刘铭

（200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院）

0 引言

随着机器人学的发展，机器人应用领域越来越广泛。机器人有多种形式，有传统工业领域中的机器人机械手，也有轮式机器人、履带式机器人、腿足式机器人[1]等。其中，腿足式机器人一般均为仿生机器人，比如仿人双足机器人，仿四足哺乳动物的四足机器人，仿昆虫的六足机器人等。通过对比，就稳定性、负载能力、适应性来说，四足机器人表现出诸多优势，它比双足机器人承载力强，更加稳定[2]，比六足机器人结构简单[3]，便于操控[4]，因此本文选择四足机器人为研究对象。

本文研究静步态规划。静步态强调的是稳定，动步态强调的是灵活、速度。研究目标是实现四足机器人在平面上连续、稳定的行走，首先运用D-H 坐标算法推导出运动学正逆解，利用多种轨迹进行步态规划，最后进行仿真，验证轨迹规划的正确性。

1 四足机器人关节配置选择

四足机器人的优点就是灵活性高，稳定性好，所以在设计结果时一定提前考虑好它的关节配置，找到最合适的结构，以免影响其运动的灵活性和稳定性。当前四足仿生结构不外乎以下4种：（a）前肘后膝式，（b）前膝后肘式，（c）前后肘式和（d）前后膝式，如图1 所示。

图1 关节配置方式Fig.1 Joint configuration

这4 种结构是常见的仿生结构，它们各有利弊，每一种结构都能设计出不同性能的四足机器人。通过观察，包括很多前人对四足机器人结构的研究，我们可以知道前肘后膝式结构灵活性最高，也是腿部结构最合适的选择，猎豹、狗等动物都是这种结构。……