自从波士顿动力(Boston Dynamics)的第一代大狗(Big dog)机器人问世以来,以四足机器人为代表的多足机器人逐渐成为机器人研究领域的热点。相比其他类型机器人,四足机器人体现出许多不可比拟的优势,特别是在特殊复杂地理环境中的适应能力和实际应用,具有广阔的科研和商业价值。但是目前四足机器人大多为刚性构件组成,在足端装有弹簧构件,来降低与地面的冲击,没能发挥仿生学的优势。本文基于仿生学、柔性脊柱、柔性“猎豹腿”的启发设计了一款具有柔性猎豹腿和柔性脊柱的四足机器人,为四足机器人设计提供了新的思路。首先,基于仿生学角度和仿生假肢“猎豹腿”的启发设计了一款具有14自由度的柔性四足机器人,机身设计有主动柔性脊柱,四条小腿运用柔性“猎豹腿”,并用三维建模软件对机器人各部件和整体设计建模,详细说明了各个组成构件的结构、运动原理、以及驱动的选择,并对柔性构件进行了有限元分析。其次,论文运用经典D-H法对四足机器人单腿进行了正逆运动学分析以及速度分析和加速度分析。在动力学方面,应用欧拉-伯努利梁单元模型和有限元方法分析了刚柔混合腿,并结合拉格朗日方程对四足机器人刚柔混合单腿进行了详细的动力学建模与分析。最后,运用Adams软件对所设计的柔性四足机器人进行步态仿真。将复杂机器人三维模型进行简化处理,在步态仿真中以柔性猎豹腿四足机器人为主体,引入刚性猎豹腿机器人、柔性L腿机器人和刚性L腿机器人作为对比,对模型分别在对角步态和行走步态情况下进行运动仿真,运用Step函数和三角函数作为机器人关节角度驱动,得出了机身质心位移、速度曲线、足端轨迹曲线、关节驱动力矩函数曲线、足端接触力曲线以及足端弹性变形曲线,并对其曲线进行分析说明。