(57)【要約】      （修正有）【課題】人間と同様に二足歩行をするロボットが歩行中に倒れても倒れによる被害を最小限に抑えることができるロボット及びその安全制御方法を提供する。【解決手段】ロボットが倒れることになる場合、倒れる方向に位置しているエアーバッグを作動させながらロボットの姿勢を正姿勢に変更し、倒れによるロボットの機構部損傷を最小化し且つ使用者安全を保護することができ、ロボットが倒れた後に２次倒れが発生する場合には、２次倒れ方向に位置しているエアーバッグを作動させ、２次倒れによるロボットの機構部損傷を最小化できるシステムを提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体に連結される脚の運動によって歩行するロボットであって、
前記ロボットの倒れを感知する感知部と、
前記ロボットの特定位置にそれぞれ設置され、前記ロボットを保護する複数のエアーバッグと、
前記ロボットの倒れが感知された場合、前記ロボットの姿勢を変更させ、前記複数のエアーバッグのうち、前記ロボットが倒れる方向に位置しているエアーバッグを作動させる制御部と、
を含むロボット。
【請求項２】
前記感知部が、前記ロボットの動きが少ない部分に設置され、加速度の変化量によって前記ロボットの倒れを感知する加速度センサーである、請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記特定位置が、前記ロボットが倒れる場合に地面と最初に接触する部分である、請求項１に記載のロボット。
【請求項４】
前記ロボットの姿勢を変更させる姿勢変更部をさらに含み、
前記制御部が前記姿勢変更部を制御し、前記ロボットの姿勢を前記エアーバッグの作動前または作動と同時に正姿勢に変更する、請求項１に記載のロボット。
【請求項５】
前記制御部が前記感知部により前記ロボットが倒れる方向を感知し、前記倒れる方向に位置しているエアーバッグを作動させる、請求項１に記載のロボット。
【請求項６】
前記制御部が、前記ロボットが倒れた後に２次倒れが発生するか否かを判断し、前記２次倒れが発生する場合、前記２次倒れ方向に位置しているエアーバッグを作動させる、請求項１に記載のロボット。
【請求項７】
前記ロボットの倒れを知らせる報知部をさらに含み、
前記制御部が、前記ロボットが倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし、前記ロボットが一人で立ち上がることができない場合、前記報知部を制御して前記ロボットの倒れを知らせる、請求項１に記載のロボット。
【請求項８】
前記ロボットの電源供給を断続する電源遮断部をさらに含み、
前記制御部が、前記ロボットが倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし、前記ロボットが一人で立ち上がることができない場合、前記電源遮断部を制御して前記ロボットの電源供給を遮断する、請求項１に記載のロボット。
【請求項９】
胴体に連結される脚の運動によって歩行するロボットの倒れを感知し、
前記ロボットの倒れが感知された場合、前記ロボットの姿勢を変更させ、
前記ロボットが倒れる方向に応じて該当のエアーバッグを作動させる、
ロボットの安全制御方法。
【請求項１０】
前記ロボットの倒れを感知することにおいて、前記ロボットの動きが少ない部分に設置された加速度センサーの加速度の変化量によって前記ロボットの倒れを感知する、請求項９に記載のロボットの安全制御方法。
【請求項１１】
前記ロボットの姿勢を変更させることにおいて、前記ロボットの姿勢を正姿勢に変更させる、請求項９に記載のロボットの安全制御方法。
【請求項１２】
前記ロボットの正姿勢への変更は、前記エアーバッグの作動前または作動と同時に行われる、請求項１１に記載のロボットの安全制御方法。
【請求項１３】
前記エアーバッグを作動させることにおいて、前記ロボットが倒れる方向をチェックし、前記倒れる方向に位置しているエアーバッグを作動させる、請求項９に記載のロボットの安全制御方法。
【請求項１４】
前記ロボットが倒れた後に２次倒れが発生するか否かを判断し、
前記２次倒れが発生する場合、前記２次倒れ方向をチェックし、前記２次倒れ方向に位置しているエアーバッグを作動させること
をさらに含む、請求項９に記載のロボットの安全制御方法。
【請求項１５】
前記ロボットが倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし、
