JP2001150370A

JP2001150370A - 脚式移動ロボット及び脚式移動ロボットの動作制御方法

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Publication number: JP2001150370A
Application number: JP33293499A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hattori; 裕一服部; Kenzo Ishida; 健蔵石田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2001-06-05
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: JP3555107B2; US6832131B2; US20040162636A1; EP1466817A3; EP1103450A1; CN1297805A; US6463356B1; CN1275742C; DE60012458T2; KR100695355B1; KR20010051881A; DE60012458D1; EP1103450B1; US7013201B2; DE602004024155D1; EP1466817A8; EP1466817B1; EP1466817A2; US20030036818A1

Abstract

(57)【要約】【課題】うつ伏せ、仰向け、横向きなど様々な転倒姿
勢からも自律的に確実且つ円滑に起き上がることができ
る。【解決手段】脚式移動ロボットは、体幹部においてロ
ール、ピッチ、ヨーなどの各軸に自由度を有する。任意
の転倒姿勢において、これら体幹部の自由度を活用する
ことにより、円滑に起き上がることができる。また、体
幹部以外の可動部への負担や要求トルクを軽減するとと
もに荷重負担を各可動部間で分散・平均化することで、
特定部位への集中荷重を回避する。この結果、ロボット
運用の信頼性を向上するとともに、起き上がり動作期間
中のエネルギー効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体のメカニズム
や動作をモデル化して構成されるリアリスティックなロ
ボットのメカニズムに係り、特に、ヒトやサルなどの脚
式移動型動物の身体メカニズムをモデル化した脚式移動
型ロボットのメカニズムに関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、歩行動作などの
最中に転倒してしまった場合であっても自力で起き上が
ることができる脚式移動型ロボットの制御メカニズムに
係り、特に、転倒してしまい様々な姿勢若しくは格好で
横たわっている場合であっても自力で起き上がり、転倒
により中断した作業を自動的に再開することができる脚
式移動型ロボットのための制御方法メカニズムに関す
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ＲＯＢＯＴ
Ａ（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（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｏｂ
ｏｔ）であった。

【０００４】最近では、ヒトやサルなどの２足直立歩行
を行う動物の身体メカニズムや動作を模した脚式移動ロ
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。２足直立による脚式移動は、クローラ
式や、４足又は６足式などに比し不安定で姿勢制御や歩
行制御が難しくなるが、不整地や障害物など作業経路上
に凹凸のある歩行面や、階段や梯子の昇降など不連続な
歩行面に対応することができるなど、柔軟な移動作業を
実現できるという点で優れている。

【０００５】ヒトの生体メカニズムや動作をエミュレー
トした脚式移動ロボットのことを、特に、「人間形」、
若しくは「人間型」のロボット（ｈｕｍａｎｏｉｄｒ
ｏｂｏｔ）と呼ぶ。人間型ロボットは、例えば、生活支
援、すなわち住環境その他の日常生活上の様々な場面に
おける人的活動の支援などを行うことができる。

【０００６】人間形若しくは人間型と呼ばれるロボット
を研究・開発する意義を、例えば以下の２つの視点から
把握することができよう。

【０００７】１つは、人間科学的な視点である。すなわ
ち、人間の下肢及び／又は上肢に似た構造のロボットを
作り、その制御方法を考案して、人間の歩行動作をシミ
ュレートするというプロセスを通じて、歩行を始めとす
る人間の自然な動作のメカニズムを工学的に解明するこ
とができる。このような研究成果は、人間工学、リハビ
リテーション工学、あるいはスポーツ科学など、人間の
運動メカニズムを扱う他のさまざまな研究分野の進展に
大いに還元することができるであろう。

【０００８】もう１つは、人間のパートナーとして生活
を支援する、すなわち住環境その他の日常生活上の様々
な場面における人的活動の支援を行うロボットの開発で
ある。この種のロボットは、人間の生活環境のさまざま
な局面において、人間から教わりながら個々に個性の相
違する人間又は環境への適応方法を学習し、機能面でさ
らに成長していく必要がある。このとき、ロボットが
「人間形」すなわち人間と同じ形又は同じ構造をしてい
る方が、人間とロボットとのスムースなコミュニケーシ
ョンを行う上で有効に機能するものと考えられる。

【０００９】例えば、踏んではならない障害物を避けな
がら部屋を通り抜ける方法を実地においてロボットに教
示するような場合、クローラ式や４足式ロボットのよう
に教える相手が自分と全く違う構造をしているよりも、
同じような格好をしている２足歩行ロボットの方がユー
ザ（作業員）ははるかに教え易く、またロボットにとっ
ても教わり易い筈であろう（例えば、高西著「２足歩行
ロボットのコントロール」（自動車技術会関東支部＜高
塑＞Ｎｏ．２５，１９９６ＡＰＲＩＬ）を参照のこ
と）。

【００１０】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多くの障壁が存在
する。しかしながら、機械システムすなわちロボットが
様々な人的作業を代行し、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いえる。

【００１１】人間型ロボットの用途の１つとして、産業
活動・生産活動等における各種の難作業の代行が挙げら
れる。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危険
作業・難作業の代行である。

【００１２】但し、この種の産業利用に特化したロボッ
トは、特定の用途若しくは機能を実現することが設計・
製作上の至上の主題であり、２足歩行を前提とはするも
のの、ヒトやサルなど直立歩行動物が本来持つ身体メカ
ニズムや動作を機械装置として忠実に再現する必要は必
ずしもない。例えば、特定用途を実現するために手先の
自由度や動作機能を強化する一方で、作業の用途には比
較的関係が低いとされる頭部や体幹部（脊椎など）、腰
部などの自由度を制限し又を省略することはある程度許
容すべきである。この結果、２足歩行と謂えども、ロボ
ットの作業や動作の外観上で、ヒトとしては不自然さが
残ることがあるが、かかる点は妥協せざるを得ない。

【００１３】また、人間型ロボットの他の用途として、
難作業の代行などの生活支援というよりも、生活密着
型、すなわち人間との「共生」という用途が挙げられ
る。この種のロボットは、ヒトやサルなどの２足の直立
歩行を行う動物が本来持つ、全身協調型の動作メカニズ
ムを忠実に再現し、その自然に円滑な動作を実現するこ
とを至上の目的とする。また、ヒトやサルなどの知性の
高い直立動物をエミュレートする以上、四肢を用いた動
作が生体として自然であり、且つ、動作が持つ表現力が
豊かであることが望ましい。さらに、予め入力された動
作パターンを単に忠実に実行するだけではなく、相手の
言葉や態度（「褒める」とか「叱る」、「叩く」など）
に呼応した、生き生きとした動作表現を実現することも
要求される。この意味において、ヒトを模したエンター
ティンメント指向の人間型ロボットは、まさに「人間
型」のロボットと呼ぶに相応しい。

【００１４】既に周知のように、人体は数百の関節すな
わち数百に上る自由度を備えている。限りなくヒトに近
い動作を脚式移動ロボットに付与するためには、ほぼ同
じ自由度を与えることが好ましいが、これは技術的には
極めて困難である。何故ならば、１つの自由度に対して
少なくとも各１つのアクチュエータを配設する必要があ
るが、数百のアクチュエータをロボットという機械装置
上に実装することは、製造コストの点からも、重量やサ
イズなど設計の観点からも不可能に等しい。また、自由
度が多いと、その分だけロボットの位置・動作パターン
制御や姿勢安定制御等のための計算量が指数関数的に増
大してしまう。

【００１５】このため、人体よりもはるかに少ない数十
程度の関節自由度で人間型ロボットを構成するのが一般
的である。したがって、少ない自由度を用いてより自然
な動作を如何にして実現するかが、人間型ロボットの設
計・制御において重要な課題の１つといえる。

【００１６】例えば、脊椎などのように柔軟性を持つ機
構が人間の生活の場で多様で複雑な動作をするために重
要であることは、人間工学などの観点から既に明らかで
ある。脊椎を意味する体幹関節自由度は、産業的な用途
上は存在価値が低いが、エンターティンメントやその他
の生活密着型の人間型ロボットには重要である。なお且
つ、状況に応じて柔軟さを能動的に調節できることが求
められている。

【００１７】また、２足直立歩行を行う脚式移動ロボッ
トは、柔軟な歩行・走行動作（例えば階段の昇降や障害
物の乗り越え等）を実現できる点で優れている反面、脚
の本数が少なくなるとともに、重心位置が高くなるた
め、その分だけ姿勢制御や安定歩行制御が難しくなる。
特に、生活密着型のロボットの場合、ヒトやサルなどの
知性動物における自然な動作や感情を豊かに表現しなが
ら全身の姿勢や安定歩行を制御しなければならない。

【００１８】２足歩行による脚式移動を行うタイプのロ
ボットに関する姿勢制御や安定歩行に関する技術は既に
数多提案されている。ここで言う安定な「歩行」とは、
「転倒することなく、脚を使って移動すること」と定義
することができよう。

【００１９】ロボットの姿勢安定制御は、ロボットの転
倒を回避する上で非常に重要である。何故ならば、転倒
は、ロボットが実行中の作業を中断することを意味し、
且つ、転倒状態から起き上がって作業を再開するために
相当の労力や時間が払われるからである。また、何より
も、転倒によって、ロボット本体自体、あるいは転倒す
るロボットと衝突する相手側の物体にも、致命的な損傷
を与えてしまう危険があるからである。したがって、脚
式移動ロボットの設計・開発において、姿勢安定制御や
歩行時の転倒防止は最も重要な課題の１つである。

【００２０】歩行時には、重力と歩行運動に伴なって生
じる加速度によって、歩行系から路面には重力と慣性
力、並びにこれらのモーメントが作用する。いわゆる
「ダランベールの原理」によると、それらは路面から歩
行系への反作用としての床反力、床反力モーメントとバ
ランスする。力学的推論の帰結として、足底接地点と路
面の形成する支持多角形の辺上あるいはその内側にピッ
チ及びロール軸モーメントがゼロとなる点、すなわち
「ＺＭＰ（ＺｅｒｏＭｏｍｅｎｔＰｏｉｎｔ）」が
存在する。

【００２１】脚式移動ロボットの姿勢安定制御や歩行時
の転倒防止に関する提案の多くは、このＺＭＰを歩行の
安定度判別の規範として用いている。ＺＭＰ規範に基づ
く２足歩行パターン生成は、足底着地点を予め設定で
き、路面形状に応じた足先の運動学的拘束条件を考慮し
易いなどの利点がある。

【００２２】例えば、特開平５−３０５５７９号公報に
は、脚式移動ロボットの歩行制御装置について開示して
いる。同公報に記載の歩行制御装置は、ＺＭＰ（Ｚｅｒ
ｏＭｏｍｅｎｔＰｏｉｎｔ）すなわち歩行するときの
床反力によるモーメントがゼロとなる床面上の点を目標
値に一致させるように制御するものである。

【００２３】また、特開平５−３０５５８１号公報に記
載の脚式移動ロボットは、ＺＭＰが支持多面体（多角
形）内部、又は、着地、離床時にＺＭＰが支持多面体
（多角形）の端部から少なくとも所定の余裕を有する位
置にあるように構成した。この結果、外乱などを受けて
も所定距離だけＺＭＰの余裕があり、歩行の安定性の向
上を図ることができる。

