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摘要：现阶段，我国的科学技术水平得到了快速提高，在机器人领域方面得到了快速发展。其中，BigDog四足机器人的研发工作是比较困难的部分，主要是因为机器人在运动时，会因为机体重心的限制，容易出现不良运动的问题。因此，需要对BigDog四足机器人的关键技术进行分析，找出存在的问题，并及时解决，以保障其结构的稳定性，使其可以正常运动。
关键词：科学技术；BigDog四足机器人；关键技术
BigDog四足机器人是目前比较高端的机器人产品，对四足机器人领域的发展有重要的指导意义。目前，美国在机器人制造领域上有较高的技术水准，已实现了不同功能、不同种类的机器人。我国在四足机器人领域起步较晚，虽然在BigDog四足机器人领域得到了较快的发展，但与美国等发达国家相比还存在一定的差距。
一、BigDog四足机器人的结构特点
通常情况下，BigDog四足机器人的主要机体结构为16段或12段肢体。其中，机身是一个比较完整的钢体结构，也是四足机器人的配置基准。在对BigDog四足机器人进行研发时，主要应用了仿生学理念，以四肢哺乳动物的肢体结构为模型进行设计。在这种理论下，BigDog四肢的纵向自由度较大，而横向自由度较少，将每个肢体设计成了单抽性关节，使得BigDog具备极高的科研价值。
BigDog四足机器人的重心比较复杂，当四肢处于运动状态时，会使得机体重心出现偏移，从而出现不良运动的情况。又由于肢体会发生重复旋转运动的情况，应保障力和扭矩与机体需要的實际动力相符，才可满足常态运动的需求。同时，又由于受内外部因素的限制，大大增加了运动控制的难度[1]。
二、探究BigDog四足机器人的关键技术
（一）液压技术
BigDog四足机器人的主要动力系统为液压系统，主要包括液压油箱、发动力、总路、子液压执行器、电液伺服阀、变量活塞泵等。其工作原理为：当汽油处于燃烧状态时，促使发动机发生热能旋转，并带动变量活塞泵一起运动。当油箱内的油在受到活塞泵的作用下，会进行加压，以形成总路。同时，各个肢体的液压执行器会根据动力需求，向液压系统中发布动力需求参数，使得获取的动力与需求动力相等，从而发生运动。液压系统的优势比较明显，其控制质量好、功率大、密封性能好，能降低肢体与地面产生的冲击力，使其正常运转。另外，在这个系统中，电液伺服阀是比较重要的内容，其性能比较好，在整体系统中能起到增压、控制能量的作用。主要是因为液压油在总路内运输时，会因为摩擦而损失能量，使得总体油压下降，无法满足动力需求。在这种情况下，可利用电液伺服阀的增压特点，以弥补缺失的能量，从而实现总体均衡，满足肢体的动力需求。
（二）运动控制技术
BigDog与传统的四足机器人有明显的差别，主要是因为其具备自主运动性能，可在独立的环境下完成各种运动。这种技术还具备良好的应变性，当地形环境的发生改变时，BigDog四足机器人可对地形的变化做出相应的调整，以保障运动系统正常操作。其主要工作原理为：当BigDog处于运动状态时，需要有运动控制系统，对机器人的机体、肢体等进行检测，从而还原实际的地形信息。同时，会将收集来的数据信息建成一个模型，对机体的重心进行计算，从而算出实际参数。另外，运动控制系统还需要对机身的安全运动的参数进行计算，并将两种结果进行对比，判断其中存在的差异，以实现自主调整。
当BigDog四足机器人运动控制系统进行工作时，需要遵循控制原则，并对机体的安全情况、机体及肢体检测情况、地形还原情况、模型制作情况等进行分析，以合理控制参数。当对这些参数设定之后，需要由控制系统对机体与肢体的受力情况进行进行分析，包括撑腿受到的摩擦力、机体支撑力以及支撑方向和角度，从而合理分配动力。当BigDog四足机器人处于水平运动时，需要对机器人的运动周期进行计算，以规划系统中的油压值，使其输出值与下一周期的运动量相等，以完成液压系统与控制系统的对接工作，便于整体控制动力的控制与输出量[2]。
（三）导航技术
之所以BigDog四足机器人可以自主进行运动，主要是通过导航系统来实现的，从而实现对运动环境的辨别与处理。其中LS3机器人比较早的实现了环境辨别、路径规划、自主运动等工作，从而穿越障碍，达到目标地点。LS3机器人设置了激光扫描仪，几乎可在机身360°范围内进行扫描，可对障碍物的实际情况进行识别，对BigDog的发展有重要的指导作用。现阶段，BigDog四足机器人主要采用的是视觉导航法，通过视觉检测来对探察附近障碍物的实际情况，从而合理规划路径。对于较为平坦的地区，可直接进行跨越。对于一些障碍物较多且无法跨越的地区，通常会选择避绕的方式。另外，当BigDog在分析地形时，还会对自身的安全性能进行分析，确定哪些地区属于危险区或安全区，从而做出正确的判断。
三、结束语
通过上述分析可知，BigDog四足机器人的研发工作已经取得了很大的进展，将液压控制系统、运动控制系统、导航系统等进行结合，能有效保障BigDog四足机器人的常态运动，满足运动需求。但在实际发展中，在机械传动、液压动力等方面还存在很多的不足，需要加大研究力度，以不断提高BigDogBigDog四足机器人的技术水准，实现其科研价值。
（作者单位：常德职业技术学院机电系）
参考文献
[1]朱立松.仿生液压四足机器人控制系统关键技术研究[D].北京：北京理工大学，2016.
