不同于轮式、履带式和多足式等机器人运动时的稳定支撑,步行的稳定性一直是双足仿人步行机器人的主要技术难点,尤其是快速的动态步行,对稳定性提出了更高的要求。为了解决这一问题,除了要求结构设计合理和控制系统优良外,合理的步态规划也是解决这一问题的关键。因此,步态规划一直是仿人机器人的研究热点之一。本文以已有的小型仿人机器人为研究对象,对其进行了步态规划的研究。首先,对仿人机器人的运动学建模方法进行了研究,并结合机器人样机的结构尺寸、质量和自由度的配置,采用广义坐标法,在其前向和侧向分别建立了运动学模型,并进行了正逆运动学求解,为后续步态规划奠定基础。其次,以ZMP(零力矩点)作为稳定判据,对仿人机器人的动态步行进行了规划。讨论了仿人机器人行走时的稳定性,并推导了ZMP坐标的计算公式。对机器人行走时应满足的约束条件进行了分析和说明,并采用基于三次样条函数的五点式规划法对动态步行进行了参数化设计,得到了具有灵活性和适应性的步态。在此基础上,利用Matlab遗传算法工具箱,以ZMP稳定裕度最大和关节驱动力矩最小作为优化目标,采用多目标遗传算法对步态参数进行了优化,并将优化后的步态参数在Matlab和ADAMS中进行了仿真验证,仿真结果证明了本文所采用的规划方法可以实现仿人机器人稳定的动态步行。最后,在小型仿人机器人实验平台上进行了机器人的动态行走实验,实现了物理样机的动态稳定步行,从而进一步证明了理论研究的正确性。此外,初步研究了仿人机器人完成俯卧撑等复杂动作的规划方法,并进行了仿真和物理样机实验,实现了预定的动作,证明了规划的合理性。