JP4457794B2 - ロボット - Google Patents

Description

本発明は、胴体側部材に末端側部材が回転可能に接続されており、末端側部材には少なくとも２本のワイヤ群が接続されており、アクチュエータによってワイヤ群を進退させることによって、胴体側部材に対して末端側部材を回転させるロボットに関する。

近年、人型ロボットや動物型ロボットの開発が活発化している。このようなロボットは、胴体側部材に関節を介して末端側部材を回転可能に接続し、関節角（胴体側部材に対する末端側部材の回転角）を調節することによって、歩いたり、物を持ったり、物を操作したりするように構成されている。
なお、ここで「胴体側部材と末端側部材」とは、例えば、「胴体部と頭部」、「胴体部と上腕部」、「上腕部と前腕部」、「前腕部と手平部」、「手平部と手指部」、「胴体部と大腿部」、「大腿部と下腿部」、「下腿部と足部」等を言う。なお、足部とは、足首関節より末端側の部材を意味する。

ロボットは各関節を駆動するアクチュエータを備えている。各関節を駆動するアクチュエータを各関節に配置する方式では、関節の小型化や軽量化が難しい。そこで、アクチュエータを胴体側に設けるとともに、末端側部材とアクチュエータをワイヤで接続する方式が開発されている。
この方式では、末端側部材の回転中心の一方側に第１のワイヤの一端を接続し、末端側部材の回転中心の他方側に第２のワイヤの一端を接続する。第１ワイヤを引くとともに第２ワイヤを緩めることによって、末端側部材を第１の方向に回転させることができる。第１ワイヤを緩めるとともに第２ワイヤを引くことによって、末端側部材を第２の方向に回転させることができる。第１ワイヤの他端を進退させるアクチュエータの動作量と第２ワイヤの他端を進退させるアクチュエータの動作量を調節することによって、関節の動作を調節することができる。
例えば特許文献１には、この方式を採用したロボットアームが開示されている。このロボットアームは、複数の関節群と、それらの関節群の動作させる複数のワイヤを備えている。このロボットアームでは、アクチュエータ（特許文献１ではワイヤ駆動系と称している）によって各ワイヤの張力を調節し、各関節に出現させるトルクを調節する。特許文献１には、各関節の関節角を調節する技術については記載されていない。
特開平４−３００１７９号公報

ワイヤを用いて関節角を調節する場合、ワイヤの伸びを無視することができない。ワイヤは張力に応じて伸びることから、例えば外部から関節角を変化させるような力（以下、関節の負荷トルクという）が末端側部材等に加えられると、ワイヤが伸びることによって関節角が変化してしまう。目標とする関節角が指示された時に、指示された関節角のみからアクチュエータの動作量を画一的に定めても、関節の負荷トルクに応じて、指示された関節角と実際の関節角には偏差が生じてしまう。そのことから、関節角を指示角に正しく調節するためには、指示角を、指示角と実際角の偏差によって修正した修正指示角を計算し、修正指示角からアクチュエータの動作量を定めることが必要となる。即ち、アクチュエータの動作量に関節角の偏差をフィードバックする必要がある。
修正指示角からアクチュエータの動作量を定める場合、偏差の大きさに対して指示角をより大きく修正するほど、より速やかに関節角に生じている偏差を取り除くことができる。一方において、偏差の大きさに対して指示角を大きく修正しすぎると、関節角の偏差に対してアクチュエータが過剰に動作するようになり、関節角を指示角に正しく調節することができなくなる。偏差の大きさに対する指示角の修正量（いわゆるフィードバックゲイン）は、関節の機械的な構成や関節に必要とされる動作等に基づいて定めることが必要となる。

ロボットが動作している間、ロボットの各関節は様々に動作する。例えば二足歩行ロボットでは、一方の足部が接地している間に、他方の足部を遊脚として前方に進め、その他方の足部を接地させると、その一方の足部を遊脚として前に進めるという動作を繰り返す。即ち、それぞれの脚が接地脚となったり遊脚となったりすることから、例えば足首関節に負荷されるトルクは刻々と変化する。足首関節の関節角の調節に大きなフィードバックゲインを用いると、その足首関節が接地脚側である間は関節角を指示角に正しく調節することができるが、その足首関節が遊脚側である間は関節角が発振してしまうことがある。それに対して、小さなフィードバックゲインを用いてみると、遊脚側である間は関節角を正しく調節できるようになるが、接地脚側である間は関節角に生じる偏差を十分に取り除けなくなることがある。関節角が発振してしまう場合を容認して、大きなフィードバックゲインを用いるか、関節角にある程度の偏差が生じることを容認して、小さなフィードバックゲインを用いるかを選択しなければならない。

関節には、引くことによって関節角を第１の方向に変化させる第１のワイヤと、引くことによって関節角を第２の方向に変化させる第２のワイヤの、少なくとも２本のワイヤが用いられる。そして、関節の負荷トルクに抗して、第１ワイヤと第２ワイヤにより関節にトルクを出現させる。関節の負荷トルクに応じて、第１ワイヤの張力と第２ワイヤの張力はそれぞれ様々に変化する。例えば関節の負荷トルクが関節角を第１方向に変化させるトルクである場合、第１ワイヤの張力が第２ワイヤの張力よりも小さくなる。逆に、その負荷トルクが関節角を第２方向に変化させるトルクである場合、第１ワイヤの張力が第２ワイヤの張力よりも小さくなる。
ワイヤでは、張力の変化量と伸びの変化量の関係（剛性）が、理想的な弾性体のように一定ではない。図１１は、ワイヤの張力と伸びの関係を示すグラフである。図１１のグラフは、横軸がワイヤの張力を示しており、縦軸がワイヤの伸びを示しており、グラフの傾きが剛性を示しており、傾きが大きいほど剛性が低いことを示している。図中のＡの範囲のように、張力が小さい状態では剛性が比較的に低いとともに変化しやすい状態となっている。図中のＢの範囲のように、張力が大きい状態では剛性が比較的に高いとともに安定している状態となっている。これは、ワイヤが多数本の素線を撚り合わせた構造となっていること等に起因する。

ロボットが動作している間、第１ワイヤの張力と第２ワイヤの張力は刻々と変化する。そのことは、第１ワイヤの張力と第２ワイヤの剛性が刻々と変化することを示している。剛性が変化するということは、ワイヤの他端を進退させるアクチュエータの動作量と、その動作量によってもたらされる関節角の変化量の関係が変化しやすいことを示している。例えば大きな張力のワイヤでは、その剛性が高いとともに安定していることから、ワイヤの張力に変化が起きたときでも、アクチュエータの動作量と関節角の変化量の関係が安定している。一方、小さな張力のワイヤでは、その剛性が低いとともに不安定であることから、ワイヤの張力に変化が起きたときに、アクチュエータの動作量と関節角の変化量の関係が変化しやすい。そのことから、各ワイヤを進退させる各アクチュエータの動作量に、関節角の偏差を一様にフィードバックしても、関節角を正しく調節することができない。例えば関節角を大きなフィードバックゲインを用いて制御してみると、関節角が発振してしまうことがある。一方、小さなフィードバックゲインを用いてみると、関節角に生じる偏差を十分に取り除けなくなってしまう。関節角が発振してしまう場合を容認して、大きなフィードバックゲインを用いるか、関節角にある程度の偏差が生じることを容認して、小さなフィードバックゲインを用いるかを選択しなければならない。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明により、ワイヤを進退させるアクチュエータの動作量に、関節角の偏差を適切に加味するための技術を提供し、関節角を指示角に正しく調節することを可能とする。

本発明によって具現化されるロボットは、胴体側部材と、胴体側部材に回転可能に接続されている末端側部材と、末端側部材の回転中心の一方側に接続されており、引かれると末端側部材を第１方向に回転させる第１ワイヤと、その第１ワイヤの他端を進退させる第１アクチュエータと、末端側部材の回転中心の他方側に接続されており、引かれると末端側部材を第２方向に回転させる第２ワイヤと、その第２ワイヤの他端を進退させる第２アクチュエータと、末端側部材の回転角に関する指示角と、その指示角を実際角との偏差によって修正した修正指示角の一方から、第１アクチュエータの動作量を計算して第１アクチュエータに指示する第１コントローラと、末端側部材の回転角に関する指示角と、その指示角を実際角との偏差によって修正した修正指示角の一方から、第２アクチュエータの動作量を計算して第２アクチュエータに指示する第２コントローラとを備える。第１コントローラは、第１ワイヤの張力が所定値よりも小さければ、前記指示角から第１アクチュエータの動作量を計算し、第１ワイヤの張力が所定値よりも大きければ、前記修正指示角から第１アクチュエータの動作量を計算する。第２コントローラは、第２ワイヤの張力が所定値よりも小さければ、前記指示角から第２アクチュエータの動作量を計算し、第２ワイヤの張力が所定値よりも大きければ、前記修正指示角から第２アクチュエータの動作量を計算する。