【００２４】また、特開平５−３０５５８３号公報に
は、脚式移動ロボットの歩き速度をＺＭＰ目標位置によ
って制御する点について開示している。すなわち、同公
報に記載の脚式移動ロボットは、予め設定された歩行パ
ターン・データを用い、ＺＭＰを目標位置に一致させる
ように脚部関節を駆動するとともに、上体の傾斜を検出
して、その検出値に応じて設定された歩行パターン・デ
ータの吐き出し速度を変更するようにしている。この結
果、予期しない凹凸を踏んでロボットが例えば前傾する
ときは吐き出し速度を速めることで姿勢を回復できる。
またＺＭＰが目標位置に制御できるので、両脚支持期に
おいて吐き出し速度を変更しても支障がない。

【００２５】また、特開平５−３０５５８５号公報に
は、脚式移動ロボットの着地位置をＺＭＰ目標位置によ
って制御する点について開示している。すなわち、同公
報に記載の脚式移動ロボットは、ＺＭＰ目標位置と実測
位置とのずれを検出して、それを解消する様に脚部の一
方または双方を駆動するか、又は、ＺＭＰ目標位置まわ
りにモーメントを検出してそれが零になる様に脚部を駆
動することで安定歩行を行うようになっている。

【００２６】また、特開平５−３０５５８６号公報に
は、脚式移動ロボットの傾斜姿勢をＺＭＰ目標位置によ
って制御する点について開示している。すなわち、同公
報に記載の脚式移動ロボットは、ＺＭＰ目標位置まわり
のモーメントを検出し、モーメントが生じているとき
は、それが零になるように脚部を駆動することで安定歩
行を行うようになっている。

【００２７】歩行ロボットの転倒という事態を未然に回
避するためには最大限の努力を払うべきである。しかし
ながら、とりわけ脚の本数が少ない２足歩行ロボットの
場合、研究段階からようやく実用化の第１歩を踏み出そ
うという状況下にあるに過ぎず、転倒の可能性を完全に
消去することはできない。

【００２８】したがって、転倒を未然に防ぐ対策を講じ
るだけではなく、転倒時の損害を最小限に抑えるととも
に、転倒後の作業の復旧、すなわちロボットの起き上が
り若しくは立ち上がり動作の信頼性を向上させること
が、脚式歩行ロボットの早期実用化のためには肝要であ
る。

【００２９】ロボットが様々な障害物や不測の事態を包
含する人間の住環境下で動作する上で、「転倒」は不可
避である。そもそも人間自体が転倒するものである。し
たがって、ロボットが転倒した状態から自律的に起き上
がる動作パターンを備えることが脚式移動ロボットの完
全自動化を実現するための必須の条件である、と言って
も過言ではない。

【００３０】例えば特開平１１−４８１７０号公報に
は、脚式移動ロボットの転倒の問題に関して取り扱って
いる。しかしながら、同公報は、転倒しそうな状況にお
いて、ロボットの重心を下げるように制御することによ
って、ロボットやロボットが衝突する相手側の物体の損
傷を可能な限り軽減することを提案するものであり、転
倒後の作業の復旧、すなわちロボットの起き上がり若し
くは立ち上がり動作の信頼性を向上させる点については
全く言及していない。

【００３１】また、ひとえにロボットが「転倒する」と
いっても、転倒した姿勢は様々である。例えば２足の脚
式移動ロボットの場合、うつ伏せ、仰向け、横向きなど
複数の転倒状態がある。一部の転倒姿勢からしか起き上
がることができない（例えばうつ伏せ状態からしか起き
上がらない）というのでは、自律的な起き上がりやロボ
ットの完全自動化を標榜するには不充分である。

【００３２】例えば図３５に示すような脚式移動ロボッ
トについて考察してみる。同図に示すロボットは、２足
による直立歩行を行う人間型ロボットであり、頭部と、
体幹部と、下肢部と、上肢部とで構成される。脚部は歩
行に必要な自由度を有し、腕部は想定される作業におい
て必要な自由度を備えるものとする。例えば、各脚部は
６自由度を有し、各腕部は４自由度を有する。また、体
幹部は、脚部や腕部、頭部を連結する、構造体の中心で
ある。但し、図示に示すロボットの場合、体幹部に自由
度を全く持たない。

【００３３】一般に、脚式移動ロボットにおける歩行
は、脚部の着床面と、重心あるいは動的なモーメントの
中心点の相対的な移動を行うことによって実現される。
２足歩行のロボットの場合であれば、左右の脚を交互に
立脚と遊脚に切り替えることで、所定方向への移動を行
う。このとき、基本的には、体重心あるいは動的なモー
メントの中心を立脚側へ移動し、また、所定の進行方向
にそれを移動させることが必要となる。これらの動作
は、脚式移動ロボットにおいては、各部の関節自由度に
よる協調的な駆動によって実現される。図３５に示すよ
うな両脚にそれぞれ６自由度又はそれ以上の自由度を有
する脚式移動ロボットの場合、脚の自由度のみによっ
て、歩行時における体重心又は動的モーメントの中心を
移動させることが可能である。

【００３４】図３６には、図３５に示した脚式移動ロボ
ットが直立している状態を示している。このような直立
状態では、体正面方向から見たロボットの重心位置は両
脚の中心部上にあり、ＺＭＰは両足着床部の略中間の姿
勢安定領域内にある。

【００３５】また、図３７には、この脚式移動ロボット
が歩行のために重心を片脚（同図に示す例では左脚）に
移動させた状態を示している。すなわち、左股関節部及
び左足首関節部のロール方向変位や、これに相応する右
股関節部及び右足首関節部のロール方向変位を主成分と
する運動によって、ロボットの重心が左脚側に移動し
て、ＺＭＰが左足の着床領域内に移動する。この結果、
ロボットは、左脚のみで全体重を支えることが可能な姿
勢を形成する。また、遊脚となった右脚を所望の進行方
向に踏み出すことで、歩行を行うことができる。

【００３６】主に歩行を想定した２足脚式移動ロボット
の場合、自由度の配置によっては脚部に配置される自由
度のみでも歩行が可能であり、実機上でもこのような歩
行動作パターンが採用されることが多い。さらに、ロボ
ットが行う作業のために、腕部や手部に別途自由度が配
置されているのが一般的である。また、頭部について
も、視覚認識等を目的とする自由度を有することが多
い。

【００３７】これに対し、体幹部については、歩行や作
業等のロボットが主目的とする動作パターンに必須の自
由度とは言えない。このため、現在実用化に向けて開発
されている脚式移動ロボットのほとんどは、図３５に示
したように体幹部に自由度を備えていない（前述）。

【００３８】ここで、図３５に示すような体幹部に自由
度を備えていないタイプの脚式移動ロボットに関する転
倒時起き上がり動作について考察してみる。

【００３９】例えば図３８に示すようなうつ伏せ姿勢か
ら起き上がる場合、まず、両腕部及び両股関節のピッチ
軸等を駆動させて、着床部分を腕部と脚部（膝部）だけ
にし、次いで、両着床部の相対的距離を徐々に近付ける
ことにより、ロボットの重心を持ち上げていく（図３９
を参照のこと）。

【００４０】また、重心を持ち上げるのと同時に足部を
前方に移動させる（図４０を参照のこと）。この結果、
重心が足部着床領域の上空に移動して、ＺＭＰが着床領
域すなわち姿勢安定領域に突入して、腕部を床面から離
すことが可能となる（図４１を参照のこと）。さらに、
脚部（膝関節部）を伸展させて重心を持ち上げことによ
って、起き上がり動作が完結する（図４２を参照のこ
と）。

【００４１】しかしながら、実際には、各関節の可動角
度や部位間の干渉などの問題のために、重心の移動を充
分に行うことができないことが多い。例えば、上記の図
４０から図４１へ姿勢を移行させる際、腕を接地させた
ままでは、膝を充分に畳み込むことができず、ＺＭＰを
足部の着床領域まで移動させることができない。無理に
ＺＭＰの移動を試みると、ＺＭＰが安定領域に突入する
前に腕部が先に離床してしまい、うまく起き上がること
ができない。

【００４２】また、図４３に示すように脚式移動ロボッ
トが仰向け姿勢で転倒してしまった場合、ロボットが自
律的に、すなわち外部からの物理的な補助なしに起き上
がることはさらに困難となる。

【００４３】仰向け姿勢から起き上がり動作を行う場
合、まず、脚部と腕部で床面に接地する姿勢をとること
で、重心を上方に持ち上げる（図４４を参照のこと）。
次いで、着床している足部と腕部との相対的距離を徐々
に小さくしていく（図４５を参照のこと）。

【００４４】足部と腕部との相対的距離が充分小さくな
ると、ロボットの重心位置を足部着床領域上空まで移動
することができる（図４６を参照のこと）。この状態で
は、ＺＭＰが足部すなわち姿勢安定領域内に入っている
ので、腕部を床面から離すとともに、脚部すなわち膝部
を伸展させることによって重心をさらに持ち上げること
で、起き上がり動作が完結する（図４７を参照のこ
と）。

【００４５】しかしながら、実際には、うつ伏せ姿勢か
ら起き上がる場合と同様に、各関節の可動角度や部位間
の干渉などの問題のために、重心の移動を充分に行うこ
とができないことが多い。例えば、上記の図４５から図
４６へ姿勢を移行させる際、腕を接地させたままでは、
膝を充分に畳み込むことができず、ＺＭＰを足部の着床
領域まで移動させることができない。無理にＺＭＰの移
動を試みると、ＺＭＰが安定領域に突入する前に腕部が
先に離床してしまい、うまく起き上がることができな
い。

【００４６】図３８〜図４２で示したうつ伏せ姿勢から
の起き上がり動作、及び、図４３〜図４７で示した仰向
け姿勢からの起き上がり動作のいずれの場合も、股関節
部における体前面側への可動角度を拡張することによ
り、図４０及び図４１、並びに、図４６及び図４７に示
すボトルネックを解消することができる。しかしなが
ら、実機の脚式移動ロボットにおいて股関節部の可動角
度を大きくためには、体幹部及びその周辺の部材との干
渉が発生してしまうので、現実的な解決策とは言い難
い。

【００４７】また、上述したうつ伏せ及び仰向けいずれ
の姿勢からの起き上がり動作パターンの場合も、足部を
極端に重く構成することによって、脚式移動ロボット全
体の重心位置を足部付近に設定すれば、図４１や図４７
において腕部が先に離床してしまう場合であっても、Ｚ
ＭＰを姿勢安定領域に移動させることができる。ダルマ
が自然に起き上がるのと同様の原理である。

【００４８】ロボットの重心が常に歩行中の足底の接地
範囲にある「静歩行」を行うロボットの場合であれば、
ダルマのように全体の重心位置が足部のような低所にあ
っても、安定歩行動作を確保することができる。

【００４９】これに対し、ロボットの重心が足底の外に
外れるような「動歩行」を行うタイプのロボットの場
合、歩行期間中は転倒方向に支持点を強く加速すること
で姿勢回復を図るという「倒立振子」の概念を導入され
る。すなわち、動歩行型のロボットの場合、動的な重心
移動を可能にするために、重心位置を比較的高所になる
ように、脚部は状態に対して比較的軽量に設計されてい
る。逆に脚部の質量が大きいと、円滑な重心移動が困難
となり、歩行そのものに支障をきたす。略言すれば、ロ
ボット全体の重心位置を低所に設定することは、動歩行
時の姿勢安定制御が困難になるので、起き上がり動作を
行う脚式移動ロボットの一般的解決にはなり得ない。

