在众多的机器人当中，移动机器人作为一种特殊的机器人，它所拥有的能力和其他种类的机器人不一样，移动机器人是一种可以移动的机器，对于这种机器人可以大体的分为轮式的机器人、像坦克一样拥有履带的机器人以及类似于动物一样的具有腿部结构的机器人。

表1-1三种机器人的对比

移动机器人 优点 缺点

车轮式机器人 在平坦道路上可以以较快的速度进行移动 在凹凸不平的地面速度则较慢

履带机器人 能够在凹凸不平的路面移动 在山丘、草地湿地等移动性能不够

足式机器人 可以任意选择着地点，任何可变环境中的都可以移动

前进速度慢

对于目前的足式主要有三种机器人，例如：双足、四足和六足机器人，四

足机器人比双足机器人更加的稳定，也能更好的行动，在结构方面比六足、八足机器人简单，四足的结构使得机器人三腿站立一条腿摆动，也能够适用于动态步行，实现高速移动。

1.2国内外四足机器人研究现状

四足机器人的研究代表是日本东京工业大学的福田机器人实验室，在1976年就已经成功地研制出了世界上第一代的四足机器人KUMO【1】，随着时代和科技的发展机器人的研制又迈进了一步，研制出了类似于壁虎的机器人和在野外工作的机器人，如图1-1所示。这种机器人拥有多种的步态，正是因为多种步态的存在，使得机器人可以在崎岖不平的道路上稳定的行走，而且当机器人遇到不可跨越的障碍时，可以选择路线从而避开障碍物，而它所拥有的直动型的腿部机构可以使它在上下楼梯时避免了两腿之间的干涉。

在2005年波士顿动力学工程公司所研制的机器人类似于机械狗，因此被命名为BigDog，如下图1-3所示。从该机器人的外形上看，十分的像一只凶猛的猎犬，它不仅仅可以爬山涉水，还可以承载较重负荷的货物，而且这种机械狗可能比人类都跑得快。当环境变化的时候，“大狗”机器人的内部的一台计算机，就能够根据所反馈的数据进行调整不同的姿态。“大狗”即可以自行沿着预先设定的简单路线行进，也可以进行远程控制。“大狗”机器人被称为“当前世界上最先进适应崎岖地形的机器人”【2】。

北京汉库实验室研制的四足爬行机器人，如图1-2所示。这种拥有12个自由度机器人，采用了12个自由度来控制，对它进行程序的控制能够实现在平地上的运动，在运动的基础上增加传感器，用来识别周围的环境以及检测周围是否有障碍，所能够越过的最高的障碍高度为100mm，所设计的静态步态使得机器人能在高低不平的路上行走，十分的平稳。

这些国内外的四足机器人都有着不一样的功能，说到底都是未来研究的方向，需要实现在不同的道路上能够适应不同的环境，能够对所反馈的数据进行及时的处理，做出相应的反应，在此基础上还要能够实现各种的功能，使得四足机器人越来越满足人们的要求，让机器人实现自我分析。

1.3本文研究内容

根据提出的要求，在多足爬行类动物蜘蛛的启发下设计出了四足爬行机器人，并设计计算了其整体的机构，特别是腿部的结构。并利用三维的绘图软件绘出零部件，并用3D打印机打印出零部件，装配成样机进行试验和运动的仿真，设计了控制系统，根据任务要求编写控制程序，进行对机器人的控制。第1章绪论介绍了研究的背景和意义以及四足机器人的状况。

第2章对四足爬行机器人的设计确定了一个整体的设计方案，并根据这个方案具体确定了机械结构和控制系统的设计。

第3章机械结构的设计是机器人能够运动的主体，在这一章对机器人的腿部结构进行了设计和计算，确定了腿部的结构。根据所设计的腿部结构，用三维绘图软件solidworks画出零部件，并进行了运动仿真。