单片机控制的四足机器人步态设计与稳定性研究

本篇论文深入探讨了基于单片机的四足步行机器人的设计与步态研究，作者周晓东、汤修映和农克俭来自中国农业大学工学院。他们通过对四足动物，尤其是爬行动物的结构和行走步态进行细致研究，设计出了一台创新的四足步行机器人原型。这种机器人设计考虑了多足步行机器人的稳定性，特别关注了慢走和对角小跑这两种基本步态的实现。 在设计过程中，机器人采用了12个独立的驱动电机，分别安装在膝关节、臀关节、髋关节等主动驱动关节上，以及采用球铰链结构的踝关节来提供灵活的运动。为了增强与地面的抓地力并吸收冲击，脚底覆盖了胶皮，小腿和大腿形成平面连杆机构，允许在一定范围内摆动。机器人整体结构包括四条腿、一个机体和一个单片机控制系统电路板，后者负责控制机器人的步态执行。 研究的关键点在于利用单片机作为核心控制器，将理论研究转化为实际操作。通过这种设计，论文实现了模拟四足动物的慢走和对角小跑步态，这在稳定性方面表现出色，验证了其在复杂环境下的应用潜力。多足步行机器人因其在非结构环境中的适应性和安全性，被广泛应用于军事、采矿、核能、救援、建筑、农业等多个领域。 这篇首发论文不仅提供了四足步行机器人设计的技术细节，还强调了其在实际应用中的优势，对于推动多足机器人技术的发展和优化机器人在特定任务中的表现具有重要意义。