自911以来,应用于爆炸物检测、排除和处理的排爆机器人已成为减少人员伤亡、保障社会安定的重要装备。本论文面向复杂环境中遥操作排爆作业,设计了底层控制硬件和软件系统,实现了移动载体和机械臂的遥操作控制。针对遥操作排爆机器人智能化程度低及自主控制功能不足等问题,研究了移动载体的自主行走及机械臂轨迹控制中的能耗优化问题。本论文的研究丰富了排爆作业的局部自主控制功能,具有重要的研究意义和应用价值。论文针对周围存在障碍物等复杂排爆环境,研究了中型排爆机械手的多模式遥操作装置和方法,设计了排爆作业的单轴运动、姿态调整、多轴轨迹联动等三种遥操作模式,推导了不同模式下机械臂运动学方程并编程实现;设计了排爆机器人底层控制实时软件,采用WINCE控制平台,利用Embedded Visaul C++语言实现了数据通信、底层控制控制、无线网络通讯等多种功能,并通过试验验证了控制系统的有效性和可靠性。针对移动载体在狭窄空间行走作业中临场感差,操作性能不足等问题,本文面向走廊式窄道设计了一种基于激光雷达的智能行走辅助系统,操作人员只需下达前进、后退、转弯等命令,智能辅助行走系统可实现移动载体的自主行走且不与环境发生碰撞;论文针对排爆机器人作业任务繁多且能源有限的现状,开展了平面冗余度机械臂轨迹控制中能量消耗最小化的研究,结合ADAMS和MATLAB的联合仿真与模式搜索法,编制了能量优化算法,通过计算机仿真验证了该算法的有效性。经试验验证,本论文研制的反恐排爆机器人系统的下位机层控制和智能辅助系统,可高效可靠地完成反恐作业队伍中的排爆任务,提高了排爆作业的适用范围和智能化水平,达到了设计要求。