四足机器人以四足哺乳动物为模仿对象,重点研究其解剖学结构以及运动机理。随着足式机器人的发展,为了满足四足仿生机器人在真实环境中快速性、灵活性、机动性的要求,急需解决动步态的运动控制问题。其中最关键的技术就是仿生单腿的弹跳运动控制。单腿机器人有且仅有一种步态——弹跳步态,其运动涵盖了足式机器人动步态尤其是Pronk步态中腿部发生的所有事件,包括落地缓冲、蹬地起跳、腾空摆腿等。因此在结构相对简单的单腿实验平台上的弹跳运动控制研究为四足机器人的Pronk步态及其他动步态的控制提供理论基础和参考价值。它的性能决定了足式机器人动步态的性能,因此本文就单腿机器人弹跳运动的控制方法开展研究,取得以下研究成果。(1)建立及分析了四阶非线性液压作动器系统模型,采用基于反馈线性化的滑模控制的方法实现了液压作动器的力跟踪,通过仿真实验与传统PID力控制方法进行对比,证明了FLSM算法跟踪精度高、实用性强。(2)从能量的观点出发,设计了基于动量守恒的单腿机器人弹跳运动控制方法,采用了基于足底力传感器和系统时间构建的有限状态机,最后在仿真和实验中实现了双关节单腿机器人竖直方向上的弹跳运动,验证了本文关于足式机器人弹跳运动方法研究结果的可行性。