移动机器人作为机器人领域的重要分支,在核辐射、地震、火灾等复杂恶劣环境中代替人类进行探索和作业,具有广阔的应用前景。机器人在地形复杂、障碍丛生的非结构化环境中能顺利完成任务,应具备良好的机动性、地形适应性和越障性,考虑到传统轮式移动机器人在越障方面的局限性,本文研制了一种具有自适应关节的轮式移动机器人,能被动适应地形变化,攀越大于车轮直径的垂直台阶。首先针对机器人应用环境的地形特点,明确机器人性能指标与设计要求,综合考虑越障、地形适应、车体平稳等因素,提出了一种铰接式摇臂悬架,摇臂能被动适应地形变化而相对转动,并在铰接点引入柔性关节以产生阻力矩,提高机器人的稳定性。分析了机器人自适应地形原理,对传动机构、柔性关节、减震机构进行详细设计,基于Solidworks软件建立机器人三维模型,并通过刚柔耦合动力学仿真分析对关键零部件进行强度校核。为探究机器人移动性能,对机器人攀越垂直台阶的越障机理进行分析,得出牵引系数对越障通过性能的影响,对机器人悬架机构进行建模分析,研究了尺寸参数对机器人越障性能的影响,建立多约束条件求解出悬架机构较优的尺寸参数。针对机器人运动时质心不断变化的问题,基于坐标变换法推导出任意时刻机器人的质心位置和质心域半径。利用RecurDyn软件对机器人移动性能进行仿真分析,结果表明机器人前轮越障是关键阶段,与理论分析一致,并通过仿真实验验证机器人具有良好的地形适应性能。通过有、无柔性关节的仿真对比实验,验证了柔性关节设计的合理性,并得出较优设计参数。为提高机器人运动性能,建立了崎岖地形下八轮机器人运动学模型,基于速度瞬心定理分析得出各驱动轮速度关系。针对机器人攀爬垂直台阶时存在失稳情况,对机器人前轮、中后轮攀爬垂直台阶关键阶段的速度进行分析,得出了不同越障阶段各驱动轮速度比值,提出了一种多轮速度协调控制方法,并通过仿真分析进行了验证,对匀速控制模式进行了仿真分析,得出了较优驱动速度值。最后完成实物样机搭建,通过多种地形环境测试,表明自适应关节轮式移动机器人具有良好的越障性和地形适应性,满足设计要求,对其进一步研究与应用具有一定的参考价值。