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随着科技的腾飞,机器人开始在世界大舞台上展露拳脚,机器人技术也渗透到人类生活的各个领域。其中双足仿人机器人以其特有的魅力,受到大家的青睐。双足仿人机器人模仿人的行走方式,特别适合在以后的生后和工作中,同人们一起友好协作地完成任务。仿人机器人的步态研究,已成为机器人研究领域的热点,不仅具有很高的学术意义,而且具有现实的应用价值。足部是机器人唯一与地面接触并发生相互作用的,其获取的地面信息是实现仿人机器人稳定行走的关键。本课题旨将双足仿人机器人结合足部感知系统,通过对机器人进行姿态控制,优化重心轨迹,使其实现稳定步行。首先,根据构型方式和自由度配置的分析,结合人体特征设计出尺寸比例接近于人体的机械本体。选用STM32F103RC作为控制芯片,并设计出了控制板,通过一系列实验验证控制板的可靠性和稳定性,并且控制板的功能完全满足我们的控制要求,完成了对机器人的运动控制。其次,通过正运动学分析和逆运动学分析构造出了机器人运动学模型,合理选择步态并提供ZMP稳定判据。分析静态步行中关键姿态与脚部受力的关系,并将ZMP稳定判据应用到步行过程中。然后,提出了基于稳定判据的姿态控制方法,该姿态控制方法的思想是通过分析步行中各个姿态与脚部受力的关系,应用ZMP稳定判据,结合足部感知系统获取的脚部力觉反馈信息,对机器人ZMP的位置进行实时测量,调整机器人的姿态,达到对静态步行中仿人机器人的闭环控制,增强步行的稳定性。并且对机器人的足部感知系统进行了设计,完成了对传感器的选型、控制电路设计以及传感器安装方案分析等。最后,进行实验平台搭建,通过对关键姿态与整体步行的实验与分析,验证了足部感知系统在机器人控制系统中的可用性。应用基于稳定判据的姿态控制方法进行机器人步行实验,达到了优化步行重心轨迹姿态调节的目的,验证了提出的基于稳定判据的姿态控制方法的可行性。