本文摘要：什么是仿生机器人　　“仿生机器人”是指仿效生物、专门从事生物特点工作的机器人。

什么是仿生机器人　　“仿生机器人”是指仿效生物、专门从事生物特点工作的机器人。目前在西方国家，机械宠物十分风行，另外，仿照麻雀机器人可以兼任环境监测的任务，具备辽阔的研发前景。

二十一世纪人类将转入老龄化社会，发展“仿人机器人”将填补年长劳动力的严重不足，解决问题老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题，并能修筑新的产业，建构新的就业机会。”　　仿生青蛙机器人设计　　青蛙冲刺具备爆发性强劲、距离远的特点，需要精彩跨过障碍，并且具备很好的环境适应性。

其生物体结构和不道德方式合理、灵活性、高效。基于对青蛙生物特征和冲刺运动机理的分析，对于简单的结构展开修改，明确提出了一种面向冲刺运动的机构模型，并展开仿生青蛙的设计。

　　1.研究背景及意义　　1.1国外研究水平　　加拿大麦吉尔大学分析了柔性机器人的控制算法，仿效动物利用肌肉、腱等弹性储能元素来减少耗电，研制了具备柔性髋关节和腿的单腿冲刺机器人，冲刺速度平均1.25m/s,而驱动功率仅有48W。　　美国斯担福大学和俄亥俄州大学合作，通过研究各种动物跳跃的运动步态和动力学特性，以动物运动时耗电小，腿部弹性储能和较低惯量为目标，研制出了一种机器人。

　　日本东京工业大学科学家通过分析猫在爬墙过程中，仿照其半身的结构，研制了一种机器猫，其冲刺动作不执着运动中整体超过的高度，而是像猫那样通过四肢的协商动作跨过障碍物。　　1.2国内研究水平　　哈尔滨工业大学通过分析蝗虫跳的运动原理，对生物模型展开修改，创建了机器人理论模型，并从运动学和动力学展开分析，最后设计了二套分别基于电机和电磁铁驱动的样机，并展开了实验研究。　　上海交大仿效人体下肢设计了关节弹性步行机构。

他们在机器人的小腿中移往了弹性装置，通过四组并联弹性元件和机器人腿外壳为机架的四连杆机构的填充，使机构产生了缓冲器，储能效果。　　西北工业大学分析了袋鼠的生物形态和运动机理，明确提出了具备柔性脚趾的仿生袋鼠机器人机构模型，对机器人着地和凌空的两个阶段展开了运动学及动力学分析，并研究了全冲刺周期关节空间的轨迹规划，为袋鼠机器人的构建，解决问题其冲刺、跳跃动力等关键技术奠下了理论基础。　　1.3常规冲刺机器人　　麻省理工学院腿实验室的Raibert教授于1980年研制了世界上第一个以倒数冲刺方式运动的单腿机器人，机器人的运动被容许在一个平面内，腿部装有气缸，起到相等于弹簧，因此它在地面上的运动类似于一个带上弹簧的腿挂角。

其基本运动模型如图所示，机构有一个X方向的旋转维度以及足部和躯体之间的转动维度e，其冲刺与落地过程经过运动学与动力学分析和计算出来后，只要按规律另加掌控就可维持倒数平稳的冲刺运动，M.H.Raibert专门著书阐述了这一模型。此外，很多学者从各个角度对类似于机构展开了数学分析与建模。目前对Raibert冲刺模型的研究集中于如何对这种非原始约束系统展开均衡掌控上。

　　1.4一般青蛙机器人　　美国麻省理工学院Raibert教授等人研制了多种仿生步行或乌龟机器人。其中有两种可冲刺行进的腿型机器人。一种是二维冲刺机器人Uniroo}42}，其腿部结构类似于袋鼠的后肢，如图所示。机器人共计四个关节，即尾关节、骸关节、膝关节和摔关节，它们分别由四个液压缸驱动并掌控构建系统的冲刺及均衡，侧向利用相连在地面上的杆件保持稳定。

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