专利名称：双脚行走机器人的远程操纵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及双脚行走机器人的远程操纵装置。
在进行这种双脚行走机器人的移动的场合，一般事先将对欲使该机器人进行的行走动作的形态进行规定的算法(对在哪一时刻驱使机器人的哪种行走动作予以规定的算法)示教予控制该机器人的控制装置。
然而，根据事先将这种算法示教予控制装置的手法，其示教作业需要相当大的工夫，同时也较难令机器人随意地进行各式各样的行走动作。
为解决这种问题，可以考虑通过使用遥控装置等的远程操纵，对机器人的控制装置下达希望机器人进行的行走动作的指令。
但是，双脚行走机器人又不同于设置型的产业用机器人等，由于其本来容易因受到外界干扰等的影响而失去姿势的平稳性，因此，有必要构筑一个兼顾机器人姿势平稳性的操作系统。
另外，众所周知，机器人的行走动作是利用所谓主从方式来控制的。然而，利用这种主从方式的双脚行走机器人的操纵装置，操纵者自身又必须进行与所希望机器人的行走动作相同的动作，因此，存在操作装置庞大而导致操作起来复杂的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种双脚行走机器人的远程操纵装置，它在兼顾机器人姿势平稳性的同时，能够中用简单的构成对双脚行走机器人的移动进行远程操纵。
根据本发明，由于上述控制装置对应于上述操纵器的操纵杆的操作位置，生成机器人两条腿部的动作指令，并按照该动作指令控制两腿部的动作，因此，通过上述操纵杆的操作，可以使机器人进行多种形态的行走动作(例如，前进、旋转、横向行走等)。并且，此时，因为上述动作指令是关于机器人的行走动作的2步以上的步数生成的，因此，可以通过将操纵器的操纵杆操作到各操作位置，对机器人到达2步以上的前方的行走动作形态进行指定。由此，上述控制装置能够以机器人的重心被维持于能确保机器人平稳姿势的适当位置的形态，来生成上述动作指令。
所以，根据本发明，在兼顾机器人姿势的平稳性的同时，可以通过简易的构成来进行双脚行走机器人移动的远程操纵。
更加具体地讲，本发明的规定上述2步以上步数份的两腿部动作的动作指令是包括此次步态和下次步态的2步份的目标步态，其中所述此次步态规定例如，从两腿部呈着地状态的两腿支承期到下次的两腿支承期之间的两条腿的动作；所述下次步态规定从下次的两条腿支承期到再下次的两条腿支承期之间的两条腿的动作。并且，这种场合，最好是上述控制装置在每个两腿部支承期，将其之前最近的下次步态作为此次步态的同时，对应于上述操纵杆的操作位置生成新的下次步态，进而，对应于操纵杆的操作位置，至少对该新的下次步态进行逐次调整。
据此，在根据从各两腿部支承期到下次的两腿部支承期的此次步态来进行机器人腿部的动作时，又对应于上述操纵杆的操作位置，逐次边调整边生成从下次的两腿部支承期到再下次的两腿部支承期的下次步态。并且，在基于此次步态的机器人腿部的动作结束，变成下次的两腿部支承期时，在其之前最近所生成的下次步态就变成从该下次的两腿部支承期开始的此次步态。通过这样地生成作为2步份目标步态的此次步态及下次步态，可以避免机器人重心的急剧移动等，并在确实能够确保机器人姿势平稳性的状态下，可进行机器人的行走动作。
另外，本发明最好是上述操纵器针对各腿部具有与上述机器人各腿部相对应的操纵杆；上述控制装置对应于上述输出信号数据所表示的该操纵杆的操作位置，以规定相对于支承腿一侧而言的、该游离腿一侧的腿部的相对的着地位置以及/或者姿势地，来生成上述动作指令，其中，上述输出信号数据与对应于上述行走动作时的上述两腿部当中的游离腿一侧的腿部的操纵杆相关连。
据此，对应于机器人两条腿部中的一条腿部所对应的操纵杆的操作位置，在将该一条腿部作为游离腿一侧的腿部，使机器人进行一步(该一条腿部进行离地、着地)的行走动作时，对该一条腿部的动作进行规定，并且，对应于另一条腿部所对应的操纵杆的操作位置，在将该另一条腿部作为游离腿一侧的腿部，使机器人进行一步(该另一条腿部进行离地、着地)的行走动作时，对该另一条腿部的动作进行规定。即，通过与两腿部分别对应的操纵杆的操作，可以将机器人行走动作的2步份的两腿部的动作指示给控制装置。由此，上述控制装置可以就机器人的行走动作中的至少2步份按照操作者对操纵器的操作，来生成上述动作指令，可提高操纵器的操作和机器人实际动作之间的吻合性。
另外，本发明最好是上述操纵杆的多种的操作位置包含有停止上述双脚行走机器人移动用的移动停止操作位置，在将上述操纵杆操作到该移动停止操作位置的状态下，上述控制装置对应于预定的条件，选择性地生成使上述两腿部进行踏步动作的动作指令及维持上述两腿部于着地状态的动作指令。
据此，将上述操纵杆操作到移动停止操作位置的状态，或者是进行不伴随有机器人移动的两腿部的踏步动作的状态，或者是维持两条腿部着地的状态。另外，在进行踏步动作中将操纵杆从中立操作位置操作到其他操作位置时，由机器人行走动作产生的移动可以顺利地开始。另外，在维持两条腿部于着地状态下，可以降低机器人的耗电力。
此外，关于决定是进行两腿部的踏步动作，还是维持两条腿部于着地状态的上述预定的条件中，例如，可以利用操纵器上设置的开关等，使操作者能够随意地对控制装置进行指定，或者，也可以例如，通过对机器人动作用的蓄电池装置的残留量进行监视，并且对应于监视情况使控制装置进行自动选择。
另外，本发明最好是上述操纵杆的多种的操作位置包含有预定的中立操作位置，上述控制装置具备有依据上述操纵器的输出信号数据，对上述操纵杆从该中立操作位置向其他操作位置移动的移动量以及/或者该移动量的时间的变化率进行识别的装置，对应于其识别的移动量以及/或者该移动量的时间的变化率，调整上述双脚行走机器人的移动量或者移动速度地，来生成上述动作指令。
而且，这种场合，如上所述，在具有作为操纵杆的操作位置的移动停止位置的情况下，该移动停止位置也可以与上述中立操作位置是同一操作位置。
据此，通过调整从操作杆的中立操作位置移动的移动量或者其时间的变化率(操纵杆的移动速度)，可以调整双脚行走机器人的移动量(步幅)或移动速度，从而可以提高操纵器对机器人的操作性能。
另外，本发明最好是具备有在上述各腿部从离地的状态着地时，针对各腿部，对其着地情况进行检测，并将其检测的信号输送至上述操纵器的着地检测装置；上述操纵器设置有对应于该检测信号，针对各腿部而对上述各腿部的着地情况进行提示通知的提示装置。
据此，由于操纵器的操作者可以通过提示装置的提示，针对各腿部对机器人各腿部的着地时刻进行识别，因此可以配合机器人的实际动作，对操纵杆进行正确的操作。
此外，本发明最好是上述控制装置被设置成针对上述操纵杆的多种的操作位置中至少一部分的操作位置，可以生成相互不同的多种的上述动作指令；上述操纵器设有操作模式指定装置，它将在上述控制装置应生成的动作指令的种类可以转换地指定予该控制装置。
据此，通过上述操作模式指定装置，可以将与操纵器的操作相对应的机器人行走动作的形态进行多种变换。由此，操纵器的操作者可以按自身喜好的操纵器的操作形态(操作模式)来操纵机器人的行走动作。
另外，作为上述操纵杆的操作位置的种类，可以列举出使机器人进行前后方向移动的操作位置，使机器人进行左右方向移动的操作位置，或者使机器人进行旋转方向移动的操作位置等。
图3是表示
图1及图2中的机器人的远程操纵装置的主要部位构成的斜视图。
图4是表示图3中的远程操纵装置的操纵器的电路构成的方框图。
图5是表示机器人的控制处理的流程图。
图6是说明机器人的控制处理用的说明图。
图7至图13是说明本发明的第1实施方式中机器人的腿部动作用的说明图。
图14是说明本发明的第2实施方式中机器人的腿部动作用的说明图。
参照图1及图2，本实施方式中的双脚行走机器人A是具有上体1(躯干)，左右一对的腿部2、2，左右一对的臂部3、3，及头部4的人型机器人。
该机器人A的上体1包括主体5和副体6，其中所述主体5延设有腿部2、2及臂部3、3且支承有头部4；所述副体6呈筐体状，以由主体5背负的形式安装在主体5的背部。
在主体5的下端部上形成有腰部7，从设置于该腰部7的左右一对髋关节8、8处分别延设有各自的腿部2。各腿部2在其脚面部9与髋关节8之间，从髋关节8一侧开始依次具有膝关节10及踝关节11。
这种场合，髋关节8可以以上下、左右及前后方向上的3根轴为转轴作旋转动作，膝关节10可以以左右方向上的1根轴为转轴作旋转动作，踝关节11可以以上下及左右方向上的2根轴为转轴作旋转动作。由此，各腿部2可以进行与人的腿大致同样的运动。另外，各腿部2的脚面部9的脚底部具有该脚面部9在接触地面F(参照图2)时输出信号的触地传感器12。该触地传感器12相当于本发明中的着地检测装置，可以是例如，由压力传感器等构成的装置。此外，该着地检测装置也可以由使用对作用到脚面部9上的重量及力矩进行检测的检测传感器(后边将要说明)等来构成。
在主体5上部左右的各侧部设置有肩关节13，从该肩关节13延设有各臂部3。各臂部3在其手背14与肩关节14之间，从肩关节13一侧开始依次具有肘关节15和腕关节16。并且，肩关节13、肘关节15及腕关节16分别可以以3根轴、2根轴、1根轴为转轴作旋转动作，可以使各臂部3作接近人的臂部运动的动作。
此外，可以通过图中未示的电动机驱动上述各腿部2及各臂部3的各关节。而且，头部4被支承在主体5的上端部，在其内部装有作为机器人A的视觉器官用的摄影装置(图示省略)。
另外，如图2所示，在上述主体5上搭载有作为机器人A动作用电源的蓄电池装置17。此外，在上述副体6内收装有驱动上述各腿部2或各臂部3的各关节的电动机(图中未示)的驱动装置18；担负机器人A的动作控制(腿部2或臂部3的各关节的动作控制)的控制单元19(以下称“ECU19”)；在该ECU19与后边将要说明的远程操纵装置22之间进行收发各种信息用的通信装置20；及将上述蓄电池装置17的输出电压的电平转换成上述电动机动作用的电压等的电平的DC/DC变换器21等。在此，因为上述ECU19包括含有微型计算机等的电路单元，故而相当于本发明中的控制装置。此外，在本实施方式中，上述通信装置20以无线方式进行通信。
另外，虽然省略其图示，但本实施方式的双脚行走机器人A除具有上述的构成之外，还具备有检测各腿部2或臂部3的各个关节的动作位置(驱动各个关节的电动机的旋转位置)的传感器；对作用到腿部2的脚面部9上的重量及力矩进行检测的传感器；对上体1的倾斜角度及其变化速度进行检测的传感器等。而且，上述ECU19根据从上述各种传感器(包括上述触地传感器12)得到的信息、事先设定的程序、及经由通信装置20从后边将要说明的远程操纵装置22输送来的指令信息等，来对驱动腿部2或臂部3的各关节的电动机进行控制，从而进行机器人A的动作控制。此外，该ECU19还进行把上述触地传感器12所检测的信号数据，经由上述通信装置20输送给后边将要说明的远程操纵装置22的处理等。
