本文以单环运动链为最小单元来构造一类集多运动模式与折叠缩放变形能力于一体的多模式移动机构,这类机构具有较强的变形能力和多样的运动模式,可以更好地适应复杂的路面环境,具有广泛的应用前景。现阶段多模式移动机构的研究主要集中于构型的创新设计,即提出新型的多模式移动机构,而较少研究多模式移动机构设计方法。对于构型各异的多模式移动机构,其构型之间是否存在一种通用的多模式移动机构型综合的方法,既可以构造出新型的多模式移动机构,又能够对现在已存的多模式移动机构的构造思想做出解释,这是有待于研究的问题。本文具体研究内容如下:(1)根据螺旋理论、单环运动链构造理论、空间几何关系来形成一套基于单环运动链的多模式移动机构型综合方法。基于该理论,以平面4R单闭链为单元,推导出平面4R单闭链间的空间几何关系,再以平面4R单闭链为本体和分支构造出一类新型的多模式移动机构。(2)在上述理论方法下,以单环运动链为分支构造出平面多模式步滚移动机构,该机构具有行走、变形和滚动能力,各模式间可以相互切换,同时根据地形不同改变其运动模式,提高了对非结构化地形的适应性。利用螺旋理论找出机构在各运动模式下的奇异位,并对机构在各运动模式下移动可行性进行分析。运用ADAMS软件对机构在多重特征地形下的运动进行了仿真试验,结果表明,该机构在步态、稳定性、多环境适应能力等方面有明显的优势,最后样机试验也验证了各运动模式的可行性。(3)进一步地,以单环运动链为分支构造出空间多模式移动并联机构,该机构兼具并联机构操作模式特性与多种运动模式移动能力,该机构集双向六边形滚动、双向四边形滚动、折叠变形、步行模式为一体,各模式间可相互切换。对该机构进行了拓扑分析、各运动模式的电机分时控制策略以及步态分析等,并通过ADAMS对机构的各种运动模式以及步行越障等进行了仿真验证,验证了机构的理论正确性和移动可行性。综合而言,本文系统地开展了多模式移动机构型综合理论、多模式移动机构构造与分析等研究工作,遵循由平面到空间的设计原则,构造了一系列新型的多模式移动机构,形成了一套基于单环运动链的多模式移动机构型综合方法,为多模式移动机构提供更多丰富的运动模式,增加了机构对不同地面的环境适应力,也为其他类型的多模式移动机构的设计提供了思路。