近年来,伴随着科技经济的高速发展,足式机器人展现出可预期的民用、商用和军事用途。足式机器人不同于轮式机器人和履带式机器人受限于运动环境,而是能够适应于如坡地、楼梯、丛林等多种不平整地形。而足式单腿作为足式机器人的运动单元,是足式机器人的基础,为了保证足式机器人在复杂路况的平衡性运动,其单腿机构必须具有高爆发性、稳定性和灵活性,而单腿运动特性测试能够模拟出足式机器人在不同地形运动时的真实工况,因此高性能单腿系统的研究能为足式机器人运动特性研究奠定基础,是研究足式机器人的必经之路。实现单腿性能测试必须借助专用的单腿测控平台,用以控制单腿运动,接收单腿运动信息,现有的单腿平台并未对单腿形成闭环控制,且没有设计单腿上层控制算法而是采用单腿各电机单独控制的方式,最后也没有对单腿进行弹跳运动测试。为了解决上述问题,本文以能够实现单腿运动的测控平台为研究对象,设计能够满足单腿运动控制和数据采集的测控平台,测控平台总体包括:平台框架、单腿机械结构、上层控制系统、闭环控制策略并对单腿进行弹跳实测。主要内容如下:（1）运动平台设计:针对四足机器人单腿的运动特性,设计能够满足二连杆结构机械单腿的作动平台,且平台在保证单腿最大化运动空间外能够模拟单腿运动的不同地形,平台和单腿的相关性必须最小化影响单腿的运动效果。为了满足上述条件实验平台框架及连接件采用轻质铝材拼装,同时连接部件采用双重滑块组合,仅在髋关节轴向起到阻止单腿移动和转动作用,而竖直和水平轴向没有任何约束。从而最大程度还原足式机器人运动时单腿的作动特性。（2）低惯量、低机械阻抗、联动原理简单的单腿机械结构设计:针对于单腿的机械系统,本文参考了MIT Cheetah mini的腿部机械系统,以低阻抗、高传动效率,大工作空间以及柔顺性好的原则,设计出与平台匹配的单腿机械结构,单腿采用上联型动力结构,驱动大腿连杆的髋关节电机和驱动小腿连杆的膝关节电机都装在髋关节处,电机采用质量小,瞬时转矩大,驱动一体化带有行星减速器的无刷直流电机作为单腿的动力单元,从而保证单腿运动具有更大的工作空间,且紧凑的动力结构设计保证了单腿高爆发和稳定的动力输出。（3）成本低、可开发性强、稳定性高的控制系统设计:为了满足单腿上层控制与电机驱动系统之间的CAN通信机制,以及Labview数据获取的局域网通信规则,上层控制器必须同时具备CAN和以太网的通信口。因此硬件上选用Raspberry Pi CM4搭配2-CH CAN HAT通信拓展模块作为工控主机,该控制主机配合基于Linux系统设计的上位机从而实现单腿运动的实时控制和数据采集。（4）应用于单腿运动的闭环阻抗控制器设计:阻抗控制是一种普遍应用与工业机械臂的控制方式,其能够调节平衡力与位置之间的动态关系从而实现一种柔顺性的控制,常用到的阻抗控制有位置型阻抗控制和力反馈型阻抗控制,相比于力反馈型阻抗控制,位置型阻抗控制结构更加简单,对控制器数据处理量也更少,而机械单腿可以看成简易二连杆机械臂,因此本文采用位置型阻抗控制,并作用于笛卡尔儿空间,把整个单腿看成一个阻抗机构,对足端轨迹进行闭环控制调整。根据笛卡尔儿空间下位置型阻抗控制原理,在MATLAB/Simulink下搭建控制模型验证控制策略的可行性并结合电机控制律和测控平台信息交互规则编写单腿的运动控制算法。最后对整个平台系统进行测试,通过机械单腿腾空和落地弹跳两种情况实验验证,从电机位置、转速和转矩的期望值和实际值分析,验证了测控平台设计的合理性和可靠性。