1.多自由度脊柱关节四足机器人的刚度自适应控制方法，基于多自由度脊柱关节四足机器人，其特征在于，多自由度脊柱关节四足机器人包括躯干、多自由度脊柱关节及机械腿；所述躯干包括前躯干及后躯干，所述前躯干通过多自由度脊柱关节与后躯干连接，通过多自由度脊柱关节实现前躯干相对于后躯干进行俯仰与横滚运动；所述机械腿设置为四组，并分别配置在前躯干与后躯干上；

刚度自适应控制方法，包括刚度自适应控制、不同路面下的刚度自适应控制以及不同运动状态下的刚度自适应控制；

其中，刚度自适应控制，具体过程如下：

四足机器人通过安装在前躯干的摄像头采集地形信息，安装在前、后躯干的惯性测量单元获得机器人实时姿态信息，安装在关节电机上的磁编码器获取电机角度以及转速信息，及安装在球状足端的足端压力传感器检测足端接触力信息；前躯干控制系统将采集获得的各信息通过系统内置算法计算出周围地形、机器人当前姿态与实时重心位置，再结合足端接触力，计算出各个关节所需要的刚度；后躯干控制系统经过计算将刚度转换成卷簧扭转量，再计算成各个刚度调节电机所需要转动的角度，将角度信号发送至各的刚度调节电机，刚度调节电机通过同步带轮组带动蜗轮蜗杆转动，蜗轮蜗杆带动卷簧连接件，再带动卷簧调节扭转量，从而实现动态调整各关节刚度；

其中，在不同路面下的刚度自适应控制，具体过程如下：

摄像头采集到的地形信息发生改变时，系统判断地形特性并根据地形平坦程度改变关节刚度，当前方路面为凹凸地面时减小多自由度脊柱关节和机械腿的各变刚度组件的刚度，利用变刚度组件为四足机器人的运动提供缓冲，减少运动中的冲击对关节电机和机器人躯干震动影响；反之前方路面为平坦地面时则增大各变刚度组件的刚度，利用多自由度脊柱关节增大机器人运动空间；

在不同运动状态下的刚度自适应控制，具体过程如下：

奔跑运动状态下：四足机器人在奔跑的过程中需要增加速度时，后躯干控制系统控制电机转速增大，同时增加电机转角范围，使得腿部运动范围变大，此时磁编码器感应安装在电机轴端面上磁铁的旋转运动得到电机转速，前、后躯干惯性测量单元检测到机器人运动速度变化，减小多自由度脊柱关节及机械腿的各变刚度组件的刚度，从而减少机器人运动过程中速度增加时地面对四足机器人产生的巨大冲击力，同时增大多自由度脊柱关节的各俯仰关节角度范围，提高机器人腿部可达空间与落足距离；当机器人在奔跑的过程中需要减小速度时，后躯干控制系统控制电机转速减小，同时减小电机转角范围，使得腿部范围变小，此时磁编码器感应安装在电机轴端面上磁铁的旋转运动得到电机转速，前、后躯干惯性测量单元检测到机器人运动速度变化，增大多自由度脊柱关节及机械腿的各变刚度关节的刚度，减小多自由度脊柱关节的各俯仰关节角度范围，使机器人落足距离变小；

跳跃运动状态下：四足机器人从高处跳跃向低处时，前躯干控制系统根据前、后躯干惯性测量单元获得机器人实时姿态信息，通过调节横滚关节、各俯仰关节以及各机械腿关节角度，使机器人前躯干向前方倾斜，俯视前方落差地形，摄像头采集地形信息，计算出地形落差高度，减小横滚关节角度、增大前后俯仰关节角度以及减小机械腿关节角度，降低机器人重心，使机器人前后躯干蜷缩运动，同时减小机械腿髋部和膝部变刚度组件的刚度，减轻跳跃运动中地面对机器人的冲击力，当四足机器人落地后通过足端压力传感器感知地面对机器人产生的作用力，结合惯性测量单元检测的姿态角实时调整各机械腿关节、横滚关节及各俯仰关节的角度，并增大机械腿髋部和膝部变刚度组件的刚度，使四足机器人能够在落地后保持稳定；

