履带式移动机器人在灾难搜救、科研探测和军事行动等领域应用广泛。为提高履带式移动机器人的越障性能,传统的履带式移动机器人通常通过加装主动摆臂实现越障,机器人的体积和质量相对较大,控制系统相对复杂。欠驱动机构由于其在特定的条件下,结构简单,控制方便,经济实惠。开展自适应欠驱动履带式移动机器人的设计研究具有深远意义。本文提出一种综合履带式移动机器人和欠驱动机构特征的欠驱动履带式移动机器人。对其进行了构型综合、结构设计、力学特性分析和通过性分析。具体包括:根据欠驱动履带式移动机器人的预期功能,确定机器人的整体组成;依据构型综合和闭链创新设计,结合欠驱动运动方式,对其驱动传动系统行星差动模块进行构型综合与优选,确定了欠驱动履带式移动单元;选定欠驱动履带式移动机器人的主车体结构为刚性主车体;确定机械臂自由度和关节配置,完成欠驱动履带式移动机器人的总体构型设计。依据欠驱动实现的条件,设计欠驱动履带式移动机器人移动单元。完成传动系统的结构优化设计;根据欠驱动履带式移动机器人技术参数,完成机器人总体结构设计。基于D-H法建立运动模式下机器人的正、逆运动学模型,通过ADAMS进行运动学仿真验证;建立移动单元差动轮系动力学模型,通过ADAMS进行动力学仿真验证;对运动模式位姿下的机械臂和差动轮系进行模态分析,得到相应的频率和振型,为机器人的结构优化设计以及进一步的稳定性和较小噪声的研究提供理论支持。基于地面力学,研究不同地质对履带的作用机理。通过分析履带系统与地面作用关系,建立欠驱动履带式移动机器人履-地接触模型。运用Recur Dyn建立欠驱动履带式移动机器人通过性仿真模型,对欠驱动履带式移动机器人在水平地形对应三种典型地质和随机地形对应三种典型地质,进行通过性仿真,验证机器人在复杂地面上的稳定性、可靠性和通过性。