四足机器人设计中为什么常借鉴狗的外形特征以及如何应用工控RTU技术使物品传输更为高效
引言:机器狗作为一部分,被称作“四足动物”,其特征明显是拥有四条腿。为什么许多四足机器人设计成狗的形状呢?这个问题引起了广泛的讨论。为了探索这一现象,我们采访了两位在机器人领域有深入研究的专家,包括IEEE高级会员刘明和IEEE会员Jayakrishnan Thrivikraman Nair。
刘明指出,机器狗作为机器人的组成部分,其特有的膝盖结构是它们被设计为狗而非马或兔子的原因之一。他解释道:“与马前腿膝部朝向前后不同,狗的所有四肢膝部都朝向后方,这种设计对于‘犬型’机器人执行上楼任务时提供了更大的活动空间,以避免撞击。”他提到了波士顿动力公司Spot、麻省理工学院的Cheetah 3以及Unitree Go1等采用这种向后膝盖设计的例子,这与狗类似。
当执行下楼任务时,情况发生变化。刘明进一步解释说:“当从楼梯走下来时,将膝关节朝向前方变得更加有优势,因此这些机器人倾向于以背部方向走下楼。此外,还有一些可以改变肘关节方向移动。”
Nair Jayakrishnan Thrivikraman则强调了狗腿较为简单的事实。他指出:“由于狗体重心低,它们通常更加稳定。相比之下,大多数高大动物,如马,其前腿长度远远超过最后一个关节,从而使得硬件复制和步态控制变得复杂。”
除了监控和检查之外,四足机器人的另一个主要用途是搜索与救援工作,或是在人类难以到达的地方进行工作。在崎岖地形中行走也是一项优点,因为它提供了一种成本效益良好的平衡,同时保持可控性。
虽然两足式机械也有类似的功能,但Nair Jayakrishnan Thrivikraman表示,“两足机械虽然能完成类似任务,但它们在稳定性方面远不及四足机械。这意味着建造并维护双脚机械的人力成本可能要高出几倍。”
尽管如此,有几个缺点需要注意,比如它们通常能源效率低,而且大多数只能够连续运行一个小时。此外,由于步态噪声较大,对某些人来说可能难以忍受。这些建议将阻碍使用这类设备进行日常生活中的普及应用。