壁虎具有卓越的攀爬能力，可以在水平面、墙面和天花板上自由运动。研究壁虎杰出运动能力和对摩擦、黏附出色的控制能力，发展适用于微重力环境的具有移动能力的仿壁虎机器人和微小型夹持装置，对推动仿生机器人在空间中的应用具有重要意义。　　本论文以壁虎在微重力下的黏附和运动为基础，以机器人在微重力下的黏附和运动为实际应用目标，研究了壁虎在模拟微重力下的运动步态和三维运动反力，建立了从仿壁虎机器人单个脚掌到机器人本体的黏附性能评价体系、轨迹设计方法和步态规划方案，设计了刚柔耦合的黏附脱附单元，实现了机器人在模拟微重力下的运动和微小型夹持装置对目标物体的稳定黏附与平稳脱附。主要研究内容如下：　　1.测试了壁虎在模拟微重力下的运动步态和三维运动反力，揭示了壁虎在模拟微重力下的步态调节策略和运动反力模式，提出了仿壁虎机器人在模拟微重力下的黏附和运动规划的设计准则，为机器人在模拟微重力下的运动实验提供了生物学基础和仿生学模版。　　2.研究了仿壁虎机器人脚掌在接触状态下黏附和剥离边界问题，分析了不同的脚掌物理参数和轨迹参数对黏附性能产生的影响。使用不同的干黏附材料，测试了脚掌的黏附性能，定量描述了不同的脚掌物理参数和轨迹参数对黏附性能产生的影响，建立了脚掌的黏附性能评价体系，提出了脚掌的轨迹设计准则，为仿壁虎机器人的黏附和运动奠定了基础。　　3.提出了仿生干黏附机器人足端力分配的数学规划方法，针对仿壁虎机器人在微重力环境下的黏附和运动要求，根据壁虎在模拟微重力下的步态调节策略和运动反力模式，结合机器人的结构特征和脚掌的黏附脱附特性，优化了足端轨迹，规划了机器人的步态，使用不同的干黏附材料，测试了机器人在模拟微重力下的黏附和运动性能，考查了不同物理参数对黏附和运动性能的影响，为空间微重力环境下仿壁虎机器人的黏附和运动提供了基础数据。　　4.根据壁虎的黏附脱附机理，建立了黏附脱附模型，分析了不同物理参数对黏附脱附的影响。在此基础上，提出了一种具有通用能力的刚柔耦合黏附脱附单元模型，研发了一种黏附脱附可控的微小型夹持装置。对末端为蘑菇状纤维的黏附阵列材料进行了性能评价，为仿生黏附材料在夹持器上的应用提供了理论和实验依据。此外，测试了微小型夹持装置对不同状态下目标物体的夹持能力，对推动仿生干黏附材料在智能仿生夹持装置上的应用具有重要意义。