郭 建，赵 易，陈景聪

(广州城市理工学院机械工程学院，广州 510800)

0 引言

仿生机器人中比较典型的有哺乳动物四足机器人和昆虫类的六足、八足机器人，四足动物因其独特的特点，一直是研究的热门，国内外针对四足机器人的研究都取得了一系列成果。文献[1]研究设计了球腿复合机器人，优化了足端轨迹。文献[2]研究了负载四足机器人的对角步态行走的稳定性，并利用虚拟样机技术进行了仿真。文献[3]研究了四足机器人在粗糙地面的对角小跑运动，设计了基于CPG的控制方法。上海交通大学研发了 JTU-WM—III，对传统机器人足端摆线轨迹进行了修改[4-5]。山东大学基于液压驱动研发了四足机器人 SCalf-1，建立了关节能耗模型，基于傅里叶级数展开式优化了足端轨迹[6-8]。

麻省理工学院的Raibert 等研发一种基于气缸驱动的四足机器人，具有触地缓冲和跳跃动作，能够完成对角小跑和跳跃步态[9]。美国通用电器研发的四足步行机器人 Walking Truck[10]。日本的木村浩等研发了四足机器人 Tekken[11-13]，运动速度快，机构设计复杂，能耗低。美国波士顿动力公司研发 的“big dog”机器人对环境情况具有更好的感知和适应能力，在受到侧面冲击时，能通过调整步态恢复平衡状态[14]。

为了研究四足机器人的运动学和腿部结构，设计了一个四足串联机器人，每个单腿3个自由度，整机共12个自由度。首先对四足机器人进行运动学建模和分析，推导了正解和逆解的数学公式，并用MATLAB仿真了四足机器人的单腿的运动学正解……