目前,机器人技术在手术、康复等医疗器械方向使用越来越成熟,但对于术后病人及卧床老人的转运问题,仍然以原始的抬、抱方式为主,极易改变病人的位姿,造成二次伤害,也增加了护理人员的身心负担。针对上述问题,本文设计开发了一款双向转运护理机器人,根据转运过程中的需要,分析运动过程中人体受力情况,提出了合理的控制策略,并针对所研制样机开展实验研究。首先,分析人体生理结构和转运过程中的人体受力情况。基于力学分析结果,确定了双向转运护理机器人的整体尺寸和各个子模块尺寸。阐述了设备的运行原理,根据其原理对驱动电机和减速器进行选型计算,进而确定了电源的供电形式,并依据工程需要确定电池容量与工作次数。其次,对设备机械结构中上下层模块的传动部件、动力部件以及张紧部件结构设计进行了详细介绍。对设备运行过程中的重要传动件齿轮进行了强度分析计算,验证了构件的可靠性;对于设备中重要的承载部件插入辊进行ANSYS仿真,验证了其强度和刚度的合理性。再次,针对病人体重的差异性导致工作过程中负载变化的情况,采用模糊PID算法提高单个电机的动态响应和抗干扰能力;针对电机转速的差异性导致病人体姿变化的情况,通过对三种基于模糊PID的同步控制策略进行建模仿真分析,选取了基于模糊PID的交叉耦合同步控制策略作为设备的最佳控制策略。最后,对设备的硬件和软件系统进行系统集成,并搭建双向转运护理机器人实验平台并开展实验验证。实验结果表明,采用同步控制策略的速度与位置误差均小于未采用同步控制策略的速度与位置误差,验证了控制策略的正确性;载人转运实验过程中人体并未产生不舒适的感觉,验证了双向转运护理机器人设计的可行性。