与众多移动机器人相比,腿式移动机器人具有更好的机动性和地形适应能力,而轮式移动机器人具有更快的移动速度和转向能力。轮腿复合机器人将两种移动方式的优点进行了结合。现有的轮腿复合机器人由于控制复杂或无法变形,在面对复杂地形时的可靠性及移动能力受到限制。本文将以单自由度腿机构为基础引入变胞原理对其进行变胞综合,得到少自由度的轮腿复合可变形移动机器人,提高机器人的可靠性和移动能力。首先,通过对国内外单自由度腿机构的研究,利用颜氏机构创造性设计法对现有的六杆腿机构进行了分析,引入关联规则得到了腿机构的设计规则,根据规则找到多种单自由度腿机构,依据每种机构的足端轨迹,找出了一种最理想的单自由度腿机构。其次,根据找到的单自由度腿机构,引入变胞原理,利用矩阵消阶法的逆运算对腿机构进行变胞综合,对综合出的结果进行分析,选择了合理的拓扑图,根据拓扑图得到了变胞轮腿机构。然后,提出模式切换装置,该装置可以适用于模块化的腿机构。为了实现机器人移动模式的切换,需要利用模式切换装置对轮腿变胞机构实现变形。为了保证机器人的稳定性,模式切换装置需要有较高的刚度。本文设计了连杆传动和绳传动两种模式切换装置,上述两种装置均可完成变胞轮腿机构的模式切换动作。最后,进行了变胞轮腿机器人的仿真,仿真研究主要针对本文所述腿机构的四足和六足机器人,经过仿真发现四足机器人和六足机器人都可以完成移动模式的切换,但四足机器人在腿式移动模式和变形状态下的稳定性均不如六足机器人。本课题所设计的轮腿式变胞机器人可以在腿式移动模式和轮式移动模式间互相切换,在腿式移动状态下移动时和在变形状态下变形时均只用一个自由度,控制方便稳定,在保证机器人能够适应多种路况的前提下使机器人具有较高的可靠性。