另外，在以下的说明中，为区别左右腿部2、2，将机器人A的面向前方时以右侧的腿部2称作右腿部2R，左侧的腿部2称作左腿部2L(参照图1)。
图3是表示对前述的双脚行走机器人A的腿部2、2的行走动作进行远程操作的远程操纵装置22的主要构成的图。如该图所示，远程操纵装置22具有由操作者把持并进行操作的操纵器23；及经由导线24连接在该操纵器23上的通信装置25。在此，通信装置25是协同机器人A的通信装置20，而对操纵器23与上述机器人A的ECU19之间的信息进行收发的装置，通过天线25a与机器人A的通信装置20进行无线通信。
操纵器23在其表面部上具备有对机器人A的腿部2、2下达动作指令用的一对(2个)手柄状的操纵杆26、26；使机器人A的腿部2、2停止的腿部停止开关27；及作为提示装置对各腿部2的着地进行提示通知的一对提示灯28、28。另外，操纵器23在其侧面上还具备将其操作模式选择性地指定为事先所确定的两种操作模式之一的操作模式转换开关29(操作模式指定装置)。
操纵杆26、26分别被配置在当朝向操纵器23的前方时的靠右侧的位置及靠左侧的位置，并且被支承在内藏于操纵器23内的旋转自如的球体30上。另外，各操纵杆26通过支承它的球体30的旋转，在如图3中箭头P所示的前后方向上及在如图3中箭头Q所示的左右方向上摇动自如，同时如图3中箭头R所示那样，围绕上下方向的轴心旋转自如。该各操纵杆26相对于操纵器23的表面立于竖直方向，并且将各操纵杆26的上端面的周边缘上带有的标记26a朝向前方时的状态定为各操纵杆26的中立操作位置，通过图中未示的弹簧等将它顶靠在该中立操作位置。而且，该中立操作位置也可以是本发明中的移动停止操作位置。
另外，提示灯28、28与操纵杆26、26同样地，分别被设置在靠近操纵器23表面部的右侧的位置及靠近左侧的位置，右侧的提示灯28在其点灯状态时，是将机器人A的右腿部2R已从离地的状态着地的情况通知给操纵器23的操作者。同样地，左侧的提示灯28在其点灯状态时，是将机器人A的左腿部2L已从离地的状态着地的情况通知给操纵器23的操作者。
另外，通过上述操作模式转换开关29所指定的操作模式是对通过操纵杆26、26操作机器人A的行走动作时的腿部2、2的动作形态的种类(后面将进行详细说明)进行规定的装置。该操作模式在本实施方式中具有两种操作模式，其中一种为通过操纵杆26、26于前后、左右方向上的摇动操作以及围绕上下方向的轴心旋转的旋转操作，来驱使腿部2、2行动的基本操作模式，另一种为只通过操纵杆26、26于前后、左右方向上的摇动操作，来驱使腿部2、2行动的简易操作模式。
另外，在以下的说明中，为区别操纵杆26、26，将面向操作器23的前方时的右侧的操纵杆26称作右操纵杆26R，左侧的操纵杆26称作左操纵杆26L。同样地，为区别提示灯28、28，将右侧的提示灯28称作右提示灯28R，左侧的提示灯28称作左提示灯28L。
参照图4的方框图可知在上述操作器23的内部设置有输出表示右操纵杆26R的操作位置的右操作信号的右操作检测器31R；输出表示左操纵杆26L的操作位置的左操作信号的左操作检测器31L；提示灯28R、28L的驱动电路32；及连接于上述通信装置25的输入输出处理电路33。从各操作检测器31R、31L输出的各操作信号被输入到输入输出处理电路33，并且上述腿部停止开关27的“开”/“关”信号以及上述操作模式转换开关29的操作模式设定信号也被输入到输入输出处理电路33。此外，通过机器人A各腿部2的触地传感器12所检测的各腿部2的着地检测数据(以下称触地检测数据)也从机器人A一侧经由上述通信装置25被输入到输入输出处理电路33。
这里虽然省略各操作检测器31R、31L的详细图示，但它们是使用编码器或电位计等构成的检测器，所输出的操作信号包括表示各操纵杆26于前后方向上的操作位置的前后操作信号，表示左右方向上的操作位置的左右操作信号，及表示以上下方向的轴心为转轴的操作位置的旋转操作信号的3种信号。这种场合，各操作检测器31R、31L是将与各操纵杆26于前后方向上偏离上述中立操作位置的摇动量(围绕球体30的左右方向的轴心进行旋转的旋转角)以及其摇动方向(以球体30的左右方向为轴心进行旋转的旋转方向)相对应的信号，作为上述前后操作信号进行输出，并且将与各操纵杆26于左右方向上偏离上述中立操作位置的摇动量(围绕球体30的前后方向的轴心进行旋转的旋转角)以及其摇动方向(围绕球体30的前后方向的轴心进行旋转的旋转方向)相对应的信号，作为上述左右操作信号进行输出。此外，各操作检测器31R、31L又将与各操纵杆26从上述中立操作位置开始围绕上下方向的轴心进行旋转的旋转量(围绕球体30的上下方向的轴心进行旋转的旋转角)以及其旋转方向相对应的信号，作为上述旋转操作信号进行输出。
另外，上述输入输出处理电路33对从各操作检测器31R、31L输送来的各操作信号、上述腿部停止开关27的“开”/“关”信号、通过上述操作模式转换开关29设定的操作模式设定信号的数据进行逐次地输出至通信装置25，并施行从该通信装置25送信到行走机器人A一侧的处理。此外，对应于从行走机器人A一侧经由通信装置25输送来的上述触地检测数据，该输入输出处理电路33也进行对上述提示灯28、28的驱动电路32施行控制的处理。
下面对本实施方式的装置的动作进行说明。
首先，就通过机器人A的ECU19对腿部2、2的基本动作控制进行说明。在本实施方式中，机器人A的ECU19基本上是在与预定周期时刻同步的时刻，使两腿部2、2交替地离地·着地地控制驱动腿部2、2各关节的电动机，从而使机器人A进行行走动作(移动)。
在该ECU19的控制处理中，作为规定机器人A移动时各腿部2的动作形态(移步的形态)的动作指令的目标步态是依据从上述操纵器23的输入输出处理电路33经由通信装置25、20所输送来的上述右操作信号及左操作信号的数据(表示操纵器23的各操纵杆26的操作位置的数据)等生成的。上述目标步态由规定上体1的姿势、各腿部2的脚面部9的位置及姿势的参数等构成。并且，ECU19依据所生成的目标步态对驱动腿部2、2各关节的电动机进行控制，从而使腿部2、2动作。
这种场合，在本实施方式中，在生成上述目标步态时，ECU19是在机器人A行走动作的每1步(游离腿一侧的腿部2每呈着地状态一次)中，生成机器人A行走动作的2步份的该目标步态。在此，1步份的目标步态更加详细的是指对从两腿部2、2呈着地状态的两腿支承期的开始时刻起到一条腿部2呈离地状态(游离腿状态)的单腿支承期结束时刻为止(到下次的两腿部支承期开始为止)的各腿部2的动作进行规定的目标步态。因此，2步份的目标步态由从机器人A行走动作中的两腿支承期的开始时刻起到下次的两腿部支承期的开始时刻为止的目标步态(以下称此次步态)，及下次的两腿支承期的开始时刻起到再下次的两腿部支承期的开始时刻为止的目标步态(以下称下次步态)构成。
参照图5及图6，对与这种目标步态(此次步态及下次步态)的生成以及其目标步态所对应脚部2的的动作控制相关连的ECU19的基本的控制处理概要进行进一步说明。
ECU19通过以预定的控制周期(例如10ms)施行图5的流程图中所示的处理，来生成目标步态(此次步态及下次步态)，从而对机器人1的腿部2的动作进行控制。即，ECU19在每一预定的控制周期，从来自操纵器23经由通信装置25、20所输送的上述操作信号数据中读取操纵器23的各操纵杆26的当前的操作位置(步骤1)。接着，ECU19对当前的时刻是否为两腿支承期的开始时刻进行判断(步骤2)。此时，当是在两腿支承期的开始时刻的情况下，ECU19将当前正在生成的下次步态(该步态是通过后边将要说明的步骤4、7、10、11的处理，在前次的两腿支承期的开始时刻起到此次的两腿支承期的开始时刻为止的期间生成的)作为此次步态而获得(步骤3)。进而ECU19对应于在上述步骤1读取的各操纵杆26的当前的操作位置，来生成下次步态(步骤4)。另外，关于对应于各操纵杆26的操作位置的具体的步态形态将在后边进行说明。
当上述步骤2不是在两腿支承期的开始时刻的情况下时，ECU19进而对当前的时刻是否为两腿支承期内的时刻(从两腿支承期的开始之后到该两腿支承期结束之前的期间内的时刻)进行判断(步骤5)。此时，当是在两腿支承期内的时刻的场合下时，ECU19分别对应于各操纵杆26的当前的操作位置，对当前的此次步态及下次步态(更加具体而言是指在此次步态及下次步态中的游离腿一侧的腿部2的着地位置及姿势等)进行修正(步骤6、7)。这种场合，原则上是将在此次步态及下次步态中的游离腿一侧的腿部2的着地位置及姿势修正成为对应于操纵杆26的操作位置的着地位置及姿势。但是，当在将操纵杆26的操作位置转变成为使当前的机器人A的移动方向等急速改变的操作位置的情况下时，以确保机器人1的姿势的平稳性的方式而对此次步态及下次步态中的游离腿一侧的腿部2的着地位置及姿势进行修正。这种场合，特别是此次步态，由于它是规定当前时刻之后瞬间的游离腿一侧的腿部3的动作的步态，因此，要尽可能减少从步骤3获得的步态的修正量地对其进行修正。
当上述步骤5不是两腿支承期内的时刻的场合下时，ECU19进而对当前的时刻是否为两腿支承期的结束时刻(单腿支承期的开始时刻)进行判断(步骤8)。此时，当是两腿支承期的结束时刻的场合时，ECU19将当前的此次步态确定为最终的此次步态(步骤9)。另外，与上述步骤7的场合同样，ECU19对应于操纵杆26的操作位置对当前的下次步态进行修正(步骤10)。
并且，当上述步骤8不是在两腿支承期的结束时刻的场合下时，即，当是在一条腿部3呈离地状态的单腿支承期的场合下时，与上述步骤7的场合同样，ECU19对应于操纵杆26的操作位置对当前的下次步态进行修正(步骤11)。
另外，在如上述那样在生成或者修正此次步态及下次步态之后(施行步骤4、7、10、11的处理后)，ECU19对应于现在的此次步态进行对腿部3、3的动作控制(步骤12)。
图6是将机器人1在行走动作中的如上的述的ECU19所施行的控制处理进行时间序列性表示的图示。该图中，t0、t1……等代表时刻，“D”、“S”分别代表两腿支承期、单腿支承期，“L”、“R”分别代表左腿部2L、右腿部2R。另外，波浪线部分表示腿部2L或2R呈着地状态的期间。这种场合，与波浪线部分P15同行的“L”或“R”表示两腿部2L、2R中的一条腿部呈着地状态。例如，时刻t3～t7期间的波浪线部分是表示在其期间左腿部2L呈着地状态。
另外，点图部分表示进行上述此次步态的生成或修正的期间。这种场合，与点图部分同行的“L”或“R”表示在与该点图部分相对应的此次步态时，成为游离腿的腿部2L或2R。例如，时刻t3～t4期间的点图部分表示在该点图部分的期间，生成使右腿部2R成为游离腿的此次步态，并被进行适当修正。此外，斜线部分表示进行上述下次步态的生成或修正的期间。这种场合，与斜线部分同行的“L”或“R”表示在与斜线部分相对应的下次步态时，成为游离腿的腿部2L或2R。例如，时刻t3～t6期间的斜线部分表示在该斜线部分的期间，生成使左腿部2L成为游离腿的下次步态，并被进行适当修正。
