近年来，双足步行机器人的研究迅速发展，因其跨越多个学科而有很高的学术研究价值；同时因其模仿人类步行方式，较其他种类机器人有更好的灵活性，同时也能更协调的帮助人类完成任务，故也有很高的实用价值。双足步行机器人的研究已经成为机器人研究领域的一个重点。本文主要研究一些双足机器人的基础问题，如自由度选择，运动学推导，数学模型建立，简单运动模式的分析，机器人理想三维模型的建立等，具体内容如下：本文分析和配置了双足机器人的腿部自由度，以通用性的原则设置机器人髋部和踝部自由度的旋转轴分别相交一点，并经过对比的选择了驱动器。通过研究人体实际尺寸，分析并确定机器人腿部杆件的比例尺寸和各关节的运动范围。在空间直角坐标系中确定了机器人坐标系原点并详细推导了机器人运动学，为后续机器人建模和仿真打下良好的理论基础。经过对双足机器人腿部结构合理的分解、数据结构选择和建立，运用MATLAB完成了运动学测试界面的设计，并对理想状态下的行走模式进行分析和实验并分析结果。研究了机器人理想直行状态下，高度与步长之间的关系；腿部为上体提供转动角度后（完成腰部的部分转动功能）完成直行运动的运动模式，为以上运动模式完成了编程和仿真分析。最后在Pro/E中完成理想双足机器人模型的建立，并导入生成的运动模式数据，完成运动学仿真，通过干涉检测对理想模型的进行修改，并生成运动动画，同时证明了运动学分析的正确性，为后续双足机器人动力学问题和运动控制打下良好的基础。