仿人機(jī)器人的研制開(kāi)始于上世紀(jì)60年代末，只有三十多年的歷史。1968年，美國(guó)的通用電氣公司試制了一臺(tái)叫“Rig”的操縱型雙足步行機(jī)器人機(jī)械。它只有踝和髖兩個(gè)關(guān)節(jié)，操縱者靠力反饋感覺(jué)來(lái)保持機(jī)器平衡，從而揭開(kāi)了仿人機(jī)器人研制的序幕。 1968年，日本早稻田大學(xué)加藤一郎教授在日本首先展開(kāi)了雙足機(jī)器人的研制工作【6。。1969年研制出WAP．1平面自由度步行機(jī)。該機(jī)器人具有六個(gè)自由度，每條腿有髖、膝、踝三個(gè)關(guān)節(jié)。利用人造橡膠肌肉為關(guān)節(jié)，通過(guò)注氣、排氣引起肌肉收縮牽引關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)從而邁步。由于氣體的可伸縮性，該機(jī)器人行走不穩(wěn)定。1971年，加藤一郎又研制出了WAP．3型雙足機(jī)器人，仍采用人造肌肉驅(qū)動(dòng)，能在平地、斜坡和階梯上行走，具有11個(gè)自由度。1971年，加藤實(shí)驗(yàn)室研制出WL．5雙足步行機(jī)器人（見(jiàn)圖1．1）。該機(jī)器人采用液壓驅(qū)動(dòng)，具有11個(gè)自由度。下肢作三維運(yùn)動(dòng)，上軀體左右擺動(dòng)以實(shí)現(xiàn)雙足機(jī)器人重心的左右移動(dòng)。該機(jī)器人重130kg，。高0．9m，可載荷30kg，實(shí)現(xiàn)步幅15cm，每步45s的靜態(tài)步行。1973 年，加藤等人在wL．5的基礎(chǔ)上配置機(jī)械手及人工視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)裝置組成自主式機(jī)器人WAROT-1。加藤等人于1980年又推出WL．9DR雙足機(jī)器人。該型機(jī)器人采用預(yù)先設(shè)計(jì)步行方式的程序控制方法，用步行運(yùn)動(dòng)分析及重復(fù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步態(tài)軌跡，用以控制機(jī)器人的步行運(yùn)動(dòng)。該機(jī)器人采用以單腳支撐期為靜態(tài)，雙腳切換期為動(dòng)態(tài)的準(zhǔn)動(dòng)態(tài)步行方案。實(shí)現(xiàn)了步幅45em，每步9s的準(zhǔn)動(dòng)態(tài)步行。1984年，加藤實(shí)驗(yàn)室又研制出采用踝關(guān)節(jié)力矩控制的WL．10RD雙足機(jī)器人（見(jiàn)圖1．2）。實(shí)現(xiàn)了步幅40cm，每步1．5s的平穩(wěn)動(dòng)態(tài)步行。1986年，加藤實(shí)驗(yàn)室又研制成功了WL．12R步行機(jī)器人，該機(jī)器人通過(guò)軀體運(yùn)動(dòng)來(lái)補(bǔ)償下肢的任意運(yùn)動(dòng)。在軀體的平衡作用下，實(shí)現(xiàn)了步行周期1．3s，步幅30cm的平地動(dòng)態(tài)步行。日本機(jī)械學(xué)院的S．Kajital7】等針對(duì)一臺(tái)具有4個(gè)前向驅(qū)動(dòng)電機(jī)且完全安裝在機(jī)器人上體的五連桿平面型雙足步行機(jī)器人Meltran I，研究其動(dòng)態(tài)行走的控制方法。他根據(jù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)質(zhì)量幾乎完全集中在上體的事實(shí)，為使雙足步行機(jī)器人實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的周期性的動(dòng)態(tài)行走，對(duì)機(jī)器人上體采用了約束控制方法，提出了一種理想的線性倒立擺模型，同時(shí)又提出了機(jī)構(gòu)軌道能量守恒的概念，來(lái)求解各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軌跡及輸入力矩，實(shí)現(xiàn)了在已知不平整地面下的穩(wěn)定動(dòng)態(tài)步行。1996年他們又在此樣機(jī)的基礎(chǔ)上加載了超