通过上述的ECU19的处理，在例如时刻t6(在t6～t7的两腿支承期的开始时刻，右腿部2R的着地开始时刻)处，到该时刻t6之前为止的t3～t6期间内所生成·修正的下次步态(将左腿部2L作为游离腿的目标步态)被作为规定紧接该时刻t6之后的左腿部2L的移步的形态的此次步态。而且，该此次步态在到达该左腿部2L开始离地的时刻t7之前，对应于操纵杆26的操作位置被适当修正，在该时刻t7处被确定。然后根据在该时刻t7处确定了的此次步态，使t7～t9间成为游离腿的左腿部2L进行动作(在时刻t9处的左腿部2L的着地位置及姿势等)。另外，在上述时刻t6处，对应于此时的操纵杆26的操作位置，生成使右腿部2R成为游离腿的下次步态(继t6～t9间此次步态后的下次步态)，该下次步态到依据此次步态的腿部3的实际动作结束时(左腿部2L从离地的状态到着地的时刻t9)之前，对应于操纵杆26的操作位置被适当修正。并且，该下次步态在时刻t9处，成为该时刻t9～t12期间的此次步态。
在本实施方式中，如上所述，针对机器人A的行走动作的每1步，构成2步份目标步态的此次步态及下次步态对应于操纵杆26的操作位置被适当地生成·修正，依据这些目标步态来对腿部3、3的动作进行控制。
下面，对应于操纵杆26的操作位置，关于ECU19所控制的腿部3、3的更加具体的步态形态进行说明。
首先，就通过上述操作模式转换开关29将操纵器23的操作模式设定为上述基本操作模式，并将表示这个的数据从操纵器23的输入输出处理电路33经由通信装置25、20输送给ECU19的场合进行说明。
在将操纵器23的操作模式设定为基本操作模式状态下，机器人A的ECU19根据来自操纵器23经由通信装置25、20所输送的上述操作信号数据将操纵器23的各操纵杆26的前后方向的操作位置、左右方向的操作位置、围绕上下方向的轴心进行旋转的操作位置分别分成3种进行判断。
即，例如，关于各操纵杆26在前后方向上的摇动操作，在其偏离该各操纵杆26中立操作位置的前后方向的摇动量未满预定量的场合时，ECU19判定该操纵杆26处于中立操作位置，当其前后方向的摇动量在前方一侧达到预定量以上时，以及在后方一侧达到预定量以上时，ECU19分别判定操纵杆26的操作位置处于前方一侧的操作位置(以下称前操作位置)及处于后方一侧的操作位置(以下称后操作位置)。
关于各操纵杆26于左右方向的摇动操作以及围绕上下方向的轴心进行旋转的旋转操作判断的方法与上述一样，ECU19通过判断各操纵杆26偏离其中立操作位置的、于左右方向的摇动量在右方向或左方向时是否达到预定量以上，来判定操纵杆26于左右方向的操作位置是处于中立操作位置、右侧的操作位置(以下称右操作位置)还是左侧的操作位置(以下称左操作位置)。
另外，ECU19通过判断操纵杆26围绕上下方向的轴心进行旋转的旋转量(从中立操作位置旋转的量)在顺时针方向或逆时针方向是否达到预定量以上，来判定操纵杆26围绕上下方向的轴心进行旋转的操作位置(以下仅称旋转操作位置)是处于中立操作位置、在顺时针方向旋转了的位置(以下称右旋转操作位置)还是在逆时针方向旋转了的位置(以下称左旋转操作位置)。
然后，ECU19对应于操纵器23的两操纵杆26R、26L的操作位置，以例如图7、图8(a)～图8(d)、图9(a)～图9(d)、图10(a)～图10(d)所列举的步态形态，来驱使腿部2、2动作。
这些各图从各图左端依次地以时间系列为基准对腿部2、2的在两腿部2、2并排于左右方向在原地踏步，或者是持续呈着地状态(机器人A不移动状态，关于这一状态将参照图5在后边说明)下，在将两操纵杆26R、26L操作于各图描绘的操作位置时的第1步到第3步的脚面部9的动作(从机器人A的上方所看到的平视动作)予以了模式说明。这种场合，在各图中，空白框的脚面部9表示游离腿一侧的腿部2的脚面部9，斜线框的脚面部9表示支承腿一侧的腿部2的脚面部9。另外，关于各图描绘的操作位置，图中的“中”、“前”、“后”、“右”、“左”、“右旋转”、“左旋转”分别代表上述中立操作位置、前操作位置、后操作位置、右操作位置、左操作位置、右旋转操作位置、左旋转操作位置。
在此，具体而言，这些图7～图10中所列举的例子是对应于以下的场合的例子，即在欲使左腿部2L离地时刻之前(例如，图6中时刻t3～t6的期间内)，将两操纵杆26R、26L从上述中立操作位置操作到各图中描绘的操作位置，并被持续保持在其操作位置，对应于其操作位置生成上述目标步态(此次步态及下次步态)的场合。
这种场合，在左腿部2L离地之前的两腿支承期的开始时刻之前，ECU19正在生成的下次步态(例如，图6中t3～t6的期间内的下次步态)在两操纵杆26R、26L被操作到图7～图10中描绘的操作位置的时刻，被修正(更新)成对应于其操作位置的步态，并原样地被确定为在左腿部2L离地之前的两腿支承期内(例如，图6中t6～t7)，的此次步态(图7～10中第1步的目标步态，即把左腿部2L作为游离腿而使之移动用的步态)。另外，从该第1步的左腿部2L离地之前的两腿支承期的开始时刻重新生成的下次步态(例如，图6中t6～t9的期间内的下次步态)是对应于各图7～10中描绘的操纵杆26R、26L的操作位置生成并被保持的步态，它在左腿部2L离地后再着地时(例如，图6中的时刻t9)，成为此次步态(各图7～10中第2步的目标步态，即把右腿部2R作为游离腿而使之移动用的步态)。而且，从该第2步的右腿部2R离地之前的两腿支承期的开始时刻重新生成的下次步态(例如，图6中t9～t12的期间内的下次步态)是对应于各图7～10中描绘的操纵杆26R、26L的操作位置生成并被保持的步态，它在右腿部2R离地后再着地时(例如，图6中的时刻t12)，成为此次步态(各图7～10中第3步的目标步态，即把左腿部2L作为游离腿而使之移动用的步态)。此后，这样的此次步态及下次步态持续地反复生成。
下面，详细说明图7～10所列举的步态形态。首先，如图7所示，在操纵器23的两操纵杆26R、26L都被持续地操作在中立操作位置的状态(其中操纵器23的腿部停止开关27处于“关”位置)下，ECU19使两腿部2L、2R的脚面部9、9在左右方向以一定间隔地排列、于同一位置反复交替地进行离地·着地生成目标步态，使两腿部2L、2R作踏步动作。在这一状态下，机器人A不移动。
在像这样地，将两操纵杆26R、26L都操作在中立操作位置的状态下，操作上述操纵器23的腿部停止开关27至“开”位置，表示这个操作的数据被从操纵器23的输入输出处理电路33经由通信装置25、20输送至机器人A的ECU19时，ECU19使两腿部2L、2R的脚面部9、9在左右方向上排列，并维持其于同时着地状态地生成目标步态。此时的脚面部9、9在左右方向上的间隔，与上述踏步动作中两腿部2L、2R的脚面部9、9同时处于着地状态时的脚面部9、9的间隔相同。由此，两腿部2L、2R的踏步动作在两腿部2L、2R的脚面部9、9同时着地时停止。
另外，在两腿部2L、2R均被维持于着地状态的情况下，将腿部停止开关27操作至“关”位置时，两腿部2L、2R再次开始作踏步动作。而且，在两腿部2L、2R作踏步动作中，针对行走动作的每1步生成作为2步份目标步态的此次步态及下次步态的情况如上所述。例如，图5的第1步中，在左腿部2L成为游离腿之前的两腿支承期，生成作为第1步目标步态的此次步态，并被确定，从其两腿支承期的开始时刻，到左腿部2L离地后再着地的期间，生成作为第2步的目标步态的下次步态。
另外，在以下说明中，将上述的踏步动作状态或并排着地状态中的脚面部9、9在左右方向上的间隔称为脚面基本间隔。
下面，图8(a)～(d)所表示的是与两操纵杆26R、26L于前后方向上的摇动操作相关连的机器人A的行走动作的基本形态。这种场合，对应于左操纵杆26L于前后方向上的操作位置(前操作位置、后操作位置或中立操作位置)，将左腿部2L作为游离腿且使其动作时，决定该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言的于前后方向上的着地位置及姿势。同样地，对应于右操纵杆26R于前后方向上的操作位置，将右腿部2R作为游离腿且使其动作时，决定该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言的于前后方向上的着地位置及姿势。
例如，如图8(a)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R同时持续地操作在前操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言向前方迈出预定量的位置处，使左腿部2L着地(该动作对应于将左操纵杆26L操作于前操作位置的操作)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言向前方迈出预定量的位置处，使右腿部2R着地(该动作对应于将右操纵杆26R操作于前操作位置的操作)地，针对每1步来生成上述此次步态及下次步态。由此，使机器人A以如图8(a)所示的两腿部2L、2R的动作形态进行前进行走。
另外，如图8(b)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在前操作位置、中立操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿并使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言向前方迈出预定量的位置处，使左腿部2L着地(该情况与图8(a)的场合相同)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言于左右方向以上述脚面基本间隔相并排的位置处，使右腿部2R着地(该动作对应于将右操纵杆26R操作于中立操作位置的操作)地，针对每1步来生成2步份的目标步态(上述此次步态及下次步态)。由此，使机器人A以如图8(b)所示的两腿部2L、2R的动作形态进行前进行走。
在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在中立操作位置、前操作位置的场合下，也可以同样地使如图8(b)所示的行走动作按图8(d)所示那样进行。然而，这种场合，因为左操纵杆26L被操作于中立操作位置，因此，当左腿部2L成为游离腿时(参照图中的第1步及第3步)，该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言于左右方向上以上述脚面基本间隔相并排地被移动。并且，图8(d)中，由于第1步的游离腿是左腿部2L，故而机器人A在第1步中不向前方移动。
