在一些复杂环境中,传统移动平台的环境适应能力和灵活性已经不能满足要求。在千万年的进化中,足式动物凭借极强的环境适应能力,逐渐成为陆生生物的霸主,各国研究者纷纷开始了足式移动平台的研究。足式机器人可以在山地、沼泽、沙地等苛刻环境中完成作战、排爆和物资运输等工作。足端作为足式机器人与地面环境之间的唯一载体,决定着四足机器人的灵活性和负载能力。本文以四足机器人的足端与地面的相互过程为研究对象展开研究工作。本文首先调查研究了当前世界各国足式机器人发展概况和足式机器人足端的研究进展,浅析了研究足端对多足步行机器人推进力、支撑力、稳定性、步态控制等方面的重要作用,并指出了足式机器人足端研究瓶颈。研究的主要内容有：四足机器人足端与地面相互作用的理论模型的建立,符合仿生学原理的仿生机械腿的设计,基于3D打印技术的仿生马蹄的研制及单腿运动学和动力学分析,足-地相互作用测试平台的搭建和实验研究,具体内容如下：(1)将当前各国研制的四足机器人足端归纳为四大类：平底形足端、圆柱形(半圆柱形)足端、球形(半球形)足端及不规则足端(含仿生足端)。同时根据弹性大小将与足端作用的地面分为硬质地面和松软地面。根据地面力学理论和含间隙球铰链动力学理论,对前三种典型足端分别建立其与两种地面环境下的足-地作用模型,推导出竖直方向力Fn和侧向力Fτ的公式表达。(2)搭建了一款仿生单腿足-地相互作用测试平台并以四足哺乳动物为研究对象开展仿生学研究,设计了一条二自由度仿生机械腿原理样机；然后通过D-H法进行了仿生机械腿的运动学研究并给出了运动学逆解及雅克比矩阵：依据拉格朗日动力学方程进行了动力学研究并得到了两个运动关节的驱动力矩,作为仿生单腿控制的依据。(3)开展足端轨迹的规划分析,并通过虚拟样机技术进行了轨迹的仿真验证。基于测试平台开展了半球形足端与泥地的相互作用实验、仿生马蹄与泥地及松软地面的相互作用实验。通过对比分析半球形足端与仿生马蹄在对机身支撑力、推进力及机身扭转力矩等参数的影响,得出了仿生马蹄优于半球形足端的结论。