移动机械臂因同时具有移动和操作能力，在现代生产生活中发挥着越来越重要的作用，已经进入了社会的各个领域，不仅能够在生产、生活中起到越来越大的作用，在工业应用等方面体现出越来越明显的优越性，且呈现每年不断增长的趋势，其研究和应用水平也是一个国家工业自动化水平的标志。本文在现有移动机器人本体的基础上，围绕轻型五自由度机械臂的设计，从结构设计与优化、运动控制规划两个方面的内容进行分析研究，主要工作如下：　　1)、在分析现有移动机器人技术参数的基础上，建立了五自由度机械臂运动学模型，分析了运动学正解和逆解的问题，用D-H法求解了五自由度机械臂的位姿正运动学方程，用代数法推导出了逆解，并且利用数值法对所设计的五自由度机械臂工作空间进行了仿真验证。　　2)、用PRO/E软件设计了移动机械臂系统三维实体模型，利用ANSYS软件对在整个机械臂系统的关键构件进行了进行静力学分析，结合轻型机械臂的设计需求，给出了以降低自重为目标的关键构件减重孔的设计和优化方案，得到了相同质量下最优模型。同时对关键构件进行模态分析，计算结果表明了给出的机械臂结构设计优化方案合理可行。　　3)、以整个移动机械臂系统为对象，分别给出了三种工况下移动机械臂的不同运动控制策略，对仅需机械臂独立运动可完成的工况，基于三次样条拟合方法进行了机械臂空间轨迹规划；对于需大范围的工况，利用粒子群算法对机械臂系统的移动平台进行了全局路径规划：将机械臂和移动平台的运动联合，实现了移动机械臂系统的运动规划，不同环境中的计算机仿真结果表明，运动控制算法可行。