兼具高速度、 高機動和高適應(yīng)性已成為四足機器人發(fā)展的必然趨勢， 仿生關(guān)節(jié)作為重要的基礎(chǔ)運動部件， 對四足機器人的運動學和動力學研究具有重要的作用。 從氣動柔性的仿生關(guān)節(jié)、液壓減震的仿生關(guān)節(jié)、 串聯(lián)彈性驅(qū)動器的仿生關(guān)節(jié)和變剛度柔性的仿生關(guān)節(jié) 4 方面出發(fā)， 對四足機器人關(guān)節(jié)仿生的研究現(xiàn)狀進行了全面綜述， 并準確分析各種類型的仿生關(guān)節(jié)缺陷， 最后對四足機器人仿生關(guān)節(jié)的未來發(fā)展趨勢進行概述。 隨著研究的深入， 四足機器人的仿生關(guān)節(jié)必然會在生產(chǎn)服務(wù)、科學探索、 未來戰(zhàn)爭等多個領(lǐng)域中發(fā)揮廣泛的應(yīng)用。

　　四足機器人是目前移動機器人的研究熱點， 其離散支撐方式具有非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的高適應(yīng)性， 兼具輪式和履帶式機器人的運動特性。 各國陸續(xù)開展了四足機器人深入研究， 例如美國波士頓動力公司相繼推 出 的 BigDog、 Wild Cat、 Spot ［1］ 四 足 機 器 人。 2011 年， 我國 863 計劃啟動 “高性能四足仿生機器人” 主題項目［2］ ， 以期突破仿生柔順機構(gòu)、 移動感知能力、 平衡性和動態(tài)運動能力等核心技術(shù)， 使我國四足仿生機器人實現(xiàn)跨越式發(fā)展。仿生關(guān)節(jié)作為基礎(chǔ)運動部件， 對四足機器人的運動學和動力學相關(guān)研究具有重要作用， 而仿生關(guān)節(jié)的設(shè)計研究也已成為影響機器人平衡性和動態(tài)運動能力的重要因素。 犬類等奔跑型動物因為腿系肌肉-筋腱的柔性特征， 在奔跑運動過程中， 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)小腿和足尖位置魯棒控制， 同時可以將存儲奔跑過程中 35%的機械能， 用于后續(xù)運動能量循環(huán)［3］ 。進一步的生物力學研究表明［4］ ， 動物腿關(guān)節(jié)的彈性剛度是隨著不同的運動方式和地形而變化的， 通過腿關(guān)節(jié)彈性剛度的調(diào)整， 可迅速實現(xiàn)動物位姿、 運動步幅及運動頻率的調(diào)整， 成功躲避巖石或凹凸不第 43 卷 第 01 期 四足機器人仿生關(guān)節(jié)的研究現(xiàn)狀綜述 159 平的路面， 表現(xiàn)出優(yōu)越的生物特性。受此啟發(fā)， 國內(nèi)外四足機器人仿生關(guān)節(jié)逐漸成為當前領(lǐng)域的研究熱點， 故本文中從氣動柔性的仿生關(guān)節(jié)、 液壓減震的仿生關(guān)節(jié)、 串聯(lián)彈性驅(qū)動器的仿生關(guān)節(jié)和變剛度柔性的仿生關(guān)節(jié)等 4 個方面出發(fā)， 對四足機器人關(guān)節(jié)仿生的研究現(xiàn)狀進行全面綜述， 準確分析各種類型的仿生關(guān)節(jié)缺陷， 對四足機器人仿生關(guān)節(jié)的未來發(fā)展趨勢進行概述。