腿足式机器人因其以离散的支撑点获得牵引力与支持力,可在可达表面上主动或被动选择最优位置,优化腿部对整机的支撑与牵引性能,而具有大大高于轮履式机器人的通过性适应性,在近年来得到了较大发展。其技术路线可分为开链多自由度式、闭链少自由度式等。闭链少自由度式腿机构灵活性、适应性不足而通过巧妙的复杂机构设计代替了控制系统的复杂度,获得了高承载力与高刚度。已有基于闭链单自由度腿机构的机器人仍存在不足与缺陷,阻碍其实际应用与发展。其中包括:（1）腿部机构受冲击载荷,（2）驱动元件受冲击力矩,（3）整机运动速度周期性波动。针对上述三点问题,本文从两个方面进行解决。首先基于平面闭链单自由度连杆机构构建新型弹性腿机构,解决腿部机构受冲击载荷的问题;其次通过引入串联柔性驱动环节,解决驱动元件受冲击力矩的问题,同时改善闭链腿机构机器人高速驱动下整机速度波动情况。本文包含研究内容主要为:（1）以先设计刚性机构,后完成弹性化设计的思路提出一种Stephenson-I型弹性腿机构。对刚性腿机构进行型综合,给出六杆曲柄存在条件与杆长影响分析,运用试凑法与优化目标函数法对腿机构进行尺寸优化。确定腿部弹性化方案,在刚性机构基础上依据杆长影响选定弹性参数;对弹性腿机构运用虚位移原理分析机构曲柄负载及弹性元件变形与足端受力的关系;运用Adams软件对腿部弹性化后对四足模块行走特性的影响进行分析,完成扭簧刚度设计,对闭链弹性腿机构静步态下换腿相问题进行分析,给出改善思路。（2）对串联柔性驱动进行分析与设计。论证了串联柔性驱动引入的必要性,插值法计算得到柔性驱动元件理想变形量,完成柔性驱动初步方案设计,通过仿真实验验证设计的有效性。（3）对串联柔性驱动弹性腿步行平台进行实验样机设计,研制样机一台。完成腿部杆件分层与关节设计,校核关键零部件,编制零件技术文件与装配步骤,完成样机装配与实验,验证设计的可行性。