在传统观念中机械结构被人们视为冷冰冰的被控对象,其只能通过控制指令产生相对的运动和力。近年来,随着机器人技术,机构学以及材料学的不断进步和发展,一种新的具有思考能力的机器重新回到专家学者的视野,于是机械智能技术得到了广泛的关注。本文以此为研究背景提出了一种以“智能”材料形状记忆合金（Shape Memory Alloy）为致动器,设计并制造出一种依靠自身运动逻辑控制的爬行机器人。该机器人致动系统将SMA致动器与柔顺双稳态机构相结合,保证机器人运动的可靠性,同时调节机器人在两个稳态位置运动过程中的能量。与此同时该机器人的爬行速度可依据使用范围情况调节通电电流的大小实现转变,并且该爬行机器人无须电子控制电路,所以使机器人设计轻量化,集成化,可大大提高SMA作为致动器在机器人领域的使用领域范围。全文取得以下成果:（1）提出并设计了一种依靠弹簧磁铁系统通过自身运动逻辑控制的爬行机器人。该机械逻辑可替代位置传感器的功能,根据机器人运动位置控制致动器通,断电逻辑。该机构可降低控制系统的复杂性,提高系统的可靠性,降低成本,减轻机器人重量使结构紧凑集成化。（2）由于传统形状记忆合金的本构模型较为复杂,为工程实际应用增加了设计难度。本文应用静力学双模态模型,在只考虑纯奥氏体与马氏体相位下建立形状记忆合金弹簧致动器的力-位移输出数学模型,通过简化相变过程使得该模型可适用于无需考虑温度导致相变情况下的形状记忆合金弹簧致动器的设计。最后实验结果与模型得到了很好的验证。（3）为使柔性双稳态机构更好的与拮抗式形状记忆合金致动器相匹配,本文引用伪刚体模型（PRBM）与双梁约束模型（Bi-BCM）对预应变式柔性双稳态机构的尺寸设计进行仿真分析。建立双稳态机构尺寸参数对应的数学模型,最后得到参数可调的双稳态机构作用于滑块的力-位移的曲线关系,并由此指导机器人的参数设计。（4）本文对上述的模型进行了静力学分析,根据运动过程的各个阶段提出相应的约束边界条件,为机器人的设计提供了理论参考依据。在此基础上对机器人进行相关的爬行实验验证设计的可行性,并得到机器人在不同电流作用下的位移时间关系,实验结果表明可通过调节驱动电流大小调节爬行机器人步态频率。最终在满足致动精度的情况下,采用本文提出的方法可以减少形状记忆合金作为驱动的爬行机器人的设计成本。同时降低控制电路所带来的复杂性,为形状记忆合金作为致动器在机器人致动器领域的应用带来了新的设计思路。