本课题提出一种具有混联腿部结构的新型四足机器人,引入张量分析理论和旋量理论,构建了该混联四足机器人对于广义输入的逆向协调方程。以整机的防滑性能作为优化指标,利用遗传算法进行了协调计算,并基于该协调方法求取了整机动力学。本课题还基于旋量理论和李群李代数方法结合张量分析方法提出了求解运动学的方法,为分析机构的运动学构建了新思路,具有一定的理论价值和指导意义。首先,对混联腿部机构进行了运动学分析,得到了腿部机构运动学反解模型以及正解求取方法,并对正解算法进行了验证。对四足机器人整机进行了运动学求解时直接利用坐标变换规则将整机运动学问题转化为了单腿运动学问题,简化了整机运动学求解过程。提出了单腿的动力利用率指标,利用遗传算法对单腿机构的关键结构参数进行了优化分析;针对单目标优化结果中存在的问题,引入加权综合指标作为适应度函数,并改变了单腿机构关键结构参数的组成,对单腿结构参数进行了进一步的优化。结果表明,改进的优化算法能够得到综合性能更加良好的优化结果。分别利用拉格朗日方法和牛顿欧拉与影响系数结合的方法对腿部机构进行了动力学求解。利用MATLAB对腿部机构运动学与动力学进行了计算,并利用ADAMS虚拟样机仿真软件,对单腿机构的运动学和动力学进行了仿真分析,得到结果与MATLAB计算结果一致,验证了样机的正确性及运动学与动力学建模的正确性,为进一步的运动及动力控制奠定了基础。最后,将四足机器人各支撑足端点受力作为机器人的广义输入,引入反对称张量构建了整机逆向协调方程,并拟定了机器人动载荷,以各支撑足端点受力与地面法线方向的夹角作为评价机器人防滑性能的指标,利用遗传算法对支反力进行了协调优化;基于牛顿欧拉方法和理论力学中相对运动的转换方程,求取了整机动载,并利用上述协调优化方法结合牛顿欧拉法求解了整机动力学;并求取了各足端点支反力与地面法线方向夹角的变化曲线,分析了整机运动中存在的问题,结合整机步态对该问题进行了分析。本课题的研究为该新型四足机器人的运动和动力控制奠定了基础,并且对于混联机构及混联构型四足机器人的运动及动力学研究具有一定的参考意义。