(57)【要約】【課題】  歩行速度を向上することができる多脚ロボットの歩行制御方法を提供する。【解決手段】  最後脚４Ａを折り畳んだ縮脚状態で最後脚４Ａの脛部１６を旋回した場合の接地端Ｅ１の軌跡である第１可動限界Ｔ１と、最後脚４Ａを略直線状に伸展した伸脚状態で最後脚４Ａ全体を旋回した場合の接地端Ｅ１の軌跡である第２可動限界Ｔ２とによって挟まれる領域である接地端可動範囲Ｚの中で、接地端Ｅ１の第１初期位置がＯの時は、接地端Ｅ１を直上へ上昇させ、鉛直座標が第３位置Ａと同じ位置Ｇで停止させ、ＧからＡまで進行方向Ｄ１へ水平に移動させた後に下降させて接地させるようにし、位置Ｏにおける進行方向Ｄ１への歩幅を、範囲Ｚ内で最大となるＢ２になるように制御する。位置Ａは、縮脚状態で、脛部１６の長手方向が鉛直上下方向となるときの接地端Ｅ１の位置である。【選択図】図６
2005153056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体に第１旋回関節により接合される大腿部と、前記大腿部に第２旋回関節により接合される脛部を有する脚を４個以上備えるとともに、各脚の前記第１旋回関節を旋回駆動する第１駆動手段と、各脚の前記第２旋回関節を旋回駆動する第２駆動手段と、各脚の前記脛部の下端である接地端の位置座標（ｘ，ｚ）を検出する接地端位置検出手段と、前記接地端が接地したことを検出する接地検出手段と、制御手段を備える多脚ロボットの前記４個以上の脚のうち、進行方向に対して最も前方となる最前脚と前記最前脚の後方に位置する２個の脚からなり前記胴体を支持する３個の脚である支持脚を除いた非支持脚である後方脚のいずれかの歩行を制御する方法であって、
前記制御手段は、
制御の対象となる後方脚である被制御脚を折り畳んだ状態である縮脚状態で前記脛部を旋回した場合の前記接地端の軌跡である第１可動限界と、前記被制御脚を略直線状に伸展した状態である伸脚状態で前記被制御脚全体を旋回した場合の前記接地端の軌跡である第２可動限界とによって挟まれる領域である接地端可動範囲の中で、歩行前の時点で前記接地端が存在する位置である第１後方脚位置の座標である第１後方脚位置座標（ｘ1，ｚ1）を前記接地端位置検出手段が検出した場合には、前記接地端を鉛直上方に上昇させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記縮脚状態で前記脛部の長手方向である脛軸方向が鉛直上下方向となるときの前記接地端の位置である第３後方脚位置の座標である第３後方脚位置座標（ｘ3，ｚ3）の鉛直座標である第３後方脚鉛直座標ｚ3と等しい鉛直座標を有する位置座標（ｘ1，ｚ3）の位置である第２後方脚位置に前記接地端が到達したことを前記接地端位置検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させ、
次に前記接地端を前記第３後方脚位置に向かって水平に横移動させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記接地端が前記第３後方脚位置に到達したことを前記接地端位置検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させ、
次に前記接地端を鉛直下方に下降させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記接地端が接地したことを前記接地検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させるように制御すること
を特徴とする多脚ロボットの歩行制御方法。
【請求項２】
胴体に第１旋回関節により接合される大腿部と、前記大腿部に第２旋回関節により接合される脛部を有する脚を４個以上備えるとともに、各脚の前記第１旋回関節を旋回駆動する第１駆動手段と、各脚の前記第２旋回関節を旋回駆動する第２駆動手段と、各脚の前記脛部の下端である接地端の位置座標（ｘ，ｚ）を検出する接地端位置検出手段と、前記接地端が接地したことを検出する接地検出手段と、制御手段を備える多脚ロボットの前記４個以上の脚のうち、進行方向に対して最も後方となる最後脚と前記最後脚の前方に位置する２個の脚からなり前記胴体を支持する３個の脚である支持脚を除いた非支持脚である前方脚のいずれかの歩行を制御する方法であって、
前記制御手段は、
前記胴体と前記接地端の鉛直座標の差である接地端高さを前記４個以上の脚のそれぞれについて算出し、前記接地端高さの絶対値が最小となる最小接地端高さＨminと前記接地端高さの絶対値が最大となる最大接地端高さＨmaxを求め、次いでこれらの差（Ｈmax−Ｈmin）である地面最大凹凸値ΔＨを算出し、制御の対象となる前方脚である被制御脚の歩行前の時点での位置である第１前方脚位置の座標である第１前方脚位置座標（ｘ5，ｚ5）を前記接地端位置検出手段が検出した場合には、前記接地端を鉛直上方に上昇させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記地面最大凹凸値ΔＨに余裕値αを加えた値（ΔＨ＋α）を前記第１前方脚位置座標の鉛直座標である第１前方脚鉛直座標ｚ5に加えた値（ｚ5＋ΔＨ＋α）と等しい鉛直座標を有する位置座標（ｘ5，ｚ5＋ΔＨ＋α）の位置である第２前方脚位置に前記接地端が到達したことを前記接地端位置検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させ、
次に前記接地端を水平に横移動させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、歩幅値Ｂ3を前記第１前方脚位置座標の水平座標である第１前方脚水平座標ｘ5に加えた値（ｘ5＋Ｂ3）と等しい水平座標を有する位置座標（ｘ5＋Ｂ3，ｚ5＋ΔＨ＋α）の位置である第３前方脚位置に前記接地端が到達したことを前記接地端位置検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させ、
次に前記接地端を鉛直下方に下降させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記接地端が接地したことを前記接地検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させるように制御すること
を特徴とする多脚ロボットの歩行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胴体に脚を４個以上備える多脚ロボットの歩行を制御する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、歩行ロボットの一種として、胴体に脚を６個備える６足ロボットが知られている（特許文献１を参照）。６足ロボットは、一度に３本の足を上げて歩行することができ、安定性に優れている。
【０００３】
しかしながら、６足ロボットでは、歩行速度が遅くなる場合がある、という問題点があった。
【特許文献１】特開２０００−２７１３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、歩行速度を向上することができる多脚ロボットの歩行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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る多脚ロボットの歩行制御方法は、
胴体に第１旋回関節により接合される大腿部と、前記大腿部に第２旋回関節により接合される脛部を有する脚を４個以上備えるとともに、各脚の前記第１旋回関節を旋回駆動する第１駆動手段と、各脚の前記第２旋回関節を旋回駆動する第２駆動手段と、各脚の前記脛部の下端である接地端の位置座標（ｘ，ｚ）を検出する接地端位置検出手段と、前記接地端が接地したことを検出する接地検出手段と、制御手段を備える多脚ロボットの前記４個以上の脚のうち、進行方向に対して最も前方となる最前脚と前記最前脚の後方に位置する２個の脚からなり前記胴体を支持する３個の脚である支持脚を除いた非支持脚である後方脚のいずれかの歩行を制御する方法であって、
前記制御手段は、
制御の対象となる後方脚である被制御脚を折り畳んだ状態である縮脚状態で前記脛部を旋回した場合の前記接地端の軌跡である第１可動限界と、前記被制御脚を略直線状に伸展した状態である伸脚状態で前記被制御脚全体を旋回した場合の前記接地端の軌跡である第２可動限界とによって挟まれる領域である接地端可動範囲の中で、歩行前の時点で前記接地端が存在する位置である第１後方脚位置の座標である第１後方脚位置座標（ｘ1，ｚ1）を前記接地端位置検出手段が検出した場合には、前記接地端を鉛直上方に上昇させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記縮脚状態で前記脛部の長手方向である脛軸方向が鉛直上下方向となるときの前記接地端の位置である第３後方脚位置の座標である第３後方脚位置座標（ｘ3，ｚ3）の鉛直座標である第３後方脚鉛直座標ｚ3と等しい鉛直座標を有する位置座標（ｘ1，ｚ3）の位置である第２後方脚位置に前記接地端が到達したことを前記接地端位置検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させ、
次に前記接地端を前記第３後方脚位置に向かって水平に横移動させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記接地端が前記第３後方脚位置に到達したことを前記接地端位置検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させ、