另外，如图8(c)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在前操作位置、后操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言向前方迈出预定量的位置处，使左腿部2L着地(该情况与图8(a)的场合相同)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言向后方退下了预定量的位置处，使右腿部2R着地地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，这种场合下，在使游离腿的左腿部2L的脚面部9向前方迈出第1步后，维持其第1步的脚面部9、9的前后方向的位置及姿势的基楚上，使腿部2L、2R反复进行踏步动作。
关于两操纵杆26R、26L于前后方向上的摇动操作，由以上可知，通过将左操纵杆26L操作于前、中立、后中的任何一个操作位置，使左腿部2L作为游离腿且使其动作时，相对于右腿部2R的脚面部9而言的左腿部2L的脚面部9于前后方向上的着地位置及姿势不由右操纵杆26R于前后方向上的操作位置来决定。而且，通过将右操纵杆26R操作于前、中立、后中的任何一个操作位置，使右腿部2R作为游离腿且使其动作时，相对于左腿部2L的脚面部9而言的右腿部2R的脚面部9于前后方向上的着地位置及姿势也不由左操纵杆26L于前后方向上的操作位置来决定。
另外，图8(a)～(d)所示的任何一场合，在两操纵杆26R、26L被持续操作在相同操作位置的状态下，第4步以后的动作均是交替重复第2步、第3步的动作。
下面，图9(a)～(d)所表示的是与两操纵杆26R、26L于左右方向上的摇动操作相关连的机器人A的行走动作的形态。这种场合，对应于左操纵杆26L于左右方向上的操作位置(左操作位置、右操作位置或中立操作位置)，决定在将左腿部2L作为游离腿且使其动作时的该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言的于左右方向上的着地位置及姿势。同样地，对应于右操纵杆26R于左右方向上的操作位置，将右腿部2R作为游离腿且使其动作时，决定该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言的于左右方向上的着地位置及姿势。
例如，如图9(a)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R同时地操作在右操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言以上述脚面基本间隔为基准按预定量向右方向接近的位置处，使左腿部2L着地(该动作对应于将左操纵杆26L操作于右操作位置的操作)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿并使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言以上述脚面基本间隔为基准按预定量向右方向离去的位置处，使右腿部2R着地(该动作对应于将右操纵杆26R操作于右操作位置的操作)地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，使机器人A以如图9(a)所示的两腿部2L、2R的动作形态向右方向横向行走。
另外，如图9(b)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在右操作位置、中立操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言以上述脚面基本间隔为基准按预定量向右方向接近的位置处，使左腿部2L着地(该情况与图9(a)的场合相同)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言于左右方向以上述脚面基本间隔相并排的位置处，使右腿部2R着地(该动作对应于将右操纵杆26R操作于中立操作位置的操作)地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，使机器人A以如图9(b)所示的两腿部2L、2R的动作形态向右方向横向行走。
在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在中立操作位置、右操作位置的场合下，同样地也可以使如图9(b)所示的行走动作按图9(d)所示那样进行。然而，这种场合，因为左操纵杆26L被操作于中立操作位置，因此，当左腿部2L成为游离腿时(参照图中的第1步及第3步)，该左腿部2L的脚面部9被移动到相对于右腿部2R的脚面部9而言于左右方向以上述脚面基本间隔相并排的位置。并且，图9(d)中，由于第1步的游离腿是左腿部2L，故而机器人A在第1步中不向右方向移动。此外，这种场合，因为右操纵杆26R被操作于右操作位置，因此，当右腿部2R成为游离腿时(参照图中的第2步)，该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言离开上述脚面基本间隔的预定量地被向右方向移动。
另外，如图9(c)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在右操作位置、左操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言以上述脚面基本间隔为基准按预定量在左右方向接近的位置处，使左腿部2L着地(该情况与图9(a)的场合相同)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言以上述脚面基本间隔为基准按预定量在左右方向上接近的位置处，使右腿部2R着地(该动作对应于将右操纵杆26R操作于左操作位置的操作)地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，这种场合下，当使游离腿的左腿部2L的脚面部9在第1步里于左右方向上接近了右腿部2R的脚面部9后，使腿部2L、2R在维持其第1步的脚面部9、9的左右方向的位置及姿势的情况下，反复进行踏步动作。因此这种场合下机器人A在左右方向上不移动。
关于两操纵杆26R、26L于左右方向上的摇动操作，由以上可知，通过将左操纵杆26L操作于右、中立、左中的任何一个操作位置，使左腿部2L作为游离腿且使其动作时，相对于右腿部2R的脚面部9而言的左腿部2L的脚面部9于左右方向上的着地位置及姿势不由右操纵杆26R于左右方向上的操作位置来决定。而且，通过将右操纵杆26R操作于右、中立、左中的任何一个操作位置，使右腿部2R作为游离腿且使其动作时，相对于左腿部2L的脚面部9而言的右腿部2R的脚面部9于左右方向上的着地位置及姿势也不由左操纵杆26L于左右方向上的操作位置来决定。
另外，图9(a)～(d)所示的任何一场合，在两操纵杆26R、26L被持续操作在相同操作位置的状态下，第4步以后的动作是交替重复第2步、第3步的动作。
下面，图10(a)～(d)所表示的是与两操纵杆26R、26L的旋转操作相关连的机器人A的行走动作的形态。这种场合，对应于左操纵杆26L的旋转方向的操作位置(左旋转操作位置、右旋转操作位置或中立操作位置)，决定在将左腿部2L作为游离腿且使其动作时的该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言的于旋转方向上的着地位置及姿势。同样地，对应于右操纵杆26R的旋转方向的操作位置，决定在将右腿部2R作为游离腿且使其动作时的该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言的于旋转方向上的着地位置及姿势。
例如，如图10(a)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R同时地操作在右旋转操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言于顺时针方向旋转预定量的位置处，使左腿部2L着地(该动作对应于将左操纵杆26L操作于右旋转操作位置的操作)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言于顺时针方向旋转预定量的位置处，使右腿部2R着地(该动作对应于将右操纵杆26R操作于右旋转操作位置的操作)地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，使机器人A以如图10(a)所示的两腿部2L、2R的动作形态在顺时针方向上旋转。这种场合，当左腿部2L成为游离腿时，两脚面部9、9变成里八字形状的姿势关系，而当右腿部2R成为游离腿时，两脚面部9、9变成外八字形状的姿势关系。
另外，如图10(b)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在右旋转操作位置、中立操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言于顺时针方向旋转预定量的位置处，使左腿部2L着地(该情况与图10(a)的场合相同)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言以上述脚面基本间隔相平行并排的位置处，使右腿部2R着地(该动作对应于将右操纵杆26R操作于中立操作位置的操作)地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，使机器人A以如图10(b)所示的两腿部2L、2R的动作形态在顺时针方向上旋转。这种场合，当左腿部2L成为游离腿时，两脚面部9、9变成里八字形状的姿势关系，而当右腿部2R成为游离腿时，两脚面部9、9变成以上述脚面基本间隔相平行并排的姿势关系。
在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在中立操作位置、右旋转操作位置的场合下，也可以同样地使如图10(b)所示的行走动作(机器人A的旋旋转作)按图10(d)所示那样进行。然而，这种场合，因为左操纵杆26L被操作于中立操作位置，因此，当左腿部2L成为游离腿时(参照图中的第1步及第3步)，该左腿部2L的脚面部9被移动到相对于右腿部2R的脚面部9而言于左右方向以上述脚面基本间隔平行并排的位置。并且，图10(d)中，由于第1步的游离腿是左腿部2L，故而在第1步中，机器人A在顺时针方向上不旋转。此外，这种场合，因为右操纵杆26R被操作于右操作位置，因此，当右腿部2R成为游离腿时(图中的第2步)，右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9向顺时针方向旋转，两脚面部9、9变成外八字形状的姿势关系。
