仿生八自由度四足机器人仿真与结构设计

付晓云，王欣威，慕 丽

(沈阳理工大学 机械工程学院，沈阳 110159)

在自然界或现实生活中，存在许多人类无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合，如原始森林、地震救援现场等。对这类复杂区域的深入了解与研究，往往需要机器人的介入。相比于轮式和履带式机器人，足式机器人的着地点是分散的，可以根据检测与计算在地面上选择最佳的支撑点，因此足式机器人对崎岖路面、复杂地形具有很强的适应性。其中，四足机器人是一种对复杂地形和环境具有高度适应性和实际工程应用价值的移动式机器人，比双足直立行走机器人的承载能力强、稳定性好；又比六足、八足步行机器人结构简单。因此，受到科研人员的普遍重视。

近年来，有一系列仿生机器人出现，通过模仿生物的运动方式进行相应的结构运动，出现了关于仿生类足式机器人的研究[1]；足的数目与其载重能力相关，足数越多载重能力越强，但运动速度越慢，因此四足机器人具有较好的适应性和灵活性[2]。本文所设计的四足机器人除实现前进、后退、左转和右转等基本运动外，还加入传感检测设备来实现四足机器人的搜寻探测、避障运输等功能。

1 总体方案设计

1.1 四足机器人的设计

四足机器人是典型的机电一体化产品，主要包括图1所示四个部分。采用以机械系统动力学自动分析软件(automatic dynamic analysis of mechanical systems，ADAMS)为主的现代机械设计方法，先在Solidworks中建立模型，然后导入ADAMS进行仿真；同时验证其运动功能并改进机械结构，再根据仿真结果搭建实际机器人的机械结构。……