次に前記接地端を鉛直下方に下降させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記接地端が接地したことを前記接地検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させるように制御すること
を特徴とする。
【０００６】
また、本発明の請求項２に係る多脚ロボットの歩行制御方法は、
胴体に第１旋回関節により接合される大腿部と、前記大腿部に第２旋回関節により接合される脛部を有する脚を４個以上備えるとともに、各脚の前記第１旋回関節を旋回駆動する第１駆動手段と、各脚の前記第２旋回関節を旋回駆動する第２駆動手段と、各脚の前記脛部の下端である接地端の位置座標（ｘ，ｚ）を検出する接地端位置検出手段と、前記接地端が接地したことを検出する接地検出手段と、制御手段を備える多脚ロボットの前記４個以上の脚のうち、進行方向に対して最も後方となる最後脚と前記最後脚の前方に位置する２個の脚からなり前記胴体を支持する３個の脚である支持脚を除いた非支持脚である
前方脚のいずれかの歩行を制御する方法であって、
前記制御手段は、
前記胴体と前記接地端の鉛直座標の差である接地端高さを前記４個以上の脚のそれぞれについて算出し、前記接地端高さの絶対値が最小となる最小接地端高さＨminと前記接地端高さの絶対値が最大となる最大接地端高さＨmaxを求め、次いでこれらの差（Ｈmax−Ｈmin）である地面最大凹凸値ΔＨを算出し、制御の対象となる前方脚である被制御脚の歩行前の時点での位置である第１前方脚位置の座標である第１前方脚位置座標（ｘ5，ｚ5）を前記接地端位置検出手段が検出した場合には、前記接地端を鉛直上方に上昇させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記地面最大凹凸値ΔＨに余裕値αを加えた値（ΔＨ＋α）を前記第１前方脚位置座標の鉛直座標である第１前方脚鉛直座標ｚ5に加えた値（ｚ5＋ΔＨ＋α）と等しい鉛直座標を有する位置座標（ｘ5，ｚ5＋ΔＨ＋α）の位置である第２前方脚位置に前記接地端が到達したことを前記接地端位置検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させ、
次に前記接地端を水平に横移動させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、歩幅値Ｂ3を前記第１前方脚位置座標の水平座標である第１前方脚水平座標ｘ5に加えた値（ｘ5＋Ｂ3）と等しい水平座標を有する位置座標（ｘ5＋Ｂ3，ｚ5＋ΔＨ＋α）の位置である第３前方脚位置に前記接地端が到達したことを前記接地端位置検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させ、
次に前記接地端を鉛直下方に下降させるように前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を作動させ、前記接地端が接地したことを前記接地検出手段が検出したときに前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を停止させるように制御すること
を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る多脚ロボットの歩行制御方法は、第１に、進行方向に対して最も前方となる最前脚と最前脚の後方に位置する２個の脚からなり胴体を支持する３個の脚である支持脚を除いた非支持脚である後方脚のいずれかの歩行を制御することとし、制御の対象となる後方脚である被制御脚を折り畳んだ状態である縮脚状態で脚の脛部を旋回した場合の接地端の軌跡である第１可動限界と、被制御脚を略直線状に伸展した状態である伸脚状態で被制御脚全体を旋回した場合の接地端の軌跡である第２可動限界とによって挟まれる領域である接地端可動範囲の中で、進行方向へ踏み出す歩幅が最大となるように制御するため、多脚ロボットの歩行速度を高速化することができる、という利点を有している。また、本発明に係る多脚ロボットの歩行制御方法は、第２に、進行方向に対して最も後方となる最後脚と最後脚の前方に位置する２個の脚からなり胴体を支持する３個の脚である支持脚を除いた非支持脚である前方脚のいずれかの歩行を制御することとし、胴体と接地端の鉛直座標の差である接地端高さを４個以上の脚のそれぞれについて算出し、接地端高さの絶対値の最小値である最小接地端高さＨminと接地端高さの絶対値の最大値である最大接地端高さＨmaxとの差（Ｈmax−Ｈmin）である地面最大凹凸値ΔＨを算出し、制御の対象となる前方脚である被制御脚の歩行前の時点での位置である第１位置の座標である第１前方脚位置座標（ｘ5，ｚ5）を接地端位置検出手段が検出した場合には、接地端を鉛直上方に、地面最大凹凸値ΔＨに余裕値αを加えた値（ΔＨ＋α）まで上昇させるように制御するため、地面の凹凸の変化に追随して対応することができ、多脚ロボットの歩行速度を高速化することができる、という利点を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に説明する実施例は、多脚ロボットのうち脚数が６個の場合の例を説明したものであり、従来の多脚ロボットと同様な機械機構には変更を加えず、歩行制御の論理（アルゴリズム）によって歩行速度の高速化を実現することができ、本発明を実現するための構成として最良の形態である。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明の第１実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施例である多脚ロボットの全体構成を示す斜視図である。
【００１０】
図１に示すように、第１実施例の多脚ロボット１０１は、移動体１と演算処理装置２を備えた水中探査用ロボットである。移動体１は、水密な胴体３を有し、胴体３の側部に、６本の水密構造の脚４Ａ及び４Ｂ及び４Ｃ及び４Ｄ及び４Ｅ及び４Ｆが設けられ、水中を移動可能な構成となっている。また、胴体３には、電動モータ（図示せず）等の駆動源により回転可能な頭部１３ａが設けられ、頭部１３ａには屈曲可能なカメラアーム１３ｂが取り付けられ、カメラアーム１３ｂの先端にはＴＶカメラ５が取り付けられている。ＴＶカメラ５は、水密構造となっており、水中でのＴＶ画像撮影が可能となっている。
【００１１】
また、図１においては、図示してはいないが、胴体３には、傾斜センサが設けられている。この傾斜センサは、搭載されている胴体３が水平面からどれだけ傾いているかを計測して出力するセンサである。この傾斜センサには、公知の各種のものが使用可能である。傾斜センサとしては、例えば、サーボ傾斜計などが用いられる。サーボ傾斜計は、図示はしていないが、枠から振り子を吊しておき、枠と振り子のなす角度を測定する。この場合、枠にコイルを設けておき、振り子の先端に永久磁石を取り付けておき、コイルに電流を流すことにより、コイルに流れる電流の値に基づいて、振り子とコイルの間の間隙値が計測でき、これにより振り子の傾斜角度を求めることができるようになっている。そのほか、傾斜センサとしては、ポテンショメータ式傾斜センサ、トルクバランス式傾斜センサ、静電容量式傾斜センサなどが使用可能である。
【００１２】
また、図１においては、図示してはいないが、胴体３には、方位角センサが設けられている。この方位角センサは、胴体３の移動している方向（方位角）を計測するセンサである。この方位角センサには、公知の各種のものが使用可能である。方位角センサとしては、例えば、地磁気を検出することにより、地球の磁気北極の方向を求める地磁気センサが用いられる。他の方位角センサとしては、ジャイロコンパスを応用したジャイロセンサも使用可能である。
【００１３】
また、図１においては、図示してはいないが、胴体３には、水圧センサが設けられている。この水圧センサは、胴体３に作用する水圧を計測するセンサである。計測された水圧の値により、胴体３の海面からの深度を求めることができる。この水圧センサには、公知の各種の圧力センサが使用可能である。水圧センサとしては、例えば、ブルドン管式圧力センサ、ベローズ式圧力センサ、ダイヤフラム式圧力センサなどが使用可能である。
【００１４】
また、後述するが、６本の脚４Ａ〜４Ｆの下端（以下、「接地端」という。）の下面には、接地センサが取り付けられている。接地センサは、接地端が地面に接触したことを検出するセンサである。
【００１５】
また、上記した多脚ロボット１０１のうち、演算処理装置２は、コンピュータ本体１０と、入力部７と、画像表示部８と、データ出力部９を有している。
【００１６】
コンピュータ本体１０は、図２のブロック図に示すような構成を有している。図２に示すように、コンピュータ本体１０は、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３と、入出力インターフェイス１１を有している。
【００１７】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）４１は、ＣＰＵ４１の内部での電流（信号）の授受を行うための信号線である内部バス（図示せず）を有しており、この内部バスに、演算部（図示せず）と、レジスタ（図示せず）と、クロック生成部（図示せず）と、命令処理部（図示せず）等が接続されている。ＣＰＵ４１内の演算部は、、レジスタに記憶されている各種データに対して、四則演算（加算、減算、乗算、及び除算）を行い、又は論理演算（論理積、論理和、否定、排他的論理和など）を行い、又はデータ比較、若しくはデータシフトなどの処理を実行する部分である。処理の結果は、レジスタ等に格納される。クロック生成部は、ＣＰＵ４１の各部分の時間の同期をとるための刻時信号（クロック信号）を生成する。ＣＰＵ４１は、このクロック信号に基づいて動作する。命令処理部は、演算部等が実行すべき命令の取り出し、その解読、及びその実行などを制御し処理する。また、ＣＰＵ４１は、クロック信号をもとに、送られてくるデータ又は演算した結果とその時刻をリアルタイムで検出し、ＲＡＭ４３等に一時記憶させる。ＣＰＵ４１は、特許請求の範囲における制御手段に相当している。
