仿人机器人是机器人领域一个非常具有挑战性的研究方向,它涉及机器人学、人工智能、自动控制等多个领域。作为仿人机器人的一个显著特点就是能实现双足步行,因此规划稳定、快速的行走步态已经成为了仿人机器人研究的一个热点。本文以小型仿人足球机器人为研究对象,根据仿人足球机器人本身的硬件特性和机器人足球比赛的特点,对机器人步态进行规划仿真,最终将规划的步态在仿人足球机器人上进行验证。本文主要研究工作如下：1.采用三次样条插值和高次多项式插值算法规划步态。首先根据机器人的结构特性建立了七连杆模型。接着分析了仿人足球机器人一个完整步行周期的运动过程,将其分成起步、周期行走、止步三个阶段研究。然后根据步行过程中髋关节和踝关节不同的运动特点,分别采用三次样条插值与高次多项式插值进行轨迹插值。最后利用空间几何关系推导了膝关节的运动轨迹。2.利用遗传算法对步态参数进行优化,得到稳定裕度最大的行走步态。讨论了机器人稳定行走的ZMP(Zero Moment Point)判据,并在此基础上构造了步态优化的目标函数。最后采用遗传算法优化髋关节的位置参数,得到了仿人足球机器人一个步行周期内ZMP稳定裕度最大的步态。3.在ADAMS中进行虚拟样机仿真实验。首先在步态优化的基础上,利用逆运动学在MATLAB中计算出仿人足球机器人各关节角度的变化轨迹。然后,利用ADAMS虚拟样机技术,建立仿人足球机器人虚拟样机模型,并导入各关节驱动。接着在ADAMS中进行动力学仿真,根据仿真结果验证步态规划的有效性。最后,在仿人足球机器人上,进行实物验证,成功实现了机器人稳定、快速的步行运动。