四足机器人相对于履带式和轮式机器人具有更高的灵活度和更强的地面适应能力,在野外侦察、物资运输和灾难救援等领域拥有广阔的前景,实现四足机器人的稳定高效行走一直是各国研究的重点。为提高四足机器人在运动过程中未知环境自适应能力,本文设计了一款具有变刚度柔性关节的四足仿生机器人,对样机结构和运动状态做了详细分析。主要研究工作如下:1.四足机器人结构设计。首先基于异形齿轮和行星轮系设计了一种变刚度柔性关节,分析了柔性关节的变刚度机理;然后设计了全肘式四足机器人样机,其中详细介绍了串联式单腿结构与机身结构设计。2.单腿运动学与动力学模型分析。运动学模型采用常用的D-H法进行分析,包括单腿正运动学、逆运动学两方面;动力学模型在运动学分析的基础上进行建立与分析,采用拉格朗日函数建立单腿的动力学方程,确定单腿膝关节和髋关节在运动过程中所需的驱动力矩。3.四足机器人运动控制与实验验证。选择对角步态作为四足机器人运动步态,对腾空相摆腿、机身高度、前进速度分别设计了有效的控制方法;然后采用Simulink-ADASMS联合仿真实验对四足机器人运动控制进行仿真验证,验证了设计和运动控制的合理性,最后进行了四足机器人样机实验。