异构双腿行走机器人(Biped Robot with Heterogeneous Legs, BRHL)是一种将双腿机器人和智能假肢集成研究的新型机器人模型。不但可以进行多种双腿机器人的行走实验,还可以模拟膝上截肢者安装智能假肢的情况,可以做大量重复性多样性的智能假肢测试实验,为智能假肢研究提供了一个科学的平台。机器人驱动方式的研究也极为重要,良好的驱动方式必能促进双腿机器人的发展,也将推动假肢研究向更智能的方向发展。本文在论述了双腿机器人和智能假肢的研究现状、研究意义的基础上,根据节省能源和优化驱动方式的要求,对异构双腿行走机器人的仿生腿进行了改进,提出了混合驱动膝关节的概念,并对改进的异构双腿步行机器人进行了运动控制研究。内容主要涉及模型建立、步态规划与分析、行走仿真分析等。仿生腿是模拟膝上截肢者的智能假肢,它的研制必须符合人体对假肢的需求。仿生腿不仅要具有拟人行走的功能,同时还不能增加残疾人的痛苦,可以根据外界环境及人的疲劳程度选择驱动方式,并且能满足节约能源的需要。本文提出了由MR阻尼器和滚珠丝杠传动系统组成的混合驱动系统,建立了该系统的机械模型,并通过Adams软件对其可行性进行了验证。双腿机器人行走,合理的步态是关键。混合驱动系统较为复杂,它的步态规划尤为重要,本文通过三次样条插值的方法规划出了基于混合驱动的异构双腿机器人的步态。为了进一步研究异构双腿机器人的行走,在SimMechanics中建立了基于混合驱动的BRHL的模型,分析了双腿行走机器人的地面接触力,建立了接触力控制模型。在水平路面、斜面、上台阶三种环境下对机器人的行走进行了仿真分析,得到了较为理想的仿真结果。双腿机器人行走过程就是各关节轨迹跟踪的过程,为得到较好的跟踪效果,本文基于CAN总线建立了BRHL的分布式控制系统。在分析了迭代学习控制在曲线跟踪方面应用的基础上,对机器人单关节通过迭代学习控制进行了轨迹跟踪控制。