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あなた様は人目のお客様です。
■２００３．０１．２５：ゼロ号機公開、８号機動画追加
■２００２．０５．２１：８号機開発途中経過公開
■２００１．１２．１８：６号機改、１号機改、７号機 公開
■２００１．１．７:公開
１．はじめに
本ホームページでは、私が趣味で製作している歩行ロボットを紹介します。現在(2003/1月）までに９体の歩行ロボットを製作しました。ほとんどのロボットが二足歩行型であり、失敗したもの、成功したもの（歩行速度一歩６０秒から一歩２秒のもの）等あります。以上、このような趣味を持っている方の参考になれば非常にうれしく思います。
２．製作した二足歩行ロボット
９体の二足歩行ロボットを製作しました。ゼロ号機、８号機、６号機改、１号機改、７号機、２〜５号機の順で説明します。
２．０ ゼロ号機（ＲＷＫ−ｚｅｒｏ）
図１にゼロ号機の写真を示します。構造上の大きな特徴は、モータ一つで、前後、左右の重心をとりながら、完全二足歩行することです。他の機体は、モータ３個以上を使用しており、ゼロ号機は、かなり単純な構造で、完全歩行を実現しています。詳しくは、ここをクリックしてください。動画の表示
図１ ゼロ号機（ＲＷＫ−ｚｅｒｏ）
２．１ ８号機（ＬＯＭＯＷＳ０８、ｌｏｃａｌ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｗａｌｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）
図２に開発中の８号機の写真を示します。構造上の大きな特徴は、１号機と３号機の構造を取り入れました。前後の重心移動を行うピッチ軸は１号機改の構造を取り入れ、また左右の重心移動を行うロール軸は、３号機の構造を取り入れました。全高は約６０ｃｍ、重量は約３ｋｇあります。制御は、６号機改と同一の方法を採用しました。サーボモータにはフタバ製のＳ３８０２を使用し、かつギアで減速して、各関節のトルクを上げています。動画はありませんが、前進歩行、旋回、屈伸が可能です。動画の表示
図２ ８号機（ＬＯＭＯＷＳ０８）
２．２ ６号機改（ＲＷＫ０６Ｋ）
図３に６号機改の写真を示します。構造上の大きな特徴は、計１０個のサーボモータを使用し、膝関節の替わりに脚が伸縮する機構（ラックギアで実現）を採用しました。伸縮機構を採用することにより、空間における足先の位置決めを容易に制御することができます。７個のサーボモータは、腿関節に左右１個づつ、脚伸縮に左右１個づつ、足首に左右１個づつ、重心移動用に１個を使用しています。歩行形態は、正面から見ると平行四辺形の形をとりながら、重心を移動させ歩行します。歩行制御は、Ｈ８／３６６４のマイコンを使用し、ラジオコントロールで前進、方向転換、腕を操作します。詳しくは、ここをクリックしてください。動画の表示
図３ ６号機改（ＲＷＫ０６Ｋ）
２．３ １号機（ＲＷＫ０１Ｋ）
図４に１号機の写真を示します。構造上の大きな特徴は、重心移動用の振り子によって重心を移動させ、歩行します。関節駆動用のモータには、ラジコン用のサーボモータを計３個使用しています。関節は、（１）重心移動用、（２）膝関節、（３）腿関節があります。歩行速度は、一歩／２秒です。歩行制御は、Ｈ８／３６６４のマイコンを使用し、光通信により前進、停止をします。詳しくは、ここをクリックしてください。動画の表示
図４ １号機（ＲＷＫ０１Ｋ）
２．４ ７号機（ＲＷＫ０７）
