软着陆巡视探测技术是国际深空探测装备技术的主流发展方向,也是国际研究热点和前沿课题。目前的地外星体着陆器软着陆后都是固定不可移动的,只能执行原位探测任务。在中国航天相关研究部门支持下,本课题致力于为着陆器注入行走移动能力,从机构设计角度开展基础性研究,让着陆器软着陆后能走起来,为开发出具有鲜明中国特色和国际先进水平的深空探测软着陆巡视探测装备提供预研支持。论文开展了以下研究工作:根据地外星体环境特点和工作模式,基于G_F集理论提出一种四足可移动式着陆探测机器人构型设计方案,并建立运动学正反解数学模型。该设计方案具有良好的软着陆稳定性和地形适应能力。进行了移动式着陆探测机器人性能指标分析,通过求取机器人工作空间,对其地形适应能力、调整姿态能力以及收拢展开能力进行分析,确定机器人最佳初始位置,使其灵活性与行走能力最优。针对地外星体作业对装备节能的严苛要求,在保证稳定性前提下基于能耗指标规划了机器人的节能步态,分析了所有步态情况并设计最佳的行走方案,使其能耗性能最优。为保证复杂地形条件下着陆探测机器人的运动连续性和稳定性,基于时变NURBS运动建模技术建立机器人运动位置及姿态模型,并开发运动设计软件来优化足端和机体轨迹,保证了行走过程的实现。此外,地外星体探测装备具有不可维护性,本文通过螺旋理论研究了着陆探测机器人的故障容错能力,分析了各类故障模式下机器人具有的残存运动能力,为着陆探测机器人的高可靠性服役提供了依据。