对于近海、浅滩及水陆交界地面等复杂环境,需要研发一种具有两栖运动能力的机器人,可实施近海防御、侦查、通讯与救援等任务。本文以海蟹为生物原型,对海蟹进行功能和结构仿生,研制一种既可在陆地上行走,又可在海底爬行的多足机器人。该机器人具有在复杂非结构化地形自主运动的能力,有较强的环境适应性和运动稳定性。本论文研究的目的是设计一种具有全方位运动能力的多足机器人,以生物海蟹为仿生原型,进行多足机器人的整体结构设计。设计出串并联混合的五连杆机构的步行足,以机体的灵活性为目标,对多足机器人的步行足结构进行优化。将步行足分解为两个串联的机械臂,采用D-H法对步行足的正逆运动学和步行足的工作空间进行分析,并对所分析的运动学进行验证,为之后的姿态反馈控制策略及运动规划打下基础。针对多足机器人运动,提出一种基于中枢模式发生器(CPG)的运动控制方法。采用改进的非线性微分方程作为节律信号的振荡器模型,对振荡器模型极限环的稳定性和唯一性进行分析,采用独立参数分析法对CPG模型特性进行仿真研究。建立了多足机器人的CPG控制网络模型,每条步行足采用一个Hopf振荡器作为控制器。对典型波形步态进行研究,为增强多足机器人的环境适应能力,利用改变连接权重矩阵的方法实现典型波形步态间的转换,利用仿真验证了该方法的可行性。针对机器人能在复杂环境的行走稳定性问题,进行了步行足足端轨迹规划和姿态反馈控制策略研究。采用高次曲线与直线混合的方法规划步行足足端轨迹,并将足端轨迹的近似傅里叶级数展开获得频次谐波信号与Hopf振荡器产生的节律信号融合,可以方便进行机器人的运动状态的调节和步态转化。设计一种环境自适应控制器,使CPG单元融合姿态反馈信号,实现对机器人运动姿态的闭环控制,从而抑制外界环境对机器人的扰动,提高多足机器人的运动性能。构建虚拟样机,进行联合仿真,验证姿态反馈控制策略的有效性。结果表明,机器人在斜坡行走中的振荡减弱,打滑问题得到抑制。研制了多足机器人原理样机,搭建多足机器人的实验平台。进行直行、转弯和爬坡实验来验证多足机器人在复杂地形的运动能力,及姿态反馈调整策略的有效性,从而提高机器人环境适应性。实验结果表明,在该控制策略的作用下,机器人具有良好的行走性能和环境适应性。