随着人类科技的进步，机器人扮演着越来越重要的作用。机器人能代替人类从事艰苦的环境作业，比如矿井勘探，核电维修，深水探测，无人侦察等.世界上有将近40%的地形不适合轮式车辆的使用，传统轮式机器人轮子的接近角和离去角大大地制约了其机动性，所以在运动灵活性方面，足式步行机器人却有着明显的结构优势，可以在及其复杂的地形运作，有着广阔的的发展前景，所以对四足机器人的研究逐步成为其机器人研究中的热点方向。国内现有的仿生机器人的研究主要是考虑在室内单一的环境下的仿生四足机器人作为研究对象，重点主要在机器人的运动形式和控制方法，很少考虑机器人在室外恶劣的环境下的运作。本文以马的骨骼为原型，建立了一个四足机器人模型，以质量最轻为优化目标，将虚拟样机技术和有限元分析相结合，进行四足机器人运动学分析和结构设计的仿真研究。通过仿真实验，改变模型的结构参数，获得不同的设计方案，进行机构的运动学分析，从而实现设计的方案优化。通过有限元分析软件，对其进行受力分析，分析其尺寸的可变参数及可行性，确定了机身框架的优化设计变量，通过优化机体结构尺寸，达到了减轻机身质量和提高灵活性的目的。论文的主要内容包括：(1)简要介绍了四足机器人在国内外的发展现状和趋势，提出课题研究的现实意义。(2)通过对马的骨骼结构和步态分析，然后进行机构选型，最终确定机器人的结构设计方案。(3)对机器人进行运动学分析和动力学分析，将为机器人的驱动电机提供理论参考。(4)使用solidworks软件对四足机器人进行三维实体建模，然后运用软件集成的ADMAS/View进行仿真分析，实现了四足机器人在ADMAS/View环境下对角小跑步态下的仿真。仿真实验表明机器人能够平稳的实现对角小跑步态，也验证了四足机器人虚拟样机的合理性。(5)运用有限元分析软件对四足机器人的机身框架进行受力分析，以验证机体框架结构的可靠性，然后以质量最轻为目标函数对机体进行结构优化，使其达到减轻质量节省制造成本的目的。(6)提出研究的局限性和对未来四足机器人的发展展望。