【００５０】図３８〜図４２、並びに、図４３〜図４７
を参照しても判るように、体幹部に自由度がないタイプ
の脚式移動ロボットの場合、腕部、頭部等と脚部との相
対的位置の可変量が小さいので、いずれの転倒姿勢から
も起き上がることは困難となる。

【００５１】他方、ロボットの体幹部を極端に短く構成
することにより、あるいは、腕部を極端に長く構成する
ことによって、腕部と脚部との相対的位置の可変量を拡
張することができる。この結果、図４１や図４７に示す
ようなＺＭＰが姿勢安定領域に入る前に腕部が離床して
しまうという現象を解消して、起き上がり動作を実現す
ることができる。

【００５２】しかしながら、体幹部を短くしたり、腕部
を長くすることは、人間型ロボットの四肢若しくは全身
の均整を失うことになり、「人間形」若しくは「人間
型」を目指す趣旨から逸脱してしまう。

【００５３】また、本出願時における脚式移動ロボット
の動向として、ロボット自身の制御ユニットを背面部に
搭載することが多い。したがって、仰向けに転倒した場
合には、重心位置が背面側に大きく偏ってしまうため、
仰向け姿勢からの起き上がり動作はさらに困難になると
想到される（図４８を参照のこと）。

【００５４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ヒト
やサルなどの脚式移動型動物の身体メカニズムをモデル
化した、優れた脚式移動型ロボットのメカニズムを提供
することにある。

【００５５】本発明の更なる目的は、歩行動作など作業
の最中に転倒してしまった場合であっても自力で起き上
がることができる、優れた脚式移動型ロボット及びその
制御メカニズムを提供することにある。

【００５６】本発明の更なる目的は、転倒してしまい様
々な姿勢若しくは格好で横たわっている場合であっても
自律的に起き上がり、転倒により中断した作業を自動的
に再開することができる、優れた脚式移動型ロボット及
びその制御方法メカニズムを提供することにある。

【００５７】本発明の更なる目的は、うつ伏せ、仰向
け、横向きなど様々な転倒姿勢からも自律的に確実且つ
円滑に起き上がることができる、優れた脚式移動型ロボ
ット及びその制御メカニズムを提供することにある。

【００５８】

【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
とも下肢と、該下肢の上方に配設された上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットであ
って、転倒したか否かを判断する転倒判断手段と、転倒
時の姿勢を判定する手段と、転倒姿勢に応じた起き上が
り動作パターンを実行する手段と、を具備することを特
徴とする脚式移動ロボットである。

【００５９】また、本発明の第２の側面は、少なくとも
下肢と、該下肢の上方に配設されて体幹部に所定の可動
自由度を持つ上体とで構成され、下肢の運動により移動
自在な脚式移動ロボットであって、転倒したか否かを判
断する転倒判断手段と、転倒時の姿勢を判定する手段
と、転倒姿勢に応じた起き上がり動作パターンを実行す
る手段と、を具備することを特徴とする脚式移動ロボッ
トである。

【００６０】また、本発明の第３の側面は、少なくとも
下肢と、該下肢の上方に配設されて体幹部に所定の可動
自由度を持つ上体とで構成され、下肢の運動により移動
自在な脚式移動ロボットであって、転倒したか否かを判
断する転倒判断手段と、転倒時に少なくとも前記体幹部
の可動自由度の変位を伴う起き上がり動作パターンを実
行する手段と、を具備することを特徴とする脚式移動ロ
ボットである。

【００６１】本発明の第３の側面に係る脚式移動ロボッ
トにおいて、前記体幹部は少なくともピッチ軸方向の可
動自由度を有し手もよい。この場合、前記起き上がり動
作パターンは該体幹部ピッチ軸方向の可動自由度を利用
することができる。

【００６２】あるいは、前記体幹部は少なくともヨー軸
方向の可動自由度を有し手もよい。この場合、前記起き
上がり動作パターンは該体幹部ヨー軸方向の可動自由度
を利用することができる。

【００６３】あるいは、前記体幹部は少なくともロール
軸方向の可動自由度を有し手もよい。この場合、前記起
き上がり動作パターンは該体幹部ロール軸方向の可動自
由度を利用することができる。

【００６４】また、本発明の第４の側面は、少なくとも
下肢と、該下肢の上方に配設されて体幹部に所定の可動
自由度を持つ上体とで構成され、下肢の運動により移動
自在な脚式移動ロボットであって、転倒したか否かを判
断する転倒判断手段と、転倒時の姿勢を判定する手段
と、転倒時に他の転倒姿勢に移行するための動作パター
ンを実行する手段と、を具備することを特徴とする脚式
移動ロボットである。

【００６５】本発明の第４の側面に係る脚式移動ロボッ
トにおいて、前記体幹部は少なくともピッチ軸方向の可
動自由度を有してもよい。この場合、他の転倒姿勢に移
行するための前記動作パターンは該体幹部ピッチ軸方向
の可動自由度を利用することができる。

【００６６】あるいは、前記体幹部は少なくともヨー軸
方向の可動自由度を有してもよい。この場合、他の転倒
姿勢に移行するための前記動作パターンは該体幹部ヨー
軸方向の可動自由度を利用することができる。

【００６７】あるいは、前記体幹部は少なくともロール
軸方向の可動自由度を有してもよい。この場合、他の転
倒姿勢に移行するための前記動作パターンは該体幹部ロ
ール軸方向の可動自由度を利用することができる。

【００６８】また、本発明の第５の側面は、少なくとも
下肢と、該下肢の上方に配設されて体幹部に所定の可動
自由度を持つ上体とで構成され、下肢の運動により移動
自在な脚式移動ロボットがうつ伏せ姿勢に陥ったときの
ための動作制御方法であって、少なくとも体幹部ピッチ
軸の可動自由度を利用して腕部及び脚部のみで着床する
姿勢を形成するステップと、少なくとも体幹部ピッチ軸
の可動自由度を利用して脚式移動ロボットの重心を上方
に持ち上げるステップと、少なくとも体幹部ピッチ軸の
可動自由度を利用して腕部及び脚部それぞれの着床部分
における相対的位置を小さくするステップと、腕部及び
脚部それぞれの着床部分同士が充分接近した結果、前記
脚式移動ロボットのＺＭＰが足部着床領域に入ったこと
に応答して、全身の伸展を開始するステップと、を具備
することを特徴とする脚式移動ロボットの動作制御方法
である。

【００６９】また、本発明の第６の側面は、少なくとも
下肢と、該下肢の上方に配設されて体幹部に所定の可動
自由度を持つ上体とで構成され、下肢の運動により移動
自在な脚式移動ロボットが仰向け姿勢に陥ったときのた
めの動作制御方法であって、少なくとも股関節ピッチ軸
の可動自由度を利用して上体を起こした姿勢を形成する
ステップと、少なくとも体幹部ピッチ軸の可動自由度を
利用して脚式移動ロボットの重心を前方に移動させるス
テップと、前記重心が充分前方に移動した結果、前記脚
式移動ロボットのＺＭＰが足部着床領域に入ったことに
応答して、全身の伸展を開始するステップと、を具備す
ることを特徴とする脚式移動ロボットの動作制御方法で
ある。

【００７０】また、本発明の第７の側面は、少なくとも
下肢と、該下肢の上方に配設されて体幹部に所定の可動
自由度を持つ上体とで構成され、下肢の運動により移動
自在な脚式移動ロボットが横転姿勢に陥ったときのため
の動作制御方法であって、少なくとも体幹部ヨー軸の可
動自由度を利用してうつ伏せ姿勢に移行するステップ
と、を具備することを特徴とする脚式移動ロボットの動
作制御方法である。

【００７１】また、本発明の第８の側面は、少なくとも
下肢と、該下肢の上方に配設されて体幹部に所定の可動
自由度を持つ上体とで構成され、下肢の運動により移動
自在な脚式移動ロボットが横転姿勢に陥ったときのため
の動作制御方法であって、体幹部ロール軸の可動自由度
を利用して上体を床面から浮かすステップと、体幹部ヨ
ー軸の可動自由度を利用してうつ伏せ姿勢に移行するス
テップと、を具備することを特徴とする脚式移動ロボッ
トの動作制御方法である。

【００７２】また、本発明の第９の側面は、少なくとも
下肢と、該下肢の上方に配設されて体幹部に所定の可動
自由度を持つ上体とで構成され、下肢の運動により移動
自在な脚式移動ロボットが仰向け姿勢に陥ったときのた
めの動作制御方法であって、少なくとも体幹部ヨー軸の
可動自由度を利用して横転姿勢に移行するステップを具
備することを特徴とする脚式移動ロボットの動作制御方
法である。

【００７３】また、本発明の第１０の側面は、少なくと
も下肢と、該下肢の上方に配設されて体幹部に所定の可
動自由度を持つ上体とで構成され、下肢の運動により移
動自在な脚式移動ロボットが転倒姿勢に陥ったときのた
めの動作制御方法であって、（ａ）仰向け姿勢から横転
姿勢に移行するステップ、（ｂ）横転姿勢からうつ伏せ
姿勢に移行するステップ、（ｃ）うつ伏せ姿勢から横転
姿勢に移行するステップ、（ｄ）横転姿勢から仰向け姿
勢に移行するステップ、のうち少なくとも１つを具備す
ることを特徴とする脚式移動ロボットの動作制御方法で
ある。

【００７４】

【作用】本発明に係る脚式移動ロボットは、体幹部にお
いてロール、ピッチ、ヨーなどの各軸に自由度を有す
る。任意の転倒姿勢において、これら体幹部の自由度を
活用することにより、円滑且つ容易に起き上がり動作を
実現することができる。

【００７５】本発明に係る脚式移動ロボットによれば、
起き上がり動作時において体幹部の自由度を適用するこ
とにより、体幹部以外の可動部への負担や要求トルクが
軽減される。また、荷重負担を各可動部間で分散・平均
化することで、特定部位への集中荷重を回避することが
できる。この結果、ロボット運用の信頼性を向上すると
ともに、起き上がり動作期間中のエネルギー効率が向上
する。

【００７６】また、本発明に係る脚式移動ロボットによ
れば、複数の転倒姿勢を順次移行させることにより、よ
り容易な起き上がり動作を選択的に実行することができ
る。

【００７７】また、本発明に係る脚式移動ロボットによ
れば、複数の転倒姿勢を順次繰り返すことにより、起き
上がることなく平面的な移動を実現することができる。
この結果、より容易に立ち上がることができる場所まで
移動してから起き上がり動作を実行することができる。

【００７８】また、本発明に係る脚式移動ロボットによ
れば、転倒姿勢を変化させることができるので、サポー
トしなければならない起き上がり動作パターンの種類や
数を低減することができる。

【００７９】例えば、ロボットがあらかじめ起き上がり
動作パターンを用意しておくような場合、動作パターン
数の減少により開発期間の短縮や開発コストの軽減が可
能となる。また、動作パターン数の減少により、ハード
ウェアの負担も軽減されるので、その分システムの向上
が見込まれる。

