(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動ユニットと、体幹部ユニットを含む、バッテリ駆動の移動ロボット装置であって、
前記の各ユニットに対して駆動を指示する制御信号を発行する制御部と、
前記バッテリの状態を監視する電源管理部と、
前記電源管理部によるバッテリ状態の監視結果に応答して、前記の各ユニットへの駆動電力の供給・遮断を行う電源供給・遮断部と、
を具備し、
前記電源管理部は、前記バッテリの電力が所定値を下回ったことに応答して、前記移動ユニットよりも先に前記体幹部ユニットへの駆動電力を遮断せしめる、
移動ロボット装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記駆動電力が遮断された各ユニットに対する制御信号の出力を停止する、
請求項１に記載の移動ロボット装置。
【請求項３】
前記移動ロボット装置は、さらに、姿勢センサ、画像入力装置、又は音声入出力装置のうち少なくとも１つを含み、
前記電源管理部は、前記バッテリの電力が所定値を下回ったことに応答して、該姿勢センサ、画像入力装置、又は音声入出力装置への駆動電力を遮断せしめる、
請求項１に記載の移動ロボット装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電源管理部から前記バッテリの電力が所定値を下回った旨の通知を受け取ったことに応答して、少なくとも一つの駆動部ユニットの制御パラメータの変更を指示する、
請求項１に記載の移動ロボット装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記電源管理部から前記バッテリの電力が所定値を下回った旨の通知を受け取ったことに応答して、少なくとも一部の駆動部ユニットに対する制御則を変更する、
請求項１に記載の移動ロボット装置。
【請求項６】
前記制御則の変更は、駆動部ユニットにおける動作目標位置の変更を含む、
請求項５に記載の移動ロボット装置。
【請求項７】
前記制御則の変更は、少なくとも一部の駆動部ユニットの停止を含む、
請求項５に記載の移動ロボット装置。
【請求項８】
前記制御則の変更は、外部電源供給装置への接続動作を含む、
請求項５に記載の移動ロボット装置。
【請求項９】
前記制御則の変更は、重心位置が充分に低い安定姿勢への移行及び該安定姿勢下でのほとんどすべての駆動部ユニットへの駆動電力の停止を含む、
請求項５に記載の移動ロボット装置。
【請求項１０】
頭部ユニット、腕部ユニット、及び体幹部ユニットを含む、バッテリ駆動の移動ロボット装置であって、
前記の各ユニットに対して駆動を指示する制御信号を発行する制御部と、
前記バッテリの状態を監視する電源管理部と、
前記電源管理部によるバッテリ状態の監視結果に応答して、前記の各ユニットへの駆動電力の供給・遮断を行う電源供給・遮断部と、
を具備し、
前記電源管理部は、前記バッテリの電力が所定値を下回ったことに応答して、体幹部ユニットよりも先に、頭部ユニット、腕部ユニットへの駆動電力を遮断せしめる、
移動ロボット装置。
【請求項１１】
移動ユニットと、体幹部ユニットを含む、バッテリ駆動の移動ロボット装置の制御方法であって、
前記バッテリの状態を監視する監視ステップと、
前記監視ステップにおけるバッテリ状態の監視結果に応答して、各駆動部ユニットへの駆動電力の供給・遮断を行う電源切り換えステップと、
を有し、
前記電源切り換えステップでは、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、前記移動ユニットよりも先に前記体幹部ユニットへの駆動電力を遮断せしめる、
移動ロボット装置の制御方法。
【請求項１２】
さらに、前記駆動電力が遮断された駆動部ユニットに対する制御信号の出力を停止するステップを有する、
請求項１１に記載の移動ロボット装置の制御方法。
【請求項１３】
前記移動ロボット装置は、さらに、姿勢センサ、画像入力装置、又は音声入出力装置を含み、
前記電源切り換えステップでは、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、該姿勢センサセンサ、画像入力装置、又は音声入出力装置への駆動電力を遮断せしめる、
請求項１１に記載の移動ロボット装置の制御方法。
【請求項１４】
さらに、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、少なくとも一つの駆動部ユニットの制御パラメータの変更を指示するステップを有する、
請求項１１に記載の移動ロボット装置の制御方法。
【請求項１５】
さらに、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、少なくとも一部の駆動部ユニットに対する制御則を変更するステップを有する、
請求項１１に記載の移動ロボット装置の制御方法。
【請求項１６】
前記制御則の変更は、駆動部ユニットにおける動作目標位置の変更を含む、
請求項１５に記載の移動ロボット装置の制御方法。
【請求項１７】
前記制御則の変更は、少なくとも一部の駆動部ユニットの停止を含む、
請求項１５に記載の移動ロボット装置の制御方法。
【請求項１８】
前記制御則の変更は、外部電源供給装置への接続動作を含む、
請求項１５に記載の移動ロボット装置の制御方法。
【請求項１９】
前記制御則の変更は、重心位置が充分に低い安定姿勢への移行及び該安定姿勢下でのほとんどすべての駆動部ユニットへの駆動電力の停止を含む、
請求項１５に記載の移動ロボット装置の制御方法。
【請求項２０】
移動ユニットと、体幹部ユニットを含む、バッテリ駆動の移動ロボット装置の制御方法であって、
前記バッテリの状態を監視する監視ステップと、
前記監視ステップにおけるバッテリ状態の監視結果に応答して、各駆動部ユニットへの駆動電力の供給・遮断を行う電源切り換えステップと、
を有し、
前記電源切り換えステップでは、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、体幹部ユニットよりも先に、頭部ユニット、腕部ユニットへの駆動電力を遮断せしめる、
移動ロボット装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業空間を自在（無経路）に移動することができるインテリジェントな移動ロボットに係り、特に、充電式バッテリを用いて外部電源ケーブルによる拘束なしに作業空間を無経路で移動自在な移動ロボットに関する。
【０００２】
更に詳しくは、本発明は、作業空間を自在（無経路）に移動する移動ロボットのための電源管理に係り、特に、作業空間上の任意の場所でロー・バッテリ状態に陥った場合などであっても、無計画に行動したり電源供給遮断により転倒することのない移動ロボットのための電源管理に関する。
