随着技术的不断革新与应用,各种地面移动机构都具有了更为优越的运动性能。其中履带式移动机构因其接地面积大,接地比压小,对环境的适应能力强,在各种复杂的地面上具有较好的运动能力而得到广泛的应用,特别是在军事侦查,灾后搜救等领域,履带式移动机构都具有优越的表现。本文根据履带式移动机构的特点提出了一种欠驱动的行星轮式履带移动机构,以延长续航里程,提高机器人的被动越障能力,减少越障时间。本文在调研了国内外履带式移动机构研究现状的基础上,对比分析了各种履带式移动机构各自的特点。根据这些特点提出了具有欠驱动、被动自适应的行星履带式辅助越障机构,该机构能够使机器人在运动过程中根据地形条件的变化采用不同的运动形式进行移动。通过对比星形履带机构在机器人底盘上的不同布置方案的特点,优选出一种具有前摆臂的布置方案。针对履带式移动平台建立了其在水平地面上的运动学及动力学模型,分析了履带机器人在水平地面上运动特性。对行星履带轮在不同驱动下的越障性能进行了分析,并通过建立动力学模型,计算了机器人在爬越楼梯障碍时所需的电机扭矩,同时计算分析了机器人在爬坡、跨越壕沟等障碍时所需的电机转矩。利用多体动力学仿真软件RecurDyn创建了行星轮式履带机器人的虚拟模型,得到了机器人在坡面、壕沟、台阶地形上运动过程中驱动轮转矩变化曲线。将理论计算与仿真分析的结果相互验证,在此基础上联系实际情况确定机器人的各结构参数,并利用SolidWorks软件对其各零部件进行了详细的设计,使用有限元分析软件对所设计的机器人的关键承力部件进行了强度校核,根据校核结果对机器人的结构进行了优化。在履带机器人总体设计完成之后,试制了一台机器人样机,并利用该机器人在平地、草地、崎岖地形上进行了实验。特别地,对该机器人进行了爬越楼梯和跨越壕沟的实验,通过实验验证了理论分析的正确性、欠驱动行星履带轮对地形的适应性以及机器人较强的爬台阶能力。本文的创新之处在于:将欠驱动的行星履带轮应用在履带机器人上,减少了驱动机器人运行的电机数量,降低了机器人的重量,这使得机器人具有更为优越的越障、续航能力,同时被动自适应地形使得器人能够更加快速的越障。