另外，如图10(c)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在右旋转操作位置、左旋转操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言于顺时针方向旋转预定量的位置处，使左腿部2L着地(该情况与图10(a)的场合相同)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言于逆时针方向旋转预定量的位置处，使右腿部2R着地(该动作对应于将右操纵杆26R操作于左旋转操作位置的操作)地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，这种场合下，在第1步里，使游离腿的左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9在顺时针方向上被旋转成为里八字形状后，使腿部2L、2R在维持其第1步的脚面部9、9的旋转方向的位置及姿势的情况下，反复进行踏步动作。因此，这种场合下，机器人A不旋转。
关于两操纵杆26R、26L的旋转操作，由以上可知，通过将左操纵杆26L操作于右旋转、中立、左旋转中的任何一个操作位置，使左腿部2L作为游离腿且使其动作时，相对于右腿部2R的脚面部9而言的左腿部2L的脚面部9于旋转方向上的着地位置及姿势不由右操纵杆26R的旋转操作位置来决定。而且，通过将右操纵杆26R操作于右旋转、中立、左旋转中的任何一个操作位置，使右腿部2R作为游离腿且使其动作时，相对于左腿部2L的脚面部9而言的右腿部2R的脚面部9于旋转方向的着地位置及姿势也不由左操纵杆26L的旋转操作位置来决定。
另外，图10(a)～(d)所示的任何一场合，在两操纵杆26R、26L被持续操作在相同位置的状态下，第4步以后的动作是交替重复第2步、第3步的动作。
按以上那样，在通过上述操作模式转换开关29将操纵器23的操作模式设定为基本操作模式的场合下，基本上是通过两操纵杆26L、26R的前后方向的摇动操作、左右方向的摇动操作、旋转操作，分别进行机器人A于前后方向上的行走动作、左右方向上的行走动作(横向行走)、旋转行走动作。
下面，关于通过上述操作模式转换开关29将操纵器23的操作模式设定为上述简易操作模式，并将表示该操作的数据被从操纵器23的输入输出处理电路33经由通信装置25、20输送给ECU19的场合进行说明。
在将操纵器23的操作模式设定为简易操作模式状态下，机器人A的ECU19不使用来自操纵器23且经由通信装置25、20被输送的上述操作信号数据中与各操纵杆26的旋转操作有关连数据，也不考虑各操纵杆26的旋转操作位置。并且，ECU19只使用该操作信号的数据中与各操纵杆26的前后及左右方向上的摇动操作相关连的数据，与上述基本操作模式的场合同样地，只将操纵器23的各操纵杆26的前后方向及左右方向的操作位置操作模式分别分成3种进行判断。
并且，关于与该简易操作模式中的两操纵杆26L、26R的操作相对应的机器人A行走动作的控制，在两操纵杆26L、26R均被持续操作在中立操作位置的场合及两操纵杆26L、26R被继续摇动操作在左右方向上的场合与上述基本操作模式的场合完全相同。即，在两操纵杆26L、26R均被持续操作在中立操作位置的场合下，如果腿部停止开关27处于“关”状态，如图7所示作踏步动作；如果腿部停止开关27处于“开”状态，两脚面部9、9呈被保持在以上述脚面基本间隔着地状态的上述并排着地状态。另外，两操纵杆26R、26L被持续操作在左方向或右方向的场合下，使机器人A以上述图9所示的形态进行横向行走的动作。
另一方面，在简易操作模式下，以例如图11(a)～(d)所示的形态来进行与两操纵杆26R、26L于前后方向上的摇动操作相关连的机器人A的行走动作。
例如，如图11(a)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R均操作在前操作位置的状态下，ECU19以与上述基本操作模式中的图8(a)的场合完全相同的形态，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，使机器人A进行前进行走。
另外，如图11(b)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在前操作位置、中立操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言向前方迈出预定量且于顺时针方向旋转预定量的位置处，使左腿部2L着地，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言向前方迈出预定量且于顺时针方向旋转预定量的位置处，使右腿部2R着地地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，使机器人A以如图11(b)所示的动作形态进行边前进边于顺时针方向旋转的行走动作。
在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在中立操作位置、前操作位置的场合下，也可以同样地使如图11(b)所示的行走动作按图11(d)所示那样进行。这种场合，因为左操纵杆26L被操作于中立操作位置，且右操纵杆26R被操作于前操作位置，因此，在左腿部2L成为游离腿的第1步及第3步中，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言向前方迈出预定量且于逆时针方向旋转预定量的位置处，使左腿部2L着地，在右腿部2R成为游离腿的第2步中，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言向前方迈出预定量且于逆时针方向旋转预定量的位置处，使右腿部2R着地。由此，可使机器人A进行边前进边于逆时针方向旋转的行走动作。
另外，如图11(c)所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在前操作位置、后操作位置的状态下，ECU19在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言于顺时针方向旋转预定量的位置处，使左腿部2L着地，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言于顺时针方向旋转预定量的位置处，使右腿部2R着地地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。由此，使机器人A以如图11(c)所示的形态进行在几乎同一位置旋转的行走动作。
这样，在简易操作模式下，通过操纵器23的两操纵杆26R、26L于前后方向上的摇动操作，使机器人A进行于前后方向及旋转方向上的行走动作。并且，通过操纵器23的两操纵杆26R、26L于左右方向上的摇动操作，与基本操作模式的场合完全相同地使机器人A进行于左右方向的行走动作(横向行走动作)。
另外，在简易操作模式下，在操纵器23的两操纵杆26R、26L于前后方向上的摇动操作中，只根据各操纵杆26L、26R的操作位置决定不了各腿部2L、2R在其分别成为游离腿时相对于支承腿一侧的腿部而言的着地位置及姿势，而是通过两操纵杆26L、26R在前后方向上的操作位置的组合，来决定各腿部2L、2R在其成为游离腿时相对于支承腿一侧的腿部而言的着地位置及姿势。
另外，在本实施方式中，在上述基本操作模式及简易操作模式的任何一操作模式下，除上述并排着地状态外，左腿部2L从离地状态着地时，该状态由该左腿部2L的脚面部9的触地传感器12检测，其检测的数据又经由ECU19及通信装置20、25被输送至操作器23的输入输出处理电路33。并且，此时，该输入输出处理电路33经由上述驱动电路32临时地点亮操纵器23的左提示灯28。同样地，右腿部2R从离地状态着地时，该状态由该右腿部2R的脚面部9的触地传感器12检测，其检测的数据被输送至操作器23的输入输出处理电路33。并且，此时，该输入输出处理电路33临时地点亮操纵器23的右提示灯28R。由此，各腿部2L、2R的着地是分别通过点亮所对应的操纵器23的提示灯28L、28R，来通知给操作者的。
另外，在以上的说明中，虽然仅是对只在前后方向、左右方向、旋转方向中任意的一个方向上操作各操纵杆26的场合进行了说明，但根据本实施方式的装置，在对各操纵杆26于前后、左右、旋转方向进行混合操作的场合下，可使机器人A以对各操纵杆26分别在前后、左右、旋转方向的操作所对应的上述步态进行合成的形态进行腿部2、2的动作。
例如，在上述基本操作模式下，在将左操纵杆26L操作于前操作位置、左操作位置及左旋转操作位置的操作位置，并且将右操纵杆26R持续操作于中立操作位置的状态下，使两腿部2L、2R以如图12所示的步态进行动作。即，在左腿部2L成为游离腿的第1步及第3步中，使左腿部2L的脚面部9，以相对于右腿部2R的脚面部9而言在前方向、左方向及逆时针旋转的旋转方向上分别按各个预定量进行移动的位置及姿势，来进行着地(该状态对应于左操纵杆26L的操作位置)，在右腿部2R成为游离腿的第2步中，使右腿部2R的脚面部9，以相对于左腿部2L的脚面部9而言按上述脚面基本间隔在左右方向上并排的位置及姿势来进行着地(该状态对应于右操纵杆26R的操作位置(中立操作位置))地，通过ECU19针对每1步来生成上述目标步态(此次步态及下次步态)。
这样，在上述基本操作模式中，在对各操纵杆26于前后、左右、旋转方向进行混合操作的场合下，在左腿部2L作为游离腿时的该左腿部2L的步态是将对应于左操纵杆26L于前后方向的操作位置的步态、对应于左右方向上的操作位置的步态、及对应于旋转方向上的操作位置的步态进行了合成的形态的步态。同样地，在右腿部2R作为游离腿时的该右腿部2R的步态是将对应于右操纵杆26R于前后方向的操作位置的步态、对应于左方向上的操作位置的步态、及对应于旋转方向上的操作位置的步态进行合成的形态的步态。
对应于上述说明的操纵杆26L、26R的操作位置的步态形态是与操纵杆26L、26R的操作位置被持续地维持于相同位置的场合相对应的基本步态形态。这种场合，如上所述，ECU19针对每1步所生成的目标步态(此次步态及下次步态)也具有持续性。因此，接下来，对如前所述的在机器人A持续地进行行走动作的状态下，变换操纵杆26R、26L的操作位置的例子参照图13进行以下说明。