【００８０】また、ロボットが状況に応じた動作パター
ンを自律的に生成するような場合には、生成すべき動作
パターン数が減少することにより、ロボット自体に搭載
すべき演算装置の負担が軽減され、装置製作コストの削
減や、ロボット運転時における信頼性の向上などが見込
まれる。

【００８１】また、本発明に係る脚式移動ロボットによ
れば、転倒姿勢を変化させることで起き上がり動作パタ
ーンを限定することができる。この結果、起き上がり動
作のために必要な各アクチュエータの出力トルクや動作
範囲などへの要求が軽減される。この結果、設計の自由
度が向上するとともに、開発期間の短縮や製作コストの
削減などを実現することができる。

【００８２】また、転倒姿勢を変化させることで起き上
がり方法を限定することができるので、起き上がり動作
期間中におけるロボットの消費電力を節約し、バッテリ
などの供給電源への負荷を少なくすることができる。こ
の結果、バッテリ駆動時間が延長し、１回の充電でより
長時間の連続運転が可能となり、ロボットの作業時間、
作業空間、作業内容等が拡大する。また、必要なバッテ
リ容量も低減するので、バッテリの小型・軽量化が可能
となり、設計の自由度が向上する。また、バッテリの要
求仕様が軽減するので、バッテリ単価を安価に抑え、シ
ステム全体の製作コストや運転コストを節約することが
できる。

【００８３】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。

【００８４】

【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。

【００８５】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、制御部とで構成される。

【００８６】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
によって体幹部の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。

【００８７】制御部は、この脚式移動ロボット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。また、
図１及び図２に示す例では、脚式移動ロボット１００が
制御部を背中に背負うような格好となっているが、制御
部の設置場所は特に限定されない。

【００８８】本実施例に係る脚式移動ロボット１００の
特徴の１つとして、体幹部が関節自由度を備えている点
である。脚式移動ロボット１００が人間と共存する上で
は、脊椎などのように柔軟性を持つ機構が人間の住環境
・住空間において多様で複雑な動作をするために重要で
ある（前述）。この体幹部の関節自由度は、人間で言え
ば「脊椎」に相当する。

【００８９】図３及び図４には、脚式移動ロボット１０
０の体幹部の構成を拡大して描いている。

【００９０】同図に示すように、体幹部関節は、体幹部
ロール軸、体幹部ピッチ軸、及び、体幹部ヨー軸という
３つの関節自由度を備えている。例えば、体幹部ロール
軸の駆動により、脚式移動ロボット１００の上体を、下
肢に対して左右に振ることができる。また、体幹部ピッ
チ軸を駆動することにより、脚式移動ロボット１００の
姿勢を矢状面において「くの字」状に屈曲させることが
できる。また、体幹部ヨー軸の駆動により、脚式移動ロ
ボットの上体が下肢に対して相対的に回転し、体を捻ら
せた格好を形成することができる。

【００９１】また、図５には、この脚式移動ロボット１
００が具備する関節自由度構成を模式的に示している。

【００９２】図５に示すように、脚式移動ロボット１０
０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。

【００９３】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。

【００９４】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
度の構造体である。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、本実施例ではゼロ自由度と仮定す
る。したがって、本実施例では、各腕部は７自由度を有
することになる。

【００９５】また、体幹部は、体幹部ピッチ軸５と、体
幹部ロール軸６と、体幹部ヨー軸７という３自由度を有
する（前述、並びに、図３及び図４を参照のこと）。

【００９６】また、下肢を構成する各々の脚部は、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２
０と、関節ロール軸２１と、足部（足底）２２とで構成
される。股関節ピッチ軸１７と股関節ロール軸１８の交
点は、本実施例に係るロボット１００の股関節位置を定
義するものとする。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、本実施例では、各脚部は６自由
度で構成されている。

【００９７】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、エン
ターティンメント向けの脚式移動ロボット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。

【００９８】上述したような脚式移動ロボット１００が
持つ各自由度は、実際にはアクチュエータを用いて実装
される。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、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要請から、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、この種の
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。

【００９９】図５に示すような自由度構成を備えた脚式
移動ロボット１００は、転倒することを予め想定し、ほ
とんど全ての転倒姿勢からの復帰すなわち起き上がり動
作を可能等するような配置を有している（詳しくは後述
を参照されたい）。したがって、各可動部の出力トルク
も転倒姿勢からの復帰動作を勘案した仕様に設定してお
くことが好ましい。

【０１００】図６には、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、脚式移動ロボット１００は、人間の四肢を表現した
各機構ユニット３０，４０，５０Ｒ／Ｌ，６０Ｒ／Ｌ
と、各機構ユニット間の協調動作を実現するための適応
制御を行う制御ユニット８０とで構成される（但し、Ｒ
及びＬの各々は、右及び左の各々を示す接尾辞である。
以下同様）。

【０１０１】脚式移動ロボット１００全体の動作は、制
御ユニット８０によって統括的に制御される。制御ユニ
ット８０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇＵｎｉｔ）チップやメモリ・チップ等の主要回
路コンポーネント（図示しない）で構成される主制御部
８１と、電源装置やロボット１００の各構成要素とのデ
ータやコマンドの授受を行うインターフェース（いずれ
も図示しない）などを含んだ周辺回路８２とで構成され
る。

【０１０２】本実施例では、電源装置は、脚式移動ロボ
ット１００を自立的に駆動するためのバッテリを含んだ
構成（図４には図示しない）となっている。自立駆動型
であれば、脚式移動ロボット１００の物理的な行動半径
は、電源ケーブルによる制限を受けず、自由に歩行する
ことができる。また、歩行やその他の上肢を含めた各種
の運動時に、電源ケーブルとの干渉を考慮する必要がな
くなり、動作制御が容易になる。

【０１０３】図５に示した脚式移動ロボット１００内の
各関節自由度は、それぞれに対応するアクチュエータに
よって実現される。すなわち、頭部ユニット３０には、
首関節ヨー軸２、首関節ピッチ軸３、首関節ロール軸４
の各々を表現する首関節ヨー軸アクチュエータＡ₂、首
関節ピッチ軸アクチュエータＡ₃、首関節ロール軸アク
チュエータＡ₄がそれぞれ配設されている。

【０１０４】また、体幹部ユニット４０には、体幹部ピ
ッチ軸５、体幹部ロール軸６、体幹部ヨー軸７の各々を
表現する体幹部ピッチ軸アクチュエータＡ₅、体幹部ロ
ール軸アクチュエータＡ₆、体幹部ヨー軸アクチュエー
タＡ₇がそれぞれ配備されている。

【０１０５】また、腕部ユニット５０Ｒ／Ｌは、上腕ユ
ニット５１Ｒ／Ｌと、肘関節ユニット５２Ｒ／Ｌと、前
腕ユニット５３Ｒ／Ｌに細分化されるが、肩関節ピッチ
軸８、肩関節ロール軸９、上腕ヨー軸１０、肘関節ピッ
チ軸１１、肘関節ロール軸１２、手首関節ピッチ軸１
３、手首関節ロール軸１４の各々を表現する肩関節ピッ
チ軸アクチュエータＡ₈、肩関節ロール軸アクチュエー
タＡ₉、上腕ヨー軸アクチュエータＡ₁₀、肘関節ピッチ
軸アクチュエータＡ₁₁、肘関節ロール軸アクチュエータ
Ａ₁₂、手首関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₃、手首関節
ロール軸アクチュエータＡ₁₄がそれぞれ配備されてい
る。

【０１０６】また、脚部ユニット６０Ｒ／Ｌは、大腿部
ユニット６１Ｒ／Ｌと、膝ユニット６２Ｒ／Ｌと、脛部
ユニット６３Ｒ／Ｌに細分化されるが、股関節ヨー軸１
６、股関節ピッチ軸１７、股関節ロール軸１８、膝関節
ピッチ軸１９、足首関節ピッチ軸２０、足首関節ロール
軸２１の各々を表現する股関節ヨー軸アクチュエータＡ
₁₆、股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇、股関節ロール
軸アクチュエータＡ₁₈、膝関節ピッチ軸アクチュエータ
Ａ₁₉、足首関節ピッチ軸アクチュエータＡ₂₀、足首関節
ロール軸アクチュエータＡ₂₁がそれぞれ配備されてい
る。

【０１０７】各アクチュエータＡ₂，Ａ₃…は、より好ま
しくは、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・ユニット内に搭載したタイプの小型ＡＣサ
ーボ・アクチュエータ（前述）である。

【０１０８】頭部ユニット３０、体幹部ユニット４０、
腕部ユニット５０、各脚部ユニット６０などの各機構ユ
ニット毎に、アクチュエータ駆動制御用の副制御部３
５，４５，５５，６５がそれぞれ配備されている。さら
に、各脚部６０Ｒ，Ｌの足底が着床したか否かを検出す
る接地確認センサ９１及び９２を装着するとともに、体
幹部ユニット４０内には、姿勢を計測する姿勢センサ９
３を装備している。これら各センサ９１〜９３の出力に
より、足底２２の着床及び離床期間、体幹部分の傾きな
どを検出して、制御目標をダイナミックに補正すること
ができる。

【０１０９】主制御部８０は、各センサ９１〜９３の出
力に応答して副制御部３５，４５，５５，６５の各々に
対して適応的な制御を行い、脚式移動ロボット１００の
上肢、体幹、及び下肢の協調した動作を実現することが
できる。主制御部８１は、ユーザ・コマンド等に従って
所定の動作パターンを呼び出して、足部運動、ＺＭＰ
（ＺｅｒｏＭｏｍｅｎｔＰｏｉｎｔ）軌道、体幹運
動、上肢運動、腰部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コマンド（すなわ
ちアクチュエータへの指示データ）を各副制御部３５，
４５，５５，６５に転送する。そして、各々の副制御部
３５，４５…では、主制御部８１からの受信コマンドを
解釈して、各アクチュエータＡ₂，Ａ₃…に対して駆動制
御信号を出力する。

【０１１０】ここで言う「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。

【０１１１】なお、脚式移動ロボット１００は、自律駆
動型又は遠隔操作型のいずれであってもよい。後者の場
合、図６には図示しない通信インターフェース及び外部
制御装置との通信手段（例えばＥｔｈｅｒｎｅｔなどの
有線又は無線ＬＡＮ）を含み、主制御部８０ではなく、
外部制御装置から供給される指示値によって各アクチュ
エータＡ₂，Ａ₃…の駆動制御やセンサ出力の処理を行う
ことができる。

【０１１２】次に、この脚式移動ロボット１００におけ
る転倒時の動作や処理の手順について説明する。図７に
は、脚式移動ロボット１００の転倒時における動作手順
をフローチャートの形式で概略的に示している。

【０１１３】主制御部８０は、姿勢センサ９３などの各
センサ出力を基に、通常の姿勢を逸脱して転倒に至った
ことを検出し又は判定する（ステップＳ１１）。例え
ば、計画していた姿勢と実際の姿勢の差や、足底の設置
確認センサ９１及び９２によって自身が転倒したことを
判定することができる。

【０１１４】脚式移動ロボット１００の転倒時における
一般的な姿勢は、「うつ伏せ」、「仰向け」、又は「横
向き」のうちのいずれかに該当する。姿勢センサ９３の
出力により、姿勢センサ取り付け部位における重力方向
に対する方向を検出することができる。併せて、脚式移
動ロボット１００自身の各関節自由度における変位角度
を測定することによって、自分自身の転倒時の姿勢を判
断することができる（ステップＳ１２）。