[2]那奇.四足机器人运动控制技术研究与实现[D].北京：北京理工大学，2015.
关键词：科学技术；BigDog四足机器人；关键技术
BigDog四足机器人是目前比较高端的机器人产品，对四足机器人领域的发展有重要的指导意义。目前，美国在机器人制造领域上有较高的技术水准，已实现了不同功能、不同种类的机器人。我国在四足机器人领域起步较晚，虽然在BigDog四足机器人领域得到了较快的发展，但与美国等发达国家相比还存在一定的差距。
一、BigDog四足机器人的结构特点
通常情况下，BigDog四足机器人的主要机体结构为16段或12段肢体。其中，机身是一个比较完整的钢体结构，也是四足机器人的配置基准。在对BigDog四足机器人进行研发时，主要应用了仿生学理念，以四肢哺乳动物的肢体结构为模型进行设计。在这种理论下，BigDog四肢的纵向自由度较大，而横向自由度较少，将每个肢体设计成了单抽性关节，使得BigDog具备极高的科研价值。
BigDog四足机器人的重心比较复杂，当四肢处于运动状态时，会使得机体重心出现偏移，从而出现不良运动的情况。又由于肢体会发生重复旋转运动的情况，应保障力和扭矩与机体需要的實际动力相符，才可满足常态运动的需求。同时，又由于受内外部因素的限制，大大增加了运动控制的难度[1]。
二、探究BigDog四足机器人的关键技术
（一）液压技术
BigDog四足机器人的主要动力系统为液压系统，主要包括液压油箱、发动力、总路、子液压执行器、电液伺服阀、变量活塞泵等。其工作原理为：当汽油处于燃烧状态时，促使发动机发生热能旋转，并带动变量活塞泵一起运动。当油箱内的油在受到活塞泵的作用下，会进行加压，以形成总路。同时，各个肢体的液压执行器会根据动力需求，向液压系统中发布动力需求参数，使得获取的动力与需求动力相等，从而发生运动。液压系统的优势比较明显，其控制质量好、功率大、密封性能好，能降低肢体与地面产生的冲击力，使其正常运转。另外，在这个系统中，电液伺服阀是比较重要的内容，其性能比较好，在整体系统中能起到增压、控制能量的作用。主要是因为液压油在总路内运输时，会因为摩擦而损失能量，使得总体油压下降，无法满足动力需求。在这种情况下，可利用电液伺服阀的增压特点，以弥补缺失的能量，从而实现总体均衡，满足肢体的动力需求。
（二）运动控制技术
BigDog与传统的四足机器人有明显的差别，主要是因为其具备自主运动性能，可在独立的环境下完成各种运动。这种技术还具备良好的应变性，当地形环境的发生改变时，BigDog四足机器人可对地形的变化做出相应的调整，以保障运动系统正常操作。其主要工作原理为：当BigDog处于运动状态时，需要有运动控制系统，对机器人的机体、肢体等进行检测，从而还原实际的地形信息。同时，会将收集来的数据信息建成一个模型，对机体的重心进行计算，从而算出实际参数。另外，运动控制系统还需要对机身的安全运动的参数进行计算，并将两种结果进行对比，判断其中存在的差异，以实现自主调整。
当BigDog四足机器人运动控制系统进行工作时，需要遵循控制原则，并对机体的安全情况、机体及肢体检测情况、地形还原情况、模型制作情况等进行分析，以合理控制参数。当对这些参数设定之后，需要由控制系统对机体与肢体的受力情况进行进行分析，包括撑腿受到的摩擦力、机体支撑力以及支撑方向和角度，从而合理分配动力。当BigDog四足机器人处于水平运动时，需要对机器人的运动周期进行计算，以规划系统中的油压值，使其输出值与下一周期的运动量相等，以完成液压系统与控制系统的对接工作，便于整体控制动力的控制与输出量[2]。
（三）导航技术
之所以BigDog四足机器人可以自主进行运动，主要是通过导航系统来实现的，从而实现对运动环境的辨别与处理。其中LS3机器人比较早的实现了环境辨别、路径规划、自主运动等工作，从而穿越障碍，达到目标地点。LS3机器人设置了激光扫描仪，几乎可在机身360°范围内进行扫描，可对障碍物的实际情况进行识别，对BigDog的发展有重要的指导作用。现阶段，BigDog四足机器人主要采用的是视觉导航法，通过视觉检测来对探察附近障碍物的实际情况，从而合理规划路径。对于较为平坦的地区，可直接进行跨越。对于一些障碍物较多且无法跨越的地区，通常会选择避绕的方式。另外，当BigDog在分析地形时，还会对自身的安全性能进行分析，确定哪些地区属于危险区或安全区，从而做出正确的判断。
三、结束语
通过上述分析可知，BigDog四足机器人的研发工作已经取得了很大的进展，将液压控制系统、运动控制系统、导航系统等进行结合，能有效保障BigDog四足机器人的常态运动，满足运动需求。但在实际发展中，在机械传动、液压动力等方面还存在很多的不足，需要加大研究力度，以不断提高BigDogBigDog四足机器人的技术水准，实现其科研价值。
（作者单位：常德职业技术学院机电系）
参考文献
[1]朱立松.仿生液压四足机器人控制系统关键技术研究[D].北京：北京理工大学，2016.
[2]那奇.四足机器人运动控制技术研究与实现[D].北京：北京理工大学，2015.