参照图13，首先，点图点图框的脚面部9是表示例如在操纵杆23的操作模式被设定在上述基本操作模式的状态下，将左操纵杆26L及右操纵杆26R两者均持续操作在前操作位置及左旋转操作位置的操作位置的场合时的、两腿部2R、2L的脚面部9的动作(每1步中的各腿部2R、2L的脚面部9的着地位置及姿势)的图。在此，图13是对应于上述图6的描述的图，该图中的t0、t1……表示上述图6中所记录的时刻。另外，数字①～④与表示上述图6中的各腿部2L、2R处于着地状态期间的各波浪部分的数字相对应。例如，①的点图框的脚面部9表示图6中的时刻t3～t7之间呈着地状态的左腿部2L的脚面部9的着地位置及姿势。图13中其他的脚面部9也与之相同。
在上述基本操作模式下，当左操纵杆26L及右操纵杆26R两者如上所述那样，被持续操作在前操作位置及左旋转操作位置的操作位置(以下称前·左旋转操作位置)的场合下，如点图框所示的脚面部9按图13上的点划线的箭头a所示那样，机器人A进行旋转移动(逆时针旋转方向的旋转移动)。这种场合，每1步的此次步态及下次步态中的任何一个都将被维持在使游离腿的腿部2R或2L的脚面部9相对于支承期的腿部2L或2R的脚面部9而言向前方移动预定量，且在逆时针方向上旋转预定量的位置处进行着地的步态。
另外，图13中的斜线框的脚面部9及虚线框的脚面部9与点图点图框同样，分别表示在左腿部2L的脚面部9呈着地状态的时刻t0～t4的期间内，例如将左操纵杆26L及右操纵杆26R两者从上述前·左旋转操作位置变更到前操作位置及右旋转操作位置的操作位置(以下称前·右旋转操作位置)，之后又维持在该前·右旋转操作位置的场合时的步态所对应的脚面部的形态。上述前·右旋转操作位置与点图框的脚面部9所关连的旋转移动相反，是使机器人A于顺时针方向上旋转移动的操作位置。在此，斜线框的脚面部9是例如在时刻t1之前的时刻，将两操纵杆26L、26R的操作位置从上述前·左旋转操作位置变更到前·右旋转操作位置的场合下的脚面部；虚线框的脚面部9是例如在时刻t3时，将两操纵杆26L、26R的操作位置从上述前·左旋转操作位置变更到前·右旋转操作位置的场合下的脚面部。
首先，关于在时刻t1之前，如上所述那样地变更两操纵杆26L、26R的操作位置的场合进行说明。在这种场合下，ECU19根据上述图5流程图的处理，对其变更时刻的此次步态(将左腿部2L作为游离腿时的步态)和下次步态(将右腿部2R作为游离腿时的步态)进行修正。这种场合，在操作位置的变更时刻的此次步态是为了使机器人A在逆时针旋转方向上旋转移动，而使左腿部2L的脚面部9在时刻t3移动到图13中①的位置及姿势的步态(该步态与时刻t0之前的下次步态相同)。另外，该变更时刻是为了使机器人A于逆时针旋转方向上旋转移动，而将机器人A的重心移动至左侧，使左腿部2L朝向①的点图框位置及姿势作要迈步之前的状态。这样，假设将操作位置变更时的此次步态变更成与作为新操作位置的前·右旋转操作位置相对应的步态时，由于机器人A的重心移动过大，该机器人A的姿势有可能失去平衡。因此，在这种场合下，ECU19对此次步态不进行实质性修正，维持当前的步态(对应于前·左旋转操作位置的步态)。其结果，在时刻t3～t7内，呈着地状态的右腿部2R的着地位置及姿势变成与操作位置为前·左旋转操作位置时的场合相同的位置及姿势(①的点图框的位置及姿势)。
另外，由于上述例子是关于在时刻t1之前将操作位置从前·左旋转操作位置变更到前·右旋转操作位置的场合的例子，故而ECU19对此次步态未作修正。但是，例如，在时刻t0之后将操作位置变更到前·右旋转操作位置的场合下，ECU19在能够确保机器人A姿势平稳性的范围内，对应于变更后的操作位置对此次步态进行修正。根据这种场合的此次步态的修正，例如，在时刻t3时的左腿部2L的脚面部9的着地位置及姿势被修正成从图13中①的点图框的脚面部9朝向机器人A的前进方向稍微向右(朝向图中下侧)。
另一方面，在操作位置变更时(t0～t1的期间内)的下次步态是为了使机器人A在逆时针旋转方向上旋转移动，在根据此次步态使左腿部2L的脚面部9移动后，使右腿部2R的脚面部9在时刻t6时移动到图13中②的点图框的位置及姿势的步态。然而，这种场合操作位置的变更时刻是使根据此次步态在图13中①位置着地的左腿部2L的脚面部9迈出之前的时刻。由此，即使将操作位置变更时的下次步态变换成与作为新操作位置的前·右旋转操作位置相对应的步态，也足以确保机器人A姿势的平稳性。因此，在这种场合下，ECU19将此次步态修正成与作为新操作位置的前·右旋转操作位置相对应的步态。与该前·右旋转操作位置相对应的下次步态是与使右腿部2R的脚面部9，相对于时刻t3～t7时呈着地状态的左腿部2L的脚面部9而言向前方移动预定量且于顺时针旋转方向上旋转预定量的位置及姿势(图13中②处斜线框的位置及姿势)相对应的步态。并且，该下次步态就原原本本地在时刻t3(左腿部2L的着地开始时刻)成为此次步态。其结果，在时刻t6～t10，呈着地状态的右腿部2R的脚面部9以图13中②处斜线框的位置及姿势进行着地。
之后，由于操纵杆26L、26R的操作位置被维持在前·右旋转操作位置，故而每1步的此次步态及下次步态中的任何一个都将被维持在，使游离腿的腿部2L或2R的脚面部9相对于支承期的腿部2R或2L的脚面部9而言向前方移动预定量，且在顺时针方向上旋转预定量的位置处进行着地的步态。(参照图13中③及④处的斜线框的脚面部9)。
因此，在时刻t0～t1期间内，如前所述，在将操纵杆26L、26R的操作位置进行变更的场合下机器人A按图13中点划线b所示那样移动下去。
下面，在时刻t3时操纵杆26L、26R的操作位置被从前·左旋转操作位置变更到前·右旋转操作位置的场合下，ECU19根据上述流程图5的处理，其变更时(右腿部2R的脚面部9在图13中①位置开始着地时)的此次步态变成在其之前所生成的下次步态。因此，在操作位置的变更时刻，此次步态变成使左腿部2的脚面部9以图13中②的点图框的位置及姿势进行着地的步态。并且，ECU19在t3～t4期间内，对应于作为新操作位置的前·右旋转操作位置对此次步态进行修正。
这种场合，操作位置的变更时刻是左腿部2L开始以①的位置及姿势着地的时刻，或者接着成为游离腿的右腿部2R开始离地之前的时刻。由此，可以使机器人A的重心多少向其顺时针旋转方向进行旋转地移动。然而，若根据此次步态使右腿部2R的脚面部9以与前·右旋转操作位置相对应的原本的位置及姿势(图13中②处斜线框的位置及姿势)进行着地，则有可能有损于机器人A姿势的平稳性。因此，这种场合下，ECU19在t3～t4期间内，较之前·右旋转操作位置相对应的原本的位置及姿势，更加接近在操作位置的变更时刻时的此次步态所对应的右腿部2R的脚面部9的着地位置及姿势地(图13中②的点图框的位置及姿势)生成右腿部2R的腿面部9的此次步态中的着地位置及姿势。例如，使t6～t10期间内呈着地状态的右腿部2R的着地位置及姿势成为图13中②的点图框的位置及姿势地，来修正此次步态。即，相对于左腿部2L的脚面部9(①处的脚面部)，以小于前·右旋转操作位置所对应的原本的预定旋转量的旋转量进行旋转，另外，使右腿部2R的脚面部9在向前方移动预定的移动量的位置处进行着地地生成此次步态。
另外，这种场合，因为操作位置的变更时刻是t3时刻(两腿部支承期的开始)，故而ECU19对应新操作位置(前·右旋转操作位置)，生成下次步态。即，使t9～t13期间内呈着地状态的左腿部2L的脚面部9，相对于t6～t10期间内呈着地状态的右腿部2R的脚面部9而言，向前方移动预定量，且在顺时针旋转方向上旋转预定量的位置进行着地地，来生成该下次步态。这种场合，因为操作位置变更时的此次步态是使右腿部2R以②的点图框的位置及姿势进行着地的步态，因此，该变更时刻的下次步态成为使左腿部2L按图13中③的点图框的位置及姿势进行着地的步态。并且，若此次步态被如上所述那样修正成使右腿部2R按②的虚线框的位置及姿势进行着地的步态，则下次步态将被修正成按图13中③处虚线框的位置及姿势使左腿部2L进行着地的步态。
之后，由于操纵杆26L、26R的操作位置被维持在前·右旋转操作位置，故而每1步的此次步态及下次步态中的任何一个都将被维持在使游离腿的腿部2L或2R的脚面部9相对于支承期的腿部2R或2L的脚面部9而言向前方移动预定量，且在顺时针方向上旋转预定量的位置处进行着地的步态(参照图13中④处虚线框的脚面部9)。
因此，例如在时刻t3时，如前所述，操纵杆26L、26R的操作位置被变更的场合下，机器人A按图13中点划线c所示那样移动下去。
另外，如前所述，结合图13进行说明的步态的变更即使在操纵器23的操作模式被设定在简易操作模式的场合下也可同样地进行。
按以上那样，本实施方式的装置，通过对操纵杆23的简单操作，就可以使机器人A在前后方向、左右方向及旋转方向上进行行走动作。
这种场合，在上述基本操作模式下，由于通过操纵器23的两操纵杆26L、26R可以将2步份的行走动作的形态指定予ECU19，故而，该ECU19可以生成与两操纵杆26L、26R的操作位置匹配的2步份的目标步态。即，通过将左操纵杆26L操作于任意一个操作位置，左腿部2L作为游离腿进行动作时，相对于右腿部2R的脚面部9而言的左腿部2L的脚面部9的着地位置及姿势不由右操纵杆26R的操作位置来决定。而且，通过将右操纵杆26R操作于任何一个操作位置，右腿部2R作为游离腿进行动作时，相对于左腿部2L的脚面部9而言的右腿部2R的脚面部9的着地位置及姿势也不由左操纵杆26L的操作位置来决定。因此，各操纵杆26R、26L的操作位置成为独立指示每1步的步态的机构。由此，可以使作为2步份目标步态的此次步态及下次步态匹配于各操纵杆26R、26L的操作位置地生成。其结果，可以增强操纵器23的两操纵杆26R、26L的操作位置与机器人A实际行走动作的吻合性，提高对机器人A的操作性。
此外，由于有2步份的目标步态(此次步态及下次步态)生成，故而可以使机器人A的重心处于能够确保机器人A于稳定姿势的位置地，来生成该目标步态，可使机器人A以稳定的姿势进行行走动作。另外，通过生成2步份的目标步态，由于操作者基本上只需决定机器人A的每2步的移动的行走形态或者说各操纵杆26的操作位置，进行该操纵杆26的操作就可以，故而，可以从容地进行机器人A行走动作的操作，并且可以容易地进行机器人A行走动作的操作。
此外，由于各腿部2L、2R的着地通过所对应的提示灯28L、28R被通知，故而，操作者可以在适合机器人A进行实际动作状态的时刻，对操纵杆26L、26R进行操作，并且可以确保操纵器23的良好操作性。
另外，在将操纵杆26L、26R操作于中立操作位置的状态下，由于可以通过将上述腿部停止开关27操作于“开”位置，使腿部2、2处于并排着地状态，停止这些动作，故而，可以防止机器人A上所搭载的蓄电池装置17消耗不必要的电量。并且，在上述并排着地状态下，通过将腿部停止开关27操作于“关”位置，也可以在必要时使腿部2、2进行踏步动作。
