壁虎具有超凡的三维空间无障碍运动能力，也具有很好的负重能力，但负重对运动反力的影响尚没有研究。本论文测定壁虎负重情况下的脚掌与表面之间运动力，获得类壁虎机器人的先进机构设计和运动控制的新理念和新思路，揭示负重对动物运动的影响。　　 采用三维力传感器阵列，结合动物运动行为观测，测试负重质量、负重方式、表面状态等参数对运动力的影响。首次测试了在一个步态周期中，不同表面状态不同负重时各脚掌运动力对动物运动存在的不同作用。在水平面上负重运动时，壁虎受到的侧向力指向身体中线，前脚力值受质量影响比后脚明显，力与速度的显著性随负重质量增加而迅速降低；驱动力控制身体前行速度，方向不定，前脚主要起缓冲运动的作用，而后脚主要起向前驱动的作用；法向力支撑体重，平衡重力，随负重质量增加冗余度减小。在墙面上负重运动时，壁虎存在一个短时间的初始接触阶段，随后壁虎产生背离身体中线的侧向力；驱动力与运动方向相同，克服重力驱动身体前行，重力起缓冲运动的作用；法向力将壁虎身体拉向墙面，克服重力产生的倾覆力矩的作用。无论是水平面还是墙面负重运动，运动力与负重质量之间都无线性关系，表明壁虎负重时的稳定运动依赖于各个脚的协调配合，而不是力的线性叠加。　　 第二部分的工作是用有限元方法优化已设计的三维力传感器，以提高其固有频率。此外计算了一新型三维传感器的力-应变特征。