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移动机械手由一个或若干个机械手和一个移动平台组成，机械手安装于移动平台之上，这种结构既具有移动机器人的移动性又具有机械手的可操作性，因此其应用范围要比单独的移动机器人和机械手大得多。如何协调移动平台和机械手两个子系统来更为合理、高效地完成给定任务无疑将具有重要的理论意义和实用价值。本文以移动机械手系统为背景，结合国家自然科学基金项目“移动机械手的协调运动规划与控制”(60475030)和国家科技部国际重点合作项目(2004DFB02100)，在运动学的基础上对移动机械手协调规划问题展开研究。
首先，对移动机械手系统及其规划与控制问题进行了介绍，综述了国内外对移动机械手系统和路径规划问题的研究进展，并阐述了选题背景和论文主要内容。
其次，结合实验室中实际的全方位移动机械手系统，分析了系统的体系结构、性能及控制系统框图等，并分析了这种设计结构的合理性。
第三，建立了运动学方程并进行了深入分析。将机械手可操作度的概念推广到移动机械手，定义了广义可操作度。建立了基于全方位移动平台的移动机械手的广义运动学模型。在广义可操作度概念的基础上，分析了全方位移动平台对机械手奇异位姿、可操作度及方向可操作度的影响，并与受非完整约束的差分移动平台对机械手的相应影响进行了比较。
第四，通过Visual C++及OpenGL，建立了移动机械手路径规划的三维仿真平台，可以检验路径规划策略的正确性及合理性，使仿真过程更加生动形象。
第五，参考人类完成任务时的行为，提出了一种分级协调路径规划法，对移动机械手的路径进行离线规划，通过移动平台的姿态与机械手进行协调，使移动机械手既可以回避静态障碍，又能够使性能指标达到最优。
第六，针对移动机械手末端任务给定的情况，提出了一种较为通用的解决方法。这种先以扩展的PRM法离线进行全局的静态规划，再结合动态避障策略和局部规划算法在线对路径进行动态调整的方法使得移动机械手能够在复杂的环境中完成给定的任务，对移动机械手的实际应用有一定的指导作用。
最后，对取得的研究成果进行了总结，并展望了需要进一步研究的工作。