随着人类对自然界的探索,人类需要机器人前往的环境也越来越具有挑战性。具备在地震灾区、战争前线等特殊环境中作业能力的足式机器人正逐步代替轮式和履带式机器人前往复杂的非结构环境。相比于双足和四足机器人,六足机器人具有更多的腿部冗余自由度和离散的落足点,对非结构环境的适应能力更强,成为了复杂非结构环境中移动问题的优秀解决方案。但是由于受到外界环境的干扰和冲击,六足机器人会面临机械、电气、控制等方面的损伤或失效,从而导致腿部的动力缺失,不能执行腿部动作,造成任务的失败。针对上述问题,本文将充分发挥六足机器人冗余自由度的特点,通过理论分析和实验分析,提出腿部损伤六足机器人行走的具体方案,具体研究内容如下:(1)对六足机器人机械结构进行研究,优化六足机器人机身以及腿部结构,使用电机和谐波减速器提供关节转矩,将驱动系统放置于基节和机身处,利用同步带将动力传递到大腿关节和小腿关节,降低大腿和小腿的转动惯量,提高六足机器人动作的灵活性,降低驱动系统受到的冲击载荷。(2)对六足机器人进行运动学和动力学建模,通过分析运动学模型,得到六足机器人足端运动空间等运动参数的数学约束;通过分析动力学模型,求得六足机器人关节静力矩和动力矩,并根据力矩关系进行电机及减速器的选型;分析六足机器人的静态稳定裕度,并将静态稳定裕度用于六足机器人步态的稳定性判断。(3)对六足机器人进行电气系统和控制系统的搭建,使用总线通信的方式采集六足机器人所配备的力和角度传感器等外设的信息,通过合理的电气设备选型,简化线路,提高电气系统的可靠性;搭建由任务规划层、运动控制层、驱动执行层组成的三层控制系统,优化控制流程,提高控制系统的实时性和扩展性。(4)对腿部损伤六足机器人的行走步态进行规划,通过分析单腿和双腿损伤情况下六足机器人行走过程中的静态稳定裕度,找到六足机器人容易发生倾倒的运动阶段,通过改变步态参数的方法得到提高腿部损伤六足机器人行走稳定性的方案。(5)进行六足机器人单腿以及双腿损伤情况下的行走实验,通过实验验证腿部损伤六足机器人行走的理论方案,对实验结果进行分析,并得出实际情况下腿部损伤六足机器人的行走策略。