このロボットでは、末端側部材の回転角が指示された角度となるように、第１アクチュエータと第２アクチュエータの動作を調節する。第１アクチュエータと第２アクチュエータを動作させる動作量は、それぞれ第１コントローラと第２コントローラによって、末端側部材の回転角に関する指示角と、その指示角を末端側部材の実際の回転角との偏差によって修正した修正指示角との一方から計算される。
ロボットの動作に追従して、第１ワイヤと第２ワイヤの張力は様々に変化し、第１ワイヤと第２ワイヤの剛性が様々に変化する。多くの場合、負荷が作用している末端側部材を指示角に維持するために必要なトルクを出現させるために、一方のワイヤの張力と他方のワイヤの張力の間に差を持たせる必要がある。即ち、一方のワイヤの剛性は高いとともに安定した状態となっているが、他方のワイヤの剛性は低いとともに不安定な状態となっている。
このロボットでは、張力の大きいワイヤを進退させるアクチュエータの動作量は、末端側部材の回転角の偏差を加味して計算されるとともに、張力の小さいワイヤを進退させるアクチュエータの動作量は、末端側部材の回転角の偏差が加味されずに計算される。張力が小さいワイヤは、その剛性が低くなっていることから、ワイヤ自身が伸縮しやすい状態となっている。張力が大きいワイヤのみをアクチュエータによって進退させて、張力が小さいワイヤは受動的に伸縮させることによって、末端側部材の回転角を調節することが可能である。アクチュエータの動作量とそれによる末端側部材の回転角の変化量との関係が不安定なアクチュエータを、無用に動作させることがない。
このロボットは、第１アクチュエータと第２アクチュエータの動作量に、末端側部材の回転角に生じている偏差をより適切に加味することができ、末端側部材の回転角を指示角に正しく調節することができる。

本発明によって具現化される他のロボットは、胴体側部材と、胴体側部材に回転可能に接続されている末端側部材と、末端側部材の回転中心の一方側に接続されており、引かれると末端側部材を第１方向に回転させる第１ワイヤと、その第１ワイヤの他端を進退させる第１アクチュエータと、末端側部材の回転中心の他方側に接続されており、引かれると末端側部材を第２方向に回転させる第２ワイヤと、その第２ワイヤの他端を進退させる第２アクチュエータと、末端側部材の回転角に関する指示角を、指示角と実際角の偏差によって修正した第１修正指示角から、第１アクチュエータの動作量を計算して第１アクチュエータに指示する第１コントローラと、末端側部材の回転角に関する指示角を、指示角と実際角の偏差によって修正した第２修正指示角から、第２アクチュエータの動作量を計算して第２アクチュエータに指示する第２コントローラとを備える。第１コントローラは、第１ワイヤの張力が大きいほど、前記偏差に対する指示角から第１修正指示角への修正量を大きくし、第２コントローラは、第２ワイヤの張力が大きいほど、前記偏差に対する指示角から第２修正指示角への修正量を大きくする。

このロボットにおいても、第１アクチュエータと第２アクチュエータの動作量には、末端側部材の回転角の偏差が加味されることとなり、第１アクチュエータと第２アクチュエータは末端側部材の回転角に生じている偏差を取り除く方向に動作する。
このロボットでは、第１コントローラと第２コントローラにおける偏差に対する指示角の修正量が、それぞれ第１ワイヤと第２ワイヤの張力に基づいて調整される。それにより、張力の大きいワイヤを進退させるアクチュエータの動作量には、末端側部材の回転角の偏差がより大きく加味されるとともに、張力の小さいワイヤを進退させるアクチュエータの動作量には、末端側部材の回転角の偏差があまり加味されないようになる。
このロボットでは、末端側部材の回転角に偏差が生じているときに、張力の大きいワイヤを進退させるアクチュエータについては偏差に対して大きく動作させて、張力の小さいワイヤを進退させるアクチュエータについては偏差に対してあまり動作させないようにすることによって、末端側部材の回転角の偏差を速やかに取り除くことができるとともに、末端側部材を振動させてしまうようなこともない。
このロボットは、第１アクチュエータと第２アクチュエータの動作量に、末端側部材の回転角に生じている偏差をより適切に加味することができ、末端側部材の回転角を指示角に正しく調節することができる。

上記のロボットにおいて、第１ワイヤおよび／または第２ワイヤの予定される張力を記憶する手段が付加されていることが好ましい。
予定するロボットの動作に基づいて、第１ワイヤや第２ワイヤに生じる張力を推定することができる。予定するロボットの動作から予定される第１ワイヤや第２ワイヤの張力を予め記憶しておくことによって、第１コントローラや第２コントローラは、指示角を修正する修正量をより正しく調整することが可能となる。

上記のロボットにおいて、第１ワイヤおよび／または第２ワイヤの張力を測定する手段が付加されていることも好ましい。
第１コントローラや第２コントローラは、各ワイヤに実際の張力に基づいて、指示角を修正する修正量をより正しく調整することが可能となる。予定されていない外力がロボットに作用した場合でも、末端側部材の回転角を指示角に正しく調節することが可能となる。

本発明によって、ワイヤを進退させるアクチュエータの動作量に、関節角の偏差を適切に加味するための技術が提供され、関節角を指示角に正しく調節することが可能となる。

最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１） 図１は、ロボットの関節部の構成を簡単に示す図である。図１に示すように、ロボットは、胴体側部材３６１と、末端側部材３６３と、末端側部材３６３を胴体側部材に回転可能に接続している関節３６２等を備えている。末端側部材３６３は、胴体側部材３６１に対して、ｘ軸回りに回転可能に構成されている。
ロボットは、一端が末端側部材３６３の回転中心（図中のｘ）の一方側に位置する接続点３７２ａに接続されている第１ワイヤ３６６ａと、一端が末端側部材３６３の回転中心の他方側に位置する接続点３７２ｂに接続されている第２ワイヤ３６６ｂを備えている。第１ワイヤ３６６ａを引くとともに第２ワイヤ３６６ｂを緩めることによって末端側部材３６３が図面Ａ方向に回転し、第１ワイヤ３６６ａを緩めるとともに第２ワイヤ３６６ｂを引くことによって末端側部材３６３が図面Ｂ方向に回転する。
ロボットは、第１ワイヤ３６６ａの他端を進退させる第１アクチュエータ３６８ａと、第２ワイヤ３６６ｂの他端を進退させる第２アクチュエータ３６８ｂを備えている。第１アクチュエータ３６８ａが第１ワイヤ３６６ａの他端を進退させるとともに、第２アクチュエータ３６８ｂが第２ワイヤ３６６ｂの他端を進退させることによって、胴体側部材３６１に対する末端側部材３６３の角度を変化させることができる。以下、胴体側部材３６１に対する末端側部材３６３の角度を、関節３６２の関節角という。
ロボットは、関節３７２の近傍に配置されているエンコーダ４７２を備えている。エンコーダ４７２は、関節３７２の実際の関節角θｍｘを検出するセンサである。以下、関節の実際の関節角を実際角ということがある。
ロボットは、第１アクチュエータ３６８ａと第２アクチュエータ３６８ｂの動作量を調節するコントローラ４００を備えている。コントローラ４００は、第１アクチュエータ３６８ａと第２アクチュエータ３６８ｂの動作量を調節することによって、関節３６２の関節角を調節する。

図２は、コントローラ４００の構成を示している。コントローラ４００は、実施例のロボットのコントローラの主要な特徴を備えるものである。図２に示すように、コントローラ４００はデータ記憶部４０２を備えている。
データ記憶部４０２は、ロボットが動作するために必要なデータを記憶するものである。データ記憶部４０２は、例えば関節角データや負荷トルクデータを記憶している。
関節角データは、ロボットが各関節を動かして所定の動作をする際に、各関節の目標となる関節角（指示角）を経時的に記述しているデータである。関節角データは、ロボットのオペレータ等によって予め作成されて、ロボットに予め教示されている。コントローラ４００は、各関節の関節角が、関節角データによって指示された角度となるように、アクチュエータの動作量を調節する。以下、関節角データに記述されている関節の目標となる関節角を、関節の指示角ということがある。
負荷トルクデータは、ロボットが各関節を動かして所定の動作をする際に、予定される各関節の負荷トルクを経時的に記述しているデータである。関節の負荷トルクとは、外部から加えられる関節角を変化させようとするトルク（ワイヤによるトルクを除く）である。

コントローラ４００は、差分器４１２と、比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）回路４１４と、ゲイン回路４１６と、加算器４１８、変換部４３４を備えている。差分器４１２と、ＰＩＤ制御回路４１４と、ゲイン回路４１６と、加算器４１８は直列に接続されており、その直列回路によってデータ記憶部４０２と変換部４３４が接続されている。ゲイン回路４１６は、データ記憶部４０２と直接的にも接続されている。加算器４１８は、データ記憶部４０２と直接的にも接続されている。差分器４１２には、エンコーダ４７２が接続されている。
差分器４１２は、データ記憶部４０２から関節３６２の指示角θｔｘを入力し、またエンコーダ４７２から関節３６２の実際角θｍｘを入力し、それらの偏差角（θｔｘ−θｍｘ）を出力する。偏差角（θｔｘ−θｍｘ）は、指示角θｔｘと実際角θｍｘの誤差を示しているが、その符号から偏差角は実際角を指示角に修正するために必要な角度を示しているともいえる。

