除草机器人能有效替代人类进行除草,降低劳动强度、减小成本、保护环境。目前国内外的除草机器人大多为轮式或者履带式,采用这两种方式的除草机器人在复杂的、不规则的农田耕地环境中行走运行的稳定性较差。针对这个问题,我们提出了足式行走方式,在众多足式机器人中四足机器人是最实用的,而在机器人行走步态中静步态是稳定性最好的一种,因此在本文的研究中,除草机器人采用四足静步态行走方式,以实现较好的稳定性。针对以上问题,本文探讨了四足式除草机器人在不规则农田地面的静态行走和稳定性问题,主要进行了以下几个方面的研究。1、分析了四足除草机器人的运动结构和运动机理,做出了其几何结构模型。2、对静态步行中的一些基本概念如步态、占空系数、静步态等进行了简述,对常见的几种四足动物运动步态进行了介绍,并对它们的步态时序进行了分析。3、针对四足除草机器人在不规则农业地面上行走环境的复杂性,运用极限分割的方法简化为斜面,建立除草机器人斜面步行的三个坐标系,并考虑除草机器人静态步行中脚的可动范围,基准位置。对斜面上的共同落脚点重新计算,然后进行除草机器人斜面静态步行的研究,包括斜面静态步行两种行走模式的步态选择,步态转换方法、摆动脚的着地落地位置、支撑腿的抬起位置等。4、总结机器人在行走或作业时受到干扰的情况,在前人研究的基础上提出了三棱锥法,并通过推导得到了除草机器人稳定性的评判标准-最小稳定角,并通过比较几种拟合曲线的最小误差平方和,确定13次拟合函数的误差最小。同时,引入了倾翻性能系数来综合评价除草四足机器人的静态、动态稳定性。通过数值模拟,讨论了在不规则农田环境中的地面倾角、外载荷及外力矩对机器人稳定性的影响。5、介绍了四足除草机器人试验平台的搭建,并采用前文中所提出的步态转换方法和稳定性评定方法进行了验证。实验平台主要包括控制模块、电源模块、驱动模块和通信模块以及上位机软件部分,对这些模块器件的选用进行了说明,同时对上位机软件进行了安装与调试,能够顺利完成编程、程序保存、下载、运行等功能。本文通过对足式除草机器人在不规则耕地地面上行走时脚可动范围、共同落脚位置点等参数的计算,完成了除草机器人的步态规划及转换,实现了机器人的静态步行；通过平台实验与数值模拟后的结果相比发现两者平均相对误差小,验证了所提三棱锥法用于稳定性判定的有效性；引入倾翻性能系数对其稳定性进行了综合评价与分析,结果表明合外力及地面倾角对除草机器人的稳定性影响更大,地面倾角对其影响关系接近线性单调。