四足机器人具有较高动态性能和较强的环境适应能力,一直是机器人研究领域的重要组成部分。四足机器人相关的基础理论和关键技术还亟需深入研究。本文围绕将中枢模式发生器(CPG)理论用于四足机器人的步态调节中,先后建立了虚拟样机和实物样机进行实验。本文完成的主要工作如下:首先,分析了自然界中常见的四足生物腿部的结构特征,选定以猎狗为仿生对象,根据其体态特征和肢体运动关系,进行简化设计,确定四足机器人的尺寸,采用内膝肘式配置方式,每条腿有两个主动自由度(髋、膝关节)和一个被动自由度(踝关节)。对四足机器人简化模型进行运动学分析,并作出合理的足端轨迹规划。然后,针对四足机器人的结构特点和所要实现的步态特征,设计出可以实现四足机器人节律运动的CPG网络模型。通过设计髋、膝关节的映射函数,CPG网络模型简化为由四个振荡器模型耦合而成的全对称网络模型。CPG网络输出信号通过映射函数变换作为机器人虚拟样机关节转角的控制信号。四个振荡器之间耦合关系可以用一个旋转矩阵来表达,通过调节旋转矩阵和CPG网络中的参数,可以实现四足机器人walk步态、trot步态以及两步态间的平滑步态转换。最后,在ADAMS软件中搭建了相应的四足机器人虚拟样机,在Matlab/Simulink中搭建CPG网络模型。通过两个软件的交换进行联合仿真实验。设计搭建了以气动肌肉驱动的四足机器人实物样机,并对控制系统进行了调试。在虚拟样机和实物样机环境中,通过调节CPG模型参数,进行步态验证实验,四足机器人可以稳定运动,验证了CPG理论用于实现四足机器人步态转换的有效性。