为了兼具轮式机构的高速性和足式机构的灵活性,本文设计出一款可在轮式形态和足式形态间自由切换的无人变胞汽车。作为一种新型的轮腿式机器人,其形态切换具有快速和全局的特点。为了保证其在驻车工况下快速全局重构运动的平顺性和稳定性,规划了各关节的运动轨迹并建立了此过程的运动学和动力学模型。针对其直线行驶工况下的快速全局重构运动,建立了非线性动力学模型,并对其稳定性进行了分析。具体的工作内容如下:首先,对无人变胞汽车的组成部分进行了分析和介绍,阐述了其重构运动的阶段规划。针对其驻车耦合重构运动过程,基于平顺性对各关节运动进行了轨迹规划,在此基础上分别利用旋量法和D-H参数法建立了该过程的正运动学模型并进行了仿真分析。基于正运动学模型求解了其奇异位形并根据零力矩点稳定性判据分析了该过程的稳定性。针对其脚着地过程,基于已优化设计的无人变胞汽车支撑态脚底位姿,根据P-K子问题方法求解了该过程的逆运动学,从而得到支撑态最优落脚点的各腿部关节的展开运动规律。其次,在运动学基础上根据旋量理论推导出拉格朗日方程并建立了无人变胞汽车驻车耦合重构运动的动力学模型。对满足各关节平顺性运动所需的驱动力矩进行了仿真分析。随后,针对无人变胞汽车直线行驶耦合重构运动工况,将无人变胞汽车视作质心改变的质量块并基于非线性足轮建立了非线性振动动力学模型。根据最大Lyapunov指数谱图、分岔图、相平面图、庞加莱截面图等非线性动力学范畴的稳定性分析手段研究了路面正弦激励对该非线性振动系统稳定性的影响。经研究发现当路面正弦激励的角频率和振幅分别在某一数值附近时,该非线性振动系统将会进入混沌运动状态,从而变得不稳定。最后,对试制出的无人变胞汽车样机进行了驻车耦合重构运动学实验研究。通过实验和仿真数据的对比,得出了无人变胞汽车在耦合重构过程中的水平性、平顺性以及稳定性较好的结论。