轮足式机器人对非结构化环境有很强的适应能力,同时又能避免控制难度较大的缺点,是目前机器人领域的研究热点问题之一。但是,现有针对轮足式机器人的研究都是轮、足分离式的,机器人的结构比较复杂,容易受到环境空间的限制。因此,合理优化轮足式机器人的结构,增强其普适性具有较强的理论和实际应用价值。本文以猎人蜘蛛为仿生研究对象,根据猎人蜘蛛的生物结构及其独特的运动方式,开发了一种轮、足一体化的四足仿生机器人,机器人的结构简单,普适性较强。首先,轮、足一体化四足仿生机器人本体结构设计。研究猎人蜘蛛的生物体结构,分析其运动方式及转换过程中的肢体运动特点,应用Creo2.0软件设计仿生机器人的三维模型,完成仿生结构模型的整体装配;研究机器人轮、足转换原理,通过腿部重组初步验证仿生结构设计的合理性,为后续建立虚拟样机和样机实验奠定了基础。其次,轮、足一体化四足仿生机器人运动学和动力学分析。采用DH(Denavit-Hartenberg)法建立仿生机器人的运动学模型,通过腿部位姿分析,求解其正、逆运动学并进行验证;采用拉格朗日方程分析获得仿生机器人的动力学特性,为机器人结构设计优化和驱动装置选择提供了理论依据。然后,轮、足一体化四足仿生机器人虚拟样机仿真。在Adams软件中对各部件添加约束和驱动,建立仿生机器人的虚拟样机,在驱动样条函数作用下进行虚拟样机仿真运动,获取各个关节处的驱动力矩、旋转角度和机体质心位移等曲线,进一步验证机器人仿生结构设计的合理性,为舵机等硬件的选型等提供了参考依据。最后,轮、足一体化四足仿生机器人的控制系统设计。基于运动总控制板与舵机控制板的连接方式,设计电气系统,编写控制系统程序,完成控制系统的整体设计,并融合3D打印技术搭建机器人的物理样机,实现了机器人的仿生运动;通过样机实验测试仿生机器人的运动性能,验证了结构设计的合理性,以及控制系统软、硬件的可靠性和正确性。