护理机器人技术是近几年来服务机器人领域的研究热点,其主要功能是辅助医护人员对病人进行康复护理。本文研究的轮式全方位移动仿人护理机器人(wheeled omnidirectional mobile humanoid nursing robot, WOMR机器人)结合了轮式全方位移动平台和仿人机器人的优点,具有便于控制、操作灵活和运行稳定的特点。移动平台与机械臂配合构成了一种工作空间交叠的协作机械系统,既极大扩展了机械臂的工作空间,增强了机械臂的灵活性,又使该护理机器人具备了模拟、代替人类完成各类操作任务的能力。分析护理机器人国内外发展现状,总结护理机器人的研究成果并指出不足之处,为新型护理机器人的研发提供理论依据,指明课题研究的意义和发展前景。描述WOMR护理机器人的结构特点,重点突出其不同之处；采用D-H方法对护理机器人进行运动学建模,通过递推公式推导出护理机器人末端位姿与各个关节角度之间的变换关系；求解护理机器人工作空间,确定运动工作范围,验证是否有奇异点；采用三次多项式插值方法对护理机器人运动轨迹进行规划,为以后运动稳定性仿真研究及稳定性控制奠定基础。重点对WOMR护理机器人在抱起转移病人这一护理任务过程中的稳定性做了深入研究,分析其在有无负载变化、抱起方式的选择、移动平台静止或全方位移动等不同工况运动下运动稳定性问题。同时从静态和动态稳定性两方面提出相应的稳定性判据,在零负载工况下采用重心投影法,在有负载工况下,采用结合递推牛顿欧拉算法的改进零力矩点ZMP动态稳定判据。最后用ADAMS仿真软件模拟分析其在不同工况下的运动稳定情况。为减小外界环境干扰、载荷参数变化等不确定性因素对机械臂稳定性造成的不良影响,本文采取鲁棒自适应PD控制策略和基于输入输出稳定理论的滑模控制策略对关节运动进行准确控制,实现关节精确的轨迹追踪。鲁棒自适应PD控制策略采用自适应算法对未知参数进行补偿,采用非线性PD反馈控制对系统进行控制；基于输入输出稳定理论的滑模控制策略利用已建模的模型信息进行控制。最后进行Matlab仿真验证,仿真结果证明其控制算法的有效性。