弹跳机器人具有灵活性、高动态性以及优越的爆发性,且因为它具有优异的跳跃能力和越障能力。所以弹跳机器人适用于火星探索,灾后救援,地形侦查等地形复杂的环境。本文设计的是仿蝗虫弹跳机器人,主要研究内容及成果如下:首先,本文提出了弹跳机器人单腿机构的构型。为实现稳定、可控的爆发式弹跳,弹跳机构应满足起跳后躯干的翻转运动小、足尖运动轨迹为近似直线、足尖运动范围较大、应能实现爆发式驱动等设计要求,据此本文选定了一种能够输出较精确直线轨迹的六连杆机构作为弹跳腿机构,并基于所选腿机构完成了四足弹跳机器人的方案设计。然后,进行了基于足尖预期直线轨迹的弹跳机器人单腿机构的尺寸优化设计。为便于描述运动连杆在参考坐标系中的位姿、简化矢量运算,本文选取复数形式的指数旋转算子来进行弹跳机构的位置建模。在复数平面中,为得到腿部各连杆的姿态和位置,将机构中的多个位置闭环矢量方程投影到平面坐标轴,获得了多元非线性机构位置方程组。由于得到的未知数数目多于方程数目,需要采用多目标优化数值求解算法。本文采用NSGA-Ⅱ算法进行了弹跳机构的尺寸优化设计,求得了弹跳腿机构的最优杆长,对优化完的弹跳机器人的起跳阶段腿部的运动进行分析。接着,完成了弹跳机器人单腿和整体的动力学建模。在非结构化环境中实现连续、平稳的跳跃是弹跳机器人的研究目标和难点。为减小弹跳机器人落地时的足-地冲击力,必须保证机器人的起跳角度合理、起跳过程中腿机构惯性矩和质心变化幅度小、落地平稳。本文建立了弹跳机器人大腿、小腿、足部以及机器人整体的动力学模型,提出了落地过程中腿部支撑力、弹簧刚度、足-地相对运动位移等因素对落地平稳性的影响。进一步,提出了高功率密度爆发式电机驱动器的结构设计方案。为应对狭小/崎岖环境探测、快速避险等严峻挑战,爆发式驱动的轻小型机器人是弹跳机器人优化升级的必由之路。爆发式驱动是将存储的能量瞬间释放从而实现快速跳跃、紧急避障的驱动方式,本文对弹跳机器人的高功率密度爆发式驱动器的结构进行布局设计,通过齿轮传动增大扭矩、扭簧可控柔顺储能/高速爆发释能,可将机构的输出功率放大到驱动电机额定功率的很多倍,从而实现电机的高功率密度驱动和机器人的爆发式起跳。最后,用SolidWorks进行弹跳机器人的三维建模,导入到ADAMS中进行弹跳运动仿真。仿真测试结果表明:连续前向弹跳过程中,弹跳高度为1.2米（为自身高度的6倍）、单次最大弹跳距离3.8米（为自身长度的6.7倍）、弹跳时驱动器的瞬时峰值功率为电机额定功率的6.75倍,实现了高功率密度爆发式驱动。仿真结果验证了本文提出的弹跳机器人腿机构设计、运动学及动力学模型、驱动器设计方案的可行性。