ＰＩＤ制御回路４１４は、差分器４１２から偏差角（θｔｘ−θｍｘ）を入力し、偏差角を増減修正した修正偏差角Δθｘを出力する。ＰＩＤ制御回路４１４は、偏差角の大きさ（絶対値）｜θｔｘ−θｍｘ｜が大きければ、偏差角を増大するように修正した修正偏差角Δθｘを出力する。またＰＩＤ制御回路４１４は、偏差角を累積計算しており、偏差角の累積値が大きいほど、偏差角をより増大するように修正した修正偏差角Δθｘを出力する。またＰＩＤ制御回路４１４は、偏差角の変化率を計算しており、偏差角の変化率が小さいほど、偏差角をより増大するように修正した修正偏差角Δθｘを出力する。なお、偏差角を増大するとは、偏差角（θｔｘ−θｍｘ）の符号（正負）をそのままに、その絶対値が大きくなるように修正することを意味する。ＰＩＤ制御回路４１４は、汎用のＰＩＤ制御回路等を用いることができる。
ゲイン回路４１６は、ＰＩＤ制御回路４１４から修正偏差角Δθｘを入力し、またデータ記憶部２０２から関節３６２の負荷トルクＥｔｘを入力し、増幅偏差角Ｇｘ・Δθｘを出力する。この係数Ｇｘは、修正偏差角Δθを増幅するための係数である。ゲイン回路４１６は、入力した負荷トルクＥｔｘが大きいほど増幅係数Ｇｘを大きく設定し、設定した増幅係数Ｇｘを入力した修正偏差角Δθｘに乗算する。
加算器４１８は、データ記憶部４０２から関節３６２の指示角θｔｘを入力し、またゲイン回路４１６から増幅偏差角Ｇｘ・Δθｘを入力し、指示角θｔｘと増幅偏差角Ｇｘ・Δθｘを加算した修正指示角θｔｘ＋Ｇｘ・Δθｘを出力する。加算器４１８が出力する修正指示角θｔｘ＋Ｇｘ・Δθｘは、関節３６２に関する指示角θｔｘを、指示角θｔｘと実際角θｔｍの偏差によって修正したものである。その修正量は、関節３６２の負荷トルクが大きい場合ほど大きい。

変換部４３４は、加算器４１４から修正指示角を入力し、関節３６２の関節角が修正指示角となるときの第１ワイヤ３６６ａの修正有効長Ｌａと第２ワイヤ３６６ｂの修正有効長Ｌｂ２を計算して出力する。ワイヤの有効長とは、アクチュエータから突出しているワイヤの長さである。第１ワイヤ３６６ａと第２ワイヤ３６６ｂの有効長が、それぞれ修正指示角から計算された修正有効長Ｌａ２、Ｌｂ２に調節されると、関節３６２の関節角が修正指示角に調節されることとなる。

図２に示すように、コントローラ４００は、第１アクチュエータ３６８ａの動作を制御する第１ドライバ４５１と、第２アクチュエータ３６８ｂの動作を制御する第２ドライバ４５２を備えている。第１ドライバ４５１と第２ドライバ４５２は、変換部４３４に接続されている。第１ドライバ４５１には第１アクチュエータ３６８ａが接続されており、第２ドライバ４５２には第２アクチュエータ３６８ｂが接続されている。
第１ドライバ４５１は、変換部４３４で計算された第１ワイヤ３６６ａの修正有効長Ｌａ２を入力し、入力した修正有効長Ｌａ２に基づいて第１アクチュエータ３６８ａの動作量を計算し、計算した動作量だけ第１アクチュエータ３６８ａを動作させる。第１ドライバ４５１は、第１アクチュエータ３６８ａの動作量と、それによって第１ワイヤ３６６ａが進退される長さ（第１ワイヤ３６６ａの他端が進退する距離）の基準関係を記憶している。第１ドライバ４５１は、入力した修正有効長Ｌａ２と、記憶している基準関係等に基づいて、第１アクチュエータ３６８ａの動作量を計算する。
第２ドライバ４５２は、第２アクチュエータ３６８ｂの動作量と、それによって第２ワイヤ３６６ｂが進退される長さ（第２ワイヤ３６６ｂの他端が進退する距離）の基準関係を記憶している。第２ドライバ４５２は、変換部４３４で計算された第２ワイヤ３６６ｂの有効長Ｌｂ２を入力し、入力した有効長Ｌｂ２から第２アクチュエータ３６８ｂの動作量を計算し、計算した動作量だけ第２アクチュエータ３６８ｂを動作させる。

上記のように構成されたコントローラ４００では、関節３６２の指示角を、指示角と実際角の偏差によって修正した修正指示角から、第１ワイヤ３６６ａの目標となる修正有効長Ｌａ２と、第２ワイヤ３６６ｂの目標となる修正有効長Ｌｂ２を計算する。そして、第１アクチュエータ３６８ａの動作量を修正有効長Ｌａ２から計算し、第２アクチュエータ３６８ｂの動作量を修正有効長Ｌｂ２から計算する。それにより、第１アクチュエータ３６８ａと第２アクチュエータ３６８ｂの動作量には、関節３６２の関節角に生じている偏差が加味されることとなる。コントローラ４００では、関節３６２の関節角に偏差が生じた場合に、その偏差が取り除かれるように第１アクチュエータ３６８ａと第２アクチュエータ３６８ｂの動作量が計算される。
コントローラ４００では、関節３６２の指示角を、指示角と実際角の偏差によって修正する際に、その修正量がＰＩＤ制御回路４１４やゲイン回路４１６等によって増減調節される。特にゲイン回路４１６によって、関節３６２の負荷トルクが大きい場合ほど、指示角の修正量が大きくなるように調節される。それにより、関節３６２の負荷トルクが大きい場合ほど、関節３６２の関節角に生じている偏差に対して、第１アクチュエータ３６８ａや第２アクチュエータ３６８ｂの動作量が修正される修正量は大きくなる。

ロボットが動作している間、ロボットの関節３６２は様々に動作する。例えば関節３６２がロボットの全重量を支えるように動作する場合や、関節３６２が末端側部材３６３の重量のみを支えるように動作する場合もある。即ち、関節３６２の負荷トルクは、ロボットの動作に追従して様々に変化する。関節３６２の負荷トルクが大きい場合、第１ワイヤ３６６ａや第２ワイヤ３６６ｂは大きく伸縮し、関節３６２の関節角には大きな偏差が生じうる。コントローラ４００は、関節３６２の負荷トルクが大きい場合ほど、偏差の大きさに対して指示角を大きく修正することから、関節３６２の負荷トルクが大きい場合ほど、第１アクチュエータ３６８ａや第２アクチュエータ３６８ｂは、関節角に生じている偏差を取り除く方向に大きく動作する。ロボットの関節３６２の関節角に生じている偏差は速やかに取り除かれることとなり、関節角が指示角に正しく調節される。
一方、関節３６２の負荷トルクが小さい場合、第１ワイヤ３６６ａや第２ワイヤ３６６ｂは小さく伸縮するに留まり、関節３６２の関節角に大きな偏差は生じない。コントローラ４００は、関節３６２の負荷トルクが小さいほど偏差の大きさに対して指示角をより小さく修正するに留めることから、第１アクチュエータ３６８ａや第２アクチュエータ３６８ｂが過剰に動作することがない。それにより、例えば関節３６２の関節角が発振してしまうことが防止される。生じる偏差は小さいので、偏差を速やかに取り除くことができ、関節角が指示角に正しく調節される。
コントローラ４００は、第１アクチュエータ３６８ａや第２アクチュエータ３６８ｂの動作量に、関節３６２の関節角に生じている偏差を適切に加味することによって、関節３６２の関節角を指示角に正しく調節することができる。

（形態２） 図３は、ロボットのコントローラ４０４を示している。コントローラ４０４は、実施例のロボットのコントローラの他の特徴を備えるものである。本形態２のコントローラ４０４は、形態１のコントローラ４００と同様に、図１に示す第１アクチュエータ３６８ａや第２アクチュエータ３６８ｂの動作量を調節するコントローラであり、形態１のコントローラ４００の一部を変更するものである。
以下、本形態２のコントローラ４０４について説明するが、形態１のコントローラ４００と同一の構成要素については、同一の符号を付すことによって詳細な説明は省略し、重複説明を避けるように努める。

図３に示すように、コントローラ４０４はデータ記憶部４０２を備えている。データ記憶部４０２は、関節角データや予定張力データを記憶している。
予定張力データは、ロボットが各関節を動かして所定の動作をする際に、各ワイヤに生じることが予定される張力を経時的に記述しているデータである。
コントローラ４０４は、差分器４１２と、ＰＩＤ制御回路４１４と、加算器４１８と、第１変換部４３２と、第２変換部４３４を備えている。第１変換部４３２は、データ記憶部４０２と接続されている。差分器４１２と、ＰＩＤ制御回路４１４と、加算器４１８は直列に接続されており、その直列回路によってデータ記憶部４０２と第２変換部４３４が接続されている。
加算器４１８は、データ記憶部４０２から関節３６２の指示角θｔｘを入力し、またＰＩＤ制御回路４１４から修正偏差角Δθｘを入力し、指示角θｔｘと修正偏差角Δθｘを加算した修正指示角θｔｘ＋Δθｘを出力する。加算器４１８が出力する修正指示角θｔｘ＋Δθｘは、関節３６２の指示角θｔｘを、指示角θｔｘと実際角θｔｘの偏差によって修正したものである。
第１変換部４３２と第２変換部４３４は、形態１の変換部４３４と略同一のものである。即ち、第１変換部４３２は、データ記憶部４０２から関節３６２の指示角θｔｘを入力し、入力した指示角から第１ワイヤ３６６ａと第２ワイヤ３６６ｂのそれぞれの予定有効長Ｌａ１、Ｌｂ１を計算して出力する。第２変換部４３４は、加算器４１４から修正指示角θｔｘ＋Δθｘを入力し、入力した修正指示角等から第１ワイヤ３６６ａと第２ワイヤ３６６ｂのそれぞれの修正有効長Ｌａ２、Ｌｂ２を計算して出力する。

