机器人技术代表了机电一体化的最高成就,是二十世纪人类最伟大的成果之一。机器人中的两足步行机器人虽然只有近四十年的历史,但是由于它独特的适应性和拟人性,成为了机器人领域的一个重要发展方向。双足步行机器人与轮式、爬行式和履带式等移动机器人相比,有着更好的环境适应性,这种优越性在非结构环境里的表现尤为突出。本文设计了一个双足步行机器人平台,在借鉴有关资料的基础上,对其进行了本体结构的设计以及自由度的配置,并借助于三维造型软件实施了本体结构的建模。根据人体结构比例给出了双足步行机器人机构设计方案,主要包括髋关节、膝关节、踝关节和脚部的设计。为了使所设计的机器人能够模拟人的动作,参考人的各个关节运动范围,定义了机器人各个关节角的运动范围。在杆件坐标系下,基于齐次坐标变换理论对双足步行机器人进行了正逆运动学的建模,为后续的步态规划奠定了基础。运用拉格朗日动力学方程对简化的机器人模型分别在单、双脚支撑期进行了动力学建模,得到了一个便于控制的动力学模型。并根据机器人的结构特点,对机器人采用倒立摆原理进行了离线的步态规划,并通过ZMP判定准则验证了步态的稳定性。利用动力学仿真软件ADAMS建立了双足步行机器人的虚拟样机,利用Matlab中的Simulink工具箱建立了机器人的控制系统,通过ADAMS中Controls接口模块实现了两者的联合仿真,验证了步态规划、控制算法的有效性,并得到了机器人在步行过程中各个关节的力矩变化曲线,为选择驱动部件提供了依据,也为物理样机的研制打下了理论基础。