攀爬运动状态下：四足机器人在攀爬倾斜台阶时，前躯干控制系统通过摄像头获取地形信息，给左前腿各关节发送角度信号，通过机械腿侧摆关节组件，髋关节组件和膝关节组件上的磁编码器感知左前腿各关节转动位置，使左前腿达到倾斜台阶所需高度，当左前腿足端压力传感器检测到压力信号时，表示左前腿已经到达台阶，此时增大左前腿关节刚度，右前腿重复前述步骤直至右前腿足端压力传感器检测到压力信号；接着后躯干控制系统为横滚及各俯仰关节提供角度信号，通过横滚及各俯仰关节的磁编码器，以及前、后躯干的惯性测量单元，获得机器人实时运动姿态，并实时调整四足机器人攀爬倾斜台阶时的姿态，直至达到计算得到的最优姿态；此时后躯干控制系统给机器人提供步态信号，使其正常前进，到达设定距离时停止发送步态信号，通过磁编码器感知左前腿各关节转动位置，给机器人右后腿发送角度信号，使右后腿达到倾斜台阶所需高度，当右后腿足端压力传感器检测到压力信号时，增大右后腿关节刚度，此时增大刚度使机器人在攀爬过程中更加稳定，左后腿重复前述步骤；当四个足端压力传感器均检测到压力信号时，后躯干控制系统根据足端压力大小，并结合各关节电机的磁编码器，前、后躯干惯性测量单元所获得机器人的实时姿态信息，减小前、后躯干俯仰关节角度和横滚关节转角，实时调整机器人姿态，不断改变落足点，调整机器人的重心，来适应倾斜台阶，使四足机器人能在台阶上稳定运动。

2.根据权利要求1所述的多自由度脊柱关节四足机器人的刚度自适应控制方法，其特征在于，所述多自由度脊柱关节设置为三个关节，包含前躯干俯仰关节、后躯干俯仰关节及横滚关节，所述前躯干俯仰关节与后躯干俯仰关节之间通过横滚关节连接；所述前躯干俯仰关节、后躯干俯仰关节分别与前躯干、后躯干铰接。

3.根据权利要求2所述的多自由度脊柱关节四足机器人的刚度自适应控制方法，其特征在于，所述机械腿采用全肘式，每组机械腿包含侧摆关节组件、髋部关节组件及膝部关节组件，通过侧摆关节组件实现大小腿侧摆动作，通过髋部关节组件实现大腿转动，通过膝部关节组件实现小腿转动。

4.根据权利要求1所述的多自由度脊柱关节四足机器人的刚度自适应控制方法，其特征在于：所述前躯干包括前躯干前板，前躯干左板，前躯干右板，前躯干底板，前躯干后板，其中前躯干前板，前躯干后板与前躯干左板，前躯干后板通过螺钉固定连接，前躯干后板与所述多自由度脊柱关节固定连接，前躯干前板，前躯干后板，前躯干左板，前躯干右板均安装在前躯干底板上；前躯干还包括电池、前躯干控制系统、前躯干惯性测量单元及摄像头；

所述电池、前躯干控制系统及前躯干惯性测量单元均固定安装在前躯干底板上方，摄像头固定安装在前躯干前板上。

5.根据权利要求1所述的多自由度脊柱关节四足机器人的刚度自适应控制方法，其特征在于：所述后躯干包括后躯干前板，后躯干左板，后躯干右板，后躯干底板，后躯干后板，其中后躯干前板，后躯干后板与后躯干左板，后躯干后板通过螺钉固定连接，后躯干前板与所述多自由度脊柱关节固定连接，后躯干前板，后躯干后板，后躯干左板，后躯干右板均安装在后躯干底板上；所述后躯干还包括后躯干控制系统、后躯干惯性测量单元；所述后躯干控制系统及后躯干惯性测量单元均固定安装在后躯干底板上方。

