近年来，仿人机器人的研究发展迅速，并取得了一些优秀的成果。二足步行作为人类的基本特征之一，已成为仿人机器人研究领域最具吸引力的课题之一，受到了广泛的关注。本文主要针对仿人机器人，特别是其二足步行的模型、动态步行算法、硬件设计和软件体系结构进行研究。 仿人机器人的二足步行是一个受地面单边约束的多变量、非线性系统。控制仿人机器人实现二足步行，首先需要对其模型和控制问题有深刻的认识。本文在对仿人机器人深入研究的基础上，给出了一个相对完备的二足步行模型；并就仿人机器人二足步行运动产生的本质，对其控制任务和方法进行了讨论，指出了该研究的困难所在。 在模型研究的基础上，本文通过一种简化的二足步行模型，对仿人机器人的动态步行算法进行研究。仿人机器人的步行需以标准步行为参考，要求其零力矩点(ZMP)始终落在脚．地接触的支持多边形内，且不能离脚的边缘太近。本文提出的算法包括计算仿人机器人上身运动和计算其重心(CoG)轨迹等两个并行过程。首先，通过计算上身运动以补偿环境的干扰；然后通过计算实际ZMP与参考ZMP之间的误差并利用ZMP与重心的关系，求得重心的轨迹。从而使仿人机器人的步行收敛于参考运动，实现动态步行。由于求解上身运动和重心轨迹都依赖于参考运动，所以这两个过程可以并行作用，为仿人机器人的二足步行提供双重保证。 然后，从步行控制方法研究和仿人机器人应用的角度出发，本文对一个24自由度的仿人机器人进行了研究，并做出了设计。其设计包括硬件设计和软件体系结构两个方面。为满足二足步行和仿人机器人应用的需要，硬件设计主要从自由度分配、关节运动约束及驱动装置等方面进行；考虑到仿人机器人的作业主要是依靠其软件系统的支持，本文提出了一个分层软件体系结构以满足其应用、开发和扩展的需要。 最后，通过棒状模型和点状模型仿真实验的方法，验证了本文提出的动态步行算法的有效性和模型的稳定性。