作为新型可移动的机器人,蛇形机器人以其多步态运动能力和极强的环境适应性,一直是机器人领域的研究热点。在蛇形机器人的各种运动形式中,蜿蜒运动效率最高,并且该运动形式的蛇形机器人还能借助与障碍物的接触辅助自身运动。但目前对蛇形机器人障碍辅助运动的研究较少,碰撞动力学求解算法也比较单一,因此有必要对障碍物辅助运动蛇形机器人进行深入研究。首先,大量查阅文献资料,列举了国内外具有代表性的蛇形机器人,介绍了蛇形机器人的发展过程。在此基础上,引出本文重点研究的借助障碍物辅助运动的蛇形机器人,从实物制作和碰撞算法两方面介绍了研究现状。其次,介绍了本文中用于研究障碍辅助运动原理样机的设计理念和制作流程,结合本样机实际构型,采用牛顿-欧拉法建立了考虑分离式被动轮和小偏心因素的动力学方程,用第一类拉格朗日方程验证该动力学模型的合理性;并采用基于视线导引律的比例控制,控制蛇形机器人按照预期直线运动,将该实际模型与现有的简化模型仿真对比,得到实际考虑的因素对机器人运动的影响规律。再次,引入实时碰撞算法中的Minkowsiki差结合GJK(Gilbert–Johnson–Keerthi)搜索算法来检测碰撞位置,结合本样机的实际参数通过仿真算例验证该方法的可行性;由于现有的障碍辅助运动算法计算时间长,实现困难。因此在检测出碰撞点之后,改用瞬时冲击模型和连续接触力模型建立蛇形机器人的碰撞动力学方程,仿真得到了在两种建模方法下,发生碰撞后蛇形机器人质心位置和关节角度变化曲线。经验证两种计算方法均能实现较高的计算效率,但是瞬时冲击模型计算出的蛇形机器人质心位置会有突跳点,而连续接触力模型不会发生该问题,因此连续接触力模型更符合实际情况。此外,连续接触力模型可以计算碰撞力并且无需刚性假定,从提高蛇形机器人环境适应性的角度来看,该建模方法在障碍辅助运动中更适用。通过仿真计算验证了该方法的有效性,为了使障碍辅助运动效果更明显,推导了推进力与碰撞位置和摆动角度的关系式,合理简化后得到最大推进力的发生条件,并将该条件结合前进速度的时变曲线,优化与障碍物接触点的位置。最后,进一步研究了参数对蛇形机器人碰撞效果的影响规律,实验证实了蛇形机器人自适应转向和障碍辅助运动功能,基于RFP压力传感器系统实验测量机器人障碍辅助运动过程的碰撞力,对比仿真结果验证该算法的合理性和有效性。