【０１１５】転倒時の姿勢が判定されると、主制御部８
０は、うつ伏せ、仰向け、横転などの各転倒姿勢に応じ
た起き上がり動作パターンを呼び出し、あるいは演算処
理によって起き上がり動作パターンを生成する（ステッ
プＳ１３）。

【０１１６】そして、取得した起き上がり動作パターン
に応じて、足部運動、ＺＭＰ（ＺｅｒｏＭｏｍｅｎｔ
Ｐｏｉｎｔ）軌道、体幹運動、上肢運動、腰部高さな
どを設定するとともに、これらの設定内容に従った動作
を指示するコマンド（すなわちアクチュエータへの指示
データ）を各副制御部３５，４５，５５，６５に転送す
る（ステップＳ１４）。

【０１１７】この結果、各アクチュエータＡ₂，Ａ₃…は
同期的に駆動して、脚式移動ロボット１００は起き上が
りのための全身協調動作を実行する（ステップＳ１
５）。

【０１１８】転倒している脚式移動ロボット１００にお
いて必要な起き上がり動作パターンは、当然ながら、転
倒している姿勢によって区々であるが、この点は後述で
詳解する。

【０１１９】脚式移動ロボット１００が自律駆動型であ
れば、主制御部８０において、転倒の判断、転倒姿勢の
判定、起き上がり動作パターンの設定、及び、起き上が
り動作の制御の全てを行う必要がある。但し、脚式移動
ロボット１００が遠隔操作型であれば、ロボット１００
の転倒判断、転倒姿勢の判定、起き上がり動作パターン
の生成などを外部装置上で処理し、これらの処理に基づ
いた指示値をＬＡＮ（例えばＥｔｈｅｒｎｅｔやＢｌｕ
ｅＴｏｏｔｈ）などの通信手段を介して受け取って駆動
することができる。

【０１２０】次いで、本実施例に係る脚式移動ロボット
１００が各種の転倒姿勢から起き上がるための動作手順
について詳解する。本実施例では、体幹部に設けられた
ピッチ軸まわりの可動部すなわちアクチュエータＡ₅を
活用することによって柔軟な重心移動を可能とし、以っ
て起き上がり動作を実現するという点を充分理解された
い。

【０１２１】（１）うつ伏せ状態からの起き上がり図８〜図１３には、本実施例に係る脚式移動ロボット１
００がうつ伏せ状態から起き上がるための一連の動作を
図解している。

【０１２２】図８には、脚式移動ロボット１００がうつ
伏せの姿勢で床面に転倒した直後の状態を示している。
このような転倒状態で、主制御部８０は、姿勢センサ９
３などの各センサ出力を基にして、通常の姿勢を逸脱し
て転倒に至ったことを検出し又は判定する。

【０１２３】さらに、主制御部８０は、姿勢センサ９３
の出力により、姿勢センサ取り付け部位における重力方
向に対する方向を検出するとともに、各関節自由度にお
ける変位角度を測定することによって、脚式移動ロボッ
ト１００が現在「うつ伏せ」の姿勢で転倒状態にあるこ
とを判断することができる

【０１２４】図９には、うつ伏せの転倒姿勢において脚
式移動ロボット１００が起き上がり動作を開始した様子
を示している。

【０１２５】図８に示す転倒状態では、脚式移動ロボッ
ト１００の重心位置は床面付近の最下位置にある。転倒
状態から起き上がり、安定した直立姿勢に復帰するため
には、まず重心位置を高い状態に戻す必要がある。図９
に示す姿勢例では、腕部及び脚部で全身を支えながら、
重心Ｇを徐々に上方に移動させている。このとき、脚式
移動ロボット１００は、主に、両肩関節ピッチ軸アクチ
ュエータＡ₈、両肘関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₁、
体幹部ピッチ軸アクチュエータＡ₅、股関節ピッチ軸ア
クチュエータＡ₁₇、膝部ピッチ軸アクチュエータＡ₁₉、
及び足首関節ピッチ軸アクチュエータＡ₂₀の各々を変位
させている。

【０１２６】図１０では、主に、両肩関節ピッチ軸アク
チュエータＡ₈、体幹部ピッチ軸アクチュエータＡ₅、股
関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇の変位をさらに大きく
することで、重心Ｇの位置をさらに上方に持ち上げてい
る。また、腕部による着床部分と脚部による着床部分と
の距離を徐々に短くしている。同図に示す例では、腕部
の着床部分はその先端（手部）であり、脚部の着床部分
は足平先端（つま先）になっているが、これらには特に
限定されない。

【０１２７】図１１では、腕部及び脚部各々の着床部分
の距離をさらに短くして、この結果、重心Ｇを足平（す
なわち姿勢安定領域）の上方に向かって移動させてい
る。また、腕部の着床部分は、その先端（手先）だけに
なるとともに、脚部の着床部分は足平足底に移行する。
主に、両肩関節ピッチ軸アクチュエータＡ₈、両肘関節
ピッチ軸アクチュエータＡ₁₁、体幹部ピッチ軸アクチュ
エータＡ₅、両股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇、及
び膝関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₉を駆動することに
より、図１１に示した姿勢から移行する。特に、体幹部
ピッチ軸アクチュエータＡ₅及び膝関節ピッチ軸アクチ
ュエータＡ₁₉を最大限の変位とし、体幹部及び膝部を可
能な限り屈曲させて重心Ｇと足底までの距離を腕部の長
さ以下とすることによって、両膝部を両腕部の間に挿入
させることが可能となり、重心移動が円滑に行われる。

【０１２８】この結果、ＺＭＰ（ＺｅｒｏＰｏｉｎｔ
Ｍｏｍｅｎｔ）が足平の着床領域内に完全に収容され
るので、腕部を床面から離すことが可能となる。［従来
の技術］の欄で挙げた例では、ロボットが体幹部に自由
度を持たないために、腕部と脚部を着床させた姿勢では
ＺＭＰを足部着床領域に移動させることが困難であっ
た。本実施例では、体幹部がピッチ軸自由度を備えてい
るので、図１１に示すような姿勢が可能となる訳であ
る。

【０１２９】図１２では、腕部の先端を床面から離すと
ともに、両膝部ピッチ軸アクチュエータＡ₁₉を駆動して
脚部を伸展することによって、重心Ｇをさらに上方に持
ち上げていく様子を示している。主に、体幹部ピッチ軸
アクチュエータＡ₅、両股関節ピッチ軸アクチュエータ
Ａ₁₇、両膝部ピッチ軸アクチュエータＡ₁₉、足首ピッチ
軸アクチュエータＡ₂₀を変位させている。

【０１３０】図１３では、さらに重心Ｇを上方に持ち上
げて、直立姿勢に近づいていく様子を示している。主
に、体幹部ピッチ軸アクチュエータＡ₅、両股関節ピッ
チ軸アクチュエータＡ₁₇、両膝関節ピッチ軸アクチュエ
ータＡ₁₉、両足首関節ピッチ軸アクチュエータＡ₂₀を変
位させている。

【０１３１】以上、図８〜図１３を用いて説明したよう
に、本実施例に係る脚式移動ロボット１００によれば、
うつ伏せの転倒姿勢から自律的に（すなわち外部からの
物理的な支援なしに）起き上がることができる。起き上
がり動作において、体幹部ピッチ軸の変位が重要な要素
である、という点に充分留意されたい。

【０１３２】（２）仰向け状態からの起き上がり図１４〜図２０には、本実施例に係る脚式移動ロボット
１００が仰向け状態から起き上がるための一連の動作を
図解している。

【０１３３】図１４には、脚式移動ロボット１００が仰
向けの姿勢で床面に転倒した直後の状態を示している。
このような転倒状態で、主制御部８０は、姿勢センサ９
３などの各センサ出力を基にして、通常の姿勢を逸脱し
て転倒に至ったことを検出し又は判定する。

【０１３４】図１５では、転倒後、転倒姿勢を判断した
脚式移動ロボット１００が、仰向け姿勢からの起き上が
り動作を開始した様子を示している。すなわち、主に両
股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇を変位させて、相対
的に上体を起こし、腰部によって着床するような姿勢を
形成する。さらに、両肩関節ピッチ軸アクチュエータＡ
₈を駆動させて、両腕部によって着床する準備を行う。

【０１３５】図１６では、腰部が着床した状態でさらに
脚部を変位させる様子を示している。より具体的には、
両股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇、両膝部ピッチ軸
アクチュエータＡ₁₉、両足首ピッチ軸アクチュエータＡ
₂₀を動作させて、両足平の足底で着床する姿勢の準備を
行う。

【０１３６】図１７では、さらに、体幹ピッチ軸アクチ
ュエータＡ₅を変位させると同時に、腕部と脚部各々の
着床部分の距離を短くしていく。この結果、脚式移動ロ
ボットの重心Ｇが上方に持ちあがり始めるとともに、Ｚ
ＭＰが次第に脚部に向かって移動し始める。

【０１３７】図１８では、さらに、腕部と脚部それぞれ
の着床部分の距離を短くすることで、ＺＭＰを足部に寄
せていく。さらに、両膝関節ピッチ軸アクチュエータＡ
₁₉を駆動させて重心Ｇを持ち上げる。この結果、ＺＭＰ
が足底着床領域内に突入するので、腕部と腰部を床面か
ら離すことが可能となる。

【０１３８】本実施例に係る脚式移動ロボット１００に
よれば、体幹が最大限に屈曲して前傾した姿勢を形成す
ることにより、ＺＭＰを足部に寄せ足底着床領域内に移
行させることができる。すなわち、体幹部ピッチ軸アク
チュエータＡ₅まわりの可動部を活用することで、腕部
と腰部を離床させることができるという点を充分理解さ
れたい。

【０１３９】図１９では、腕部を離床させた後、伸展し
た姿勢を形成することによって、重心Ｇの位置をさらに
持ち上げる。このとき、主に、両足首関節ピッチ軸アク
チュエータＡ₂₀、両膝関節ピッチ軸アクチュエータ
Ａ₁₉、両股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇、体幹関節
ピッチ軸アクチュエータＡ₅を駆動させる。

【０１４０】図２０では、さらに脚部を伸展させること
で重心Ｇを上方に持ち上げて、直立姿勢に近づいていく
様子を示している。主に、体幹部ピッチ軸アクチュエー
タＡ₅、両股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇、両膝関
節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₉、両足首関節ピッチ軸ア
クチュエータＡ₂₀を変位させている。

【０１４１】仰向けという姿勢は、一般には、脚式移動
ロボットが起き上がりにくい転倒状態の１つである。本
実施例に係る脚式移動ロボット１００によれば、体幹部
のピッチ軸まわりの可動部を利用することにより、図１
５〜図２０に示す一連の動作パターンに従って、円滑に
起き上がることができる。すなわち、体幹部に１以上の
可動自由度を設けることにより、転倒姿勢からの起き上
がり動作が可能となり又は容易化する。

【０１４２】なお、仰向け姿勢からの起き上がり動作
は、上述したような体前面方向へ起き上がる動作パター
ン以外にも、さらに横転して姿勢を変えてから起き上が
る動作パターンが想到される。後者に関しては後に詳解
する。