6.根据权利要求3所述的多自由度脊柱关节四足机器人的刚度自适应控制方法，其特征在于：所述多自由度脊柱关节中的前躯干俯仰关节包括前躯干俯仰电机、前躯干俯仰变刚度组件及前躯干俯仰关节连接件；所述后躯干俯仰关节包括后躯干俯仰变刚度组件、后躯干俯仰电机及后躯干俯仰关节连接件；所述横滚关节包括横滚关节电机；所述前躯干俯仰电机固定端通过螺栓安装在前躯干后板上，所述前躯干俯仰变刚度组件与所述前躯干俯仰电机输出端通过螺栓连接，与所述前躯干俯仰关节连接件通过螺栓固定连接，所述横滚关节电机固定端与所述前躯干俯仰关节连接件通过螺栓固定连接，输出端与后躯干俯仰关节连接件通过螺栓固定连接，所述后躯干俯仰变刚度组件与所述后躯干俯仰关节连接件通过螺栓固定连接，与所述后躯干俯仰电机输出端通过螺栓固定连接，所述后躯干俯仰电机与后躯干前板通过螺栓固定安装。

7.根据权利要求6所述的多自由度脊柱关节四足机器人的刚度自适应控制方法，其特征在于：所述机械腿的侧摆关节组件包括侧摆电机、侧摆连接件、磁编码器及磁铁；所述髋部关节组件包括髋部电机、髋部变刚度组件、大腿板、磁编码器及磁铁；所述膝部关节组件包括膝部电机、膝部变刚度组件、小腿板、球状足端、磁编码器及磁铁；所述侧摆电机固定端通过螺栓安装在躯干连接件上，所述磁编码器通过螺钉固定在所述侧摆电机固定端上，所述磁铁通过胶接固定在所述侧摆电机轴上，所述侧摆连接件通过螺栓固定安装在所述侧摆电机输出端，所述髋部电机固定端通过螺栓安装在所述侧摆电机连接件上，所述磁编码器通过螺钉固定在所述髋部电机固定端上，所述磁铁通过胶接固定在所述髋部电机轴上，所述髋部变刚度组件固定安装在所述髋部电机输出端，所述大腿板与所述髋部变刚度组件固定连接，所述膝部电机固定端通过螺栓安装在所述大腿板上，所述磁编码器通过螺钉固定在所述膝部电机固定端上，所述磁铁通过胶接固定在所述膝部电机轴上，所述膝部变刚度组件固定端通过螺栓安装在所述膝部电机输出端，所述小腿板与所述膝部变刚度组件外壳通过螺栓固定连接，所述球状足端通过胶接在小腿板末端。

8.根据权利要求7所述的多自由度脊柱关节四足机器人的刚度自适应控制方法，其特征在于：所述前躯干俯仰变刚度组件、后躯干俯仰变刚度组件、髋部变刚度组件及膝部变刚度组件均采用刚度自适应主动调节组件，包括壳体及变刚度调节组件；所述壳体包括变刚度关节底座及变刚度关节壳体；所述变刚度调节组件包括卷簧底座、卷簧、卷簧连接件、蜗轮蜗杆、电机底座及刚度调节电机，所述卷簧底座设置在所述变刚度关节底座上且与所述关节电机输出轴通过螺栓固定连接；卷簧设置在卷簧底座中；卷簧连接件与卷簧中心连接，可绕中心轴转动并带动卷簧进行刚度调节；蜗轮蜗杆的蜗轮与卷簧连接件通过键连接，带动卷簧连接件旋转，蜗杆通过轴承安装在所述变刚度关节底座上，与所述蜗杆啮合；电机底座通过螺钉固定安装在所述变刚度关节底座上；刚度调节电机设置在所述电机底座上，与所述蜗杆通过同步带轮连接；所述卷簧连接件下端轴设有连接槽，与卷簧中心输入端连接，上端轴与所述蜗轮通过平键连接，由蜗轮带动连接件，并通过连接槽顺时针旋转带动卷簧向内卷曲增大关节刚度，逆时针旋转使卷簧向外扩张减小关节刚度，其中所述卷簧底座上设有安装槽，与卷簧外圈折弯处输出端固定连接，可由卷簧带动动力输出端旋转。

9.根据权利要求7所述的多自由度脊柱关节四足机器人的刚度自适应控制方法，其特征在于：所述球状足端的表面设置有橡胶软垫部件；所述橡胶软垫部件上贴有足端压力传感器，与所述橡胶软垫部件采用胶接的方式。