多足步行机器人的主要研究成果和产品
随着科学技术的快速发展，科学家研制出各种机器人，数百种不同结构、不同控制系统、不同用途的机器人都已进入了实用化阶段。近些年来，由于资源短缺问题日益严重，很多国家和学者纷纷投入到海洋开发、星际探索等中去，由于多足步行机器人对复杂、未知环境的独特适应能力，以及其灵活、全方位运动的特点，使其在海洋开发、星际探索等领域得到了广泛的应用。
所谓多足一般指四足及四足其以上，常见的多足步行机器人包括四足步行机器人、六足步行机器人、八足步行机器人等。
国内多足步行机器人的研究成果
1991年，上海交通大学马培荪等研制出JTUWM系列四足步行机器人。JTUWM-III是模仿马等四足哺乳动物的腿外形制成，每条腿有3个自由度，由直流伺服电机分别驱动。在进行步态研究的基础上，通过对3个自由度的协调控制，可完成单腿在空间的移动。该机器人采用计算机模拟电路两级分布式控制系统，JTUWM-III以对角步态行走，脚底装有PVDF测力传感器，利用人工神经网络和模糊算法相结合，采用力和位置混合控制，实现了四足步行机器人JTUWM-III的慢速动态行走，极限步速为1.7km/h。为了提高步行速度，将弹性步行机构应用于该四足步行机器人，产生缓冲和储能效果。
2000年，上海交通大学马培荪等对第一代形状记忆合金SMA驱动的微型六足机器人进行改进，开发出具有全方位运动能力的微型双三足步行机器人MDTWR。其第一代的每条腿只有2个自由度，无法实现机器人的转向，只能进行直线式静态步行，平均行走速度为1mm/s。将机体的主体部分进行改进设计，由上下两层相互平行的三叉支架组成，将六足改进为双三足，引入身体转动关节，采用新型的组合偏动SMA驱动器，使新一代的微型双三足步行机器人MDTWR具有全方位运动能力。
2002年，上海交通大学的颜国正、徐小云等进行微型六足仿生机器人的研究。该步行机器人外形尺寸为：长30mm，宽40mm，高20mm，质量仅为6.3kg，步行速度为3mm/s。他们在分析六足昆虫运动机理的基础上，利用连杆曲线图谱确定行走机构的尺寸，采用微型直流电机、蜗轮蜗杆减速机构和皮带传动机构，在步态和稳定性分析的基础上，进行控制系统软、硬件设计，步行实验结果表明，该机器人具有较好的机动性。
2003年哈尔滨工程大学的孟庆鑫、袁鹏等进行了两栖仿生机器蟹的研究，从两栖仿生机器蟹的方案设计到控制框架构建，研究了多足步行机的单足周期运动规律，提出适合于两栖仿生机器蟹的单足运动路线规划方法，并从仿生学角度研究了周期性节律性的多足步行运动的控制问题，建立了生成周期运动的神经振荡子模型。
国外多足步行机器人的研究成果
国外对于多足仿生机器人的研究较早，技术比较成熟的主要有美国、德国、日本。其中美国所设计的多足机器人已经达到了实战的要求。近年来公布的资料显示美国国家航空和宇宙航行局（NASA）制作了一系列用于执行太空任务的多足机器人将研究其推向了很高的领域和高度。下面介绍一下国外做的一些技术相对完善的多足机器人，这也是在设计过程中主要参考的对象。
为了尽量减少宇航员在恶劣的太空环境维护空间站受到的伤害，急需研制一个空间机器人代替人进行太空作业。2005年，美国国家航空和宇宙航行局（NASA）下属的喷气推进实验室研制成功了能在空间站外面自动运行的名为Lemur六足步行机器人。该机器人主要完成辅助宇航员完成空间站外部设备的检修工作。Lemur是模仿螃蟹腿的结构和章鱼身体的外形特点设计的，它有六只复合的机械臂，如下图所示，机械臂上装有可折叠的工具，六
