机器人在21世纪生产、生活中的作用日益重大。移动机械手是由移动平台和固定在其上的多自由度机械手构成的。其工作空间和活动范围可以说是不受约束的。但是,由于具有强耦合性、高冗余度和非完整性的存在,使得移动机器人在运动过程中的控制变的非常困难。本文在参考前人研究成果的基础上,对5自由度移动机器人的运动学和动力学方面做了比较系统的、全面的分析。这在工业实用领域中有很多实际意义。本文所做工作主要有以下几点:第一,首先介绍机械手臂的相关数学概念,然后根据给定的DH参数表建立5自由度机械手的模型,并研究了各关节速度。在此基础上,建立手臂运动学模型,同时也建立了平台的数学模型。第二,分析了移动机械手的连续路径规划问题。机器人路径规划具有复杂性、多约束等复杂系统的特点,在现有的研究基础上,利用微分几何学,将运动的插值法扩展到笛卡尔空间,产生其与关节空间的光滑运动。在给定末端执行器两端的位姿后,此法可实现手臂的平滑运动。在接下来的计算机仿真中证明了运动的稳定性。第三,利用牛顿-欧拉法推导了机械手的动力学模型以及平台的动力学模型,并利用力矩平衡方程建立统一的动力学模型。最后根据所得结论,为移动机器人设计了动力学跟踪控制器,使其能按期望轨迹运动。随后利用matlab对控制器的效果做了仿真,证明控制器的可行性。