随着互助型机器人应用越来越广泛,存在着机器人应用场景多且非标准化、任务流程规划复杂、任务耦合度高等问题,如何将易于使用与降低任务耦合程度有机融合为互助型机器人系统的易用性,是本文要解决的关键技术问题。针对互助机器人易于使用、可扩展性强等要求,研究任务建模技术、任务流程优化技术、图形化任务规划系统,形成编程简单、易于使用的应用环境,并通过三维仿真进行验证。论文主要成果如下:为了更好描述人与机器人交互的过程,提出了一种人机协作任务建模的方法,旨在克服现有任务模型只能在特定领域任务使用以及无法实时规划的局限性。通过融入人的规划和决策能力,并结合关系符描述任务之间的关系,使得新的任务模型可以适用于不同的任务情景,能够应对环境的动态变化。与此同时,用户需要对任务的结构进行深入分析,理解在实际环境中完成目标所需的具体过程,并按照一定粒度对任务分析得到的数据进行结构化、层次化的组织,建立最终的任务模型。通过上述任务模型明确了所需要的任务以及之间的关系,减少了不同任务间的重叠部分,但是对于还可能存在的迭代或者反馈等耦合关系未予考虑。因此,接下来使用模糊层次分析法测算任务之间的耦合程度,将所求任务耦合程度的量化值结合设计结构矩阵映射到模糊设计结构矩阵中,为下一步解耦做铺垫;为了达到最小化任务反馈个数以及降低任务反馈距离的目标,通过任务分割算法,完成了设计结构矩阵的带状对角线化,为进一步的耦合模块的划分奠定了基础;最后,在耦合任务初步规划完成的基础之上,使用任务撕裂算法以实现内部与外部耦合关系的转化,从而简化耦合关系,使得新的任务流程相比之前的任务流程具有更短的执行时间和成本。针对任务流程编辑复杂,研究了基于模型驱动的图形化任务规划系统。在IEC61131-3标准的基础上,设计了软件模型和任务元素,以及基于模块的任务规划标准。在通过对模块拖拽、排列、连线规划完任务之后接着对任务流程中单个模块的连线、参数、关系符分别进行检查。如果检查无误,先使用任务去耦合技术简化任务之间的耦合关系,再通过仿真功能进行验证。通过任务规划系统编辑任务流程,大大降低了软件开发难度和维护成本,提高了软件开发效率,同时增强了软件的扩展性。