コントローラ４０４は、第１可変分配部４６１と、第２可変分配部４６２を備えている。第１可変分配部４６１は、入力側に第１、第２変換部４３２、４３４の両者と、データ記憶部４０２が接続されており、出力側に第１ドライバ４５１が接続されている。第２可変分配部４６２は、入力側に第１、第２変換部４３２、４３４の両者と、データ記憶部４０２が接続されており、出力側に第２ドライバ４５２が接続されている。
第１可変分配部４６１は、第１変換部４３２から第１ワイヤ３６６ａの予定有効長Ｌａ１を入力する。また、第２変換部４３４から第１ワイヤ３６６ａの修正有効長Ｌａ２を入力する。また、データ記憶部４０２から、第１ワイヤ３６６ａの予定張力Ｔａを入力する。第１可変分配部４６１は、入力した予定有効長Ｌａ１と修正有効長Ｌａ２から分配有効長を計算して出力する。第１可変分配部４６１が計算する分配有効長は、予定有効長Ｌａ１と修正有効長Ｌａ２の間の値であるとともに、第１ワイヤ３６６ａの張力が大きい場合ほど修正有効長Ｌａ２に近い値となる。第１可変分配部４６１は、第１ワイヤ３６６ａの張力を、データ記憶部２０２に記憶されている予定張力Ｔａから把握する。第１可変分配部４６１が計算する分配有効長は、次式によって表すことができる。
（分配有効長）＝Ｌａ１＋（Ｌａ２−Ｌａ１）・ｋ ；
上式のｋは、０（ゼロ）≦ｋ≦１であり、第１ワイヤ３６６ａの張力に比例する係数である。第１可変分配部４６１が計算する分配有効長は、関節３６２の指示角から計算される予定有効長Ｌａ１を、関節３６２の関節角に生じている偏差を加味することによって修正したものといえる。その修正量は、第１ワイヤ３６６ａの張力が大きい場合ほど大きくなり、詳しくは第１ワイヤ３６６ａの張力に比例している。第２可変分配部４６２は、第１可変分配部４６１と同様にして、第２ワイヤ３６６ｂの分配有効長Ｌｂ１＋（Ｌｂ２−Ｌｂ１）・ｋを計算して出力する。なお、第２可変分配部４６２が計算に用いる係数ｋは、第２ワイヤ３６６ｂの張力から決定されるものであって、第１可変分配部４６１が計算に用いる係数ｋとは異なっている。

第１ドライバ４５１は、第１可変分配部４６１から第１ワイヤ３６６ａの分配有効長を入力し、入力した分配有効長から第１アクチュエータ３６８ａの動作量を計算する。分配有効長から計算される動作量は、関節３６２の指示角を、指示角と実際角の偏差角によって修正した角度から計算される動作量といえる。その指示角の修正量は、第１ワイヤ３６６ａの張力が大きい場合ほど大きい。第２ドライバ４５２は、第１ドライバ４５１と同様にして、第２アクチュエータ３６８ｂの動作量を計算する。その結果、第１ワイヤ３６６ａの張力が第２ワイヤ３６６ｂの張力よりも大きい場合には、第１ドライバ４５１が計算する動作量は、第２ドライバ４５２が計算する動作量よりも、指示角をより大きく修正した角度から計算される動作量となる。第２ワイヤ３６６ｂの張力が第１ワイヤ３６６ａの張力よりも大きい場合には、第２ドライバ４５２が計算する動作量は、第１ドライバ４５１が計算する動作量よりも、指示角をより大きく修正した角度から計算される動作量となる。第１ドライバ４５１と第２ドライバ４５２は、それぞれ計算した動作量だけ第１アクチュエータ３６８ａと第２アクチュエータ３６８ｂを動作させる。

上記のように構成されたコントローラ４０４は、関節３６２の指示角から、第１ワイヤ３６６ａの予定有効長Ｌａ１と第２ワイヤ３６６ｂの予定有効長Ｌｂ１を計算する。予定有効長Ｌａ１、Ｌｂ１は、関節３６２に生じている偏差が加味されずに計算される。また、関節３６２の指示角を、指示角と実際角の偏差によって修正した修正指示角から、第１ワイヤ３６６ａの修正有効長Ｌａ２と第２ワイヤ３６６ｂの修正有効長Ｌｂ２を計算する。修正有効長Ｌａ２、Ｌｂ２は、関節３６２に生じている偏差が加味されて計算される。そして、第１ワイヤ３６６ａの分配有効長を、第１ワイヤ３６６ａの予定有効長Ｌａ１と修正有効長Ｌａ２から計算する。このとき、第１ワイヤ３６６ａの張力が大きい場合ほど、分配有効長は有効長Ｌａ２に近い値に計算される。即ち、第１ワイヤ３６６ａの張力が大きい場合ほど、第１ワイヤ３６６ａの分配有効長は、関節３６２に生じている偏差が大きく加味されたものとなる。第２ワイヤ３６６ｂの分配有効長も同様に計算される。その結果、第１ワイヤ３６６ａと第２ワイヤ３６６ｂにおいて、張力が大きい方のワイヤの分配有効長は、張力が小さい方のワイヤの分配有効長よりも、関節３６２の関節角に生じている偏差がより大きく加味されている。
コントローラ４０４では、第１アクチュエータ３６８ａや第２アクチュエータ３６８ｂの動作量を、それぞれ第１ワイヤ３６６ａと第２ワイヤ３６６ｂの分配有効長から計算する。その結果、第１ワイヤ３６６ａの張力が第２ワイヤ３６６ｂの張力よりも大きい場合、第１アクチュエータ３６８ａの動作量には第２アクチュエータ３６８ｂの動作量よりも、関節３６２の関節角に生じている偏差がより大きく加味される。逆に、第２ワイヤ３６６ｂの張力が第１ワイヤ３６６ａの張力よりも大きい場合、第２アクチュエータ３６８ｂの動作量には第１アクチュエータ３６８ａの動作量よりも、関節３６２に生じている偏差がより大きく加味される。

先に説明したように、ロボットが動作している間、関節３６２に加わる負荷トルクは、ロボットの動作に追従して様々に変化する。関節３６２に負荷トルクが加えられると、第１ワイヤ３６６ａと第２ワイヤ３６６ｂにおいて、一方の張力は増大するとともに他方の張力は減少する。関節３６２の負荷トルクが刻々と変化することによって、第１ワイヤ３６６ａと第２ワイヤ３６６ｂの張力も刻々と変化する。ワイヤの剛性はワイヤの張力によって変化することから、第１ワイヤ３６６ａと第２ワイヤ３６６ｂの剛性は、ロボットの動作に追従して刻々と変化することとなる。
ワイヤの剛性が変化すると、ワイヤを進退させるアクチュエータの動作量と、その動作量によってもたらされる関節角の変化量との関係が変化することになる。特に、ワイヤの張力が小さい場合、ワイヤの剛性は低いとともに変化しやすい状態となっている。このようなワイヤを進退させるアクチュエータの動作量に、関節角に生じている偏差を大きく加味してしまうと、アクチュエータの動作に対する関節角の変化（いわゆる応答性）に遅れが生じることから、関節角を発振させてしまうことがある。一方、ワイヤの張力が大きい場合、ワイヤの剛性は高いとともに安定した状態となっている。このようなワイヤを進退させるアクチュエータの動作量に、関節角に生じている偏差を大きく加味することによって、関節角に生じている偏差を速やかに取り除くことができるようになり、関節角を指示角に正しく調節することができるようになる。

コントローラ４０４では、第１アクチュエータ３６８ａと第２アクチュエータ３６８ｂの動作量を計算する際に、張力の大きい方のワイヤを進退させるアクチュエータの動作量は、張力の小さい方のワイヤを進退させるアクチュエータの動作量よりも、関節角に生じている偏差をより大きく加味するようにして計算する。コントローラ４０４は、関節３６２の関節角に偏差が生じている場合に、張力の大きい方のワイヤのアクチュエータを偏差に対してより大きく動作させるとともに、張力の小さい方のワイヤのアクチュエータを偏差に対してあまり動作させないようにする。即ち、剛性が高いとともに安定している状態のワイヤを偏差に対してより大きく進退させるとともに、剛性が低いとともに不安定な状態のワイヤを偏差に対してあまり進退させないようにする。それにより、関節３６２の関節角に生じている偏差を速やかに取り除くことができるとともに、関節角を発振させてしまうようなこともない。
コントローラ４０４は、第１アクチュエータ３６８ａと第２アクチュエータ３６８ｂの動作量に、関節３６２の関節角に生じている偏差を適切に加味することによって、関節３６２の関節角を指示角に正しく調節することができる。

本発明を実施する実施例について図面を参照して説明する。本実施例は、本発明の技術を人型のロボットに適用したものである。
図４はロボット１０の下半身部の正面図である。図５はロボット１０の下半身部の側面図である。図６は足首関節の構造を示す図である。図７はアクチュエータの構成を示す図である。図示省略するが、ロボット１０は、頭部、上半身部、上腕、下腕等を併せて備えている。
本実施例では、足部の前後方向（ロボット１０の進行方向）をＸ軸とし、左右方向をＹ軸とし、下腿部ないし胴体の伸びる方向をＺ軸とする。各軸は相互に直交している。

図４に示すように、本実施例のロボット１０は、左右の下肢１２を備えている。左右の下肢１２の形状は鏡対称である。下肢１２は、主に、大腿部１４と下腿部（脛）１６と足部１８から構成されている。大腿部１４と胴体部２０は股関節２２によって接続されている。大腿部１４と下腿部１６は膝関節２４によって接続されている。下腿部１６と足部１８は足首関節２６によって接続されている。

図４、図５、図６を参照して、股関節２２、膝関節２４、足首関節２６について順に説明する。最初に股関節２２について説明する。板状の骨盤部２８に、Ｚ軸回りに回転する円板３６が、ベアリング３４を介して取付けられている（図５参照）。円板３６は、左右に一対設けられている。各円板３６の中心に、骨盤部２８側から大腿部１４側に伸びる（Ｚ軸方向に伸びる）シャフト３０が固定されている。シャフト３０は骨盤部２８に対してＺ軸回りに回転する。
シャフト３０の下端には、ユニバーサルジョイント３２を介して大腿部１４の上端が接続されている。ユニバーサルジョイント３２は、シャフト３０に対して大腿部１４がＸ軸回りとＹ軸回りに回転することを許容する。
股関節２２は、骨盤部２８に対してＺ軸回りに回転できるシャフト３０と、シャフト３０に対して大腿部１４がＸ軸回りとＹ軸回りに回転することを許容するユニバーサルジョイント３２を備え、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のそれぞれの回りに回転可能な３軸関節を構成している。

