(57)【要約】【課題】  単純なラジオコントロール用端末の操作だけで複雑なスキーターン動作を行わせ、しかも安定して滑走させ得る、スキーロボットの遠隔操作方法を提供する。【解決手段】  胴体部と、該胴体部の下方に設けられた左右２本の脚部とを有し、該脚部の接地面にそれぞれスキー板を装着して雪面または同様の低摩擦斜面を滑走させるスキーロボットの操作方法において、操作者が、該スキーロボットから離れた所からラジオコントロール用端末またはその相当品で操作信号を発信して上記スキーロボットに受信機で受信させると共に、上記操作信号の単一信号を上記胴体部に内蔵するコントローラにより複数の関節軸用の制御信号に変換して出力させ、上記股関節および／または膝関節を動かす関節軸を作動させて上記スキーロボットに所望のスキー操作を行わせることを特徴とする、スキーロボットの遠隔操作方法。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体部と、該胴体部の下方に設けられた左右の股関節を介して上記胴体部の荷重を支持する左右２本の脚部とを有し、該脚部の接地面にそれぞれスキー板を装着して雪面または同様の低摩擦斜面を滑走させるスキーロボットの操作方法において、操作者が、該スキーロボットから離れた所からラジオコントロール用端末またはその相当品で操作信号を発信し、上記スキーロボットに、該操作信号をスキーロボット側の受信機で受信させると共に上記操作信号の単一信号を上記胴体部に内蔵するコントローラにより複数の関節軸用の制御信号に変換して出力させ、上記股関節および／または膝関節を動かす関節軸を作動させて上記スキーロボットに所望のスキー操作を行わせることを特徴とする、スキーロボットの遠隔操作方法。
【請求項２】
請求項１のスキーロボットの遠隔操作方法において、操作者の遠隔操作による滑走中、前記スキー板に荷重センサ、速度センサ、方位センサなどを装着したスキーロボットに、自らこれらセンサからの検出量を前記胴体部に内蔵する前記コントローラにより演算処理して滑走状態と作用力状態を検知すると共に、この検知の状態に対応して所定の前記股関節および／または膝関節の関節軸を動作させて、倒れ防止のため姿勢のバランスを取るように自身で姿勢制御させることを特徴とするスキーロボットの遠隔操作方法。
【請求項３】
請求項１のスキーロボットの遠隔操作方法において、パラレルターン、プルークボーゲン、シュテムターンなど各パターンのターンに対応したそれぞれのサーボモータの駆動プログラムを予め前記コントローラに入力しておき、操作者が前記スキーロボットにラジオコントロール用端末操作により指示したパターンのターンに従わせて前記コントローラにより所定の駆動プログラムを選択的に用いると共に所定のパターンのターン動作を行わせることを特徴とするスキーロボットの遠隔操作方法。
【請求項４】
操作信号を受信可能な受信部と、胴体部と、該胴体部の下方に設けられた左右の股関節を介して上記胴体部の荷重を支持する左右２本の脚部と、該脚部を屈曲可能にする膝関節を該脚部の中央付近に有し、該脚部の接地面にそれぞれスキー板を装着して雪面または同様の低摩擦斜面を滑走させるスキーロボットと、
前記スキーロボットに操作信号を発信することができるラジオコントロール用端末を含むスキーロボットの遠隔操作システムにおいて、
受信した操作信号を上記胴体部に内蔵するコントローラにより複数の関節軸用の制御信号に変換して出力し、上記股関節および／または膝関節を動かす関節軸を作動させて上記スキーロボットに所望のスキー操作を行わせることを特徴とする、スキーロボットの遠隔操作システム。
【請求項５】
操作信号を受信可能な受信部と、胴体部と、該胴体部の下方に設けられた左右の股関節を介して上記胴体部の荷重を支持する左右２本の脚部と、該脚部を屈曲可能にする膝関節を該脚部の中央付近に有し、該脚部の接地面にそれぞれスキー板を装着して雪面または同様の低摩擦斜面を滑走させるスキーロボットにおいて、
受信した操作信号を上記胴体部に内蔵するコントローラにより、受信した操作信号を所定の比率で各関節軸用の制御信号に変換して出力させ、上記股関節および／または膝関節を動かす関節軸を作動させて上記スキーロボットに所望のスキー操作を行わせることを特徴とするスキーロボット。
【請求項６】
請求項５のスキーロボットにおいて、前記スキーロボットは、速度センサ、方位センサを備え、これらセンサからの検出量を前記胴体部に内蔵する前記コントローラにより演算処理して滑走状態と作用力状態を検知すると共に、この検知の状態に対応して所定の前記股関節および／または膝関節の関節軸を動作させて、倒れ防止のため姿勢のバランスを取るように自身で姿勢制御することを特徴とするスキーロボット。
【請求項７】
請求項５または請求項６のいずれかに記載のスキーロボットにおいて、前記スキーロボットは上記脚部の下端に荷重センサを備え、この荷重センサからの検出量を前記胴体部に内蔵する前記コントローラにより演算処理して滑走状態と作用力状態を検知すると共に、この検知の状態に対応して所定の前記股関節および／または膝関節の関節軸を動作させて、倒れ防止のため姿勢のバランスを取るように自身で姿勢制御することを特徴とするスキーロボット。
【請求項８】
請求項６または請求項７のスキーロボットにおいて、前記倒れ防止のための姿勢制御が、上記演算処理した滑走状態と作用力状態からスキーロボットに働く合ベクトルＦを求め、この合ベクトルＦの方向が左右２本のスキー板の間を通るように、上記股関節および／または膝関節を制御することを特徴とするスキーロボット。
【請求項９】
請求項５から請求項８のいずれかに記載のスキーロボットにおいて、上記コントローラは、少なくとも二つのパターンのターンプログラムを記憶し、選択されたターンプログラムに基いて受信した操作信号を各関節軸用の制御信号に変換することを特徴とするスキーロボット。
【請求項１０】
請求項５から請求項９のいずれかに記載のスキーロボットに対して操作信号を送信可能なラジオコントロール用端末であって、任意のターンプログラムを特定するための選択手段を備えることを特徴とするラジオコントロール用端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔操作によりスキーターンを行うスキーロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来スキー技術の要をなすターン技術は、スキーの運動が非常に高速でありかつ腰、膝等の関節の微妙な動きが必要とされるため、スキーヤーの動作からこれを詳細に解析することは困難であった。このため、ターン技術を原理的に充分解析してスキー操作技術の上達やスキー用品の進歩などに役立てるため、限定されたロボット構造および滑走環境下においてのみロボットにスキー板を履かせてスキー操作を行わせるスキーロボットが研究されてきた。
