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从1940年开始，科学家们就着手对足式机器人进行研究，并在机器人学理论上取得了极大地成就。大大提高了足式机器人的技术水平，足式仿生爬行机器人是机电一体化系统，涉及机械机构设计、运动控制技术研究、步态研究以及驱动能源研究等等。 27257
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1 国外研究现状
近年来，对足式仿生爬行机器人分析比较透彻，成果颇丰的是日本的广濑福岛实验室。1976 年，东京工业大学广濑福岛实验室研制了出了 KUMO-I，随后不久又引入 GDA（Gravitationally Decoupled Actuation），借此开发出结构、控制越发简易的 PV-II 四足机器人。PV-II 带有脚部触觉等传感器，使得机器人可以进行爬楼梯运动。论文网
图 1.1 KUMO-I 四足机器人 图 1.2 PV-II 型机器人
在这之后的五年内，腿部具有垂直运动的机构 TITAN VI 被开发出来，如图1.3和1.4所示。TITAN VI 型机器人尺寸为高1.5米，宽1米，重190公斤。
图 1.3 TITAN VI 四足机器人 图 1.4 TITAN VI 攀爬楼梯
忍者I是能够在垂直的表面上爬行的机器人，如图1.5所示，长1.8米，宽0.5米，高0.4米，机器人重量45公斤。图1.10是经过改良的带有VM吸盘的忍者II四足机器人。
图 1.5 忍者 I 四足机器人 图 1.6 忍者 II 四足机器人
近年来，电子信息技术的更新换代使得机器人学有了新的发展，人们对昆虫的研究更加透彻。在此基础上，国际上的学者们接踵研制出了很多具有优良机能的优尔足机器人[4]。
1989年，美国 MIT 研发出了用于行星表面探测的优尔足机器人 Genghis（图1.7左），这个机器人的腿部有2个自由度[5]。由伺服电机驱动，它内部包含了触须传感器、加速度计和力矩传感器，能够在复杂地形中行走。随后 MIT 又研制出了优尔足机器人 Attila（图 1.7右），该机器人的腿部有三个自由度，具有很高的容错性[6]。
图 1.7 Genghis 和 Attila机器人
2 国内研究现状
近几年，我国也进行了足式机器人的试验研究工作，如清华大学，华中科技大学，哈工大机器人所等单位。但是，我国开始时间较国外许多国家晚，在基础理论和研究成果上落后于发达国家，随着国家对机器人行业的重视力度逐渐加大，我国的机器人研究获得了飞速的发展[7]。
上海交通大学，专研机器人时长达三年，终于在1991年建造出了我国第一台四足步行机器人。该机器人具备可以自由伸缩的腿部机构，每条腿3个自由度，全部机器人一共有12个自由度[8]。腿由钛合金制造，机器人的躯干是四方的方框形结构，刚强度很高，并且重量较轻。机器人重量为86公斤，尺寸为0.7米×0.45米×0.49米，步行速度0.25公里每小时。在1996年，上海交通大学设计并制造出了 JTUWM-III型机器人[9]。JTUWM-III型机器人腿部采用了开链式。机体重心显然比较高，基于仿生学知识构建的结构可以进行动态行走。如图1.8所示。
图 1.8 JTUWM-III 四足机器人
清华大学研制的四足机器人Biosbot[10]，如图1.9所示，体形尺寸是0.4米×0.3米×0.3米，重量为5.7公斤。相比来说是一种非常轻的四足机器人，通过采用神经振荡子模型CPG(Central Pattern Generator)控制实现了对Biosbot的稳定步行控制，可实现步行、小跑等不同的运动姿态，在坡度较大和有障碍物的情况下，它都能够轻松应付。