移动机器人在交通运输、抢险救灾、太空探测等领域都发挥着重要的作用,对移动机器人的分析研究一直是众多学者关注的重点。基于经典三阶魔方机构,本文提出一种具有多种运动形态的新型轮腿式移动变胞机器人,对其运动步态和稳定性进行分析,进而对运动过程进行仿真并研制一台样机进行实验验证。本文为移动机器人的研究提供一种新的构型设计思路,能够拓宽移动机器人的研究方向,同时促进魔方在机构学领域的应用。对魔方机构的变胞机理与构型进行研究并对其结构优化,提出一种新型滑槽式魔方结构,将其用于移动机器人的轮腿转换模块,设计移动机器人的腿部结构和轮部结构并与轮腿转换模块结合,构建轮腿式移动变胞机器人。轮腿式移动变胞机器人具有三种形态,引入步态参数对其不同形态下的步态进行分析,建立步态相位图和步态简图,规划机器人在六足形态下的直行和旋转步态,以台阶为障碍物规划机器人在轮腿形态下的越障步态。针对机器人的三种构型,采用稳定锥方法对机器人在轮式形态下的稳定性进行分析,计算稳定性参数并对比得出机器人最优构型。采用静态稳定边界法分析机器人在六足形态和轮腿形态下的运动稳定性,选取机器人移动的时间节点建立稳定性边界,分析运动过程的稳定性。基于规划出的移动步态,对机器人的运动进行仿真分析,优化机器人模型并导入仿真软件中,采用ADAMS和MATLAB软件搭建联合仿真系统,对机器人形态转换过程、六足形态运动过程以及轮腿形态越障过程进行仿真并对仿真结果进行对比分析,搭建一台样机进行实验并给出移动变胞机器人的后续研究方向。