当前机器人技术备受关注,机器人的移动性能要求也越来越高,能够自主越障的移动机器人成为研究的热点。然而,目前的移动越障机器人难以跨越台阶尺寸不同的楼梯障碍。因此,本文提出一种基于多组连杆机构的能够跨越多种尺寸楼梯障碍的轮式越障机器人。本文在查阅文献的基础上,深入分析对比现有的中小型移动越障机器人移动系统的结构组成以及越障特点,提出利用机构基本运动单元重组构型的方法,构造移动悬架机构,综合考虑楼梯地形的特点和轮式移动机构的优势,设计了一种被动式可攀爬楼梯的轮式越障机器人。本文以可攀爬楼梯的越障机器人为研究对象,利用机构分析解析法建立四杆运动单元的末端轨迹方程,运用单变量设计研究的方法研究其轨迹。建立机器人虚拟样机模型,将机器人爬楼过程在SolidWorks软件Motion插件中进行运动学仿真,分析机器人楼梯通过性的几何约束条件,并以平顺性和低能耗为优化目标,利用ADAMS软件对机器人进行多目标结构优化,确定四杆运动单元越障的最优杆长组合和安装尺寸。建立越障机器人平坦地面差速转向运动学和三维空间姿态运动学模型,为机器人运动轨迹跟踪控制、空间定位和合理路径规划提供依据;对越障机器人的爬楼过程进行动力学建模分析,结合动力学仿真,分析机器人楼梯越障的影响因素。分析越障机器人的运动性能,如凸起轮廓通过性、斜坡静态稳定性、沟壕跨越能力,综合评价机器人的越障能力。装配被动式可攀爬楼梯的轮式越障机器人的样机模型,通过复杂地形的试验,验证了本文提出的越障机器人具备良好的移动越障性能。本文研究的爬楼越障机器人为提高移动机器人的攀爬与越障能力提供了一种新的研究思路与方法,具有较好的理论意义与实际应用价值。