雙足機(jī)器人是與人類最接近的一種機(jī)器人，其關(guān)鍵技術(shù)就是雙足步行，最大的特征就是能像人類一樣行走，可以完成人類基本的運(yùn)動(dòng)功能，盡管目前在仿人機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的成果，但相對(duì)于人類行走，怎樣提高在行走過程中步態(tài)的穩(wěn)定性、靈活性、行走速度以及獨(dú)立性等仍然是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。由于足部是在行走過程中唯一與地面直接接觸的機(jī)構(gòu)，直接受到地面的反作用力，因此足部與地面的接觸情況以及緩解沖擊的重要性就顯而易見。本文主要針對(duì)雙足機(jī)器人仿生足部運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)開展研究，主要工作如下：1、分析了雙足機(jī)器人足部關(guān)節(jié)研究的目的及意義，歸納了各種類型的足部機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，綜述了國內(nèi)外的研究，提出從仿生學(xué)的角度利用柔順機(jī)構(gòu)學(xué)原理解決足部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性。2、結(jié)合解剖學(xué)、人體運(yùn)動(dòng)力學(xué)、仿生學(xué)和柔順機(jī)構(gòu)學(xué)等相關(guān)知識(shí)，分析足部關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)及其各部分（骨骼、肌肉）的運(yùn)動(dòng)功能，通過對(duì)人體行走步態(tài)的研究，分析足部關(guān)節(jié)抗沖擊、減震、儲(chǔ)能等方面的結(jié)構(gòu)特征，為仿生柔順節(jié)能足的進(jìn)一步的研究提供了基礎(chǔ)依據(jù)。3、根據(jù)雙足機(jī)器人在行走過程中腳趾的運(yùn)動(dòng)特征，提出了腳趾與腳掌的連接方法。應(yīng)用柔順機(jī)構(gòu)原理，設(shè)計(jì)了三種不同的柔順機(jī)構(gòu)模型。利用SolidWorksSimulation軟件中的非線性分析方法，對(duì)以上三種柔順機(jī)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算與優(yōu)化，比較分析應(yīng)力與位移大小。設(shè)計(jì)了一種適用于“腳跟著地，腳尖離地”行走步態(tài)的腳趾柔順鉸鏈，為以后的行走方式的改變提供了可能。4、從仿生學(xué)的角度出發(fā)，完成了仿生足單元的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)路面狀況優(yōu)化了腳趾結(jié)構(gòu)和腳跟結(jié)構(gòu)，使其對(duì)地面具有更好的適應(yīng)性，同時(shí)，對(duì)腳跟沖擊吸收機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析和優(yōu)化。由于避震器具有良好的沖擊吸收功能，在此采用了避震器與彈簧板相結(jié)合的機(jī)構(gòu)。根據(jù)所確定的避震器參數(shù)，對(duì)彈簧板進(jìn)行有限元分析。最后，完成了橡膠腳底層材料以及六維力力矩傳感器的選擇。

?