仿生四足机器人的研究：回顾与展望(4)

或者可以使用遥感和全球定位系统到达指定地点。 BDI预计研发需要30个月，在2012年制成原型样机[16]。

2011年3月1日，由于DARPA的资金援助，BDI也将研发猎豹机器人。猎豹机器人将有四条腿，一个灵活的脊椎，铰接式头部/颈部，也可能有尾巴。它将比现有的所有机器人或是人类跑的都快，急速地转弯来追逐或者是逃避，可以迅速从静止加速，也可以迅速停止 [17]。如果猎豹机器人的原型可以实现，这将是机器人发展最重要的一个里程碑。

最近，韩国的工业技术研究所和ROTEM公司的研究人员开发了液压驱动的四足步行机器人。这个机器人的所有关节都是由液压旋转驱动器驱动，可以携带很高的载荷，并可以在崎岖地面快速移动。这种类型的机器人实现了在实验环境中地形小跑的步态[18，19]。

通过把液压装置与电动机相结合，意大利技术研究所的研究人员目前正在兴建的四足机器人（名为HYQ）可以执行高度动态的任务，比如双腿跳跃，单腿跳跃和奔跑[20]。到目前为止，机器人HYQ只是实现了对使用线性液压执行机构的单腿位置的控制。

除了国外机器人的发展，上海交通大学的Sunpei Ma于1996年首次在国内研制了一台名为JTUWM-III的机器人。JTUWM-III机器人的每条腿有三个活动关节和柔性关节。每个活动关节采用直流伺服电机来驱动 [21]。清华大学的Xiuli Zhang和她的同事于2003年开发了Biobot（仿生机器人）。她提出了一个基于Matsuoka振荡器的全面CPG拓扑网络结构。此外，还实现了有节律的运动和不同步态间的转换。在CPG模型的基础上Biobot在现实环境中的运动能力也得到了提高[22]。在2006年，Xuedong Chen和他的同事们开发出了名为“MiniQuad”的模块化的机器人，通过改变其模块布局，它可以被重新配置到包括四足和六足结构在内的不同结构中，以实现不同的任务[23，24]。此外，其他四足机器人也已被一些研究机构和大学研制出来，例如被中科院智能机械研究所报道的由西北工业大学开发的名为TIM1的仿哺乳动物四足机器人，以及中科院自动化研究所研制的由电力驱动的大型四足机器人。

B.四足机器人的驱动模式

一般情况下，机器人的驱动方式包括电动，气动和液压。

电动马达由于其技术先进性和低廉的价格的而成为机器人领域中最常见的驱动器。但是，减速齿轮是电动马达装置中最薄弱的环节之一，而且许多部件容易磨损。气动和液压非常相似，只不过气动采用了压缩气而不是液体来提供压力。气动系统的反应非常迅速。但空气的可压缩性导致系统的精确定位难以实现。

液压油工作在21MPa的高压（部分系统可达70MPa）。这使得液压装置有非常高的比功率，高带宽，快响应以及一定程度上的精准性[25]。液压装置在大功率的应用中是非常高效的。

近年来，许多研究人员一直在开发高度动态和重载任务四足机器人的液压驱动装置，因为它们的性质非常适合高度动态的腿式机器人。波士顿动力公司的Raibert 研发的BigDog是最为先进的液压驱动四足机器人[15]。许多其他液压四足机器人也被研发出来或正在被研发。例如，韩国正在研制的液压驱动四足机器人P2，将被用于军事上[18，19]。意大利技术研究所的研究人员正在研制结合了液压和电动的HYQ机器人，以实现高度动态的任务，像双腿跳跃，单腿跳跃以及奔跑[20]。

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