近年来,六足机器人的研究取得了很大进展,并获得了一些实际应用,然而,从仿生的角度来讲,现有的六足机器人并未表现出体型小,质量轻,运动灵活且具有高载荷比(负载能力和自身重量的比值)的特点,严重地制约了六足机器人的应用和推广;另外,在智能感知和控制方面,功能也比较单一。本文以提高机器人的载荷比及智能性为主要目标,开展六足仿生机器人系统的优化设计,基于优化的结果研制带有视觉及听觉的样机,并开发其控制系统,开展实验研究。根据功能及性能指标的要求,从仿生的角度设计了一种六足机器人系统结构,建立了单腿的运动学与动力学模型。推导了载荷比计算公式,分析了结构参数、腿部构型等对机器人载荷比的影响规律,从而确定了保证高载荷比的腿部结构参数及标称构型。在上述优化的基础上,进行部件选型及系统详细设计及机械加工,并集成了视觉及语音识别模块,以提高机器人的环境感知与人机交互能力。本文还开发了机器人的嵌入式控制系统及上位机操作软件。控制器采用STM32系列微控制器,在其上移植了嵌入式实时操作系统RT-Thread,以提高机器人控制器的数据处理能力。上位机软件是基于目前流行的机器人操作系统ROS(Robot Operating System)上开发的,实现了仿生六足机器人的语音控制、基于颜色的物体跟随和基于点云库的物体跟随等功能。嵌入式控制器与上位机之间采用WIFI进行通信,事实表明,这样的通讯方式,其传输速度和准确性都非常好。将机械、电气及控制等子系统集成后,研制了仿生六足机器人系统的样机,并进行了一系列的实验,包括基本运动能力实验、语音控制实验、基于颜色的物体跟随实验、人体跟随实验和载重测试实验等。实验表明,本机器人的运动能力和控制实时性都非常好,在载重方面,目前机器人的载重比可以达到1.02,通过提升机器人电源的供电能力并优化步态,还可进一步提高其载重比。