【０００３】
【従来の技術】
電気的若しくは磁気的な作用を用いて人間の動作に似せた運動を行う機械装置のことを「ロボット」という。ロボットの語源は、スラブ語のＲＯＢＯＴＡ(奴隷機械)に由来すると言われている。わが国では、ロボットが普及し始めたのは１９６０年代末からであるが、その多くは、工場における生産作業の自動化・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（industrial robot）であった。
【０００４】
アーム式ロボットのように、ある特定の場所に植設して用いるような据置きタイプのロボットは、部品の組立・選別作業など固定的・局所的な作業空間でのみ活動する。これに対し、移動式のロボットは、作業空間は非限定的であり、所定の経路上または無経路上を自在に移動して、所定の若しくは任意の人的作業を代行したり、ヒトやイヌあるいはその他の生命体に置き換わる種々の幅広いサービスを提供することができる。なかでも脚式の移動ロボットは、クローラ式やタイヤ式のロボットに比し不安定で姿勢制御や歩行制御が難しくなるが、階段や梯子の昇降や障害物の乗り越えや、整地・不整地の区別を問わない柔軟な歩行・走行動作を実現できるという点で優れている。
【０００５】
最近では、イヌやネコのように４足歩行の動物の身体メカニズムやその動作を模したペット型ロボット、あるいは、ヒトのような２足直立歩行を行う動物の身体メカニズムや動作をモデルにしてデザインされた「人間形」若しくは「人間型」のロボット（humanoid robot）など、脚式移動ロボットに関する研究開発が進展し、実用化への期待も高まってきている。
【０００６】
人間の作業空間や居住空間のほとんどは、２足による直立歩行という人間が持つ身体メカニズムや行動様式に合わせて形成されている。言い換えれば、人間の住空間は、車輪その他の駆動装置を移動手段とした現状の機械システムが移動するのにはあまりに多くの障壁が存在する。機械システムすなわちロボットが様々な人的作業を支援又は代行し、さらに人間の住空間に深く浸透していくためには、ロボットの移動可能範囲が人間のそれとほぼ同じであることが好ましい。これが、脚式移動ロボットの実用化が大いに期待されている所以でもある。人間型の形態を有していることは、ロボットが人間の住環境との親和性を高める上で必須であると言える。
【０００７】
人間型ロボットを、産業活動・生産活動等における各種作業の代行に適用することができる。例えば、原子力発電プラントや火力発電プラント、石油化学プラントにおけるメンテナンス作業、製造工場における部品の搬送・組立作業、高層ビルにおける清掃、火災現場その他における救助といったような、人間が容易に踏み込むことができない現場での危険作業・難作業の代行である。
【０００８】
また、人間型ロボットの他の用途として、人間と居住空間を同一にする「共生」若しく「エンターティンメント」と呼ばれるものが挙げられる。この種の用途では、ロボットは、作業代行などの生活支援というよりも、生活密着という性格が濃厚である。
【０００９】
ところで、上述した各種のロボットはいずれも、電気電動式の機械装置であり、装置への給電作業は当然欠かすことができない。
【００１０】
アーム型ロボットのように特定の場所に固定的に設置するタイプのロボットや、行動半径や動作パターンが限定された移動ロボットの場合、商用ＡＣ電源から電源ケーブルを介して常時給電することができる。
【００１１】
これに対し、自律的且つ自在に動き回るタイプの移動ロボットの場合、電源ケーブルによって行動半径が制限されてしまうため、商用ＡＣ電源による給電は不可能である。この当然の帰結として、移動ロボットには充電式バッテリによる自律駆動が導入される。バッテリ駆動によれば移動ロボットは、電源コンセントの場所や電源ケーブル長などの物理的な制約を意識せず、人間の住空間や各種の作業空間を自走することができる。
【００１２】
例えば、人間型ロボットのように多自由度すなわち多数の関節アクチュエータを含む機械装置の場合、電力消費が大きく、且つ、アクチュエータ始動時のインラッシュ電流を供給するためには、大容量・高出力の充電池を必要とする（特に、脚部には強力なアクチュエータを必要とし、多大の電力を消耗する）。この結果、充電池の重量は増大し、ロボット本体の総重量の１０〜２０％程度を占めることになり、また、重量増大によりさらに消費電力が増えてしまう。しかしながら、電源ケーブルと四肢との干渉や電源ケーブル長による行動半径などの制約を排し、ロボットの行動自由度を確保するためには、バッテリ駆動式であることが好ましいという結論に到達する。
【００１３】
バッテリ駆動式の機械装置を使用する場合、バッテリの充電作業を伴うことが難点となる。特に、移動ロボットの場合、自動機器・無人機械として使用するものであるにも拘らず、充電作業は完全自動化の障壁になる。また、充電のためのバッテリ交換や電源コネクタ接続は、ユーザにとって手間でもある。
【００１４】
例えば、人間型ロボットの場合、人間の住空間の各場面において、生活支援や作業代行を行う最中に、充電池の容量が低下するたびに、ロボットを停止させて人手で充電作業を行っていたのでは、人間のパートナーとしては役割が不充分であり、むしろ人間がロボットのパートナーであると言う方が相当であろう。
【００１５】
移動ロボットにおける充電作業の自動化のために、いわゆる「充電ステーション」が採用されている。充電ステーションとは、その字義通り、移動ロボットのバッテリ充電を行うための専用スペースのことである。
【００１６】
例えば、本出願人に既に譲渡されている特願平１１−３０８２２４号明細書には、バッテリ駆動により作業空間を無経路で自在に移動する移動ロボットに対して充電ステーションによって充電を行う点について開示されている。すなわち、充電ステーションの所定部位に視認性識別データを配置するとともに、脚式移動ロボット側には、撮像手段と、撮像画像を基に移動ロボットから充電ステーションまでの距離・方向を算出する演算手段と、演算手段による算出結果を基に移動ロボットを充電ステーションに向かって探索せしめる探索手段とを搭載している。そして、脚式移動ロボットは、視認性識別データをカメラで追跡することで充電ステーションを探索することができるので、充電作業を自動化することができるという訳である。
【００１７】
また、本出願人に既に譲渡されている特願平１１−３６６６５１号明細書には、移動ロボットに対して充電ステーションによって充電を行う点について開示されている。すなわち、脚式移動ロボットは、自律的に充電時期を判断して充電ステーションに立ち寄って充電するので、ユーザなどの外的補助を必要しない。ユーザは煩雑な充電作業から解放され、充電時期を意識する必要もない。脚式移動ロボットによる対戦ゲームなどでは、ゲームの継続性やリアリティを損なず、観衆はロボット同士によるゲーム（たとえば、サッカーなど）を堪能することができる。
