自然环境中,地形非常复杂,大多为凹凸不平的山地,轮式和履带式等普通结构无法正常行走,而昆虫等动物却能够在山地中自由穿梭。根据仿生学原理设计的四足机器人系统为机器人的发展提供了新思路,在军事、工业探测和反恐侦查等领域发挥重要作用。本文针对四足机器人系统的运动机构性能优化设计及控制系统开发开展研究,设计了一种具有全地形适应能力的四足机器人系统。主要研究内容如下:以四足机器人为研究对象,依据仿生学设计原理对机器人结构进行设计。机器人采用对称式模块化的设计方案,每条腿具有两个自由度。对四足机器人单条腿进行运动学分析,完成正运动学方程推导。通过ADAMS软件对机器人单条腿进行仿真,得到腿部末端位移、速度、加速度曲线以及运动轨迹图。提出动态设置学习因子的自适应权粒子群算法,对算法进行性能和收敛性分析。通过对四个评价函数的对比试验,测试算法性能。根据自适应权粒子群算法对腿部结构进行优化,提高机器人运动机构的性能。对四足机器人电气系统进行设计,内容包括主控单元,驱动模块,,供电模块,通信模块及外围电路的设计,并对驱动模块进行机电系统分析。开发四足机器人软件系统,使用Python2.7语言开发,运行环境为Raspbian操作系统。包括初始化系统参数,初始化串口协议,生成目标位置,将目标位置转化为机器人控制指令,发送指令,控制四足机器人运动。搭建四足机器人实验平台。通过3D打印技术加工机器人零件,完成组装,进行实验,验证机器人运动功能。