【０１４３】（３）横転状態からの起き上がり脚式移動ロボット１００が横転した姿勢から直接起き上
がることが困難であっても、例えば、横転姿勢からうつ
伏せ又は仰向けなど起き上がり動作が可能な状態に一旦
変換することによって、上述したいずれかの動作パター
ンに従って転倒状態から直立状態まで復帰することが可
能である。ここでは、横転状態からうつ伏せ状態に自律
的に変換するための動作手順について説明する。本明細
書で扱う横転状態は左右対称であると理解されたい（以
下同様）。

【０１４４】図２１〜図２６には、本実施例に係る脚式
移動ロボット１００が横転状態から起き上がるための動
作パターンの一例を図解している。この起き上がり動作
パターンは、基本的には、体幹部ヨー軸まわりの可動部
を利用することで転倒姿勢をうつ伏せ状態に変化させる
ものである。

【０１４５】図２１には、脚式移動ロボット１００が横
転姿勢で床面に転倒した直後の状態を示している。この
ような転倒状態で、主制御部８０は、姿勢センサ９３な
どの各センサ出力を基にして、通常の姿勢を逸脱して転
倒に至ったことを検出し又は判定する。

【０１４６】図２２では、自身が横転していると判断し
た脚式移動ロボット１００が、うつ伏せ姿勢に移行する
ための動作パターンを開始した様子を示している。より
具体的には、左肩関節のピッチ軸アクチュエータＡ₈等
を変位させて、左腕部を体前面側に移動させて、重心Ｇ
の変位を試みている。

【０１４７】図２３では、体幹部ヨー軸アクチュエータ
Ａ₇を回転させて、上体をうつ伏せの姿勢に近付けてい
る。また、同時に左股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇
を変位させて、左腕部全体を体前面側に移動させて、重
心Ｇを紙面手前側に移動させている。

【０１４８】図２４では、体幹部ヨー軸アクチュエータ
Ａ₇と左股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇の回転を継
続させた結果として、左腕部が着床し、さらにうつ伏せ
の姿勢に近付いている。

【０１４９】図２５では、体幹部ヨー軸アクチュエータ
Ａ₇と左股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇の回転を継
続させた結果として重心Ｇが安定を失う。この結果、脚
式移動ロボット１００の体全体が紙面手前側に倒れ込
み、左脚部が着床する。上体のうつ伏せ姿勢への移行は
相当程度進行している。

【０１５０】図２６では、体幹部ヨー軸アクチュエータ
Ａ₇と左股関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇の回転を継
続させた結果として、脚式移動ロボット１００がうつ伏
せ姿勢に完全に移行している。この姿勢からは、例えば
図８〜図１３を参照しながら既に説明したような動作パ
ターンに従って、脚式移動ロボット１００は自律的に
（すなわち外部からの物理的な補助なしに）起き上がる
ことができる。

【０１５１】図２１〜図２６を参照しながら説明した例
では、主に体幹ヨー軸アクチュエータＡ₇の駆動を利用
してうつ伏せ姿勢に移行する動作パターンを説明してき
た。これ以外にも、体幹ロール軸アクチュエータＡ₆の
駆動をさらに利用する（より具体的には、体幹ヨー軸の
前に体幹ロール軸を変位させる）ことによって、より円
滑な姿勢移行を実現することができる。体幹ロール軸ア
クチュエータＡ₆及び体幹ヨー軸アクチュエータＡ₇を併
用して横転状態からうつ伏せ姿勢に移行する動作パター
ンについて、図２７及び図２８を参照しながら説明して
おく。

【０１５２】図２７では、体幹ロール軸を回転させるこ
とで、脚部のみで着床している姿勢を形成する。このよ
うな姿勢では、右肩部での接地反力が軽減され、上体を
離床させることができる。

【０１５３】図２８では、次いで体幹ヨー軸アクチュエ
ータＡ₇を回転させる。体幹ロール軸アクチュエータＡ₆
を既に変位させているので、体幹ヨー軸アクチュエータ
Ａ₇の駆動に要するトルクが軽減される。また、脚式移
動ロボット１００全体の姿勢変化も少なくすることがで
きる。この結果、横転姿勢からうつ伏せ姿勢に移行する
ために消耗するエネルギすなわちバッテリ容量を節約す
ることができる。

【０１５４】上述したような２通りの動作パターンを適
用することによって、脚式移動ロボット１００を横転状
態からうつ伏せ姿勢を形成することができる。図８に示
すようなうつ伏せ状態を一旦形成することができれば、
上述したように図９〜図１３に示すような一連の起き上
がり動作パターンに従い、脚式移動ロボット１００は自
律的に（すなわち物理的な補助なしに）直立状態まで復
帰することができる。

【０１５５】なお、腕部、足部等が自由に動作すること
ができる状態であれば、それら動作の合力の反力を用い
て、体幹部ヨー軸まわりの高速な動作を生み出すことが
できる。しかしながら、一般的な脚式移動ロボットが転
倒した状態を想定すると、このような「弾み」を用いる
ような手法は確実性に乏しく、また、移動速度を制御し
にくいため、ロボット自身の保全や周囲環境への悪影響
も懸念される。転倒という正常を逸脱した状態であるこ
とも勘案すると、上述したような低速であるが確実に姿
勢を変化させていく動作パターンがより好ましいと思料
する。

【０１５６】（４）仰向け状態からの起き上がり図２９〜図３４には、本実施例に係る脚式移動ロボット
１００が仰向け状態から起き上がる動作の他の例を図解
している。図１４〜図２０を参照しながら説明した上述
の例では、脚式移動ロボット１００が体前面方向に向か
って起き上がる動作パターンを紹介したが、ここでは、
仰向けの姿勢から一旦横転して他の姿勢に移行してから
起き上がる動作パターンについて説明する。

【０１５７】図２９には、脚式移動ロボット１００が仰
向けの姿勢で床面に転倒した直後の状態を示している。
このような転倒状態で、主制御部８０は、姿勢センサ９
３などの各センサ出力を基にして、通常の姿勢を逸脱し
て転倒に至ったことを検出し又は判定する。この例で
は、さらに、一旦横転姿勢に移行し、さらにうつ伏せ姿
勢に移行してから起き上がる動作パターンを選択したも
のとする。

【０１５８】図３０では、両足部と背面部が着床した状
態のままで、両股関節ヨー軸アクチュエータＡ₁₆を回転
させることで、相対的に上体部を回転したい方向に捻
る。同時に、右肩関節のピッチ軸アクチュエータＡ₈を
回転させることで、上体部と床面との干渉を避け、ま
た、左肩関節のピッチ軸アクチュエータＡ₈を回転させ
ることで、該捻り方向への重心移動を促進している。

【０１５９】図３１では、左足部を着床させたままの状
態で、右股関節ヨー軸アクチュエータＡ₁₆を回転させ
て、右脚部全体をさらに該捻り方向に回転させる。ま
た、同時に左肩関節ピッチ軸アクチュエータＡ₈と体幹
部ヨー軸アクチュエータＡ₇を回転させることで、重心
を所定方向に移動させる。

【０１６０】図３２では、さらに、体幹部ヨー軸アクチ
ュエータＡ₇を回転させて、上体部の回転をほぼ終了
し、同時に右腕部での着床を確保する。

【０１６１】図３３では、主に右股関節ヨー軸アクチュ
エータＡ₁₆を回転させて、腰部を所定の回転方向に捻る
ことで、捻り運動の円滑化を図る。

【０１６２】図３４では、ほぼ横転姿勢への移行が完了
した状態を示している。体幹部ロール軸アクチュエータ
Ａ₆をさらに回転させることで、捻り運動を促進するこ
とができ、さらに横転姿勢からうつ伏せ姿勢へと円滑に
移行させることができる。

【０１６３】仰向け姿勢から横転姿勢へ、さらに横転姿
勢からうつ伏せ姿勢へ移行する動作パターンをサポート
することにより、脚式移動ロボット１００は、うつ伏せ
状態からの起き上がり動作を持つだけで、任意の転倒状
態から自律的に起き上がることが可能となる。

【０１６４】なお、図３４から始まり図２９で終わるよ
うな上述とは逆向きの動作パターンを実行することによ
り、図２１に示すような横転した状態から図２９に示す
ような仰向けの状態に移行することも可能である。

【０１６５】また、仰向け状態から横転状態へ、横転状
態からうつ伏せ状態へ、という姿勢の移行を繰り返し実
行することにより、脚式移動ロボット１００は、転倒し
たままの状態で床面すなわち平面上の移動を行うことも
可能である。例えば、転倒した弾みで上部に障害物があ
る（あるいは天井が低い場所）に入り込んでしまったよ
うな場合であっても、転倒状態でかかる平面的な移動を
行うことにより、上部に障害物がない場所まで移動する
ことができる。

【０１６６】［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。

【０１６７】本明細書中では、２足による脚式移動を行
う脚式移動ロボット１００についての転倒時の起き上が
り動作の代表例を説明してきたが、起き上がりの動作パ
ターンは、添付図面に示したものには限定されない。機
体の性能や状態、あるいは周囲の状態・環境などによっ
て望ましい起き上がり動作パターンは変動し得ると理解
されたい。

【０１６８】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。

【０１６９】なお、本発明の要旨を判断する上で、２足
歩行の脚式移動ロボット１００についての関節等の呼び
名は、図３を厳格に適用するのは妥当ではなく、現実の
ヒトやサルなどの２足直立歩行動物の身体メカニズムと
の対比により柔軟に解釈されたい。

【０１７０】参考のため、脚式移動ロボットの関節モデ
ル構成を図４９に図解しておく。同図に示す例では、肩
関節５から上腕、肘関節６、前腕、手首７及び手部８か
らなる部分を「上肢」と呼ぶ。また、肩関節５から股関
節１１までの範囲を「体幹部」と呼び、ヒトの胴体に相
当する。また、体幹部のうち特に股関節１１から体幹関
節１０までの範囲を「腰部」と呼ぶ。体幹関節１０は、
ヒトの背骨が持つ自由度を表現する作用を有する。ま
た、股関節１１より下の大腿部１２、膝関節１４、下腿
部１３、足首１５及び足部１６からなる部分を「下肢」
と呼ぶ。一般には、股関節より上方を「上体」と呼び、
それより下方を「下体」と呼ぶ

【０１７１】なお、図４９で用いた参照番号は、図５な
ど本明細書中で参照されたその他の図面とは一致しない
点を理解されたい。

【０１７２】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
歩行動作など作業の最中に転倒してしまった場合であっ
ても自力で起き上がることができる、優れた脚式移動型
ロボット及びその制御メカニズムを提供することができ
る。

【０１７３】また、本発明によれば、転倒してしまい様
々な姿勢若しくは格好で横たわっている場合であっても
自律的に起き上がり、転倒により中断した作業を自動的
に再開することができる、優れた脚式移動型ロボット及
びその制御方法メカニズムを提供することができる。

【０１７４】また、本発明によれば、うつ伏せ、仰向
け、横向きなど様々な転倒姿勢からも自律的に確実且つ
円滑に起き上がることができる、優れた脚式移動型ロボ
ット及びその制御メカニズムを提供することができる。

【０１７５】本発明により、脚式移動ロボットの転倒姿
勢からの復帰すなわち起き上がり動作が容易になる。ま
た、起き上がり動作時における体幹部以外の可動部への
負担や要求トルクが軽減される。また、荷重負担を各可
動部間で分散・平均化することで、特定部位への集中荷
重を回避することができる。この結果、ロボット運用の
信頼性を向上するとともに、起き上がり動作期間中のエ
ネルギー効率が向上する。

