随着科技不断的发展创新,移动机器人有时已经能够代替人类从事一些活动,被广泛应用于各个领域。张拉整体机器人是移动机器人研究的新方向,同时也是张拉整体结构研究的新方向,它所具有的易变形、质量轻、力学性能优异特点是轮式和腿式移动机器人所不具备的。本文以四杆张拉整体机器人为研究对象进行了深入的研究,主要包括结构的建立、运动学分析、步态的改进分析、碰撞动力学分析、实物样机的改进及直线运动分析,具体的研究内容及成果如下:首先对四杆张拉整体机器人进行运动学分析。通过建立节点矩阵、杆构件矩阵、索构件矩阵、和其之间的连接矩阵,建立起结构的数学模型。以杆构件的两端节点为研究对象,结合奇异值分解的方法推导出节点的速度表达式,得到节点的运动状态。并将分解出的因子k与机构势能最速下降方向的推导结合,得到一种新的节点速度表达形式。其次对步态设定进行改进分析。在理论着地点不变的情况下,分析新设定的单侧驱动步态的实际着地点拟合情况,并与双侧驱动步态进行对比,汇总了在不同摩擦系数的地面运动时的步态偏差。以单侧驱动步态拉动对角索时,对重心的偏移情况进行了分析。接着对结构与地面的碰撞动力学进行理论分析。推导出碰撞时的动能、势能、变形能,对动力学方程进行推导分析。接下来利用推导出的参数对刚体碰撞和柔性体碰撞方程进行分析,通过动量平衡法推导出柔性杆体与地面斜碰撞的动力学方程。最后利用ADAMS软件对运动和碰撞进行仿真,验证了理论的可行性。最后对样机进行改进与试验。选择步进电机并对电机的控制系统进行分析,硬件系统选取单片机控制器和ULN2003驱动器,分析软件系统程序的编写思路。然后对实物样机模型进行了改进,以新设定的单侧驱动步态方式进行翻转试验,验证了理论的正确性,并且使运动性能得到改善。