在移动机器人中,足式机器人较之轮式及履带式机器人更容易适应复杂的地面环境。而足式机器人中,四足机器人具备良好的环境适应能能力、简洁稳定的结构、丰富的仿生原形等诸多优点,因而得到国内外科研工作者的广泛关注。本文研究的四足机器人以适应斜面环境为特点。针对机器人的结构、运动学属性、环境感知判断的能力、斜面适应姿态几个方面进行研究,主要工作及创新有以下四个部分:首先,四足机器人腿部运动学分析:通过分析斜面环境的特点,总结出四足机器人腿部关节的配置方式,优化四足机器人的结构模型。根据前后腿不同分别建立运动方程,分别对机器人的前后肢进行运动学分析。运用DH坐标系理论,分析该四足机器人的正逆运动学问题。其次,四足机器人斜面行走运动学仿真:将四足机器人在平坦的斜坡上行走的步态分为时间间隔为1秒的16个帧,测量每帧下每个关节的转角,对关节转角进行拟合,得出各关节的拟合方程。利用MATLAB/Simulink中的Sim Mechanics工具箱建立四足机器人在斜面上的结构模型,将关节转动拟合方程分别带入相应仿真关节处的输入模块,利用仿真的形式分别跟踪腿部各关节的转动情况,记录其端点到达的坐标位置。通过求解机器人的前后腿的有效运动,分析其四足机器人的运动特性。再次,四足机器人地形分析及越障步态:分析非结构化的地面环境中机器人可能遇见的障碍种类,包含平坦的斜面及大小不一、形状各异、软硬强度不等的凸起与坑洼。利用已有的双目视觉传感器感知地形环境,遇到障碍时提取摆动腿可到达范围的路面信息,对路面信息进行分析,寻找适合的落足点。分析摆动足落于选定落足点时各关节的角度,以实现落足动作。最后,基于遗传算法对四足机器人进行稳定性训练:利用各姿态下的关节转角建立初始种群,将该关节转角决定的姿态下机器人的稳定裕度为适应度值,编写程序进行训练,优化各姿态下的关节转角,使优化结果更优。