前記ロボットが一人で立ち上がることができない場合、前記ロボットの倒れを使用者に知らせること
をさらに含む、請求項９に記載のロボットの安全制御方法。
【請求項１６】
前記ロボットが倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし、
前記ロボットが一人で立ち上がることができない場合、前記ロボットに供給される電源を遮断したり待機モードに切り替えること
をさらに含む、請求項９に記載のロボットの安全制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間と同様に二足歩行をするロボットが歩行中に倒れてもその被害を最小限に抑えることができるロボット及びその安全制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気的または磁気的な作用を用いて人間の動作に似た運動を行う機械装置をロボットという。初期のロボットは、生産現場での作業自動化・無人化などを目的としたマニピュレータや搬送ロボットなどの産業用ロボットだったが、最近では、人間と類似な関節体系をもって人間の作業及び生活空間において容易に２つの脚で歩き回る二足歩行ロボットの研究開発が活発に進行されている。
【０００３】
二足歩行ロボットは、歩行速度、歩行方向、歩幅などのような歩行命令が与えられると、両足（左足と右足）の目標位置と方向を決定し、それに基づいて時間に対する両足の位置と方向軌跡（ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を生成する。この時、目標ＺＭＰ（Ｚｅｒｏ  Ｍｏｍｅｎｔ  Ｐｏｉｎｔ；ロボットの床面（地面）に対するモーメントの和がゼロになる地点）軌跡もまた、両足の位置によって決定される。すなわち、ロボットの歩行時に、支持している１足や２足がなす多角形内にＺＭＰが位置するとロボットが倒れないという性質を用いて、ロボットが安定して歩行できるような目標ＺＭＰを設定し、ロボットのＺＭＰ（ロボットの床面（地面）に対するゼロモーメント位置）が目標ＺＭＰと一致するように歩行パターンを生成することによって、この歩行パターンに両足の歩行軌跡を追従させ、人間と類似な二足歩行が行えるようにする。
【０００４】
このような二足歩行ロボットは、人間と同様に二足歩行をするので、平坦でない地面や障害物がある地面を歩行する場合、地面に着く足裏が傾けつつロボットが中心を失って倒れることができ、なお、正常な歩行中であっても外部の衝撃や歩行パターンの誤りなどの様々な原因によって倒れる虞がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、人間と同様に二足歩行をするロボットが歩行中に倒れようとする場合、ロボットが倒れる方向にエアーバッグを動作させながらロボットを正姿勢に変更させ、倒れによるロボットの機構部損傷を最小限にし且つ使用者安全を保護することができるロボット及びその安全制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明の一実施例によるロボットは、胴体に連結される脚の運動によって歩行するロボットであって、前記ロボットの倒れを感知する感知部と、前記ロボットの特定位置にそれぞれ設置され、前記ロボットを保護する複数のエアーバッグと、前記ロボットの倒れが感知された場合、前記ロボットの姿勢を変更させ、前記複数のエアーバッグのうち、前記ロボットが倒れる方向に位置しているエアーバッグを作動させる制御部と、を含む。
【０００７】
前記感知部は、前記ロボットの動きが少ない部分に設置され、加速度の変化量によって前記ロボットの倒れを感知する加速度センサーであることを特徴とする。
【０００８】
前記特定位置は、前記ロボットが倒れる場合に地面と最初に接触する部分であることを特徴とする。
【０００９】
上記本発明の一実施例によるロボットは、前記ロボットの姿勢を変更させる姿勢変更部をさらに含み、前記制御部は前記姿勢変更部を制御し、前記ロボットの姿勢を前記エアーバッグの作動前または作動と同時に正姿勢に変更することを特徴とする。
【００１０】
前記制御部は、前記感知部により前記ロボットが倒れる方向を感知し、前記倒れる方向に位置しているエアーバッグを作動させることを特徴とする。
【００１１】
