当前,世界各国已将外星探测列为国家级战略性新兴产业,正在逐步加大对外星探测设备研发的力度。本文针对外星地表的复杂环境,以2-UPS/(S+SPR)R闭环并联机构为腿部主体结构,设计了一种轮腿一体式的四足移动机器人,该机构具有较大的承载能力,并且保留了并联机构的灵活性,具有较大的工作空间,使机器人具有较强的越障能力。本文通过分析太空探测机器人的设计要求,首先设计了四足轮腿式移动机器人的腿部结构并建立了其整体结构模型。机器人采用四个相同的腿部结构,并安装在机身的四个边角上呈对称分布,当机器人处于腿运动模式时将车轮用作足端,能够快速的实现轮腿快速切换。这里腿部机构通过伺服电机进行驱动,同时,为了使机器人在轮运动模式下能够实现灵活的转向,在车轮的上方设置了微型调向伺服电机。其次,利用螺旋理论求解2-UPS/(S+SPR)R闭环并联机构的自由度,并分析其在运动过程中是否存在伴随运动,通过闭环矢量法建立机构的位置逆解方程,利用粒子群理论求解机构的位置正解,根据位置逆解方程对机构进行速度分析并建立速度雅各比矩阵,借助SolidWorks绘制了并联机构与腿部机构的工作空间,并依托MATLAB得到工作空间的具体尺寸。然后,对机器人在腿运动模式下的行走步态进行分析,并利用静态稳定裕度与动态稳定裕度衡量了机器人在静步态行走过程中的稳定性。通过定性分析、稳定裕度与重心调整量从24种静步态中选取了一种稳定性最佳的行走步态,并利用复合摆线法规划了足端的移动轨迹。同时,分析机器人在斜坡地形中的行走步态与稳定性,求解机器人在行走过程中机身相对斜坡的姿态角,并利用五次曲线法规划了机器人重心的移动轨迹,得到机器人的重心运动轨迹方程。最后,以四足轮腿式移动机器人的三维模型为基础,通过SolidWorks模拟机器人在静步态下的运动过程,得到与之对应的步长与步高,并分析运动过程中质心与腿部驱动力的变化情况。仿真机器人在跨越凸台、沟壑与攀爬斜坡的运动过程,确定机器人在各地形中的越障能力,分析机器人在各种地形环境下质心的变化情况。本文试图为地外探测机器人提供一些设计思路和方法。