第一章： 绪论

1。1仿人双足步行机器人的背景

长久以来，研制出能完美模仿人们的运动和表情的机器人是人类对于机器人研究的梦想之一。从二十世纪六十年大至今为止，大量的科学研究者为了实现这一个目标而努力奋斗。20世纪80年代，计算机进入爆炸式的发展为机器人的结构设计和运动仿真提供了更为强大的平台。现如今各个国家，比如美国，德国，日本以及中国将机器人视为重点开发项目投入巨大的资金和精力。

1。2仿人双足步行机器人的研究意义

   目的：说道机器人，就想到科幻电影中那种上天入地无所不能动人型铁疙瘩，当然显示生活中要达到这种程度的是不现实的。但随着科学技术发展，机器人的含义也在不断的扩展，不再只是指人型机器这一狭隘定义。而是一般指机器人化的技术或系统；现代的机器人已跨出了结构化环境的生产车间，我们生活的方方面面都有着机器人的身影。

双足行走机器人属于类人机器人，它的典型特点的是下肢以刚性构件通过转动副联接，模仿人类的腿及髋关节、膝关节和踝关节。并以驱动装置替肌肉，实现对身体的支撑及连续地协调运动，各关节之间可以有一定角度的相对转动。虽说如此，现阶段的机器人是无法像人类灵活的运用各个部位。

当然发展双足机器人必有其存在的意义，相比其他足式机器人而言：

  （1）双足机器人对步行环境要求很低，能够适应严峻和陡峭的地势并作出正确的判断。双足机器人的移动盲区很小，因为它不仅能在平坦的地面上行走，甚至在阶梯或者坑洼的地面也能灵活的运作。

  （2）双足机器人进行一些重复性的重劳动力工作。现阶段的机器人能够进行一些重复性的工作来解放人们的生产力减轻人们的劳动负担。双足机器人更是因为它活动范围广而被广泛应用，例如面对不同的环境采用不同尺寸的机械部件。

  （3）相比其他足式机器人，它的步态规划虽然比较复杂，但不必像其他的机器人一样根据环境对机器人进行改造。此外，不需要对双足机器人进行改造，其就能适应环境协助人类完成工作。当然双足机器人的部件也可以用于军事和医疗，例如机器人的腿部可以给截肢的人接上是他们能够完成正常的日常生活，在严峻的环境下进行考察也可以使用机器人完成。

1。3国内外双足步行机器人研究概况与现状

1。4机器人系统理论

机械系统：

机械系统是由机械元素组成的，它可以自然而然的形成，也可以通过人们的作业后期制造出来。在这里后者是我们要研究的对象。简单来说，一个完整的机械系统可以划分为几个子系统以便我们能更加调理的分析：1机械子系统，由刚体和弹性体组成;2传感系统；3执行系统；4控制器；5信息处理。

我们必须明确，要想研究机器人机械系统，需要对机器人的运动特性构造出一套完善的表示方法。我们将机器人各个独立的杆件形成一个完整的机械系统，在分析运动的时候将这些杆件看成刚体然后通过动力学分析。

人工心理：

    关于机器人是否有思想，能够自己去判断去行动，所以机器人的人工心理被人们重点关注。当前用机器模拟人类心理行为的相关技术研究也正在形成一种趋势，这是一个新的领域，有着诸多的问题待解决。

智能控制：

智能控制包含着方方面面并且随着被控制对象的改进和发展需要进行不停的调试。它是集生理学，心理学，控制论，运筹学和计算机系统等各个领域的综合体。在现实中，我们往往通过控制器来控制机器人的动作或者用单片机来优先设定好机器人的行动。