在如核电运行维护、大飞机生产制造等工业领域中,存在大量操作流程复杂、工作强度大、灵活性要求高、难以实现机械化与自动化的工作任务,执行这些任务只能依靠人为操作。在作业执行过程中,作业人员的工作效率与人身安全难以保证。因此,能够与人协同运动,实现部分作业任务自动化的外肢体辅助机器人成为解决上述问题的新型技术手段。外肢体辅助机器人是一个多工况、多任务空间的高维系统,针对该系统的多任务运动规划与控制方法是提高机器人协同作业能力的关键。本文从以下四个方面开展研究工作:1.面向外肢体辅助机器人虚拟样机,建立运动学模型。采用D-H参数法推导单肢体、背板的正逆运动学及雅克比矩阵,并基于拉格朗日建立了单肢体动力学模型。2.基于五次多项式插值算法规划单肢体和背板运动轨迹。结合外肢体辅助机器人作业场景,采用五次多项式插值算法在任务空间内对单肢体和背板运动进行轨迹规划,保证运动的连续性与平顺性;依据所规划的轨迹,设计基于雅克比矩阵的速度控制器,验证了单肢体运动学模型;通过所规划的背板往复运动轨迹验证了背板运动学模型。3.基于零空间映射进行单一末端多任务运动规划与控制。分析了单肢体系统冗余性,对取放、避障作业进行任务分解,推导出其雅克比矩阵;基于零空间映射建立取放、避障作业的多任务优先级结构,并在单肢体虚拟样机中实现了两种作业模式的多任务控制。4.基于全身控制进行多末端多任务运动规划。面向外肢体辅助机器人的悬挂作业工况,研究了基于零空间映射全身运动规划方法,设计了基于肢体任务和背板任务优先级结构的全身控制框架,并在虚拟样机上实现了背板与单肢体末端的多任务运动规划与控制。