本项目介绍的为四足机器人，与13号的双足机器人还有15号的六足机器人一起，组成了PVC仿生类机器人最典型的“双足、四足、六足”项目组合。本项目机器人之所以称之为机械狗，主要是因为其躯干外型上与美国波士顿公司研制的BigDog运输机器人有点像，就是背上驮着东西的大狗机器人，不过比起BigDog的灵活矫捷，本项目机器人由于缓慢笨拙而只能说是一只笨笨狗，呵呵。
本项目机器人也是分为采用常规电池的A版，以及采用太阳能的B版，
一、基本原理
本项目的机器人，利用“摆动曲柄滑块机构”原理，把减速电机的旋转运动转换为驱动腿迈步的往复摆动运动，再利用简单连杆结构控制四条腿模拟动物的步态规律进行爬行运动。
1、运动方式
本项目机器人是模仿拥有四条腿动物的爬行运动，其各腿之间协调运动的规律是完全不同的，这个规律我们称其为“步态”，要模仿四足动物的运动，则首先就要了解这个“步态”。
以下是四足动物爬行步态的分解，以前进方向为例进行说明：
1、静止时四条腿都是同时着地;
2、前进时，四条腿分为两组交替运动，对角的两腿为一组，即：左前腿和右后腿为一组，右前腿和左后腿为另一组;
3、第1组两条腿(左前、右后)往前迈出，第2组两条腿(右前、左后)静止不动但是关节往前弯曲以适应这个躯体中心前移;4、第1组两条腿(左前、右后)迈出后静止。
5、第2组两条腿(右前、左后)往前迈出，第1组两条腿(左前、右后)静止不动但是关节往前弯曲以适应这个躯体中心前移;6、两组不断交替……
这里可能有人会问，仅靠两条腿是否可以保证身体的平衡呢其实，如果前进时保证一定的速度，虽然同时只有两条腿着地，只能有一个很短暂的平衡，但是由于两组的腿交替速度比较快，总体上也可以让身体保持一个动态的平衡。
特别说明：如果整体前进的速度很慢，其中一组静止着地的两条腿是无法保持整个身体的平衡的，我们必须还要让第三条腿也着地，即要利用三点确定一个平面——三条腿可以保持稳定平衡的原理。在本项目中，由于机器人的运动速度很慢，两组腿交替迈步的时候，后腿都是着地的，即使是往前迈步的一组，前面的腿是离地迈步的，而后面的腿还是接触地面以“拖步”的方式迈步的。
2、驱动机理
本项目机器人是采用四足爬行的方式运动，对于四足的驱动力量也是有一定要求的，所以与前几个仿生类机器人项目一样都是借助减速电机所具有的“低转速、高扭矩”的特性来实现的。
与PVC-Robot11号、PVC-Robot12号机器人驱动双臂以及与PVC-Robot13号驱动双足类似，本项目机器人四足中的后面两足是主动足，是由减速电机直接驱动的，而采用的减速电机同样也必须要满足两个条件：1、拥有足够的动力，能够支撑四足行走;
2、减速电机左右两侧同轴输出。
下面为摆动曲柄滑块机构应用在本项目中的运动过程示意图。
以下为两种一样的摆动曲柄滑块机构连杆，前者采用了离心圆盘作为转动结构，而后者则采用了曲柄作为转动结构，两者本质是一样。为了加工方便，一般多用后面一种”曲柄“结构(可省掉一个圆盘)。而在本项目中我们采用的也是后面的设计。
3、电路原理
与之前的几个仿生机器人项目一样，本项目也是分为A版的常规电池版本和B版太阳能版本：A版电路是非常的简单;B版采用与之前的2号到6号以及8号类似、与10号、12号、13号一模一样的太阳能脉动充放电控制电路。PVC-Robot14号-A版本项目A版机器人的电路原理比较简单，就是直接一组电池连接一个电机，中间通过一个拨动开关来控制电路的通断。PVC-Robot14号-B版
本项目B版机器人的电路采用的还是那个经典的太阳能脉动充放电控制电路，与10号、12号、13号一样也是属于改良型电路版本，即采用了额定电压为5V的太阳能电池板，整个电路的标准太阳能充电电压由原来的3V变为5V，
由此：1、为了充分利用电能，电路充电的电压上限需要加大，即原来的一个LED发光二极管变为用两个LED发光二极管，具体见下图中串联在一起使用的两只LED发光二极管;
基本原理如下：
1)太阳能电池板给电解电容充电，电解电容两端的电压不断上升;
2)当电路电压达到2个串联在一起的LED二极管的导通电压(4V左右)时，LED二极管导通
3)三极管9015的基极从导通的LED二极管获得足够的导通电压，则三极管9015导通;
4)三极管9015导通后，又使三极管9014的基极获得足够的导通电压，则三极管9014导通;
5)三极管9014导通后，电机获得电流开始转动;
6)电机转动，消耗电解电容中存储的电能，电路电压下降;
7)当电路电压下降到低于2个串联在一起的LED二极管的导通电压(4V左右)时，LED二极管截止;
8)虽然三极管9015的基极失去了来自LED的导通电压，但是由于此时三极管9014已经导通，导通后的电流除了提供给电机转动之外，还通过电阻分流了一部分重新回到三极管9015的基极(形成一个循环)，即三极管的基极还是有足够的导通电压;9)当电机继续转动消耗电解电容的电能时，电路电压进一步下降，则即便三极管9014导通后回流给三极管9015基极的电压也无法保证三极管9015继续导通(循环被破坏)，则两个三极管都截止，电机停止转动;
10)电解电容重新充电，继续重复上面的各环节。
简单的说，即：太阳能电池对电解电容充电，当充电量达到由LED二极管设置的充电上限后，则电路开始瞬间放电提供给电机转动;虽然电机转动消耗电能使电压下降至低于LED二极管的下限，但是由于电路存在一个导通循环的机制，仍然会继续放电让电机转动，能够尽可能的把电解电容中存储的电能都消耗掉;消耗完电解电容中的电能后，重新由太阳能电池对其进行充电……如此循环往复。也可以这样理解：太阳能电池对电解电容进行缓慢充电(太阳能电池的电流比较小)，充电达到上限后对电机进行瞬间放电(电机的电流比较大);放电停止的下限比较低，可以比较彻底的把充电的电量消耗完。
作者：jianghuan
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