近年来,足式机器人由于其良好的灵活性和环境适应性,且相较于轮式机器人及履带式机器人,能更好契合救灾环境,战场环境等诸多复杂地貌,吸引了广大科学家进行研究。但由于保持整机稳定快速运动的高难度,使得对四足机器人研究一直处于低速阶段,直至美国波士顿动力BigDog机器人问世。BigDog不仅由于其良好的环境适应能力、抗干扰能力成为了四足机器人的代名词,更是在全世界掀起了一股研究四足机器人的浪潮。国内对四足机器人的研究与美国相比差距较大,尤其是在奔跑四足机器人领域,国内鲜有研究。目前国内四足机器人大多是只能以Trot步态进行缓慢行走,无法实现高速运动。因此,本文从这一现象出发,针对奔跑运动状态下四足机器人进行研究,旨在研究能够维持稳定奔跑运动的控制策略。本文参考国内外奔跑运动步态四足机器人及目标单位需求,设计四足机器人初步结构参数,并以此参数进行后续分析及仿真。在此基础上对四足机器人的单腿结构进行优化设计。以机械参数作为整体的输入参数,根据D-H坐标系法对机器人腿部结构进行建系分析。将运动过程分为支撑相与摆动相两部分,分别相对于足端与上部铰接点进行运动学建模。根据Slip模型运动特点,规划出整个运动过程中质心或足端点轨迹。通过运动学逆解求得运动过程中,各个关节运动角度。以运动学参数作为输入,进行四足机器人动力学建模。采用Matlab-Adams联合仿真,对四足机器人整体运动进行仿真分析,目标是使四足机器人在仿真平台中能够实现稳定、快速运动。分别使用位置控制与力控制对四足机器人运动进行控制。首先采用单腿对控制方法进行测试,观察是否能够应用于四足机器人控制。应用位置控制验证整体轨迹规划的正确性。应用力控制验证四足机器人整体控制策略,控制四足机器人使其在Adams中能够实现稳定、快速的整体运动。