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目前国内外机器人领域研究对象主要集中在如轮式、履带式和腿式等传统机器人移动平台方面,这些类别的机器人在结构设计上相对成熟,并在军事装备、行星探测、资源勘探、救援服务等不同领域发挥不可替代的重要作用。然而与传统机器人结构不同的是,复合式结构作为一种综合了多种结构设计的新型机器人结构,以其具备了更高结构灵活性和环境适应能力等优势,逐步得到了广泛关注和研究并取得了长足的进步和发展。本文研究对象为一种复合式高性能移动机器人平台—Rolling-Wolf四轮腿式机器人,该机器人在结合了轮式和腿式机器人的优点的同时,具备更强的承载能力、更好越障能力好以及平稳性等结构性能。针对Rolling-Wolf机器人的以上特点,本文从运动学建模、步态规划、步态仿真、控制系统设计以及实验验证等多个方面进行了相关研究,具体工作如下:(1)通过D-H运动学方法建立Rolling-Wolf轮腿式机器人正逆运动学模型,同时采用几何解析法再次求解运动学模型,并完成两种方法对比分析,为后续章节建立了理论基础;(2)介绍了四足机器人步态的基本概念和分类,为Rolling-Wolf机器人选择合适的平地行走步态并进行了Rolling-Wolf机器人单腿运动轨迹规划,确定平地行走步态抬腿顺序。对比分析了带姿态调整和连续两种平地行走步态,为机器人设计了合理的连续行走步态;(3)进行了仿真控制参数计算,将计算结果导入ADAMS运动学仿真软件进行多种平地步态仿真验证,进一步测量和分析了机器人多个关键部件的仿真结果数据,完成了步态实验前的仿真验证;(4)完善了Rolling-Wolf机器人控制系统总体方案设计,并分别从硬件设计和控制算法两个方面进行了Rolling-Wolf机器人控制系统结构设计改进,以及为机器人规划了三种不同的运行模式和整机控制流程。在最后进行步态实验,验证了所规划的多种步态的正确性并对实验结果进行了分析;