陈贵亮， 黄荣新， 杨 冬

(河北工业大学机械工程学院， 天津 300130)

高效跳跃是运动机器人有待发展的一种能力，在未来，机器人将广泛应用于抢险救灾、军事任务、危险环境作业和星际探索等复杂地形条件下的地面运动任务，需要具有灵活高效的机动能力。

跳跃能力是机器人机动性能好坏的重要标志。但目前已有的机器人中，具有良好跳跃能力的不多。而自然界的许多陆生哺乳动物具有良好的跳跃能力。因此，各种善跳动物的跳跃机理得到广泛研究，并应用于仿生机器人中[1]。孙泽军等[2]对蟋蟀的跳跃机构进行了分析，并研究了仿蟋蟀机器人。王永健等[3]基于松鼠优秀的跳跃性能，分析其起跳过程中腿部的生理结构和运动机理，仿生设计出一种柔性跳跃机构，根据其动力学，研究了其运动规律。郁万春[4]通过对蝗虫的身体结构及跳跃机理的分析，设计了仿蝗虫的跳跃机器人；王猛[5]设计了仿青蛙的跳跃机器人。莫小娟等[6]对比各种现有仿昆虫机器人的跳跃性能，分析了其在实现可控起跳、空中姿态调节和落地缓冲复位等方面采取的策略。宋亚杰等[7]模仿袋鼠腿部机构设计了一种四连杆跳跃机器人，通过凸轮、四连杆和弹簧机构，实现能量的储存和瞬放。国外在这方面的研究也很多，这里不再枚举。

跳跃的实现需要短时间内释放大量的能量，即需要极大的瞬时功率。然而Peter Aerts在对夜猴的跳跃能力及其腿部肌肉的代谢能力的对比中发现，其腿部肌肉所能提供的最大功率远不足以支持跳跃所需，发现了夜猴等哺乳动物通过功率放大实现跳跃的现象[8]。……