【０００３】
一方、ラジオコントロール技術を用いて遠隔操作するプロポとそれに従って駆動するサーボモータによりスキーターンの動作を行うスキーロボットの操作技術は、前述のスキーターン動作の研究においてその一助として採用されていた。例えば特許文献１には、絨毯面などからなる斜面をラジコン操作により大腿部の回旋動作を制御してプルークボーゲン、シュテムターン、パラレルターン、ウエーデルンなどのアルペンスキーの技術で滑走しうるスキーロボットが開示されている。即ち、このスキーロボットには、腰部材の両側に設けた脚部材下端に前後方向に長いスキー部材が取り付けられている。またこの各脚部材は、その上側部位において下方に傾斜する軸線を中心として左方向あるいは右方向に同時に回動可能（内旋および外旋が可能）となるように前記腰部材に取り付けてなり、該各脚部材を、各々独立したサーボモータを用いて作動させ得るように構成している。そして、左右のサーボモータをラジコンによって独立的に作動させてスキーロボットを所要動作で滑走させるものである。この構成からスキーロボットは、遠隔操作によって各々のスキー部材に関して回旋と角付けとを独立的に同時に行わせることができ、しかも回旋角度や角付け角度を独立的かつ微妙に調整することが可能であるとしている。
【０００４】
また従来スキーロボットとしては、遠隔操作により予め決められた動作プログラムに従って所定の関節を動作させてスキーターンを行わせるものもあった。例えば、非特許文献１には、股関節の内外転動作のみを行うスキーロボットが紹介されている。このスキーロボットは、胴体部の下方左右にサーボモータにより内外転動作のみを自在とした股関節とこの股関節下部にそれぞれスキー板を足に履かせた左右２本の脚部とを有したロボットである。そしてこのロボットには、一定の斜度をもち表面に雪を敷いた滑走台の上でスキーターンを行わせており、またそのターン駆動制御は、所定のターン軌跡を創生するようあらかじめ股関節の角度の変化動作を組んでおいた動作プログラムにより股関節を内外転のみ駆動して行われているものである。
【０００５】
また例えば非特許文献２には、胴体部の下方左右の股関節にサーボモータ駆動の内外転軸と左右の股関節にそれぞれ支承された脚部の大腿部にサーボモータ駆動の回旋軸とを設け、左右２本の脚部下端にそれぞれスキー板を履かせた構成のスキーロボットを開示している。このスキーロボットは、プログラム動作により脚部の内外転運動と大腿部の回旋運動とを行わせてスキーターンを実現させている。そして、上記２軸の関節動作とスキー板に発生する力、ターン運動を照らし合わせてそれらの関係を分析している。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１２２８８１号公報（第２−３頁、第１図）
【非特許文献１】米山猛・香川博之「スキーロボットターンと作用力」日本機械学会論文集（Ｃ編）、６４巻６２３号（１９９８−７）、ｐ．２３６９、ｐ．２３７０、fig.３
【非特許文献２】米山猛・香川博之・舟橋奈津子「スキーロボットを用いたターン動作と作用力に関する研究」日本機械学会、スポーツ工学シンポジウム講演論文集、NO.０１−２２（２００１−１１）、ｐ．１２６、ｐ．１２７、fig.１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
人間の股関節は球関節で、多様についた筋肉により内外転、屈曲、回旋の３自由度の動作を行うことができる。これに模してスキーロボットに３自由度の動作ができるようにサーボモータ駆動による関節を構成しようとすると、左右各脚部に内外転動作、屈曲動作（股関節、膝関節の２自由度）、回旋動作の４自由度が必要で、左右で合計８個のモータを同時に動かすことが必要となる。ところが、例えばホイラータイプやスティックタイプなどの単純なラジオコントロール用端末（プロポ）の遠隔操作で操作できる自由度は、最大でも両手それぞれにおいて左右および前後の合計４自由度しかない。従来、ラジオコントロール技術を用いた遠隔操作により所定の関節をサーボモータで駆動させてスキーターンの動作を行うスキーロボットが作られてきた。しかし、前述のように単純なラジオコントロール用端末の操作によって駆動するサーボモータの動き（サーボモータの制御数）は限られてしまうので、この操作のみによって複数の関節軸を駆動し各関節に複合的な動きを行わせて高度なターンを行わせるようなものはなかった。
【０００８】
例えば、特許文献１掲載のスキーロボットは、なるほど絨毯面などからなる斜面をラジコン操作により脚部の関節を制御してアルペンスキーの技術で滑走しうるスキーロボットが開示されていると認められる。しかし、ラジコン操作により動作させているのは、大腿部の回旋動作のみでしかない。つまり、その自由度は、左右の脚を回旋させる２自由度に過ぎない。
【０００９】
また従来、例えば前述の非特許文献１または非特許文献２に開示されたロボットのように、予め決められた動作プログラムに従って関節を動作させると共にラジコンによる無線操作でスキーターンのプログラム起動を行わせるスキーロボットもあった。ここで前者の非特許文献１に紹介されたスキーロボットは、胴体部の下方左右にサーボモータにより角度を変化させてスキーの内外転動作のみを行う股関節を設けた構成である。よってその動作自由度は左右股関節の内外転回転軸のみの２自由度である。また後者の非特許文献２のスキーロボットは、胴体部の股関節に内外転軸と左右の股関節にそれぞれ支承された脚部の大腿部に回旋軸とを設けた構成であり、プログラム動作によりこれら脚部の内外転運動と大腿部の回旋運動とを行わせてスキーターンを実現させている。しかし、これら２例の場合でもスキーロボットの遠隔操作は、プログラムの起動を行っているのみであり直接ターン動作を制御してはいない。以上のように従来スキーロボットの遠隔操作は、その動作自由度が少ない場合または一連の動作のスタート起動に限っての簡易な操作で行われていた。
