轮腿式机器人具备灵活的机动性、较强的越障能力,可以复杂非结构地形的适应性问题,因此能够胜任许多单一设计方案的机器人难以完成的任务。轮腿式机器人兼备轮式和足式机器人的运动特点,实现了二者的优势互补,已成为国内外学者研究的重点内容。本文以地面机器人的轮腿式移动机构为研究对象,完成了移动结构的机构综合,分析机构运动学并求解工作空间,再针对所设计轮腿结构进行了行走规划,通过搭建虚拟样机完成仿真分析,验证其对不同地形的适应性。首先,对轮腿式机器人进行其机构综合。阐述需求分析和设计指标,依据爬行动物的拓扑形式确定了机器人全局对称的轮腿四足总体结构形式,依据模块化思路分别设计了机器人的机体结构和轮腿结构,依据设计指标、腿部俯仰运动空间及轻量化设计理念完成了构型优化设计。在此基础上确定机器人的整体结构。其次,依据D-H法对轮腿机器人整体结构进行运动学建模,推导其单腿的正、逆运动学方程,得到单腿和整体运动空间,采用多项式插值法对轮腿机器人的足端轨迹进行规划,通过稳定性分析规划机器人爬行步态,确定其迈步顺序。最后,在Solidworks中构建所设计轮腿机器人三维模型,导入Recurdyn搭建仿真平台,采用虚拟样机分析技术,结合其足端轨迹规划,验证机器人两种工作模式在平地、起伏地形和坡面的通过性,分析其运动过程中质心曲线的变化情况。本文旨在为地面机器人的移动机构设计和行走规划方法提供技术基础。