四足机器人拥有很强的运动灵活性和地形适应能力,可用于户外探险、物资运输、家庭娱乐等众多领域,具有广阔的应用前景,一直以来都是足式机器人研究的重点和热点。目前四足机器人多为刚性结构,忽略了脊柱关节的重要作用,生物学研究表明,在四足哺乳动物运动过程中,脊柱关节不仅可以通过蜷曲和延伸协调腿部运动,实现更加高速灵活的运动,还能够减少来自地面的冲击,提高自身的稳定性和适应性。因此,本文将犬类作为仿生对象,设计了一款含有柔性脊柱关节的四足机器人,并进行仿真分析和实验验证,旨在探究柔性脊柱的加入对四足机器人运动性能的影响,主要研究内容如下:（1）对犬类的生理结构展开研究,在分析犬类结构尺寸和运动特点之后,确定了四足机器人结构方案和尺寸大小,对四足机器人的腿部和脊柱关节进行了合理设计,得到了柔性脊柱型四足机器人整体结构模型。（2）应用D-H法对四足机器人单腿进行正、逆运动学分析、速度分析和加速度分析,计算得到雅克比矩阵,并完成四足机器人步态选择和足端轨迹规划。（3）对四足机器人trot步态运动过程中出现的姿态变化原因进行分析,选用分解式VMC控制方法构建了摆动相和支撑相的控制法则,完成对四足机器人行走过程中足端轨迹控制、平动控制和姿态控制的研究,并得到了四足机器人trot步态行走的控制框图。（4）利用Adams软件,完成对柔性脊柱四足机器人参数的定义,结合matlab/simulink软件,完成控制系统的设计,采用联合仿真的方法对柔性脊柱四足机器人trot步态进行仿真分析。首先将位置控制和虚拟模型控制对比,发现简单的位置控制容易引起四足机器人机体的侧翻,无法满足四足机器人稳定行走,而基于虚拟模型控制的四足机器人行走过程中无侧翻,能够走出设计的足端轨迹,初步验证了虚拟模型控制的有效性。随后将虚拟模型控制下的刚性脊柱四足机器人和柔性脊柱四足机器人进行对比,仿真分析得出:柔性脊柱关节的加入能够较好的减少四足机器人与地面的接触力,提高四足机器人运动的稳定性和柔顺性。最后制作试验样机,进一步验证了仿真结论的正确性。