【００１０】
実際に遠隔操作によるスキー操作を困難にしている主な要因として、前述のように制御関節数の多さによる以外に下記の理由によるスキーロボットの転倒の問題が上げられる。スキーヤーが実際に自然環境下で滑降する場合、その滑走面である雪面の物理的条件、即ち滑走斜面の傾斜角度や凹凸の大小並びに粉雪、ざらめ雪、アイスバーン、新雪、深雪などの積雪状態は刻々と変化する。このためスキーヤーは、これらの次々と変化する滑降条件に対してスキー操作により自己の滑走速度、滑走方向、滑走姿勢などを臨機応変に変化させて対応している。よってこのスキーヤーのスキー操作に似せようとすると、スキーロボットは、上述の物理的条件の変化にタイムリーに対応して動作速度や動作状態を変化させ、ロボットの滑走速度や滑走方向を制御できなければすぐに転倒してしまう。しかしながら従来のスキーロボットの遠隔操作ではこの問題に対応できていなかった。
【００１１】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、単純なラジオコントロール用端末の操作だけでスキーヤーの動作に似せた複雑なスキーターン動作を行わせ、しかも安定して滑走させ得る、スキーロボットの遠隔操作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、第１発明は、胴体部と、該胴体部の下方に設けられた左右の股関節を介して上記胴体部の荷重を支持する左右２本の脚部とを有し、該脚部の接地面にそれぞれスキー板を装着して雪面または同様の低摩擦斜面を滑走させるスキーロボットの操作方法において、操作者が、該スキーロボットから離れた所からラジオコントロール用端末またはその相当品で操作信号を発信し、上記スキーロボットに、該操作信号をスキーロボット側の受信機で受信させると共に上記操作信号の単一信号を上記胴体部に内蔵するコントローラにより複数の関節軸用の制御信号に変換して出力させ、上記股関節および／または膝関節を動かす関節軸を作動させて上記スキーロボットに所望のスキー操作を行わせるスキーロボットの遠隔操作方法としている。
【００１３】
この場合において、第２発明は、第１発明記載のスキーロボットの遠隔操作方法において、操作者の遠隔操作による滑走中、前記スキー板に荷重センサ、速度センサ、方位センサなどを装着したスキーロボットに、自らこれらセンサからの検出量を前記胴体部に内蔵する前記コントローラにより演算処理して滑走状態と作用力状態を検知すると共に、この検知の状態に対応して所定の前記股関節および／または膝関節の関節軸を動作させて、倒れ防止のため姿勢のバランスを取るように自身で姿勢制御させることを特徴とするスキーロボットの遠隔操作方法としている。
【００１４】
また第３発明は、第１発明記載のスキーロボットの遠隔操作方法において、パラレルターン、プルークボーゲン、シュテムターンなど各パターンのターンに対応したそれぞれのサーボモータの駆動プログラムを予め前記コントローラに入力しておき、操作者が前記スキーロボットに、滑走時ラジオコントロール用端末操作により指示したパターンのターンに従わせて、前記コントローラにより所定の駆動プログラムを選択的に用いると共に所定のパターンのターン動作を行わせるスキーロボットの遠隔操作方法としている。
【００１５】
また第４発明は、操作信号を受信可能な受信部と、胴体部と、該胴体部の下方に設けられた左右の股関節を介して上記胴体部の荷重を支持する左右２本の脚部と、該脚部を屈曲可能にする膝関節を該脚部の中央付近に有し、該脚部の接地面にそれぞれスキー板を装着して雪面または同様の低摩擦斜面を滑走させるスキーロボットと、
前記スキーロボットに操作信号を発信することができるラジオコントロール用端末を含むスキーロボットの遠隔操作システムにおいて、
受信した操作信号を上記胴体部に内蔵するコントローラにより複数の関節軸用の制御信号に変換して出力させ、上記股関節および／または膝関節を動かす関節軸を作動させて上記スキーロボットに所望のスキー操作を行わせることを特徴とする、スキーロボットの遠隔操作システムとしている。
【００１６】
また第５発明は、操作信号を受信可能な受信部と、胴体部と、該胴体部の下方に設けられた左右の股関節を介して上記胴体部の荷重を支持する左右２本の脚部と、該脚部を屈曲可能にする膝関節を該脚部の中央付近に有し、該脚部の接地面にそれぞれスキー板を装着して雪面または同様の低摩擦斜面を滑走させるスキーロボットにおいて、
受信した操作信号を上記胴体部に内蔵するコントローラにより、受信した操作信号を所定の比率で各関節軸用の制御信号に変換して出力させ、上記股関節および／または膝関節を動かす関節軸を作動させて上記スキーロボットに所望のスキー操作を行わせることを特徴とするスキーロボットとしている。
【００１７】
また第６発明は、第５発明記載のスキーロボットにおいて、前記スキーロボットは、速度センサ、方位センサを備え、これらセンサからの検出量を前記胴体部に内蔵する前記コントローラにより演算処理して滑走状態と作用力状態を検知すると共に、この検知の状態に対応して所定の前記股関節および／または膝関節の関節軸を動作させて、倒れ防止のため姿勢のバランスを取るように自身で姿勢制御することを特徴とするスキーロボットとしている。
【００１８】
また第７発明は、第５、６発明のいずれかに記載のスキーロボットにおいて、前記スキーロボットは上記脚部の下端に荷重センサを備え、この荷重センサからの検出量を前記胴体部に内蔵する前記コントローラにより演算処理して滑走状態と作用力状態を検知すると共に、この検知の状態に対応して所定の前記股関節および／または膝関節の関節軸を動作させて、倒れ防止のため姿勢のバランスを取るように自身で姿勢制御することを特徴とするスキーロボットとしている。
【００１９】
また第８発明は、第６、７発明記載のスキーロボットにおいて、前記倒れ防止のための姿勢制御が、上記演算処理した滑走状態と作用力状態からスキーロボットに働く合ベクトルＦを求め、この合ベクトルＦの方向が左右２本のスキー板の間を通るように、上記股関節および／または膝関節を制御することを特徴とするスキーロボットとしている。
【００２０】
