被动步行机器人因为耗能低、步态自然、结构简单的优点,已经成为步行机器人研究领域中的一个热点。现有被动步行机器人研究中,多数没有考虑手臂的摆动对系统性能的影响,即使考虑了手臂摆动影响的,其模型也过于简单,与人体手臂摆动的实际情况有较大的差别。自然的进化,使得人体各个部分的运动协调成为完美的系统。本文试图建立更加接近人体步行摆臂的模型,对被动步行机器人的步态及其稳定性进行分析。本文将摆臂运动简化弹簧—阻尼振子系统的运动,增加了等效弹簧刚度、等效阻尼系数和等效摆臂夹角三个参数摆臂参数。建立了带有摆臂的被动步行机器人动力学模型,确定了机器人摆臂参数的混沌边缘,分析了摆臂参数变化对机器人步态及其稳定性的影响。本文主要研究工作和结论如下:1、提出了一种新的带有手臂的被动步行机器人的分析模型,利用劳斯方程建立了该带有摆臂的被动步行机器人的动力学模型。2、通过对动力学模型的数值仿真,确定了被动步行机器人的单参数和三参数混沌边缘。研究结果表明:机器人的混沌步态与摆臂参数存在一定的关系。从单参数来看,在等效弹簧刚度较大,或者等效阻尼系数较小,或者等效摆臂夹角较小时,均会使得被动步行机器人处于混沌步态。由三参数混沌边缘可以看出,等效摆臂夹角较大时,使得被动步行机器人处于混沌步态的参数数量较少。3、研究了不同的等效弹簧刚度、等效阻尼系数和等效摆臂夹角等摆臂等参数对机器人单周期步态的步长和平均步行速度等步态特性影响。确定了具有较快平均步行速度的参数组合。研究结果表明,机器人步态特性随着参数的改变会发生复杂的变化。4、针对摆臂对被动步行机器人稳定性的影响的问题,使用Floquet乘子法研究了摆臂参数对机器人稳定性的影响,并探索出了具有较高稳定性的摆臂参数组合。