【００１８】
しかしながら、無経路的な作業空間を自律的に移動するインテリジェントなロボットの場合、バッテリの充電を開始すべき時期に充電ステーションの近隣に居合わせているとは限らない。
【００１９】
また、残存容量が低下したロー・バッテリ状態に陥ったにも拘わらず、フル可動を継続していると、バッテリの消耗はさらに激しくなり、充電ステーションに到達する前に電源が落ちてしまう可能性がある。
【００２０】
また、電源の供給が途絶える際に無計画的な動作パターンを実行していると、ロボットが不自然な格好のまま床面などに転倒してしまうことになる。このような場合、ロボット自体、あるいは転倒により衝突する対象物が致命的な破損してしまう危険があり、修繕のために経済的な負担が大きくなる可能性がある。特に、２足歩行の人間形ロボットの場合、上背があり重心位置も高いので、突発的な電源遮断により転倒すると、落下によるダメージは極めて大きい。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、作業空間を自在（無経路）に移動することができるインテリジェントな移動ロボットを提供することにある。
【００２２】
本発明の更なる目的は、充電式バッテリを用いて外部電源ケーブルによる拘束なしに作業空間を無経路で移動自在な、優れた移動ロボットを提供することにある。
【００２３】
本発明の更なる目的は、作業空間を自在（無経路）に移動する移動ロボットのための優れた電源管理技術を提供することにある。
【００２４】
本発明の更なる目的は、作業空間上の任意の場所でロー・バッテリ状態に陥った場合などであっても、無計画に行動したり電源供給遮断により転倒することのない、移動ロボットのための優れた電源管理技術を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、少なくとも１以上の可動脚ユニットと、体幹部を含む１以上のその他の駆動部ユニットを含む、バッテリ駆動の脚式移動ロボットであって、
各駆動部ユニットに対して駆動を指示する制御信号を発行する制御部と、
前記バッテリの状態を監視する電源管理部と、
前記電源管理部によるバッテリ状態の監視結果に応答して、各駆動部ユニットへの駆動電力の供給・遮断を行う電源供給・遮断部と、
を具備することを特徴とする脚式移動ロボットである。
【００２６】
本発明の第１の側面に係る脚式移動ロボットにおいて、前記制御部は、前記駆動電力が遮断された駆動部ユニットに対する制御信号の出力を停止するようにしてもよい。
【００２７】
また、前記脚式移動ロボットは、さらに、姿勢センサ及び／又は画像入力装置、音声入出力装置を含んでもよい。このような場合、前記電源管理部は、前記バッテリの電力が所定値を下回ったことに応答して、該姿勢センサ及び／又は画像入力装置、音声入出力装置への駆動電力を遮断せしめて、省電力化を図ることができる。
【００２８】
また、前記脚式移動ロボットは頭部ユニットを含んでもよい。このような場合、前記電源管理部は、前記バッテリの電力が所定値を下回ったことに応答して、前記可動脚ユニットよりも先に前記頭部ユニットへの駆動電力を遮断せしめることで、消費電力を低減させつつ可動脚による脚式作業を可能な限り継続させるようにしてもよい。
【００２９】
また、前記脚式移動ロボットは腕部ユニットを含んでもよい。このような場合、前記電源管理部は、前記バッテリの電力が所定値を下回ったことに応答して、前記可動脚ユニットよりも先に前記腕部ユニットへの駆動電力を遮断せしめることで、消費電力を低減させつつ可動脚による脚式作業を可能な限り継続させるようにしてもよい。
【００３０】
また、前記脚式移動ロボットは体幹部ユニットを含んでもよい。このような場合、前記電源管理部は、前記バッテリの電力が所定値を下回ったことに応答して、前記可動脚ユニットよりも先に前記体幹部ユニットへの駆動電力を遮断せしめることで、消費電力を低減させつつ可動脚による脚式作業を可能な限り継続させるようにしてもよい。
【００３１】
また、前記制御部は、前記電源管理部から前記バッテリの電力が所定値を下回った旨の通知を受け取ったことに応答して、少なくとも一つの駆動部ユニットの制御パラメータを、消費電力が低下するような値に変更するようにしてもよい。
【００３２】
また、前記制御部は、前記電源管理部から前記バッテリの電力が所定値を下回った旨の通知を受け取ったことに応答して、少なくとも一部の駆動部ユニットに対する制御則を変更するようにしてもよい。
【００３３】
ここで言う制御側には、以下の事柄が含まれる。すなわち、
（１）駆動部ユニットにおける動作目標位置の変更
（２）少なくとも一部の駆動部ユニットの停止
（３）外部電源供給装置への接続動作
（４）重心位置が充分に低い安定姿勢への移行、及び、該安定姿勢下でのほとんどすべての駆動部ユニットへの駆動電力の停止
【００３４】
また、前記脚式移動ロボットは、頭部ユニット、腕部ユニット、及び体幹部ユニットの各々を含んでいる場合には、前記電源管理部は、前記バッテリの電力が所定値を下回ったことに応答して、頭部ユニット、腕部ユニット、体幹部ユニットの順で駆動電力を段階的に遮断せしめることで、消費電力を低減させつつ可動脚による脚式作業を可能な限り継続させることができる。
【００３５】
また、本発明の第２の側面は、少なくとも１以上の可動脚ユニットと、体幹部を含む１以上のその他の駆動部ユニットを含む、バッテリ駆動の脚式移動ロボットの制御方法であって、
前記バッテリの状態を監視する監視ステップと、
前記監視ステップにおけるバッテリ状態の監視結果に応答して、各駆動部ユニットへの駆動電力の供給・遮断を行う電源切り換えステップと、
を具備することを特徴とする脚式移動ロボットの制御方法である。
【００３６】
本発明の第２の側面に係る脚式移動ロボットの制御方法は、さらに、前記駆動電力が遮断された駆動部ユニットに対する制御信号の出力を停止するステップを含んでいてもよい。
【００３７】
また、前記脚式移動ロボットは、さらに、姿勢センサ及び／又は画像入力装置、音声入出力装置を含んでいてもよい。このような場合、前記電源切り換えステップでは、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、該姿勢センサ及び／又は画像入力装置、音声入出力装置への駆動電力を遮断せしめて、省電力化を図ることができる。
【００３８】
また、前記脚式移動ロボットは頭部ユニットを含んでいてもよい。このような場合、前記電源切り換えステップでは、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、前記可動脚ユニットよりも先に前記頭部ユニットへの駆動電力を遮断せしめることで、消費電力を低減させつつ、可動脚による脚式作業を可能な限り継続させるようにしてもよい。