また第９発明は、第５から第８発明のいずれかに記載のスキーロボットにおいて、上記コントローラは、少なくとも二つのパターンのターンプログラムを記憶し、選択されたターンプログラムに基いて受信した操作信号を各関節軸用の制御信号に変換することを特徴とするスキーロボットとしている。そして、望ましくは、上記ターンプログラムの一つはパラレルターンに近似したターンであり、その他のターンプログラムはシュテムターンもしくはプルークボーゲンに近似したターンであることを特徴とする。
【００２１】
また第１０発明は、第５〜第９発明記載のスキーロボットに対して操作信号を送信可能なラジオコントロール用端末であって、任意のターンプログラムを特定するための選択手段を備えることを特徴とするラジオコントロール用端末としている。そして、望ましくは、上記ターンプログラムの一つはパラレルターンに近似したターンであり、その他のターンプログラムはシュテムターンもしくはプルークボーゲンに近似したターンであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
（第１、４、５発明）
第１、４、５発明によると、スキーロボットのコントローラには、ラジオコントロール用端末（以下プロポと示す）の単純な動作に対応して多数のモータが複合的な動きを行うようなシステムを組み込んでいる。例えばプロポからの単一信号（スティックタイププロポの一つのレバー操作など）に応じて、左右の股関節および膝関節のモータ４個が同時にプロポの操作角に応じた屈曲角を生じるように駆動させるプログラムや電子回路をコントローラに組んでおき、プロポの操作は左右の１自由度であっても、左右の股関節と膝関節が同時に動いて左右の脚の屈曲差が生じるようにしている。つまりこの１自由度のプロポ操作が、左右の足の屈曲差によるスキー板のエッジングとターンを行う一連の動作（動作ユニット）を作動させている。このように単純なプロポの操作でも、スキーロボットの関節軸はその複数が複合的な働きをするように仕組まれているので、操作者は、ターンをするスキーヤーの動作のイメージに沿って操作するだけで、スキーヤーの高度なスキー操作に似せた操作を、極めて容易にスキーロボットに行わせることができる。また操作者は、スキーロボットが斜面上をターンする様子を見ながら意思どおりにスキー動作を遠隔操作することができるので、スキーロボットの雪面上での操作やデモンストレーションを行えば、スキーヤーが自らのスキー動作を考えるよい教材となる。さらに、スキー教室、スキー講習会やスキー合宿等においては，スキー指導者が雪面以外でも平地や机上でスキーロボットの姿勢をデモンストレーションすることにより，スキー動作を解説するよい教材となる。また、ロボットスキー大会を開催し、複数のスキーロボットで決められたコースを最も早くターンするように操作を競うなどのロボットスキーレースを実現でき、観衆を含め大勢で楽しめる。
【００２３】
（第２、６〜８発明）
また、第２、６〜８発明によると、スキーロボットは、遠隔操作による滑走中、ロボット搭載の速度センサ、方位センサによりロボット滑走時の各時点における滑走速度と滑走方向を求めることができる。また、荷重センサおよびロボットの各関節角度（ロボットの姿勢）から、ロボットに作用する遠心力と重力の方向を求めることができ、スキー板にかかる荷重バランスの状態を知ることができる。そして、これらの検出量を胴体部に内蔵するコントローラにより演算処理してその時点での滑走状態と作用力状態を検知し、この検知の状態に対応して所定の関節軸をそのサーボモータを作動させて前記股関節および／または膝関節を動作させることにより、自身で倒れないように姿勢のバランスを取って姿勢制御をすることができる。よってこのスキーロボットは、滑走速度や滑走方向が斜面の角度、凹凸、斜面とスキー板との間の摩擦係数などの物理的条件やロボットの動作速度、動作状態によって変化しても、その時点でロボット自身が起こすべき動作を決めこれをタイムリーに実行して姿勢制御できるので、実際の雪面滑走においても転倒することがない。これより操作者は、熟練したスキー操作を必要とせず初心者であっても容易にスキーロボットにターンを行わせることができる。また、何らの熟練を要することなく斜面を安定して連続ターン滑走させ得ることから、例えばスキー向けのおもちゃとして玩具の分野にも採用できる。
【００２４】
（第３、９発明）
第３、９発明によると、コンピュータプログラムの組み方としてプロポ操作を、例えばパラレルターンの動作、プルークボーゲンの動作、シュテムターンの動作などターンのパターン（種類）に対応させて、それぞれの種類のターンを行わせるようにサーボモータ駆動をそれぞれプログラムし、これらを種類別にコントローラに入力している。よって操作者は、プロポの簡易操作で自動的にプログラムを呼び出しスキーロボットに所望の種類のターンを行わせることができる。また操作者はプロポ操作で簡易にターンの種類を指示できるので、滑走中であってもスキーロボットのターンの種類を他の種類に切換えることが容易に行える。
【００２５】
（第１０発明）
第１０発明によると、無線操作によりターンプログラムの選択が可能となり、第３、第９発明のスキーロボットの操作がより容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係るスキーロボットの実施形態について図面を参照して説明する。まず、本発明のスキーロボットの構成を図１、２を用いて説明する。ここに、図１は本発明に係るスキーロボットおよびセンサを示す図であり、図１（ａ）はその正面図を、図１（ｂ）はその側面図を示している。また、図２は本発明に係るスキーロボットの関節およびセンサの構成を示す簡略図である。図１、２に示すように、スキーロボット１は、胴体部４と、左右２本の脚部２と、この脚部２の下部にそれぞれ設けられた２本のスキー板３と、荷重センサ３１、方位センサ３２および速度センサ３３などの各センサとで構成されている。
【００２７】
（胴体部４）
胴体部４は、人体の上半身の重量配分を模した概略直方体の形状を成して配設され、その下部の左右には股関節２０（２０Ｌ，２０Ｒ：左側をＬ、右側をＲで示す。以下同様）がそれぞれ設けられている。またこの胴体部４には、前記各センサからの信号を受けて演算した指令値を各関節軸に設けられたサーボモータ（詳細図示せず）に出力して関節軸を駆動制御するコントローラ５が内装されている。
【００２８】
（脚部２）