次に膝関節２４を説明する。各大腿部１４の下端には平行に並ぶ２つのフランジ４０が下方へ伸びている。各下腿部１６を構成するシャフト４２の上端には平行に並ぶ２つのフランジ４４が上向きに伸びている。膝関節２４は、これらのフランジ４０、４４を貫通してＹ軸方向に伸びる軸４６を備える。膝関節２４は、大腿部１４に対して下腿部１６がＹ軸回りに回転することを許容する。

次に足首関節２６を説明する。図６は、足首関節２６の構造を簡単化して示しているので、実際の形状や寸法とは必ずしも一致しない。下腿部１６のシャフト４２の下部には平行に並んだ２つのフランジ５８が下方に伸びている。また、足部１８の上面には平行に並んだ２つのフランジ６０が上方に伸びている。これら下腿部１６のフランジ５８と足部１８のフランジ６０は十字型自在継手６２によって接続されてユニバーサルジョイントを成している。足首関節２６は、下腿部２４に対して足部１８が、Ｘ軸回りとＹ軸回りに回転することを許容する。即ち、足首関節２６はＸ、Ｙ軸のそれぞれについて自由度を持つ２軸関節である。

ロボット１０の各関節は、ワイヤを用いて駆動される（股関節のＺ軸回りの回転を除く。この回転のみはワイヤを利用せずに、モータで直接に回転される）。各ワイヤは、その一端が末端側部材に接続されており、他端がアクチュエータに接続されている。アクチュエータは、各ワイヤを末端側部材に対して進退させる。
図４、図５に示すように、ロボット１０は、例えばワイヤ５０ａとそのワイヤ５０ａを進退させるアクチュエータ５２ａや、ワイヤ５０ｂとそのワイヤ５０ｂを進退させるアクチュエータ５２ｂや、ワイヤ５０ｃとそのワイヤ５０ｃを進退させるアクチュエータ５２ｃ等を備えている。これらは主に、股関節２２の動作を調節する。また、ロボット１０は、ワイヤ６６ａとそのワイヤ６６ａを進退させるアクチュエータ６８ａや、ワイヤ６６ｂとそのワイヤ６６ｂを進退させるアクチュエータ６８ｂや、ワイヤ６６ｃとそのワイヤ６６ｃを進退させるアクチュエータ６８ｃや、ワイヤ６６ｄとそのワイヤ６６ｄを進退させるアクチュエータ６８ｄ等を備えている。これらは主に、膝関節２４や足首関節２６の動作を調節する。
ロボット１０に使用されているワイヤは、先に説明した図１１に示すような張力と伸びの関係を備えている。即ち、ワイヤの剛性は生じている張力によって変化する。特に小さな張力が生じている状態では、剛性が低くなっているとともに、張力が変化することによって剛性も変化しやすい状態となっている。

図６を参照して、足首関節２６を駆動するワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃについて説明する。足部１８には、ワイヤ終端ガイド７０ａ、７０ｂ、７０ｃが固定されている。各ワイヤ終端ガイド７０ａ、７０ｂ、７０ｃは円弧形状であり、それぞれの円弧の中心軸はＹ軸方向に伸びており、円弧面は所定の巾（Ｙ軸に沿って伸びる距離）を有している。ワイヤ終端ガイド７０ａは、Ｘ軸上であって、足首関節２６よりもＸ軸前方に配置されている。ワイヤ終端ガイド７０ａの円弧面はＸ軸前方を向いている。ワイヤ終端ガイド７０ｂ、７０ｃは足首関節２６よりもＸ軸後方に位置している。ワイヤ終端ガイド７０ｂは、足首関節２６よりも外側に位置し、ワイヤ終端ガイド７０ｃは足首関節２６よりも内側に位置している。ワイヤ終端ガイド７０ｂ、７０ｃの円弧面はＸ軸後方を向いている。
３本のワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの下端は、それぞれワイヤ終端ガイド７０ａ、７０ｂ、７０ｃの下端のワイヤ接続点７２ａ、７２ｂ、７２ｃに固定されている（ワイヤ接続点７２ｃは図４に図示されている）。各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの他端は、膝関節２４側に伸びている。ワイヤ終端ガイド７０ａ、７０ｂ、７０ｃは、ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃが小さな曲率半径で鋭く曲がることを禁止している。

上記の構成により、ワイヤ６６ａを膝関節２４側に引くとともに、ワイヤ６６ｂ、６６ｃを同じように緩めることによって、足部１８が足首関節２６のＹ軸回りの一方方向に回転し、足部１８の爪先側（図６のＸ軸方向左側）が上がるように動作する。あるいは、ワイヤ６６ａを緩めるとともに、ワイヤ６６ｂ、６６ｃを同じように膝関節２４側に引くと、足部１８が足首関節２６のＹ軸回りの他方方向に回転し、足部１８の踵側（図６のＸ軸方向右側）が上がるように動作する。
また、ワイヤ６６ｂを膝関節２４側に引くとともに、ワイヤ６６ｃを緩めることによって、足部１８が足首関節２６のＸ軸回りの一方方向に回転し、足部１８の外側（図６のＹ軸方向右側）が上がるように動作する。ワイヤ６６ｂを緩めるとともに、ワイヤ６６ｃを膝関節２４側に引くことによって、足部１８が足首関節２６のＸ軸回りの他方方向に回転し、足部１８の内側（図６のＹ軸方向左側）が上がるように動作する。
上記の動作を組み合わせることにより、３本のワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃを進退させることによって、足首関節２６のＸ軸回りの関節角とＹ軸回りの関節角を独立に調整することができる。なお、ワイヤ接続点７２ａ、７２ｂ、７２ｃの位置は、本実施例の形態に限定されない。

次に、膝関節２４の動作を調節するワイヤ等について説明する。膝関節２４の動作は、ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを利用して調節される。図６に示すように、下腿部１６のシャフト４２の上部には、３つのプーリ６４ａ、６４ｂ、６４ｃが２つのフランジ４４と交互に配されている。３つのプーリ６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、フランジ４４をＹ軸方向に貫通する軸４６の回りに自由回転可能に支持されている。それぞれのプーリ６４ａ、６４ｂ、６４ｃにはワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃがそれぞれ巻かれている。ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃは、プーリ６４ａ、６４ｂ、６４ｃの前側で各プーリから離反している。また、図４、図５によく示されているように、ワイヤ６６ｄは、膝関節２４のＸ軸後方側を回ってフランジ４４に固定されている。
上記の構成により、３本のワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃを大腿部１４側へ同じように引くとともに、ワイヤ６６ｄを緩めることによって、膝関節２４がＹ軸回りの一方方向に回転し、膝関節２４が伸びるように動作する。３本のワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃを同じように緩めるとともに、ワイヤ６６ｄを大腿部１４側へ引くことによって、膝関節２４がＹ軸回りの他方方向に回転し、膝関節２４が曲がるように動作する。３本のワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃを同時に同一速度で進退させれば、足首関節２６を回転させないで、膝関節２４を回転させることができる。
図４、図５に示すように、ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを進退させるアクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄは、大腿部１４に配置されている。ロボット１０では、膝関節２４のみならず足首関節２６の回転角を調整するためのアクチュエータまでもが大腿部１４に配置されている。それにより、下肢１２の末端側は軽く構成されており、股関節回りの慣性モーメントが小さく抑えられている。ロボット１０は、小さなトルクで下肢１２を動作させることができる。

次に、股関節２２の動作を調節するワイヤ等について説明する。図４、図５に示すように、股関節２２を駆動するワイヤ５０ａ、５０ｂ、５０ｃについても、それぞれの一端がワイヤ終端ガイド４８ａ、４８ｂ、４８ｃの下端４９ａ、４９ｂ、４９ｃに固定されている。ワイヤ５０ａ、５０ｂ、５０ｃをそれぞれ進退させることによって、股関節２２のＸ軸回りの回転角とＹ軸回りの回転角を独立して調整することができる。また、骨盤部２８に回転自在な円板３６は、モータ３８によってＺ軸の回りに回転させられる。モータ３８は骨盤部２８に固定されている。モータ３８によって、股関節２２のＺ軸回りの回転角が調節される。

図７を参照して、ワイヤ群を進退させるアクチュエータ群について説明する。図７は、ワイヤ６６ａを進退させるアクチュエータ６８ａを示している。アクチュエータ６８ａは、一対のフランジ１０２、１０６と、それらを接続する３本の案内ロッド１０８、１１０、１１２を備えている。一対のフランジ１０２、１０６間には、送りネジ１２０が配置されている。送りネジ１２０は、回転自在であって、軸方向には移動不能に支持されている。送りネジ１２０には可動プレート１０４が螺合している。可動プレート１０４は案内ロッド１０８、１１０、１１２に案内される構造となっている。その可動プレート１０４に、ワイヤ６６ａの一端が固定されている。アクチュエータ６８ａは、モータ１１４を備えている。モータ１１４は、ギヤ１１６、ギヤ１１８を介して、送りネジ１２０と接続している。
モータ１１４が回転すると送りネジ１２０が回転する。送りネジ１２０が回転すると、可動プレート１０４が案内ロッドに沿って滑り、ワイヤ６６ａが引き込まれたり、送り出されたりする。モータ１１４が回転する量と、ワイヤ６６ａの可動プレート１０４に接続されている接続端が進退する量は比例する。モータ１１４は、後段で説明する第１ドライバ２５１に接続しており、モータ１１４の動作は第１ドライバ２５１によって調節される。
ロボット１０では、他のワイヤ５０ｂ、５０ｃ、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを進退させるアクチュエータ４８ｂ、４８ｃ、６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄについても、図７に示すアクチュエータを採用している。なお、ワイヤ群を進退させるアクチュエータは、この形態に限定されない。

