机器人技术的发展给人们的生产生活带来了极大便利,为了扩展传统工业机器人的使用范围,由移动机器人平台和机械臂组成的移动操作机器人受到了越来越广泛的关注。移动操作机器人具有行走和操作的功能,在物流仓储管理、特殊条件作业、智能服务、自动化生产以及教育科研等领域有着开阔的应用前景。通过多传感器融合技术,移动操作机器人可以在未知/非结构化环境中自主定位与导航,并进行移动操作的运动规划,借助多自由度的特点完成对目标的灵活抓取。本文设计的移动操作机器人具有负载能力强、安全、智能等特点,主要由全向移动机器人平台和协作型机械臂组成。根据机器人的设计开发需求,首先为移动操作机器人设计了机械系统与控制系统。系统实现了机器人的运动控制、电源管理以及其他基本功能,并装备了多种传感器,为机器人的功能开发提供软硬件的支持。在实现对机器人的运动控制的基础上,针对移动操作机器人的自主定位与导航功能,对SLAM、路径规划等关键算法进行研究,借助机器人操作系统(Robot Operating System,ROS),为机器人开发了基于激光传感器和惯性测量单元(IMU)融合的自主定位导航系统。系统实现了机器人在模块化环境中的地图构建、自主导航以及导航状态的界面显示,实验结果表明该系统具有定位精确、运行稳定的特点。针对移动操作机器人的操作功能,对机器人的运动规划展开研究,包括机械臂的运动规划和多自由度移动操作机器人整体的运动规划。首先研究了机械臂的运动学模型,基于ROS的运动规划库MoveIt!实现机械臂的运动规划,并在仿真环境和现实环境中分别进行了验证。然后提出一种移动操作机器人简化模型,并基于此模型开发了机器人移动操作运动规划系统,利用机器人本体中的激光传感器、IMU和编码器,实现了针对移动机器人平台和机械臂的联合运动规划,实验验证了该系统的有效性。