针对崎岖的月面地形,轮腿混合式移动系统共享轮式移动系统和腿式移动系统的优点,实现了二者的优势互补,已成为我国月球探测预研重点项目之一。本文以月面六足轮腿式机器人为研究对象,设计了机器人机械结构,开发了其控制系统,开展了步态设计、自主避障、姿态控制的研究,搭建了原理样机并进行运动控制算法试验验证。首先,对月面六足轮腿式机器人运动控制系统进行总体设计。阐述了任务与性能需求,明确机器人系统的运动功能与优化方向;结合系统需求,分别设计了该机器人的机械结构与运动控制系统结构,完成了运动控制系统硬件选型与原理样机的搭建。其次,对该机器人进行正逆运动学分析。采用改进型D-H参数法对机器人单腿进行数学建模,建立正运动学方程得到机器人6腿足端工作空间;分别采用Newton Raphson迭代法与基于轴不变量的逆运动学解析法进行逆运动学求解并对比分析;在笛卡尔空间中对机器人足端轨迹进行规划,设计MATLAB GUI人机交互界面开展数据仿真。再次,开展了运动行为设计。在ADAMS虚拟样机分析软件中,结合足端轨迹规划,进行“3+3”步态、原地转向步态和跨越台阶步态的设计;基于行为控制原理,设计“避障”和“趋向”两种行为并加入“专家经验”,实现机器人自主避障;利用机器人逆运动学算法,针对坡面工况,计算该机器人在不同倾角下对应的6腿关节空间,设计姿态调整行为使得机器人在变倾角的坡面始终保持车身姿态水平。最后,进行运动算法试验验证。设计人机交互界面,编写机器人运动控制软件,对搭建的原理样机进行了“3+3”摆腿步态、原地转向步态、触地反馈与坡面姿态控制的试验验证。试验结果表明,月面六足轮腿式机器人通过运动控制算法能完成相应运动功能。