足式移动机器人独特的优势：适应能力，隔振能力，能耗较少

足式移动机构在有些环境下有以下d特的优势：

(1)足式移动机构对崎岖道路具有很好的适应能力，足式运动方式的立足 点是离散的点，可以在可能到达的地面上选择Z优的支撑点，而轮式和履带式 移动机构需要面临Z坏的地形上的几乎所有的点。

(2)足式运动方式还具有主动隔振能力，尽管地面高低不平，机身的运动仍然可以相当平衡。

(3)足式移动机构在不平地面和松软地面上的运动速度较高，能耗较少。 现有的足式移动机器人的足数分别为单足、双足、三足和四足、六足、八足 甚至更多。足的数目多，适合于重载和慢速运动。实际应用中，由于双足和四 足具有Z好的适应性和灵活性，也Z接近人类和动物，所以用的Z多。

足式移动机构一般分为双足行走机器人的机构和多足移动机器人的 机构。

1. 双足行走机器人的机构

双足行走机器人属于类人机器人，典型特点是机器人的下肢以刚性构件 通过转动副连接，模仿人类的腿及髋关节、膝关节和踝关节。并以执行装置代 替肌肉，实现对身体的支撑及连续地协调运动，各关节之间可以有一定角度的 相对转动。与其他足式机器人相比，双足机器人还具有如下的优点：

(1)双足机器人对步行环境的要求很低，能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力，不仅能够在平面行走，而且能够方便的上下台阶及通过不平 整、不规则或较窄的路面，故它的移动“盲区”很小。

(2)双足机器人具有广阔的工作空间，由于行走系统占地面积小，活动范围很大，其上配置的机械手具有更大的活动空间，也可使机械手臂设计得较为 短小紧凑。

(3)双足行走是生物界难度Z大的步行动作，但其步行性能却是其他步行 结构所无法比拟的。

此外，双足行走机器人能够在人类的生活和工作环境中与人类协同工作， 而不需要专门为其对环境进行大规模改造。因此，双足行走机器人具有广阔 的应用领域，特别是为残疾人(下肢瘫痪者或截肢者)提供室内和户外行走工 具、在极限环境下代替人工作业等方面更是具有不可替代的作用。

为一种多支链运动机构，多足步行机器人不仅是一种拓扑运动结构，还 是一种冗余驱动系统。 一般而言，具有全方位机动性的多足步行机器人每条 腿上至少有3个驱动关节，四足步行机器人就至少有12个驱动关节，而六足步 行机器人则至少有18个驱动关节。这样一来，机器人的驱动关节数远多于其 机体的运动自由度数，这是轮式或履带式等移动机器人所不具备的特点。也 正因为如此，多足步行机器人的移动机构和控制比一般的移动机器人的机构 和控制要复杂得多。

多足步行机器人是由机体和若干条腿所组成。通常，机器人机体是一个 规则平台，每条腿通过臀关节与机体相连。根据臀关节布置方式的不同，机器 人的机构及其运动特征就有所区别。如图2-15所示，图2-15a 表示类似爬 行动物的四足机器人运动机构，图2-15b 表示类似爬行动物的六足机器人运 动机构，而图2-15c 则表示类似哺乳动物的四足机器人运动机构。不难理解， 当臀关节轴心线和机器人机体平面平行时，机器人的运动形式类似于哺乳动 物的运动形式；而当臀关节轴心线和机体平面垂直时，机器人的运动形式类似 于爬行动物的运动形式。

机器人的步行腿通常由一个平面连杆机构、臀关节机构和脚及其脚关节 组成，脚关节是球铰，它具有三个转动自由度，这样整条腿就有六个自由度。 每条腿上的主动关节通常都有驱动。由于机器人的重量主要集中在其机体 上，臀关节连接着腿和机体，因此一般设计时都将机器人的结构重心与其几何 中心尽可能重合。当脚与地面接触时，该腿定义为站立腿，并假设脚与地面的 接触点在脚移开前是不变的。随着脚的移开，腿处于摆动状态，则该腿定义为摆动腿。以图2-15为例，机器人站立时就相当于一个并联机构，它们的本质 区别在于多足步行机器人涉及冗余驱动的情况。