四足机器人的设计研究是目前腿足式机器人领域的研究热点。相比轮式、履带式等移动方式,腿足式移动机器人由于其独特的运动形式,具有运动灵活、适应复杂环境、移动效率较高等优势。构造设计具有高动态性、大负载能力及复杂环境适应能力的四足机器人,服务于林地、沼泽等复杂崎岖地表环境下,进行负重、运输等作业具有重要的意义。本文以四足哺乳动物中的牛类动物为仿生原型,利用仿生学原理,设计研究了仿生牛机器人。在分析牛类动物的体态结构特征及运动特征的基础上,规划设计仿生机器人的腿部自由度、拓扑结构形式及驱动方式,设计机器人躯干结构形式,建立机器人的整机三维模型。利用D-H分析法对仿生牛机器人进行了运动学正、逆向问题分析,并得出机器人运动学正解及逆解。分析研究机器人逆动力学问题,建立仿生牛机器人ADAMS动力学仿真模型。分析哺乳动物trot步态运动规律,并据此进行仿生牛机器人动力学仿真,实现机器人trot步态下多个周期行走,得到仿生牛机器人各关节驱动扭矩,完成机器人逆动力学仿真。分析归纳四足哺乳动物的运动步态,针对其中的两种常见步态walk及trot步态运动规律进行了重点分析。规划设计仿生牛机器人trot步态,并得出机器人trot步态下关节运动规律,利用ADAMS仿真软件进行仿生牛机器人trot步态运动学仿真。对仿生牛机器人爬台阶及跨壕沟步态进行了简单分析规划。对仿生牛机器人的控制系统进行初步设计。分析并提出仿生牛机器人控制系统的功能需求,提出了控制系统整体方案。分别对各层子控制系统进行分析研究和方案设计。重点对伺服控制系统进行了分析研究。本文建立了仿生牛机器人的机械模型,并进行了运动学、动力学分析,利用仿真软件ADAMS分别进行了仿真。规划设计了仿生牛机器人的walk及trot步态。初步设计了仿生牛机器人的控制系统方案。为仿生牛机器人样机制造提供了一定的理论基础。