近年来,两足机器人的研究发展迅速,两足机器人也越来越具有人的特征。两足机器人,相对于其他足式机器人,具有支撑面积小、支撑面形状随时间变化大、质心相对位置较高的特点,因而两足步行系统是步行方式中自动化程度较高、较为复杂的动态系统。同时,两足步行是支撑脚离散、交替地接触地面的,因而可主动选择最佳支撑点,受环境限制小,具有很高的灵活性和适应性。加之,机器人具有人的外形和基本功能,易于与人共处和适应多变的活动环境。两足机器人的步行研究,是机器人研究的前沿,正成为机器人研究领域的一个热点,它不仅具有重要的学术意义,而且具有现实的应用价值。要实现两足机器人稳定的两足步行,所涉及的研究领域很广,本文研究其中一些基础但很关键的问题:数学模型、步行稳定性、步态规划。本文针对目前两足步行机器人行走步态规划的发展方向,着重建立了基于SimMechanics的两足步行机器人模型,通过仿真分析了步行特性,为研制两足步行机器人提供了一定的理论依据。(1)对两足步行机器人的运动学和动力学特征进行了分析,这是进行机器人建模的基础。在分析了两足步行机器人步行稳定性要求的基础上给出了步行控制任务,为步行机器人的步态规划提供了理论依据。(2)对两足步行机器人的自由度和机构设计进行了分析,然后引入了步态规划的概念,并对步行机器人的步态规划的方法进行了讨论,并结合两足机器人的研究课题,探讨和分析了两足机器人运动和结构设计方面的一些问题,提出了相应的设计方法。(3)通过仿真工具SimMechanics建立了两足步行机器人的主躯体、头部、上肢以及下肢模型,并最终形成了完整的两足步行机器人的SimMechanics电脑模型,实现了基于SimMechanics的两足机器人步态模拟。通过局部和整体的实验仿真,分析了两足机器人机体的运动性能,验证了模型的合理性。