【００３９】
また、前記脚式移動ロボットは腕部ユニットを含んでいてもよい。このような場合、前記電源切り換えステップでは、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、前記可動脚ユニットよりも先に前記腕部ユニットへの駆動電力を遮断せしめることで、消費電力を低減させつつ、可動脚による脚式作業を可能な限り継続させるようにしてもよい。
【００４０】
また、前記脚式移動ロボットは体幹部ユニットを含んでいてもよい。このような場合、前記電源切り換えステップでは、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、前記可動脚ユニットよりも先に前記体幹部ユニットへの駆動電力を遮断せしめることで、消費電力を低減させつつ、可動脚による脚式作業を可能な限り継続させるようにしてもよい。
【００４１】
また、本発明に第２の側面に係る脚式移動ロボットの制御方法は、さらに、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、少なくとも一つの駆動部ユニットの制御パラメータを消費電力が低下するような値に変更を指示するステップを含んでいてもよい。
【００４２】
また、前記監視ステップにおいて前記バッテリの電力が所定値を下回ったことが検出されたことに応答して、少なくとも一部の駆動部ユニットに対する制御則を変更するステップをさらに含んでいてもよい。
【００４３】
ここで言う制御側には、以下の事柄が含まれる。すなわち、
（１）駆動部ユニットにおける動作目標位置の変更
（２）少なくとも一部の駆動部ユニットの停止
（３）外部電源供給装置への接続動作
（４）重心位置が充分に低い安定姿勢への移行、及び、該安定姿勢下でのほとんどすべての駆動部ユニットへの駆動電力の停止
【００４４】
また、前記脚式移動ロボットは、頭部ユニット、腕部ユニット、及び体幹部ユニットの各々を含んでいる場合には、前記電源切り換えステップでは、前記バッテリの電力が所定値を下回ったことに応答して、頭部ユニット、腕部ユニット、体幹部ユニットの順で駆動電力を段階的に遮断せしめることで、消費電力を低減させつつ可動脚による脚式作業を可能な限り継続させることができる。
【００４５】
【作用】
本発明によれば、作業空間上の任意の場所でロー・バッテリ状態に陥った場合には、駆動アクチュエータの制御パラメータを変更したり、脚式作業への影響が少ない各駆動部ユニットを順次停止していくことで、消費電力を低減しバッテリ寿命を延長させることができる。
【００４６】
この結果、ロボットの動作の実行をより長時間継続したり、充電ステーションやその他の外部電源供給装置との接続動作に必要なエネルギを確保することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、作業空間上の任意の場所でロー・バッテリ状態に陥った場合には、ロボットが腰を下ろした姿勢、うつ伏せに寝た姿勢、あるいは、あお向けに寝た姿勢などのように、姿勢の維持のために脚部やその他の駆動部ユニットの駆動（すなわち電力消費）をほとんど必要とせず、且つ、重心位置が充分に低い姿勢に移行することによって、転倒によりロボットや衝突物に大きな衝撃が加わることを回避することができる。
【００４８】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳解する。
【００５０】
図１及び図２には、本発明の実施に供される「人間形」又は「人間型」の脚式移動ロボット１００が直立している様子を前方及び後方の各々から眺望した様子を示している。図示の通り、脚式移動ロボット１００は、脚式移動を行う左右２足の下肢と、体幹部と、左右の上肢と、頭部とで構成される。
【００５１】
左右各々の下肢は、大腿部と、膝関節と、脛部と、足首と、足平とで構成され、股関節によって体幹部の略最下端にて連結されている。また、左右各々の上肢は、上腕と、肘関節と、前腕とで構成され、肩関節によって体幹部上方の左右各側縁にて連結されている。また、頭部は、首関節によって体幹部の略最上端中央に連結されている。
【００５２】
体幹部ユニット内には、図１及び図２上では見えていない制御部が配備されている。この制御部は、脚式移動ロボット１００を構成する各関節アクチュエータの駆動制御や各センサ（後述）などからの外部入力を処理するコントローラ（主制御部）や、電源回路その他の周辺機器類を搭載した筐体である。制御部は、その他、遠隔操作用の通信インターフェースや通信装置を含んでいてもよい。
【００５３】
図３には、本実施例に係る脚式移動ロボット１００が具備する関節自由度構成を模式的に示している。図示の通り、脚式移動ロボット１００は、２本の腕部と頭部１を含む上体と、移動動作を実現する２本の脚部からなる下肢と、上肢と下肢とを連結する体幹部とで構成される。
【００５４】
頭部１を支持する首関節は、首関節ヨー軸２と、首関節ピッチ軸３と、首関節ロール軸４という３自由度を有している。
【００５５】
また、各腕部は、肩関節ピッチ軸８と、肩関節ロール軸９と、上腕ヨー軸１０と、肘関節ピッチ軸１１と、前腕ヨー軸１２と、手首関節ピッチ軸１３と、手首関節ロール軸１４と、手部１５とで構成される。手部１５は、実際には、複数本の指を含む多関節・多自由度構造体である。但し、手部１５の動作自体は、ロボット１００の姿勢安定制御や歩行動作制御に対する寄与や影響が少ないので、本明細書ではゼロ自由度と仮定する。したがって、左右の各腕部は７自由度を有するとする。
【００５６】
また、体幹部は、体幹ピッチ軸５と、体幹ロール軸６と、体幹ヨー軸７という３自由度を有する。
【００５７】
また、下肢を構成する左右各々の脚部は、股関節ヨー軸１６と、股関節ピッチ軸１７と、股関節ロール軸１８と、膝関節ピッチ軸１９と、足首関節ピッチ軸２０と、関節ロール軸２１と、足部（足底又は足平）２２とで構成される。人体の足部（足底）２２は、実際には多関節・多自由度の足底を含んだ構造体であるが、本実施例に係る脚式移動ロボット１００の足底はゼロ自由度とする。したがって、左右の各脚部は６自由度で構成される。
【００５８】
以上を総括すれば、本実施例に係る脚式移動ロボット１００全体としては、合計で３＋７×２＋３＋６×２＝３２自由度を有することになる。但し、脚式移動ロボット１００が必ずしも３２自由度に限定される訳ではない。設計・製作上の制約条件や要求仕様等に応じて、自由度すなわち関節数を適宜増減することができることは言うまでもない。
【００５９】
