人类可以在复杂的环境中实现稳定、高效、步态自然的行走运动。探索人类双足运动的机理并应用到动态行走的双足机器人研制中是具有重要意义的研究课题。目前国内外对于双足行走运动的研究主要分为基于主动控制和基于被动行走两种类型。基于主动控制的双足行走机器人,可以实现多种运动步态,在复杂的环境中完成各种任务,但是运动效率较低,步态较僵硬、不够自然。基于被动行走的双足机器人,具有易于制作、运动效率高、步态自然等优点,但是实用性较差。目前大多数基于被动行走的双足机器人只能以事先指定好的步态行走,无法实现多种步态的运动和完成较复杂的任务。如何将基于主动控制和基于被动行走的两类双足机器人的优点相结合,找到同时具有高效、自然、实用性强等特点的双足行走运动,是目前双足运动研究中的热点问题,对研制双足运动机器人和理解人类运动机理都有着重要的意义。基于对柔性可控关节的动力学性质的分析,本文研究了效率高、步态自然、可以实现不同步态及步态转换的双足运动。　　为了系统地研究关节柔性对动态双足运动的影响,本文在最简动态行走模型的基础上增加了平脚结构和柔性踝关节,系统地研究了踝关节柔性以及平脚结构对动态双足运动的效率、稳定性等性质的影响。在此基础上,在平脚结构中加入了脚趾关节,分析了脚趾关节柔性在动态双足行走中的作用。　　基于对关节柔性的分析,本文建立了具有上身、膝关节、柔性踝关节和平脚结构的七杆动态双足行走模型,并分析了踝关节柔性对实现不同运动步态的影响。在此基础上,比较了不同运动步态在行走速度、能量效率、稳定性等方面的性质,并实现了在不同行走步态之间的转换。　　在对关节柔性可控的双足模型分析的基础上,本文研究了柔性可控的驱动器在动态双足行走中的应用。在仿真模型的分析和实物机器人的实验中,通过使用柔性可控的驱动器,实现了动态双足行走中模型的固有频率、行走速度、步长的实时变换,仿真和实物中的实验结果表现出一致的趋势,验证了此方法的可行性。