伴随生活水平提高和医疗技术发展,人类寿命增长,人口老龄化问题越来越突出,交通事故的频发以及自然灾害的发生也产生一些残障人士,爬楼成为他们的生活障碍。设计研发具备爬梯功能的轮椅机器人非常必要,改善他们的生活质量,促进社会和谐发展。现有的爬梯装置各自存在优缺点,制造成本也高。本文通过分析对比,提出一种行星轮式爬梯轮椅机器人。对其进行了机械系统设计、运动学分析、稳定性研究、有限元分析和运动仿真。首先,设计了一种“全控”式三星轮爬升机构,对其传动装置、动力系统进行了设计与选型,并设计了一套平衡机构来保证乘坐者的稳定,通过三维建模软件,完成了爬梯轮椅机器人的设计。其次,针对平地行驶和爬梯过程分别建立了运动学模型,对轮椅机器人越沟越障能力和转弯半径进行了分析,结合稳定锥方法和力-角稳定性度量法对轮椅机器人在爬梯时的动态稳定性进行了研究,保障运动时的安全和稳定。最后,利用ANSYS软件对关键零部件进行强度校核,来保证合理性、安全性。建立虚拟样机,用ADAMS软件对爬梯轮椅的运动进行仿真,验证爬梯的可行性。