脚式移動ロボット１００が持つ上述の各関節自由度は、実際にはアクチュエータによる能動的な動作として実現される。装置の外観上で余分な膨らみを排してヒトの自然体形状に近似させることや、２足歩行という不安定構造体に対して姿勢制御を行うことなどの種々の要請から、関節アクチュエータは小型且つ軽量であることが好ましい。本実施例では、ギア直結型で且つサーボ制御系をワンチップ化してモータ・ユニットに内蔵したタイプの小型ＡＣサーボ・アクチュエータを搭載することとした。なお、脚式ロボットに適用可能な小型ＡＣサーボ・アクチュエータに関しては、例えば本出願人に既に譲渡されている特願平１１−３３３８６号明細書に開示されている。
【００６０】
図４には、本実施例に係る脚式移動ロボット１００の制御システム構成を模式的に示している。同図に示すように、該システムは、ユーザ入力などに動的に反応して情緒判断や感情表現を司る思考制御モジュール２００と、関節アクチュエータの駆動などロボットの全身協調運動を制御する運動制御モジュール３００とで構成される。
【００６１】
思考制御モジュール２００は、情緒判断や感情表現に関する演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）２１１や、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１３、及び、外部記憶装置（ハード・ディスク・ドライブなど）２１４で構成される、自己完結処理を行うことができる独立した情報処理装置である。
【００６２】
思考制御モジュール２００には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどの画像入力装置２５１や、マイクなどの音声入力装置２５２、スピーカなどの音声出力装置２５３、ＬＡＮ（Local Area Network：図示しない）などを経由してロボット１００外のシステムとデータ交換を行う通信インターフェース２５４など各種の装置が、バス・インターフェース２０１経由で接続されている。
【００６３】
思考制御モジュール２００では、画像入力装置２５１から入力される視覚データや音声入力装置２５２から入力される聴覚データなど、外界からの刺激などに従って、脚式移動ロボット１００の現在の感情や意思を決定する。さらに、意思決定に基づいた振舞い又は行動、すなわち四肢の運動を実行するように、運動制御モジュール３００に対して指令を発行する。
【００６４】
一方の運動制御モジュール３００は、ロボット１００の全身協調運動を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１１や、ＲＡＭ（Random Access Memory）３１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３１３、及び、外部記憶装置（ハード・ディスク・ドライブなど）３１４で構成される、自己完結処理を行うことができる独立した情報処理装置である。外部記憶装置３１４には、例えば、四肢を用いた各種の動作パターン又は歩容を蓄積することができる（「歩容」とは、当業界において「関節角度の時系列変化」を意味する技術用語である）。
【００６５】
運動制御モジュール３００には、ロボット１００の全身に分散するそれぞれの関節自由度を実現する関節アクチュエータ（図３を参照のこと）、体幹部の姿勢や傾斜を計測する姿勢センサ３５１、左右の足底の離床又は着床を検出する接地確認センサ３５２及び３５３、バッテリなどの電源を管理する電源制御装置３５４などの各種の装置が、バス・インターフェース３０１経由で接続されている。
【００６６】
運動制御モジュール３００では、思考制御モジュール２００から指示された行動を体現すべく、各関節アクチュエータによる全身協調運動を制御する。すなわち、ＣＰＵ３１１は、思考制御モジュール２００から指示された行動に応じた動作パターンを外部記憶装置３１４から取り出し、又は、内部的に動作パターンを生成する。そして、ＣＰＵ３１１は、指定された動作パターンに従って、足部運動、ＺＭＰ（Zero Moment Point）軌道、体幹運動、上肢運動、腰部水平位置及び高さなどを設定するとともに、これらの設定内容に従った動作を指示する指令値を各関節アクチュエータに転送する（「ＺＭＰ」とは、歩行中の床反力によるモーメントがゼロとなる床面上の点のことであり、また、「ＺＭＰ軌道」とは、例えばロボット１００の歩行動作期間中などにＺＭＰが動く軌跡を意味する）。
【００６７】
また、ＣＰＵ３１１は、姿勢センサ３５１の出力信号によりロボット１００の体幹部分の姿勢や傾きを検出するとともに、各接地確認センサ３５２及び３５３の出力信号により各可動脚が遊脚又は立脚のいずれの状態であるかを検出することによって、脚式移動ロボット１００の全身協調運動を適応的に制御することができる。
【００６８】
さらに、運動制御モジュール３００は、思考制御モジュール２００において決定された意思通りの行動がどの程度体現されたか、すなわち処理の状況を、思考制御モジュール２００に返すようになっている。
【００６９】
思考制御モジュール２００と運動制御モジュール３００は、共通のプラットフォーム上で構築され、両者間はバス・インターフェース２０１及び３０１を介して相互接続されている。
【００７０】
図５には、本実施例に係る脚式移動ロボット１００の電力供給システムの構成を模式的に示している。
【００７１】
図示の通り、本実施例に係るロボット１００は、ＡＣアダプタ５１１を介して供給される商用ＡＣ電源、並びに、バッテリ５１２を主電源として駆動することができる。これら主電源からの供給電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１３によって所定レベルの直流電圧に変換された後に、腕部、脚部、体幹部、体幹部などの電力を消費する各駆動部ユニットに分配されるようになっている。各駆動部ユニットは、関節アクチュエータやその駆動制御回路、アクチュエータの動作を計測するエンコーダなどで構成される。。
【００７２】
但し、商用ＡＣ電源により定常的に電力が供給される場合については、本発明の要旨に直接関連しないので、以下では説明を省略する。
【００７３】
バッテリ５１２は、充電可能な２次電池セルであり、例えば複数本の電池セルをパッケージ状に形成したバッテリ・パックとして提供される。２次電池としては、関節アクチュエータの初期駆動時に必要とされる過大なインラッシュ電流を供給するために、瞬時供給が比較的大きなニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池が好ましい。
【００７４】
電源管理コントローラ５０１は、バッテリ５１２の充電状態及び放電状態を常時監視して、その検出結果を運動制御モジュール３００又は思考制御モジュール２００に報告するようになっている。報告を受けた制御モジュール２００／２３００側では、電源状態すなわちバッテリの残存容量に応じた行動計画の修正を実現することができる。バッテリ５１２の充放電状態は、例えば、バッテリ５１２の端子電圧、入出力電流、セル周囲温度などを計測することにより判別することができる。
