微小型爬壁仿生机构是代替人类进行各种极限作业的移动机器人,它能够进入大楼通风管道进行灾情现场考察、敌情侦察,或进入空间狭窄的核工业管道群之间进行外管壁的检测和维修.因此开发类似壁虎仿生机构的微小型爬壁机器人具有很高的市场潜力和实用价值.本课题属于上海市启明星和国家自然科学基金资助项目,研究的目的是开发能象壁虎一样适应各种材质和任意形状表面的微小型爬壁仿生机构.本文在不考虑壁面吸附力和重力引起的倾覆力矩对微小型爬壁仿生机构运动影响外,主要介绍了此微小型机器人的机构设计、步态规划、运动学和动力学分析、有限元分析及仿真.在阅读大量文献和借鉴已有类似成果的基础上,理论联系实际,研制出了体形微小、具有良好机动性的微小型四足仿生机器人.作者本着"实用化"的目的,并结合实际条件完成了仿生机器人本体机械设计和腿机构有限元分析和仿真的工作.本文的主要内容如下:本文首先介绍了壁虎的吸附机理和移动机理,并对移动机器人的步态进行了分析,运动步态对腿足式机器人的运动性能起着关键的作用,通过步态规划寻求适合的最佳步态,提高机器人的运动特性.在此基础上进行了机器人本体的机械设计,主要包括腿机构设计、电机选取等.接着对腿机构进行了运动学和动力学分析,为机器人的运动控制提供理论基础.随后结合三维参数化设计软件Pro/ENGINEER对腿部机构进行了建模和有限元分析和优化设计,最后结合机构动力学仿真软件ADAMS对腿部机构进行了运动学和动力学仿真,为机构的改进设计提供可靠的依据,仿真结果表明达到了预期的要求.