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机器狗为何设计成四足?四足机器人的优点

时间:2023-01-06 14:37:40来源:IEEE电气电子工程师

导语:​如果你对机器人非常感兴趣,哦不,坦率地说,谁能没有兴趣呢……

金沙彩票手机版app  那你肯定经常听到“机器狗”这个名称。它们似乎无处不在,这就引出了一个问题:为什么许多四足机器人设计成狗的样子呢?

金沙彩票手机版app  为了回答这个问题,我们(IEEE Transmitter)采访了两位机器人领域的专家,IEEE高级会员刘明和IEEE会员Jayakrishnan Thrivikraman Nair。

  刘表示,机器狗是机器人的一部分,被称为“四足动物”,意思很明显是“四条腿”。四足机器人之所以多数被设计为狗,而不是马或兔子,是因为其特有的膝盖构造。

  “与马前足膝朝前和后足膝朝后不同,狗的四肢膝一致朝后,该设计有助于‘狗形’机器人完成上楼任务,有更大,更能避免撞击的腿部活动空间,”刘如此表示,“如波士顿动力公司的Spot、麻省理工学院的cheetah3和Unitree的Go1.都采用了向后膝盖设计,这与狗的形状和外观一致。”

  “当四足机器人执行上楼任务时,向后的肘部设计为腿部提供了更大的无碰撞工作空间,”刘说,“下楼时,情况会发生逆转。膝盖向前的设计变得更有优势,因此上面提到的机器人倾向于向后走下楼。此外,还有四足机器人可以切换肘部的方向。”

  狗的腿更简单

  Nair表示,狗的重心往往较低,这使它们更稳定。

  他说:“狗的前腿与高大动物的前腿明显不同,相比之下,最后一个环节的长度相当短。这也确保了前腿和后腿的形状和比例相同,从而简化了硬件复制和步态控制。”

  四足机器人的优点

  机器狗最突出的用途之一是监控和检查。

  它们可用于搜索和救援行动,或用于对人类来说太狭小或太危险的地方。

  Nair说:“这是最简单的静态稳定运动形式,可以穿越具有挑战性的地形。它提供了成本、可控性和在崎岖地形上行走能力的最佳平衡。该设计有四条腿,可以以三种不同的步态移动:行走、小跑和疾驰。”

金沙彩票手机版app  两条腿和四条腿机器人的比较

  “虽然两足机器人也可以执行类似的任务,但两足动物的运动稳定性远远落后于四足动物,”刘说,“此外,建造和维护双足机器人的成本是四足机器人的几倍。”

  四足机器人的缺点

金沙彩票手机版app  不过,四足动物也有着一些缺点,”刘说,“它们的能量效率往往很低,大多数四足机器人只能连续工作一个小时。另外,这种机器人步态噪声大,有些人可能难以忍受。这些不足将妨碍四足机器人更加广泛地应用于日常生活当中。”


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