随着时代的发展和科技的进步,机器人在越来越多的领域发挥着出色的作用,移动机器人的应用也愈加广泛,研制一款具有较强移动性能且经济适用的移动机器人具有十分重要的研究意义。本文首先对国内外闭链连杆式移动机器人进行研究,同时结合仿生海胆机器人的研究现状,对海胆的形态结构特征、移动机理以及Schatz机构的结构和运动特性等方面进行分析,从中获得机器人整体结构的设计思路。本文选择Schatz机构的翻滚杆作为仿生海胆机机器人的主体,通过在翻滚杆的中心点向四周延伸棘刺状棘杆的方法获得机器人的主体结构杆件,对几种不同的延伸设计方法进行论述分析并选定具有12根延伸棘杆的方案。通过设计加入支架杆作为局部支撑结构,使得机器人整体运动更加稳定,确定下机器人的整体结构设计方案。分析机器人的移动机理和转向过程的步态特点,并对其障碍跨越能力进行分析。根据机器人平面运动和越障能力的特点,对其移动控制策略进行研究规划,并制定机器人在障碍平面内的移动控制策略。在多体动力学仿真软件中进行机器人虚拟样机的建立,通过移动仿真实验,验证机器人到达平面内任一点的运动能力。对机器人实际使用过程中可能遇到的如斜坡、垂直高台、坑沟等典型障碍建立仿真模型,并对虚拟样机进行越障性能仿真验证。设计机器人样机的实物三维模型并制造装配出机器人样机进行实验,验证机器人的基本移动性能,然后在此基础上改进制作了新一代样机,对其越障性能和真实地形上的运动能力进行实验验证。本文设计的基于Schatz机构的仿生海胆移动机器人的主要创新点在于通过形态仿生学设计将海胆外形与Schatz机构相结合,在单自由度驱动的情况下,使机器人具备全平面的移动能力,并且具有一定的越障能力,在单自由度驱动的前提下仍然具备较为出色的综合移动性能,机器人具备良好的经济性和广泛适用性。