北京交通大学在国际上首创提出“连杆式整体闭链地面移动系统”的原创概念，将连杆机构用于构造在严格运动链定义上为整体闭链的地面移动系统，颠覆性地突破了轮式、履带式、腿式、球形和蛇形等现有移动系统均为开链的拓扑构型，发掘和建立了全新的地面驱动机理，具有高刚度、大承载能力的突出优势，可通过机构设计大幅缩减自由度、降低复杂度、显著提升可靠性，并可快速大变形、对复杂地形具有高适应性。以“连杆式整体闭链地面移动系统”研究为基础，提出“几何机器人”的通俗及科普概念，与现有轮式、履带式、腿式、球形、蛇形等各类机器人构型迥异，在形态上呈现多边形、多面体、拓扑几何体等典型几何形体特征，在功能上具有可变外形及折叠、缩放等能力，可实现滚动、步行、滑行等多种运动模式复合集成。围绕创新概念开展系统研究，获得本领域多位权威学者的认可，形成了机器人领域一个原创研究方向。

针对我军山地特殊地域“最后一公里”的运输瓶颈，主持研制出“铁马”多足步行山地运载平台，突破了步行机器人核心技术，在载荷能力、可靠性等若干技术指标上超过了著名的美国“大狗”机器人，已与军队现役系统开展对接研究；助力担架、变形轮全地形车、行星履带全地形车等特种装备，正在进行产业化研究，即将列入国家应急救援装备体制。教育类几何机器人系列产品已应用于人大附中、北京四中等300余所中小学科技课堂，纳入了北京市初中开放性科学实践活动，在紧扣中国教育、提升创新思维、锤炼工匠精神方面具有显著优势；获2013年北京市青少年科技教育突出贡献奖；2014年3月为中美第一夫人米歇尔和彭丽媛女士讲解科技课程，取得广泛社会影响。