全方位移动机器人在机器人领域已经得到了广泛研究,它在二维平面上具有完全的三个自由度,可以在不改变轮子方位的情况下朝任意方向运动,这种能力使得全方位移动机器人与传统的移动机器人相比具有非常优越的运动特性。因此非常适合工作在各种复杂环境,能在各种狭小环境中高效运动。本文首先对国内外全方位移动机器人做了较深入的调查研究,掌握了全方位轮的运动机理。进而详细介绍了一种新型全方位轮—MY(Mutual YoYo)轮的结构,并根据这种新型的全方位轮的结构特点建立了由MY轮组成的全方位移动机器人的运动学模型。分析了由轮的独特结构带来的运动学特性,分别对由三个MY轮和四个MY轮组成的全方位移动机器人的几种特殊路径的运动做了运动仿真,验证了其灵活性。对全方位移动机器人在运动过程中的振动、控制及运动误差进行了深入研究,提出了应用优化接触距离及MY轮转速来减小机器人运动轨迹误差的方法。同时应用正弦控制规律来合理控制MY轮的转动,改善了机器人的运动稳定性。并通过仿真实验充分证明了分析的正确性。应用拉格朗日—达朗伯方程(Lagrange-d’Alembert equation)建立了由MY轮组成的全方位移动机器人的动力学模型,对动力学进行深入分析以实现机器人的最优控制。通过仿真实验得出了机器人直线运动和圆弧运动时的驱动力矩。全方位移动机器人的运动学和动力学的深入分析,为实现机器人的有效控制提供理论依据,对该全方位移动机器人走向实际应用具有重要意义。