小型的双足行走机器人按照机构类分类机器人有三种形式。目前，技术方面发展比较成熟且被大众熟知的几种形式有仿生机构形式、纯机构形式和控制学的多关节式。

目前双足机器人的应用主要是在医学领域、生产领域和科学研究领域，与人类生活息息相关。更长远的看双足机器人也可以稍加改造投放至危险系数高的场地，例如在实战中承担一些对人类危险较大的排雷工作或者在核电站中做检测和修理核工业设备的工作。

1。4课题研究内容

本文设计的是一个小型的多自由度双足机器人，首先要调研收集并分析有关多自由度双足机器人的资料，详细了解STC51系列单片机系统，了解舵机的使用，设计一个不低于6个自由度，各个关节能仿生运动的多自由度的双足机器人。然后详细分析人类的双足行进模式，对机器人进行完善的步态规划。编写程序使双足机器人能独立完成各种基本动作。

设计要求机器人完成立正、行走、翻滚等简单动作。首先分配好各关节各部位的自由度配置，并利用本文选择的STC12C5A主控芯片和附加的简单机构，组合成小型双足步行机器人。使用 STC公司的STC12C5A芯片设计控制板，采用大扭力金属齿轮的1501MG型数字舵机，结合机器人其他硬件设计出一个能够稳定行走的小型双足步行机器。最终通过软硬件结合工作实现双足机器人的立正、前进、停止、翻跟头等动作。论文网

第二章 系统整体方案设计

2。1系统设计预期目标

本设计所设计的机器人应能够实现以下目标：

（1）实现双足机器人的立正、前进、停止、翻跟头等动作，可以灵活控制双足机器人。

（2）可以实现机器人的“脱机”控制。

（3）通过编程，使机器人可以独立的完成一段特定的动作。

2。2 系统设计概述

设计要去实现以下目标:

（1）机器人能够实现双足稳定行走；

（2）设计完成的动作连贯、美观；

（3）设计结构简单,使机器人轻量化；

（4）采用通用零件,降低双足机器人的制造成本。

2。2。1 设计双足机器人的要点

针对本文的设计要求，提出以下几点要素：

（1）可靠性：双足机器人遇见环境恶劣的地面时有可能碰到多种意外状况，所以就要求在设计初期就把这些意外情况考虑进去，从而防止机器人因为意外情况导致损坏。

（2）可维护性：由于在开发和设计的过程中难免会遇到各种突发状况需要及时的调试或调整，要求机器人能够方便的进行维护。否则可能延误开发周期的情况。提高机器人零件的通用性和使用性并且设计易于拆卸安装的安装方式可以有效地提高可维护性。控制系统软硬件设计采用模块化设计方法，便于调试检测[[[6] 田阳。小型双足仿人机器人的设计与研发[D]。中国海洋大学。2013。6-8]]。

（3）机械部分：在机器人的整体结构中，传动间隙要尽量小，机器人骨架还要有较好的刚性，防止由于地势不平或者步行环境不好造成的严重的骨架变形和机械损坏，也为了防止各种接插件松动或脱落。机器人骨架选材要求在保证结实的前提下质量要尽可能轻，以防整体机械机构过重，舵机的扭力不足可能导致关节的动力输出不足。

（4）机械架构上尽可能采用机电一体化设计和模块化设计方法[[[7] 李季。基于虚拟样机技术的小型仿人机器人的设计与研究[D]。哈尔滨工业大学。2005。2-4]]。 

2。2。2机器人的设计思路文献综述

在设计双足机器人时,必须要考虑到这几个问题：机器人的机械结构如何设计才能适合完成要求的功能；机器人在功能要求下要采取什么运动才可以达到要求的行走、翻转等动作；机器人运动选用什么硬件作为动力驱动。这些问题下边将一一解答。