本文针对工作空间狭窄、地面不平等复杂作业环境,设计开发了基于串联式安装的MY3轮全方位移动机器人,研究了其全方位运动特性。根据其串联轮式结构,分析了其运动时轮子接地特点,并根据分析结果建立了连续化模型,通过仿真对模型进行验证。在连续化建模基础上,研究了MY3轮的驱动干涉情况,通过运动轨迹优化设计避免驱动干涉,提高了运动精度。对MY3轮的全方位移动机器人进行研究,介绍了实验室自主开发的MY系列轮开发设计过程及移动机器人的平台搭建。并分析了该移动机器人的运动特点,根据约束关系建立了机器人的运动学方程和动力学方程,研究了串联机器人的接地半径的变化情况以及机器人运动时轮子转换情况。针对串联机器人运动时接地半径不连续的问题,提出采用正弦曲线和多项式曲线拟合的方法,建立了机器人连续化运动学模型和动力学模型。在连续化模型基础上对其进行圆形轨迹仿真,分析了不同曲线拟合方法的机器人位姿和速度变化情况,确定了两种曲线拟合方式的优势。基于机器人的驱动力,对曲线拟合方法进行优化,研究了机器人所受的最大滚动摩擦力,分析了机器人轮子运动过程中的所能达到的最大角加速度与曲线参数之间的关系,从而确定了最优曲线参数。根据串联式MY3的特有结构分析了机器人运动时所产生的驱动干涉问题,并建立了速度瞬心的危险驱动干涉区间。为了优化机器人运动轨迹,分别从两方面分析了不同影响因素与轨迹规划的关系,一方面是轨迹半径与运动误差之间的关系;另一方面是轨迹周期与机器人自转周期之间的关系。针对轮子驱动干涉问题,在选取了最优影响参数的基础上,提出平移与自转的方法实现力干涉的合理规避,以达到提高机器人运动精度的目的,并通过MATLAB仿真来验证轨迹规划方法的正确性。