随着机器人技术的发展,机器人在生产制造、家政服务、智能仓储等领域应用越来越广,但也对机器人的要求越来越高,世界上的几个大国纷纷制定政策加大对机器人研究领域的投入。移动操作臂由于兼具移动性和操作性,相比传统的固定基座式机械臂,其具有更广阔的操作空间和更广泛的应用前景。目前针对移动操作臂的研究主要集中在移动操作臂的运动规划问题。结构的复杂和系统的冗余给研究移动操作臂的运动规划带来了很大的挑战。本文针对移动操作臂的运动规划问题,对移动操作臂的结构进行分析,在此基础上,分别对移动机器人和机械臂进行运动学分析,并得出移动操作臂整体的运动学方程。通过在ROS环境下搭建移动操作臂的仿真平台,实现对移动操作臂的运动规划,包括:移动机器人自主导航、机械臂运动规划以及基于任务分配的移动操作臂的统一规划。本文的具体研究内容如下:(1)根据移动操作臂的结构特点,对组成移动操作臂的两个子系统移动机器人和机械臂进行构型分析,建立移动机器人的运动学方程,使用D-H法对机械臂进行正运动学建模,并求取机械臂逆运动学的封闭解。最后得出移动操作臂整体的运动学方程和逆运动学的求解策略。(2)搭建移动操作臂在ROS环境中的仿真模型,并使用RViz工具对移动操作臂模型进行可视化验证。设计move_base包和Move It!配置包分别对移动机器人和机械臂进行运动控制,结合对子系统的单独控制提出一种对移动操作臂整体的运动控制方案。(3)研究了移动机器人自主导航和基于RRT算法的机械臂的运动规划,提出一种基于可操作度最大的协调策略,将移动操作臂的运动分配给移动机器人和机械臂,进而实现移动操作臂在障碍环境中的避障规划。(4)基于ROS平台在障碍环境下对移动操作臂进行运动规划,并对规划结果进行仿真验证。建立移动操作臂硬件的ROS驱动程序,通过实验验证运动规划结果的有效性。