轮腿混合机器人综合了轮式机器人和足式机器人的优点,可以根据不同的环境变换轮式运动和足式运动两种运动方式,具有较强的地形适应能力、较大的稳定性和较高的能量效率,因此倍受各国研究人员的重视。本文结合内蒙古自然科学基金项目(编号:200607010703),设计了一种新型的从动轮式轮腿混合移动机器人,具有灵活的轮腿切换机构,小腿和大腿之间实现运动解耦,步行时脚轮对复杂路况有较大的适应能力。首先,本文把机器人在概念上分为并联机构和串联机构两部分,并计算其自由度。详细地阐述了腿部驱动系统的设计过程及机器人的轮腿切换技术,然后推导了机器人单腿及整体运动链系统的正、逆运动学计算,研究了行走机构在运动过程中的运动学方程。根据各约束关节的机械限位,分析了该机器人摆动腿的空间运动范围。接着介绍了一些判断机器人静态稳定性的方法和重心偏移对静态稳定性的影响。其次,利用Pro/E软件建立了机器人的三维实体模型,通过Pro/E与ADAMS之间Mechanism/Pro接口模块,将机器人的三维实体模型导入到ADAMS中,建立了机器人的虚拟样机。最后,针对本文设定的步态假定,对比研究了基于假定范畴的所有可能爬行步态,在保证稳定的条件下从耗能、效率、运动空间几个方面论证稳定行走的最佳步态,又利用运用学方程推导出了机器人轮滑步态。然后利用ADAMS/View对机器人进行了步态仿真,得到重心的位移曲线和各关节所需的驱动力矩。通过分析仿真结果验证了本设计的可行性。