当今社会,移动机器人帮助人类完成危险而复杂的任务成为一种趋势,但在现实生活中,它们面临的往往是一些复杂未知的环境,这给机器人的运动和作业带来很大的困难。现有的移动机器人大多运动能力有限,缺乏作业机构或机构灵活性较差,探测不够灵活。本文针对复杂环境下探测及作业的需求,研制了一种带有操作臂的轮腿式移动机器人系统,并进行实验研究。针对环境探测与作业的需求,确定移动机器人系统的功能和性能指标要求,基于此设计了一种六足四轮双臂的移动机器人系统,包括运动平台、刚性操作臂、柔性探测臂以及传感系统和控制系统。移动平台为轮腿式机构,可适应不同的路况和运动要求,当地面凹凸不平或有台阶时,可通过灵活的六足进行运动,而对于平坦路面可采用轮式机构进行快速运动,提高运动效率并减小能量消耗。刚性操作臂有4自由度,实现了末端位置控制,可通过携带相应的工具执行抓取或维修操作。柔性探测臂由弹簧和绳索驱动机构组成,末端携带摄像头,可实现大范围的探测。根据移动机器人系统的构型和组成,分析了多足步态稳定性的特点,提出了基于腿间协调准则的步态规划方法,研制了嵌入式控制系统。对所设计的机器人进行单腿运动学、刚性臂运动学和整体的运动学分析,提出腿间协调规则,分析了各腿的相互作用关系并制定了规则运行流程。探讨了后轮差速和前轮转向角的配合关系,分析了柔性臂的运动原理。结合ADAMS仿真,验证了系统设计的合理性。机器人采用WIFI摄像头和超声波传感器进行环境感知。以STM32系列芯片为核心开发了嵌入式控制系统,植入了实时操作系统RT-Thread并编写了任务程序,同时通过Microsoft Visual C++6.0编写了上位机控制程序。下位机和上位机通过WIFI进行通信,操作人员通过观察无线摄像头传来的视频,远程控制机器人进行运动、探测及作业。基于以上工作,制作了移动机器人样机并进行了实验。结果表明,机器人具有较好的运动能力、探测能力和作业能力。