当前,机器人被广泛应用于恶劣环境下的抢险救灾任务,如森林救火、地震救援等。在这些特殊环境下,机器人能协助人类完成危险任务,从而减少人员伤亡。然而,传统的轮式机器人和履带机器人,由于其运动方式的局限性,不适合在复杂环境下工作。仿人机器人具有支撑域小、灵敏度高的优点,在该环境下工作有一定的优势,因此,对仿人机器人的研究具有重要意义。而髋关节与骨盆的设计方法和运动过程影响着仿人机器人行走的稳定性。因此,本文设计了一种新型的髋关节和骨盆结构,并用一种新的步态规划方法分析了它在步态中的作用,研究的主要内容如下:首先,设计了一种电机—液压混合驱动的仿人机器人髋关节和骨盆结构。基于人在行走过程中髋关节和骨盆的运动特点,优化仿人机器人髋关节和骨盆的自由度分布。选用伺服液压缸为髋关节在偏航方向运动的原动件,通过两套连杆机构,将伺服液压缸的直线运动转化为旋转运动,使得髋关节在偏航方向旋转。选用高扭矩电机为髋关节和骨盆在其余方向运动的原动件,选用谐波减速器为传动件,并设计出了各个关节的电机驱动模块。在保证各个关节不发生干涉、驱动性能达标、结构紧凑的前提下,设计出了仿人机器人髋关节和骨盆的完整结构。然后,对仿人机器人髋关节和骨盆进行了控制。基于伺服液压缸的物理参数建立了其数学模型,根据该模型对伺服液压缸进行了PID控制仿真和PID参数优化。依据需求,对仿人机器人的控制总线、端子模块和伺服驱动器进行了选型,搭建了伺服电机的控制系统。其次,完成了仿人机器人的数学建模,基于该模型,提出了一种新的步态规划方法,在此基础上研究了髋关节和骨盆各个自由度对仿人机器人步态的影响。为了更好的研究仿人机器人,将它简化为一个六连杆模型,每个连杆用向量表示,通过坐标转换计算出各个连杆的向量,从而求出各个连杆的质心坐标和仿人机器人的质心坐标。将仿人机器人各个关节的运动用四次函数曲线表示,设置好步长、步频和ZMP点控制范围等约束,用序列二次规划算法求解四次函数曲线的各个系数,从而生成相关步态,该方法能很好的计算出平稳步态。基于步态数据研究发现:髋关节和骨盆各个方向的自由度都会对仿人机器人的行走造成影响。