毛 婷，彭瀚旻，查泽琳，赵燊佳

（南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016）

引言

针对在非结构化地形下的侦察、探测等任务，跳跃机器人［1］凭借良好的运动、越障和环境适应能力而具有广泛的应用前景。传统的跳跃机器人采用基于电机驱动的弹射机构，利用机械传动元件实现能量的储存和释放。文献［2‐3］提出的昆虫仿生式跳跃机器人，将电机旋转的机械能通过凸轮、齿轮等机械元件传动，储存在弹簧内，释放能量的同时打开跳跃腿，能跳跃几倍于身体尺寸的高度和远度。但是，上述机器人零件复杂，制造困难，抗撞击性差，可控性差，未考虑机器人的着陆稳定性。文献［4‐5］采用笼形保护外壳或对称结构设计实现机器人的连续运动。

随着智能材料和柔性机器人［6］的发展，跳跃机器人利用化学能驱动［7‐8］、气动驱动［9］以及智能材料驱动器［10‐11］等来简化结构，其中SMA 驱动器［12］兼具传动和驱动功能，用作弹射机构，具有尺寸小、质量轻、结构简单及跳跃性能优越等优点。文献［13‐14］提出的跳蚤式、蛙式的SMA 单腿跳跃机器人，采用多根SMA 弹簧进行跳跃姿态的触发和恢复，但存在无翻转的平稳着陆、跳跃后的状态恢复及连续运动方面的问题。文献［15］的四足机器人控制5 根SMA 丝的激活顺序实现1.2 倍身体高度的跳跃，但多SMA 驱动器加热相变的协调控制较困难。文献［16］设计了保护笼来解决着陆问题。笔者设计的SMA 跳跃机器人兼顾跳跃能力和连续运动，降低控制难度，缩减体积质量，满足狭窄、复杂空间的探索需要。……