Mecanum轮全向移动机器人能够在狭窄的空间里进行平面上任意方向上的移动,并且可以实现零转弯半径的旋转运动。同时,Mecanum轮控制方便,获得了众多研究人员的青睐。Mecanum移动机器人在中低速场景下,可以拥有较好的运动特性和控制精度。为了发挥Mecanum轮全向移动机器人机动性强的优势,本课题以打羽毛球为应用场景,对高速Mecanum轮移动机器人进行研究。首先,本文分析对比了多种全方位移动机器人的实现方案,确定了基于Mecanum轮的全方位移动方案。在全方位移动方案的基础上,设计了高速Mecanum轮全方位移动机器人的结构。移动机器人结构主要包括驱动单元,悬挂单元和车架。其次,对移动机器人关键部件电机轴进行了强度校核。最后,设计了简易的挥拍机械臂。其次,本文为移动机器人建立了相应的运动学模型,为后续的控制提供了基础。由于移动机器人需要实现高速性能,分析了Mecanum轮不同辊子角度对于移动机器人速度性能的影响,选定了合适的辊子角度参数。与此同时,还分析了移动机器人在偏载情况下,对移动机器人速度、加速度等特性的影响。除此之外,还建立了挥拍机械臂运动学的正逆解,设计了相应的挥拍动作。进而,本文完成了高速Mecanum轮移动机器人软件和硬件,实现对于机器人的运动控制。硬件部分主要包括动力源和传感反馈部分,分别对电机、传感器和芯片进行选型。为机器人设计了用于调试的上位机软件和下位机软件。然后,本文设计了移动机器人的位置反馈和轨迹跟踪算法。位置反馈使用卡尔曼滤波和航迹推算将UWB和惯性传感器进行数据融合反馈移动机器人的位置信息。这些位置信息是移动机器人在坐标系中的绝对位置,可为控制算法提供反馈输入。结合移动机器人的特点,设计了模糊PID控制器作为轨迹跟踪算法。该算法可达到在不同速度下对不同轨迹良好的跟踪效果。最后,完成了高速移动机器人实验样机平台的搭建。对于不同速度下移动机器人对于不同轨迹的跟踪效果,设计了验证实验。以羽毛球作为场景验证了机器人的高速性。