该机器主要是由控制和机械两大系统模块组成。针对机械系统模块进行分析与设计,并最终制作出实验样机。机械系统的关键设计在于变形轮结构的设计,使之满足标准建筑的楼梯踏步;根据对变形轮的有限元分析合理选择变形轮材料,在节约成本的条件下满足力学要求。对于控制系统,设计硬件电路,编写控制程序并做出控制系统的仿真。
变形轮式爬楼越障装置的转向由4个对称分布的变形轮通过差速实现。爬楼越障装置的设计采用轴中轴的变形轮传动,其基本原理为:当机器处于平坦路面时,控制系统接收信号,行走轮处于复位状态(圆形轮状态),此时,电机驱动齿轮转动使机器在平地行走;当行走轮遇到台阶等障碍物时,将信号传递给控制系统,电机驱动行走轮开始变形,变形结束后驱动机器爬越障碍物,变形轮可根据障碍物的高度来改变变形角度,从而使机器可以顺利通过障碍物。