随着四足机器人的发展,由于研究目的的不同,四足机器人的结构设计及驱动执行器选择呈现多样化。但现阶段四足机器人领域的研究方向正逐渐朝着轻量化、模块化、智能化和高自适应性方向发展。具备以上特点的四足机器人更容易被应用于各种领域,比如家政,救援,勘探等等,国内外也涌现出一批优秀的四足机器人。本课题针对需求,以在陡峭山地地形中具有良好环境交互运动特性(卓越的攀附及平衡运动能力)的典型动物-岩羊为仿生原型,通过解析其身体和腿部等部位的特殊生理结构、材料及机构特征,将生物体形貌、局部结构特征和整体运动模式等因素有机地结合起来,开发具有颠覆性技术特征的仿生机器人系统。针对岩羊的陡峭山地行走和平衡运动能力开展系统的理论建模,研究其超强的攀附与平衡行走能力的生理结构原理和运动机理,分析其运动行为控制方式,从而优化设计仿生运动机构的行走、驱动及控制系统,研制出适用于崎岖陡峭山地行走的高可控性、强运动能力的仿生运动机构,使得仿生山地机器人可以更灵活和自主的适应于我国边境的复杂山地环境。这将对日后的边防工作或者野外侦察提供了一个良好的平台,避免了人力的损耗和工作效率的提高。此外,通过研究、仿造岩羊的运动机理及身体构造,优化仿生机构的设计和制造,这对日后的研究工作同样具有重大意义。本文的具体工作如下:(1)调研岩羊的生理特征和前人的四足机器人设计经验,总结出能高度适应复杂地形的结构和运动特点,对设计提供必要的结构参数和设计基础。(2)仿生岩羊机器人整机机构的设计,包括机器人躯干设计、髋部减震器机构设计、三关节开链式腿部结构设计、执行电机的设计,整机的设计思路为轻量化、模块化,易于加工和装配。(3)基于设计的机器人腿部结构进行D-H运动学建模,对模型进行正运动学和逆运动学的求解。构建关节变量与末端节点之间的关系,为后续的运动控制提供基础。(4)在Adams仿真环境中对整机机构进行动力学仿真,并实现整机的行进步态,验证了设计机构的运动可行性,同时得到了运动周期内各个关节的关键参数,最后根据仿真的结果对设计进行结构校核和优化。本文中较全面地阐述了的仿生对象的运动机理,以此为基础的整机设计也通过仿真验证了可行性。