当今自然和人为灾害频发,救援环境错综复杂,仅靠人工进行救援远不能满足救援需求,高效、可靠的救援机器人是最佳的辅助救援设备,不仅可提高救援效率也可降低救援人员的风险。综合国内外在该领域的研究现状,本文提出一种4+1轮腿混合式救援机器人,该机器人具有环境适应性强、承载力大和工作空间大等优点。首先,对机器人的构型进行整体分析,利用G-K公式证明结构的合理性。分析了单腿和辅助工作臂的正、逆运行学模型,计算出各部件末端的笛卡尔坐标与各关节位移的关系矩阵,并通过SIMULINK进行仿真验证同时结合仿真发和数值法对工作空间进行了绘制和分析,并以单腿为例进行了动力学分析,得到关节力矩和末端角速度角加速度的关系表达式。其次,具体研究了救援机器人单腿的足端轨迹规划问题,分析了轨迹规划方法,比较各方法优劣得出采用多段高次曲线拟合的方法并结合本文设计的单腿结构进行了4-4-5分段轨迹设计,同时设计了轨迹优化问题,并采用了改进的果蝇算法进行优化,对标准果蝇算法进行了步长和解生成方法的改进并进行了MATLAB仿真对比试验,结果表明改进后的果蝇算法优化结果要明显优于标准算法,同时也验证了轨迹优化模型的正确性。最后对轮腿救援机器人的步态进行设计,分析了基于稳定裕度的步态设计问题,提出了针对本文机器人的利用辅助工作臂的轮腿切换策略,对轮行模式的转向问题进行了分析,对4+1的越障方式进行了研究和设计并在ADAMS中对步态、转弯、轮腿切换和越障进行仿真分析。本论文对轮腿式救援机器人进行的详细研究,具有重要的理论价值和实际意义,为后续研究工作提供了充足的理论基础。