轮式机器人稳定性好、效率高、负载能力强、控制系统简单。类人形的结构和外观,让机器人更容易被人接受。轮式人形机器人非常适合在地面平坦的室内环境执行家庭服务任务,轮式人形家庭服务机器人的研究具有重要的实际应用价值。本论文以轮式人形家庭服务机器人为研究对象,在充分研究其各个关节驱动特性的同时,对轮式人形家庭服务机器人做了详细设计并将其实现。主要工作内容为:1.完成了轮式人形家庭服务机器人实验样机的机械结构设计。本文设计了一套“移动底盘+类人形躯干”的机器人机械结构。首先,对多种机器人底盘结构进行了对比与分析,选择了三轮全向底盘结构作为机器人的移动平台。然后,对机器人人形结构进行了设计,对关节驱动进行了详细的选型和设计。最后,对机器人的关键部件进行了强度校核,并制作了零件加工图,将其加工实现,并最终完成了机器人机械结构的优化与装配。另外,为了让机器人更容易让人接受,同时也更好地保护机器人的内部结构,本文为机器人设计了一套塑料外壳,并将其加工实现。本文设计的轮式人形服务机器人结构简洁,外形优美,底盘效率高能够满足家庭服务的需求。2.完成了轮式人形家庭服务机器人实验样机的硬件系统设计。通过对机器人各个部件的功能分析,本文点设计了一套“ARM下位机+工控上位机”结构的分布式控制器。根据各个关节的特点,对现有的关节驱动器进行了针对性选型,最终采用了“CAN+RS232+TCP/IP”的混合控制总线结构。3.完成了轮式人形家庭服务机器人实验样机的硬件系统设计。本文通过对机器人手臂关节的运动学分析,完成了机器人手臂关节的基础控制算法设计;通过对机器人底盘结构的运动学分析,完成了机器人底盘结构的运动控制器设计。另外,本文还提出了一种利用摄像头和陀螺仪的室内定位算法,并进行了理论分析。