为什么四足机器人设计常借鉴狗的外形特征RTU技术在物品运输中应用前景广阔
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?这不仅是因为它们借鉴了狗的外观,还因为它们在膝盖结构上有着独特之处。
为了探索这个问题,我们采访了两个专家,IEEE高级会员刘明和IEEE会员Jayakrishnan Thrivikraman Nair。
刘明指出,机器狗正是由于其具有四个腿,并且与马或兔子不同,它们的膝盖构造是一致朝后的,这样的设计对于完成上楼任务尤为有利,因为它提供了更大的活动空间。波士顿动力公司的Spot、麻省理工学院的cheetah3以及Unitree的Go1等都采用了向后膝盖设计,这与狗类似。
当执行下楼任务时,向前的肘部设计则变得更加优势,因为这样可以提供更多无碰撞工作空间。此外,一些四足机器人还能够切换肘部方向。
Nair Jayakrishnan Thrivikraman解释说,狗通常重心较低,这使得它们更加稳定。他提到:“相比于其他动物,如大型哺乳动物前腿长而最后一个环节短,而前腿和后腿形状比例相同,使硬件复制和步态控制变得简单。”
关于四足机器人的优点之一就是监控和检查。在搜索救援行动中,或是在人类无法进入的地方进行侦察。Nair指出:“这是最基本的一种静态稳定运动形式,可以穿越极端地形。这给出了成本、可控性以及在崎岖地形行走能力之间最佳平衡。”该设计以三种不同的步态移动:走路、小跑、疾跑。
虽然两脚机械人也能执行类似的任务,但两脚生物运动稳定性远低于四脚生物。而且,与双脚机械人的维护成本相比,双脚机械人的建造成本更高。
然而,对于四脚动物也有缺点,“”刘说:“它们能源效率往往很低,大多数只能连续工作一个小时。此外,由于步态噪声较大,有些人可能难以忍受这些不足将阻碍广泛应用。”