【摘 要】
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液压四足机器人具有突出的承载能力,和哺乳动物类似的腿部结构使其可以适应各种复杂的地形,克服了轮式和履带式机器人过度依赖地形的局限性,因此,液压四足机器人可应用于各种复杂地形条件下的物资搬运、侦察救援和装备运输,现已成为各国研究的热点。四足机器人是基于仿生技术诞生出的新兴领域,虽然相关研究人员已经做了大量的工作,但目前四足机器人的运动性能和哺乳动物还有较大差距,其中机器人腿部原理和结构参数设置不合理
【基金项目】
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国家重点研发计划项目课题“小型化液压油源和一体化电液执行器整体综合设计理论与方法”（课题编号:2018YFB2000701）； 国家优秀青年科学基金项目“足式机器人液压驱动”（项目编号:52122503）；
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液压四足机器人具有突出的承载能力,和哺乳动物类似的腿部结构使其可以适应各种复杂的地形,克服了轮式和履带式机器人过度依赖地形的局限性,因此,液压四足机器人可应用于各种复杂地形条件下的物资搬运、侦察救援和装备运输,现已成为各国研究的热点。四足机器人是基于仿生技术诞生出的新兴领域,虽然相关研究人员已经做了大量的工作,但目前四足机器人的运动性能和哺乳动物还有较大差距,其中机器人腿部原理和结构参数设置不合理,机器人整体质量偏大,是其中的重要原因。本文针对足式机器人腿部结构,以优化腿部结构参数,降低机器人和哺乳动物腿部结构差异,提高机器人运动性能,实现机器人的轻量化设计为目标,主要研究工作包括:（1）分析不同类型哺乳动物腿部结构,确定机器人腿部基本结构形式;结合运动学仿真模型,对腿部参数进行优化;研究一种更加接近哺乳动物的轻量化仿生腿部结构,并且确定关节液压驱动单元的部分参数;以优化单腿缓冲性能为目标,进行机器人小腿的设计建模。（2）分析液压驱动机器人关节运动能量损耗;推导机器人关节角度和液压缸长度的映射关系;结合动力学仿真,求解不同腿部质量条件下机器人的关节功率,为单腿轻量化设计提供理论支撑。（3）分析液压软管对单腿轻量化和阀控缸控制精度的影响;结合仿生学原理,将旋转配油结构应用到仿生足式机器人单腿结构设计中,实现机器人的管路内置;分析影响机器人单腿重量的关键参数,对其进行优化设计,实现机器人的轻量化设计。（4）以原单腿液压实验台为对比,验证仿生单腿的控制性能和运动学模型的准确性。
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