近年来,从发生在城市的恐怖袭击事件、东京福岛核电站事故和天津危险品爆炸事故等突发事件可以看出,城市中发生的突发事件对国家的影响更大,而能否在发生突发事件后快速的响应,让事故对人类的影响降到最低,成为研究的一个方向。本文主要研究应对城市非结构环境下突发事件的可变形移动机器人,根据机器人的应用场景要求设计机器人的控制系统。首先,简要介绍了可变形机器人的机械结构,且结合机器人姿态的三个关键参数和结构特点针对不同的应用场景进行了详细的过程分析和构型介绍。根据可变形移动机器人的运动机构特点和状态变化,建立齐次坐标系下机器人在非结构化环境中的运动学模型,推导出机器人本体与摆臂姿态之间的运动学正解和逆解,得出摆臂的姿态变化与躯体姿态之间的运动学关系。根据机器人航向角建立了机器人航向与机器人转弯的运动学模型并建立了转弯的动力学模型,最后通过Matlab软件进行验证。结合本实验移动平台的实际机械结构尺寸、能量方程和极限条件下的几何关系,求出机器人攀爬楼梯的极限范围和防止倾翻的最大角度。以安全节能为原则规划变形机器人在攀爬楼梯过程中的运动构型,为后续的运动控制算法打下基础。采用模块化思想对可变形机器人进行了硬件集成和软件开发。硬件部分包括机器人姿态和电机位置检测模块、多轴同步控制的EtherCat主站板卡和电机伺服驱动器,并根据这些模块的特点和实际的使用场景,进行具体的参数配置和性能测试。软件部分主要分为上位机的监控界面和下位机的运动控制。上位机的控制界面以微软VS和C++为开发平台和开发语言。下位机采用QNX系统的集成开发环境,结合EtherCAT网络通信的特点进行机器人的运动控制代码开发。采用模块化的设计原则,使得控制程序具有独立性好和可移植性强等特点。最后完成了通过上位机远程控制机器人攀爬楼梯的实验测试。通过实验不仅测试了控制界面的稳定性,还验证了攀爬楼梯过程中运动规划构型的合理。结果表明该机器人控制系统稳定、可靠,满足设计要求。