前記制御部は、前記ロボットが倒れた後に２次倒れが発生するか否かを判断し、前記２次倒れが発生する場合、前記２次倒れ方向に位置しているエアーバッグを作動させることを特徴とする。
【００１２】
上記本発明の一実施例によるロボットは、前記ロボットの倒れを知らせる報知部をさらに含み、前記制御部は、前記ロボットが倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし、前記ロボットが一人で立ち上がることができない場合、前記報知部を制御して前記ロボットの倒れを知らせることを特徴とする。
【００１３】
上記本発明の一実施例によるロボットは、前記ロボットの電源供給を断続する電源遮断部をさらに含み、前記制御部が、前記ロボットが倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし、前記ロボットが一人で立ち上がることができない場合、前記電源遮断部を制御して前記ロボットの電源供給を遮断することを特徴とする。
【００１４】
そして、本発明の一実施例によるロボットの安全制御方法は、胴体に連結される脚の運動によって歩行するロボットの倒れを感知し；前記ロボットの倒れが感知された場合、前記ロボットの姿勢を変更させ；前記ロボットが倒れる方向に応じて該当のエアーバッグを作動させることを特徴とする。
【００１５】
前記ロボットの倒れを感知することにおいて、前記ロボットの動きが少ない部分に設置された加速度センサーの加速度の変化量によって前記ロボットの倒れを感知することを特徴とする。
【００１６】
前記ロボットの姿勢を変更させることにおいて、前記ロボットの姿勢を正姿勢に変更させることを特徴とする。
【００１７】
前記ロボットの正姿勢への変更は、前記エアーバッグの作動前または作動と同時に行われることを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の一実施例によるロボットの安全制御方法は、前記ロボットが倒れた後に２次倒れが発生するか否かを判断し；前記２次倒れが発生する場合、前記２次倒れ方向をチェックし、前記２次倒れ方向に位置しているエアーバッグを作動させることをさらに含む。
【００１９】
上記本発明の一実施例によるロボットの安全制御方法は、前記ロボットが倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし；前記ロボットが一人で立ち上がることができない場合、前記ロボットの倒れを使用者に知らせることをさらに含む。
【００２０】
上記本発明の一実施例によるロボットの安全制御方法は、前記ロボットが倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし；前記ロボットが一人で立ち上がることができない場合、前記ロボットに供給される電源を遮断したり待機モードに切り替えることをさらに含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、人間と同様に二足歩行をするロボットが倒れることになる場合、倒れる方向に位置しているエアーバッグを作動させながらロボットの姿勢を正姿勢に変更させるので、倒れによるロボットの機構部損傷を最小化し且つ使用者安全を保護することができ、なお、ロボットが倒れた後に２次倒れが発生する場合（例えば、ロボットが左側または右側に倒れた後にロボットの重さによって前方または後方に再び倒れる場合が発生する場合）には、２次倒れ方向に位置しているエアーバッグを作動させ、２次倒れによるロボットの機構部損傷を最小限にすることができる。
【００２２】
なお、本発明によれば、ロボットが倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし、一人で立ち上がることができる場合には自立に伴う後続措置が取れるようにし、一人で立ち上がることができない場合にはそれを使用者に知らせながら待機モードに切り替えるので、余計な電力使用を減らしかつ迅速な後続措置を取ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例によるロボットの外観構成を示す図である。
【図２】図１に示すロボットの主要関節構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施例によるロボットの安全制御システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例によるロボットの安全制御方法を示す動作流れ図である。
