随着人类对未知环境的不断探索,现有运输设备在非规则路面行进时日渐显露出缺点。因此,各国学者逐渐重视设计并制造一台具备四足动物在自然环境中同样行进能力的机器人。和轮式运输设备相比,四足仿生机器人在崎岖路面和松软地面行进具有很大优越性,是近年来机器人领域研究的热点之一。本文的研究对象是四足仿生步行机器人,主要内容为分析和研究影响四足机器人行走过程稳定性的因素,可分为机器人的运动学与行走稳定性分析、步态规划和足端与环境接触力控制等几个方面。运动学分析对四足机器人的步态拟定、运动参数选择乃至行走控制都具有重要作用,且一般具有在线实时性要求,建立简单且有效的运动学模型对机器人的运动控制具有重要意义。因此,本文首先对四足机器人进行了运动学分析。同时,本文从重心稳定性和机身平衡两个方面来分析机器人的行走稳定性问题,建立了支撑面压力中心坐标方程和四足机器人力学模型,并提出衡量重心稳定性的定量指标。作为一种仿生机器人,四足机器人行走时要尽量符合自然界中四足动物运动的普遍规律,合理的步态拟定可以提高机器人的运动能力,同时降低机器人平衡的控制难度。通过对四足动物运动规律的分析,本文以稳定行走为目标,对所研究的四足机器人运动步态进行规划,同时对机器人在平整坚实路面下以两种不同步态行走时的情况进行仿真研究,并对比了二者在稳定裕度和机身运动柔顺性方面的差别,为机器人行走实验提供理论依据。四足机器人行走过程中的稳定性不仅与稳定裕度有关系,还与足端接触力有着密切的联系。此外,仅采用位置控制也无法满足腿部运动柔顺性对足力的要求。因此,有必要研究足式机器人行走过程中的足力控制方法。论文采用阻抗控制方法对四足机器人足力进行控制,运用仿真手段对机器人行走过程中的足力变化进行分析,同时采用间接自适应阻抗控制方法消除了接触力的稳态误差,并研究了环境刚度变化时以及存在力传感器量测噪声时机器人足力的变化情况,完成了具有较高实时性和可行性的控制器设计。本文同时完成了四足机器人控制系统硬件结构设计和软件设计,并搭建实验平台,验证了所规划机器人步态的合理性,以及足力控制方法的有效性。