随着科学技术的发展特别是近年来多场耦合技术的快速发展，对机器人技术的研究日益加深。崎岖路面机器人的设计成为了重点研究内容。本课题在国家自然科学基金“轮式机器人在崎岖地面的低能耗通过性控制的方法研究（60775060）”和博士点基金“机器人感知轮的机理和基于多场耦合的构型优化研究”（20102304110006）的支持下，研究不同构型下可重构移动机器人在崎岖路面的通过性和稳定性问题；机器人内部小范围多场耦合问题，以机器人车轮为例，通过对车轮优化分析找到一组最佳的设计参数。首先，利用虚拟样机技术对机器人的六种对称构型和两种非对称构型的典型崎岖路面进行建模。用ADAMS软件对机器人整个运动过程进行仿真分析，获得在运动过程中车体角度（差分角、俯仰角、横滚角、偏航角）变化规律，通过和正规构型对比，分析不同构型机器人通过时的特点。通过实验分析验证仿真的正确性。其次，利用ANSYS多物理场耦合功能，选用间接耦合方法对机器人车轮做热—结构耦合分析。车轮体积比较小、结构紧凑，电机在工作过程中产热不能及时散出，组成轮子各个部分材料的热膨胀系数不同，热应力对车轮的影响不能忽略。当机器人运动速度为1cm/s时，运动过程中每点按照准静态过程处理。把整个过程分散为200个点，对正规构型机器人车轮以ADAMS仿真的结果作为仿真的边界条件，对每个点做结构和热—结构耦合分析，提取在运动过程中应变和应力最大值，并进行对比分析证明热应力对车轮结构的影响不能忽略。最后考虑电机电磁对车轮热—结构耦合的影响，进行了初步多场耦合分析。然后，用同样的方法分别对一种特殊的对称构型和非对称构型进行热—结构耦合分析，并且和正规构型对比，得出一个设计准则，即通过研究正规构型应力和应变的变化可以推导出重构构型的变化为可重构机器人的设计提供理论依据。最后，利用VC对ANSYS进行二次开发并对车轮的结构进行优化分析，得到一组关于车轮的最佳设计参数。开发了一套优化程序，利用VC和ANSYS接口调用APDL把参数化建模、热—结构耦合分析和优化分析等过程以软件界面形式显示，使得车轮整个优化过程的操作变简单。