随着人类对自然界探索的不断发展,各领域对能够在复杂环境中自由移动机器人的需求日趋广泛。六足仿生机器人对地形的适应能力比较强,能够在复杂的地表高效行走,具有冗余的肢体结构,可以在失去若干肢体的情况下,继续执行一定的任务。因此,六足仿生机器人比较适合进行野外侦查、水下搜索以及太空探测等对机器人的可靠性、自主性要求较高的工作。本课题的目的是设计一种模块化的、具有力感知功能的六足仿生机器人的单腿结构,并对设计的单腿进行运动学分析和足端轨迹规划,研究足端与地面接触过程足端力的柔顺控制策略,实现腿部的柔顺控制。本文从仿生学的角度出发,对六足昆虫的腿部进行研究。分析了腿部结构和功能特点,以此为基础设计完成了六足仿生机器人的单腿结构:完成了模块化关节的设计,在高集成度的要求下有效地减小了关节尺寸;实现了集成于腿部结构的力和力矩传感器,包括足端三维力传感器和关节力矩传感器的设计;设计了集成于单腿胫节的被动柔顺机构,结合力感知功能为后文单腿的力柔顺控制奠定基础。对设计的单腿进行了运动学分析,建立了单腿的D-H坐标系,求出了机器人单腿的运动学正解、逆解和雅可比矩阵,为下文机器人整体运动和控制提供条件。根据六足机器人的步态特点和控制需要,进行了足端轨迹规划,并对生成的足端轨迹进行了运动学仿真。针对六足仿生机器人足端力的柔顺控制问题,分析了两种足端力的阻抗控制策略。针对本课题设计的机器人单腿,采用了基于足端位置的阻抗控制策略,并通过公式推导和控制系统仿真,分析了阻抗参数对力跟踪的影响。针对复杂环境中环境参数的不能精确得到,提出了对环境参数在线估计的阻抗控制策略,通过仿真验证了该方法可以有效的实现单腿的力柔顺。最后,通过Adams和Matlab的联合仿真,验证了阻抗控制算法的有效性。