折纸结构由二维面板在预定折痕处次序折叠得到,其具有设计理念简单、少组装、轻质和变形能力强等优点。这些优点使折纸结构在可变形机器人领域展现了巨大的应用潜力。然而,现有折纸原理机器人主要集中在折纸原理车轮轮径可变形,折纸原理车轮宽度变化和折纸原理车轮接触面积的变化等方面研究较少,难以满足折纸原理机器人对非结构化复杂环境的适应性和通过性。基于此,本文基于传统三浦折纸结构,设计了新型的折纸原理可变宽车轮和折纸原理可变宽机器人,以其二维折痕图和宽度可变特性为切入点,结合空间几何分析和试验研究,对折纸原理可变宽机器人设计进行参数化分析和功能应用探讨。主要研究工作如下:（1）提出了一种基于三浦折纸结构的新型折纸原理可变宽车轮设计和制备方法。首先基于刚性折叠原理,通过空间几何分析推导了折纸原理可变宽车轮结构的二维折痕图几何参数与三维折纸原理车轮轮径和最大宽度之间的显式函数关系。其次,通过试验测试获得折纸原理可变宽车轮轮径和最大宽度,发现折纸原理可变宽车轮轮径和最大宽度的理论值和试验值之间的相对误差均不超过±0.5%,验证了显式函数关系理论解的正确性。最后,采用一种刚性材料和柔性材料相结合的制备方法,制备了折纸原理可变宽车轮。（2）设计和制备了折纸原理可变宽机器人样机,并进行了平地变宽度试验。以折纸原理可变宽车轮为基础,设计和制备了折纸原理可变宽机器人样机。开展了折纸原理可变宽机器人平地变宽过隙的试验测试,发现折纸原理可变宽机器人对狭小缝隙具有较强的通过性,且可通过比自身最大宽度小1.4倍的缝隙。（3）开展了折纸原理可变宽机器人沙地环境运动和爬坡试验研究。首先开展了折纸原理可变宽机器人分别以挖沙转向和推沙转向在松软沙地环境中行走和爬坡试验研究,发现在松软沙地环境中,折纸原理可变宽机器人在推沙转向比挖沙转向具有更强的适应能力。其次,研究了不同车轮宽度的折纸原理可变宽机器人沙地沉陷和沙坡的通过能力,发现由最小宽度到最大宽度的变化而引起折纸原理可变宽车轮接触面积的增大,明显提高了折纸原理可变宽机器人对沙地沉陷和沙坡的通过能力。