本文對(duì)雙足競(jìng)步機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)并對(duì)其步態(tài)規(guī)劃進(jìn)行研究，成果成功應(yīng)用于全國(guó)機(jī)器人大賽雙足競(jìng)步機(jī)器人項(xiàng)目競(jìng)賽中。 首先，對(duì)雙足競(jìng)步機(jī)器人的自由度進(jìn)行配置;根據(jù)自由度的配置把機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)分為腳部、膝部、胯部、軀干部四個(gè)模塊，對(duì)其進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)與制造;利用UG NX軟件進(jìn)行實(shí)體建模，生成各個(gè)模塊的鈑金展開(kāi)圖;對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行加工和裝配，得到雙足競(jìng)步機(jī)器人實(shí)體。 其次，在分析舵機(jī)控制原理的基礎(chǔ)上，提出了PWM信號(hào)生成方法合理性評(píng)價(jià)四原則，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種生成PWM信號(hào)的方法全面而又具體的評(píng)價(jià);首次提出了利用分時(shí)成組原理進(jìn)行PWM信號(hào)生成的方法，生成的PWM信號(hào)不僅具有較好的輸出同步性、周期可適應(yīng)性和良好的占空比可調(diào)性，而且具有較強(qiáng)的信號(hào)輸出能力。 然后，根據(jù)分時(shí)成組原理，利用C8051F040單片機(jī)作為主控芯片，在Protel DXP軟件中進(jìn)行了控制系統(tǒng)電路原理圖和PCB板圖的繪制;利用Keil uVision2軟件實(shí)現(xiàn)了控制程序的編寫(xiě)。 最后，利用Denavit—Hartenberg規(guī)則對(duì)雙足競(jìng)步機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模;在運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基礎(chǔ)上利用齊次變換矩陣進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的建立;根據(jù)步態(tài)規(guī)劃的相關(guān)參數(shù)，利用Matlab軟件求解并仿真出各關(guān)節(jié)自由度的軌跡曲線;采用離線規(guī)劃——在線調(diào)整方式對(duì)雙足競(jìng)步機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行修正，得到平滑而穩(wěn)定的步態(tài)軌跡。