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轮式移动服务机器人已成为机器人领域中的一个重要分支，在军事和服务业场合中，越来越多的需要机器人通过接受远程命令或自主执行预先设定的命令来完成任务。本文对带机械臂的轮式移动服务机器人进行了设计与研究，特别是在机械臂、电机驱动器和定位系统方面给出了具体实现方法，并进行了仿真和实验。 首先，对机器人的体系结构进行了分析，采用一种混合式体系结构，该体系结构解决了包容式体系结构与分层式体系结构的不足；据此对机器人的控制系统和机械结构进行了总体设计，该总体设计为今后机器人在功能上的增补提供了方便；在机械臂与定位这两个关键技术问题上提出了总体研究方案。 其次，对机械臂进行了结构设计和运动学分析。机械臂的结构设计是以功能需求为指导，轻型化和低转动惯量为目的，采用电机直接驱动关节的方式进行的；针对机械臂的逆运动学问题，采用一种混合代数法和几何法的计算方法，该方法减少了求解的计算量；针对机械臂的运动轨迹规划问题，采用三次B样条插值的方法进行计算，并通过仿真验证了该方法的可行性。 再次，针对市场上电机驱动器价格高和不兼容I2C通信问题，对机械臂的电机驱动器进行了设计，包括硬件电路和软件算法两方面。在硬件电路上采用了模块化的设计思想，在软件算法上采用了速度控制算法和位置控制算法。 接下来，通过建立三轮结构式移动机器人的运动模型，对机器人的坐标系以及位姿进行构建和描述；设计出一种基于多传感器的定位系统，解决了采用单种传感器缺乏信息量的问题；在融合里程计与陀螺仪的数据算法上，采用卡尔曼滤波技术来实现，并通过实验验证该方法能够提高机器人航向角的精度。 最后，对机器人进行功能性实验，实验结果验证了机械臂设计的可行性与机器人定位精度的可靠性。