六足机器人具有移动能力强、复杂地形环境适应性高等优势,可以广泛应用于灾后救援、环境监测、星际探测等领域,已成为一个研究热点。但现有研究多着眼于六足机器人的结构设计和步态控制,而对运动过程中的能耗研究略显不足。本文针对弧形腿六足机器人能耗研究欠缺的问题,以及对地形适应性最大化、能耗最小化等需求,研制了一种能够适应各种复杂地形、运动能耗较低、结构紧凑的弧形腿六足机器人。通过设计六足机器人的整机结构,分析其多地形下的运动步态,研究其步态的能耗优化控制,并结合仿真与实验测试研究,验证了样机的可靠性及实用性。论文具体研究工作如下:（1）六足机器人整机系统设计。基于结构模块化思想,设计了机器人的整机机构,包括弧形腿的优化设计、电机-同步带-联轴器的驱动模块结构设计。以高实时性控制为目标,设计搭建了硬件控制系统,包括STM32控制器的设计、M3508电机驱动模块设计;同时基于位置PID控制器开发了机器人的底层软件控制系统,设计了由决策层、规划层、执行层组成的运动控制结构,完成了整机运动控制设计。为后续的理论分析及样机研制提供基础。（2）六足机器人步态规划及动力特性分析。基于六足机器人的平地、楼梯、斜坡等多地形运动环境,对直行、转弯、爬楼梯、爬斜坡等步态进行规划,分析了四种步态的动力学特性,并对这四种步态进行了ADAMS运动学仿真。研究结果表明:机器人的直行、转弯、爬楼梯及爬斜坡步态的规划合理,可以较好地适应各种地形;降低周期、增加支撑相角度θs可以提高运动速度,但增加θs降低了运动平稳性;电机扭矩随着θs增大而增大;支撑相的扭矩较大,而摆动相的扭矩基本接近零。（3）六足机器人能耗优化控制研究。根据六足机器人的动力学模型及能耗模型,设计了一种多项式运动曲线,对机器人的平地直行、爬斜坡步态进行能耗优化建模,基于MATLAB遗传算法对优化轨迹曲线系数进行求解,并规划常规的运动轨迹曲线,通过理论分析研究了不同轨迹曲线、步态参数对能耗的影响。研究结果表明:优化曲线的能耗率最低,验证了能耗优化建模的正确性;θs越大,能耗率越大;斜坡角度越大,能耗率越大。（4）六足机器人样机搭建与实验研究。基于理论分析结果,对机器人关键零部件进行了选型验算以及部分部件的制作研究,搭建了弧形腿六足机器人的样机。开展平地、沙地、草地、乱石、斜坡、楼梯等复杂地形下的适应性实验,以及平地、斜坡地形下的能耗测试实验。实验结果表明:1)机器人可以适应多种复杂地形,且运动性能较高;2)机器人平地的运动速度最大可达0.53m/s,采用爬斜坡步态最大可以爬35°的斜坡,采用爬楼梯步态最大可以攀爬角度为26.9°的楼梯,最高可翻越230mm的障碍;3)采用不同的轨迹曲线、周期、支撑相角度、斜坡角度进行平地和斜坡能耗实验,扭矩和能耗率会有所不同,但实验与理论分析得到的扭矩及能耗率基本接近。