四足轮腿机器人是四足类机器人的一个重要前沿研究领域,它能够完成传统四足机器人的大部分动作,并且能够在这些动作的基础上叠加轮子滚动,从而在越过障碍、上楼梯台阶等多种场景具有明显的速度和稳定性优势。本文以四足轮腿机器人为研究对象,重点研究了轮子轨迹规划和基座的轨迹规划的算法部分。为完成轨迹规划算法的设计,本文对其腿部运动学、动力学进行了分析讨论,对稳定性和控制算法进行了详细的研究。最终研究目标为设计四足轮腿机器人的步态模式,完成四足轮腿机器人轨迹规划的完整工作。本文先针对四足轮腿机器人的腿部进行系统建模和分析,推导出轮子相对基座的运动学变换公式,得出了腿部的工作空间和相关约束条件。然后通过Adams软件进行了腿部运动学仿真,验证了理论分析结果。然后,本文将轮子的轨迹规划问题建模为二次规划问题,对空中的轨迹和地面的轨迹分开建模,由运动学指标、动力学指标、参考量指标和相位规划指标等指标构建目标函数和约束条件,在Matlab中进行算法求解,得到轮子的轨迹。最后,本文研究了四足轮腿机器人的稳定性裕度和零力矩点的原理,通过几何跟踪的方法,对任意时刻的零力矩点进行估计和优化,在保证稳定性和减少能量消耗的前提下,完成了四足轮腿机器人的基座轨迹规划。对于四足轮腿机器人的步态切换问题,本文提出了相位规划的状态机,解决规划算法的应用问题。本文在完成理论分析和算法设计后,制作了Webots的虚拟样机模型,并搭建多种不同的障碍物环境对模型进行功能测试和指标测试。在步态轨迹、速度、加速度和相关关节电机的力矩等数据上表现正常,测试结果证明了轨迹规划算法能够规划出满足约束条件的轨迹,机身的稳定性能够得到保证。