【図５】本発明の一実施例によるロボットが前方に倒れた場合における、ロボットの姿勢及びエアーバッグ作動状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施例によるロボットが後方に倒れた場合における、ロボットの姿勢及びエアーバッグ作動状態を示す図である。
【図７】本発明の一実施例によるロボットが左側に倒れた場合における、ロボットの姿勢及びエアーバッグ作動状態を示す図である。
【図８】本発明の一実施例によるロボットが右側に倒れた場合における、ロボットの姿勢及びエアーバッグ作動状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るロボット及びその安全制御方法の好適な実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施例によるロボットの外観構成を示す概略図である。同図で、本発明のロボット１０は、人間と同様に２つの脚１１Ｒ、１１Ｌによって直立移動する二足歩行ロボットで、胴体１２と、胴体１２の上部に２つの腕１３Ｒ,１３Ｌ及び頭１４を備え、２つの脚１１Ｒ、１１Ｌと腕１３Ｒ，１３Ｌの先端にはそれぞれ、足１５Ｒ，１５Ｌと手１６Ｒ，１６Ｌを備える。参照符号において、ＲとＬはロボット１０の右側（Ｒｉｇｈｔ）と左側（Ｌｅｆｔ）を表し、ＣＯＧ（ｃｅｎｔｅｒ  ｏｆ  Ｇｒａｖｉｔｙ）はロボット１０の重心位置を表し、ＺＭＰはロボット１０と床との接触面でロール方向(ｒｏｌｌ；ロボットの歩行進行方向であるｘ軸方向)とピッチ方向(ｐｉｔｃｈ；ロボットの左右歩幅方向であるｙ軸方向)のモーメントが０になる点を表す。
【００２６】
また、胴体１２の中央部には、ロボット１０の倒れと倒れる方向を感知する３軸加速度センサー（以下、“加速度センサー”という。）３０が設置される。加速度センサー３０が設置される胴体１２は、ロボット１０の動きが他の部分に比べて相対的に少ない部分で、正常の場合には加速度の変化量が徐々に増加または減少するが、予期せぬ状況によりロボット１０が倒れたり転覆する場合には、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の加速度値が（＋）または（−）方向に急激に変化するので、このような３軸加速度値の変化を感知し、ロボット１０の倒れと倒れる方向を感知することができる。このような加速度センサー３０は実際の車両用エアバッグシステムで広く用いられているもので、加速度センサー３０の設置位置は胴体１２に限定されず、ロボット１０の動きが相対的に少ないいずれの部分にも設置可能である。
【００２７】
また、胴体１２前面の胸１２ａ、胴体１２背面の背１２ｂ、及び左右肩１３ａ，１３ｂには、エアーバッグ３５（図３参照）をそれぞれ設置する。エアーバッグ３５が設置される胸１２ａ、背１２ｂ、及び左右肩１３ａ，１３ｂは、ロボット１０が倒れる場合にロボット１０の構造上地面に最初に当たり、被害が最も大きくなると予想される部分である、エアーバッグ３５の設置位置は、胸１２ａ、背１２ｂ及び左右肩１３ａ，１３ｂに限定されず、ロボット１０と使用者の安全のため、ロボット１０全体を囲むように設置しても構わないが、設置及び事後管理上の問題から、最大の効果が得られるような位置に最小の数量を設置することが好ましい。
【００２８】
図２は、図１に示すロボットの主要関節構造を示す図である。同図で、２つの脚１１Ｒ，１１Ｌは、ロボット１０の足首、膝、ヒップに該当する部分が回転できるように足首の関節１７Ｒ，１７Ｌ、膝関節１８Ｒ，１８Ｌ、股関節１９Ｒ，１９Ｌをそれぞれ備え、股関節１９Ｒ，１９Ｌは２つの脚１１Ｒ，１１Ｌと連結される胴体１２の下端両側に位置する。
【００２９】
各脚１１Ｒ，１１Ｌの足首の関節１７Ｒ，１７Ｌは、ｘ軸（ｒｏｌｌ  ａｘｉｓ；ロボットの歩行進行方向）とｙ軸（ｐｉｔｃｈ  ａｘｉｓ；左右歩幅方向）に動き可能であり、膝関節１８Ｒ，１８Ｌはｙ軸（ｐｉｔｃｈ  ａｘｉｓ）に動き可能であり、股関節１９Ｒ，１９Ｌは、ｘ軸（ｒｏｌｌ  ａｘｉｓ）、ｙ軸（ｐｉｔｃｈ  ａｘｉｓ）及びｚ軸（ｙａｗ  ａｘｉｓ）に動き可能である。
【００３０】