【００１８】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：読出し専用メモリ）４２は、ＣＰＵ４１を制御するための制御プログラムや、ＣＰＵ４１が用いる各種データ等を格納している。ＲＯＭ４２としては、半導体チップにより構成されるものと、ハードディスク装置等が用いられる。ＣＰＵ４１の制御プログラムには、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のＣＰＵ４１の基本ソフトウェアのほか、各種の処理や分析演算等をＣＰＵ４１に実行させるための命令等の処理手順が含まれる。
【００１９】
また、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：随時書込み読出しメモリ）４３は、ＣＰＵ４１により演算された途中のデータ等を一時記憶する。ＲＡＭ４３は、半導体チップ等により構成される。
【００２０】
ＣＰＵ４１によって生成されたディジタル電気信号、又はＣＰＵ４１へ入力されるディジタル電気信号は、入出力インターフェイス１１を経て外部と授受される。入出力インターフェイス１１内には、ディジタル信号とアナログ信号の変換系であるＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータが設けられている。コンピュータ本体１０の操作や、コンピュータ本体１０へのデータ入力等は、コンピュータ本体１０に電気的に接続された入力部７、例えばキーボード７ａやマウス７ｂ等によって行われ、入力された操作指令信号やデータ信号は、入出力インターフェイス１１を経てＣＰＵ４１へ送られる。
【００２１】
また、ＣＰＵ４１により演算された結果等は、入出力インターフェイス１１を経て、ブラウン管や液晶表示器等からなる画像表示部８へ送られ画像や文字・数字等として画面に表示される。また、データは、データ出力部９へも送られて出力される。データ出力部９としては、例えば、紙に印刷して出力するプリンタ（図示せず）、磁気ディスクや光磁気ディスクなどの記録用ディスク１２に記録するディスク装置などがある。
【００２２】
また、移動体１とコンピュータ本体１０は、遠隔操縦用ケーブルで電気的に接続されており、移動体１のＴＶカメラ５、各種センサからの出力はリアルタイムでコンピュータ本体１０のＣＰＵ４１に送られ、画像表示部８に表示され、あるいは、移動体１の制御のためのデータとして演算、又は処理される。また、移動体１はコンピュータ本体１０のＣＰＵ４１からの指令信号によって制御されるようになっている。
【００２３】
図３は、本発明の第１実施例の多脚ロボットにおける脚の構成を示す斜視図である。図３は、６本の脚のうち、脚４Ａの構成を示しているが、他の５本の脚４Ｂ〜４Ｆも、まったく同様な構成を有している。図３に示すように、脚４Ａは、大腿部１５と、脛部１６と、水平回転関節１４と、第１旋回関節１７と、第２旋回関節１８と、足部２０を有している。脚４Ａは、３個の関節と、各関節を駆動する手段を有し、ＣＰＵ４１の制御により自在に屈曲可能な可動リンク機構となっている。
【００２４】
脚４Ａのうち、大腿部１５は、胴体３に、第１旋回関節１７と水平回転関節１４を介して可動状態で接合されている。また、脛部１６は、大腿部１５に、第２旋回関節を介して可動状態で接合されている。
【００２５】
水平回転関節１４は、ＤＣ（直流）モータ２１Ｃを有しており、このＤＣモータ２１Ｃは、胴体３に固定されている。ＤＣモータ２１Ｃは、直流で駆動される電動モータであり、制御応答性が良く、精密な回転制御が可能となっている。ＤＣモータ２１Ｃは、コンピュータ本体１０のＣＰＵ４１により駆動制御されるようになっている。
【００２６】
ＤＣモータ２１Ｃの回転駆動軸（図示せず）には、ハーモニックギア２２Ｃの入力軸（図示せず）が取り付けられている。ハーモニックギア２２Ｃは、図示はしていないが、中心部にあるウェーブジェネレータと、その外側に配置されるフレックススプラインと、さらにその外側に配置されるサーキュラスプラインと呼ばれる内歯歯車を有して構成される。ウェーブジェネレータは楕円形をしており、フレックススプラインはウェーブジェネレータの楕円形状により強制的に変形させられている。また、フレックススプラインは、中心角が１８０度だけ離れた２箇所でサーキュラスプラインとかみ合うようになっている。このハーモニックギア２２Ｃにより、ＤＣモータ２１Ｃの回転は、ある減速比で減速される。
【００２７】
ハーモニックギア２２Ｃで減速される軸（出力軸）には、関節カバー１４ａが取り付けられている。関節カバー１４ａは、略箱状に構成され、先端には板状の取付部が設けられている。この板状の取付部には、従動かさ歯車２６Ａの軸が固定されている。
【００２８】
ＤＣモータ２１Ｃの後部には、ＤＣモータ２１Ｃの回転駆動軸の回転角度を計測するエンコーダ２３Ｃが取り付けられている。エンコーダ２３Ｃとしては、例えば、光学式のロータリーエンコーダが用いられる。
【００２９】
したがって、ＣＰＵ４１からの指令によりＤＣモータ２１Ｃが回転すると、減速されて関節カバー１４ａが関節回転中心線２９Ｃを回転の中心として回転する。このとき、ＤＣモータ２１Ｃの回転角度をエンコーダ２３Ｃが計測し、ＣＰＵ４１に出力するようになっている。
【００３０】
大腿部１５は、中空筒状のケース１５ａの内部に、ＤＣモータ２１Ａとハーモニックギア２２Ａとエンコーダ２３Ａが内蔵されている。また、大腿部１５においては、ハーモニックギア２２Ａの側の端部が、第１旋回関節１７に可動状態で接続している。
【００３１】
大腿部１５の第１旋回関節１７の側の端部には、駆動軸２４Ａが突出し、駆動軸２４Ａには、駆動かさ歯車２５Ａが取り付けられている。また、大腿部１５のケース１５ａの第１旋回関節１７の側の端部には、板状の関節カバー１５ｂが設けられている。この大腿部１５のケース１５ａの第１旋回関節１７の側の端部の関節カバー１５ｂは、従動かさ歯車２６Ａには固定されていない。また、この板状の関節カバー１５ｂには、貫通孔（図示せず）が設けられており、従動かさ歯車２６Ａの軸が挿通されている。このため、関節カバー１５ｂは、従動かさ歯車２６Ａの中心線（関節回転中心線）２９Ａを回転の中心として回転することができるようになっている。
【００３２】
従動かさ歯車２６Ａには、従動かさ歯車２６Ａの中心線２９Ａに対して直角となる駆動軸２４Ａに取り付けられた駆動かさ歯車２５Ａがかみ合わされている。駆動軸２４Ａには、ハーモニックギア２２Ａで減速される出力軸が結合されている。ハーモニックギア２２Ａは、ハーモニックギア２２Ｃとまったく同様の構成と作用を有している。
【００３３】
また、ハーモニックギア２２Ａの入力軸には、ＤＣモータ２１Ａの回転駆動軸（図示せず）が取り付けられている。ＤＣモータ２１Ａは、大腿部１５のケース１５ａに固定されており、ＤＣモータ２１Ｃとまったく同様の構成と作用を有している。
【００３４】
ＤＣモータ２１Ａの後部には、ＤＣモータ２１Ａの回転駆動軸の回転角度を計測するエンコーダ２３Ａが取り付けられている。エンコーダ２３Ａは、エンコーダ２３Ｃとまったく同様の構成と作用を有している。
【００３５】
したがって、ＣＰＵ４１からの指令によりＤＣモータ２１Ａが回転すると、ハーモニックギア２２Ａで減速されて駆動軸２４Ａが回転し、この回転により、駆動かさ歯車２５Ａが回転する。これにより、大腿部１５全体が、関節回転中心線２９Ａのまわりを旋回するようになっている。また、このとき、ＤＣモータ２１Ａの回転角度をエンコーダ２３Ａが計測し、ＣＰＵ４１に出力するようになっている。
【００３６】
上記において、水平回転関節１４に設けられた関節カバー１４ａと、関節カバー１４ａに軸が固定された従動かさ歯車２６Ａと、大腿部１５のケース１５ａに内蔵され固定されたＤＣモータ２１Ａとハーモニックギア２２Ａと駆動軸２４Ａにより駆動される駆動かさ歯車２５Ａと、大腿部１５のケース１５ａの一端に取り付けられるとともに従動かさ歯車２６Ａの軸のまわりを回転可能な関節カバー１５ｂは、特許請求の範囲における第１旋回関節１７を構成している。また、ＤＣモータ２１Ａと、ハーモニックギア２２Ａと、駆動軸２４Ａと、駆動かさ歯車２５Ａは、特許請求の範囲における第１駆動手段を構成している。
【００３７】
また、大腿部１５のケース１５ａの第２旋回関節１８の側（第１旋回関節１７とは逆の側）の端部には、板状の関節カバー１５ｃが設けられている。この板状の関節カバー１５ｃには、従動かさ歯車２６Ｂの軸が固定されている。
【００３８】
脛部１６は、中空筒状のケース１６ａの内部に、ＤＣモータ２１Ｂとハーモニックギア２２Ｂとエンコーダ２３Ｂが内蔵されている。また、脛部１６においては、ハーモニックギア２２Ｂの側の端部が、第２旋回関節１８に可動状態で接続している。
【００３９】
脛部１６の第２旋回関節１８の側の端部には、駆動軸２４Ｂが突出し、駆動軸２４Ｂには、駆動かさ歯車２５Ｂが取り付けられている。また、脛部１６のケース１６ａの第２旋回関節１８の側の端部には、板状の関節カバー１６ｂが設けられている。この脛部１６のケース１６ａの第２旋回関節１８の側の端部の関節カバー１６ｂは、従動かさ歯車２６Ｂには固定されていない。また、この板状の関節カバー１６ｂには、貫通孔（図示せず）が設けられており、従動かさ歯車２６Ｂの軸が挿通されている。このため、関節カバー１６ｂは、従動かさ歯車２６Ｂの中心線（関節回転中心線）２９Ｂを回転の中心として回転することができるようになっている。
【００４０】
従動かさ歯車２６Ｂには、従動かさ歯車２６Ｂの中心線２９Ｂに対して直角となる駆動軸２４Ｂに取り付けられた駆動かさ歯車２５Ｂがかみ合わされている。駆動軸２４Ｂには、ハーモニックギア２２Ｂで減速される出力軸が結合されている。ハーモニックギア２２Ｂは、ハーモニックギア２２Ｃとまったく同様の構成と作用を有している。
