[发明专利]两足步行机器人控制方法和两足步行机器人控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种两足步行机器人控制方法以及两足步行机器人控制系统，更具体地，涉及一种用于两足步行机器人的主从式控制的技术。

背景技术

日本未经审查专利申请公布第10-217159号公开了一种装备有主设备装置的有腿式移动机器人的远程控制系统，该主设备装置用于以主从式方式控制有腿式移动机器人。主设备装置包括：脚支撑机构，可移动地支撑操作者的脚；脚支撑机构驱动单元，驱动脚支撑机构；主设备侧脚作用力检测装置，检测操作者的脚上的作用力。此外，有腿式移动机器人包括机器人侧脚作用力检测装置，其从地面检测出有腿式移动机器人的脚上的作用力。

远程控制系统确定相对于操作者的上体的脚的目标位置和姿势，使得操作者的脚上的作用力与机器人的脚上的作用力彼此对应；并且远程控制系统使用脚支撑机构驱动单元根据所确定的目标位置和姿势控制脚支撑机构。此外，远程控制系统确定相对于机器人的上体的脚的目标位置和姿势，并且根据所确定的目标位置和姿势控制机器人中的腿致动单元。

换言之，远程控制系统执行控制，使得操作者和机器人在其脚上接收到相等的作用力。这能够使得操作者将机器人的稳定性或不稳定性识别为他/她自身的稳定性或不稳定性，从而对机器人执行精确的操纵以维持稳定性。

发明内容

然而，在专利文献1中所公开的技术具有下述问题：为了将躯体感觉反馈给操作者，该装置需要为大型的。

本发明被实现为解决上述问题，并且因此本发明的目的是提供一种能够使得采用简单的结构进行机器人的直观操作的两足步行机器人控制方法以及两足步行机器人控制系统。

根据本发明的第一方面的两足步行机器人控制方法是用于两足步行机器人的步行的主从式控制的两足步行机器人控制方法，包括：加重检测步骤，检测由操作者的右腿和左腿分别施加到地面的加重；目标零力矩点ZMP计算步骤，基于所检测到的右腿加重和左腿加重以及两足步行机器人的右腿位置和左腿位置计算目标ZMP，使得所检测到的右腿加重与左腿加重的比例等于两足步行机器人的右腿加重与左腿加重的比例；以及控制步骤，依照所计算出的目标ZMP控制两足步行机器人。根据此方面，操作者可以直观地控制两足步行机器人的右腿加重和左腿加重。此外，因为仅需检测操作者的右腿加重和左腿加重，所以可以通过简单的结构实施该方法。

此外，上述两足步行机器人控制方法还可以包括：检测步骤，根据所检测到的右腿加重和左腿加重的改变检测操作者进行的一步；以及游走腿轨迹计算步骤，根据当操作者进行的一步结束时所检测到的右腿加重和左腿加重，计算用于与操作者进行的一步相对应的两足步行机器人的一步的游走腿轨迹，并且控制步骤还可以控制两足步行机器人沿着所计算出的游走腿轨迹步行。因为不需要始终反映游走腿轨迹，所以可以以简单并且容易的方式控制两足步行机器人。

此外，在上述两足步行机器人控制方法中，游走腿轨迹计算步骤可以生成游走腿轨迹信息并且将游走腿轨迹信息存储到缓冲器中，该游走腿轨迹信息以与操作者进行的一步的游走腿时段相对应的大小指示游走腿轨迹，控制步骤可以依照由在缓冲器中所存储的游走腿轨迹信息所指示的游走腿轨迹，控制两足步行机器人；该两足步行机器人控制方法还可以包括游走腿时段计算步骤，该游走腿时段计算步骤根据所检测到的右腿加重和左腿加重的改变计算操作者进行的一步的游走腿时段，以及当所计算出的游走腿时段长于用于将游走腿轨迹信息存储到存储器中的时间段的上限时，游走腿时段计算步骤可以在对游走腿时段进行校正以满足上限之后生成游走腿轨迹信息。从而，即使当操作者进行的一步非常长时也可以适当地控制两足步行机器人。

此外，上述两足步行机器人控制方法还可以包括游走腿时段计算步骤，该游走腿时段计算步骤根据所检测到的右腿加重和左腿加重计算操作者进行的一步的游走腿时段，并且当所计算出的游走腿时段短于用于两足步行机器人再现与操作者进行的一步相对应的一步的时间段的下限时，游走腿时段计算步骤在对操作者进行的一步的游走腿时段进行校正以满足下限之后生成游走腿轨迹。从而，即使当操作者进行的一步非常短时也可以适当地控制两足步行机器人。

此外，上述两足步行机器人控制方法还可以包括：游走腿时段计算步骤，该游走腿时段计算步骤根据所检测到的右腿加重和左腿加重计算操作者进行的一步的游走腿时段，并且当所计算出的游走腿时段短于用于两足步行机器人再现与操作者进行的一步相对应的一步的时间段的下限时，游走腿时段计算步骤可以使得操作者进行的一步无效。从而，即使当操作者进行的一步非常短时也可以适当地控制两足步行机器人。