また、２つの脚１１Ｒ，１１Ｌには、股関節１９Ｒ，１９Ｌと膝関節１８Ｒ，１８Ｌとを連結する上部リンク２０Ｒ，２０Ｌと、膝関節１８Ｒ，１８Ｌと足首の関節１７Ｒ，１７Ｌとを連結する下部リンク２１Ｒ，２１Ｌをそれぞれ含み、各関節（１７Ｒ，１７Ｌ）、（１８Ｒ，１８Ｌ）、（１９Ｒ，１９Ｌ）の動きによって一定水準の自由度でて歩行可能となる。また、各脚１１Ｒ，１１Ｌの足首には力及びトルク測定センサー（Ｆｏｒｃｅ  ａｎｄ  Ｔｏｒｑｕｅ  ｓｅｎｓｏｒ；以下、“Ｆ／Ｔセンサー”という。）２２Ｒ，２２Ｌが設置され、足１５Ｒ，１５Ｌから伝達される力の３方向成分（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）とモーメントの３方向成分（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）を測定し、ＺＭＰ情報を提供する。
【００３１】
そして、２つの脚１１Ｒ，１１Ｌと連結される胴体１２には、ロボット１０の腰に該当する部分が回転できるように腰関節２３を備え、この腰関節２３は、胴体１２の下端両側に位置する股関節１９Ｒ，１９Ｌを連結するヒップリンク２４の中心位置２４Ｇと同一軸線上に位置する。
【００３２】
図示しないが、ロボット１０の全ての関節(１７Ｒ，１７Ｌ)、(１８Ｒ，１８Ｌ)、(１９Ｒ，１９Ｌ)は、その駆動のためのアクチュエータ（例えば、モーターのような電動装置）をそれぞれ含んでいる。
【００３３】
図３は、本発明の一実施例によるロボットの安全制御システムを示すブロック図であり、加速度センサー３０、制御部３２、エアーバッグ駆動部３４、姿勢変更部３６、電源遮断部３８、報知部４０、通信部４２及び状態モニタリング部４４を含む。
【００３４】
制御部３２は、加速度センサー３０により感知された３軸加速度値の変化をあらかじめ定められた値と比較し、ロボット１０が倒れようとするか否かを判断し、ロボット１０が倒れようとする場合、ロボット１０が倒れる方向をチェックし、ロボット１０が倒れる方向（例えば、胸、背または左右肩など）に設置されたエアーバッグ３５を作動させることによって、倒れによるロボット１０の機構部損傷を最小化させ、さらにはロボット１０周囲にある他の物品や使用者安全も保護することができる。
【００３５】
また、制御部３２は、ロボット１０が倒れた後にロボット１０の重心によって２次倒れが発生するか否かを判断し、２次倒れが発生する場合（例えば、ロボットが左側または右側に倒れた後にロボットの重さによって前方または後方に再び倒れる場合）には、２次倒れ方向に位置するエアーバッグ３５を作動させ、２次倒れによるロボット１０と使用者の安全を保護できるようにする。
【００３６】
また、制御部３２は、ロボット１０が倒れようとする場合、エアーバッグ３５を作動させる前または作動させると同時にロボット１０の姿勢をあらかじめ設定された正姿勢に変更させ、エアーバッグ３５作動によりロボット１０の機構部損傷が最小限に抑えられるようにする。これは、ロボット１０が歩行中に倒れる場合、ロボット１０がどんなモーションを取っていたかによって地面に最初に着く位置が変わるためである。例えば、腕１３Ｒ，１３Ｌの関節などが曲がっていてヒジなどがまず地面に着く場合には、ロボット１０が倒れる方向にエアーバッグ３５を作動させても大きな効果はなく、よって、ロボット１０の姿勢を一定の正姿勢に変更させ、エアーバッグ３５の作動により機構部損傷が最小限に抑えられるようにするわけである。
【００３７】
また、制御部３２は、ロボット１０が倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かをモニタリングし、自立できる場合には、自立に必要な後続措置がなされるようにし、自立できない場合にはそれを使用者に知らせながら待機モードまたは終了モードに切り替え、余計な電力使用を減らするとともに、迅速な後続措置がなされるようにする。
【００３８】
エアーバッグ駆動部３４は、ロボット１０が倒れようとする場合、制御部３２の駆動制御信号によってロボット１０の胸１２ａ、背１２ｂ、左右肩１３ａ，１３ｂに設置された複数のエアーバッグ３５のうち、倒れる方向に位置しているエアーバッグ３５を作動させる。
【００３９】
姿勢変更部３６は、ロボット１０が倒れようとする場合、制御部３２の姿勢制御信号によってエアーバッグ３５が作動される前または作動されると同時にロボット１０の姿勢を正姿勢に変更させる。
【００４０】
電源遮断部３８は、ロボット１０が倒れた後に一人で立ち上がることができない場合、制御部３２の電源制御信号によってロボット１０に供給される電源を遮断させたり待機モードに切り替える。
【００４１】
