人形机器人一直是机器人领域研究的热点,它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、信息工程、自动控制工程以及人工智能和仿生学等多种学科的最新科研成果,代表了机电一体化的最高成就,是目前科技发展最活跃的领域之一。课题旨在设计一种小型双足人形机器人平台,在此基础上对双足机器人的步行机理进行研究,为进一步设计自主的智能双足人形机器人积累经验。以人体结构为模仿对象,对其进行了抽象与简化。应用微型伺服马达作为驱动元件,采用集中式控制,并在分析自由度配置及传感器应用方案的基础上,对小型双足人形机器人的本体机构进行设计。机器人采用离线规划—再线调整的行走方式,其中,对机器人离线规划提出三步规划法。首先,结合对人类行走步态的研究,规划机器人行走姿态及轨迹;在此基础上建立并求解运动学方程,获得机器人行走时各关节的转角曲线;最后,针对前向运动与侧向运动之间的耦合,对求得的运动曲线进行修正,使机器人在保证稳定的前提下,动作更加流畅。结合机器人物理样机模型,利用三步规划法规划机器人行走步态,使其在平行步态下实现静态步行。应用虚拟样机技术,对机器人行走步态进行仿真实验。在SolidWorks中建立机器人的简化模型,导入仿真软件Adams中,再利用Matlab中得到的运动曲线控制虚拟样机模型的关节运动。通过联合仿真实验获得机器人行走时的动态图像及实验数据,验证步态规划方法的可行性。最后应用规划的关节运动曲线控制微型伺服马达,实现物理样机的稳定行走,进一步验证理论研究的正确性和有效性。