随着机器人应用领域的不断扩大,八足仿生机器人作为解决机器人在非结构化地形环境协助或代替人工作越来越有效的途径逐渐被关注。本文以蜘蛛为仿生原型,设计了一种八足仿生机器人腿部机构和整机机构构型,研究了其运动学、动力学、稳定性及步态与轨迹规划等问题。运用坐标变换法、几何法和求导法分析了腿部机构位置关系,推导了单腿位置正反解和关节速度、力传递数学公式。基于工作空间几何形状优选了腿部机构连杆尺度参数。依据灵巧度和力学传递性能两个指标分析了单腿运动性能。分析了整机运动学和动力冗余度,并运用拉格朗日法建立了单腿动力学方程、整机动力学方程和以足端支反力为广义输入的动力学约束方程。基于行进方式确定了机械腿安装角度和最大步长,分析了不同行进方式和分组方式下的机器人稳定性,确定Z形分组蜘蛛型行走方式作为机器人四足步态。给出了16种高稳定性六足步态和八足仿生机器人腿足损坏后的6种机械腿布局形式以及对应的分组方式,分析了四足步态直线行走方式下,机器人重心高度和斜坡倾斜角度对机器人稳定性的影响。依据机器人行走速度要求和腿部机构工作空间的求解结果进行了足端轨迹规划,建立了足端运动轨迹数学模型,虚拟样机仿真验证了所建模型和轨迹规划的正确性。本文的研究成果为该种八足仿生机器人的开发与应用奠定了理论基础。