次に、ロボット１０の動作を調節するコントローラについて説明する。ロボット１０は、図示省略されている胴体部に、アクチュエータ４８ｂ、４８ｃ、６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ等の動作を調節するコントローラを備えている。以下、コントローラの動作を、足首関節２６を例に挙げて、足首関節２６を動作させるアクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの動作を調節する方法について説明する。
図８は、ロボット１０が備えているコントローラ２００の一部の構成を示している。図８は、コントローラ２００において、主に、アクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの動作を調節するための部分を示している。図８に示されているコントローラ２００の部分は、左右の下肢１２の一方に配置されているアクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの動作を調節するものである。コントローラ２００は、他方の下肢１２に配置されているアクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの動作を調節するために、図８に示されている構成をさらに１組備えている。

図８に示すように、コントローラ２００は、データ記憶部２０２を備えている。データ記憶部２０２は、例えば関節角データや、負荷トルクデータや、予定張力データ等を記憶している。
関節角データは、ロボット１０が各関節を動かして所定の動作をする際に、各関節の目標となる関節角（指示角）を経時的に記述しているデータである。例えば足首関節２６に関して、Ｘ軸回りの指示角θｔｘを記述する時系列データや、Ｙ軸回りの指示角θｔｙを記述する時系列データが記述されている。

負荷トルクデータは、ロボット１０が各関節を動かして所定の動作をする際に、各関節に加えられることが予定される負荷トルクを経時的に記述しているデータである。負荷トルクデータは、各関節の各回転方向に関して、それぞれの負荷トルクを経時的に記述している。例えば足首関節２６に関して、予定されるＸ軸回りの負荷トルクＥｔｘや、予定されるＹ軸回りの負荷トルクＥｔｙを経時的に記述している。
予定張力データは、ロボット１０が各関節を動かして所定の動作をする際に、各ワイヤに生じることが予定される張力を経時的に記述しているデータである。例えば足首関節２６に関して、ワイヤ６６ａに生じることが予定される張力Ｔａや、ワイヤ６６ｂに生じることが予定される張力Ｔｂや、ワイヤ６６ｃに生じることが予定される張力Ｔｃを経時的に記述している。

図９を参照し、足首関節２６を例に挙げて、足首関節２６に加えられる負荷トルクや、ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃ生じる張力について説明する。図９（ａ）は、足部１８が空中に位置している状態を示している。図９（ｂ）は、足部１８が地面Ｈに接地している状態を示している。図９（ａ）に示す時と、図９（ａ）に示す時で、足首関節２６の指示角（θｔｘ，θｔｙ）は等しいとする。
図９（ａ）に示すように、足部１８が空中に位置している状態で、例えば足部１８に重力Ｗｔ等が作用している。重力Ｗｔは、足首関節２６をＹ軸回りに回転させようとする。このような足首関節２６のＹ軸回りの関節角を変化させようとするトルク（ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃによるトルクを除く）を、足首関節２６のＹ軸回りの負荷トルクという。この状態において、足首関節２６のＹ軸回りの負荷トルクＥｔｘと、各ワイヤ８６ａ、８６ｂ、８６ｃの張力Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃによる足首関節２６のＹ軸回りのトルクが、足首関節２６のＹ軸回りの関節角が指示角θｔｙの状態において釣り合うことによって、足首関節２６のＹ軸回りの関節角が指示角θｔｙに維持される。
図９（ｂ）に示すように、足部１８が地面Ｈに接地している状態で、例えば足部１８には重力Ｗｔや、足部１８が地面Ｈから受ける抗力Ｆ等が作用している。重力Ｗｔや抗力Ｆは、足首関節２６をＹ軸回りに回転させようとする。重力Ｗｔや抗力Ｆ等による足首関節２６のＹ軸回りの負荷トルクと、各ワイヤ８６ａ、８６ｂ、８６ｃの張力Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃによる足首関節２６のＹ軸回りのトルクが、足首関節２６のＹ軸回りの回転角が目標回転角θｔｙの状態で、足首関節２６のＹ軸回りの関節角が指示角θｔｙの状態において釣り合うことによって、足首関節２６のＹ軸回りの関節角が指示角θｔｙに維持される。

図９（ａ）（ｂ）を比較して明らかなように、足首関節２６の指示角（θｔｘ，θｔｙ）が同じであっても、足首関節２６のＹ軸回りの負荷トルクは、ロボットの動作に追従して刻々と変化する。負荷トルクが刻々と変化することによって、各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの張力Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃも刻々と変化する必要がある。このことは足首関節２６に限られることではなく、他の各関節についても同様である。
各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃに張力が変化すると、各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃはそれに応じて伸長する。各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃが伸長することによって、各ワイヤを進退させるアクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃが動作しなくても、足首関節２６の関節角は変化する。換言すれば、アクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの動作量は、各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの伸びを加味して計算することが必要となる。
ロボット１０は、自身の動作に追従して刻々と変化する各関節の負荷トルクや、自身の動作に追従して刻々と変化する各ワイヤの張力を、予め把握している。

図８に示すように、コントローラ２００は第１変換部２３２を備えている。第１変換部２３２は、足首関節２６のＸ、Ｙ軸回りの指示角（θｔｘ，θｔｙ）を入力し、各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの予定有効長Ｌａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１を計算して出力するものである。第１変換部２３２は、形態２の第１変換部４３２に対応し、同様にして各ワイヤの有効長を計算する。各ワイヤの有効長が、指示角（θｔｘ，θｔｙ）から計算された予定有効長Ｌａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１に調節されると、足首関節２６のＸ、Ｙ軸回り関節角が指示角（θｔｘ，θｔｙ）に調節されることとなる。

コントローラ２００は、第２変換部２３４を備えている。第２変換部２３４自体は、第１変換部２３２と同一のものである。
またコントローラ２００は、第１差分器２１２と、第１比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）回路２１４と、第１ゲイン回路２１６と、第１加算器２１８を備えている。第１差分器２１２と、第１ＰＩＤ制御回路２１４と、第１ゲイン回路２１６と、第１加算器２１８は直列に接続されており、その直列回路はデータ記憶部２０２と第２変換部２３４を接続している。
またコントローラ２００は、第２差分器２２２と、第２比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）回路２２４と、第２ゲイン回路２２６と、第２加算器２２８を備えている。第２差分器２２２と、第２ＰＩＤ制御回路２２４と、第１ゲイン回路２２６と、第１加算器２２８は直列に接続されており、その直列回路はデータ記憶部２０２と第２変換部２３４を接続している。第１差分器２１２と第２差分器２２２は、互いに同一のものである。同じように、第１ＰＩＤ制御回路２１４と第２ＰＩＤ制御回路２２４、第１ゲイン回路２１６と第２ゲイン回路２２６、第１加算器２１８と第２加算器２２８は、それぞれ互いに同一である。
図８に示すように、第１ゲイン回路２１６と第２ゲイン回路２２６は、データ記憶部２０２と直接的にも接続している。また、第１加算器２１８と第２加算器２２８は、データ記憶部２０２と直接的にも接続している。

コントローラ２００は、足首関節２６のＸ軸回りの実際の関節角（実際角）θｍｘを検出する第１エンコーダ２７２と、足首関節２６のＹ軸回りの実際の関節角（実際角）θｍｘを検出する第２エンコーダ２７４を備えている。第１エンコーダ２７２は、第１差分器２１２に接続されている。第２エンコーダ２７４は、第２差分器２２２に接続されている。図４、図５、図６には図示されていないが、第１エンコーダ２７２と第２エンコーダ２７４は、足首関節２６の近傍に配置されている。第１エンコーダ２７２と第２エンコーダ２７４は、左右の下肢１２にそれぞれ１組ずつ配置されている。

第１差分器２１２は、データ記憶部２０２から足首関節２６のＸ軸回りの指示角θｔｘを入力し、第１エンコーダ２７２から足首関節２６のＸ軸回りの実際角θｍｘを入力し、その偏差角（θｔｘ−θｍｘ）を出力する。
第１ＰＩＤ制御回路２１４は、第１差分器２１２から偏差角（θｔｘ−θｍｘ）を入力し、偏差角を増減修正した修正偏差角Δθｘを出力する。第１ＰＩＤ制御回路２１４は、形態１で説明したＰＩＤ制御回路４１４と同様にして、修正偏差角Δθｘを計算する。
第１ゲイン回路２１６は、第１ＰＩＤ制御回路２１４から修正偏差角Δθｘを入力し、またデータ記憶部２０２から足首関節２６のＸ軸回りの予定トルクＥｔｘを入力し、増幅偏差角Ｇｘ・Δθｘを出力する。この係数Ｇｘは、修正偏差角Δθを増幅するための係数である。第１ゲイン回路２１６は、形態１で説明したゲイン回路４１６と同様にして、増幅偏差角Ｇｘ・Δθｘを計算する。
第１加算器２１８は、データ記憶部２０２から足首関節２６のＸ軸回りの指示角θｔｘを入力し、第１ゲイン回路２１６から増幅偏差角Ｇｘ・Δθｘを入力し、指示角θｔｘと増幅偏差角Ｇｘ・Δθｘを加算した修正指示角θｔｘ＋Ｇｘ・Δθｘを出力する。第１加算器２１８が出力する修正指示角θｔｘ＋Ｇｘ・Δθｘは、足首関節２６のＹ軸回りに関する指示角θｔｘを、指示角θｔｘと実際角θｔｍの偏差によって修正したものである。その修正量は、足首関節２６のＹ軸回りの負荷トルクＥｔｘ大きい場合ほど、大きくなるように調節される。
第２差分器２２２と第２ＰＩＤ制御回路２２４と第２ゲイン回路２２６と第２加算器２２８は、足首関節２６のＹ軸回りに対して上記と同様の処理を行う。第２加算器２２８は、足首関節２６のＹ軸回りの修正指示角θｔｙ＋Ｇｙ・Δθｙを出力する。

