摘要：本文提出移动模式与操作模式集成的多模式移动并联机构的设计理念。基于该设计理念,以提高机构的承载能力与复杂地形通过能力为目标,定义并提炼出四类移动模式与两类操作模式,进而形成模式集成方法,构建含有U-P-U(万向铰-移动副-万向铰)支链与U-R-U(万向铰.转动副.万向铰)支链的多模式步滚移动两足并联机构,并作为典型构型进行系统性研究,包括：理论分析、仿真分析、样机研制与实验研究。首先将4U平行四边形机构、6U机构、3-UPU并联机构作为研究基础；然后提出多模式步滚移动两足4-UPU并联机构,并作为核心研究；最后以具体应用为导向提出两足步行2-UPU+2-UU并联机构；以拓展操作模式与移动模式为目的提出多模式步滚移动两足4-URU并联机构。主要研究内容包括：(1)针对三种两足步行4U平行四边形机构进行比较分析,总结由运动副配置方法不同带来的构型之间的区别与联系,进而拓展提出一种两足步行4U平行四边形构型。针对提出的滚动6U并联机构进行滚动原理分析,采用不同运动副配置方案得到两种滚动6U并联机构的拓展构型。进一步采用不同运动链的配置方案,提出多模式滚动3-UPU并联机构。结合自由度与奇异位置分析,研究四种滚动模式具体实现方式与切换方案,并讨论由支链变化带来的步长变化对滚动能力的影响。(2)集成移动与操作两种功能模式提出多模式步滚移动两足4-UPU并联机构,并分别研究了三类移动模式与两类操作模式。在移动模式中讨论驱动方案、模式切换、转向操作、步态特点等方面。在操作模式中分析姿态调整、重心调整、与地面的贴合等固定式操作模式；同时研究了整体协同式操作模式对移动模式的辅助功能,如：侧翻自救功能与倾覆复位功能。此外,结合机构特性讨论步长与速度之间的关系,并针对典型障碍,分析了机构的越障性能。(3)以承载运输为主要用途,综合考虑并联机构的高刚度和承载能力,以及机构对崎岖路面适应能力的要求,提出具有承载能力的两足步行2-UPU+2-UU并联机构。结合机构的运动特性与两足的承载空间要求,确定两足结构设计参数之间的函数关系式。研究采用类似爬行步态条件下驱动力与结构参数的关系,并进一步分析得出该机构类似爬行的步态比采用常规步行的步态对驱动力的要求显著降低。(4)根据多模式步滚移动两足4-UPU并联机构的构型特点,总结构型设计需要满足的条件,采用不同支链类型构造该类机构,并尝试进一步拓展操作模式与移动模式功能。以多模式步滚移动两足4-URU并联机构为例,分析其具有的四足跳跃模式与剪叉升降平台操作模式。综合而言,基于提出移动模式与操作模式集成的多模式移动并联机构的设计理念,进行了系统性研究,为具有较大承载能力与较高复杂地形通过能力的移动机器人设计提供一类新的技术途径。