随着机器人应用领域不断扩大，机器人可以代人类去多变的环境中执行一些艰险的任务。传统的机器人由于自身条件的局限性已经不能完成某些特殊作业的任务。为了提高机器人执行任务的能力，需要设计出结构新颖的机器人来更好的为人类服务。通过分析国内外现有移动机器人的几种移动机构的优缺点，针对轮式移动和履带式移动分开设计，功能不完善的问题，本文提出了一种轮履复合机器人的结构设计方案并对其进行了设计研究。设计包括伸展机构,弹性变形履带,轮履变结构模块的传动路径等。最后，装配出了机器人的虚拟三维模型，为样机的研制提供了基础。分析了机器人采用履带方式越障的运动学原理及变形后履带的运动学，得出了机器人自身参数与障碍物参数的关系，为仿真提供了理论基础。建立了机器人车轮方式转向的运动学数学模型并进行了分析，所得到的分析结果为机器人的控制系统的设计提供了参考依据。利用Adams对机器人采用车轮方式在正常路面上行走、伸展机构进行了仿真研究,利用RecurDyn软件对机器人采用履带方式越障进行了仿真，仿真所得到曲线数据为样机的研制、电机的控制提供了依据。通过对轮履复合机器人的设计与特性分析，积累了比较丰富的设计经验，为以后机器人结构的优化改进和实验提供了资料。