在战场环境、恐怖袭击或核化生污染等突发事件中往往会出现情况不明、危险度较高、不利于人员进入的非结构化区域，而应急处理遥操作机器人是一种能够进入其中执行现场环境探测、取样并具有较强应急处理能力的机器人，它的使用可以有效降低事故处理和救援人员所面对的风险，提高事故响应和处理的效率，具有明显的社会效益和经济效益，是当今机器人研究领域的重点之一。本文主线是从减轻操作人员负担的角度出发，并结合所研制的两种不同应急处理机器人样机，针对机器人在遥操作条件下的局部自主控制方法及相关问题展开理论和实验研究，旨在达到降低遥操作难度和增强遥操作感受的目的。　　本文首先根据应急处理遥操作机器人的任务和使用环境条件，设计和使用了两种应急处理机器人，一种为地形适应能力较强的小型化履带式机器人，该机器人体积小重量轻，满足在地形复杂、空间限制明显的环境中的使用要求;另一种为任务处理能力较强的轮式机器人，该机器人移动效率高，搭载能力强，机械臂有很强的的灵活操作能力，满足快速处理而且目标任务对处理能力要求较高的任务需求。两种机器人可以根据任务要求配备大量不同传感器进行探测。根据机器人的不同结构分别建立了运动学模型并加以分析，并设计了层次化的控制系统以及有效的遥操作控制方式和良好的人机交互界面，便于操作人员远程控制机器人进行应急处理工作。这两种应急处理遥操作机器人系统也作为以后工作研究的实验平台。　　高自由度的遥操作机器人在被控过程中，具有动作灵活的优点，但由于冗余度过高会造成自身动作不协调、控制方法过于复杂和操作员负担过重等缺点。针对这些问题，设计了一种多目标优化的冗余度解析方法，使得操作人员只需要规划和关注于机器人的主目标任务，而机器人能够自主完成多个设定的次级目标任务，从而能够在非结构环境中、不同任务约束下、不同功能需求下都能达到较好的性能。文中分析了非完整约束移动机器人的速度运动学模型，根据传感器采集的信息、任务约束和功能需求将冗余度解析问题建模为多目标优化问题，并根据可能出现的外部干扰和功能需求设计了多个目标子任务方程来满足多目标优化的需求。该方法将机械臂和移动底盘作为整体控制，有效提高机器人的整体协调能力，并为其设计了一种有效的动作路径跟踪控制器使机器人可以同时完成多项子任务。　　遥操作机器人在翻越障碍或上下楼梯时会导致其姿态的剧烈变化，在极端情况下还会造成机器人的倾翻，而机器人系统的质心位置对防倾翻安全性非常重要，针对这一特点，在不改变机器人现有结构和不附加额外设备的情况下，利用机器人配备的机械臂在运动时对系统质心位置的调节作用，设计了一种有效的增强型防倾翻功能方法，提高机器人的防倾翻安全性。文中对机器人的侧翻、仰翻、前倾翻状态进行分析，并对机械臂运动导致系统质心运动的分布情况加以研究，设计了一种基于系统质心运动的机械臂控制方法，根据机器人的三种不同倾翻状态提出了相对应的增强型防倾翻功能算法。　　在操作人员利用机械手爪进行远程遥操作抓取目标物时，系统的透明性和直观性尤其重要，对操作人员来说最佳的操作感受是像用自己的手去抓取目标物一样，然而当前的机械手爪遥操作系统都不能达到这一要求，另外通讯中的随机时延问题也会对系统的稳定性造成影响。针对这些问题，设计了一种新的机械手爪遥操作方法，该方法从重视操作人员的直观操作感受出发，使用肌电信号作为遥操作控制信号，并采用具有触觉反馈的机械手爪系统。为了消除随机时延对系统的影响，该方法还采用了基于非时间参考的遥操作方法。另外，本方法还设计了基于支持向量机的力度估计方法和抓取力模糊控制器用来增强控制方法的有效性，能够让操作者能够更加快速有效地调节机械手爪的开合速度以及抓取力度大小。