随着机械、电子、数控等技术的发展,移动机器人技术也逐渐发展起来。针对目前不同的驱动方式,电驱动具有体积小、控制精度高、控制简单、响应速度快的优点,故电驱式足式机器人正逐渐成为研究学者的主要对象。本文旨在运用仿生学原理,通过对猎豹和中型犬的骨骼结构进行分析,运用三维建模软件SolidWorks建立四足机器人模型,通过ADAJMS与MATLAB的联合仿真验证模型的正确性,确定12自由度电驱动四足机器人,并加工出一套物理样机,并在该样机上进行不同步态的实物试验,验证了所设计物理样机的合理性。本文的主要内容如下:首先,对猎豹和中型犬的骨骼结构进行分析,从稳定性、能耗和环境适应性方面综合考虑,确定了四足机器人的关节配置和驱动形式。统筹考虑四足机器人的整体结构,采用从上而下的设计方法对各零部件进行设计,并利用Workbench对其进行静力学仿真,最后确定了机器人的样机模型。其次,利用运动学方程计算机器人腿部的足端轨迹和关节驱动角度,确定了适合机器人行走的步态参数,并计算其在硬质路面上一个周期内的足端受力和关节驱动扭矩的变化情况,为电机选型提供依据。使用ADAMS与MATLAB联合仿真的方式,对机器人trot步态进行详细地仿真分析,验证了机器人物理模型的正确性并确定了驱动电机的型号。然后,基于设计好的轨迹和求出的关节运动角度,采用CAN总线的方式对四足机器人的控制系统进行设计。通过已定的控制方案,对不同部分的硬件进行选型,利用C#编写了四足机器人的控制系统,实现12个关节电机协调运动。最后,针对已设计的四足机器人三维模型,制作出一套完整的物理样机,并利用已设计好的控制系统,对四足机器人的驱动电机、单腿和四腿进行了不同的试验分析,试验结果表明了本文设计的四足机器人方案的合理性。