另外，由于通过操纵杆23的操作模式转换开关29，可以对与操纵杆26、26的操作相对应的机器人A行走动作的形态种类进行转换，故而，操作者可以根据自身喜好的形态来对机器人A进行操纵。
下面，对本发明的双脚行走机器人的远程操纵装置的第2实施方式进行说明。另外，因为本实施方式的构成与上述第1实施方式的构成相同，只是本实施方式中根据机器人A的ECU19所进行的控制处理与第1实施方式中的控制处理的一部分不同，因此在装置构成中使用与上述图1～图4所示的同一参照符号并省略其说明。
在本实施方式中，在机器人A的ECU19将上述操纵器23的操作模式设定在基本操作模式的场合下，不仅与上述第1实施方式同样地依据从操纵器23输送来的上述操作信号的数据分别将操纵器23的各操纵杆26的前后方向的操作位置、左右方向的操作位置、围绕上下方向的轴心进行旋转的操作位置分成3种进行判断，而且，在上述前操作位置、后操作位置、右操作位置以及左操作位置，还对偏离各操纵杆26的中立操作位置向前方向的摇动量、后方向的摇动量、右方向的摇动量、左方向的摇动量进行监视。另外，ECU19在各操纵杆26的上述右旋转操作位置及左旋转操作位置处，对各操纵杆26的从中立操作位置分别沿顺时针旋转方向旋转的旋转量、逆时针旋转方向旋转的旋转量进行监视(以下统称这些摇动量、旋转量为操作量)。
并且，在本实施方式中，与上述第1实施方式同样地，也进行通过两操纵杆26、26于前后方向上的操作来驱使机器人A于前后方向上的行走动作、通过两操纵杆26、26于左右方向上的操作来驱使机器人A于左右方向上的行走动作、以及通过两操纵杆26、26的旋转操作来驱使机器人A的旋转行走动作。另外，关于对此次步态及下次步态进行的生成及修正的基本处理(图5的流程图的处理)也与上述第1实施方式相同。但是，这种场合，在各个行走动作中，机器人A每1步的移动量(分别在此次步态及下次步态时游离腿一侧的腿部2R或2L的脚面部9的移动量)都被对应于两操纵杆26的操作量进行调整。另外，在两操纵杆26、26均被操作在中立操作位置场合下，腿部2、2的动作也与第1实施方式的场合相同。即，当上述腿部停止开关27被操作于“关”位置时，如上述图7所示进行踏步动作，当上述腿部停止开关27被操作于“开”位置时，腿部2、2停止踏步动作，处于并排着地状态。
关于通过两操纵杆26、26于前后方向上的操作动作来驱使机器人A的行走动作，参照图14(a)～(d)对本实施方式中机器人A的行走动作的具体例子进行说明。另外，这些图14(a)～(d)与第1实施方式中关于图8～图10的场合相同，从各图左端依次地以时间序列为基准模式性地表示在两腿部2、2并排于左右方向上且在相同位置进行踏步动作，或者，在呈上述并排着地状态的状态下，两操纵杆26R、26L被操作到各图中描绘的操作位置，并被维持于其操作位置场合时的腿部2、2的第1步到第3步的脚面部9的动作。
图14(a)所示的是左操纵杆26L及右操纵杆26R均被操作在前操作位置，并被维持在其操作位置的场合时的机器人A行走动作的步态，图中，虚线框的两脚面部9、9是对应于两操纵杆26L、26R均被以最大限度的操作量摇动操作到前方的场合时的脚面部，实线框的两脚面部9、9是对应于两操纵杆26L、26R均被以最大限度操作量的一半左右的操作量摇动操作到前方的场合时的脚面部。
如该图所示，在左操纵杆26L及右操纵杆26R均被操作在前操作位置的场合下，ECU19基本上与上述第1实施方式中的图8(a)的场合相同，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言向前方迈出的位置处，使左腿部2L着地，而且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言向前方迈出的位置处，使右腿部2R着地地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。
然而，这种场合，在本实施方式中，在将左腿部2L作为游离腿且使其动作时，ECU19对应于左操纵杆26L朝向前方一侧的操作量，来设定相对于右腿部2R的脚面部9而言的左腿部2L的脚面部9朝向前方的移动量，该操作量越大时，左腿部2L的脚面部9朝向前方的移动量也越大地生成目标步态。同样，在将右腿部2R作为游离腿且使其动作时，ECU19对应于右操纵杆26R朝向前方一侧的操作量，来设定相对于左腿部2L的脚面部9而言的右腿部2R的脚面部9朝向前方的移动量，使该操作量越大，右腿部2R的脚面部9朝向前方的移动量也越大地生成目标步态。其结果，当两操纵杆26R、26L均地被以最大限度的操作量摇动操作到前方的场合下，如图14(a)中虚线所示那样，机器人A以最大的步幅前进行走，当两操纵杆26R、26L均被以小于最大限度操作量的操作量摇动操作到前方的场合下，如图14(a)中实线所示那样，机器人A以小于上述虚线所示场合的步幅前进行走。
另外，如图14(b)所示的是在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在前操作位置、中立操作位置的场合时的机器人A行走动作的步态，图中，虚线框的两脚面部9、9是对应于左操纵杆26L被以最大限度的操作量摇动操作到前方的场合时的脚面部，实线框的两脚面部9、9是对应于左操纵杆26L被以最大限度操作量的一半左右的操作量摇动操作到前方的场合时的脚面部。
如该图所示，在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在前操作位置、中立操作位置的场合下，ECU19基本上与上述第1实施方式中的图8(b)的场合相同，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言向前方迈出的位置处，使左腿部2L着地(该情况与图14(a)的场合相同)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言于左右方向以上述脚面基本间隔并排的位置处，使右腿部2R着地地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。
然而，这种场合，在本实施方式中，在将左腿部2L作为游离腿且使其动作时，ECU19对应于左操纵杆26L朝向前方一侧的操作量，来设定相对于右腿部2R的脚面部9而言的左腿部2L的脚面部9朝向前方的移动量，该操作量越大时，左腿部2L的脚面部9朝向前方的移动量也越大地生成目标步态。其结果，当右操纵杆26R被操作在中立操作位置，且左操纵杆26L被以最大限度的操作量摇动操作到前方的场合下，如图14(b)中虚线所示那样，当左腿部2L成为游离腿时，以大的步幅前进行走，当左操纵杆26L被以小于最大限度操作量的操作量摇动操作到前方的场合下，如图14(b)中实线所示那样，当左腿部2L成为游离腿时，以小于上述虚线所示场合的步幅前进行走。
在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在中立操作位置、前操作位置的场合下，也可以同样地使如图14(b)所示的行走动作按图14(d)所示那样进行。图14(d)所示的是在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在中立操作位置、前操作位置的场合时的机器人A行走动作的步态，图中，虚线框的两脚面部9、9是对应于右操纵杆26R被以最大限度的操作量摇动操作到前方的场合时的脚面部，实线框的两脚面部9、9是对应于右操纵杆26R被以最大限度操作量的一半左右的操作量摇动操作到前方的场合时的脚面部。
然而，这种场合，因为左操纵杆26L被操作于中立操作位置，因此，当左腿部2L成为游离腿时(图中的第1步及第3步)，该左腿部2L的脚面部9，相对于右腿部2R的脚面部9而言于左右方向上按上述脚面基本间隔并排地被移动。并且，当右腿部2R成为游离腿时(图中的第2步)，该右腿部2R的脚面部9，相对于左腿部2L的脚面部9而言以与右操纵杆26R朝向前方的操作量相对应的移动量被移动到前方一侧。另外，图14(d)中，由于第1步的游离腿是左腿部2L，故而在第1步中，机器人A不向前方移动。
另外，图14(c)所示的是在将左操纵杆26L及右操纵杆26R分别操作在前操作位置、后操作位置的场合时的机器人A行走动作的步态，图中，虚线框的两脚面部9、9是对应于左操纵杆26L及右操纵杆26R分别被以最大限度的操作量摇动操作到前方及后方的场合时的脚面部，实线框的两脚面部9、9是对应于左操纵杆26L被以最大限度操作量的一半左右的操作量摇动操作到前方，并且操纵杆26R被以最大限度操作量的一半左右的操作量摇动操作到后方的场合时的脚面部。
如该图所示，在左操纵杆26L及右操纵杆26R分别被操作在前操作位置、后操作位置的场合下，ECU19基本上与上述第1实施方式中的图8(c)的场合相同，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为游离腿、支承腿使其动作时(参照图中的第1步及第3步)，在该左腿部2L的脚面部9相对于右腿部2R的脚面部9而言向前方迈出的位置处，使左腿部2L着地(该情况与图14(a)的场合相同)，并且，在分别将左腿部2L及右腿部2R作为支承腿、游离腿使其动作时(参照图中的第2步)，在该右腿部2R的脚面部9相对于左腿部2L的脚面部9而言向后方退下预定量的位置处，使右腿部2R着地地，针对每1步来生成2步份的目标步态(此次步态及下次步态)。
然而，这种场合，在将左腿部2L作为游离腿且使其动作时，ECU19对应于左操纵杆26L朝向前方一侧的操作量，来设定相对于右腿部2R的脚面部9而言的左腿部2L的脚面部9朝向前方的移动量，该操作量越大，左腿部2L的脚面部9朝向前方的移动量也越大地生成目标步态。同样，在将右腿部2R作为游离腿且使其动作时，ECU19对应于右操纵杆26R朝向后方一侧的操作量，来设定相对于左腿部2L的脚面部9而言的右腿部2R的脚面部9朝向后方的移动量，该操作量越大，右腿部2R的脚面部9朝向前方的移动量也越大地生成目标步态。其结果，当左操纵杆26L及右操纵杆26R分别被以最大限度的摇动量操作在前操作位置、后操作位置的场合下，如图14(c)中虚线所示那样，使游离腿的左腿部2L的脚面部9向前方迈出比较大的第1步后，在维持其第1步的脚面部9、9的前后方向的位置及姿势的状态下，使腿部2L、2R反复进行踏步动作。另外，当左操纵杆26L及右操纵杆26R分别被以小于最大限度的摇动量操作在前操作位置、后操作位置的场合下，如图14(c)中实线所示那样，使游离腿的左腿部2L的脚面部9以小于上述虚线场合的步幅向前方迈出第1步后，在维持其第1步的脚面部9、9的前后方向的位置及姿势的状态下，使腿部2L、2R反复进行踏步动作。
