法，以实现身体各处均能柔顺的适应外部环境的多足移动机器人，从而推动多足移动机器人的实用化进程。

通过本项目的实施，取得了以下主要进展和阶段性成果。. 1、全身柔顺型6脚和6自由度机器臂的作业移动机器人的机构设计.设计并制作1脚3关节、约100kg重的自立型6脚移动机器人的脚步和6自由度臂部的机械结构。并研制十字平板型力矩检测机构，将其安装在6脚机器人的每个关节上，通过阻抗控制实现全身具备柔顺特性的作业移动机器人。.. 2、2、.关节的旋转角度•力矩与脚所受到的外力之间的运动学及力学关系的阐明. 通过运动学和动力学解析，阐明关节的旋转角度•力矩与脚所受到的外力之间的力平衡关系，使得脚前端的力控制的执行得以可能。.. 3、机器人的试验机的加工制作. 针对上述1所完成的机器人的机械设计图纸，进行机器人的零部件的加工，完成机器人试验机的组装。.. 4、脚的柔顺化实验与对地适应性的验证. 根据关节的旋转角度•力矩与脚所受到的外力之间的力学关系的阐明，进行脚的位置与力的混合控制器的设计。并通过未知障碍物的跨越来验证动力学模型与控制方法的有效性。.. 综上所述，项目负责人根据其在十多年的关于多脚机器人的长期研究与教学的成果与经验，开发了申请人持有知识产权的各个关节装有十字平板式力矩检出机构的全身环境适应型6脚移动机器人。并对机器人的各个关节的角度•力矩与各个支持脚、以及支持脚的位置•力与身体的位置•姿态•力•力矩之间的力学与运动学的相互关系予以解明，提出多脚步行机器人的环境适应型全身位置•姿态•力•力矩的新的控制方法，实现了身体各处均能柔顺的适应外部环境的多脚移动机器人，从而推动多足移动机器人的实用化进程。