第２変換部２３４は、第１、第２加算器２１８、２２８から足首関節２６のＸ、Ｙ軸回りの修正指示角（θｔｘ＋Ｇｘ・Δθｘ，θｔｙ＋Ｇｙ・Δθｙ）を入力し、各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの修正有効長Ｌａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２を計算して出力する。各ワイヤの有効長が、指示角（θｔｘ，θｔｙ）から計算された修正有効長Ｌａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２に調節されると、足首関節２６のＸ、Ｙ軸回り関節角が修正指示角（θｔｘ＋Ｇｘ・Δθｘ，θｔｙ＋Ｇｙ・Δθｙ）に調節されることとなる。

コントローラ２００は、アクチュエータ６８ａの動作を調節する第１ドライバ２５１と、アクチュエータ６８ｂの動作を調節する第２ドライバ２５２と、アクチュエータ６８ｃの動作を調節する第３ドライバ２５３を備えている。
コントローラ２００は、第１スイッチ２４１と、第２スイッチ２４２と、第３スイッチ２４３を備えている。第１スイッチ２４１は、第１変換部２３２と第２変換部２３４と第１ドライバ２５１を接続する回路上に介挿されている。第２スイッチ２４２は、第１変換部２３２と第２変換部２３４と第２ドライバ２５２を接続する回路上に介挿されている。第３スイッチ２４３は、第１変換部２３２と第２変換部２３４と第３ドライバ２５３を接続する回路上に介挿されている。第１スイッチ２４１は、第１ドライバ２５１と第１変換部２３２が接続する状態と、第１ドライバ２５１と第２変換部２３４が接続する状態とを切換えるスイッチである。第２スイッチ２４２は、第２ドライバ２５２と第１変換部２３２が接続する状態と、第２ドライバ２５２と第２変換部２３４が接続する状態とを切換えるスイッチである。第３スイッチ２４３は、第３ドライバ２５３と第１変換部２３２が接続する状態と、第３ドライバ２５３と第２変換部２３４が接続する状態とを切換えるスイッチである。

コントローラ２００は、第１切換部２６１と、第２切換部２６２と、第３切換部２６３を備えている。第１切換部２６１は第１スイッチ２４１に接続している。第２切換部２６２は第１スイッチ２４２に接続している。第３切換部２６３は第３スイッチ２４３に接続している。また、第１切換部２６１と第２切換部２６２と第３切換部２６３は、データ記憶部２０２にも接続している。
第１切換部２６１は、データ記憶部２０２からワイヤ６６ａの予定張力Ｔａを入力し、ワイヤ６６ａの予定張力Ｔａの値に基づいて、第１スイッチ２４１を切換える。第１切換部２６１は、ワイヤ６６ａの予定張力Ｔａが所定値よりも小さい場合には、第１変換部２３２と第１ドライバ２５１が接続する状態となるように、第１スイッチ２４１を切換える。また、ワイヤ６６ａの予定張力Ｔａが所定値よりも大きい場合には、第２変換部２３４と第１ドライバ２５１とが接続する状態となるように、第１スイッチ２４１を切換える。それにより、ワイヤ６６ａの張力が小さい場合は、第１変換部２３２が出力する予定有効長Ｌａ１が第１ドライバ２５１に入力される。ワイヤ６６ａの張力が大きい場合は、第２変換部２３４が出力する修正有効長Ｌａ２が第１ドライバ２５１に入力される。
同様に、第２切換部２６２は、ワイヤ６６ｂの予定張力Ｔｂに基づいて第２スイッチ２４２を切換える。即ち、ワイヤ６６ｂの張力が小さい場合は、第１変換部２３２が出力する予定有効長Ｌｂ１が第２ドライバ２５２に入力され、ワイヤ６６ｂの張力が大きい場合は、第２変換部２３４が出力する修正有効長Ｌｂ２が第２ドライバ２５２に入力される。また同様に、第３切換部２６３は、ワイヤ６６ｃの予定張力Ｔｃの値に基づいて第３スイッチ２４３を切換える。即ち、ワイヤ６６ｃの張力が小さい場合は、第１変換部２３２が出力する予定有効長Ｌｃ１が第３ドライバ２５３に入力され、ワイヤ６６ｃの張力が大きい場合は、第２変換部２３４が出力する修正有効長Ｌｃ２が第３ドライバ２５３に入力される。

第１ドライバ２５１は、入力したワイヤ６６ａの予定有効長Ｌａ１または修正有効長Ｌａ２に基づいてアクチュエータ６８ａの動作量を計算し、計算した動作量だけアクチュエータ６８ａを動作させる。第１ドライバ２５１は、アクチュエータ６８ａのモータ１１４の回転角と、それによってワイヤ６６ａが進退される長さの基準関係を記憶している。第１ドライバ２５１は、入力したワイヤ６６ａの有効長と、記憶している基準関係等に基づいて、アクチュエータ６８ａの動作量を計算する。
同様に、第２ドライバ２５２は、アクチュエータ６８ｂの動作量を計算し、計算した動作量だけアクチュエータ６８ｂを動作させる。第３ドライバ２５３は、アクチュエータ６８ｃの動作量を計算し、計算した動作量だけアクチュエータ６８ｃを動作させる。

上記のように構成されたコントローラ２００は、足首関節２６のＸ、Ｙ軸回りの指示角から各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの目標となる予定有効長Ｌａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１を計算する。予定有効長Ｌａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１は、足首関節２６の関節角に生じている偏差は加味されずに計算される。またコントローラ２００は、Ｘ、Ｙ軸回り毎に、足首関節２６の指示角を、指示角と実際角の偏差によって修正した修正指示角を計算し、計算したＸ、Ｙ軸回りの修正指示角から各ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの目標となる修正有効長Ｌａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２を計算する。修正有効長Ｌａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２は、足首関節２６の関節角に生じている偏差が加味されて計算される。このとき、足首関節２６の負荷トルクが大きい場合ほど、偏差が大きくなるように修正されて加味されている。
コントローラ２００では、ワイヤ６６ａの張力が小さい場合には、アクチュエータ６８ａの動作量が予定有効長Ｌａ１から計算される。即ち、ワイヤ６６ａの張力が小さい場合には、アクチュエータ６８ａの動作量に足首関節２６の関節角に生じている偏差が加味されない。一方、ワイヤ６６ａの張力が大きい場合には、アクチュエータ６８ａの動作量が修正有効長Ｌａ２から計算される。即ち、ワイヤ６６ａの張力が大きい場合には、アクチュエータ６８ａの動作量に足首関節２６の関節角に生じている偏差が加味される。アクチュエータ６８ｂ、６８ｃの動作量も同様に計算される。その結果、アクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃにおいて、張力が大きいワイヤを進退させるアクチュエータの動作量のみが、足首関節２６の関節角に生じている偏差が加味されて計算される。このとき、足首関節２６の負荷トルクが大きい場合ほど、実際の偏差をより大きくなるように修正した上で、アクチュエータの動作量の計算に加味するようにしている。

ロボット１０が動作している間、足首関節２６の負荷トルクは、ロボット１０の動作に追従して様々に変化し、それに伴ってワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの張力も様々に変化する。ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの張力が刻々と変化することによって、ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの張力も刻々と変化する。ワイヤの剛性はワイヤの張力によって変化することから、ワイヤ６６ａ、６６ｂ、６６ｃの剛性は、ロボット１０の動作に追従して刻々と変化することとなる。
コントローラ２００は、足首関節２６の関節角に偏差が生じている場合に、張力の大きいワイヤのアクチュエータを偏差に対して動作させるとともに、張力の小さいワイヤのアクチュエータは偏差に対して動作させないようにする。即ち、剛性が高いとともに安定している状態のワイヤは偏差に対して進退させるとともに、剛性が低いとともに不安定な状態のワイヤは偏差に対して進退させないようにする。このとき動作させるアクチュエータについては、足首関節２６の負荷トルクが大きい場合ほど、偏差に対してより大きく動作させる。即ち、進退させるワイヤについては、足首関節２６の負荷トルクが大きく、足首関節２６の関節角に大きな偏差が生じうる場合ほど、偏差に対してより進退させる。それにより、足首関節２６の関節角に生じている偏差を速やかに取り除くことができるとともに、関節角を発振させてしまうようなこともない。
コントローラ２００は、アクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの動作量に、足首関節２６の関節角に生じている偏差を適切に加味することによって、足首関節２６の関節角を指示角に正しく調節することができる。

以上では、主に足首関節２６に関して説明したが、ロボット１０では、他の各関節についても同様の処理動作を行っている。ロボット１０は、各関節の関節角を指示角に精度よく調節し続けることができ、関節角データ等によって指示されている動作を正確に実施することができる。
ロボット１０では、関節角の偏差に対して張力の小さいワイヤを選択的に動作させないことから、ワイヤを進退させるアクチュエータの動作量に、関節角の偏差をより大きく加味する場合でも、張力の小さいワイヤの存在を積極的に許容することができる。それにより、ワイヤの張力を無用に高めておく必要がなく、ワイヤや関節等にかかる負担を抑えることができるとともに、アクチュエータの消費電力等を抑制することができる。

