在智能移动机器人的研究中,自主移动性是一个非常关键的问题,在移动过程中能否准确、快速地对周围环境做出反应,实时避开前进过程中的障碍物并且不间断的移动到目的地是非常重要的,路径规划和避障算法的研究则是其核心点之一。近年来,随着国家对机器人产业和大学生创新实践的鼓励,中国机器人大赛越来越受到各方关注。武术擂台赛作为中国机器人大赛中一个很有中国特色的重要项目,需要将机器人的自主移动性研究运用到实践中,尤其是移动中的路径规划和避障。现有的路径规划和避障算法大多没有考虑机器人的运动动力学限制和几何参数,在实际机器人应用中会出现物理可行性和泛用性等问题;现有的武术擂台机器人攻防控制策略,主要靠经验和尝试,精确性和灵活性等方面都存在不足。针对于此,本文提出了一种基于虚拟力的运动动力学模型,并将其应用于武术擂台机器人,制定出一套攻防一体的武术擂台机器人攻防控制策略。论文的主要工作如下:(1)设计了武术擂台机器人的结构与系统,分析了机器人整体结构、控制系统、传感器检测系统、电机驱动模块和蓝牙串口模块。(2)提出了一种基于虚拟力控制的运动动力学建模方法,该方法考虑了武术擂台机器人的几何参数和运动动力学限制,且每个参数都有明确的物理意义。进行了参数灵敏度分析,并构建了运动控制器。(3)制定了以运动建模为基础的武术擂台机器人攻防控制策略,构建了运动中攻防一体的攻防控制模型。(4)完成了仿真实验和实际机器人实验,对实验结果进行了分析,并提出了改进方案。实验结果表明,本文提出的运动模型能很好地帮助机器人完成避障规划任务,基于运动建模构建的攻防控制模型可有效地改善武术擂台机器人的避障效率和攻防强度,增强其对抗的竞争力。