【００４１】
また、ハーモニックギア２２Ｂの入力軸には、ＤＣモータ２１Ｂの回転駆動軸（図示せず）が取り付けられている。ＤＣモータ２１Ｂは、脛部１６のケース１６ａに固定されており、ＤＣモータ２１Ｃとまったく同様の構成と作用を有している。
【００４２】
ＤＣモータ２１Ｂの後部には、ＤＣモータ２１Ｂの回転駆動軸の回転角度を計測するエンコーダ２３Ｂが取り付けられている。エンコーダ２３Ｂは、エンコーダ２３Ｃとまったく同様の構成と作用を有している。
【００４３】
したがって、ＣＰＵ４１からの指令によりＤＣモータ２１Ｂが回転すると、ハーモニックギア２２Ｂで減速されて駆動軸２４Ｂが回転し、この回転により、駆動かさ歯車２５Ｂが回転する。これにより、脛部１６全体が、関節回転中心線２９Ｂのまわりを旋回するようになっている。また、このとき、ＤＣモータ２１Ｂの回転角度をエンコーダ２３Ｂが計測し、ＣＰＵ４１に出力するようになっている。
【００４４】
上記において、大腿部１５のケース１５ａに設けられた関節カバー１５ｃと、関節カバー１５ｃに軸が固定された従動かさ歯車２６Ｂと、脛部１６のケース１６ａに内蔵され固定されたＤＣモータ２１Ｂとハーモニックギア２２Ｂと駆動軸２４Ｂにより駆動される駆動かさ歯車２５Ｂと、脛部１６のケース１６ａの一端に取り付けられるとともに従動かさ歯車２６Ｂの軸のまわりを回転可能な関節カバー１６ｂは、特許請求の範囲における第２旋回関節１８を構成している。また、ＤＣモータ２１Ｂと、ハーモニックギア２２Ｂと、駆動軸２４Ｂと、駆動かさ歯車２５Ｂは、特許請求の範囲における第２駆動手段を構成している。
【００４５】
また、脛部１６のケース１６ａの第２旋回関節１８とは逆の側の端部には、棒状のロッド部１６ｄが設けられている。この棒状のロッド部１６ｄの他端は、球状に形成された球状部１６ｅとなっている。球状部１６ｅは、円盤状の接地ぶざい２７の上部に形成された球状の凹部２７ａに嵌合しており、球状部１６ｅと球状凹部２７ａは、球面関節１９を構成している。球面関節１９は、いわゆるユニバーサルジョイントと同様な機能を有しており、接地部材２７は、球面関節１９の中心点を中心として、３次元空間内で自在な方向を向くことができるようになっている。
【００４６】
上記したロッド部１６ｄと、球状部１６ｅと、接地部材２７は、足部２０を構成している。
【００４７】
また、接地部材２７の下面には、接地センサ２８が設けられている。接地センサ２８としては、公知の力計測センサ、例えば、ひずみゲージ、ロードセルなどが用いられる。接地センサ２８は、特許請求の範囲における接地検出手段に相当している。また、接地センサ２８の下面（地面に接触する面）は、特許請求の範囲における接地端に相当している。
【００４８】
また、各脚４Ａ〜４Ｆに設けられたエンコーダ２３Ａ、２３Ｂ、及び２３Ｃと、胴体３に設けられた傾斜センサ（図示せず）と、方位角センサ（図示せず）と、水圧センサ（図示せず）により、各脚４Ａ〜４Ｆの脛部１６の下端である接地端（接地センサ２８の下面）の位置座標（ｘ，ｚ）を検出することができ、これらは、特許請求の範囲における接地端位置検出手段を構成している。
【００４９】
なお、上記したカメラアーム１３ｂも、図示はしていないが、上記した脚４Ａなどと同様に、関節と、関節を駆動する手段を有してＣＰＵ４１の制御により自在に屈曲可能な可動リンク機構となっている。
【００５０】
次に、第１実施例における歩行制御方法の内容について、図４、図５、及び図６を参照しつつ説明する。
【００５１】
図４は、第１実施例の多脚ロボット１０１の移動体１の前進歩行時の各脚の状態を示した上面図である。図４において、多脚ロボットの進行方向は、図中で矢印で図示しているように、図の右から左に向かう方向である。図４において棒状の部材で示す脚４Ａ〜４Ｆのうち、黒色で図示したものは、接地端が地面に接地して胴体３にかかる自重等の荷重を支持している脚（以下、「支持脚」という。）を表し、白色で図示したものは、胴体３にかかる自重等の荷重を支持はしていない脚（以下、「非支持脚」という。）を表している。非支持脚には、接地端が地面に接地せず空中に存在する場合と、接地端が地面に接地していても胴体３にかかる自重等の荷重を支持はしていない場合が含まれる。
【００５２】
この第１実施例の場合は、図４における進行方向（図４の右から左に向かう方向。図５及び図６においても同様。）に対して最も前方となる脚４Ｄ（以下、「最前脚」という。）と、最前脚の後方に隣接する２つの脚４Ｃ及び４Ｅ（以下、「中前脚」という。）を除いた脚４Ｂ又は４Ｆ又は４Ａ（以下、「後方脚」という。）のいずれかの歩行を制御する場合を取り扱う。この後方脚の例として、図５及び図６では、進行方向に対して最も後方となる脚４Ａ（以下、「最後脚」という。）を制御の対象（以下、「被制御脚」という。）の脚とした例について説明する。また、最後脚の前方に隣接する２つの脚４Ｂ及び４Ｆは、以下、「中後脚」という。
【００５３】
図４において、図４（Ａ）では、中前脚４Ｃ及び４Ｅと、最後脚４Ａの３本の脚によって胴体３が支持されている状態（黒色）を示している。次に、図４（Ｂ）では、中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ａの３本の脚によって胴体３が支持された状態で、支持脚（黒色）の中前脚４Ｃ及び４Ｅと、支持脚（黒色）の最後脚４Ａの、それぞれの大腿部と脛部の各角度を変化させることにより、胴体３を、図４における右から左へ向かう水平方向へ移動させた後の状態を示している。
【００５４】
次に、図４（Ｃ）では、中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ａの３本の脚によって胴体３が支持された状態で、支持脚（黒色）である中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ａは動かさず、非支持脚（白色）の最前脚４Ｄと、非支持脚（白色）の中後脚４Ｂ及び４Ｆの大腿部と脛部の各角度を変化させることにより、非支持状態で、最前脚４Ｄと中後脚４Ｂ及び４Ｆの足先（接地端）の位置を前方（図４の左方）へ移動させた後の状態を示している。
【００５５】
また、次の図４（Ｄ）では、図４（Ｃ）における足先（接地端）の位置は動かさず、非支持脚（白色）であった最前脚４Ｄと中後脚４Ｂ及び４Ｆの大腿部と脛部の各角度を変化させることにより、これらの脚にも胴体３の荷重を支持させ、脚４Ａ〜４Ｆの６本の脚のすべてで胴体３の荷重を支持している状態を示している。次に、図４（Ｅ）では、図４（Ｄ）における足先（接地端）の位置は動かさず、支持脚（黒色）であった中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ｄの大腿部と脛部の各角度を変化させることにより、これらの脚の足先（接地端）を地面から浮かせた非支持状態とさせたことを示している。上記した図４（Ｃ）の状態から図４（Ｄ）の状態を経て図４（Ｅ）の状態に至る過程では、支持脚が、中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ａから、最前脚４Ｄと中後脚４Ｂ及び４Ｆに転換されている。これを、以下、「脚の踏み換え」という。
【００５６】
次に、図４（Ｆ）では、最前脚４Ｄと中後脚４Ｂ及び４Ｆの３本の脚によって胴体３が支持された状態で、支持脚（黒色）の最前脚４Ｄと中後脚４Ｂ及び４Ｆの、それぞれの大腿部と脛部の各角度を変化させることにより、胴体３を、図４における右から左へ向かう水平方向へ移動させた後の状態を示している。
【００５７】
次に、図４（Ｇ）では、最前脚４Ｄと中後脚４Ｂ及び４Ｆの３本の脚によって胴体３が支持された状態で、支持脚（黒色）である最前脚４Ｄと中後脚４Ｂ及び４Ｆは動かさず、非支持脚（白色）の中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ａの大腿部と脛部の各角度を変化させることにより、非支持状態で、中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ａの足先（接地端）の位置を前方（図４の左方）へ移動させた後の状態を示している。
【００５８】
また、次の図４（Ｈ）では、図４（Ｇ）における足先（接地端）の位置は動かさず、非支持脚（白色）であった中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ａの大腿部と脛部の各角度を変化させることにより、これらの脚にも胴体３の荷重を支持させ、脚４Ａ〜４Ｆの６本の脚のすべてで胴体３の荷重を支持している状態を示している。そして、次に、図４（Ａ）に戻り、図４（Ｈ）における足先（接地端）の位置は動かさず、支持脚（黒色）であった最前脚４Ｄと中後脚４Ｂ及び４Ｆの大腿部と脛部の各角度を変化させることにより、これらの脚の足先（接地端）を地面から浮かせた非支持状態とさせたことを示している。上記した図４（Ｇ）の状態から図４（Ｈ）の状態を経て図４（Ａ）の状態に至る過程では、支持脚が、最前脚４Ｄと中後脚４Ｂ及び４Ｆから、中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ａに転換されている。これも、以下、「脚の踏み換え」という。
【００５９】
すなわち、図４に示す第１実施例の多脚ロボット１０１の移動体１の歩行時においては、以下のように制御される。すなわち、６本の脚４Ａ〜４Ｆのうち、少なくとも３本の脚（支持脚）で胴体３が常に支持されており、まず、３個の支持脚の角度を変化させることにより胴体３の空間的位置を前方に水平移動させるようにし、その後、胴体３を支持していない残りの３個の脚（非支持脚）の足先を前方に踏み出させ、非支持脚の足先が前方に接地した後に、それまで支持状態であった脚を非支持状態にするとともに非支持状態であった脚を支持状態にするようにして「脚の踏み換え」を行う、というような制御を繰り返すことにより歩行が行われるようになっている。
