当前,我国正在深化医疗体制改革,社区卫生服务中心在这场改革中起着举足轻重的作用。患者群以老弱为主,人流量大,安全隐患尤为突出。为了避免这些安全隐患,因此急需要一种小型移动平台对社区卫生服务中心进行巡查。针对社区卫生服务中心的人流量较大,可移动空间较小的医疗环境,考虑到足式机器人移动慢,履带机器人体积大、能耗高,小型三轮、四轮机器人重量大、结构不紧凑、能耗较高,综合分析后认为小型移动两轮机器人更适合作为社区卫生服务中心巡查的移动平台。本文所设计的小型移动机器人主要内容如下:首先,小型移动机器人的本体及相关硬件设计。针对社区卫生服务中心的医疗环境的特殊性,进行小型移动机器人的机械结构设计及优化。在满足稳定性的前提下,提高机器人的续航能力,通过对承重板静力学分析,优选出较轻且有一定承载力的铝合金材料,对其关键受力部位建立有限元模型来进行受力分析,验证了所设计机器人机械结构合理,最后依据社区卫生服务中心对移动平台的功能需求进行硬件电路设计,为后续控制算法的实现提供基础平台;其次,小型移动机器人动力学建模及可观可控性分析。对小型移动机器人的结构进行优化并进行动力学分析,运用拉格朗日方程法建立其精确的数学模型,通过Simulink对所建的数学模型进行验证,为了方便后续控制,在平衡点附近对其模型进行线性化处理并得到小型两轮机器人的状态空间方程,通过Matlab验证了小型两轮机器人是可观可控的;再次,双回路非线性模糊PID平衡控制:首先对小型移动机器人平衡运行特性进行分析,设计了线性双回路PID控制器,并通过Matlab验证了该控制器对机器人平衡控制的有效性,然后分析得到机器人倾斜角主要受机器人重力和电机驱动力影响,且它们之间存在正切函数关系,将此正切函数与比例环节相结合构成双回路非线性PID控制器,能抑制机器人平衡控制时的超调量,基于此思想,一组随系统变化的PID参数对机器人控制效果会更优,设计了双回路模糊PID控制器,并通过Matlab验证了该算法;最后,针对社区卫生服务中心的医疗环境搭建模拟的实验平台,对小型移动机器人的运动可控及可靠性进行实验,结果表明:针对社区卫生服务中心医疗环境下机器人的直线不偏航、急速转弯平稳、紧急制动实验效果良好,能够满足社区卫生服务中心巡查的需求。