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本文所设计的机器人模仿昆虫爬行的脚的运动方式，将6只足分为两组，每组3个等边分布在外接圆半径为R的正三角形3个顶点上，如图1所示。
机器人在行走过程中，两组足交替支撑。两组足中的任一组3足可独立支撑起整个机器人身体，机器人重心始终落在A组或B组3足的三角形区域内，因此在平面爬行中没有倾覆的危险。
机器人具有独立的直行和转弯机制，两者可在各自的允许范围内任意方式结合，这就使得机器人的爬行十分灵活。
2 稳定性分析
如图2所示，点ABC分别是起支撑作用的三足，O是重心位置，A'B'C'分别是ABC到相对边的垂足。
3 驱动与控制电路的设计
本文设计的微型仿生六足爬行机器人采用了两个步进电机分别对直线驱动器和转角驱动器来进行精确控制。步进电机选用VITECH公司M8SP-XX21和M10SP-GX15，分别为φ8mm×9mm和φ10mm×l0mm微型步进电机。电机定位精确，输出力矩较大，尺寸满足要求，作为本设计的力驱动部件十分理想。
步进电机驱动芯片采用Sanyo公司LB1848M专用微步双全桥集成模块。该芯片集成双MOS桥，输出控制电流大，在5V电压下，它可以提供上述两种步进电机所需最大电流。同时该芯片仅有3个输人控制信号，控制起来十分方便。
本设计采用了一块24位的IO卡来产生机器人的控制信号。IO卡选取的是ICP DAS公司的DIO-24。该卡有24个可独立变成控制的IO口，可同时驱动8个1848，工作稳定，响应时间短，速度快，并且有＋5V的电源输出可直接给步进电机驱动LB1848供电，作为电脑与机器人之间的桥梁十分理想。
如图3所示，控制软件产生的控制各执行器的运动控制信号通过ISA总线发给DIO-24, DIO-24再通过I/O口将控制信号发给两个步进电机驱动芯片和两组步足起落控制电路，步进电机驱动芯片再分别驱动两个步进电机实现机器人的移动和转向，步足起落控制电路完成抬脚／落脚的控制。
4 上位机软件设计
上位机在整个系统中起着统筹发号施令的作用，它实现的功能为：根据操作员发出的直接命令或间接命令②计算编译出机器人运动控制信号，再把控制信号通过PC ISA BUS发给DIO-24。
图4是控制软件界面图，水平滚动轴可以控制转向步进电机进而直接设定A组足和B组足间的角度在±30°之间；同理，垂直滚动轴控制进退步进电机从而直接指定A组足和B组足中心的相对位置在±7.5mm之间；按钮A、B控制两组足的起落支撑；右侧9个按钮是产生连续的波形序列控制机器人连贯的完成诸如前后直行、左右转向等动作。
LB1848专用步进电机驱动芯片使用3个信号：IN1、IN2和EN来对步进电机进行控制；步足起落控制电路对每组足的控制只需要一位数字信号。因此，根据设定的机器人爬行轨迹，计算产生以下8个信号的波形就构成了上位机的软件控制逻辑：
M＿IN1，M＿IN2，M＿EN，R＿IN1，R＿IN2，R＿EN，FEET＿A，FEET＿B
DIO-24的24位IO口按8位1组分为3组，分别是PAO~PA7、PBO~PB7和PCO~PC7本设计的IO口分配如表1所示。
为方便控制，程序首先定义了一个步进电机的类：
通过拖动两个滚动条实现对机器人的控制只需编写触发滚动轴的改变事件即可，下面以进退控制为例：
End Sub
由于VB自带的Timer控件定时精度太低，因此这里所有的精确定时都采用的是仅供Windows 95及其后续版本使用的精确时间API函数QueryPerformanceFrequency（）和QueryPerformanceCounter（）。精确定时器类代码这里不再详述。
5 实验结果与误差分析
根据上述原理和设计方案，作者制作了微型仿生六足机器人样机，其基本尺寸为：R=3cm, H=4.2cm,重49g,实物如图5所示。
对样机的测试结果表明：机器人运动平稳，转弯自如，平均最大步行线速度达7.9mm/s,转弯角速度达0.42rad/s,即转一圈需要14s左右。但转弯不够精准，原地转一圈后不能严格继续原来的行进方向，误差在每圈10°之内；行进距离也不能严格保证，不能精确地直行指定的距离，如150mm（10步）误差在5 mm以内。分析其原因主要是：零件的加工精度不够，如齿轮的中心距不能严格保证，导致齿轮与齿轮、齿轮与齿条啮合不理想，进而在每一步产生误差；足与地面接触点材料选择不佳，目前采用的是钢，今后的实验拟采用橡胶、硅胶等做对比实验。
6 结束语
在研究了昆虫步态的基础上，运用仿生原理，本文提出了一种六足机器人机械结构设计的新思路，并研制了基于这种设计思路的样机。实验证明，该机器人可以实现直线运动与转向运动的合理、有效结合，转向角度、角速度可控、直线行进步距、速度可调，行动灵活可靠，实现了预期的设计目标。
预计下一步的工作包括：研制基于这种机械结构的适应特殊环境的机器足，如适应垂直光滑平面的吸盘式步足、适应导磁材料（如钢板表面、钢管内壁）上的电磁步足等。