只机械臂与机体相连如图所示。Lemur每只机械臂具有四个运动自由度和一个操作自由度，分别是肩部三个方向转动自由度，肘部一个俯仰自由度和机械手爪的抓取自由度。目前共研制了两个型号，按照Lemur的比例扩大的版本Lemur Iia，可以帮助宇航员在太空中建设较大的建筑物。
Lemur复合机械臂和Lemur六足步行机器人
“大狗”是美国武器合约商波士顿动力公司（Boston Dynamics）研发的一款科技含量非常高的运输机器人，“大狗”高约1米，重75kg采用汽油发动机驱动。有四只强有力的腿，每条腿有三个靠传动装置提供动力的关节，并有一个“弹性”关节。这些关节由一个机载计算机处理器控制。它体内装有维持机身平衡的回转仪，内力传感器等，可探测到地势变化，根据情况做出调整。它的最高负载量可达340磅，以每小时4英里的速度行走，而且可在丘陵地形上攀登前行，全靠本身的立体视觉系统或远程遥控器确认路径。还有惊人的平衡能力，即使是挨上重重的一脚，它也能马上恢复。视频中机器人在光滑的冰上行走时它数次几乎摔倒，但最终都保持住了平衡状态。视频还显示了机器人应付不同地形的能力，它能沿着陡峭的山坡爬上去爬下来，在多石、泥泞和雪地上行走。视频的末尾显示了它的超强跳跃能力，可以跳跃脚下差不多1米宽的距离。
机器人“大狗”
美国波士顿动力工程公司（Boston Dynamics）开发了一款世界上跑得最快的机器人——“猎豹”，它能用四条腿以时速每小时18英里(约合每小时29公里)的速度奔跑，打破了有腿类机器人的速度记录。猎豹机器人高2英尺，长3英尺，装配着一系列高科技装备，其中包括：激光陀螺仪、照相机和随载计算机。这款四腿机械机器人具有灵活的脊椎和铰接式头部，能够冲刺，急转弯，并能突然急刹停止，运动方式完全以猎豹等自然界奔跑迅速的动物为模本，设计原型已列入美国国防部高级研究计划局高级机器人兵工厂装备。
机器人“猎豹”
如图所示的是设在弗吉尼亚州的美国海军研究局开发的八足仿生机器龙虾，它能够像真龙虾一样适应不规则的海底，在不同的深度敏捷地行动，并且应付汹涌的波涛和变化的海流。从天线和体毛传感器获得的信号在它计算机化的“大脑”中进行处理，并且用来控制其仿生肌肉。机器人共有24个自由度，采用镍钛诺形状记忆合金材料制成的细棍作为线性驱动器
驱动，通电加热时肌肉就缩短，使龙虾的腿向上运动，一旦冷却就可以恢复原来的形状，这样交替地加热及冷却就可以复制龙虾腿的运动，实现浮游爬行动作，头部装有的两个钳子可以起到液动控制舵的作用，机器人由电池供电，以半自主方式工作，发现***会发出声纳警报，与尾部的水流动力控制平面一起可以使其在行走和作业过程中保持稳定。机器人头部的两个“触须”为灵敏度极高的防水天线，使其具备感知障碍物的功能。
八足仿生机器龙虾
索尼公司——犬型机器人爱宝（AIBO）
“果酱”是一种形体可以改变的机器人。当需要时，它能够进行固体和液体转换，从门缝或小洞进入敌方室内执行任务。“果酱”有6条腿，是用一种特殊的“果酱”材料制成，身体各部分都是柔软的，能够根据需要变换体形。它的核心技术是兼有固体和液体性能的“果酱”技术。
一种类似鸵鸟的机器人。它有两条腿，能够在地面飞快地奔跑，能在15秒之内从静止加速到32千米/小时，最大时速43千米，这个速度奥运会冠军也很难达到。之所以叫鸵鸟，是因为该项目的所有灵感都来自鸵鸟。按照计划，该机器人于2012年制造并测试。毕业设计(论文)机器人行走机构 文献综述_图文_百度文库
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