足式机器人随着科学技术的进步得到了迅速的发展,相较于两足与四足机器人,六足机器人拥有冗余的机械结构,使其能够在运动过程中具有更好的稳定性,因而被广泛应用于一些人类很难进入甚至无法到达的恶劣场合。然而,复杂、危险的非结构环境极易使六足机器人发生单腿失效,而传统的步态难以使得单腿失效的机器人继续稳定行走,人类也很难对机器人进行远程修复。针对上述问题,开展单腿失效的六足机器人容错步态规划与切换研究,有助于提高机器人的环境适应能力,对人类探索未知环境有着重要意义。首先分析六足机器人的构型,对其单腿建模,并进行正逆运动学分析与实时重心求解,为后续的运动控制、仿真以及实验奠定理论基础。为使机器人步态更加灵活,对机器人单足工作空间进行分析,构建了离散化步态模型;针对机器人单腿失效后无法继续稳定行走的问题,对稳定判据进行优化。在此基础上,求解机器人的稳定裕度,基于稳定裕度与运动约束条件规划了六足机器人单腿失效后的容错步态,并提出了一种容错步态的落足点选取规则;为使机器人的相序固定,通过CPG网络模型,生成神经元连接权重矩阵,构建了时变容错步态节律发生器。其次,为保证步态切换过程的稳定性,基于足端约束条件,设定了相应的步态切换规则;为选出最优的步态切换策略,引入步态切换因子,设计了以稳定裕度与行进效率为输入,步态切换因子为输出的模糊逻辑系统。基于马尔可夫决策过程,以机器人的步态切换因子为优化目标,提出了一种六足机器人从经典步态到容错步态的切换策略。最后,基于MATLAB与Adams搭建联合仿真平台,结合小型六足机器人样机对单腿失效六足机器人的容错步态及步态切换策略进行仿真与实验,通过分析机器人在容错步态下行走及进行步态切换时的稳定裕度与重心变化等曲线,验证容错步态及步态切换策略的可行性。