液压足式机器人作为仿生机器人的一种,以其灵活的运动形式、独特的结构类型和出色的环境适应能力在山地运输、军事战场、救灾救援等领域具有广阔的实际应用前景。与低速静步态稳定行走的足式机器人不同,高性能的足式机器人具有优越的动态运动性能,高速灵活运动的足式机器人的运动控制问题逐渐成为研究热点。首先,本文针对液压足式机器人高速动步态运动中的控制问题和能量补充的问题,将足式机器人单腿等效为弹簧负载倒立摆模型(SLIP),并拓展能量保守的弹簧负载倒立摆等效模型为变刚度弹簧负载倒立摆模型(VS-SLIP),在此基础上将足式机器人运动过程划分为弹簧压缩相、弹簧伸展相和腾空相对机器人进行运动控制。之后,根据虚拟腿原理将足式机器人的动步态控制问题转化为液压足式机器人单腿弹跳运动控制问题。基于VS-SLIP模型,针对足式机器人单腿一维弹跳问题,论文设计了基于系统动力学方程解析解的变刚度控制策略。针对足式机器人单腿的二维弹跳问题,在分析了系统动力学方程和周期性运动特性的基础上,研究了基于庞加莱映射变刚度控制方法;通过数值仿真研究了着地角和腿部刚度对VS-SLIP模型能量状态、弹跳高度和前向速度的影响,设计了基于“三分法”的变刚度控制方法。之后,本文在Matlab环境下建立液压足式机器人等效模型的动力学方程,并对模型进行一维弹跳和二维弹跳运动控制方法的仿真研究。仿真证明,本文所设计的变刚度控制方法均可在系统运动过程中有效调节系统的能量状态,控制系统的弹跳高度和前向速度。最后,本文在仿真验证的基础上,搭建了足式机器人单腿动步态控制实验平台。通过机器人单腿的竖直弹跳实验以及前向弹跳实验,验证了本文所提出的变刚度控制方法的效果。