人工智能之机器狗

现今机器狗随着技术的发展，运用领域已经非常广泛，从军事到工业，再到家庭陪护等，机器狗与人类的互动交汇不断增多与推进。特种工程方面，机器狗可以进入人类无法进入的危险场域进行工作，例如核电领域的运维和应急处理，四足机器人的智能机械臂可以像人一样识别并操控阀门仪器，由工程师远程操控解决问题；在一些遗留地雷区，可以运用能够在复杂地形移动且又使用智能手臂排雷的机器狗，代替人类完成危险的排雷任务。

一、四足机器狗的工作原理

四足机器人是一种仿生机器人，仿生结构的设计是关键。机器狗的腿可简单地把腿部分为前后结构。四足生物的腿部一般包括髋、膝和踝3个关节。在行走过程中髋关节实现前后的摆动和侧摆调整方向，因此在结构上应该包括2个自由度；膝关节可简化为1个自由度的前后摆动；踝关节和膝关节一样为1个自由度的前后摆动，也可以将踝关节视为被动的弹性关节。腿部的这些自由度使得四足动物可以在复杂的环境下灵活运动和高速奔跑。

二、四足机器狗的机械结构

四足机器狗的主要结构包括头部，颈部，驱干，腿部，尾部等部分

机身结构主要分为三段，前足、腰部、后足。由于生物狗在运动过程中腰部的角度变化不大，为了简化结构，使模型更简单，腰部采用无自由度的刚性腰部。同样因为在运动过程中，前足和后足的运动规律相似，因此前足和后足采取同样的结构。如图所示腿部由大腿肢段、小腿肢段和足端肢段构成。由于膝关节和踝关节在运动过程中仰角变化保持高度一致，因此，在设计腿部时采取平行四边形结构。连杆1、连杆2和连杆3与大腿肢段、小腿肢段、足端肢段共同构成双平行四边形机构。