随着专业和家用服务机器人的逐渐普及,仿人移动服务机器人技术得到迅猛发展。尽管服务机器人给人类带来了极大的便利,但由于其工作环境复杂,依然存在安全隐患。本文的目的是研制一款仿人移动服务机器人,并主要设计机器人的机械结构,对其静态和动态稳定性进行了分析,使设计的机器人能够安全稳定的运行。首先,通过人机工程学理论确定了机器人仿人上身的大体尺寸;根据拟人化、结构轻量化、安全性等设计原则,设计了仿人移动服务机器人的颈部、手臂、腰部、底盘、外观曲面的具体结构;在设计的过程中,通过可操作度指标选取6自由度仿人机械臂构型,并确定了中心孔走线方式;同时对各关节的电机和减速器进行选型和校核。其次,根据李代数、旋量理论建立仿人移动机器人的底盘、上身运动学模型,并分析了腰关节对机器人工作空间的影响;采用拉格朗日方法建立机器人的总体动力学模型,并重点分析了底盘和机械臂运动对腰部受力的影响。再次,采用重心投影法分析机器人的静态稳定性,并通过ANSYS仿真腰部关节运动到极限位置时腰部关节的受力情况;采用零力矩点(ZMP)原理分析机器人的动态稳定性,通过典型运动仿真分析外界干扰对机器人动态稳定性的影响,并以此确定机器人底盘的尺寸大小;通过采用4次B样条曲线,参数化各关节运动轨迹,以时间最短和能量最少为目标函数,以插值时间间隔为优化变量,以稳定性、关节物理约束、运动边界条件为约束条件,建立机器人全身运动协调多目标优化模型,并对目标函数进行耦合性分析。最后,基于Pareto最优选取非支配排序遗传算法(NSGA2)求解多目标优化模型,采用约束支配原理处理强非线性约束条件,以提高算法效率;为了更好的选取决策者需要的解,在算法中引入决策者偏好信息,建立R支配原则,通过标准测试函数进行验证;采用基于R支配的NSGA2求解优化模型,并对考虑稳定性约束和不考虑稳定约束的优化结果进行对比分析,验证稳定性约束对提高机器人动态稳定性的重要意义。通过ADAMS运动仿真实验,验证基于稳定性考虑的全身运动协调的有效性。