7、猎豹机器人
该装置通过电动机来调整位置进行控制，从气体驱动 器给机构注入能量来完成奔跑、小跑等步态。
动物腿部的肌肉连接着 两个关节，奔跑时，当一个关节 处收缩时，该肌肉可使得另一个 关节伸展，如此便完成了迈步的 动作。该结构中也存在这么一种 “肌肉”，即气动驱动装置，它 能使一个关节收缩时，另一个关 节作好伸展准备。
3、BigDog
波士顿动力学工 程公司还于 2005 年开 发了形似机械狗的四足 机器人，被命名为 BigDog，如图所示。专 门为美国军队研究设计， 号称是世界上最先进的 四足机器人。Boston Dynamics 公司曾测试过， 它能够在战场上发挥重 要作用为士兵运送弹药、 食物和其他物品。
3、BigDog
四足仿生机器人国外研究现状
典型样机（机械机构特点） 单自由度旋转关节模块
典型四足步行机器人
1、引言
传统的步行机器人设计往往是一个很复杂的过程， 为了达到设想的运动方式，就要进行复杂的结构设计和规 划工作。而仿生学在机器人领域的应用，使得这一工作得 到了简化。动物的身体结构，运动方式，自由度分配和关 节的布置，为步行机器人的设计提供了很好的借鉴。
6、Cheetah
该结构中，前两 条腿比后两条腿要短20% ，目的是避免在迈大步距 角的时候出现腿相碰撞的 情况。腿的末端采用受电 弓机构的形式（其作用是 使腿的最上、最下部分运 动一致，同时减少自由度 数目，简化设计）。末端 出的弹簧装置在腿落地与 离地时分别起到储能、减 小触地影响，释放能量的 作用。
4、PIGORASS
2011年，东京大学的 保典山田等研制出了一种机器 人“PIGORASS”，它能实现类 似于兔子的运动，能走，能跑 并能完成兔子跳的运动。它是 通过CPU控制的压力传感器和 电位器实现预期的运动，并且 每个肢体都被设计成独立运作 ，都通过一个简单的仿生中枢 神经系统来工作。
Hale Waihona Puke 5、HUNTER实验行走步态，姿态很低为了保持较高的速度与稳定性。
Pace gait（单侧同步步态），姿态会发生偏移，向两边摆动。 60cm用时0.9s。
虽然目前机器人研究已经取得了很大的进步，比如机 器人运动过程中实现准确的控制，机器人能适应不同的地面状 况作运动。但是，要实现高速运动仍是步行机器人研究领域中 的一个难题，因为要实现这样的运动，机器人的机械结构、控 制方法设计毕然与传统的机器人不同，并且要考虑多种因素。
1、小结
第一部分介绍了国外近几年步行机器人研究上的 几个成果。这些研究都是在仿生学的基础上，通过模拟动 物骨骼结构以及动物腿部自由度的布置，设计步行机器人 。其中，有不少都值得我们借鉴。比如“HUNTER”，相对 于传统的仿狗机器人，它多了肩关节这样的结构。又如最 后提到的猎豹机器人，它通过一种气动装置来模拟猎豹腿 部的肌肉，进而可获得较高的奔跑速度。
7、猎豹机器人
2011年，美国加州HRL实验室的M. Anthony Lewisyan和Matthew R. Bunting等人提出一种仿猎豹的腿部 机构。机构的关键是设计的前置能产生身体重量1.5倍的能 量，从而达到类似猎豹的运动状态，同时保证运动控制准确 性。
气动驱动器
混合驱动器 蛤蛎壳材料
电机
混合驱动器
若完全仿照动物结构进行设计，会使工作量加大 ，设计复杂。所以通常腿部结构选择1-3个关节，每个关 节1-3个自由度。
步行机器人关节的布置一般有四类：
a、四条腿为肘关节类型布置
b、四条腿为膝关节型布置
c、前两条腿为膝关节类型，后两条腿为肘关节类型
d、前两条腿围肘关节类型，后两条腿为膝关节类型
陆地上，速度最快的动物要属猎豹了，虽然目前有 很多研究者对狗与马的仿生研究有了很大的进展，但是有关 猎豹的报道并不多。猎豹奔跑速度一般可达30m/s，一秒跨 过距离是腿长的50倍，奔跑频率更是达到了3hz。所以，以 猎豹为仿生对象显得很有意义。
SUCCESS
THANK YOU
2020/2/3
猎豹奔跑时，足末端 运动轨迹类似一个弧形的旋转 运动。奔跑过程中是前脚先着 地，并且前肢通常能使出2.5 倍体重的力量，后肢能使出 1.5倍体重的力量。力量越大 ，跳出的步幅也就越大，奔跑 速度也就变快了。通常，能量 储存的位置为腿下部位置，像 在髋关节几乎就没有能量的存 储。
1.日本Tekken
Tekkn整个机体的重量是3.1kg，单个腿的重量 0.5kg。每条腿有3个主动关和一个被动关节，分别是一个 pitch髋关节、yaw髋关节和pitch膝关节，踝关节是被动关 节，主要由弹性装置和自锁装置构成。
2、Little Dog
2004 年 Boston Dynamics 发布了四足机器人 LittleDog，如图所示。LittleDog 有四条腿，每条腿有 3 个驱动器，具有很大的工作空间。携带的 PC 控制器可以实 现感知、电机控制和通信功能。LittleDog 的传感器可以测 量关节转角、电机电流、躯体方位和地面接触信息。铿聚合 物电池可以保证 LittleDog 有 30 分钟的运动，无线通信 和数据传输支持遥控操作和分析。
1.日本Tekken
2003 年日本电气通信大学的 木村浩等研制成功四足移动 机器人Tekken，如图所示。 该机器人安装了陀螺仪、倾 角计和触觉传感器。采用基 于中枢模式发生器(CPG)的控 制器和反射机制构成控制系 统，其中CPG 用于生成机体 和四条腿的节律运动，而反 射机制通过传感器信号的反 馈，来改变 CPG 的周期和相 位输出，Tekken 能适应中等 不规则地面环境。
2010年，韩国汉阳大学的Jang Seob Kim and Jong Hyeon Park研制成功了一种四足步行机器人“HUNTER”。它的每 条腿都有三个主动关节，两个带被动关节。它的结构参照四足动 物狗来进行设计的。被动关节被设计用来减少腿着地时受地面的 影响，通过弹性装置，能量就可以储存与再利用。
6、Cheetah
2008年，瑞士洛桑理工 大学的Simon Rutishauser, Alexander等研制出一种新型四 足步行机器人，“Cheetah”。 它是以豹来作为仿生对象的，每 条腿有两个自由度，分别位于髋 关节和膝关节。膝关节和髋关节 可以使用近端安装RC伺服电机进 行驱动。图中可看出，对于膝关 节的驱动力是通过钢丝装置来实 现的。