移动机器人作为智能勘探与侦察的自动化装备,在航天探测、军事侦察、抢险救灾等领域具有广阔的应用前景。兼具良好的机动性及越障能力是移动机器人快速适应非结构化复杂环境的首要性能指标,因此结合轮式行进机构强机动性与腿式行进机构优越障能力的变形轮腿式移动机器人受到普遍青睐。本文密切结合复杂恶劣环境对移动机器人综合性能的重要需求,提出了一种新型变形轮腿式移动机器人—Tri Slider,研究内容涉及机器人行进机构设计、运动特性分析、动力学特性分析及运动仿真、样机开发和实验研究等。全文的主要研究成果如下:1.面向复杂环境对移动机器人环境适应能力的需求,开展Tri Slider机器人行进机构的整体方案设计。优选出一种三相并列滑块式变形结构作为机器人的行进执行装置,提出一种依靠电磁离合器触发变形过程的方法,并对变形结构进行了多目标的尺度参数优化。2.从静力学和运动学角度出发,开展Tri Slider机器人在不同运动状态下的受力分析,并确定机器人在爬坡和越障过程中的几何参数和运动参数。在此基础上,建立机器人以腿式形态在平缓地形行进及越障过程中的运动学模型,并将其运动规律以图像化的方式呈现。3.在运动学分析的基础上,基于拉格朗日方程建立Tri Slider机器人的动力学模型,并确定越障过程所需电机最大驱动转矩。借助商用软件建立Tri Slider机器人的虚拟样机,并开展运动仿真研究,验证运动学与动力学模型的有效性。4.开展Tri Slider机器人的运动执行模块、传动模块、驱动模块、控制模块四部分的制造和选型,并对机器人的多方面性能进行实验测试,实验结果表明本文所设计的Tri Slider机器人具备快速稳定的机动性能和较强的越障能力。本文对变形轮腿式移动机器人进行了结构创新和优化设计,并开展了静力学、运动学与动力学分析,取得的研究成果将进一步推动移动机器人在更广阔市场上应用实践。