在一些特种环境中，如反恐排爆、灾难救援等现场，特种机器人被越来越广泛地用于代替人类执行信息获取、环境检测、搜索救援等工作。作业环境的复杂多变，要求特种机器人有较好的环境适应性。本文旨在给出一种关节履带式特种机器人控制系统的实现方案，及其越障过程的相关理论研究。根据非结构性作业环境对特种机器人提出的设计要求，本文以六履带四摆臂式结构为行走机构，实现了小巧轻便、运动灵活的关节履带式特种机器人本体；采用镂空的同步带轮设计，使该机器人的野外环境适应性取得了有效进展；以分布式控制模型为架构基础，通过无线并行通讯，实现了完全无拖缆的离线控制系统；以模块化设计思路为指导，采用插板式组装方法，有效提升了该机器人控制系统的扩展性和可维护性；使用图形化编程，实现了该机器人操作界面的仪表化和数据信息的可视化。在关节履带式特种机器人控制系统设计中，机器人本体端的机载控制装置以dsPICFJ12MC202数字信号处理器为核心，和LMD18200从控控制模块、LM2576可控电源模块、无线通讯子系统、可控照明子系统以及两自由度旋转云台摄像头，共同构成了一个完整的远程运动控制系统，通过对四台电机的动作协调和对外围系统的端口控制，实现该机器人对用户指令和现场环境的实时反应；用户控制端则集成视频采集显示和控制信息收发功能，利用LabVIEW开发环境，给出了友好的人机交互界面。在履带式特种机器人的越障研究工作中，以上述样机为模型，从质心运动学角度，对机器人越障，尤其是垂直障碍物的攀越进行了动作规划、稳定性分析和越障性能计算，并通过Matlab最优化函数工具得出了临界状态理论值；更进一步，动力学分析给出了前摆臂下压力矩与越障起始角之间的关系；最后，履带式特种机器人样机的越障性能在环境适应性实验和多种越障实验中得到验证。