作为机器人领域最具有代表性的研究方向,双足仿人机器人技术受到了国内外众多研究机构和科研人员的青睐。它的研究水平在一定程度上反映了一个国家高科技的综合实力。稳定步行理论是仿人机器人控制理论的核心,是实现其他控制任务的前提和条件,经过几十年的发展,稳定步行理论已经日臻成熟。目前常用的步态规划方法主要有：基于仿生运动学的步态规划方法、基于模型的步态规划方法、智能算法的步态规划方法,以及步态优化问题。基于这些理论,科研人员研制了众多可实现平面行走、上下楼梯、倒下起立等功能的样机,然而由于它的控制难度高、稳定性差、对环境要求严等特点,其运动效果并不理想。本课题提出了一种简单可行的步态规划方法,并采用自主研发的小型仿人机器人进行了实验验证,该方法适用于具有相同腿部结构的仿人机器人。首先,本文简要介绍了自主研发的样机的机械结构和控制系统。从自由度的配置、结构的设计和材料的选择、驱动器的选择等方面进行了分析,并展示了装配实体和结构尺寸。从控制系统的结构、控制器的选择与设计、控制软件的实现等方面进行了分析,搭建了一个完整的硬件、软件系统。其次,本文对双足机器人的运动学进行了分析。结合样机的结构和关节特点,建立了样机的连杆模型,利用设定的世界、局部坐标系,对模型进行了精确的数学描述。在讲述机器人正、逆运动学理论的基础上,分析其计算方法的优缺点,选择并详细介绍了基于样机模型的逆运动学解析法。然后,本文提出了一种基于ZMP稳定性理论的优化的步态规划方法。结合样机的参数特点,简化运动控制模型,生成了基于三维倒立摆模型的步行模式,并对其中出现的问题进行了优化,完善了步态规划理论。设计了一系列动态步行实验,验证了步态规划方法的可行性和有效性最后,本文介绍了双足机器人动态步行稳定的判定方法。基于ZMP稳定判据,选取FSR作为测量工具,给出了机器人稳定性能的计算方法。利用姿态传感器,获取机器人运动过程中的姿态信息,提高机器人的稳定性。