本文基于实验室研制的23自由度电机驱动型双足步行机器人样机,设计了能够满足机器人步行功能的传感系统。首先,介绍了两点式步行理论在3D步行机器人中的实际应用。基于该理论,研究了步行过程中所需求的传感信息,以此为基础,结合机器人实际样机,设计了传感系统整体架构。其次,根据传感系统整体架构,进行了相应的硬件设计。基于两点式步行理论,设计了一种新型两点式足部结构及一体化、集成化的足部传感系统。全身传感系统采用分布式设计,布置了传感节点,并通过CAN通信汇聚到机器人传感系统从站。传感系统从站通过实时以太网EtherCAT与机器人控制主站进行通信。然后,进行了传感系统算法开发与软件设计。从坐标系建立与姿态矩阵求解、基于四元数的姿态解算、传统姿态解算的磁罗盘算法以及自适应互补滤波和扩展卡尔曼滤波两种多传感融合算法出发,完成了姿态解算研究与算法开发。应用了CAN总线优先级仲裁机制和过滤机制。最后,搭建实验平台,对传感系统的性能进行了实验与分析。应变式力传感器实验表明所研制的应变式力传感器具有很小的零点漂移、较高的测力线性度和重复性。薄膜压力传感器实验表明薄膜压力传感器采集与后续处理模块能够明显检测到足跟着地前后的信号变化。姿态传感器姿态解算实验表明所设计的自适应互补滤波算法具有较高的动态解算精度。多关节联动传感数据采集实验验证了机器人传感系统从站数据通信的有效性,也测试了各关节之间存在的传动间隙。最终经过实验验证了本文所设计的传感系统能够满足机器人样机实现步行功能对传感数据的需求。