中国正在逐渐步入老龄化社会,老年人口日益增多,同时由于各种疾病和事故造成的残疾人数量也在不断增加,一部分人丧失了基本独立生活的能力,对于他们的护理工作加重了家庭的负担。而随着科技的发展,越来越智能化的服务型机器人可以解决老年人和残疾人自理能力差的问题并减轻社会和家庭的负担。本文研究设计了一种轮椅机械臂系统,通过带机械臂的轮椅机器人辅助老年人和大部分残疾人抓取高处、远处的物体和完成一些生活中简单的操作,达到提高他们自理能力的目的。首先,基于机器视觉技术研究开发了人机交互系统。所开发的人机交互系统融合了人体手势交互和头部姿态交互,利用手势交互实现了控制轮椅移动平台的运动和轮椅控制与机械臂控制模式之间的转换,使用头部姿态交互实现了目标物体的选择和确认,并且基于开发框架Qt Creator开发了人机交互的控制系统。然后,基于深度学习和双目视觉研究开发了目标识别定位系统。首先针对目标识别问题,本文制作了生活中一些常见物体的数据集,通过深度学习算法训练数据集并通过开发程序完成了目标识别的任务,之后使用双目视觉匹配视差的方法实现了目标的定位,最后开发了融合识别和定位的控制系统。其次,基于深度强化学习研究开发了抓取避障系统。首先根据机械臂的结构建立了机械臂的正运动学模型,利用该模型构建了强化学习的环境,实现了强化学习中环境状态的反馈,之后调整算法的相关参数并且设计合适的奖罚函数,最后经过仿真环境的训练使机械臂学习到如何运动到目标点并且避开障碍物。最后,根据研究设计的轮椅机械臂系统完成实验验证和分析。通过轮椅和机械臂的通讯协议,使用上位机对轮椅机械臂进行了交互控制实验,目标识别定位的实验以及机械臂抓取的实验。最终实验结果表明本文所研究的系统能够完成目标操作的要求,可以实现助老助残的功能。