随着机器人在灾后搜救、星际探索、考古探测、军事侦察以及反恐等领域的广泛应用,对机器人在复杂路况下的地形适应能力和自主运动性的要求也越来越高。弹跳机器人能越过自身尺寸数倍或数十倍的障碍物,具有较强的越障性能,但在平坦路面弹跳运动相对于轮式运动更为复杂且效率更低。将轮式运动与弹跳运动结合的机器人既具有轮式机器人结构简单、可控性好、运动平稳和能量利用率高等优点又具有弹跳机器人越障性强、灵活性高和地形适应能力强等优点,能极大提高机器人在复杂环境中的适应能力。本文针对机器人在复杂环境中的适应性能和运动的灵活性设计了一种蜂窝车轮机构与空间开链弹跳机构结合的新型轮式移动弹跳机器人。主要从以下几个方面对新型轮式移动弹跳机器人进行研究:(1)新型轮式移动机器人机械系统设计本文针对机器人在复杂环境中的运动性能,综合比较多种弹跳运动方案,并结合轮式机器人的运动特性设计一种能实现轮式移动、弹跳运动、姿态调整和翻转复位的新型轮式移动弹跳机器人,该机器人主要由空间开链弹跳机构和轮式移动机构组成。空间开链弹跳机构集弹跳、翻转和调整姿态于一体,具有一构多能能的特点。通过蜂窝轮实现平坦路面的轮式运动和弹跳运动的落地缓冲。(2)新型轮式移动机器人运动性能分析为了研究机器人设计的可行性和有效性,对机器人进行运动性能分析。本文基于旋量理论对新型轮式移动弹跳机器人进行运动学分析,并建立机器人的正、逆运动学方程,建立机器人姿态调整、弹跳运动和翻转复位的位姿和速度的运动方程,为机器人的动力学方程的建立打下基础。对机器人弹跳腾空阶段的运动轨迹进行分析,研究机器人弹跳高度和远度与起跳角度和起跳初速度之间的关系式。基于二阶拉格朗日动力学方程对机器人的起跳阶段、腾空阶段和落地阶段进行动力学分析,并应用零力矩点ZMP对机器人进行稳定性分析。(3)新型轮式移动机器人仿真及实验研究通过对机器人进行仿真和实验分析,进一步验证机器人的可行性和模型分析的正确性。本部分首先采用ADAMS对姿态调整、弹跳运动和翻转复位进行仿真分析验证机器人的可行性。再次,利用ADAMS和MATLAB的联合仿真分析运动学方程和动力学方程的正确性。最后通过试验进一步验证机器人的可行性。