液压驱动型足式机器人其运动控制性能主要由其腿部液压驱动系统的控制性能决定的。在实际运动过程中,当足式机器人足端与环境发生接触时,若足式机器人腿部各关节不具有良好的柔顺性能,那么机器人足端与环境接触造成的冲击将对机器人运动控制性能造成不利影响。力控制是既可以使机器人腿部实现柔顺性又可以使腿部足端力保持平稳的一种有效控制方法,它是以内环液压伺服控制为核心,并加入阻抗控制外环,最终在外环上实现力控制。常用的内环核心控制方式有两种,即:位置闭环控制和力闭环控制,这两种控制方式无论在数学模型搭建、核心控制器设计和参数选取等方面均有显著差异,因此两种核心控制方式具有显著不同的动态柔顺性。此时,在位/力内环控制方法的基础上,在控制外环引入阻抗环节,形成基于位置的阻抗控制/基于力的阻抗控制,这两种阻抗控制方法由于内环控制方法的不同,在实际控制中表现出的动态柔顺性也存在很大差异,该动态柔顺性将影响机器人足端力控制性能。如何能够发挥两种阻抗控制方法的优势,在腿部各关节中优选不同内环核心控制方式,打破各关节仅采取同一种内环核心控制方式的传统观念,基于机器人腿部阻抗新构型控制原理,提出一种基于直接自适应的力控制,是本文的核心创新之处。本文针对液压足式机器人,以提高其运动控制性能为主要目标,进行了如下研究工作:（1）足式机器人单腿机械结构静力学修正。针对足式机器人在实际运动过程中半圆柱形足端引起的接触点偏移现象,基于力平移定理对足式机器人腿部机械结构静力学进行修正;然后联合SOLIDWORKS三维建模软件和MATLAB仿真平台搭建机器人单腿联合仿真模型,并通过仿真模型对静力学修正算法进行了验证。（2）足式机器人单腿机械结构动力学建模。由于机器人运动过程中足端与地面接触的状态不同,分别对机器人腿部机械结构进行腾空相和着地相动力学建模。首先,根据拉格朗日动力学建模方法,对机器人运动过程中的腾空相动力学方程进行了推导;然后结合第2章推导的静力学雅克比矩阵得到着地相动力学方程,并设计了一种动力学切换方法,根据运动状态对动力学进行切换;最后,为了验证本文推导的动力学中重力项的准确性,引入零力控制对动力学中重力项进行验证,并基于第2章搭建的单腿仿真模型分别对零力控制、腾空相动力学和着地相动力学进行了仿真验证。（3）基于直接自适应的力控制研究。首先对足式机器人阻抗控制原理以及阻抗新构型控制原理进行了简单的介绍;然后在作者所在团队前期的研究基础上,对阻抗新构型最优控制方案进行了仿真验证;接着,通过对足式机器人与环境接触稳定阶段足端力误差进行分析,结合阻抗新构型控制原理,推导了一种基于直接自适应的力控制方法;最后利用MATLAB/Simulink仿真平台搭建了该算法的仿真模型,在不同工况下进行了仿真验证,仿真结果表明本文提出基于直接自适应的力控制能够在未知环境中实现期望力跟随。（4）实验验证。基于本文推导静力学修正算法以及两种运动状态的动力学方程,利用机器人单腿实验台,在多种工况条件下,分别对静力学修正算法以及两种运动状态的动力学方程进行实验验证。