王 健，贺 鑫，韩 旺

（中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，湖北 武汉 430074）

目前四足步行机器人的研究主要集中在小型轻便、易于控制等方面。本文设计的稳步四足机器人，重点在机器人足迹的设计和分析上，能够保证机器人在行走过程中，整个机身的平移在一条直线上，而不上下或左右颠簸。

1 稳步四足机器人总体结构设计

设计该机器人主要的目标是四足、平稳，目的是实现预想中的足迹要求，达到理想的分析结果。图1所示的是机器人半边身体退步机构简图及预想足迹，包括机器人“足迹”四杆机构、“衔接处”曲柄摇杆四杆机构、间歇凸轮机构设计。

图1 机器人半边身体退步机构简及预想足迹

2 各部分结构设计及其计算

2.1 机器人“足迹”四杆机构设计

这部分在整个机构中起到最终执行的作用，对这部分的机构设计主要考虑到稳定性的要求。

（1）足端轨迹要求。行走机构在行走过程中，每条腿依次经过抬腿，前伸，支撑着地带动机器人前进等周期性过程，因此其足端轨迹必须满足如下3个要求：①支撑着地的时候足端轨迹必须满足近似直线要求，抬腿时的轨迹必须近视圆弧，且为轴对称曲线；②为减少和消除抬腿和落地产生的冲击和滑步，足端在抬腿及落地时的轨迹应平滑过渡到圆弧段；③为了使行进协调，游足时间（抬腿时间）应小于支撑时间。据此，采用的轨迹如图2所示。取直线段距离ab大于等于35mm，垮高为10mm左右。

图2 轨迹图

（2）步态要求。对于足式机器人来说,其稳定性主要取决于步态。……