図５に７号機の写真を示します。構造上の大きな特徴は、重心移動用の振り子によって重心を移動させ歩行します。振り子の移動により、左右の足が自動的に持ち上がり、接地している足を回転させ、歩行を行います。関節駆動用のモータには、ラジコン用のサーボモータを計３個使用しています。関節は、（１）重心移動用、（２）右ヨ−軸関節、（３）左ヨー軸関節があります。歩行速度は、一歩／１．５秒です。詳しくは、ここをクリックしてください。
図５ ７号機（ＲＷＫ０７）
２．５ ２号機（ＲＷＫ０２）
図６に２号機の写真を示します。構造上の大きな特徴は、計１０個のＤＣモータを腰に左右２個づつ（４個）、膝に左右１個（計２）、足首に左右２個づつ（計４個）、取り付けています。また、ＤＣモータにマブチモータ３８０を使用し、減速ギア（協育歯車で自作）を介して、各関節を動作させています。また、位置センサとして、ポテンショメータ（１０回転、５ＫΩ）を使用し、PI制御によって位置決め制御を実現しています。歩行形態は、正面からみて逆三角形の形をとり、平均台歩行をします。詳しくは、ここをクリックしてください。
図６ ３号機（ＲＷＫ０２）
２．６ ３号機（ＲＷＫ０３）
図７に３号機の写真を示します。構造上の大きな特徴は、計９個のＤＣモータを腰（ロール軸方向）に１個、腿に左右１個づつ（計２個）、膝に左右１個（計２個）、足首に左右２個づつ（計４個）、取り付けています。また、ＤＣモータにマブチモータ３８０を使用し、減速ギア（協育歯車で自作）を介して、各関節を動作させています。また、位置センサとして、ポテンショメータ（１０回転、５ＫΩ）を使用し、PI制御によって位置決め制御を実現しています。歩行形態は、正面からみて平行四辺形の形をとり、左右に上体を揺らしながら重心を移動させ歩行します。詳しくは、ここをクリックしてください。
図７ ３号機（ＲＷＫ０３）
２．７ ４号機と５号機
４号機と５号機については、壊れており写真を載せることはできません。概要のみ記載します。４号機は、３足歩行ロボットであり、重心移動の制御を実施していません。その替わり、膝関節を伸縮機構に変更し（６号機の前身）、階段歩行を目指しました。結果、階段歩行に成功することができました。そこで、この伸縮機構を二足歩行で実現し、階段歩行を目指したロボットが５号機です。結果、失敗しました。ギアのバックラッシュ（自作減速ギアのため）が多く、立つことすらできませんでした。この教訓を生かしたものが６号機です。
３．制御方法
基本的な制御方法はこうです。
４．材料、部品
材料、部品を下記します。
（１）ボディ：アクリル版（２mm、３mm、５mm）、アルミ版（１mm、２mm）
（２）モータ：マブチモータ（３８０）、サーボモータ（ラジコン用サンワ製SX-101Z)
（３）ギア：協育歯車（自作減速ギアに使用）
（４）モータドライバIC：TA７２９１P
（５）パソコン：ソーテック製PC STATION S２５３P
（６）AD変換ボード（PCI）：AD12‐16（CONTEC製）
（７）DIOボード（PCI）：PIO-48D（CONTEC製）
（８）ソフトウェア：Visual C++（制御プログラムの作成）
（９）実装マイコン：Ｈ８／３６６４（プログラムはアセンブラ）
（１０）ラジオコントロールプロポ：双葉製、8UAP-PCM72L
５．今後の課題
（１）ひも付きロボットであるため、マイコン、電源等を実装し、自律ロボットに近づける（Ｈ８、ＳＨマイコン等の使用）
・・・・・・・・１号機改、６号機改は、マイコン、電源等の実装を実施しました。
（２）外界センサを取り付け、歩行パターンを環境に合わせて変更する（現在の歩行パターンは予め人間が与えている）。・・・・・・かなり難しいと思いますが。
６．参考文献
（１）トランジスタ技術（アナログ信号のデジタル制御特集）
（２）制御工学の基礎（丸善、著者 堀、大西）
他
※ 無断複写等を禁止します。
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