熊勇刚，成 威，龚 琦，田万鹏

（湖南工业大学 机械工程学院，湖南 株洲 412007）

1 研究背景

相比于轮式、步行和履带式等移动模式，跳跃运动具有更好地适应非结构化地形、更加快速地越障和避让危险的优势。因此，在察探地形、探寻矿石和侦探敌情等领域之中，跳跃机器人拥有广阔的应用前景[1]。同时，由于跳跃机器人可以轻松地越过数倍于自身尺寸的障碍物，这使得它在面对不平整地形上能发挥出更大的优势。因而，跳跃机器人逐渐进入机械设计领域研究者们的视野中，现已成为机械设计研究的热门领域之一。

蚱蜢、蝗虫、跳蚤、袋鼠、松鼠等生物因表现出了优秀的运动性能，都可以被作为跳跃机器人的仿生对象。如陈东良等[2]通过研究蝗虫的后腿结构特性，以具有仿生特性的四连杆结构模拟蝗虫的后腿结构，以弹簧为储能结构，设计出仿蝗虫跳跃机器人。实验测得该机器人具有良好的跳跃性能，其跳跃高度可达20 cm，跳跃距离可达80 cm。倪虹等[3]基于蝗虫的跳跃性能和力学特性，设计出以六连杆结构为腿部机构的仿生跳跃机器人。实验测得该机器人的跳跃高度能达到自身高度的129%。王欣等[4]通过对蝗虫的生理结构进行分析，采用双摇杆机构模拟蝗虫后腿结构，并且通过优化算法对其结构进行了优化。国立首尔大学研制的仿跳蚤跳跃机器人，利用记忆合金模拟跳蚤的后腿肌肉伸缩过程，并且以四连杆结构为基础设计出机器人的后腿机构。……