脚部２（２Ｌ，２Ｒ）は、前記股関節２０（２０Ｌ，２０Ｒ）を介してその下方に連結されたそれぞれの大腿部１３（１３Ｌ，１３Ｒ）と、その大腿部１３（１３Ｌ，１３Ｒ）下端で膝関節１０（１０Ｌ，１０Ｒ）を介して連結された下肢部１４（１４Ｌ，１４Ｒ）と、この下肢部１４とスキー板３の間に設けられた足部１５（１５Ｌ，１５Ｒ）とで構成されている。
【００２９】
（スキー板３）
スキー板３（３Ｌ，３Ｒ）は、その長手方向を胴体部４に対し前後方向（進行方向）に向けて、下肢部１４（１４Ｌ，１４Ｒ）の下端に足部１５（１５Ｌ，１５Ｒ）を介して装着されている。ここで下肢部１４（１４Ｌ，１４Ｒ）は、スキー板３上面の垂直線に対し前後方向に所定の前傾角度（望ましくは１０°±５°程度）をもって足部１５（１５Ｌ，１５Ｒ）に装着されている。またスキー板３の幅方向の両側面には、所定のターン半径が得られるような円弧でカットされたサイドカーブを有している。これは昨今のカービングスキー板を模したものであるが、大回りターン、または小回りターンなどの用途目的に合わせてさまざまなサイドカーブを持たせても良いのは勿論である。
【００３０】
（荷重センサ３１）
荷重センサ３１（３１Ｌ、３１Ｒ）は、下肢部１４（１４Ｌ，１４Ｒ）と足部１５（１５Ｌ，１５Ｒ）との間に左右それぞれ設けられている。この荷重センサ３１（３１Ｌ、３１Ｒ）を設けたことにより、スキー板３にかかる荷重を検出できるのは勿論、左右脚部２（２Ｌ，２Ｒ）の荷重配分、即ち内足、外足の荷重配分も検出できる。
【００３１】
（方位センサ３２）
方位センサ３２（３２Ｌ、３２Ｒ）は、スキー板３（３Ｌ，３Ｒ）の前方上面に載置されている。この方位センサ３２により（下肢部の回旋角度が零の場合の）スキーロボット１の進行方向を認識できる。
【００３２】
（速度センサ３３）
速度センサ３３（３３Ｌ、３３Ｒ）は、スキーロボット１の滑走によりその検出部であるローラが回転自在となるよう、スキー板３（３Ｌ，３Ｒ）の後端部に突出させたローラを滑走面に接地させて設けられている。ここでスキーロボット１はその滑走各地点において、方位センサ３２の検出量より滑走方向（斜面の最大傾斜ラインとのなす角度）を、速度センサ３３の検出量より滑走速度を、また速度センサ３３と方位センサ３２との検出量の積分値より滑走位置をそれぞれ求めることができる。
【００３３】
（股関節２０）
股関節２０（２０Ｌ，２０Ｒ）は、股関節内外転軸２１（２１Ｌ，２１Ｒ）と、その下方に設けられた股関節屈曲軸２２（２２Ｌ，２２Ｒ）とで構成されている。そして、前者の股関節内外転軸２１（２１Ｌ，２１Ｒ）は、前記胴体部４に対し前後方向（スキー進行方向）の中心軸を有し、この軸を中心として前記脚部２（２Ｌ，２Ｒ）を前記胴体部４の左右方向（スキー進行方向に対して直角方向）に内外転させるために股関節２０（２０Ｌ，２０Ｒ）に設けられている。また後者の股関節屈曲軸２２（２２Ｌ，２２Ｒ）は、前記股関節内外転軸２１（２１Ｌ，２１Ｒ）と軸直角に連結された中心軸を有し、この軸を中心として前記脚部２（２Ｌ，２Ｒ）を前後方向面内で屈曲させるため股関節２０（２０Ｌ，２０Ｒ）に設けられている。
【００３４】
（膝関節１０）
膝関節１０（１０Ｌ，１０Ｒ）は、大腿部回旋軸１１（１１Ｌ，１１Ｒ）と、その下方に設けられた膝関節屈曲軸１２（１２Ｌ，１２Ｒ）とで構成されている。そして前者の大腿部回旋軸１１（１１Ｌ，１１Ｒ）は、前記下肢部１４を前記大腿部１３の長軸（長手方向の中心軸）回りに旋回自在とするためこの長軸に沿って大腿部１３内に設けられている。また後者の膝関節屈曲軸１２（１２Ｌ，１２Ｒ）は、前記大腿部回旋軸１１（１１Ｌ，１１Ｒ）とその下方で軸直角に連結された中心軸を有し、この軸を中心として前記下肢部１４（１４Ｌ，１４Ｒ）を前後方向面内で屈曲させるために膝関節１０（１０Ｌ，１０Ｒ）に設けられている。なおこれらの各軸はすべてサーボモータ（図示せず）で回動可能な構成となっている。
【００３５】
前述したようにスキーロボット１は、脚部２（２Ｒ，２Ｌ）を内外転させる股関節内外転軸２１（２１Ｒ，２１Ｌ）と、股関節２０を屈曲させる股関節屈曲軸２２（２２Ｒ，２２Ｌ）と、膝関節１０を屈曲させる膝関節屈曲軸１２（１２Ｒ，１２Ｌ）と、下肢部１４（１４Ｒ，１４Ｌ）を旋回させる大腿部回転軸１１（１１Ｒ，１１Ｌ）との左右各４軸計８軸（８自由度）を有している。よって、スキーターン動作の３要素である股関節の内外転、屈曲、回旋、を組み合わせた動作が行え、人間のスキー動作に類似した動作が可能である。即ち、パラレルターンは勿論のこと、左右それぞれの下肢部１４（１４Ｒ，１４Ｌ）を大腿部回転軸１１（１１Ｌ，１１Ｒ）のサーボ駆動により回旋させて、胴体部４の向きをスキー板３（３Ｒ，３Ｌ）の向きに対して斜め方向に向けることができ、この作用によりプルークボーゲン、シュテムターンなどのターン動作も行える。膝関節２０は、人間の身体に近似させる観点から、脚部２の長手方向の中央付近に配置する。
【００３６】
（システム：図３）
遠隔操作するスキーロボットのシステムを図３に示す。このシステムは、スキーロボット１に所望のスキー動作をさせるため操作者６に操作されるラジオコントロール用端末（プロポ）７とスキーロボット１とで構成されている。またスキーロボット１側は、該プロポ７からの無線の操作信号を受信する受信機８と、この操作信号を受けて所望のスキー動作をさせるために所定の関節軸を制御するコントローラ５とで構成されている。関節軸としては左右脚部にそれぞれ、股関節内外転回転軸２１Ｌ、２１Ｒと、股関節屈曲軸２２Ｌ、２２Ｒと、膝関節屈曲軸１２Ｌ、１２Ｒと、大腿部回旋軸１１Ｌ、１１Ｒとが設けられている。また、センサとしては、左右足部にそれぞれ、荷重センサ３１Ｌ、３１Ｒと、速度センサ３３Ｌ、３３Ｒと、方位センサ３２Ｌ、３２Ｒとが設けられている。
【００３７】
（コントローラ５）
コントローラ５は、各関節軸の制御を行うために、各センサから信号とプロポ７からの信号を受信機８を通じて受け取る受信部を備える。コントローラ５は前記信号を用いて演算を行う処理部と、データとプログラムを記憶する記憶部と、各関節軸のサーボモータへの指令値を送る送信部を備える。処理部としてＣＰＵを用い、記憶部としてＲＡＭを用いる。これらは汎用の装置を用いて実現可能であり、図面からは省略する。記憶部には、複数のパターンプログラムを記憶し、適宜これを読み出して上記処理部にて実行する。
【００３８】