【０１７６】また、本発明に係る脚式移動ロボットによ
れば、複数の転倒姿勢を順次移行させることにより、よ
り容易な起き上がり動作を選択的に実行することができ
る。

【０１７７】また、本発明に係る脚式移動ロボットによ
れば、複数の転倒姿勢を順次繰り返すことにより、起き
上がることなく平面的な移動を実現することができる。
この結果、より容易に立ち上がることができる場所まで
移動してから起き上がり動作を実行することができる。

【０１７８】また、本発明に係る脚式移動ロボットによ
れば、転倒姿勢を変化させることができるので、サポー
トしなければならない起き上がり動作パターンの種類や
数を低減することができる。

【０１７９】例えば、ロボットがあらかじめ起き上がり
動作パターンを用意しておくような場合、動作パターン
数の減少により開発期間の短縮や開発コストの軽減が可
能となる。また、動作パターン数の減少により、ハード
ウエアの負担も軽減されるので、その分システムの向上
が見込まれる。

【０１８０】また、ロボットが状況に応じた動作パター
ンを自律的に生成するような場合には、生成すべき動作
パターン数が減少することにより、ロボット自体に搭載
すべき演算装置の負担が軽減され、装置製作コストの削
減や、ロボット運転時における信頼性の向上などが見込
まれる。

【０１８１】また、本発明に係る脚式移動ロボットによ
れば、転倒姿勢を変化させることで起き上がり動作パタ
ーンを限定することができる。この結果、起き上がり動
作のために必要な各アクチュエータの出力トルクや動作
範囲などへの要求が軽減される。この結果、設計の自由
度が向上するとともに、開発期間の短縮や製作コストの
削減などを実現することができる。

【０１８２】また、転倒姿勢を変化させることで起き上
がり方法を限定することができるので、起き上がり動作
期間中におけるロボットの消費電力を節約し、バッテリ
などの供給電源への負荷を少なくすることができる。こ
の結果、バッテリ駆動時間が延長し、１回の充電でより
長時間の連続運転が可能となり、ロボットの作業時間、
作業空間、作業内容等が拡大する。また、必要な場って
利用料も低減するので、バッテリの小型・軽量化が可能
となり、設計の自由度が向上する。また、バッテリの要
求しようが軽減するので、バッテリ単価を安価に抑え、
システム全体の製作コストや運転コストを節約すること
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１０
０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１０
０を後方から眺望した様子を示た図である。

【図３】脚式移動ロボット１００の体幹部の構成を拡大
して描いた図（前方斜視図）である。

【図４】脚式移動ロボット１００の体幹部の構成を拡大
して描いた図（後方斜視図）である。

【図５】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６】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７】脚式移動ロボット１００の転倒時における動作
手順を概略的に示したフローチャートである。

【図８】脚式移動ロボット１００がうつ伏せ状態から起
き上がるための一連の動作を示した図であり、より具体
的には、脚式移動ロボット１００がうつ伏せの姿勢で床
面に転倒した直後の状態を描写した図である。

【図９】脚式移動ロボット１００がうつ伏せ状態から起
き上がるための一連の動作を描写した図であり、より具
体的には、うつ伏せの転倒姿勢において脚式移動ロボッ
ト１００が起き上がり動作を開始した様子を描写した図
である。

【図１０】脚式移動ロボット１００がうつ伏せ状態から
起き上がるための一連の動作を描写した図であり、より
具体的には、両肩関節ピッチ軸アクチュエータＡ₈、体
幹部ピッチ軸アクチュエータＡ₅、股関節ピッチ軸アク
チュエータＡ₁₇の各変位をさらに大きくすることで、重
心位置をさらに上方に持ち上げている様子を描写した図
である。

【図１１】脚式移動ロボット１００がうつ伏せ状態から
起き上がるための一連の動作を描写した図であり、より
具体的には、腕部及び脚部各々の着床部分の距離をさら
に短くして、この結果、重心Ｇを足平の上方すなわち姿
勢安定領域内に完全に収容させていく様子を描写した図
である。

【図１２】脚式移動ロボット１００がうつ伏せ状態から
起き上がるための一連の動作を描写した図であり、より
具体的には、腕部の先端を床面から離すとともに、両膝
部ピッチ軸アクチュエータＡ₁₉を駆動して脚部を伸展す
ることによって、重心Ｇをさらに上方に持ち上げていく
様子を描写した図である。

【図１３】脚式移動ロボット１００がうつ伏せ状態から
起き上がるための一連の動作を描写した図であり、より
具体的には、さらに重心Ｇを上方に持ち上げて、直立姿
勢に近づいていく様子を示した図である。

【図１４】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がるための一連の動作を示した図であり、より具体
的には、脚式移動ロボット１００が仰向けの姿勢で床面
に転倒した直後の状態を描写した図である。

【図１５】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がるための一連の動作を示した図であり、より具体
的には、転倒後、転倒姿勢を判断した脚式移動ロボット
１００が、仰向け姿勢からの起き上がり動作を開始した
様子を描写した図である。

【図１６】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がるための一連の動作を示した図であり、より具体
的には、腰部が着床した状態でさらに両股関節ピッチ軸
アクチュエータＡ₁₇、両膝部ピッチ軸アクチュエータＡ
₁₉、両足首ピッチ軸アクチュエータＡ₂₀を動作させて、
両足平の足底で着床する姿勢の準備を行う様子を描写し
た図である。

【図１７】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がるための一連の動作を示した図であり、より具体
的には、体幹ピッチ軸アクチュエータＡ５を変位させる
と同時に、腕部と脚部各々の着床部分の距離を短くして
いくことで、重心Ｇの位置を上方に持ち上げていく様子
を描写した図である。

【図１８】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がるための一連の動作を示した図であり、より具体
的には、腕部と脚部各々の着床部分の距離を短くするこ
とで、ＺＭＰを極力足部に寄せて、腕部と腰部を離床さ
せる様子を描写した図である。

【図１９】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がるための一連の動作を示した図であり、より具体
的には、伸展した姿勢を形成することによって、重心Ｇ
の位置をさらに持ち上げる様子を描写した図である。

【図２０】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がるための一連の動作を示した図であり、より具体
的には、さらに脚部を伸展させることで重心Ｇを上方に
持ち上げて、直立姿勢に近づいていく様子を描写した図
である。

【図２１】脚式移動ロボット１００が横転状態から起き
上がるための動作パターンの一例を示した図であり、よ
り具体的には、脚式移動ロボット１００が横転した姿勢
で床面に転倒した直後の状態を描写した図である。

【図２２】脚式移動ロボット１００が横転状態から起き
上がるための動作パターンの一例を示した図であり、よ
り具体的には、横転していると判断した脚式移動ロボッ
ト１００が、うつ伏せ姿勢に移行するための動作パター
ンを開始した様子を描写した図である。

【図２３】脚式移動ロボット１００が横転状態から起き
上がるための動作パターンの一例を示した図であり、よ
り具体的には、体幹部ヨー軸アクチュエータＡ₇を回転
させて、上体をうつ伏せの姿勢に近付けている様子を描
写した図である。

【図２４】脚式移動ロボット１００が横転状態から起き
上がるための動作パターンの一例を示した図であり、よ
り具体的には、左腕部が着床して、さらにうつ伏せの姿
勢に近付いている様子を描写した図である。

【図２５】脚式移動ロボット１００が横転状態から起き
上がるための動作パターンの一例を示した図であり、よ
り具体的には、体幹部ヨー軸アクチュエータＡ₇と左股
関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇の回転を継続させた結
果として脚式移動ロボット１００の体全体が紙面手前側
に倒れ込み、左脚部が着床する様子を描写した図であ
る。

【図２６】脚式移動ロボット１００が横転状態から起き
上がるための動作パターンの一例を示した図であり、よ
り具体的には、体幹部ヨー軸アクチュエータＡ₇と左股
関節ピッチ軸アクチュエータＡ₁₇の回転を継続させた結
果としてうつ伏せ姿勢に完全に移行した様子を描写した
図である。

【図２７】脚式移動ロボット１００が横転状態から起き
上がるための動作パターンの一例を示した図であり、よ
り具体的には、体幹部ヨー軸アクチュエータＡ₇及び体
幹ロール軸アクチュエータＡ₆の駆動を併用すること
で、横転状態からうつ伏せ姿勢に円滑に移行する様子を
描写した図である。

【図２８】脚式移動ロボット１００が横転状態から起き
上がるための動作パターンの一例を示した図であり、よ
り具体的には、体幹部ヨー軸アクチュエータＡ₇及び体
幹ロール軸アクチュエータＡ₆の駆動を併用すること
で、横転状態からうつ伏せ姿勢に円滑に移行する様子を
描写した図である。

【図２９】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がる動作パターンの他の例を示した図であり、より
具体的には、脚式移動ロボット１００が仰向けの姿勢で
床面に転倒した直後の状態を描写した図である。

【図３０】脚式移動１００が仰向け状態から起き上がる
動作パターンの他の例を示した図であり、より具体的に
は、両股関節ヨー軸アクチュエータＡ₁₆を回転させるこ
とで、相対的に上体部を回転したい方向に捻るととも
に、左右各関節のピッチ軸の回転により捻り方向へ重心
を移動させている様子を描写した図である。

【図３１】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がる動作パターンの他の例を示した図であり、より
具体的には、右股関節ヨー軸アクチュエータＡ₁₆を回転
させて、右脚部全体をさらに該捻り方向に回転させると
ともに、右股関節ヨー軸アクチュエータＡ₁₆を回転させ
て、右脚部全体をさらに該捻り方向に回転させる様子を
描写した図である。

【図３２】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がる動作パターンの他の例を示した図であり、より
具体的には、体幹部ヨー軸アクチュエータＡ₇を回転さ
せて右腕部での着床を確保する様子を描写した図であ
る。

【図３３】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がる動作パターンの他の例を示した図であり、より
具体的には、主に右股関節ヨー軸アクチュエータＡ₁₆を
回転させて、腰部を所定の回転方向に捻ることで、捻り
運動の円滑化を図る様子を描写した図である。

【図３４】脚式移動ロボット１００が仰向け状態から起
き上がる動作パターンの他の例を示した図であり、より
具体的には、脚式移動ロボット１００がほぼ横転姿勢へ
の移行が完了した状態を描写した図である。

【図３５】２足による直立歩行を行う脚式移動ロボット
（従来例）の外観構成を示した図である。

【図３６】図３５に示した脚式移動ロボットが直立して
いる様子を描写した図（従来例）である。

【図３７】図３５に示した脚式移動ロボットが歩行を行
う様子を描写した図（従来例）であり、より具体的には
左右の脚を交互に立脚と遊脚に切り替える様子を描いた
図である。

【図３８】図３５に示した脚式移動ロボットがうつ伏せ
姿勢で転倒した状態を示した図（従来例）である。

【図３９】図３５に示した脚式移動ロボットがうつ伏せ
姿勢で転倒した状態から起き上がる動作パターンを示し
た図であり、より具体的には、着床中の腕部及び脚部の
相対的距離を近付けることにより、ロボットの重心を持
ち上げていく様子を示した図（従来例）である。

