世界各地,由于自然灾害、恐怖活动和突发事故等原因引起的灾难时有发生,单靠人力完成救灾工作不但任务艰巨而且局限性较大,救援机器人作为自动执行工作的机器装置,可协助人类完成各种复杂任务,提高救援效率。本文提出了一种新型轮腿复合式救援机器人,该机器人采用3自由度(2-UPS+U)&R串并混联机构,具有工作空间灵活、能耗低、地形适应性强等特点。首先,分析可以作为救援机器人腿部机构的几种机构,包括串联机构、并联机构和串并混联机构,考虑所设计轮腿复合式救援机器人的设计要求与工作环境,确定其腿部采用(2-UPS+U)&R串并混联机构,对腿部结构进行设计,确定了整体结构布局,建立其整体结构三维模型,并对腿部机构和整机自由度进行。其次,采用矢量法对腿部(2-UPS+U)&R串并混联机构及整机进行运动学分析。建立腿部机构作为摆动腿及站立腿时的数学模型,并进行位移、速度和加速度的分析,通过数值算例得出相应的曲线图,在此基础上对静态行走的救援行机器人整机进行分析并得到其运动学模型,采用数值法和几何法求解出其工作空间并进行比较,分析各尺寸参数对工作空间的影响。再次,采用虚功原理分析方法对救援机器人摆动腿进行动力学分析。求解出摆动腿各构件的质心速度、加速度及受力情况,得到其动力学方程与电机的驱动力/力矩,并通过数值算例得出相应的曲线图,对电机理论最大力/力矩进行预估。最后,运用ADAMS软件对轮腿复合式救援机器人进行仿真分析。分析救援机器人的稳定性、步态和足端轨迹,建立该机器人的虚拟样机,进行机器人运动仿真,并通过测量函数生成仿真结果曲线,从而对所设计的救援机器人的运动学、动力学分析进行验证。