人类研究机器人的目的,很大程度上是希望智能机器人能够代替人类在劳动强度较大、对人体有伤害甚至人类无法工作的环境中工作,如火灾救援、核泄漏清理维修、排雷防爆等任务。在恶劣环境下,足式机器人足端落脚点的离散性和面积小等特点,使其对于复杂环境的适应能力具有天然优势。研究与开发足式机器人,有利于推动我国机器人技术的发展以及消防救灾的顺利开展。依据哺乳动物腿结构及六足昆虫运动方式,设计了一种六足机器人腿部机构和整机构型,分析机构的拓扑结构和制造难易程度,设计了六足机器人的腿部机构和整机模型。基于坐标变化法、向量求导法和几何法,进行机器人逆运动学分析,推导单腿位置反解方程和关节转速数学表达式。然后通过运动空间体积最大和运动空间内各点运动雅克比矩阵条件数均匀性两个指标选择了一组较好的腿部机构的杆长参数。基于六足机器人步行速度要求进行三足步态和轨迹规划,建立了机器人步态运动的足端轨迹数学模型,经过轨迹规划,求解出驱动关节的转动速度和加速;基于爬坡能力,分析了六足机器人三足步态直线行走时,机器人系统重心高度、承受不同载荷、地面坡度以及外界干扰力或力矩对时机器人稳定性的影响。分析三足步态下负重机器人的足端力时,为了减少机器人足端力超静定方程的维度,简化三足步态足端为足端法向法向力,建立了足端法向力数学模型,进一步得到关节转矩与机器人负载的关系,并进行仿真验证。