近三十年来,跳跃机器人以其灵活的运动性能及良好的环境适应性能,成为机器人领域的一大研究热点。本文从跳跃生物的运动机理出发,对欠驱动跳跃机器人的机构模型进行设计。应用旋量理论对机器人进行运动学分析,并建立机器人的拉格朗日动力学模型。从任务空间轨迹的规划结果出发,运用优化的思想,求解关节空间的运动特性,最终应用实物样机进行了验证。通过对跳跃生物运动机理的分析,总结出跳跃机器人机构设计的准则及机构设计的要求。基于这些准则及要求,完成了欠驱动跳跃机器人机构模型的设计。为了便于后续的研究,将欠驱动跳跃机器人简化成带有欠驱动关节平面四刚体跳跃机构的分析模型,并对机构的跳跃机理进行了探讨。由于机器人的跳跃运动是一个变拓扑结构,变约束的过程,应用旋量理论方法,分别对机器人站立相及腾空相的运动学模型进行分析,并按各运动阶段建立其拉格朗日动力学方程。考虑到机器人软着陆相的特殊性,对机器人落地碰撞过程的动力学模型进行了分析。规划欠驱动跳跃机器人在各阶段任务空间运动轨迹。以优化思想为主线,建立最小驱动力矩的机器人运动规划模型。同时在在动力学的基础上,给出了欠驱动跳跃机器人的动力可操作度指标对规划结果进行仿真分析。最后,以动力可操作度为目标函数,对欠驱动跳跃机器人的运动轨迹进行优化。设计欠驱动跳跃机器人的试验样机,搭建机器人控制系统的硬件结构,选取半主动控制为机器人的控制方式,对机器人在站立相的不同跳跃任务进行了试验。试验结果表明了规划方法的正确性及控制方法的可行性。本论文的研究工作,对欠驱动跳跃机器人的设计,运动轨迹规划等均有一定的参考价值。