【００６０】
次に、第１実施例の多脚ロボットにおける最後脚の歩行について、図４及び図５を参照しつつ説明する。図５は、第１実施例の多脚ロボット１０１における移動体１の最後脚４Ａの歩行の基本手順を示す側面図である。
【００６１】
まず、接地センサ２８が計測して出力してきた圧力値が接地判別値以上となった場合には、コンピュータ本体１０のＣＰＵ４１は、「接地端（接地センサ２８の下面）が地面Ｓ１に接地している。」と判別する。この位置Ｐ１を以下、第１初期位置という。この第１初期位置Ｐ１は、特許請求の範囲における第１後方脚位置に相当している。このとき、ＣＰＵ４１は、接地端Ｅ１の位置する第１初期位置Ｐ１の座標を、（ｘa，ｚa）であると判別し、ＲＡＭ４２等に記録する。この座標（ｘa，ｚa）は、特許請求の範囲における第１後方脚位置座標に相当している。ここに、横軸ｘの方向は、例えば、図５の左から右へ向かう水平方向であり、縦軸ｚの方向は、例えば、図５の下から上へ向かう鉛直方向である。上記の第１初期位置Ｐ１に接地している状態では、胴体３は、図４（Ｄ）に示すように、最後脚４Ａ以外の少なくとも３個の脚によって支持されており、最後脚４Ａの接地端（接地センサ２８）を地面Ｓ１から容易に離すことができる。
【００６２】
次に、ＣＰＵ４１は、最後脚４Ａの水平回転関節１４のＤＣモータ２１Ｃは駆動させず、この状態で、最後脚４Ａの第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節作動指令信号を出力する。これにより、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ａは所定の回転方向に所定の回転速度で回転を開始し、それに伴い大腿部１５は所定の旋回方向に旋回を開始する。また、これと同時に、ＣＰＵ４１は、最後脚４Ａの第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節作動指令信号を出力する。これにより、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ｂは所定の回転方向に所定の回転速度で回転を開始し、それに伴い脛部１６は所定の旋回方向に旋回を開始する。このような制御により、図５において、丸付き数字の１の符号で示すように、接地端Ｅ１は、鉛直上方に向かって上昇する軌跡を描くように動く。これにより、最後脚４Ａは、移動体１の荷重を支持しなくなり、図４（Ｅ）に示す状態となる。
【００６３】
この後、最後脚４Ａのエンコーダ２３Ａが測定した駆動軸２４Ａの角度値はＣＰＵ４１に出力され、最後脚４Ａのエンコーダ２３Ｂが測定した駆動軸２４Ｂの角度値もＣＰＵ４１に出力される。ＣＰＵ４１は、これらの値を監視し、駆動軸２４Ａの角度値が所定値に達し、かつ駆動軸２４Ｂの角度値が所定値に達したことを判別した時点で、最後脚４Ａの第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節停止指令信号を出力するとともに、最後脚４Ａの第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節停止指令信号を出力する。このような制御により、接地端Ｅ１は、図５における位置Ｐ２（以下、「第１上昇後位置」という。）に到達し、停止する。第１上昇後位置Ｐ２は、特許請求の範囲における第２後方脚位置に相当している。実際には、図５に示すように、第１上昇後位置Ｐ２付近での接地端Ｅ１の動きは曲線状になっているが、以下、第１上昇後位置Ｐ２付近では、直角に曲がることとして説明する。
【００６４】
このとき、ＣＰＵ４１は、接地端Ｅ１の位置する第１上昇後位置Ｐ２の座標を、（ｘb，ｚb）であると判別し、ＲＡＭ４２等に記録する。この場合、第１上昇後位置Ｐ２は、第１初期位置Ｐ１から鉛直上方に上昇した位置であるから、第１上昇後位置Ｐ２の水平座標ｘbは、第１初期位置Ｐ１の水平座標ｘaと等しい。この場合、第１上昇後位置Ｐ２と第１初期位置Ｐ１の鉛直座標の差（ｚb−ｚa）の値は、第１初期位置Ｐ１を基準とした場合の第１上昇後位置Ｐ２の鉛直方向高さを表している。
【００６５】
次に、ＣＰＵ４１は、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節作動指令信号を出力する。これにより、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ａは、上記の上昇移動の場合とは異なる他の回転方向に他の回転速度で回転を開始し、それに伴い大腿部１５は、上記とは異なる旋回方向に旋回を開始する。また、これと同時に、ＣＰＵ４１は、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節作動指令信号を出力する。これにより、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ｂは、上記の上昇移動の場合とは異なる他の回転方向に他の回転速度で回転を開始し、それに伴い脛部１６は、上記とは異なる旋回方向に旋回を開始する。このような制御により、図５において、丸付き数字の２の符号で示すように、接地端Ｅ１は、図５において右から左へ向かう水平方向へ横移動する軌跡を描くように動く。
【００６６】
この後、エンコーダ２３Ａが測定した駆動軸２４Ａの角度値はＣＰＵ４１に出力され、エンコーダ２３Ｂが測定した駆動軸２４Ｂの角度値もＣＰＵ４１に出力される。ＣＰＵ４１は、これらの値を監視し、駆動軸２４Ａの角度値が他の所定値に達し、かつ駆動軸２４Ｂの角度値が他の所定値に達したことを判別した時点で、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節停止指令信号を出力するとともに、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節停止指令信号を出力する。このような制御により、接地端Ｅ１は、図５における位置Ｐ３（以下、「第１横移動後位置」という。）に到達し、停止する。実際には、図５に示すように、第１横移動後位置Ｐ３付近での接地端Ｅ１の動きは曲線状になっているが、以下、第１横移動後位置Ｐ３付近では、直角に曲がることとして説明する。
【００６７】
このとき、ＣＰＵ４１は、接地端Ｅ１の位置する第１横移動後位置Ｐ３の座標を、（ｘc，ｚc）であると判別し、ＲＡＭ４２等に記録する。この場合、第１横移動後位置Ｐ３は、第１上昇後位置Ｐ２から水平方向（図５の右から左へ向かう方向）に横移動した位置であるから、第１横移動後位置Ｐ３の鉛直座標ｚcは、第１上昇後位置Ｐ２の鉛直座標ｚbと等しい。この場合、第１横移動後位置Ｐ３と第１上昇後位置Ｐ２の水平座標の差（ｘc−ｘb）の絶対値は、第１初期位置Ｐ１を基準とした場合の第１横移動後位置Ｐ３の水平距離（歩幅Ｂ1）を表している。
【００６８】
次に、ＣＰＵ４１は、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節作動指令信号を出力する。これにより、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ａはさらに他の所定の回転方向にさらに他の所定の回転速度で回転を開始し、それに伴い大腿部１５はさらに他の所定の旋回方向に旋回を開始する。また、これと同時に、ＣＰＵ４１は、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節作動指令信号を出力する。これにより、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ｂはさらに他の所定の回転方向にさらに他の所定の回転速度で回転を開始し、それに伴い脛部１６はさらに他の所定の旋回方向に旋回を開始する。このような制御により、図５において、丸付き数字の３の符号で示すように、接地端Ｅ１は、鉛直下方に向かって下降する軌跡を描くように動く。
【００６９】
この後、ＣＰＵ４１は、接地センサ２８が測定した圧力値を監視し、圧力値が接地判別値以上となった場合には、ＣＰＵ４１は、「接地端（接地センサ２８の下面）が地面Ｓ１に接地した。」と判別する。この場合の接地判別値は、第１初期位置Ｐ１における接地判別値よりも小さい値でよく、地面Ｓ１に軽く接触すれば、「接地した」と判別してよい。この接地判別の時点で、ＣＰＵ４１は、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節停止指令信号を出力するとともに、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節停止指令信号を出力する。このような制御により、接地端Ｅ１は、図５における位置Ｐ４（以下、「第１下降後位置」という。）に到達し、停止する。
【００７０】
このとき、ＣＰＵ４１は、接地端Ｅ１の位置する第１下降後位置Ｐ４の座標を、（ｘd，ｚd）であると判別し、ＲＡＭ４２等に記録する。この場合、第１下降後位置Ｐ４は、第１横移動後位置Ｐ３から鉛直下方に下降した位置であるから、第１下降後位置Ｐ４の水平座標ｘdは、第１横移動後位置Ｐ３の水平座標ｘcと等しい。この場合、第１横移動後位置Ｐ３と第１下降後位置Ｐ４の鉛直座標の差（ｚd−ｚc）の絶対値は、第１横移動後位置Ｐ３を基準とした場合の第１下降後位置Ｐ４の鉛直方向高さを表している。
【００７１】
その後、ＣＰＵ４１は、他の脚、例えば、図４（Ｅ）に示す最前脚４Ｄと、中後脚４Ｂ及び４Ｆをそれぞれ個別に、かつ、同時に制御し、上記と同様に、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａを、回転角度をエンコーダ２３Ａで監視しつつ作動させ、かつ、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂを、回転角度をエンコーダ２３Ｂで監視しつつ作動させる。これにより、胴体３は、図４における右から左へ向かう水平方向（図５における右から左へ向かう水平方向Ｄ１）へ移動し、図４（Ｆ）に示す状態となる。
