移动机器人在泄漏检修、灾害救援等国民经济和国防建设领域有着广阔的应用前景,其协同机械臂或检测工具进行人类难以完成的操作、探测等工作,直接影响机器人作业效能,然而,受限于石化现场、救灾现场等动态多变障碍地形,传统移动机器人难以满足作业需求,其通过性、稳定性、运动柔顺性等性能亟待提升。针对上述问题,本文基于被动变形车轮和柔性铰接装置,借鉴蜈蚣身体结构特征,创新设计出一种可以适应复杂多变障碍地形的轮腿复合式多驱动模块铰接型移动机器人,对这种新型移动机器人的移动机构、运动学、力学以及稳定性等关键问题开展深入研究。本文主要研究工作与成果如下:1、为增强移动机器人整体性能,研究和借鉴蜈蚣身体结构特征,通过设计引用基于四杆机构的高变形比被动变形车轮和能够刚柔变换的柔性铰接装置,研制了一款能够被动适应复杂多变障碍地形的轮腿复合式多驱动模块铰接型移动机器人,对被动变形车轮中四杆机构进行优化,同时对机器人关键零部件进行结构性能仿真验证。2、通过构建机器人单驱动模块运动学模型,综合各模块间运动约束关系,建立了机器人整体位姿方程,提出了机器人柔顺运动控制方法,基于特殊障碍地形下机器人运动特性分析,构建障碍参数与机器人姿态关系模型,通过平面失稳和单侧失稳状态下机器人运动状态分析,提出了两种状态下的失稳运动矫正策略。3、基于外力作用下车轮被动变形机理研究,结合多驱动模块耦合状态下机器人整体受力分析,系统建立了机器人越障力学模型,从力学角度利用稳定锥方法推导得到了机器人各极限姿态的稳定模型及其临界倾翻条件,对各种障碍下机器人的通过性进行分析,得到了机器人所能跨越的不同障碍极限值。4、搭建了铰接型移动机器人样机系统总体架构和实验平台,针对机器人的越障性能、运动柔性以及稳定性开展了系列综合实验。实验结果表明,机器人结构设计合理,理论分析正确,且具备较强的越障性能、运动柔性和稳定性,能够被动适应复杂多变障碍地形。