近年来随着移动机器人应用越来越广泛，对机器人适应未知环境的能力提出了更高的要求。移动机器人所处环境的未知性和复杂性要求移动机器人对不同地面具有更强的通过性。为了研究履带式移动机器人在不同土壤中的通过性，提高履带机器人适应复杂地面环境的能力，同时为履带式移动机器人无人化操作提供技术支持，本文从理论和实验两方面研究了履带式移动机器人多种地面类型下的牵引特性。对土壤的特征进行分析，根据土壤特征结合课题情况确定实验土壤环境。分析不同土壤类型的承载特性和剪切特性以及土壤承载特性参数和剪切特性参数对土壤应力的影响，结合土壤参数分析履带与土壤接触处土壤正应力、切应力关系，为履带机器人牵引力影响模型的建立提供理论基础。基于地面力学的相关理论研究履带与土壤的相互作用机理，建立履带与多种地面相互作用下的以挂钩牵引力-履带滑动率关系为核心的牵引性能影响模型。首先建立柔性履带-土壤作用模型，分析履带与地面作用下的下陷量分布、正应力和切应力分布；建立基于压-滑理论的履齿效应对牵引力影响模型，并对两个模型根据履齿作用区域的划分进行融合，分析不同地面类型、履齿形状参数及垂直负载对挂钩牵引力的影响，并在MATLAB中进行仿真；结合实验室机器人的前后摆臂越障功能建立越障过程中的牵引力模型，分析履带与障碍物打滑临界条件下，履带机器人关节角度选择问题。搭建履带机器人与多种地面作用牵引性能实验平台，实现对机器人牵引性能影响因素：挂钩牵引力、滑动率、下陷量、压力等相关状态信息的采集；搭建软件平台实现平台内网络通信、状态信息实时同步采集以及机器人的前进速度控制。对履带机器人牵引特性进行试验研究，进行实验分组，针对沙地和土地类型分别进行了对土壤参数的系统辨识试验；分别进行了履齿高度和垂直负载对牵引性能的影响实验，分析实验结果并与模型进行对比，验证了模型的正确性；设计进行越障过程中两个典型姿态下的牵引性能实验，为前面越障模型提供数据支持，分析两个典型姿态下的越障性能。