摘要：与轮、履、腿等常规移动系统构造理念截然不同,本文采用机构学中复杂的空间连杆机构整体用于构造移动机构机械本体的设计理念,提出一类连杆式移动系统的全新概念。以连杆式移动系统具备整体缩放折叠变形、模块化设计、高机动性、多移动模式、快速响应与移动、复杂环境适应性、运载能力、以及控制简单等多优势特性为目的,致力于研究探索一类新型连杆式移动系统的设计方法与控制策略。在机构设计上采用顶点单元与伸缩单元的模块化构造思想；构型构造上提出全移动副构造、解耦型组合四面体构造、可缩放立方体模块化可重构机器人构造以及融合缩放折叠机构的改进型并联式移动机构构造理念；控制方法上采用一种二进制控制策略；以及驱动选型上选用气动和液压驱动方式。本文从移动机构变形机理阐释、运动理论分析、动力学仿真及实物样机实验的多角度对连杆式移动机构各项运动特性展开全面研究,主要研究工作如下：(1)从降低运动学模型建立的复杂度、提高机构整体刚度、实现快速翻滚与构造伸缩扩展变形的大内部运载空间角度,提出构型上采取全移动副构造、驱动上利用微型气缸作为二进制驱动器以及控制上融合二进制控制策略的连杆式移动机构的全新设计理念,探索采用两种顶点模块构造空间对称的气动缩放六面体连杆式移动机构的拓展设计方法,阐释移动机构构造特性,详细分析移动机构的运动可行性条件、运动步态及移动效率等。(2)从拓展全移动副构造的变形、移动与运载功能角度,融入模块化与内部隔腔式设计、二进制驱动与控制以及空间对称性拓展组合构造的设计理念,提出基于四面体与立方体构型的两类新型空间连杆式模块化单元及同类模块间组合构造方法。重点探讨融入二进制控制策略的解耦型组合四面体连杆式移动机构与框架式晶格状可缩放立方体模块化可重构机器人的机构构型设计与组合方法,分析组合移动机构的运动学与动力学特性及多模式运动能力。(3)从多模式运动、缩放折叠大变形、机构高刚度、模块化设计、移动与操作功能集成、快速响应及重载的设计角度出发,融入并联机构的并联式构造思想,分别从利用单自由度过约束空间折叠机构替代传统并联机构上、下刚性平台和利用平面缩放机构替代传统并联机构支链中的伸缩杆单元的进一步改进设计角度,提出一种可重构平台与一种缩放支链驱动的两种并联连杆式移动机构构造方法,探索新型连杆式移动机构构型设计方法、多运动模式运动能力及其缩放折叠变形特性。将空间连杆机构整体用于构造连杆式移动系统的全新设计理念为移动机器人家族提供了一种新型、有潜力的设计方案。对所提连杆式移动机构新概念在机构设计方法、驱动与控制技术、移动模式与缩放折叠变形等方面展开了深入探讨与分析,为此类移动机构的研究与应用提供了理论支持与技术指导。