本发明涉及一种轮式移动机器人折展结构，包括折展主体模块、运动结构模块、监测平台模块；折展主体模块由基板组成，四个基板分别位于折展主体模块的左前、左后、右前、右后，相邻的基板分别通过转动副相连接，共四个转动副，该四个转动副的轴线交于一点，形成球面四杆机构；运动结构模块由四个运动结构单元组成，每个基板下端安装有一个运动结构单元；本发明通过单自由度驱动机器人躯干变形，实现机器人在三维方向上的尺寸改变，从而通过复杂路径，结构简单，三维折展比大，运动高效，在探测、检测以及救援等工程领域具有广泛的应用潜力。