ロボット１０は、コントローラ２００に替えて、図１０に示す第２コントローラ３００を用いることもできる。以下、第２コントローラ３００について説明する。ここでは、重複説明を避けるために、主にコントローラ２００と異なる点について説明する。
第２コントローラ３００は、第１可変分配部３１１と、第２可変分配部３１２と、第３可変分配部３１３を備えている。第１可変分配部３１１は、第１変換部２３２と第２変換部２３４と第１ドライバ２５１に接続している。第２可変分配部３１２は、第１変換部２３２と第２変換部２３４と第２ドライバ２５２に接続している。第３可変分配部３１３は、第１変換部２３２と第２変換部２３４と第３ドライバ２５３に接続している。
第２コントローラ３００は、ワイヤ６６ａに生じている張力を測定する張力センサ３２１と、ワイヤ６６ｂに生じている張力を測定する第２張力センサ３２２と、ワイヤ６６ｃに生じている張力を測定する第３張力センサ３２３を備えている。第１張力センサ３２１は第１可変分配部３１１に接続されており、ワイヤ６６ａに生じている張力の測定値が第１可変分配部３１１に入力される。第２張力センサ３２２は第２可変分配部３１２に接続されており、ワイヤ６６ｂに生じている張力の測定値が第２可変分配部３１２に入力される。第３張力センサ３２３は第３可変分配部３１３に接続されており、ワイヤ６６ｃに生じている張力の測定値が第３可変分配部３１３に入力される。

第１可変分配部３１１は、第１変換部２３２が出力する予定有効長Ｌａ１を入力し、また第２変換部２３４が出力する修正有効長Ｌａ２を入力し、入力した予定有効長Ｌａ１と修正有効長Ｌａ２から、分配有効長を計算して出力する。第１可変分配部３１１は、以下に示す計算式によって、分配有効長を計算する。
（分配有効長）＝Ｌａ１＋（Ｌａ２−Ｌａ１）・ｋ ；
上式のｋは、０（ゼロ）≦ｋ≦１の係数である。第１可変分配部３１１は、第１張力センサ３２１から入力したワイヤ６６ａの張力に基づいて、上記の係数ｋを設定する。詳しくは、入力したワイヤ６６ａの張力に比例するように係数ｋを設定する。それにより、ワイヤ６６ａの張力が大きいほど、第１可変分配部３１１が出力する分配有効長は第２変換部２３４が出力する修正有効長Ｌａ２に近い値となる。
第１可変分配部３１１と同様にして、第２可変分配部３１２は、ワイヤ６６ｂの分配有効長を計算して出力し、第３可変分配部３１３は、ワイヤ６６ｃの分配有効長を計算して出力する。
第１ドライバ２５１は、第１可変分配部３１１が出力する分配有効長からアクチュエータ６８ａの動作量を計算し、計算した動作量だけアクチュエータ６８ａを動作させる。第２ドライバ２５２は、第２可変分配部３１２が出力する分配有効長からアクチュエータ６８ｂの動作量を計算し、計算した動作量だけアクチュエータ６８ｂを動作させる。第３ドライバ２５３は、第３可変分配部３１３が出力する分配有効長からアクチュエータ６８ｃの動作量を計算し、計算した動作量だけアクチュエータ６８ｃを動作させる。

上記のように構成されるコントローラ３００では、アクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの動作量を、それぞれワイヤ６６ａ、６６ｂ、６８ｃの分配有効長から計算する。アクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの動作量には、各自が進退させるワイヤの張力が大きいほど、足首関節２６の関節角に生じている偏差がより大きく加味されることとなる。
コントローラ３００は、足首関節２６の関節角に偏差が生じている場合に、張力の大きいワイヤのアクチュエータほど偏差に対して大きく動作させるとともに、張力の小さいワイヤのアクチュエータほど偏差に対してあまり動作させないようにする。即ち、剛性が高いとともに安定している状態のワイヤほど偏差に対してより大きく進退させるとともに、剛性が低いとともに不安定な状態のワイヤほど偏差に対してあまり進退させないようにする。それにより、足首関節２６の関節角に生じている偏差を速やかに取り除くことができるとともに、関節角を発振させてしまうようなこともない。
コントローラ３００を用いるロボットは、アクチュエータ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの動作量に、足首関節２６の関節角に生じている偏差をより適切に加味することによって、足首関節２６の関節角を指示角に正しく調節することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
ワイヤは金属製に限られず、例えば高分子繊維等から構成されるワイヤ（糸）等を採用することもできる。
ロボットが、記憶している関節角データから各関節の負荷トルクを計算する手段を備えてもよい。関節角データに記述されている各関節に関する指示角の時系列データから、ロボットの動作を計算することができる。ロボットの動作を計算することによって、各関節の負荷トルクを計算することができる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

実施例のロボットの各関節の基本となる構成を簡単に示す図。 同ロボットのコントローラの特徴を簡単に示す図。 同ロボットのコントローラの他の特徴を簡単に示す図。 同ロボットの両下肢の正面図。 同ロボットの左下肢の側面図。 同ロボットの足首関節の構造を示す図。 同ロボットのアクチュエータの詳細を説明する図。 同ロボットのコントローラの構成を示す図。 足首関節に関わる力を示す図。 コントローラの変形例の構成を示す図。 ワイヤの張力と伸びの関係を示す図。

符号の説明

１０：ロボット
１２：下肢部
１４：大腿部
１６：下腿部
１８：足部
２０：胴体部
２２：股関節
２４：膝関節
２６：足首関節
２８：骨盤部
６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ：ワイヤ
６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ：アクチュエータ
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ：ワイヤ終端ガイド
７２ａ，７２ｂ，７２ｃ：ワイヤ接続点
２００：コントローラ
２０２：データ記憶部
２１２，２２２：第１、第２差分器
２１４，２２４：第１、第２比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）回路
２１６，２２６：第１、第２ゲイン回路
２１８，２１８：第１、第２加算器
２３２，２３４：第１、第２変換部
２４１，２４２，２４３：第１、第２、第３スイッチ
２５１，２５２，２５３：第１、第２、第３ドライバ
２６１，２６２，２６３：第１、第２、第３切換部
２７２，２７４：エンコーダ
３００：変形例のコントローラ
３１１，３１２，３１３：第１、第２、第３可変分配部
３２１，３２２，３２３：第１、第２、第３張力センサ
３６１：胴体側部材
３６２：関節
３６３：末端側部材
３６６ａ、３６６ｂ：第１、第２ワイヤ
３６８ａ、３６８ｂ：第１、第２アクチュエータ
４００、４０４：コントローラ

Claims (4)

1. 胴体側部材と、
   胴体側部材に回転可能に接続されている末端側部材と、
   末端側部材の回転中心の一方側に接続されており、引かれると末端側部材を第１方向に回転させる第１ワイヤと、
   その第１ワイヤの他端を進退させる第１アクチュエータと、
   末端側部材の回転中心の他方側に接続されており、引かれると末端側部材を第２方向に回転させる第２ワイヤと、
   その第２ワイヤの他端を進退させる第２アクチュエータと、
   末端側部材の回転角に関する指示角と、その指示角を実際角との偏差によって修正した修正指示角の一方から、第１アクチュエータの動作量を計算して第１アクチュエータに指示する第１コントローラと、
   末端側部材の回転角に関する指示角と、その指示角を実際角との偏差によって修正した修正指示角の一方から、第２アクチュエータの動作量を計算して第２アクチュエータに指示する第２コントローラと、を備え、
   前記第１コントローラは、第１ワイヤの張力が所定値よりも小さければ、前記指示角から第１アクチュエータの動作量を計算し、第１ワイヤの張力が所定値よりも大きければ、前記修正指示角から第１アクチュエータの動作量を計算し、
   前記第２コントローラは、第２ワイヤの張力が所定値よりも小さければ、前記指示角から第２アクチュエータの動作量を計算し、第２ワイヤの張力が所定値よりも大きければ、前記修正指示角から第２アクチュエータの動作量を計算する、
   ことを特徴とするロボット。
2. 胴体側部材と、
   胴体側部材に回転可能に接続されている末端側部材と、
   末端側部材の回転中心の一方側に接続されており、引かれると末端側部材を第１方向に回転させる第１ワイヤと、
   その第１ワイヤの他端を進退させる第１アクチュエータと、
   末端側部材の回転中心の他方側に接続されており、引かれると末端側部材を第２方向に回転させる第２ワイヤと、
   その第２ワイヤの他端を進退させる第２アクチュエータと、
   末端側部材の回転角に関する指示角を、指示角と実際角の偏差によって修正した第１修正指示角から、第１アクチュエータの動作量を計算して第１アクチュエータに指示する第１コントローラと、
   末端側部材の回転角に関する指示角を、指示角と実際角の偏差によって修正した第２修正指示角から、第２アクチュエータの動作量を計算して第２アクチュエータに指示する第２コントローラと、を備え、
   前記第１コントローラは、第１ワイヤの張力が大きいほど、前記偏差に対する指示角から第１修正指示角への修正量を大きくし、
   前記第２コントローラは、第２ワイヤの張力が大きいほど、前記偏差に対する指示角から第２修正指示角への修正量を大きくする、
   ことを特徴とするロボット。
3. 第１ワイヤおよび／または第２ワイヤの予定される張力を記憶する手段が付加されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボット。
4. 第１ワイヤおよび／または第２ワイヤの張力を測定する手段が付加されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボット。

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