社会老龄化的日趋严重以及人力成本越来越高,在很多场合机器人开始取代人类工作。在酒店、医院以及写字楼中,用于运送物品或导引服务的移动机器人具有良好的市场需求。考虑到这种机器人一般需要在不同楼层间自主移动,因此本课题设计并实现了一种通过识别并操作电梯按钮来实现自主搭乘电梯的新型移动机器人,可提供物品跨楼层运送和大楼巡检等服务。首先,根据机器人功能需求和工作环境,对机器人进行了总体方案设计,明确了机器人各模块的结构方案、控制系统构成与按钮识别和定位方法;利用SolidWorks软件完成了机器人的三维结构设计,对关键零部件进行了有限元分析与强度校核;所设计的机器人底盘采用带有独立转向功能的四轮驱动,通过上部的四自由度机械臂来实现电梯按钮操作功能。在此基础上,建立了机器人底盘和机械臂的运动学模型,并应用MATLAB软件对底盘的左右转向运动模式和机械臂的工作空间进行仿真分析,为机器人运动控制策略提供了理论基础。然后,设计了基于主从分布式控制思想的控制系统,对控制器件和传感器等进行选型,完成了机器人硬件搭建和软件设计。接着,设计了针对局部高光条件的电梯按钮识别与定位过程,并提出一种基于亮度特征提取的按钮图像处理方法,来提高识别的准确率和可靠性。最后,以验证机器人主要功能为目的,对所制作的机器人样机进行了底盘运动功能验证实验、机械臂按钮操作实验与跨楼层服务功能实验。实验结果验证了自动搭乘电梯机器人设计的合理性和理论研究的正确性。