近一个世纪以来,移动机器人一直都是研究热点之一。与轮式和履带式机器人相比,足式机器人只需要离散的着地点就能实现稳定运动从而更能适应各种崎岖地形。其中,四足机器人比两足机器人稳定性好,比六足或者更多足的控制简单,使得四足机器人具有巨大的研究和应用价值。但是,四足机器人是一个多输入多输出和时变的复杂系统,要实现在崎岖路面的快速稳定运动比较困难,控制算法是其中制约的主要因素。针对以上问题,本文围绕四足机器人在崎岖路面以对角小跑步态稳定运动的方法展开研究。首先,研究生物狗的生理结构和对其进行运动捕捉实验,分析结构特性和关节运动规律;并以此为依据,结合四足机器人设计原则,设计了四足机器人的整体结构;对单腿展开了正运动学分析,通过运动学正解得到足端可达工作空间。然后,分析了四足机器人常用几种步态的特点,并进行步态规划。在规划的步态的基础上,针对四足机器人在崎岖路面的运动控制,提出基于事件和步态调整的控制策略。其次,介绍了虚拟模型控制(VMC,Virtual Model Control)方法的原理,并将其应用到四足机器人对角小跑步态的运动控制中。针对传统VMC方法和分解式VMC方法各自的局限性,研究了一种传统VMC和分解式VMC相结合的控制方法,双足支撑相采用传统VMC方法以确保精确稳定的控制,三足和四足支撑相采用比较简单的分解式VMC方法。对于摆动相的控制,也采用基于VMC的控制方法。结合前面规划的步态和控制策略,建立四足机器人对角小跑运动控制器,并进行MATLAB-Adams仿真分析,验证所提出方法的可行性。最后,搭建四足机器人的实验平台,进行四足机器人单腿运动和在平地、斜面以及凸台地形上以对角小跑步态运动的实验研究,实验结果验证了传统VMC与分解式VMC相结合的控制方法的有效性与可行性。本文的研究成果一定程度上解决了四足机器人在崎岖路面上实现快速运动的稳定性问题,对提高四足机器人在崎岖路面的运动性能具有重要意义。