次にこのシステムの作用を説明する。操作者６は、スキーロボット１に所望の動作（左右ターン切換え）をさせるため必要な操作角度分だけプロポ７の操作をする。同時にプロポ７からは、この操作角度に対応した操作信号がスキーロボット１側の受信機８へ無線で送信される。そして、この操作信号を受信機８で受信したスキーロボット１は、この信号をコントローラ５へ伝える。一方コントローラ５には、各パターンのターンに対応してそれぞれ所定の複数の関節軸に所定の動作をさせて行う個別のターンの駆動プログラムが記憶されており、送信された信号パターンに応じたターン動作が行える。これより、スキーロボット１は、そのコントローラ５により入力した単一の操作信号に対応してターンの駆動プログラムを呼び出し、これに従って所定の複数の関節軸を制御して所望のターン動作を行う。またこのターン動作での滑走中、コントローラ５は各センサからの信号を受け取り現状の滑走状態と作用力状態を検知しこの現状姿勢に対応して適宜重心移動を行って、スキーロボット１が転倒しないようその姿勢（転倒防止）制御も行う。
【００３９】
（個別ターンの駆動プログラム）
このコントローラ５には、プロポ７の単一の操作に対応して、内外転＋屈曲＋回旋などの全ての関節動作を行う場合や内外転操作と屈曲操作をそれぞれの操作に分ける場合など、プロポ７の操作を関節動作の組み合わせと対応させたプログラムが組み込まれている。例えば、プロポ７の操作は１自由度であっても、左右の股関節２０Ｌ、２０Ｒと膝関節１０Ｌ、１０Ｒが同時に動作して、左右の脚部２Ｌ、２Ｒの屈曲差が生じるようにしている。つまりコントローラ５には、プロポ７からの１操作信号に応じて、左右の股関節２０Ｌ、２０Ｒおよび膝関節１０Ｌ、１０Ｒのサーボモータ４個が同時にプロポ７の操作角に対応した屈曲角を生じるように駆動させるプログラムを予め組んである。よってこの１自由度のプロポ７の操作だけでも、左右の屈曲差によるスキー板３Ｌ、３Ｒのエッジングとターンを動作ユニットとして動作させることができる。このようにスキーロボット１にはコントローラ５を内装しており、このコントローラ５によりプロポ７の単純な操作に対応して多数の関節軸が複合的な動きを行えるようなシステムを構築している。
【００４０】
前述のように、単純なプロポの操作でも複数の関節軸が複合的な働きをするようにしているので、操作者はプロポの単純操作だけで、スキーヤーの高度なスキー操作に似せた操作を極めて容易にスキーロボットに行わせることができる。また操作者がスキーロボットを思い通りに遠隔操作できるので、スキーヤーが自らのスキー動作を考えるよい教材となるばかりか、スキー指導者にとってもスキーロボットの滑走をデモンストレーションすることにより，スキー動作を解説するよい教材となる。またさらに、ロボットスキーレースを実現でき観衆を含め大勢で楽しめる。
【００４１】
ここで、上記「複数の関節軸が複合的な働きをする（複数の関節軸用の制御信号に変換する）」制御について説明を加える。例えば、プロポからの操作信号が１〜１０までの程度の内、「右に３程度曲がれ」との指示であった場合、コントローラ５は股関節内外転軸２１、股関節屈曲軸２２、大腿部回旋軸１１、膝関節屈曲軸１２、の左右それぞれの関節軸に対して、個々独立した指示を与える。すなわち、「右に３程度曲がれ」との操作信号に対して、コントローラ５は各関節軸に同じ程度回転するような指示ではなく、「左股関節内外転軸２１Ｌは１程度内転しろ」、「左股関節屈曲軸２２Ｌは２程度屈曲しろ」、「右股関節屈曲軸２２Ｒは４程度伸びろ」といったように、それぞれの関節軸に対して所定の比率で制御信号を変換する。そして、この所定の比率は、操作信号からの値に比例するのではなく、曲がりの程度や各センサからの検出量を考慮して適宜定められる。これが、本発明における「複数の関節軸が複合的な働きをする（複数の関節軸用の制御信号に変換する）」制御である。
【００４２】
（ターンの種類に応じた駆動プログラム）
またターン動作のこのプログラムは、その組み方として、単に信号に対応したサーボモータ駆動の組み合わせのみでなく、プロポ操作をターンのパターン（種類）に対応させて、それぞれのターンを行うようにサーボモータ駆動をプログラムすることもできる。例えば、パラレルターンの動作、ボーゲンの動作、シュテムターンの動作などを、プロポの操作から自動的に行うように予めコントローラ５に所定の関節を駆動させるサーボモータの駆動プログラムを組み込んでいる。これにより操作者は、プロポの簡易操作で自動的にプログラムを呼び出し、スキーロボットに所望の種類のターンを行わせることができるので、例え滑走中であってもスキーロボットのターンの種類を他の種類に切換えることが容易に行える。
【００４３】
上記ターン動作のプログラム（ターンプログラム）により、同じ操作指示がスキーロボットに与えられた場合であっても、予め選択されたターンプログラムによって、各関節軸への制御信号は異なる。その一例を表１に示す（便宜上、左右の関節軸への指示は省略する）。表は「右に３曲がれ」との操作信号を受信した場合、選択された３種類のパターンと各関節軸の制御信号との関係を示すものである。
【００４４】
【表１】
2005254396.tif 000003
【００４５】
表に示すように、同じ操作信号がプロポ７から発信された場合であっても、選択されたパターンのターンプログラムにより、各回転軸への制御信号は異なる。ターンプログラムとしては、少なくともパラレルターンに近似した動きをするものが望ましく、その他、シュテムターンやプルークボーゲンのターン動作に近似した動きをするものなどが望ましい。このターンプログラムを選定する手段として、プロポ７の操作面にターンの選択手段を設けるのが望ましい。その具体例としては、パラレルターン、シュテムターン、プルークボーゲンのパターンに対応したスイッチを設ける。操作者はスキーロボットの滑走前のほか、滑走中であってもこのスイッチを押すことにより、任意のタイミングで、しかも簡易に、ターンプログラムを選択、変更することができる。その他、ダイヤル式の入力手段や音声入力などであってもよい。
【００４６】
（転倒防止制御）