【００７５】
ＤＣ／ＤＣコンバータの出力すなわち駆動電源と各駆動部ユニットを結ぶ電力線の途上には、電源供給・遮断部５０２が挿入されている。電源供給・遮断部５０２は、電源管理コントローラ５０１からの制御信号に従って、各部ユニット単位で駆動電源の供給並びに遮断動作を行うことができる。但し、電源管理の詳細な処理手順については後述に譲る。
【００７６】
なお、電源管理コントローラ５０１及び電源供給・遮断部５０２は、電源制御装置（図４を参照のこと）内に配置することができる。
【００７７】
図６には、本実施例に係るロボット１００における電力管理オペレーションの一例をフローチャートの形式で示している。以下、このフローチャートに従って説明する。
【００７８】
電力管理コントローラ５０１は、バッテリの残存容量を常時監視している。制御モジュール２００／３００は、バッテリの残存容量が未だ充分に残っているという通知を電力管理コントローラ５０１から受け取ると（ステップＳ１１）、ステップＳ１２以降の電力管理オペレーションをスキップして、次の動作へと移行する（ステップＳ２３）。
【００７９】
他方、制御モジュール２００／３００は、バッテリの残存容量が少ない、すなわち電力不足という通知を電力管理コントローラ５０１から受け取ると（ステップＳ１１）、ステップＳ１２に進んで、現在実行中の動作は姿勢センサ３５１による体幹部の姿勢や傾斜のセンサ出力を必要とするか否かを判断する。
【００８０】
判断ブロックＳ１２による判断結果が肯定的である場合には、出力センサ３５１への電力供給を停止して（ステップＳ１３）、省電力化を図る。電極供給の停止は、電源供給・遮断部５０２に対して所定の制御信号を発することにより行われる（以下、同様）。また、該判断結果が否定的であれば、ステップＳ１３をスキップする。
【００８１】
さらに、電力管理コントローラ５０１による通知に基づいて、バッテリの残存容量が少ないか、すなわち電力不足に陥っているか否かを再び判断する（ステップＳ１４）。
【００８２】
電力不足と判断された場合には、歩行などの脚式動作の続行に比較的影響の少ない頭部ユニットへの駆動電力を遮断して、頭部ユニットの動作を停止する（ステップＳ１５）。また、頭部ユニット内の各関節アクチュエータの駆動指令などの制御信号を停止して（ステップＳ１６）、省電力化を図る。頭部ユニットへの電力遮断は、駆動アクチュエータだけでなく、頭部に搭載された画像入力装置２５１，音声入力装置２５２，音声出力装置２５３，通信インターフェース２５４の電力遮断を含んでいてもよい。
【００８３】
さらに、電力管理コントローラ５０１による通知に基づいて、バッテリの残存容量が少ないか、すなわち電力不足に陥っているか否かを再び判断する（ステップＳ１７）。
【００８４】
電力不足と判断された場合には、歩行などの脚式動作の続行に対して、頭部ユニットに次いで影響の少ない腕部ユニットへの駆動電力を遮断して、腕部ユニットの動作を停止する（ステップＳ１８）。また、腕部ユニット内の各関節アクチュエータの駆動指令などの制御信号を停止して（ステップＳ１９）、省電力化を図る。
【００８５】
さらに、電力管理コントローラ５０１による通知に基づいて、バッテリの残存容量が少ないか、すなわち電力不足に陥っているか否かを再び判断する（ステップＳ２０）。
【００８６】
電力不足と判断された場合には、歩行などの脚式動作の続行に対して、腕部ユニットに次いで影響の少ない体幹部ユニットへの駆動電力を遮断して、体幹部ユニットの動作を停止する（ステップＳ２１）。また、体幹部ユニット内の各関節アクチュエータの駆動指令などの制御信号を停止して（ステップＳ２２）、省電力化を図る。
【００８７】
上述したような省電力を図る処理を実行した後に、次の動作に移行する（ステップＳ２３）。
【００８８】
図７には、本実施例に係るロボット１００における電力管理オペレーションの他の例をフローチャートの形式で示している。以下、このフローチャートに従って説明する。
【００８９】
電力管理コントローラ５０１は、バッテリの残存容量を常時監視している。制御モジュール２００／３００は、バッテリの残存容量が所定値を下回った、すなわち電力不足という通知を電力管理コントローラ５０１から受け取るまで待機する（ステップＳ３１）。
【００９０】
そして、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を受け取ると、制御モジュール２００／３００は、少なくとも１つの駆動部ユニットにおいて、駆動制御に使用する制御式の制御パラメータを変更する（ステップＳ３２）。この結果、当該駆動部ユニットでの消費電力が低減して、主電源としてのバッテリ５１２にかかる負担が軽減される。言い換えれば、バッテリ寿命が延長される。
【００９１】
次いで、制御モジュール２００／３００は、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を電力管理コントローラ５０１から受け取るまで、再び待機する（ステップＳ３３）。
【００９２】
そして、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を受け取ると、制御モジュール２００／３００は、少なくとも１つの駆動部ユニットにおいて、動作目標位置を変更する（ステップＳ３４）。ここで言う動作目標位置とは、例えば、バッテリ５１２の充電サービスを提供する充電ステーション（図示しない）、あるいは、ＡＣアダプタ５１１の装着場所であるＡＣコンセントである。
【００９３】
動作目標位置の変更は、移動ロボット１００が実行中の作業を一時中断して待避することを意味する。電源が復活して、作業の再開を行うために、中断時の実効状態を保存しておくことが好ましい。
【００９４】
次いで、制御モジュール２００／３００は、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を電力管理コントローラ５０１から受け取るまで、再び待機する（ステップＳ３５）。
【００９５】
そして、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を受け取ると、制御モジュール２００／３００は、少なくとも１つの駆動部ユニットの動作を停止する（ステップＳ３６）。動作を停止すべき駆動部ユニットは、センサ、頭部、腕部、体幹部などのように、脚部ユニットによる歩行などの脚式動作に比較的影響の少ない部位であることが好ましい。この結果、ステップＳ３４において設定した動作目標位置の実現を継続しつつ、システム全体で消費される電力をさらに低減することができる。なお、頭部ユニットへの電力遮断は、駆動アクチュエータだけでなく、頭部に搭載された画像入力装置２５１，音声入力装置２５２，音声出力装置２５３，通信インターフェース２５４の電力遮断を含んでいてもよい。また、各駆動部ユニットへの電力遮断は、各部に配備された各種センサ類の停止を含んでいてもよい。
