足部作为人类在行走过程中,直接与地面接触的部分,在自然界演化的过程中,形成了可以自适应复杂地面行走的能力,并在步态行走过程中起着至关重要的作用。同样,足部的运动与减震、负重稳定性也是息息相关的,对机器人来说,机器人的足结构对机器人步态行走同样起着至关重要的作用。为了可以使仿人足式机器人的足式结构具有与人足相似的行走功能,提高机器人步态行走的稳定性,本文基于桅杆型八面体张拉整体结构,提出一种新型足式结构用于提升传统足式结构的柔顺性、稳定性和自适应性。本文研究的主要内容:首先,建立了桅杆型八面体张拉整体结构数学模型。对桅杆型八面体结构进行静力学和逆动力学分析,并且通过构件之间的刚性置换,得到了桅杆型八面体张拉整体结构的等效结构,并利用ADAMS仿真验证等效结构可以很好的模拟人足的基本运动特征;为了更好的限制等效结构的自由度,避免结构因自由度过多而造成的结构失稳,设计出新型足式结构的机构学映射模型,并通过对机构学映射模型的空间分析,验证了所提出的基于桅杆型八面体张拉整体结构的新型足式结构的设计方法的有效性。其次,对新型足式结构的结构设计。根据机构学映射模型,设计足式结构的机械结构,在桅杆型八面体张拉整体结构的等效结构的基础之上,添加了一种基于棘轮齿轮结构的锁定结构,用于提高足式结构稳定性。最后,对物理样机模型制作与性能测试。利用快速成型技术制造出样机的部分零件,根据设计的样机模型,完成机构的装配和调试。搭建实验平台对新型足式结构地形自适应运动功能特性和棘轮齿轮锁定机构的稳定性进行了实验验证。新型足式结构以人足生物学模型为仿生样本,将张拉整体结构与机构学设计相结合,利用锁定结构,实现刚性足式结构与柔性足式结构之间的自由切换,提高了传统足式结构的稳定性,较好地模拟人体足部的运动特征,用于解决仿人足式机器人足式机构自适应地形行走的问题。