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多足步行机器人具有较强的机动性和适应不平地面的能力,可满足军事侦察、资源探勘以及抢险救灾等多种用途需求,它的驱动方式分为液压驱动、气压驱动、电气驱动等多种形式,其中液压驱动具有可以输出大驱动力和力矩、结构简单紧凑、定位精度高等优势,但是又普遍存在效率和功率密度低等缺点。为解决以上问题,本文依托教育部装备联合基金(6141A02022614),目的是从蜘蛛的液压驱动机理解析出发,研制出一款高功率密度、高效率的液压驱动六足机器人。本文的主要研究内容如下:首先,以海南捕鸟蛛作为仿生研究对象。采用自主设计的测试方法对蜘蛛步足上的femur–patella段液压驱动关节进行内部流动规律研究,进而获取了该驱动关节的关节角度-体积特性曲线。基于该曲线变化规律,使用MATLAB软件构造了计算公式,这为进一步探究蜘蛛液压驱动机理以及能量传递的过程做了铺垫。其次,根据蜘蛛步足的生理结构与驱动原理,创新设计了一种仿蜘蛛一体化双向运动关节,其高度复制了步足的功能。蜘蛛步足利用淋巴液压力和肌肉力的拮抗作用来进行驱动,因此为了模仿蜘蛛腿内的淋巴液的作用,将关节的撑开通过液压力推动活塞实现。同时为了模仿蜘蛛腿内肌肉的作用,将关节的收缩通过人工肌腱的收缩来实现。基于固定尺寸的人工肌腱设计了关节的尺寸,并对关节处铰点的位置进行了优化处理,使其能够在满足目标关节转角的前提下实现平缓的受力。对优化后的机构进行了仿真分析,根据所得到的相关曲线数据验证了所设计机构的合理性和可行性。此后,以蜘蛛仿生步足为运动和驱动单元,设计了六足机器人单腿以及整体结构。而且为了适应多地形工况,创新设计了一种能够快速地切换轮式行走和足式行走两种模式的切换机构。对采用三角步态行走的六足机器人使用ADAMS软件进行了仿真分析,其仿真结果表明六足仿生机器人移动平稳,行走时能量损失不大。此外,为了保证机器人行走时在受到外力作用后仍可稳定行走,使用有限元分析软件进行了关键零部件强度校核,结果表明所设计的机构满足使用要求。最后,由于时间和成本的限制,仅对六足机器人的单腿原理样机进行了试制与测试来验证所设计机器人的合理性和可行性。测试内容包括单腿摆动性能以及液压驱动系统效率和功率密度。测试结果显示单腿机构可以按照期望的关节转角和轨迹进行摆动;液压驱动系统的平均效率达到了75%以上;相比于传统的液压驱动系统其功率密度的提升超过了15%。以上结果表明了采用蜘蛛液压驱动机理可以带来机器人性能上的提升。