攀爬机器人作为特种机器人领域的重要分支之一,已经成为了国内外多所高校和科研机构的研究热点方向。现已开发出多种类型的攀爬机器人样机,并应用于工业、农业、军事和航天等领域,进行现场的建设、维护、侦察和监测等工作。现有的攀爬机器人大多都是针对特定场景而研制,且具有驱动元件较多、控制繁琐和自适应性差等缺点。本课题将欠驱动理念引入到攀爬机器人的设计中,研制出一种基于欠驱动机构的新型轮手式攀爬机器人,具有自适应性良好、驱动源少和控制简单的特点。针对所研制的欠驱动攀爬机器人进行抱持稳定性研究,为之后研制一款高稳定性能的攀爬机器人提供理论支持。首先,根据欠驱动攀爬机器人的预定功能及工作原理,进行攀爬机器人抱持模块和攀爬驱动模块的结构设计,并完成攀爬机器人样机的整体设计。针对攀爬机器人的欠驱动肢体进行运动学建模,从运动学角度验证其抱持工作原理的正确性;对连杆欠驱动机构进行静力分析,推导出攀爬机器人各肢节接触力表达式,初步为攀爬机器人抱持稳定性作出物理描述。其次,深入探讨了攀爬机器人的欠驱动肢体抱持稳定性问题,包括两自由度欠驱动肢体和三自由度欠驱动肢体抱持稳定性,具体作出攀爬机器人包络抱持物体的稳定性物理描述。对攀爬机器人虚拟样机进行动力学仿真分析,从动力学角度验证攀爬机器人工作原理的正确性及稳定性分析的合理性。最后,组装攀爬机器人物理样机并布置关键部件从而搭建实验平台。进行抱持攀爬实验,采集各肢节转角和接触力数据并分析。通过分析数据曲线及观察实验现象,验证该攀爬机器人的机动灵活性、自适应性能和抱持稳定性,证明动力学仿真分析结果的正确性,从而进一步验证攀爬机器人抱持稳定性分析的合理性。