【００７２】
上記したようなＣＰＵ４１の制御と、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａ及び第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂ等の駆動により、歩行の各段階（以下、「歩行ステップ」という。）を経て、最後脚４Ａは、１歩の歩行を行う。図４に示す他の脚、最前脚４Ｄ、中前脚４Ｃ及び４Ｅ、中後脚４Ｂ及び４Ｆについても同様に、ＣＰＵ４１の制御と、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａ及び第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂ等の駆動により、歩行の各段階（以下、「歩行ステップ」という。）を経て、各脚は、１歩の歩行を行う。また、図５において、第１初期位置Ｐ１と第１下降後位置Ｐ４の間の水平距離Ｂ1は、最後脚４Ａの１歩の歩幅となっている。
【００７３】
次に、本発明の第１実施例の多脚ロボット１０１の特徴的な制御方法である最後脚４Ａの歩行制御方法について、図６を参照しながら、詳細に説明する。図６における符号１は、第１実施例の多脚ロボット１０１の移動体１の側面図を示している。
【００７４】
図６に示すように、被制御脚（制御の対象となる脚）である最後脚４Ａを折り畳んだ状態（以下、「縮脚状態」という。）で、脛部１６を旋回した場合に、接地端が描く軌跡Ｔ１を、以下「第１可動限界」という。縮脚状態では、被制御脚４Ａの脛部１６は、大腿部１５に対して、限界（ある径や長さを有する関節リンク機構としての限界）まで近づけられている。図６では、最後脚４Ａが縮脚状態の場合を図示している。また、図６では、最後脚４Ａ以外の他の脚である脚４Ｄも縮脚状態で図示されているが、最後脚４Ａ以外の他の脚は、偶然に縮脚状態となる可能性はあるが、最後脚４Ａが縮脚状態のときに常に同時に縮脚状態である必要はない。
【００７５】
また、被制御脚４Ａを略直線状に伸展した状態（以下、「伸脚状態」という。）で、被制御脚４Ａ全体を旋回した場合の接地端の軌跡Ｔ２を、以下、「第２可動限界」という。伸脚状態では、被制御脚４Ａの脛部１６は、大腿部１５に対して、一直線状となっている。したがって、脛部１６の長手方向中心線は、大腿部１５の長手方向中心線の延長上の直線となっており、脛部１６の長手方向中心線と、大腿部１５の長手方向中心線とがなす角度は、零度又は１８０度となっている。
【００７６】
上記した第１可動限界Ｔ１と第２可動限界Ｔ２によって挟まれる領域Ｚを、以下、「接地端可動範囲」という。図６において、第１可動限界Ｔ１は、縮脚状態で、第２旋回関節１８を回転の中心とし、脛部１６を半径として図５の紙面上で回転させた場合に接地端が描く円弧線（円の一部）である。また、第２可動限界Ｔ２は、伸脚状態で、第１旋回関節１７を回転の中心とし、大腿部１５と脛部１６が一直線状となるようにして構成した線分を図５の紙面上で半径として回転させた場合に接地端が描く円弧線（円の一部）である。したがって、接地端可動範囲Ｚは、円弧線Ｔ１と円弧線Ｔ２によって囲まれる平面領域となる。
【００７７】
しかし、実際には、水平回転関節１４をも同時に回転させることを許容すると、第１可動限界Ｔ１は、縮脚状態で、第２旋回関節１８を回転の中心とし、脛部１６を半径として３次元空間中で回転させた場合に接地端が描く球面の一部となる。また、第２可動限界Ｔ２は、伸脚状態で、第１旋回関節１７を回転の中心とし、大腿部１５と脛部１６が一直線状となるようにして構成した線分を半径として３次元空間中で回転させた場合に接地端が描く球面の一部となる。したがって、この場合には、接地端可動範囲Ｚは、球面の一部Ｔ１と球面の一部Ｔ２によって囲まれる３次元空間領域となる。
【００７８】
次に、本発明の第１実施例の多脚ロボット１０１の被制御脚である最後脚４Ａの歩行制御方法について、図６を参照しながら、詳細に説明する。
【００７９】
第１実施例では、図５で説明した最後脚４Ａの基本的な制御のうち、歩幅をどのように設定するか、に特徴がある。第１実施例では、接地端可動範囲Ｚの中で、進行方向へ踏み出す歩幅が最大となるように制御を行う。
【００８０】
以下、図６において符号０で示される位置が、第１初期位置Ｐ１に相当し、最後脚４Ａの歩行前の時点での接地端Ｅ１（接地センサ２８の下面）が存在する位置（特許請求の範囲における第１後方脚位置）である例について説明を行う。この場合、位置Ｏの座標は、（ｘ1，ｚ1）となっており、この座標は、特許請求の範囲における第１後方脚位置座標に相当している。
【００８１】
第１実施例では、第１上昇後位置Ｐ２として、図６におけるＧの位置まで接地端を上昇させる。Ｇの位置では、その鉛直座標が、位置Ａでの鉛直座標と等しくなっている。位置Ａは、縮脚状態で、脛部１６の長手方向（以下、「脛軸方向」という。）が鉛直上下方向となるときの接地端の位置であり、その座標は（ｘ3，ｚ3）となっている。この位置Ａは、特許請求の範囲における第３後方脚位置に相当し、その座標（ｘ3，ｚ3）は、第３後方脚位置座標に相当している。また、ｚ3は、第３後方脚鉛直座標に相当している。また、第１上昇後位置Ｐ２は、特許請求の範囲における第２後方脚位置に相当し、その座標は、（ｘ1，ｚ3）となり、特許請求の範囲における第２後方脚位置座標に相当している。
【００８２】
その後、接地端を、位置Ｇから水平方向（図の右から左へ向かう方向）に横移動させて第１横移動後位置Ｐ３に到達させる。この第１横移動後位置Ｐ３は、図６における位置Ａである。このときの歩幅の値はＢ2となっている。さらにその後、接地端を、第３後方脚位置Ｐ３（位置Ａ）から鉛直下方へ下降させる。そして、下降中のいずれかの時点で、地面に接触し、その位置で接地端Ｅ２を停止させることとなる。
【００８３】
第１実施例では、図６における接地端可動範囲Ｚの中の線分ＦＧの上に第１初期位置Ｐ１がある場合には、位置Ｇを第１上昇後位置として直上に上昇させ、その後、位置Ａまで水平横移動させた後に直下に下降させる。また、図６における接地端可動範囲Ｚの中の線分ＩＪの上に第１初期位置Ｐ１がある場合には、位置Ｊを第１上昇後位置として直上に上昇させ、その後、位置Ａまで水平横移動させた後に直下に下降させる。また、図６における接地端可動範囲Ｚの中の線分ＣＤの上に第１初期位置Ｐ１がある場合には、位置Ｄを第１上昇後位置として直上に上昇させ、その後、位置Ａまで水平横移動させた後に直下に下降させる。
【００８４】
従来のこの種の多脚ロボットの歩行制御においては、接地端可動範囲Ｚという概念はまったく無く、歩行前にあらかじめ設定又は選択（又はＲＯＭ４２に記憶）された歩幅値で１歩行を行うように制御していた。しかし、本発明の第１実施例では、上記したように、被制御脚４Ａがとりうる接地端可動範囲Ｚの中で、進行方向へ踏み出す歩幅の値を、例えば図６の位置Ｏから出発した場合に歩幅値をＢ2とすることができる例からもわかるように、その位置における最大の歩幅値を得ることができる。したがって、多脚ロボット１０１の歩行速度を高速化することができる、という利点を有している。
【００８５】
上記した第１実施例の多脚ロボット１０１の制御の内容を表現した制御プログラム（図示せず）は、コンピュータ本体１０内のＲＯＭ４２に格納されており、この制御プログラムに基づいて、ＣＰＵ４１が制御を実行する。第１実施例においては、ＣＰＵ４１は、特許請求の範囲における制御手段に相当している。
【実施例２】
【００８６】
次に、本発明の第２実施例について、図面を参照しながら説明する。第２実施例の多脚ロボット１０２が、第１実施例の多脚ロボット１０１と異なる点は、ＣＰＵ４１が行う脚の制御の内容（制御プログラム：図示せず）が第１実施例の場合と異なることである。第２実施例の制御プログラム（図示せず）は、コンピュータ本体１０内のＲＯＭ４２に格納されており、この制御プログラムに基づいて、ＣＰＵ４１が制御を実行する。第２実施例においても、ＣＰＵ４１は、特許請求の範囲における制御手段に相当している。第２実施例の多脚ロボット１０２においては、制御プログラム以外の構成及び作用は、第１実施例の多脚ロボット１０１と全く同様であるので、その説明は省略する。図７は、第２実施例の多脚ロボットにおける移動体１の最前脚４Ｄの歩行の基本手順を示す側面図である。
【００８７】
まず、図７において、接地センサ２８が計測して出力してきた圧力値が接地判別値以上となった場合には、コンピュータ本体１０のＣＰＵ４１は、「接地端（接地センサ２８の下面）が地面Ｓ２に接地している。」と判別する。この位置Ｑ１を以下、第２初期位置という。この第２初期位置Ｑ１は、特許請求の範囲における第１前方脚位置に相当している。このとき、ＣＰＵ４１は、接地端Ｅ２の位置する第２初期位置Ｑ１の座標を、（ｘe，ｚe）であると判別し、ＲＡＭ４２等に記録する。この座標（ｘe，ｚe）は、特許請求の範囲における第１前方脚位置座標に相当している。ここに、横軸ｘの方向は、例えば、図７の左から右へ向かう水平方向であり、縦軸ｚの方向は、例えば、図７の下から上へ向かう鉛直方向である。上記の第２初期位置Ｑ１に接地している状態では、胴体３は、図４（Ｈ）に示すように、最前脚４Ｄ以外の少なくとも３個の脚によって支持されており、最前脚４Ｄの接地端（接地センサ２８）を地面Ｓ２から容易に離すことができる。
【００８８】
