随着我国经济的不断发展和智能化水平的不断提高,我国机器人市场也在快速成长,移动机械手也得到了广泛应用,移动机械手相比于普通机械手具有机动性强、灵活度高等特点,但存在着负载自重比低,负载能力差,能量消耗大等问题。移动机械手在执行作业任务过程中其承受的负载要远远小于其能够承受的最大负载,这也是对其负载能力的一种浪费。要实现节能减排、绿色经济的可持续发展战略,提高移动机械手的负载能力、降低作业任务过程中能耗具有重要意义。本文以移动机械手为研究基础,提出了一种提高移动机械手负载能力的方法以降低移动机械手在作业任务过程中的关节扭矩和能耗,主要研究内容如下:首先,运用D-H建模法建立了移动机械手的运动学方程,求解出移动机械手的操作度,确立了移动机械手的最优构型即在何种位姿下具有最大的操作能力。利用遗传算法对移动机械手进行了协调路径规划,实现了移动平台与机械手之间的协调运动,解决了移动机械手的逆运动学求解问题。其次,考虑到移动平台与机械手之间存在强耦合特性,利用牛顿-欧拉方程建立了两部分的动力学方程,通过联立得到了整体的耦合动力学模型。基于Adams动力学仿真将移动机械手的物理模型与已建立的数学模型进行比较,验证了数学模型的正确性。针对运动过程中的稳定性问题,采用重心投影法对移动机械手的静态稳定性进行了判定,采用基于ZMP（Zero Moment Point）的动态稳定性判定方法对移动机械手的动态稳定性进行了判定,确立了移动机械手的绝对稳定区域。然后,提出了基于遗传算法进行轨迹优化的移动机械手负载能力提升方法。首先采用五次多项式对轨迹进行合理的规划,然后通过选取运动过程中的初始、终止加速度作为优化变量,并以移动平台和机械手的关节力矩平方和作为优化目标,利用遗传算法对轨迹进行优化求解。在此基础上以移动机械手各关节扭矩和总体能耗作为评价指标,经仿真验证可知,优化后移动机械手的力矩峰值降低,运动过程更加平稳,移动机械手的负载能力得到提升。最后,通过搭建实验平台验证了移动机械手的负载能力提升方法控制策略。进行了该实验平台控制模式的分析,将优化前的轨迹与优化后的轨迹进行了实验对比,验证了所提出方法在提高移动机械手的负载能力方面的有效性。