针对履带式移动机器人在斜坡、阶梯、沟壑和碎石等复杂环境下易造成侧滑或卡死的问题,设计了一种履腿复合式移动机器人,并对履腿复合式移动机器人的运动控制系统进行了研究。通过控制履带与腿的交替使用,既提高了移动机器人在复杂地形下的越障能力,又解决了移动机器人侧滑或卡死的问题,拓展了移动机器人的作业场合。本文主要的工作包括以下几个方面:1.对履腿复合式移动机器人进行了运动学分析。通过对履腿复合式移动机器人的结构分析,分别从履式移动和腿式移动对履腿复合式移动机器人进行了运动学分析,建立履式移动运动学数学模型,分析了履腿复合式移动机器人直线运动、转向运动与速度的关系;采用D-H法建立了履腿复合式移动机器人的空间坐标系,采用几何解析的方法推导了履腿复合式移动机器人单腿的正、逆解。2.对履腿复合式移动机器人运动控制系统进行了研究。建立了履腿复合式移动机器人履式、腿式运动的动力学模型,对履腿复合式移动机器人履式移动转向、爬坡力矩进行计算分析,建立了履式运动的速度、转向控制模型;通过对履腿复合式移动机器人腿式行走、对角步态运动的特征分析,完成了腿式行走运动、对角运动的步态规划,同时对腿式移动设计了抗姿态扰动、速度扰动和基于触地信号的步态时序控制策略。3.对履腿复合式移动机器人运动控制系统进行了设计。完成了主控制器的选型、直流电机驱动模块和舵机驱动模块、避障模块、姿态检测模块、远程控制模块、电源模块的设计;基于单个、多个超声波传感器的测距方法研究。4.对履腿复合式移动机器人样机进行了实验验证。通过陀螺仪传感器获取履腿复合式移动机器人履式直线运动、转向和腿式运动数据,实验结果表明履腿复合式移动机器人运动稳定性高、响应速度快。