具备自主移动和灵活操作为一体的移动操作机器人既可以应用于传统的制造业替代人工实现自动化作业，也可以应用于空间狭窄的车间物流及仓储物流等行业，还能应用于柔性化的企业生产线，完成大工作空间和变工位等工况作业，是机器人技术发展的方向之一。

　　移动操作机器人一般由移动平台和操作臂组成。团队针对移动操作机器人主要开展了基于主动式万向脚轮的全向移动平台研究、轻量化操作臂研究以及模块化移动操作机器人的运动学、动力学建模研究。

　　1）全向移动机器人。团队在前期完成的基于解耦式主动万向脚轮的全向移动平台基础上，最新研发了两种全向移动机器人平台，包括了采用团队自主设计的具备高转矩密度直驱电机和控制系统的全向移动机器人平台和基于两自由度直驱主动万向脚轮的全向移动机器人平台。

　　采用自主设计的直驱电机的主动万向脚轮平台内部结构如图1所示，该全向移动平台摒弃了传统的电机加减速器的结构，减少了传动过程带来的误差，提高了全向移动平台的定位精度，实验结果表明，采用直驱电机后该移动平台的解耦式主动万向脚轮的齿轮间隙带来的误差减少了2-3mm。采用两自由度直驱主动万向脚轮的全向移动机器人平台利用了四个直驱解耦式主动万向脚轮对称放置，每个脚轮的专项电机和滚动电机均直接解耦，减少了控制上的麻烦，其中转动方向的电机采用中空式设计，利于滚动电机的走线，每个转动方向电机和滚动方向电机的扭矩均达到了7.5N,直驱解耦式主动万向脚轮模块如图2所示，基于该脚轮模块的全向移动平台如图3所示。该全向移动机器人平台已完成样机试制，初步试验表明由于无齿轮传动及耦合机构，其运动灵活性要优于团队前期研究的解耦式主动万向脚轮的全向移动机器人平台。

　　此外，针对全向移动机器人团队还开展了室内高精度定位导航技术的研究，团队提出了一种基于2.5D激光数据扫描的即时定位和导航技术，其主要原理为，采用高位置精度的音圈电机作为运动平台，并将激光传感器安装于运动平台上进行进行上下往复运动（如图4所示）。相较于传统的激光扫描方法，由此方法采集到的激光传感器信号为一带状信号，其能够实现对周围环境的带状扫描(如图4.60所示)，通过数据滤波等算法处理后可获得更丰富的地图信息，实验结果表明，采用这种方法，能够有效提高特殊地方的地图建立精度，特别是对于物体的边缘检测尤为有效。

　　2）移动操作机器人模块化建模技术研究。模块化、可重构的机器人设计理念，使得用户可以根据所要执行的任务和载荷灵活配置机器人的构型，然而由于模块化机器人的构型可变性，模块化机器人的研究难点在于如何利用数学方法来表示机器人系统的三维装配构型，并实现与构型无关的运动学和动力学算法。

　　团队前期采用基于微分几何的局部指数积公式对移动操作机器人进行了运动学建模，根据设计的机器人构型，选择不同的关节模块进行装配，并依此得到反映装配构型的装配关联矩阵。在上述研究基础上团队开展了模块化移动操作机器人的动力学建模和仿真分析。

　　基于前期的移动操作机器人平台运动学和动力学研究成果，团队搭建了移动操作机器人样机如图5所示，该移动操作机器人采用全向移动平台与UR-10机械臂组成，全向移动平台与操作臂之间采用Socket方法进行通讯，目前样机已实现了移动机器人与操作臂的关节空间的同时控制，下一步主要是以操作空间统一的动力学算法为依据实现移动机器人与操作机器人在操作空间的统一协调控制。