为了有效的提高双足机器人在直线运动上的运动速度,自主创新设计了摆腰式的双足机器人。此设计的目的是通过无膝双足机构减少双足机器人在寻找稳定重心过程中的时间。主要目的是研究此机构在运动过程中的稳定性。首先,根据机构设计及其工作原理在SolidWorks软件中建立三维建模,将机构简化为六连杆模型。然后,运用正运动学分析理论建立正运动学方程,并结合三维模型中各个结构的数据参数,推导出摆腰双足机器人各个关节的运动函数及重心坐标。最后,在此基础上应用ADAMS软件对摆腰双足机器人进行运动仿真,求出在既定电机速度的情况下各个关节的运动变化曲线及速度变化情况,进而得到摆腰双足机器人在前向运动过程中重心变化情况,得出其稳定情况。

机器人在崎岖地形工作有较大的困难,为此研究设计了四足液压机器人。该四足液压机器人的设计是基于四足腿式机器人和轮式机器人的变形,使机器人能够适应更加复杂的地形,包括上/下陡坡、上台阶和过沟壑。首先进行了机器人运动稳定性判定的算法调研,确定了SSM稳定性判定方法更适合分析四足液压机器人的越障运动过程。其次,基于SSM原理设计了多种障碍的越障步态。最终,基于ROS系统在gazebo物理引擎下完成运动仿真。通过计算系统SSM裕度值及物理仿真实验验证了机器人能够安全稳定的越障,证明了越障过程动作设计的有效性。

从运动学的角度设计了一种新型步态模拟机构。先以正常人体步态作为依据,利用AD-AMS对该机构尺寸进行了优化设计,在优化过程中,利用复数矢量法确定约束函数,以耦点轨迹和实际步态踝关节轴的轨迹误差最小作为优化目标。最后将优化结果和实际人体踝关节运动曲线进行对比,验证了该机构的可行性。

针对步行器助行过程中存在的安全问题，研制了一套步态稳定性监测系统。阐明了该系统的工作原理以及系统设计方案；通过相应的校准实验和对步行器使用者所进行的临床测试，证明了该系统具有精确、实时、使用方便的优点，并有望在康复临床中得到进一步的应用。

分析了步行机器人的静态稳定性以及步行过程中重心产生的偏移对稳定性的影响，针对这个不稳定因素，提出了一种解决方法，对静态稳定性计算进行了完善，并在此基础上对原有机器人的步态生成方法做了一定程度的改进。

四足机器人相对于双足机器人在稳定性和承载能力上要好,而相对于六足和八足步行机器人在结构和控制上比较简单,因此四足步行机器人已经成为移动机器人领域研究的热点之一。文中运用Solid Works、ADAMS和Mtalab/Simulink建立机器人仿真模型,并在仿真系统中对机器人进行平面直线行走步态的仿真研究,并对质心速度均匀和非均匀情况下的机器人运行效率、足尖地面碰撞力、单腿髋关节力进行了仿真与分析。经仿真验证：相对于质心速度非均匀步态,质心速度均匀的步态在机器人运行稳定性和运行效率方面均得到很大的提高,而对足尖碰撞力和单腿髋关节力影响较小。

介绍了一种步态机器爬杆运动,此运动是主要由上手臂、下手臂、上手部、下手部、臂部转动电机、腕部转动电机、夹持驱动电机相互配合来实现臂部关节步态翻越,腕部关节俯仰及手指对所爬杆件的夹持完成.实现该运动方式的结构简单,运动分级协调,工作稳定性高,能够快速攀爬各种弧度的杆体且能够翻越障碍物,适合用于实施对圆柱、类圆柱塔类建筑、工程设备的安装、检修、拆卸等工作,综合效益高.