仿猫科类四足机器人具有多态的灵活行走模式。以匍匐步态运动时,不仅可以降低躯体的重心高度,还能有效提高在缓丘陵地形等复杂环境下的通过性。本文对仿猫科类四足机器人匍匐运动步态规划及其控制方法进行研究,主要包括以下四个方面:首先,仿猫科类四足机器人三维模型设计:依据缓丘陵连绵起伏的地形特点,考虑需要有效降低足式机器人重心并使之具备步态的多样性,因此针对性地设计了具有近似柔性被动脊柱结构的单腿双自由度仿猫科类四足机器人三维模型;其次,仿猫科类四足机器人动力学特性分析:对缓丘陵地形进行分析并分类为缓丘陵上斜坡地形、缓丘陵斜坡顶部地形、缓丘陵下斜坡地形,结合缓丘陵地形对仿猫科类四足机器人腿部进行动力学特性分析,建立仿猫科类四足机器人在缓丘陵地形环境下的动力学特性方程;再次,仿猫科类四足机器人匍匐步态规划及稳定性分析:仿猫科类四足机器人步态参数的制定参照了四足动物的步态参数,并设计出四足机器人在缓丘陵上斜坡地形、缓丘陵斜坡顶部地形、缓丘陵斜坡地形下的适应性步态,通过融合了地形变化因子的力-角稳定锥法分别计算出各种地形下四足机器人的最小稳定角,最终获得稳定性指数并判断其运动稳定性;最后,仿猫科类四足机器人在缓丘陵地形下匍匐步态行走联合仿真控制:通过仿真控制实验分别对仿猫科类四足机器人在缓丘陵上斜坡地形、缓丘陵斜坡顶部地形、缓丘陵下斜坡地形下运动进行动力学仿真分析,得出四足机器人在运动过程中足端的接触力。验证所设计的仿猫科类四足机器人在三种缓丘陵局部地形下,其适应性步态的合理性。