关于两操纵杆26L、26R于前后方向上的摇动操作，由以上可知，通过将左操纵杆26L操作于前、中立、后中的任何一个操作位置，来决定左腿部2L作为游离腿且使其动作时的、相对于右腿部2R的脚面部9而言的左腿部2L的脚面部9于前后方向上的着地姿势，并且，对应于该左操纵杆26L的操作量，来决定相对于右腿部2R的脚面部9而言的左腿部2L的脚面部9于前后方向上的着地位置(左腿部2L的脚面部9于前后方向上的移动量)。而且，通过将右操纵杆26R操作于前、中立、后中的任何一个操作位置，来决定右腿部2R作为游离腿且使其动作时的、相对于左腿部2L的脚面部9而言的右腿部2R的脚面部9于前后方向上的着地姿势，并且，对应于右操纵杆26R的操作量，来决定相对于左腿部2L的脚面部9而言的右腿部2R的脚面部9于前后方向上的着地位置(右腿部2R的脚面部9于前后方向上的移动量)。
如上所述的两腿部2、2的动作控制虽然省略了图示，但是，同样可以进行操纵器23的两操纵杆26L、26R于左右方向上的摇动操作以及旋转操作。即，关于两操纵杆26L、26R于左右行走的摇动操作，两腿部2L、2R的基本步态形态虽与上述图9的场合相同，但此时，在将左腿部2L作为游离腿时，对应于左操纵杆26L的操作量，调整相对于右腿部2R的脚面部9而言的该左腿部2L的脚面部9于左右方向上的移动量(该操作量越大，左腿部2L的脚面部9的移动量就越大)。而且，在将右腿部2R作为游离腿时，对应于右操纵杆26R的操作量，调整相对于左腿部2L的脚面部9而言的该右腿部2R的脚面部9于左右方向上的移动量(该操作量越大，右腿部2R的脚面部9的移动量就越大)。
另外，关于两操纵杆26L、26R的旋转操作，两腿部2L、2R的基本步态形态虽与上述图10的场合相同，但此时，在将左腿部2L作为游离腿时，对应于左操纵杆26L的操作量，调整相对于右腿部2R的脚面部9而言的该左腿部2L的脚面部9于旋转方向上的移动量(该操作量越大，左腿部2L的脚面部9的移动量就越大)。而且，在将右腿部2R作为游离腿时，对应于右操纵杆26R的操作量，调整相对于左腿部2L的脚面部9而言的该右腿部2R的脚面部9于旋转方向上的移动量(该操作量越大，右腿部2R的脚面部9的移动量就越大)。
另外，与上述第1实施方式的场合相同，每1步上生成的此次步态及下次步态都被进行适当地修正。即，在两操纵杆26L、26R的操作位置被变更的场合下，在考虑那个时刻正在生成的此次步态及下次步态时，确保机器人A姿势稳定性地，对应于两操纵杆26L、26R的操作位置，对此次步态及下次步态进行适当的修正。例如，如参照上述图13所说明的那样，在基本操作模式下两操纵杆26L、26R被变更的场合，以该图所示的形态，对步态进行变更。然而，这种场合时的每1步的脚面部9的移动量(包括旋转量)如前所述那样，与两操纵杆26L、26R操作量相对应。
根据以上所述的本实施方式的装置，不仅能获得与上述第1实施方式同样的效果，而且还可以通过调整各操纵杆26的操作量，来调整各腿部2的脚面部9的移动量(每1步的移动量)，从而可以提高操纵器23对机器人A的操作性能。
另外，在以上说明的第1实施方式及第2实施方式中，虽然可以通过共通的操纵杆26、26对机器人A于前后方向的行走动作、于左右方向的行走动作、以及于旋转方向的行走动作进行操作，但是，针对各个方向的每一行走动作，也可以分别设置各个操纵杆。并且这种场合，使在各个方向上进行行走动作的每一操纵杆不仅仅限于驾驶杆形状，也可以是转盘式等其他形状。
另外，在上述第1实施方式及第2实施方式中，在两操纵杆26L、26R均被操作在中立操作位置的场合下，虽然使两腿部2、2的脚面部9、9在左右方向上以一定间隔(上述脚面基本间隔)并排，但是，这种场合的两脚面部9、9的间隔等两脚面部9、9的位置关系或姿势，能够对应操纵器23上的开关等的操作进行变更的情况也是可以的。
另外，在上述第1实施方式及第2实施方式中，虽然是针对机器人A的每1步生成2步份的目标步态的，但是，也可以生成到达3步以上的前方的目标步态。
另外，在上述第2实施方式中，虽然只是在上述基本操作模式下，对应各操纵杆26的操作量，对机器人A的每1步的移动量(步幅)进行调整，但是，也可以在上述简易操作模式下，对应操纵杆26的操作量，对机器人A的移动量进行调整。
另外，在上述第2实施方式中，虽然是对应各操纵杆26的操作量，对机器人A的每1步的移动量进行调整的，但是，也可以对应该操作量，对机器人A的移动速度进行调整。这种场合下，对应上述操纵器23的操纵杆26的操作量，对规定各腿部2的离地·着地时刻的时钟的周期进行调整就可以。具体是，例如，关于机器人A于前后方向上行走动作，与各操纵杆26的操作位置(前、后、中立中的任何一操作位置)相对应的机器人A行走动作的基本形态与上述第1实施方式中基本操作模式的场合相同，此时，对应各操纵杆26的前后方向上的操作量，对与该操纵杆26对应的腿部2成为游离腿的期间进行调整就可以。而且，关于机器人A于左右方向上的行走动作、旋转方向上的行走动作的场合，同样也可以进行这种调整。
另外，在上述第2实施方式中，虽然是对应各操纵杆26的操作量，对机器人A的每1步的移动量进行调整的，但是，也可以对应各操纵杆26的操作量的变化速度(时间的变化率)，对机器人A的移动量或移动速度进行调整。这种场合下，例如在操纵器23一侧或者机器人A一侧具备有对各操纵杆26所对应的上述各操作检测器31R、31L的操作信号进行微分处理的微分机构，通过该微分机构的输出，对各操纵杆26的操作量的变化速度进行检测。并且，对应其变化速度对机器人A的移动量(步幅)或移动速度进行调整(例如，该变化速度越快，移动量越大或移动速度越快等)。
另外，在上述第1实施方式及第2实施方式中，虽然通过提示灯28在视觉上对各腿部2的着地情况进行通知，但是，也可以在声音上进行通知，或者通过使操纵器23振动等进行通知。此外，通过提示灯28等的通知也可以只在两腿部2L、2R中任何一条腿着地之时进行通知。
另外，在上述第1实施方式及第2实施方式中，虽然机器人A与远程操纵装置22之间的通信是以无线方式进行的，但是，也可以以有线方式进行。此外，虽然使搭载在机器人A上的ECU19具有本发明中控制装置的机能，但是，也可以使设置在机器人A的外部的运算处理装置等具有该控制装置的机能。
另外，在上述第1实施方式及第2实施方式中，虽然是在操纵器23的两操纵杆26、26处于中立操作位置时，通过将操纵器23的腿部停止开关27操作到“开”位置，来停止腿部2、2的踏步动作，使之处于上述并排着地状态的，但是，也可以例如，检测蓄电池装置17的余电量，在其余电量较少时，自动地停止腿部2、2的踏步动作。或者，也可以在操纵器23的两操纵杆26、26被操作到中立操作位置时起，对其被维持在该状态中的时间进行计时，在该时间达到某种程度长时，自动地停止腿部2、2的踏步动作。
如上所述，本发明作为对与人同样用两条腿移动的双脚行走机器人能够容易地进行操纵的远程操纵装置，具有实用价值。
权利要求
1.一种双脚行走机器人的远程操纵装置，是通过使两条腿部交替地离地·着地的行走动作，而使机器人移动的远程操纵装置，其特征在于具有一个操纵器及一个控制装置，其中，所述操纵器具有可以操作到多种的操作位置的操纵杆，它输出表示该操纵杆的操作位置的信号；所述控制装置被输入该操纵器的输出信号数据，对应于所获得的输出信号数据所表示的上述操纵杆的操作位置，来生成对上述机器人行走动作中至少2步以上步数份的两腿部的动作进行规定的动作指令，并按照该动作指令控制两腿部动作。
2.如权利要求1所述的双脚行走机器人的远程操纵装置，其特征在于规定上述2步以上步数份的两腿部动作的动作指令是一个2步份的目标步态，它包括此次步态和下次步态，其中所述此次步态对从两腿部呈着地状态的两腿支承期到下次的两腿支承期之间的两条腿的动作进行规定，所述下次步态对从下次的两条腿支承期到再下次的两条腿支承期之间的两条腿的动作进行规定；上述控制装置在每个两腿部支承期，将其之前最近的下次步态作为此次步态，并且对应于上述操纵杆的操作位置生成新的下次步态，进而，对应于操纵杆的操作位置，至少对该新的下次步态进行逐次调整。
3.如权利要求1所述的双脚行走机器人的远程操纵装置，其特征在于上述操纵器针对各腿部具有与上述机器人各腿部相对应的操纵杆；上述控制装置对应于上述输出信号数据所表示的该操纵杆的操作位置，规定相对于支承腿一侧而言的、该游离腿一侧的腿部的相对的着地位置以及/或者姿势地，来生成上述动作指令，其中，上述输出信号数据与对应于上述行走动作时的上述两腿部当中的游离腿一侧的腿部的操纵杆相关连。
4.如权利要求1所述的双脚行走机器人的远程操纵装置，其特征在于上述操纵杆的多种的操作位置包含有停止上述双脚行走机器人移动的移动停止操作位置，在将上述操纵杆操作到该移动停止操作位置的状态下，上述控制装置对应于预定的条件，选择性地生成使上述两腿部进行踏步动作的动作指令及维持上述两腿部于着地状态的动作指令。
5.如权利要求1所述的双脚行走机器人的远程操纵装置，其特征在于；上述操纵杆的多种的操作位置包含有预定的中立操作位置，上述控制装置具备有依据上述操纵器的输出信号数据，对上述操纵杆从该中立操作位置向其他操作位置移动的移动量以及/或者该移动量的时间的变化率进行识别的装置，并且对应于其识别的移动量以及/或者该移动量的时间的变化率，调整上述双脚行走机器人的移动量或者移动速度地，来生成上述动作指令。
6.如权利要求1所述的双脚行走机器人的远程操纵装置，其特征在于，具备有在至少上述各腿部中的一方从离地的状态着地时，对其着地进行检测，并将其检测的信号输送至上述操纵器的着地检测装置；上述操纵器设置有对应于该检测信号，对上述各腿部的着地进行提示通知的提示装置。
7.如权利要求1所述的双脚行走机器人的远程操纵装置，其特征在于上述控制装置被设置成针对上述操纵杆的多种的操作位置中至少一部分的操作位置，可以生成相互不同的多种的上述动作指令；上述操纵器设置有操作模式指定装置，它将使上述控制装置生成的动作指令的种类可以转换地指定予该控制装置。
全文摘要
一种双脚行走机器人的远程操纵装置，能够在兼顾机器人姿势平稳性的同时，用简单的构成对双脚行走机器人的移动进行远程操纵。操纵器(23)将表示与机器人(A)两腿部(2)、(2)分别相对应的操纵杆(26)、(26)的操作位置的信号输送给机器人(A)一侧。机器人(A)所具有的控制装置(19)，对应于操纵器(23)的输出信号数据所表示的操纵杆(26)、(26)操作位置来规定机器人(A)腿部(2)、(2)行走动作中至少2步以上步数份的腿部(2)、(2)的动作地生成动作指令(目标步态)，并且根据该动作指令来控制腿部(2)、(2)的动作。
文档编号B25J13/02GK1474740SQ01819123
公开日2004年2月11日 申请日期2001年11月16日 优先权日2000年11月17日
发明者佐野成夫, 竹中透, 河井孝之, 吉田雄一, 一, 之 申请人:本田技研工业株式会社