六足机器人是复杂的多输入-多末端-多输出系统,运动类型和模式极其复杂多样,如何对所有末端所有输出维度的运动进行表达和规划,是六足机器人走向实践应用必须解决的一大难题。同时,六足机器人面对的环境任务也极其复杂多样,如何建立多样化任务需求与多样化运动能力间的对应关系,实现不同任务需求下机器人多输入-多末端-多输出行为的协调规划,是六足机器人走向实践应用必须解决的另一大难题。本文以并联六足机器人为研究对象,建立了任务分解和行为表达模型,提出了六足机器人的三类行为特征及其表达、规划方法,并经过了实验验证。任务分解与行为表达模型对六足机器人走向实践应用具有重要的指导意义。具体内容如下:(1)建立并通过实验验证了并联六足机器人的位置模型、影响系数模型。位置模型包括单腿位置模型和四种站立模式下的整机位置模型,为六足机器人执行任务提供了位置规划的基础。影响系数模型包括描述驱动速度与末端速度关系的一阶影响系数模型与描述驱动加速度与末端加速度关系的二阶影响系数模型,为六足机器人进一步缩短任务时间提供了速度和加速度规划的基础。(2)提出了构态、运动、轨迹特征表达六足机器人行为的模型。行为表达模型定义了三类行为特征,对机器人行为进行量化地表达,包括构态特征、运动特征、轨迹特征。构态特征描述多末端中哪些末端发生运动,运动特征描述多输出中哪些输出维度发生运动,轨迹特征描述各输出维度以怎样的参数化轨迹运动。三类行为特征完整地描述了六足机器人的运动模式及具体的运动轨迹方程,为六足机器人行为表达和规划建立了通用的方法。(3)提出了驱动功率约束下六足机器人最大速度轨迹规划的方法。利用影响系数模型的非时变特性,将驱动功率约束、步态周期约束的时变和非时变量分离,形成六足机器人单腿和整机最大速度轨迹规划的优化模型。提出了适用于单腿最大速度轨迹求解的切换点法,并基于切换点法提出了适用于整机最大速度行走轨迹规划的两步法。通过仿真计算与实验验证了切换点法和两步法的正确性。使用两步法对六足机器人的行走速度能力进行了分析,并建立了六足机器人最大速度行走的轨迹库。(4)提出了“任务-子任务链-行为链”的任务分解模型,形成了多末端协调规划方法与技术。根据子任务的先后时序关系,将任务分解为串行或并行子任务链,再将每个子任务映射形成行为链,实现面向任务的机器人多输入-多末端-多输出协调运动规划。将任务分解与行为表达模型应用于开门作业和动态扰动下的运输行走作业。开门作业分解形成6个串行子任务及26个基本行为,实现串行任务的多末端协调规划。动态扰动下的运输行走作业分解形成2个并行子任务及6个基本行为,实现并行任务的多末端协调规划。开门实验及户外载球行走实验充分验证了该方法的有效性。