攀爬机器人的研究已经成为当今机器人学领域的热门课题之一,近些年来各种攀爬机器人成果层出不穷,应用于各种领域,包括军事侦察、抢险救灾、探险、水下地下管道和设备检测等。而欠驱动机构由于其诸多优点而备受关注,所谓欠驱动机构,是指驱动数目少于其自由度的机构。目前,有许多研究正是由于受到驱动技术的限制而遇到发展瓶颈,如拟人灵巧手的研究。对于采用欠驱动机构的拟人灵巧手,相对于独立驱动拟人灵巧手,其驱动电机数目大大减少,降低了整只手的重量以及控制系统的复杂性,同时还可实现拟人手的自适应抓取。基于欠驱动机构的优点,本文将其应用到攀爬机器人的设计当中,并对其稳定性深入分析,具体如下:所设计攀爬机器人功能是实现在树干、管道等柱状物上爬行,针对所要实现的功能进行的设计方案为:机器人肢体采用欠驱动三肢节机构,为文章的研究重点和难点,另外还包括行星轮传动系统、行走驱动系统、机架和机身外壳。文章首先对攀爬机器人肢体欠驱动机构运动学进行了分析,并建立力学模型,给出了接触力表达式;为获得良好抓持性能的攀爬机器人欠驱动肢体,从设计阶段考虑攀爬机器人抓持稳定性,利用等接触力方法并结合欠驱动机构的稳定性分析,对攀爬机器人肢体的结构参数进行设计,进而建立攀爬机器人模型;文章最后根据攀爬机器人结构和相关参数,针对攀爬机器人自身重力、摩擦等,对攀爬机器人稳定性进行分析,得到攀爬机器人稳定工作的范围。