Week 13：四足机器人入门与期末项目实施

一、实验基本信息

课程：AI Robotics
主题：四足机器人入门、PyBullet 仿真、期末项目整理
工具：Python、PyBullet、GitHub Pages

二、实验目标

本周是课程最后阶段，重点是理解四足机器人的基本结构、运动控制思想，并完成期末项目的核心功能整理。

本周完成内容：

了解四足机器人结构与运动特点。
理解四足机器人相比轮式机器人的优势。
使用 Python 模拟四足机器人运动状态。
整理期末项目开发检查清单。
对前面课程内容进行总结和收尾。

三、理论整理

1. 为什么需要四足机器人？

轮式机器人在平地上速度快、效率高，但是面对楼梯、碎石、山地等复杂地形时容易受限制。四足机器人通过腿部运动可以跨越障碍，适合巡检、救援、山地探索等场景。

2. 四足机器人的基本结构

四足机器人通常有四条腿：

LF：Left Front，左前腿
RF：Right Front，右前腿
LH：Left Hind，左后腿
RH：Right Hind，右后腿

每条腿通常包含多个关节，例如髋关节、大腿关节和小腿关节。

3. 四足机器人控制思想

四足机器人控制需要考虑：

身体平衡
步态规划
足端接触
关节角度控制
IMU 姿态反馈

现代四足机器人常结合模型预测控制、强化学习和仿真训练，实现更稳定的运动能力。

四、项目开发整理

1. 项目基础搭建

建立课程作业仓库
整理 Week2 到 Week13 的实验页面
配置 GitHub Pages 页面结构
添加每周实验截图

2. 核心功能实现

3. 测试与完善

检查图片路径
检查 README 链接
检查每周文件夹结构
整理最终提交内容

五、仿真实验

本周使用 Python 编写简化的四足机器人步态模拟程序。
程序模拟四条腿在不同时间步下的支撑状态，用于理解四足机器人的步态切换思想。

运行命令：

```bash python3 quadruped_project_demo.py cd ~/ai_robotics_record/week13 python3 quadruped_project_demo.py

cd ~/ai_robotics_record/week13 python3 quadruped_project_demo.py cd ~/ai_robotics_record/week13 python3 quadruped_project_demo.py、 cd ~/ai_robotics_record mkdir -p week13/img cat > week13/quadruped_project_demo.py «‘EOF’ import time

print(“Week 13：四足机器人步态模拟”) print(“——————————–”)

print(“四足机器人基本结构：”) print(“LF：左前腿”) print(“RF：右前腿”) print(“LH：左后腿”) print(“RH：右后腿”)

print(“——————————–”) print(“开始模拟 Trot 对角步态”)

for step in range(1, 7): print(f”Step {step}”)

if step % 2 == 1:
    print("支撑腿：LF 左前腿 + RH 右后腿")
    print("摆动腿：RF 右前腿 + LH 左后腿")
else:
    print("支撑腿：RF 右前腿 + LH 左后腿")
    print("摆动腿：LF 左前腿 + RH 右后腿")

print("身体保持平衡，进入下一步")
print("--------------------------------")
time.sleep(0.3)

print(“四足机器人步态模拟完成”) print(“项目核心功能测试完成”)