NASA-JPL的ATHLETE研制成功,拓宽了人类对于星际探测大负重比多足机器人的认知程度,也掀起了电驱动大负重比多足机器人研究的热潮。电驱动大负重比多足机器人对月面地形要求低,可利用孤立的地面支撑以非连续方式通过障碍,在轮式和履带式机器人通过效率低或难于通过的区域具有独特的优势。目前,我国在电驱动大负重比多足机器人研究方面滞后于发达国家,针对电驱动大负重比多足机器人相关技术进行研究,有利于推动我国机器人技术的发展以及星际探测任务的顺利开展。基于六足昆虫和机器人学知识,针对电驱动大负重比六足机器人移动系统进行分析与设计。根据六足昆虫和机器人学知识,确定本课题电驱动大负重比六足机器人构型。基于D-H法,进行机器人正/逆运动学分析,推导单腿关节转速数学表达式。为提高关节驱动装置和传动装置匹配选择的合理性,提出基于关节转动以达到机器人最大步行速度为基础的关节转速分析方法,获得各关节所需输出转速;提出支撑相腿向中间对称线等效的关节转矩分析方法,得到额定负重时各关节所需最大输出转矩以及机器人相应位姿,并通过ADAMS软件对关节转矩分析方法进行了仿真验证。基于机器人大负重比目标,确定关节传动方案,结合关节转速和关节转矩分析结果进行关节驱动与传动装置匹配设计,并研制电驱动大负重比六足机器人样机,为机器人移动特性实验研究奠定基础。鉴于足端法向力直接影响机器人位姿平衡和移动系统功率消耗,针对机器人开展运动规划和足端力分析。基于电驱动大负重比六足机器人构型,确定机器人行进方式和移动步态,建立机器人步态运动规划的足端轨迹数学模型,并把足端轨迹数学模型应用到机器人样机。通过样机步态行走实验,直接验证了步态运动规划的可行性和正确性。进行机器人步态足端力理论分析,建立足端法向力数学模型。基于步态行走实验中采集到的各腿足端力,进行机器人步态足端力实验分析。通过比对足端法向力理论分析结果与实验数据,验证了理论分析结果正确以及实验数据可信,并得到了机器人优选步态,为机器人移动系统功耗研究奠定基础。为提高电驱动大负重比六足机器人月面生存能力,进行机器人移动系统功耗特性研究。基于机器人动力学分析,推导支撑相与摆动相中腿部关节负载数学表达式,建立机器人单腿和移动系统功率消耗的数学模型。鉴于三足步态为六足机器人的最快步态和常用步态,针对该步态时的机器人移动系统功率消耗进行研究。基于机器人样机三足步态行走实验中的足端法向力数据,进行机器人超静定问题的降维处理,给出三足步态足端法向力相等所需条件和机器人稳定行走约束条件,建立三足步态时机器人移动系统功率消耗的简化数学模型。针对三足步态机器人移动系统功耗进行数值求解,得到关节转角、本体高度和跨距对机器人移动系统功耗的影响,并确定移动系统低功耗时的关节转角域以及本体高度和跨距范围,为机器人低功耗行走提供数据支撑。为开展电驱动大负重比六足机器人移动特性实验研究,搭建实验环境。根据机器人样机平台,进行机器人技术指标的实验验证。实验结果表明机器人样机满足技术指标要求,且部分性能优于技术指标要求,同时验证了关节转速、关节转矩和步态运动规划等理论分析的合理性和有效性。进行机器人样机步态行走实验,分析步态参数对机器人移动系统平均功率消耗的影响,得出移动系统平均消耗功率随步态参数变化时的趋势,并验证了机器人移动系统功耗特性理论分析的正确性。