次に、ＣＰＵ４１は、最前脚４Ｄの水平回転関節１４のＤＣモータ２１Ｃは駆動させず、この状態で、最前脚４Ｄの第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節作動指令信号を出力する。これにより、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ａは所定の回転方向に所定の回転速度で回転を開始し、それに伴い大腿部１５は所定の旋回方向に旋回を開始する。また、これと同時に、ＣＰＵ４１は、最前脚４Ｄの第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節作動指令信号を出力する。これにより、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ｂは所定の回転方向に所定の回転速度で回転を開始し、それに伴い脛部１６は所定の旋回方向に旋回を開始する。このような制御により、図７において、丸付き数字の１の符号で示すように、接地端Ｅ２は、鉛直上方に向かって上昇する軌跡を描くように動く。これにより、最前脚４Ｄは、移動体１の荷重を支持しなくなり、図４（Ａ）に示す状態となる。
【００８９】
この後、最前脚４Ｄのエンコーダ２３Ａが測定した駆動軸２４Ａの角度値はＣＰＵ４１に出力され、最前脚４Ｄのエンコーダ２３Ｂが測定した駆動軸２４Ｂの角度値もＣＰＵ４１に出力される。ＣＰＵ４１は、これらの値を監視し、駆動軸２４Ａの角度値が所定値に達し、かつ駆動軸２４Ｂの角度値が所定値に達したことを判別した時点で、最前脚４Ｄの第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節停止指令信号を出力するとともに、最前脚４Ｄの第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節停止指令信号を出力する。このような制御により、接地端Ｅ２は、図７における位置Ｑ２（以下、「第２上昇後位置」という。）に到達し、停止する。第２上昇後位置Ｑ２は、特許請求の範囲における第２前方脚位置に相当している。実際には、図７に示すように、第２上昇後位置Ｑ２付近での接地端Ｅ２の動きは曲線状になっているが、以下、第２上昇後位置Ｑ２付近では、直角に曲がることとして説明する。
【００９０】
このとき、ＣＰＵ４１は、接地端Ｅ２の位置する第２上昇後位置Ｑ２の座標を、（ｘf，ｚf）であると判別し、ＲＡＭ４２等に記録する。この場合、第２上昇後位置Ｑ２は、第２初期位置Ｑ１から鉛直上方に上昇した位置であるから、第２上昇後位置Ｑ２の水平座標ｘfは、第２初期位置Ｑ１の水平座標ｘeと等しい。この場合、第２上昇後位置Ｑ２と第２初期位置Ｑ１の鉛直座標の差（ｚf−ｚe）の値は、第２初期位置Ｑ１を基準とした場合の第２上昇後位置Ｑ２の鉛直方向高さを表している。
【００９１】
次に、ＣＰＵ４１は、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節作動指令信号を出力する。これにより、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ａは、上記の上昇移動の場合とは異なる他の回転方向に他の回転速度で回転を開始し、それに伴い大腿部１５は、上記とは異なる旋回方向に旋回を開始する。また、これと同時に、ＣＰＵ４１は、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節作動指令信号を出力する。これにより、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ｂは、上記の上昇移動の場合とは異なる他の回転方向に他の回転速度で回転を開始し、それに伴い脛部１６は、上記とは異なる旋回方向に旋回を開始する。このような制御により、図７において、丸付き数字の２の符号で示すように、接地端Ｅ２は、図７において右から左へ向かう水平方向へ横移動する軌跡を描くように動く。
【００９２】
この後、エンコーダ２３Ａが測定した駆動軸２４Ａの角度値はＣＰＵ４１に出力され、エンコーダ２３Ｂが測定した駆動軸２４Ｂの角度値もＣＰＵ４１に出力される。ＣＰＵ４１は、これらの値を監視し、駆動軸２４Ａの角度値が他の所定値に達し、かつ駆動軸２４Ｂの角度値が他の所定値に達したことを判別した時点で、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節停止指令信号を出力するとともに、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節停止指令信号を出力する。このような制御により、接地端Ｅ２は、図７における位置Ｑ３（以下、「第２横移動後位置」という。）に到達し、停止する。実際には、図７に示すように、第２横移動後位置Ｑ３付近での接地端Ｅ２の動きは曲線状になっているが、以下、第２横移動後位置Ｑ３付近では、直角に曲がることとして説明する。
【００９３】
このとき、ＣＰＵ４１は、接地端Ｅ２の位置する第２横移動後位置Ｑ３の座標を、（ｘg，ｚg）であると判別し、ＲＡＭ４２等に記録する。この場合、第２横移動後位置Ｑ３は、第２上昇後位置Ｑ２から水平方向（図７の右から左へ向かう方向）に横移動した位置であるから、第２横移動後位置Ｑ３の鉛直座標ｚgは、第２上昇後位置Ｑ２の鉛直座標ｚfと等しい。この場合、第２横移動後位置Ｑ３と第２上昇後位置Ｑ２の水平座標の差（ｘg−ｘf）の絶対値は、第２初期位置Ｑ１を基準とした場合の第２横移動後位置Ｑ３の水平距離（歩幅Ｂ3）を表している。
【００９４】
次に、ＣＰＵ４１は、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節作動指令信号を出力する。これにより、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ａはさらに他の所定の回転方向にさらに他の所定の回転速度で回転を開始し、それに伴い大腿部１５はさらに他の所定の旋回方向に旋回を開始する。また、これと同時に、ＣＰＵ４１は、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節作動指令信号を出力する。これにより、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂは、回転駆動を開始し、駆動軸２４Ｂはさらに他の所定の回転方向にさらに他の所定の回転速度で回転を開始し、それに伴い脛部１６はさらに他の所定の旋回方向に旋回を開始する。このような制御により、図７において、丸付き数字の３の符号で示すように、接地端Ｅ２は、鉛直下方に向かって下降する軌跡を描くように動く。
【００９５】
この後、ＣＰＵ４１は、接地センサ２８が測定した圧力値を監視し、圧力値が接地判別値以上となった場合には、ＣＰＵ４１は、「接地端（接地センサ２８の下面）が地面Ｓ２に接地した。」と判別する。この場合の接地判別値は、第２初期位置Ｑ１における接地判別値よりも小さい値でよく、地面Ｓ２に軽く接触すれば、「接地した」と判別してよい。この接地判別の時点で、ＣＰＵ４１は、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａに第１関節停止指令信号を出力するとともに、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂに第２関節停止指令信号を出力する。このような制御により、接地端Ｅ２は、図７における位置Ｑ４（以下、「第２下降後位置」という。）に到達し、停止する。
【００９６】
このとき、ＣＰＵ４１は、接地端Ｅ２の位置する第２下降後位置Ｑ４の座標を、（ｘh，ｚh）であると判別し、ＲＡＭ４２等に記録する。この場合、第２下降後位置Ｑ４は、第２横移動後位置Ｑ３から鉛直下方に下降した位置であるから、第２下降後位置Ｑ４の水平座標ｘhは、第２横移動後位置Ｑ３の水平座標ｘgと等しい。この場合、第２横移動後位置Ｑ３と第２下降後位置Ｑ４の鉛直座標の差（ｚh−ｚg）の絶対値は、第２横移動後位置Ｑ３を基準とした場合の第２下降後位置Ｑ４の鉛直方向高さを表している。
【００９７】
その後、ＣＰＵ４１は、他の脚、例えば、図４（Ａ）に示す中前脚４Ｃ及び４Ｅと最後脚４Ａをそれぞれ個別に、かつ、同時に制御し、上記と同様に、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａを、回転角度をエンコーダ２３Ａで監視しつつ作動させ、かつ、第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂを、回転角度をエンコーダ２３Ｂで監視しつつ作動させる。これにより、胴体３は、図４における右から左へ向かう水平方向（図７における右から左へ向かう水平方向Ｄ１）へ移動し、図４（Ｂ）に示す状態となる。
【００９８】
上記したようなＣＰＵ４１の制御と、第１旋回関節１７のＤＣモータ２１Ａ及び第２旋回関節１８のＤＣモータ２１Ｂ等の駆動により、歩行の各段階（以下、「歩行ステップ」という。）を経て、最前脚４Ｄは、１歩の歩行を行う。また、図７において、第２初期位置Ｑ１と第２下降後位置Ｑ４の間の水平距離Ｂ3は、最前脚４Ｄの１歩の歩幅となっている。
【００９９】
次に、本発明の第２実施例の多脚ロボット１０２の被制御脚である最前脚４Ｄの歩行制御方法について、図８を参照しながら、詳細に説明する。図８は、本発明の第２実施例の多脚ロボットにおける移動体の最前脚の歩行制御を説明する側面図である。
【０１００】
第２実施例では、図７で説明した最前脚４Ｄの基本的な制御のうち、接地端Ｅ２を上昇させる高さをどのように設定するか、に特徴がある。第２実施例では、進行方向へ接地端Ｅ２を踏み出す場合に上昇させる高さを、その時点の凹凸に応じて、低すぎずかつ高すぎないような最も適切な値となるように制御を行う。
【０１０１】
以下、図８において符号Ｍで示される位置が、第２初期位置Ｑ１に相当し、最前脚４Ｄの歩行前の時点での接地端Ｅ２（接地センサ２８の下面）が存在する位置（特許請求の範囲における第１前方脚位置）である例について説明を行う。この場合、位置Ｍの座標は、（ｘ5，ｚ5）となっており、この座標は、特許請求の範囲における第１前方脚位置座標に相当し、ｚ5は、第１前方脚鉛直座標に相当している。