【図４０】図３５に示した脚式移動ロボットがうつ伏せ
姿勢で転倒した状態から起き上がる動作パターンを示し
た図であり、より具体的には、ロボットの重心を持ち上
げていく最中に足部を前方に移動させる様子を示した図
（従来例）である。

【図４１】図３５に示した脚式移動ロボットがうつ伏せ
姿勢で転倒した状態から起き上がる動作パターンを示し
た図であり、より具体的には、脚式移動ロボットのＺＭ
Ｐを姿勢安定領域内に移動させて、腕部を離床させる様
子を示した図（従来例）である。

【図４２】図３５に示した脚式移動ロボットがうつ伏せ
姿勢で転倒した状態から起き上がる動作パターンを示し
た図であり、より具体的には、脚式移動ロボットが腕部
を離床させた後、さらに脚部を伸展させて起き上がり動
作が完結する様子を示した図（従来例）である。

【図４３】図３５に示した脚式移動ロボットが仰向け姿
勢で転倒した状態を示した図（従来例）である。

【図４４】図３５に示した脚式移動ロボットが仰向け姿
勢で転倒した状態から起き上がる動作パターンを示した
図であり、より具体的には、脚部と腕部で床面に接地す
る姿勢をとることで、重心を上方に持ち上げる様子を示
した図（従来例）である。

【図４５】図３５に示した脚式移動ロボットが仰向け姿
勢で転倒した状態から起き上がる動作パターンを示した
図であり、より具体的には、脚式移動ロボットが着床し
ている足部と腕部との相対的距離を徐々に小さくしてい
く様子を示した図（従来例）である。

【図４６】図３５に示した脚式移動ロボットが仰向け姿
勢で転倒した状態から起き上がる動作パターンを示した
図であり、より具体的には、脚式移動ロボットの重心位
置を足部着床領域上空まで移動する様子を示した図（従
来例）である。

【図４７】図３５に示した脚式移動ロボットが仰向け姿
勢で転倒した状態から起き上がる動作パターンを示した
図であり、より具体的には、脚式移動ロボットが腕部を
離床させた後、さらに脚部を伸展させて起き上がり動作
が完結する様子を示した図（従来例）である。

【図４８】脚式移動ロボットが仰向け姿勢からの起き上
がる途中で動作進行が不能になった様子を示した図（従
来例）である。

【図４９】脚式移動ロボットについての関節モデル構成
の一例を模式的に示した図である。

【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）３０…頭部ユニット，４０…体幹部ユニット５０…腕部ユニット，５１…上腕ユニット５２…肘関節ユニット，５３…前腕ユニット６０…脚部ユニット，６１…大腿部ユニット６２…膝関節ユニット，６３…脛部ユニット８０…制御ユニット，８１…主制御部８２…周辺回路９１，９２…接地確認センサ９３…姿勢センサ１００…脚式移動ロボット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設さ
れた上体とで構成され、下肢の運動により移動自在な脚
式移動ロボットであって、転倒したか否かを判断する転倒判断手段と、転倒時の姿勢を判定する手段と、転倒姿勢に応じた起き上がり動作パターンを実行する手
段と、を具備することを特徴とする脚式移動ロボット。
【請求項２】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設さ
れて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットであ
って、転倒したか否かを判断する転倒判断手段と、転倒時の姿勢を判定する手段と、転倒姿勢に応じた起き上がり動作パターンを実行する手
段と、を具備することを特徴とする脚式移動ロボット。
【請求項３】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設さ
れて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットであ
って、転倒したか否かを判断する転倒判断手段と、転倒時に少なくとも前記体幹部の可動自由度の変位を伴
う起き上がり動作パターンを実行する手段と、を具備す
ることを特徴とする脚式移動ロボット。
【請求項４】前記体幹部は少なくともピッチ軸方向の可
動自由度を有し、前記起き上がり動作パターンは該体幹
部ピッチ軸方向の可動自由度を利用することを特徴とす
る請求項３に記載の脚式移動ロボット。
【請求項５】前記体幹部は少なくともヨー軸方向の可動
自由度を有し、前記起き上がり動作パターンは該体幹部
ヨー軸方向の可動自由度を利用することを特徴とする請
求項３に記載の脚式移動ロボット。
【請求項６】前記体幹部は少なくともロール軸方向の可
動自由度を有し、前記起き上がり動作パターンは該体幹
部ロール軸方向の可動自由度を利用することを特徴とす
る請求項３に記載の脚式移動ロボット。
【請求項７】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設さ
れて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットであ
って、転倒したか否かを判断する転倒判断手段と、転倒時の姿勢を判定する手段と、転倒時に他の転倒姿勢に移行するための動作パターンを
実行する手段と、を具備することを特徴とする脚式移動
ロボット。
【請求項８】前記体幹部は少なくともピッチ軸方向の可
動自由度を有し、他の転倒姿勢に移行するための前記動
作パターンは該体幹部ピッチ軸方向の可動自由度を利用
することを特徴とする請求項７に記載の脚式移動ロボッ
ト。
【請求項９】前記体幹部は少なくともヨー軸方向の可動
自由度を有し、他の転倒姿勢に移行するための前記動作
パターンは該体幹部ヨー軸方向の可動自由度を利用する
ことを特徴とする請求項７に記載の脚式移動ロボット。
【請求項１０】前記体幹部は少なくともロール軸方向の
可動自由度を有し、他の転倒姿勢に移行するための前記
動作パターンは該体幹部ロール軸方向の可動自由度を利
用することを特徴とする請求項７に記載の脚式移動ロボ
ット。
【請求項１１】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
された上体とで構成され、下肢の運動により移動自在な
脚式移動ロボットのための動作制御方法であって、転倒したか否かを判断するステップと、転倒時の姿勢を判定するステップと、転倒姿勢に応じた起き上がり動作パターンを実行するス
テップと、を具備することを特徴とする脚式移動ロボッ
トの動作制御方法。
【請求項１２】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
されて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットのた
めの動作制御方法であって、転倒したか否かを判断するステップと、転倒時の姿勢を判定するステップと、転倒姿勢に応じた起き上がり動作パターンを実行するス
テップと、を具備することを特徴とする脚式移動ロボッ
トの動作制御方法。
【請求項１３】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
されて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットのた
めの動作制御方法であって、転倒したか否かを判断するステップと、転倒時に少なくとも前記体幹部の可動自由度の変位を伴
う起き上がり動作パターンを実行するステップと、を具
備することを特徴とする脚式移動ロボットの動作制御方
法。
【請求項１４】前記体幹部は少なくともピッチ軸方向の
可動自由度を有し、前記起き上がり動作パターンは該体
幹部ピッチ軸方向の可動自由度を利用することを特徴と
する請求項１３に記載の脚式移動ロボットの動作制御方
法。
【請求項１５】前記体幹部は少なくともヨー軸方向の可
動自由度を有し、前記起き上がり動作パターンは該体幹
部ヨー軸方向の可動自由度を利用することを特徴とする
請求項１３に記載の脚式移動ロボットの動作制御方法。
【請求項１６】前記体幹部は少なくともロール軸方向の
可動自由度を有し、前記起き上がり動作パターンは該体
幹部ロール軸方向の可動自由度を利用することを特徴と
する請求項１３に記載の脚式移動ロボットの動作制御方
法。
【請求項１７】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
されて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットのた
めの動作制御方法であって、転倒したか否かを判断するステップと、転倒時に他の転倒姿勢に移行するための動作パターンを
実行するステップと、を具備することを特徴とする脚式
移動ロボットの動作制御方法。
【請求項１８】前記体幹部は少なくともピッチ軸方向の
可動自由度を有し、他の転倒姿勢に移行するための前記
動作パターンは該体幹部ピッチ軸方向の可動自由度を利
用することを特徴とする請求項１７に記載の脚式移動ロ
ボットの動作制御方法。
【請求項１９】前記体幹部は少なくともヨー軸方向の可
動自由度を有し、他の転倒姿勢に移行するための前記動
作パターンは該体幹部ヨー軸方向の可動自由度を利用す
ることを特徴とする請求項１７に記載の脚式移動ロボッ
トの動作制御方法。
【請求項２０】前記体幹部は少なくともロール軸方向の
可動自由度を有し、他の転倒姿勢に移行するための前記
動作パターンは該体幹部ロール軸方向の可動自由度を利
用することを特徴とする請求項１７に記載の脚式移動ロ
ボットの動作制御方法。
【請求項２１】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
されて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットがう
つ伏せ姿勢に陥ったときのための動作制御方法であっ
て、少なくとも体幹部ピッチ軸の可動自由度を利用して腕部
及び脚部のみで着床する姿勢を形成するステップと、少なくとも体幹部ピッチ軸の可動自由度を利用して脚式
移動ロボットの重心を上方に持ち上げるステップと、少なくとも体幹部ピッチ軸の可動自由度を利用して腕部
及び脚部それぞれの着床部分における相対的位置を小さ
くするステップと、腕部及び脚部それぞれの着床部分同士が充分接近した結
果、前記脚式移動ロボットのＺＭＰが足部着床領域に入
ったことに応答して、全身の伸展を開始するステップ
と、を具備することを特徴とする脚式移動ロボットの動
作制御方法。
【請求項２２】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
されて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットが仰
向け姿勢に陥ったときのための動作制御方法であって、少なくとも股関節ピッチ軸の可動自由度を利用して上体
を起こした姿勢を形成するステップと、少なくとも体幹部ピッチ軸の可動自由度を利用して脚式
移動ロボットの重心を前方に移動させるステップと、前記重心が充分前方に移動した結果、前記脚式移動ロボ
ットのＺＭＰが足部着床領域に入ったことに応答して、
全身の伸展を開始するステップと、を具備することを特
徴とする脚式移動ロボットの動作制御方法。
【請求項２３】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
されて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットが横
転姿勢に陥ったときのための動作制御方法であって、少なくとも体幹部ヨー軸の可動自由度を利用してうつ伏
せ姿勢に移行するステップと、を具備することを特徴と
する脚式移動ロボットの動作制御方法。
【請求項２４】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
されて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットが横
転姿勢に陥ったときのための動作制御方法であって、体幹部ロール軸の可動自由度を利用して上体を床面から
浮かすステップと、体幹部ヨー軸の可動自由度を利用してうつ伏せ姿勢に移
行するステップと、を具備することを特徴とする脚式移
動ロボットの動作制御方法。
【請求項２５】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
されて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットが仰
向け姿勢に陥ったときのための動作制御方法であって、少なくとも体幹部ヨー軸の可動自由度を利用して横転姿
勢に移行するステップを具備することを特徴とする脚式
移動ロボットの動作制御方法。
【請求項２６】少なくとも下肢と、該下肢の上方に配設
されて体幹部に所定の可動自由度を持つ上体とで構成さ
れ、下肢の運動により移動自在な脚式移動ロボットが転
倒姿勢に陥ったときのための動作制御方法であって、
（ａ）仰向け姿勢から横転姿勢に移行するステップ、
（ｂ）横転姿勢からうつ伏せ姿勢に移行するステップ、
（ｃ）うつ伏せ姿勢から横転姿勢に移行するステップ、
（ｄ）横転姿勢から仰向け姿勢に移行するステップ、の
うち少なくとも１つを具備することを特徴とする脚式移
動ロボットの動作制御方法。