当今社会科技日新月异,机器人在人类生活中占据着越来越重要的地位。作为机器人研究领域最前沿的问题之一的双足步行机器人,一直备受人们的关注。它采用双足步行,双脚间歇、交替地接触地面,通过传感器返回数据进行计算,可选择最佳支撑点,实现跨越障碍物、爬坡、上下楼梯、跳跃、跑步等功能,且对步行环境的要求低,可移动范围广,适应性强,能耗更低,大大提高对环境的适应能力,具有广阔的市场前景。同时,双足移动又是最难以掌握平衡的移动方式,因此稳定的双足步行一直都是机器人领域的研究重点。本文所做工作如下:首先,本文分析了国内外双足步行机器人的发展现状和研究的背景意义,并根据国内外已有双足机器人自由度及其可以实现的功能,选定了十六自由度小型双足机器人作为本文的研究对象。其次,针对本文所研究的机器人,利用ZMP稳定约束的数学模型判定机器人行走过程中的稳定性;建立基于D-H方法的机器人腿部坐标系,并结合位姿变换方程推导出机器人的正运动学方程,再通过解析法求得机器人的逆运动学解;将机器人步行周期分为单脚支撑期和双脚支撑期,对机器人的步态规划和稳定性分析。再次,在SolidWorks软件中根据实际尺寸建立双足机器人的三维几何模型,并导入到仿真软件ADAMS中,设置各项参数,建立机器人的虚拟样机。然后用Matlab进行机器人控制系统设计,通过ADAMS/controls接口模块建立起与ADAMS虚拟样机间的实时数据管道,实现整个系统的联合仿真。最后,选择主控制芯片、舵机型号及控制方法,设计外围电路,并按照设计尺寸组装实体机器人,在机器人物理样机上验证控制方式的正确性,并根据实际情况对机器人步行控制系统做适当调整。