【０１０２】
第２実施例では、第２上昇後位置Ｑ２として、図８におけるＮの位置まで接地端を鉛直上方へ上昇させる。Ｎの位置は、特許請求の範囲における第２前方脚位置に相当し、その位置座標は、（ｘ6，ｚ6）となっており、その鉛直座標ｚ6は、下式（１）
ｚ6＝ｚ5＋ΔＨ＋α      ……（１）
の値に設定される。
【０１０３】
上式（１）において、ΔＨは、以下のようにして求める。まず、歩行前の時点（接地端Ｅ２が位置Ｍにあるとき）で、胴体３と、脚の接地端Ｅ２の鉛直座標との差である接地端高さを、６個の脚４Ａ〜４Ｆのそれぞれについて算出する。次に、これら６個の接地端高さのうち、絶対値が最小となるものを選択し、これを最小接地端高さＨminとする。また、同時に、これら６個の接地端高さのうち、絶対値が最大となるものを選択し、これを最大接地端高さＨmaxとする。次に、最大接地端高さＨmaxと最小接地端高さＨminの差（Ｈmax−Ｈmin）を求め、この値をΔＨとする。このΔＨを、以下、「地面最大凹凸値」という。
【０１０４】
また、上式（１）において、αは、余裕値である。このαの値は、あらかじめＲＯＭ４２内に格納してある値を用いてもよいし、ＣＰＵ４１が適宜の方法で算出してもよい。例えば、ΔＨに所定の比率を乗じて算出してもよい。この比率としては、例えば、ΔＨに対し５〜３０％などの値が挙げられる。あるいは、接地部材２７の部材高さの値を用いてもよい。あるいは、その時点までに歩行した地面の凹凸値の過去データを記録しておき、そのデータ履歴に基づき、過去の最大の凹凸でも乗り越えられるように、余裕値αの値を設定するようにしてもよい。
【０１０５】
位置Ｎは、位置Ｍの直上位置であるから、位置Ｎの水平座標ｘ6は、位置Ｍの水平座標ｘ5と等しい。したがって、位置Ｎの位置座標は、（ｘ5，ｚ5＋ΔＨ＋α）となる。
【０１０６】
その後、接地端Ｅ２を、位置Ｎから水平方向（図８の右から左へ向かう方向）に横移動させるが、図８には図示していない。その後は、図７に図示した歩行ステップと同様である。すなわち、位置Ｎから水平横移動させて第２横移動後位置Ｑ３（特許請求の範囲における第３前方脚位置）に相当する位置へ到達させる。このときの歩幅の値は、図７に示すように、Ｂ3となっている。したがって、第２横移動後位置Ｑ３（特許請求の範囲における第３前方脚位置）に相当する位置の位置座標は、（ｘ5＋Ｂ3，ｚ5＋ΔＨ＋α）となる。そして、その後、接地端Ｅ２を、第２横移動後位置Ｑ３（特許請求の範囲における第３前方脚位置）に相当する位置から、鉛直下方へ下降させる。そして、下降中のいずれかの時点で、地面に接触し、その位置で接地端Ｅ２を停止させることとなる。
【０１０７】
第２実施例では、上記のように制御を行うことにより、被制御脚４Ｄが進行方向へ踏み出す場合の足の上昇値を、その時点の地面の凹凸に応じた最も適切な値とすることができる。したがって、地面の凹凸の変化に追随して対応することができ、多脚ロボット１０２の歩行速度を高速化することができる、という利点を有している。
【０１０８】
なお、本発明は、上記した各実施例に限定されるものではない。上記した各実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１０９】
例えば、本発明に係る多脚ロボットは、脚の個数が６個の場合だけでなく、脚の個数が６個以上の場合、例えば、脚の個数が８個の場合、脚の個数が１０個の場合、脚の個数が１２個以上の偶数の場合などにも応用が可能である。また、脚の個数は、７個以上で、奇数であってもよい。また、脚の個数が６個より少ない場合であっても、少なくとも３本の脚が常に支持状態となるように制御されれば、それ以外の脚を非支持状態とし、上記の第１実施例又は第２実施例のように制御することが可能である。したがって、本発明に係る多脚ロボットは、脚の個数が４個の場合、脚の個数が５個の場合にも適用が可能である。
【０１１０】
また、上記した第１実施例においては、最後脚４Ａが非支持状態にある場合にこれを被制御脚として制御する例について説明したが、本発明の制御方法を用いれば、他の後方脚、例えば、中後脚４Ｂが非支持状態にある場合にこれを被制御脚として制御することも可能である。また、本発明の制御方法を用いれば、他の後方脚、例えば、中後脚４Ｆが非支持状態にある場合にこれを被制御脚として制御することも可能である。また、一般に、最前脚の後方に位置する２個の脚からなり胴体を支持する３個の脚である支持脚を除いた非支持脚である後方脚のいずれかを制御する場合に、本発明は適用可能である。
【０１１１】
また、上記した第２実施例においては、最前脚４Ｄが非支持状態にある場合にこれを被制御脚として制御する例について説明したが、本発明の制御方法を用いれば、他の前方脚、例えば、中前脚４Ｃが非支持状態にある場合にこれを被制御脚として制御することも可能である。また、本発明の制御方法を用いれば、他の前方脚、例えば、中前脚４Ｅが非支持状態にある場合にこれを被制御脚として制御することも可能である。また、一般に、最後脚の後方に位置する２個の脚からなり胴体を支持する３個の脚である支持脚を除いた非支持脚である前方脚のいずれかを制御する場合に、本発明は適用可能である。
【０１１２】
また、本発明に係る多脚ロボットは、上記した第１、第２実施例のような水中探査用ロボットだけでなく、地上における各種探査用ロボット、災害救助用ロボット等として用いることも可能である。
【０１１３】
また、本発明における第１駆動手段、又は第２駆動手段としては、上記した実施例で説明したＤＣモータのほか、ＤＤ（ダイレクトドライブ）モータ、ステッピングモータなどを用いてもよい。
【０１１４】
また、上記各実施例のような球面関節１９を持つ足部２０は設けなくてもよく、脛部１６のケース１６ａの下端を直接地面に接地させるように構成してもよい。
【０１１５】
上記各実施例では、位置座標を（ｘ，ｚ）とし、水平座標をｘとしたが、水平座標はｙとしてもよい。
【０１１６】
また、胴体３等にＧＰＳ受信機を装備し、移動体１の地球座標上の位置座標を、リアルタイムで検出するように構成してもよい。
【０１１７】
また、胴体３の下部などに超音波センサを設け、胴体３と地面との間の距離を計測しながら歩行するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、多脚ロボットを用いて水中探査等を行う企業等で実施可能であり、これらの産業で利用可能である。また、多脚ロボットは、機械、電気・電子機器等の製造業において製造することができ、これらの産業で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第１実施例である多脚ロボットの全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例の多脚ロボットにおけるコンピュータ本体の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例の多脚ロボットにおける脚の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例の多脚ロボットにおける移動体の前進歩行時の各脚の状態を示す上面図である。
【図５】本発明の第１実施例の多脚ロボットにおける移動体の最後脚の歩行の基本手順を示す側面図である。
【図６】本発明の第１実施例の多脚ロボットにおける移動体の最後脚の歩行制御と接地端可動範囲を説明する側面図である。
【図７】本発明の第２実施例の多脚ロボットにおける移動体の最前脚の歩行の基本手順を示す側面図である。
【図８】本発明の第２実施例の多脚ロボットにおける移動体の最前脚の歩行制御を説明する側面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  移動体
２  演算処理装置
３  胴体
４Ａ〜４Ｆ  脚
５  ＴＶカメラ
６  遠隔操縦用ケーブル
７  入力部
７ａ  キーボード
７ｂ  マウス
８  画像表示部
９  データ出力部
１０  コンピュータ本体
１１  入出力インターフェイス
１２  記録用ディスク
１３ａ  頭部
１３ｂ  カメラアーム
１４  水平回転関節
１４ａ  関節カバー
１５  大腿部
１５ａ  ケース
１５ｂ、１５ｃ  関節カバー
１６  脛部
１６ａ  ケース
１６ｂ  関節カバー
１６ｄ  ロッド部
１６ｅ  球状部
１７  第１旋回関節
１８  第２旋回関節
１９  球面関節
２０  足部
２１Ａ〜２１Ｃ  ＤＣモータ
２２Ａ〜２２Ｃ  ハーモニックギア
２３Ａ〜２３Ｃ  エンコーダ
２４Ａ、２４Ｂ  駆動軸
２５Ａ、２５Ｂ  駆動かさ歯車
２６Ａ、２６Ｂ  従動かさ歯車
２７  接地部材
２７ａ  球状凹部
２８  接地センサ
２９Ａ〜２９Ｃ  関節回転中心線
４１  ＣＰＵ
４２  ＲＯＭ
４３  ＲＡＭ
１０１、１０２  多脚ロボット
Ｂ1〜Ｂ3  歩幅
Ｄ１、Ｄ２  進行方向
Ｅ１、Ｅ２  接地端
Ｐ１  第１初期位置
Ｐ２  第１上昇後位置
Ｐ３  第１横移動後位置
Ｐ４  第１下降後位置
Ｑ１  第２初期位置
Ｑ２  第２上昇後位置
Ｑ３  第２横移動後位置
Ｑ４  第２下降後位置
Ｓ１、Ｓ２  地面
Ｔ１  第１可動限界
Ｔ２  第２可動限界
Ｚ  接地端可動範囲
【図１】
2005153056.tif 000003
【図２】
2005153056.tif 000004
【図３】
2005153056.tif 000005
【図４】
2005153056.tif 000006
【図５】
2005153056.tif 000007
【図６】
2005153056.tif 000008
【図７】
2005153056.tif 000009
【図８】
2005153056.tif 000010