地球上大部分的路况都不是平面地形,非足式类型的机器人无法实现在这种地形上运动,而足式机器人在复杂地形适应性、灵活性等方面具有突出的优势且具有很强的综合性。四足机器人的步态规划是其稳定行走的基础,对机器人在军事国防、勘探侦查,野外救援等多个领域中作业时提高其运动稳定性具有重要的研究意义和实用价值。本论文以实验室自主设计研发的平面八杆腿式四足步行机器人为研究对象,对四足步行机器人步态规划及稳定性进行研究,并以四足步行机器人实际物理样机实验进行验证其可行性。利用数值计算方法对四足步行机器人进行运动学与动力学建模,得到机器人工作空间与关节空间之间的映射关系与各部件由于运动产生的力和输入的驱动力之间的关系。通过理论计算与仿真结果对比,验证其理论计算的正确性。本论文对四足步行机器人规划了协调三角步态、间歇三角步态及对角步态以适应不同地形环境运动。对机器人运动进行了稳定性分析,并利用机身位姿调整增大机器人爬坡时俯仰角,提高机器人在斜坡环境的行走效率;规划了一种三维波动补偿对角步态,将机器人零力矩点ZMP控制在对角线上,提高步态行走的稳定性;通过步态运动仿真验证所规划步态的合理性。本论文对四足步行机器人建立抗纵向冲击位姿调整控制策略以保持机身平衡,提高机器人抗纵向冲击性能,并通过联合仿真验证了其可行性;对四足步行机器人越障性能进行了研究,以原腿部机构为基础进行了结构优化设计,优化后的平面腿机构保持了原有运动轨迹的同时增加了机器人腿部跨越高度自的多变性,从而提高了机器人越障性能:根据稳定锥判定方法及机器人实际尺寸对机器人抗倾倒性能进行了研究,通过理论计算验证了机器人具有稳定的行走能力。研制四足步行机器人物理样机,并对机器人协调、间歇三角步态及对角步态进行了步态运动实验,包括平面地形行走和斜坡行走,以满足机器人可根据程序控制完成相应步态的行走;对机器人传感器系统进行了探测实验,主要包括实时测量水压的压力传感器,实时测量机器人偏转角的姿态传感器和测量水深和水下地形的声纳传感器,以实现机器人的设计需求。通过实验结果验证了所规划步态以及机器人传感器系统探测功能的可行性和有效性。