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(南京航空航天大学航天学院,江苏 南京 210016)

0 引言

跳跃运动是自然界中常见的动物运动方式。受到动物和人类跳跃运动敏捷性的启发，越来越多的国内外研究者开始研究跳跃运动并着手开发了各种各样的跳跃机器人。跳跃机器人的基本设计原理，是通过能量的积蓄在跳跃阶段完成快速的释放，短时间内克服机器人本体的重力势能，完成跳跃。跳跃的运动方式具有良好的越障功能，拓展了机器人的探索范围，在野外侦查、深空探测等领域有着广阔的应用前景。

跳跃机器人的分类方式有很多。依照产生跳跃的能量来源，跳跃机器人驱动方式可以分为机械能驱动、化学能驱动和场力作用等。利用机械弹性能的机器人常采用的是利用弹性元件和锁死释放机构结合完成能量储存释放[1-2]。化学能驱动利用化学反应过程中伴随着的能量变化，以及化学产物的生成，通过气体膨胀或者产生的热能进行驱动[3-4]。场力驱动的跳跃机器人往往是微小型的，利用如电磁场作用实现跳跃[5]。依据跳跃方式可以分为连续跳跃和间隔跳跃。连续跳跃机器人在完成一次跳跃之后马上进行下一次跳跃过程，这样可以利用上一次跳跃落地之后的动能等，提高能量的利用，但增加控制难度，对复杂跳跃环境的适应能力弱[6]。间隔跳跃的机器人在每次跳跃之间有时间间隔，往往可以进行姿态或者方向上的调整，设计难度相对较低，但是落地过程有大量能量浪费。……