スキーロボット１には姿勢（転倒防止）制御を取り入れているが、転倒防止制御の説明図である図４を参照してこれを説明する。この転倒防止制御は、スキーロボット１がターン動作により発生する遠心力に対抗してターン中心へ向かう方向への重心移動により向心力を発生させると共に、これらを釣合わせることで行っている。スキーロボット１は、次のようにして現状の姿勢をバランスさせる制御を行っている。即ちスキーロボット１はターン滑走中に、図４に示すように、自身の重心Ｇからの重力ベクトルＦｇを求めると共に、方位センサ３２、速度センサ３３からそれぞれ演算して得た滑走方向、滑走速度ｖと現在のエッジ角αから演算したターン半径ｒとから遠心力ベクトルＦｃ（ｍ×ｖ2／ｒ、ｍはスキーロボット１の質量）を求め、これら重力ベクトルＦｇと遠心力ベクトルＦｃから合ベクトルＦを求める。そして、スキーロボット１の重心Ｇからこの合ベクトルＦの方向に引いた直線が左右両スキー板３Ｌ，３Ｒの間の滑走面上位置Ｐを通るように、左右方向に重心Ｇの移動を行うことによりスキー板３Ｌ，３Ｒのエッジ角αを合せる補正を行う。この際、補正前（現状）のエッジ角αは左右脚部２Ｌ，２Ｒの内外転角または左右脚部２Ｌ，２Ｒの屈曲差を用いた脚部２の傾き角から算出でき、またエッジ角αの増減操作は、股関節および膝関節の屈曲動作による左右脚部２Ｌ，２Ｒの屈曲差を用いた脚部２の傾け動作、または股関節の内外転動作により行える。このようにして、スキーロボット１の重心Ｇからの作用力（合ベクトルＦ）の方向が左右２本のスキー板３Ｌ，３Ｒの間を通るようにすれば、重心Ｇからの前記合ベクトルＦが両スキー板３Ｌ，３Ｒに作用する滑走面からの反力ベクトルＮと釣合う、言い換えれば、重心位置において、ターン動作により発生した遠心力ベクトルＦｃが、重心移動により発生させたこの反力ベクトルの遠心力方向の分力である向心力ベクトルＮｃと釣合うので、スキーロボット１は転倒しない。このように左右方向へ重心移動を行うことにより、ターン時にスキーヤーのように遠心力に対抗させる内傾姿勢がとれて、ターン中の姿勢が安定する。
【００４７】
この姿勢制御によりスキーロボット１は、自身の滑走速度や滑走方向が滑走面の物理的条件（斜度、凹凸、抵抗など）や動作速度、動作状態によって変化しても、その時点でロボット自身が起こすべき動作を決めこれをタイムリーに実行して自身が姿勢のバランスをとるように姿勢制御できるので、実際の雪面滑走においても転倒することなく滑走できる。従って操作者は、熟練した操作を必要とせずプロポによる簡易な操作でも容易にスキーロボットにターンを行わせることができる。また、初心者でも斜面を安定してターン滑走させられるので、このスキーロボットは、スキー向けのおもちゃとして玩具の分野にも採用できる。
【００４８】
なお、前述では、方位センサと速度センサとから求めた重力ベクトルと遠心力ベクトルとにより合ベクトルを算出したが、この方法によらず、スキーロボット１に３軸加速度計を取り付けて、これより重心に作用する合ベクトルを直接求めてもよい。そしてこの場合も、重心からこの合ベクトルの方向に引いた直線が両スキーの間を通るように、エッジ角を合せることで姿勢（転倒防止）制御を行えばよい。また、脚部２の下端に配された荷重センサからの検出量に基いて、上記した合ベクトルを算出する形態であってもよい。
【００４９】
本発明に係る、スキーロボットの基本的なターン動作を図５、図６を参照して、またプロポでの遠隔操作によるスキーロボットの滑走の事例を図７および図８を参照して紹介する。
【００５０】
まず、基本的なターン動作である、股関節の内外転によるターン動作と大腿部回転軸の回旋によるターン動作とを、それぞれ図５と図６を用いて説明する。図５は本発明に係るスキーロボット１の股関節２０の内外転動作を行った場合の動作を示しており、脚部２の股関節２０および膝関節１０を屈曲した状態で、内外転角度指令を与えて股関節屈曲軸を左右へ変化させ、脚部２を左右に内外転させた姿勢を正面からビデオ撮影した画像である。図５（ａ）のように股関節２０を右に開けば（右股関節２０Ｒを外転、左股関節２０Ｌを内転すれば）、スキー板３の進行方向に向かってその左エッジを滑走面に押し付けることになり、スキーロボット１はスキー板３の左サイドカーブに沿って左ターン（左前方向へターン）する。また逆に、図５（ｃ）のように股関節２０を左に開けば（左股関節２０Ｌを外転、右股関節２０Ｒを内転すれば）、スキー板３の進行方向に向かってその右エッジを滑走面に押し付けることになり、右ターンを行う。
【００５１】
また図６は、本発明に係るスキーロボット１が脚部２の股関節２０および膝関節１０を屈曲した状態で、大腿部回転軸１２の回旋動作のみを行った場合の動作を示しており、下肢部回旋角度指令を与えて大腿部回転軸１２を左右へ回旋させ、下肢部１４を左右に旋回させた姿勢を、正面からビデオ撮影した画像である。図６（ａ）のように、スキーロボット１の右下肢部１４Ｒを内旋、左下肢部１４Ｌを外旋すると、スキー板３の左エッジを滑走面に押し付けると共に、スキー板３の向きを滑走方向（ターン円弧の接線方向）に対して左に向かせて左ターンを行う。また図６（ｃ）のように、右下肢部１４Ｒを外旋、左下肢部１４Ｌを内旋すると、スキー板３の右エッジを滑走面に押し付けると共に、スキー板３の向きを滑走方向に対して右に向かせて右ターンを行うことができる。このように、下肢部１４の回旋動作によって、スキー板３の向きを胴体部４の向きに対して斜め方向に向ける動作（下肢部のひねり動作）をする。
【００５２】
次に、本発明に係るプロポの単純な操作でロボットの関節が複合的な働きをする例を図７を用いて説明する。この滑走は、一定の斜度をもった滑走台の表面に雪を敷きその上でスキーロボット１に連続ターンを行わせている。このスキーロボット１のコントローラ５には、パラレルターンにおける左右それぞれのターンのユニット動作（股関節屈曲軸の角度の変化動作と大腿部回転軸の回旋角度とを組み合わせた複合動作）を予めプログラムで組んで記憶しておき、操作者６は、このプログラムをプロポ７（本図においてはスティックタイプのプロポ）のレバーを左右操作するだけの簡単な操作で使用することで、スキーロボット１に任意の所望位置で左または右のターンをさせている。そして、スキーロボット１を滑走台の上部で最大斜度方向へ向けて放し、一定の時間経過の後操作者６がプロポ７を操作してスキーロボット１に左右ターンの連続動作を行わせている。図はスキーロボット１の滑降状況を滑走台の正面からビデオ撮影してそのターン中のスキーロボット画像の８コマを表示している。
【００５３】