【００９６】
次いで、制御モジュール２００／３００は、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を電力管理コントローラ５０１から受け取るまで、再び待機する（ステップＳ３７）。
【００９７】
そして、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を受け取ると、制御モジュール２００／３００は、外部の電源供給装置に接続する（ステップＳ３８）。ここで言う外部の電源供給装置とは、例えば、充電ステーション、ＡＣアダプタ５１１の装着場所であるＡＣコンセント、スペア・バッテリなどである。
【００９８】
図８には、本実施例に係るロボット１００における電力管理オペレーションの他の例をフローチャートの形式で示している。以下、このフローチャートに従って説明する。
【００９９】
電力管理コントローラ５０１は、バッテリの残存容量を常時監視している。制御モジュール２００／３００は、バッテリの残存容量が所定値を下回った、すなわち電力不足という通知を電力管理コントローラ５０１から受け取るまで待機する（ステップＳ４１）。
【０１００】
そして、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を受け取ると、制御モジュール２００／３００は、少なくとも１つの駆動部ユニットにおいて、駆動制御に使用する制御式の制御パラメータを変更する（ステップＳ４２）。この結果、当該駆動部ユニットでの消費電力が低減して、主電源としてのバッテリ５１２に係る負担が軽減される。言い換えれば、バッテリ寿命が延長される。
【０１０１】
次いで、制御モジュール２００／３００は、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を電力管理コントローラ５０１から受け取るまで、再び待機する（ステップＳ４３）。
【０１０２】
そして、バッテリの残存容量が所定値を下回ったという通知を受け取ると、制御モジュール２００／３００は、少なくとも１つの駆動部ユニットにおいて、動作目標位置を変更する（ステップＳ４４）。ここで言う動作目標位置は、例えば、バッテリが完全に消耗して電源供給が途絶えたときであっても、転倒などの危険な状態を回避し得る姿勢・動作パターンなどである。
【０１０３】
そして、動作目標位置への移行が完了した時点で駆動部のすべての動作を停止して（ステップＳ４５）、バッテリが完全に消耗する事態に備える。
【０１０４】
図９には、本実施例に係るロボット１００における電力管理オペレーションの他の例を状態遷移モデルの形式で示している。以下、この状態遷移モデルに従って説明する。
【０１０５】
状態０では、全軸すなわちすべての関節アクチュエータがフル稼動可能な状態で動作している。
【０１０６】
状態０において電力の低下が検出されると、状態１に遷移して、少なくとも１つの駆動部ユニットにおいて、制御パラメータの変更を行う。この結果、当該駆動部ユニットでの消費電力が低減して、主電源としてのバッテリ５１２にかかる負担を軽減した状態で動作を継続することができる。言い換えれば、バッテリ寿命が延長される。
【０１０７】
状態１から直接状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。あるいは、状態７に一旦遷移して、充電ステーションやＡＣ電源への接続を行ってから状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。充電が終了すると、状態０に戻って、全軸フル稼動での動作を行うことができる。
【０１０８】
また、状態１において電力の低下が検出されると、状態２に遷移して、動作目標位置の変更を行う。ここで言う動作目標位置とは、例えば、バッテリ５１２の充電サービスを提供する充電ステーション、あるいは、ＡＣアダプタ５１１の装着場所であるＡＣコンセントである。あるいは、バッテリが完全に消耗して電源供給が途絶えたときであっても、転倒などの危険な状態を回避し得る姿勢・動作パターンなどを動作目標として設定するようにしてもよい。
【０１０９】
後者の場合には、ロボット１００を安全な姿勢に待避させた後、状態３に遷移して全軸動作を停止させる。図１０〜図１２には、ロボット１００の安全な姿勢を例示している。すなわち、図１０ではロボット１００が腰を下ろした姿勢を示し、図１１ではロボット１０がうつ伏せに寝た姿勢を示し、また、図１２にはロボット１００があお向けに寝た姿勢を示している。いずれの図に示す場合も、姿勢の維持のために脚部やその他の駆動部ユニットの駆動（すなわち電力消費）をほとんど必要としない。また、ロボット１００の重心位置は、充分に低いので、転倒によりロボット１００や衝突物に大きな衝撃が加わる可能性がない。
【０１１０】
状態２から直接状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。あるいは、状態７に一旦遷移して、充電ステーションやＡＣ電源への接続を行ってから状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。充電が終了すると、状態０に戻って、全軸フル稼動での動作を行うことができる。
【０１１１】
また、状態２において電力の低下が検出されると、状態４に遷移して、歩行などの脚式動作の続行に比較的影響の少ない頭部ユニットの動作を停止する。また、頭部ユニット内の各関節アクチュエータの駆動指令などの制御信号を停止する。この結果、システム全体での消費電力が低減して、主電源としてのバッテリ５１２にかかる負担を軽減した状態で動作を継続することができる。言い換えれば、バッテリ寿命が延長される。頭部ユニットへの電力遮断は、駆動アクチュエータだけでなく、頭部に搭載された画像入力装置２５１，音声入力装置２５２，音声出力装置２５３，通信インターフェース２５４の電力遮断を含んでいてもよい。
【０１１２】
状態４から直接状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。あるいは、状態７に一旦遷移して、充電ステーションやＡＣ電源への接続を行ってから状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。充電が終了すると、状態０に戻って、全軸フル稼動での動作を行うことができる。
【０１１３】
