近几十年来,机器人技术蓬勃发展,各类型机器人广泛应用于不同的行业和领域中,极大的提高了生产效率,同时也保障危险作业环境中的人员安全。传统的移动作业机器人如排爆机器人、野外运载机器人、消防搜救机器人等在行走结构、操控模式、可视化以及模块化等方面还存在缺陷。本文针对复杂环境中的排爆、消防等专用移动机器人的机械结构和操控系统进行研究,设计了新型的轮系行走结构和基于平板电脑的触摸操控系统,实现了机器人远程无线触控操作以及高效的行走和越障功等功能,具有重要的研究意义和应用价值。本文针对传统机器人轮式或履带式的行走结构进行分析,设计了一种新型八轮式的移动平台。该平台共四组轮系,每组两个车轮由一个电机驱动,两车轮由齿轮组传动形成二自由度结构。新型的轮系结构使得移动机器人既保持了轮式结构简单快速的优点,又具有攀爬楼梯等良好的越障能力,同时还避免了履带式结构越障中的动态稳定性差的缺点。针对传统机器人基于机械式手提箱的遥控模式进行研究,本文在平板电脑上将图像传输系统和运动控制系统融合一体,实现了图形化的触摸控制功能。本文的机器人需要控制的电机较多,且控制模式多样化如单轴、多轴、速度、位置、电流等,因此选用CANopen协议作为运动控制的主网络。针对CANopen协议中的对象字典、网络管理服务、过程数据对象、服务数据对象等特色结构进行研究和程序实现,经多次测试和完善达到了稳定可靠的传输效果。设计了一款终端触控软件包,在分别实现了CANopen、PELCO-D、Modbus、TCP/IP等各局部总线协议的基础上,将不同协议融合一体,实现了各协议数据的无障碍交互。在遥控通讯链路中,如何将图像数据和控制数据融合是非常关键的一个问题,既要保证实时图像不迟滞,又要保证控制数据的优先传送。在视频网络传输的过程中,图像的采集、编码和网络传输的过程将直接决定视频的实时性和流畅性。本文实现了H.264标准下的视频采集和编码,实现了基于TCP协议视频流的传输算法及终端解码播放功能,实际测试显示图像流畅性和实时性效果显著。在数据流的传输中,本文基于计算机CPU的多线程处理功能,在程序中实现了图像和控制并行运行的功能,同时将机器人的控制进程设置为最高优先级,既保证了图像无延时又达到了控制优先的效果。