服务机器人因其工作场所和功能的不同被分为多种类型,而家庭服务机器人凭借其缓解老龄化问题的能力以及其发展所带来的极大社会经济效益,快速地获得社会及家庭的关注和青睐,因此关于家庭服务机器人研究具有极高的意义。本文的研究内容是以电子科技大学机器人研究中心重点项目《智能家庭服务机器人的开发与研究》为依托,围绕中心自主搭建的轮式家庭服务机器人SRU,基于底盘和躯干结构特点,构建移动控制架构,同时结合底盘与躯干移动特性和目标,设计满足需求的控制器。首先本文对轮式家庭服务机器人的平台进行简单设计,设计全向轮底盘下肢和两自由度可弯曲躯干结构作为仿人形机器人SRU的基本结构。并在此基础上设计移动控制构架,该架构为分布式三层结构:Mini PC上位机作为最上层进行计算决策,制定各种移动控制指令;底盘移动嵌入式硬件控制器和躯干移动嵌入式硬件控制器作为中间层,负责控制底层执行机构和处理传感器信息;驱动电机和传感器组为底层控制,实现机器人移动和信息处理的执行组件。控制构架设计使用嵌入式实时操作系统μC/OS-III管理控制架构软硬件,并在此基础上设计和规划家庭服务机器人的移动任务,完成控制系统的通信链路搭建。接着本文展开对自主搭建的轮式家庭服务机器人底盘移动控制的设计与研究究。基于D-H法和牛顿定律分别建立底盘移动的运动学、位姿运动学和动力学数学模型,获取底盘轮子速度与底盘平面移动速度的关系,底盘平面移动速度、加速度和电机力矩的关系。本文结合实验室现有条件,基于机器人位误差运动学模型设计实现机器人平面移动轨迹跟踪的模糊PID控制器,并通过MATLAB仿真进行验证,设计的控制器具有令人满意的效果,能够控制机器人底盘移动跟踪期望轨迹轨迹。最后本文围绕轮式家庭服务机器人的躯干移动控制进行设计与研究。采用DH法分析建立躯干移动的运动学模型,采用拉格朗日方法对躯干建立动力学模型。为减少躯干系统参数不确定性对躯干关节移动轨迹跟踪的影响,本文基于动力学模型设计自适应控制器,实现对系统未知参数的动态补偿,并用Lyapunov理论验证了躯干移动系统的稳定性。仿真与实验结果表明,该自适应控制器可以实现控制关节按照期望轨迹移动的目标。