随着机器人工作和应用场景从单一的、线性化的、可控的环境中转移到复杂的、非线性化的和不可控的环境,传统单独轮式、腿式和履带式机器人已经不能完全满足复杂环境和复杂任务的需求。可折展轮式机器人因其具有类似轮腿式机器人的结构并且能够适应复杂环境,在复杂环境中能够通过可折展轮改变形态而具有更好的通过性,以及轮式结构在平坦路面上有移动速度快、灵活等特点,是一种极具发展潜力的救援类机器人。但是,可折展轮的研究起步较晚,整体的结构设计与及其运动控制等方面的研究都不太成熟。本文根据水弹结构设计了可折展轮式结构,对可折展机器人的机电系统设计、系统建模和运动控制等关键技术开展研究,设计出一种新型的可折展煤矿救援机器人。针对机器人基本功能需求提出了机器人的整体设计方案,并根据机器人所需实现的功能和整体结构对其机电系统进行详细设计。根据水弹结构设计了内部支撑骨架结构,将其和水弹外部蒙皮相结合实现可折展轮的整体结构。根据可折展轮运动时周期振动的特性进行动力系统硬件设计,通过ADAMS仿真得出所需扭矩值从而选择相应的动力系统硬件。再根据所设计的动力系统对其控制系统硬件进行设计,控制系统硬件设计分为底层控制与上层控制,这样既有助于机器人的维护,且二者相互联系又互不干扰,能够更好的完成机器人所需完成的任务。根据机器人的结构特点和运动要求,制定了机器人运动控制策略,通过电机控制方式与机器人整体运动学研究确定整体运动控制传递函数,根据运动控制传递函数及整体框图搭建系统控制模型并对其进行仿真分析及实验验证。对机器人进行模糊PID控制器的设计,通过MATLAB Simulink搭建整体控制模型,对机器人整体控制系统进行ADAMS和MATLAB Simulink联合仿真分析,通过分析得出机器人运动过程中质心竖直方向位移变化,为后续分析提供一定参考。最后分别将PID控制算法和模糊PID控制算法部署到机器人上,对实际运动情况进行对比分析,最终发现模糊PID控制算法更适合本文所设计的可折展煤矿救援机器人,并验证了该系统设计的可行性。该论文有图70幅,表8个,参考文献56篇。