報知部４０は、ロボット１０が倒れた後に一人で立ち上がることができない場合、制御部３２の報知制御信号によって音声、ＬＥＤまたは警告音を発生させ、その事実を使用者に知らせる。
【００４２】
通信部４２は、ロボット１０が倒れた後に一人で立ち上がることができない場合、この事実を、制御部３２の通信制御信号によって外部にいる使用者に無線インターネット（ＷｉＦｉ、Ｂ／Ｔ、ＺｉｇＢｅｅ等）または無線電話網（２Ｇ／３Ｇ等）を用いるネットワークを通じて伝達し、外部使用者に知らせる。
【００４３】
状態モニタリング部４４は、ロボット１０が倒れた後に一人で立ち上がることができるか否かを判断すべく、ロボット１０に設置された各種センサー（３次元測定装備、Ｆ／Ｔセンサー等）を通じてロボット１０の状態をモニタリングして制御部３２に伝達する。
【００４４】
以下、上記のように構成されたロボット及びその安全制御方法の動作過程及び作用効果について説明する。
【００４５】
図４は、本発明の一実施例によるロボットの安全制御方法を示す動作流れ図である。同図で、ロボット１０の歩行速度、歩行方向、歩幅などのような歩行命令が与えられると、制御部３２では両足１５Ｒ，１５Ｌ（左足と右足）の目標位置と方向を決定し、これに基づいて時間に対する両足１５Ｒ，１５Ｌの位置と方向軌跡（ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を作る歩行パターンを生成すべく、ＣＯＧとＺＭＰ間のＺＭＰ方程式を満たすＣＯＧのパターンを求める。
【００４６】
ＺＭＰ基盤歩行制御は、ＺＭＰがロボット１０の支持多角形（Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｐｏｌｙｇｏｎ）内にあると倒れなくなるという性質を用いて、この領域内にＺＭＰを維持するようにロボット１０の姿勢を制御しながらＺＭＰ方程式を満たす歩行パターンを生成する。
【００４７】
したがって、ロボット１０は、生成された歩行パターンによって歩行を始め、ロボット１０が正常な歩行をする場合にはロボット１０の胴体中央部に設置された加速度センサー３０で感知される３軸加速度値が徐々に増加または減少するので、制御部３２は加速度センサー３０で感知される３軸加速度値の変化を受け取り、ロボット１０が正常な歩行をしていることを判断する。
【００４８】
しかしながら、ロボット１０が歩行する地面が平坦でないか、障害物がある地面を歩行する場合、地面に着く足裏が傾いてロボット１０が中心を失う虞があり、なお正常な歩行中にも外部の衝撃や歩行パターンの誤りなど予期せぬ状況によってロボット１０が倒れようとする場合には、加速度センサー３０で感知される３軸加速度値が（＋）または（−）方向に急激に変化する。
【００４９】
したがって、制御部３２は急激に変化する３軸加速度値の変化を加速度センサー３０から受け取り、これをあらかじめ定められた値と比較し、ロボット１０が倒れようとするか否かを感知し（動作１０２）、ロボット１０が倒れようとする場合、ロボット１０が倒れる方向をチェックする（動作１０４）。
【００５０】
これにより、ロボット１０が倒れることになると、制御部３２は、ロボット１０の姿勢をあらかじめ設定された正姿勢に変更するように姿勢制御信号を姿勢変更部３６に伝達し、姿勢変更部３６は、制御部３２の姿勢制御信号によってロボット１０の姿勢を正姿勢に変更させる（動作１０６）。このロボット１０の姿勢を正姿勢に変更させる時点は、ロボット１０が倒れる方向のエアーバッグ３５が作動される前またはエアーバッグ３５が作動される時点と同一にし、エアーバッグ３５の作動によってロボット１０の機構部損傷が最小限に抑えられる。これは、ロボット１０が歩行中に倒れる場合、ロボット１０がどんなモーションを取っていたかによって地面に最初に着く位置が変わる。例えば、腕１３Ｒ，１３Ｌの関節などが曲がっていてヒジなどがまず地面に着くことになる場合には、ロボット１０が倒れる方向にエアーバッグ３５を作動させても大きい効果は得られず、よって、ロボット１０の姿勢を一定に正姿勢に変更することによって、エアーバッグ３５の作動によって機構部損傷が最小限に抑えられる。
【００５１】
以降、制御部３２は、ロボット１０の正姿勢への変更と同時にロボット１０が倒れる方向（例えば、胸、背または左右肩など）に設置されたエアーバッグ３５を作動させるように駆動制御信号をエアーバッグ駆動部３４に伝達し、エアーバッグ駆動部３４は、制御部３２の駆動制御信号によってロボット１０の胸１２ａ、背１２ｂ、左右肩１３ａ，１３ｂに設置された複数のエアーバッグ３５のうち、倒れる方向に位置しているエアーバッグ３５を作動させる（動作１０８）。
