随着机器人相关产业赋能发展作用的不断深化,新型机器人已逐步融合到生产生活的诸多领域,因四足机器人运动过程中稳定性强,且移动速度快、可控性高、对地面适应性强等优势使其成为机器人相关的智能制造领域的研究重点。最初针对四足机器人应用领域的研究主要集中于军事运输等方面,设计了体积较大且利用液压作为驱动的大型四足机器人,保证其高负载能力、野外环境或复杂地形的适应性及稳定运行等功能。但随着人们对生产生活质量需求的提升,小型四足机器人在现代化城市间也具备广泛的应用需求。本文主要针对实验研究、安检巡航的小型四足机器人的应用需求开展相关研究,针对结构特点、运动方式、运动稳定性、功能需求等方面进行设计分析,实现其在室内及室外不同地面的运行稳定性及机身平稳性,为安全巡航、环境监测等工作提供稳定的工作环境基础。基于仿生学原理建立四足机器人模型,对其进行运动步态规划及控制方式研究,利用Adams与Matlab搭建联合仿真平台进行trot步态下的稳定性仿真分析,并制作物理样机,验证步态规划的合理性,具体研究内容如下:（1）基于仿生学原理确定关节运动方式,根据应用需求分析完成四足机器人的机械系统设计,利用改进D-H参数法建立简化的运动学模型,求解机身质心位置到足末端位置的位姿变换矩阵,完成正运动、逆运动学求解,暂不考虑肩关节变化的影响因素,在Matlab中采用蒙特卡洛法求解所设计的四足机器人单腿在平面运动下足末端工作空间。（2）对四足机器人运动步态进行分析,在对角步态运动情况下对四足机器人进行运动稳定性研究。基于零冲击力原则对复合摆线及多项式轨迹进行优化分析,提出复合摆线作为横向轨迹与八次多项式作为竖向轨迹的融合轨迹。提出关键点约束与整段轨迹规划的原理,保证轨迹存在过渡段实现关节驱动函数的平滑控制,并以左前腿为例对其进行仿真分析,通过理想轨迹与仿真结果对比,证明轨迹规划的合理性及控制策略的可行性。（3）提出分步控制策略研究理论,将四足机器人整机的运动稳定性控制分为足端轨迹跟踪控制与肩关节的反馈控制,设计足端轨迹跟踪的PID控制器和肩关节转角的PD控制器,在不影响足端轨迹规划的前提下,对机身的肩关节转动角度实时反馈控制,实现机身的姿态调整。通过搭建的联合仿真平台,对四足机器人足端步态规划跟踪控制及机身的控制策略进行仿真分析,证明肩关节反馈控制能够有效地调整运动过程中机身的稳定性能。（4）根据设计的四足机器人模型制作物理样机,并根据仿真结果进行驱动模块的设计,对四足机器人进行功能模块及连接方式的规划,利用上位机与STM32的信号传输实现对舵机的驱动控制,在实验室环境下完成轨迹控制及原地步态控制实验,并进行行走步态下的控制实验。实验证明四足机器人整机结构设计的可行性及整体控制方案的正确性。