本文依据多足爬墙机器人是一种具有冗余驱动、多支链、时变拓扑运动结构的特种机器人。通过在机器人足底(或者腹部下)设计吸附装置,使机器人不仅能适应平面的直立行走和墙壁的侧立行走,而且可以在天花板底部倒立行走、跨越不同的墙面。一般爬墙机器人是在高空、腐蚀性和辐射性强等人类不便到达的极端危险恶劣环境下作业。例如在核工业和石化、建筑、交通、消防和地震救灾等领域,完成检测、探伤、清洗、救援等工作。因此,其具有非常重要的研究意义和实用价值,具备很好的应用前景和市场。针对应用于复杂环境如新建的或者经历地震后的大型桥梁探伤检测的爬墙机器人,本文对其机体机械结构、软硬件控制系统、爬行稳定性和步态规划等问题进行了研究。首先,本文的六足爬墙机器人机体设计参照仿生学原理,通过对甲虫的仔细观察,提出六足爬墙机器人的机体机械构造。采用正六边形作为六足爬墙机器人的机身,在机身的每个角上安装一条腿,每条腿有三个主动关节,每个主动关节采用Dynamixel的AX-12舵机驱动,即六足爬墙机器人共有18个舵机作为驱动。同时在每条腿的末端利用万向转动球铰连接真空吸盘,采用真空吸附(负压力吸盘)方式让六足爬墙机器人能够在垂直的墙壁侧立面或者天花板的底部爬行。接着,本文六足爬墙机器人系统的设计采用ARM(Advanced RISC Machines)Cortex-M3内核的STM32作为主控制器,FPGA芯片Altera公司的Cyclone I系列的EP1C3T144作为协控制器。主控制器和协控制器采用并行通信方式,按地址总线、数据总线、控制总线方式设计。主控制器通过串口连接无线通信模块CC1101,实现六足爬墙机器人与地面监控人员通信。通过扩展网络适配器接口,实现摄像机采集视频上传。同时,主控制器检测超声波测距避障模块信号,来控制切换机器人步态算法。协控制器通过接受主控器传递过来的步态数据,将步态数据转换成舵机所需的PWM信号,通过UART485口控制18个舵机运转。另外,协控制器采集机器人足端触碰传感开关和真空传感器的信号,用来开关真空吸盘的吸附,确保六足爬墙机器人工作安全。然后,本文对六足爬墙机器人爬行时的静态稳定性进行分析,提出步态规划。详细分析了六足爬墙机器人的三脚步态、四脚步态、五脚步态,规划了直行爬行、定点旋转、从直立到侧立爬行的控制步态。根据规划的步态,编写了相应的单腿控制程序、直行爬行控制程序以及定点转弯控制程序等。最后,通过测试,本文设计的六足爬墙机器人达到了能直行爬行和从地面过渡到墙壁面等效果。可以预见在不久的将来,该六足爬墙机器人对四川地区桥梁检测以及救灾方面有实用意义。