図７の滑走状況を説明する。先ずスキーロボット１は、内外転軸角度および下肢部の回旋角度を与えない状態（股関節開閉中立位置）の直滑降姿勢から滑降を開始（図７ａ）する。次に操作者６は、プロポ７のレバーを左（右）に操作してスキーロボットに左ターンをさせる（図７ｂ）。この際スキーロボット１は、自身のコントローラにより事前に記憶されたプログラムを用いて、股関節内外転軸に右内外転角度を与えて股関節を右に開く（右股関節を外転、左股関節を内転する）と共に大腿部回転軸に左回旋角度を与えて下肢部を左にひねる（右下肢部を内旋、左下肢部を外旋する）動作を行い、スキー板の左エッジを角付けしてその左サイドカーブによるラインに沿って左ターンを行う。続いて操作者６は、プロポ７のレバーを中立位置から右（左）に操作してスキーロボット１を右ターンに切換えさせる（図７ｃ）。この際スキーロボット１は、コントローラにより股関節内外転軸に左内外転角度を与えて股関節を中立位置に戻した後これを左に開く（左股関節を外転、右股関節を内転する）と共に、大腿部回転軸に右回旋角度を与えて下肢部を右にひねる動作（右下肢部を外旋、左下肢部を内旋する）を行い右ターンに切換える。続いて、操作者６はプロポ７のレバーをさらに右（左）に操作して、スキーロボット１に右ターンをさせる（図７ｃ〜図７ｅ）。この際もスキーロボット１は、自身のコントローラにより事前に記憶されたプログラムを用いて、股関節内外転軸に左内外転角度を与えて股関節を左に開くと共に、大腿部回転軸に右回旋角度をさらに与えて下肢部を右にひねる動作を行い右ターンを行う。そして、続いて操作者６はプロポ７のレバーを中立位置に戻す操作を行い、スキーロボット１は大腿部回転軸に左回旋角度を与えて下肢部を左にひねって戻すと共に、股関節内外転軸に右内外転角度を与えて股関節を中立位置として右ターンを完了させる（図７ｅ〜図７ｆ）。以下同様に操作者はプロポ７のレバーを左右交互に操作して、スキーロボット１に直滑降→左ターン→右ターン→左ターンの連続ターンを行わせている。なおスキーロボット１は、この連続ターンの滑走中自ら前述の姿勢制御（転倒防止制御）を行っており、常に滑走姿勢の安定を保っている。なお、スキーロボット１は、股関節および膝関節を所定の一定角度で屈曲した状態で動作している。
【００５４】
図８は、本発明に係るロボットスキー大会のイメージ図である。この例を説明する。このターン軌跡（コース）Ｌは、このコースＬに沿ってポールで複数の旗門Ｘ，Ｙ，Ｚを設置しこの旗門の全てを通過する時間を競う、例えばスキー選手が行うジャイアントスラローム大会を模したような、コース設定である。スキーロボット１は、斜面上部にあるスタート地点を出発して第1旗門Ｘの手前のＡ位置へ差しかかる。操作者６は、このＡ位置でプロポ７のレバーを除々にその操作角を増加させながら左（右）側へ操作することにより遠隔操縦してスキーロボット１に左ターンをさせる。そしてレバーを左（右）側へ所定の角度操作した状態で左ターンをしながら第１旗門Ｘを通過する。次にＢ位置近傍でプロポ７の操作角レバーを中立位置まで除々に右（左）側へ戻すことでその操作角を減少させて左ターンを終わらせる。続いて、Ｃ位置（ターン切換えポイント）でレバーを中立位置から除々にその操作角を増加させながら右（左）側へ倒すことにより右（左）側ターンに切換える。そして、プロポ７のレバーを右（左）側へ所定の角度操作した状態で右（左）ターンをしながら第２旗門Ｙを通過する。次にＤ位置近傍でプロポ７の操作角レバーを中立位置まで除々に左（右）側へ戻すことでその操作角を減少させて右（左）ターンを終わらせる。以下操作者６は、上述と同様にプロポ７のレバーを左右操作してスキーロボット１に左右ターンを繰返させることにより、残りの旗門を全て通過させてコースＬを完走させる。なおスキーロボット１は、この連続ターンの滑走中に自ら前述の姿勢制御（転倒防止制御）を行って常に滑走姿勢の安定を継続できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係るスキーロボットおよびセンサを示す図である。（ａ）正面図（ｂ）側面図
【図２】本発明に係るスキーロボットの関節およびセンサを示す簡略図である。
【図３】本発明に係る遠隔操作するスキーロボットのシステム図である。
【図４】本発明に係る姿勢（転倒防止）制御の説明図である。
【図５】本発明に係るスキーロボットの股関節の内外転動作のみを行った場合の動作を示す図である。（ａ）左ターン（ｂ）中立（ｃ）右ターン
【図６】本発明に係るスキーロボットの大腿部回転軸の回旋動作のみを行った場合の動作を示す図である。（ａ）左ターン（ｂ）中立（ｃ）右ターン
【図７】本発明に係るプロポの単純な操作でロボットの関節が複合的な働きをする例を示す図である。
【図８】本発明に係るロボットスキー大会のイメージ図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…スキーロボット、２、２Ｌ、２Ｒ…脚部、３、３Ｌ、３Ｒ…スキー板、４…胴体部、５…コントローラ、６…操作者、７…ラジオコントロール用端末（プロポ）、８…受信機、１０、１０Ｌ、１０Ｒ…膝関節、１１、１１Ｌ、１１Ｒ…大腿部回旋軸、１２、１２Ｌ、１２Ｒ…膝関節屈曲軸、１３、１３Ｌ、１３Ｒ…大腿部、１４、１４Ｌ、１４Ｒ…下肢部、１５、１５Ｌ、１５Ｒ…足部、２０、２０Ｌ、２０Ｒ…股関節、２１、２１Ｌ、２１Ｒ…股関節内外転軸、２２、２２Ｌ、２２Ｒ…股関節屈曲軸、３０…センサ、３１、３１Ｌ、３１Ｒ…荷重センサ、３２、３２Ｌ、３２Ｒ…方位センサ、３３、３３Ｌ、３３Ｒ…速度センサ。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ…位置、Ｆ…合ベクトル、Ｆｃ…遠心力ベクトル、Ｆｇ…重力ベクトル、Ｇ…重心、Ｌ…ターン経路、ｍ…質量、Ｎ…反力ベクトル、Ｎｃ…向心力ベクトル、Ｐ…滑走面上位置、ｒ…ターン半径、ｖ…滑走速度、α…エッジ角度、Ｘ…第１の旗門、Ｙ…第２の旗門、Ｚ…第３の旗門。
【図１】
2005254396.tif 000004
【図２】
2005254396.tif 000005
【図３】
2005254396.tif 000006
【図４】
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【図５】
2005254396.tif 000008
【図６】
2005254396.tif 000009
【図７】
2005254396.tif 000010
【図８】
2005254396.tif 000011