【００５２】
図５は、本発明の一実施例によるロボットが前方に倒れた場合におけるロボットの姿勢及びエアーバッグ作動状態を示す図で、図６は、本発明の一実施例によるロボットが後方に倒れた場合におけるロボットの姿勢及びエアーバッグ作動状態を示す図で、図７は、本発明の一実施例によるロボットが左側に倒れた場合におけるロボットの姿勢及びエアーバッグ作動状態を示す図で、図８は、本発明の一実施例によるロボットが右側に倒れた場合におけるロボットの姿勢及びエアーバッグ作動状態を示す図である。
【００５３】
図５〜図８からわかるように、ロボット１０が倒れる場合、ロボット１０の構造上、地面に最初に当たって被害が最も大きいと予想される部分である胸１２ａ、背１２ｂ、左右肩１３ａ，１３ｂに設置されたエアーバッグ３５を作動させることによって、倒れによるロボット１０の機構部損傷を最小限にし、また、ロボット１０周囲の他の物品や使用者安全も保護できるようにする。ここで、ロボット１０の姿勢は、あらかじめ定められた一定の正姿勢を維持させることによって、エアーバッグ３５の作動効果を極大化させた。
【００５４】
続いて、制御部３２は、ロボット１０が倒れた後にロボット１０の重心によって２次倒れが発生するか否かを判断する（動作１１０）。これは、図７及び図８に示すように、ロボット１０が左側または右側に倒れた場合、ロボット１０の重心によって前方または後方に再び倒れる場合が生じることがあり、２次倒れからロボット１０の安全を保護するためである。
【００５５】
動作１１０の判断結果、２次倒れが発生した場合、制御部３２は２次に倒れる方向をチェックし、この２次倒れ方向に位置しているエアーバッグ３５を作動させ（動作１１２）、ロボット１０が倒れるいなかる状況においてもロボット１０と使用者の安全を最大限に保護できるようにする。
【００５６】
ロボット１０が倒れた後、状態モニタリング部４４は、ロボット１０に設置された各種センサー（３次元測定装備、Ｆ／Ｔセンサー等）を通じてロボット１０が一人で立ち上がることができるか否かに関するロボット１０の状態をモニタリングし、制御部３２に伝達する（動作１１４）。
【００５７】
したがって、制御部３２は、ロボット１０が一人で立ち上がることができる場合には、ロボット１０が一人で立ち上がって後続措置をとるように制御する（動作１１６）。
【００５８】
動作１１４のモニタリング結果、ロボット１０が一人で立ち上がることができない場合、制御部３２は、報知制御信号を報知部４０に伝達し、報知部４０は制御部３２の報知制御信号に応じて音声、ＬＥＤまたは警告音を発生させ、ロボット１０が倒れた状況を使用者に知らせ、迅速な後続措置が取れるようにする（動作１１８）。
【００５９】
一方、使用者が外部にいる場合には、通信部４２を通じて外部使用者にロボット１０が倒れた状況を伝達し、迅速な後続措置が取れるようにする。
【００６０】
以降、制御部３２は、余計な電力使用を低減すべく、電源制御信号を電源遮断部３８に伝達し、電源遮断部３８は、制御部３２の電源制御信号によってロボット１０に供給される電源を遮断したり待機モードに切り替える（動作１２０）。
【００６１】
一方、動作１１０の判断結果、２次倒れが発生しない場合には、動作１１４に進行して以後の動作を行う。
【符号の説明】
【００６２】
１０    ロボット
１１Ｒ、１１Ｌ  脚
１２    胴体
１２ａ  胸
１２ｂ  背
１３Ｒ、１３Ｌ  腕
１３ａ，１３ｂ    左右肩
１４    頭
１５Ｒ、１５Ｌ  足
１６Ｒ、１６Ｌ  手
１７Ｒ、１７Ｌ  足首の関節
１８Ｒ、１８Ｌ  膝関節
１９Ｒ、１９Ｌ  股関節
２０Ｒ、２０Ｌ  上部リンク
２１Ｒ、２１Ｌ  下部リンク
２２Ｒ、２２Ｌ  Ｆ／Ｔセンサー
２３    腰関節
２４    ヒップリンク
３０    加速度センサー
３２    制御部
３４    エアーバッグ駆動部
３５    エアーバッグ
３６    姿勢変更部
３８    電源遮断部
４０    報知部
４２    通信部
４４    状態モニタリング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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