摘要：通过对国内外足式机器人的性能以及结构的研究概况的调查分析，将国内外几种典型的足式机器人行走机构的研究比较，总结各自的优缺点，结合机器人的功能，设计了本爬楼机器人总体结构。
　　关键词：爬楼梯；机器人；足式
　　目前，普通的电动轮椅，都只能在平地上行走，却不能跨越楼梯这样的障碍。这样使得以轮椅作为代步工具的老年人及伤残患者的活动范围受到极大的限制。为了拓展他们的活动范围，独立的完成各種活动，需要设计一种足式爬楼梯机器人，既可以在平地上行驶，又可以攀登楼梯和跨越路障。
　　1足式爬楼机器人结构设计
　　机器人的设计要求既能够具备在平坦路面快速行走能力，还要具备一定的爬楼能力。文章设计的可上楼梯的智能机器人机器人采用了轮足结合的移动机构。如图1所示，可上楼梯机器人的运动简图，具体描述如下：1为机器人的本体（静止时可将其视为机架），其余各个构件均连接在本体上。机器人本体10与前腿关节2、前腿关节1、前腿关节3为平行四边形机构，用于保证前腿关节3在任一时刻都保持竖直状态，不但使运动变得简单而且品于控制。机器人总共采用9个电机驱动，中央一个电机1驱动左右两个前腿的关节3实现转动；在左右的两个电机分别驱动下，左右两个前腿的关节4转动90度；在左右两个小电机的驱动下，左右两个中轮2前进、后退；两个电机驱动左右两个后腿的螺母8的伸长与缩短；另外两个电机驱动螺杆箱体转动一定的角度，以保证机器人可以前后腿共同作用，从而使运动平稳。
　　运用Pro/E软件建立三维示意模型，装配完成的机器人三维模型如图2所示。
　　2足式爬楼机器人运动仿真
　　该可上楼梯的智能机器人爬楼采用足式的方式，如图3所示，既充分利用了中轮，又能是机器人爬楼更加平稳、快捷。具体的爬楼过程描述如下：机器人朝楼梯前进，直到中轮轴心到楼梯垂直壁的距离与半径相同，伸出后腿并着地；机器人前腿机构转动90°；机器人迈前腿，要求迈出的高度略高于台阶高度；机器人向前移动（直到中轮轴心到楼梯垂直壁的距离与半径相同），完成以后前腿略微回转使前腿与楼梯接触；机器人前后腿共同作用，直到前腿伸直时停止；机器人后腿回缩。以下的动作依次重复2、3、4、5几个动作，直至爬到最后一级楼梯。
　　3结束语
　　文章提出了一种新型的足式可上楼梯的机器人机构，足式机器人爬楼便捷、灵活；采用Pro/E设计了足爬楼机器人的三维实体模型，绘制了二维工程图，有效的验证了原理设计的可行性，该机器人灵敏度高，自动化程度高，应用广泛，有着广阔的市场前景。