また、状態４において電力の低下が検出されると、状態５に遷移して、歩行などの脚式動作の続行に次に影響の少ない腕部ユニットの動作を停止する。また、腕部ユニット内の各関節アクチュエータの駆動指令などの制御信号を停止する。この結果、システム全体での消費電力が低減して、主電源としてのバッテリ５１２にかかる負担を軽減した状態で動作を継続することができる。言い換えれば、バッテリ寿命が延長される。
【０１１４】
状態５から直接状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。あるいは、状態７に一旦遷移して、充電ステーションやＡＣ電源への接続を行ってから状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。充電が終了すると、状態０に戻って、全軸フル稼動での動作を行うことができる。
【０１１５】
また、状態５において電力の低下が検出されると、状態６に遷移して、歩行などの脚式動作の続行に次に影響の少ない体幹部ユニットの動作を停止する。また、体幹部ユニット内の各関節アクチュエータの駆動指令などの制御信号を停止する。この結果、システム全体での消費電力が低減して、主電源としてのバッテリ５１２にかかる負担を軽減した状態で動作を継続することができる。言い換えれば、バッテリ寿命が延長される。
【０１１６】
状態５から直接状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。あるいは、状態７に一旦遷移して、充電ステーションやＡＣ電源への接続を行ってから状態８に遷移して、バッテリの充電を開始してもよい。充電が終了すると、状態０に戻って、全軸フル稼動での動作を行うことができる。
【０１１７】
［追補］
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１１８】
本明細書中では、２足歩行の人間形ロボットに本発明を適用した実施例に従って説明してきたが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、他のタイプの脚式移動ロボット、あるいは、脚式以外の移動ロボットに対しても本発明は有効に作用することを充分理解されたい。
【０１１９】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１２０】
【発明の効果】
以上詳記したように、充電式バッテリを用いて外部電源ケーブルによる拘束なしに作業空間を無経路で移動自在な、優れた移動ロボットを提供することができる。
【０１２１】
また、本発明によれば、作業空間を自在（無経路）に移動する移動ロボットのための優れた電源管理技術を提供することができる。
【０１２２】
また、本発明によれば、作業空間上の任意の場所でロー・バッテリ状態に陥った場合などであっても、無計画に行動したり電源供給遮断により転倒することのない、移動ロボットのための優れた電源管理技術を提供することができる。
【０１２３】
また、本発明によれば、作業空間上の任意の場所でロー・バッテリ状態に陥った場合には、駆動アクチュエータの制御パラメータを変更したり、脚式作業への影響が少ない各駆動部ユニットを順次停止していくことで、消費電力を低減しバッテリ寿命を延長させることができる。この結果、ロボットの動作の実行をより長時間継続したり、充電ステーションやその他の外部電源供給装置との接続動作に必要なエネルギを確保することができる。
【０１２４】
また、本発明によれば、作業空間上の任意の場所でロー・バッテリ状態に陥った場合には、ロボット１００が腰を下ろした姿勢、うつ伏せに寝た姿勢、あるいは、あお向けに寝た姿勢などのように、姿勢の維持のために脚部やその他の駆動部ユニットの駆動（すなわち電力消費）をほとんど必要とせず、且つ、重心位置が充分に低い姿勢に移行することによって、転倒によりロボット１００や衝突物に大きな衝撃が加わることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供される脚式移動ロボット１００を前方から眺望した様子を示た図である。
【図２】本発明の実施に供される脚式移動ロボット１００を後方から眺望した様子を示た図である。
【図３】本実施例に係る脚式移動ロボット１００が具備する自由度構成モデルを模式的に示した図である。
【図４】本実施例に係る脚式移動ロボット１００の制御システム構成を模式的に示した図である。
【図５】本実施例に係る脚式移動ロボット１００の電力供給システムの構成を模式的に示したブロック図である。
【図６】本実施例に係るロボット１００における電力管理オペレーションの一例を示したフローチャートである。
【図７】本実施例に係るロボット１００における電力管理オペレーションの他の例を示したフローチャートである。
【図８】本実施例に係るロボット１００における電力管理オペレーションの他の例を示したフローチャートである。
【図９】本実施例に係るロボット１００における電力管理オペレーションの他の例を示した状態遷移図である。
【図１０】ロボット１００の安全な姿勢を例示した図であり、より具体的には、ロボット１００が腰を下ろした姿勢を示した図である。
【図１１】ロボット１００の安全な姿勢を例示した図であり、より具体的には、ロボット１００がうつ伏せに寝た姿勢を示した図である。
【図１２】ロボット１００の安全な姿勢を例示した図であり、より具体的には、ロボット１００があお向けに寝た姿勢を示した図である。
【符号の説明】
１…頭部，２…首関節ヨー軸
３…首関節ピッチ軸，４…首関節ロール軸
５…体幹ピッチ軸，６…体幹ロール軸
７…体幹ヨー軸，８…肩関節ピッチ軸
９…肩関節ロール軸，１０…上腕ヨー軸
１１…肘関節ピッチ軸，１２…前腕ヨー軸
１３…手首関節ピッチ軸，１４…手首関節ロール軸
１５…手部，１６…股関節ヨー軸
１７…股関節ピッチ軸，１８…股関節ロール軸
１９…膝関節ピッチ軸，２０…足首関節ピッチ軸
２１…足首関節ロール軸，２２…足部（足底）
１００…脚式移動ロボット
２００…思考制御モジュール
２０１…バス・インターフェース
２１１…ＣＰＵ，２１２…ＲＡＭ，２１３…ＲＯＭ
２１４…外部記憶装置
２５１…画像入力装置（ＣＣＤカメラ）
２５２…音声入力装置（マイク）
２５３…音声出力装置（スピーカ）
２５４…通信インターフェース
３００…運動制御モジュール
３０１…バス・インターフェース
３１１…ＣＰＵ，３１２…ＲＡＭ，３１３…ＲＯＭ
３１４…外部記憶装置
３５１…姿勢センサ
３５２，３５３…接地確認センサ
３５４…電源制御装置
５０１…電源管理コントローラ，５０２…電源供給・遮断部
５１１…ＡＣアダプタ，５１２…バッテリ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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