机器人技术是电子、机械、人工智能等各个领域新技术的结晶,双足步行机器人的研究作为机器人学的一个分支,无疑对机器人研究的技术和思想提出了更高的要求。由于双足步行机器人良好的灵活性,更能适应各种环境的要求,逐渐成为当今机器人研究的重点领域。在机器人众多的研究方法中,由于倒立摆系统与两足机器人行走有很大的相似性,所以近年来通过倒立摆系统来模拟双足机器人步行,来研究双足机器人系统的稳定性和控制方法,成为双足机器人新的研究方向。本文以双足机器人为研究对象,主要做了一下几方面的工作:首先,回顾和总结了双足步行机器人和倒立摆系统的研究历史和发展现状,对国内外各主要研究机构设计的双足步行机器人进行了分析和对比,并介绍了本文研究的主要内容。其次介绍简化的倒立摆模型在双足步行机器人的运动分析中的应用方法和简化方法,认为倒立摆倾倒时底部位置不变,简化计算和分析的复杂性。然后将双足步行机器人简化成连杆模型,由于机器人径向运动涉及的自由度大都集中在径向平面内,所以可以用平面连杆机构来简化表示机器人并分析机器人的动作,通过D-H方法建立运动学模型,找出重心的表示方法。将这简化模型应用于机器人起立动作的分析,推导出机器人完成起立动作的稳定性条件。用倒立摆模型分析比较双足步行机器人两种侧向步行方法,描述了两种方法的运动规划,讨论非仿生侧步的稳定条件。比较质心轨迹和时间。最后,在一个自制的17个舵机的双足步行机器人的平台上,对起立和两种侧向步行动作进行了实际验证。达到了令人满意的效果。