腿式机器人的性能主要由其腿机构的优劣来决定,现有多足机器人的腿机构以开链关节式结构为主,闭链式腿机构的优点并没有得到深入发掘。针对机器人腿机构设计,提出一种新型的双闭链式步行腿机构:以曲柄摇块机构作为主闭链,为腿机构提供仿照动物行走的摆动特性;以曲柄滑块机构作为副闭链,起到调整腿长的作用,增加机构灵活性。在腿机构的基础上构建出四足机器人,并对机器人运动的足端轨迹进行规划研究。运用几何解析法和D-H法对所设计的步行腿机构进行运动学建模,并通过比较两种方法的优缺点,分析D-H法在进行闭链式机构建模过程中的注意事项。运用所建立的运动学模型,推导机器人腿机构的速度、加速度方程。利用D-H法建立的模型,对腿机构逆运动学方程进行了推导。基于所建立的数学模型和规划的足端轨迹,利用Matlab优化工具对腿机构杆件尺寸进行了初步优化。基于优化结果,在ADAMS仿真软件中建立腿机构虚拟样机模型,并对所推导的运动学模型进行仿真验证。为了使四足机器人具有合适的运动能力,对其开展稳定性分析,给出机器人保持静态和动态稳定的条件。在静稳定状态下,对机器人进行爬行步态的规划,给出机器人爬行的摆腿时序;在动稳定状态下,对机器人进行对角小跑步态的规划,给出对角小跑的摆腿时序。步态规划结果为四足机器人的虚拟样机仿真奠定了基础。基于ADAMS仿真软件建立四足机器人虚拟样机模型,设置相关仿真参数,针对爬行步态规划和对角小跑步态规划,分别进行运动仿真实验。基于仿真结果的数据分析,分别给出四足机器人机体质心位移、速度变化曲线以及足端运动轨迹、速度和接触力曲线。仿真结果表明,在爬行步态下,四足机器人能够慢速行走并保持机身稳定;在对角步态下,四足机器人能够中速行走并保持机身稳定。