足式机器人在复杂地形环境中的自主行走相关技术是机器人技术领域的研究热点。自然界中六足生物具有巧妙的生理结构和灵活的运动能力,使其能从容地应对各种复杂地形环境。因此,针对六足机器人在复杂环境中的运动问题,结合六足生物典型生理结构特征,进行其行走机构设计和运动规划策略研究。本文主要研究内容有:(1)六足机器人行走机构设计。在对六足生物的典型生理结构特征参数量化分析基础上,进行了六足机器人行走机构设计,以机器人运动灵活性为优化目标对行走机构特征参数进行了优化分析,确定了六足机器人行走机构的较优几何参数。最后,以较优行走机构为基础进行了行走机构关键零部件的强度分析。(2)行走机构运动学和动力学分析。基于D-H参数方法构建了六足机器人行走机构的运动学模型,以运动学模型为基础推导了其摆动相和支撑相的运动学方程;基于拉格朗日方法构建了行走机构动力学模型,以动力学模型为基础推导了其摆动相和支撑相的动力学方程。(3)运动规划策略分析。针对行走机构的足端轨迹规划、步态规划和步态稳定性三个典型问题,开展其运动规划策略分析。采用多项式插值方法建立了摆动相和支撑相的基础足端轨迹规划策略,结合行走机构运动学模型,制订了腿部各关节角度规划策略,在此基础上分析了六足机器人在复杂地形环境中行走机构的足端轨迹。分析了六足机器人三足、四足和波动步态三种典型步态,结合六足机器人步态的静态和动态稳定性分析,提出了一种六足机器人在复杂地形环境中自由探寻步态的规划策略。最后,在前述理论分析的基础上,采用商用机械系统动力学仿真软件对六足机器人行走机构直行和转弯与上下阶梯两种典型基础运动模式进行了仿真分析,通过实物样机的直行和转弯与上下阶梯两种运动模式的物理试验,验证本文建立的结构优化设计方法、足端轨迹规划、步态规划以及复杂环境运动规划策略等理论分析方法的正确性和有效性。