复杂的地形环境会影响机器人的通过性,进而增加机器人的探测难度。对称连杆变形履带式矿井探测机器人,简称变形履带机器人,能够适应非结构化地形,通过控制自身的机构,改善机器人在不同地形下的通过性。复杂的地形可以简化为斜坡、凸台、独立台阶、连续台阶等典型的结构化地形及其组合体。因此,结合变形履带机器人的外形尺寸和机构特点,对机器人进行典型结构化地形下的运动学、动力学和稳定裕度分析,得出理论计算数据。建立变形履带机器人的多体动力学仿真模型,对比仿真数据与理论计算数据,并最终得出变形履带机器人的通过性。主要研究内容包括:（1）变形履带机器人主要结构,包含俯仰差动平衡调节装置和四连杆变形装置。讨论俯仰差动平衡装置中连杆的布置方案,并根据空间连杆关系推导滑台位移、差动平衡杆转动角度和单侧行走部摆角的关系。分析四连杆变形装置中主动连杆变形角度与斜外侧履带的接地角和最大接触高度的关系。（2）针对单侧行走部履带前、后非连续分布的特点,建立变形履带机器人在斜坡平面地形下的转向运动学和动力学模型。左、右侧行走部的驱动轮固定输出速度时,分析转弯半径和左、右侧行走部驱动力随机器人刚体相对斜坡平面转向角角的变化关系。（3）利用变形履带机器人前、后侧履带与独立台阶的几何约束关系,建立机器人攀爬独立台阶的全过程运动学和动力学分析模型。结合履带与地面的前、后侧接触点,及其接触点处的速度方向,求解接触点处的支撑力与摩擦力,最后得出单侧履带攀爬独立台阶时的驱动扭矩。另外,通过控制行走部四连杆悬架的变形角度,并结合底盘与障碍的几何约束条件与稳定性约束条件,分析机器人的面对独立台阶、圆截面凸台和沟道的极限越障性能;由此得出机器人攀爬不同尺寸的障碍时,四连杆角度变化区间。（4）借鉴标准化的动态能量稳定裕度判定方法,分析变形履带机器人在水平地面初始状态下的稳定裕度,以及四连杆悬架变形角度对左、右两侧稳定裕度的影响。建立变形履带机器人的车体坐标系和左、右侧行走部坐标系,以此为基础对机器人的箱体和左、右侧行走部进行质心合成,并计算最外侧接触点相对车体坐标系的位置;建立传感器坐标系,求解机器人质心的惯性力、力矩;最终建立变形履带机器人在复杂崎岖地形下运动时的标准化动态能量稳定裕度评估模型。将机器人在多体动力学仿真中得到的运动参数代入稳定裕度评估模型中,得出机器人稳定裕度的变化趋势。在仿真中针对不同的地形环境,控制四连杆悬架的变形角,从而改善机器人的稳定性。