跳跃式机器人具有运动灵活性高、越障能力强等特点,能够适应非结构化、未知的工作环境,它在考古探测、星际探险、军事侦察、反恐活动中都有广泛的应用前景,因此开展跳跃机器人的研究具有重要的实际应用价值。经过千百万年的进化,生物体身体结构和运动方式体现出相当的合理性、科学性、进步性。为了将生物的这些优势运用在机器人的设计中,本文选择了从仿生角度来设计跳跃机器人。首先,针对运动机理分析所需的青蛙跳跃运动轨迹,提出了一种采用一台高速摄像机获取生物运动轨迹三维信息的提取方法,并对这种方法进行了实验验证和误差分析,以确保方法的正确性。根据这种实验方法对图像分析的需要,编制了青蛙运动轨迹的提取程序,进行了数据处理与分析。基于这种方法,进行了青蛙跳跃运动轨迹的提取实验,获得所需信息,以便做运动机理分析。其次,从解剖学和行为方式两方面研究青蛙的跳跃运动机理,通过分析青蛙骨骼结构、质量分布及其跳跃运动特征,抽象出仿青蛙跳跃机器人机构模型并建模。之后基于对模型的运动学分析和计算,验证了模型在模仿青蛙跳跃轨迹方面的正确性,并利用此模型对青蛙的跳跃过程进行了仿真,揭示了青蛙跳跃时的力学规律。最后,基于青蛙的特点及跳跃机理,使用平行四边形跳跃机构替代了青蛙多关节串联跳跃机构,对其构成的非线性弹簧质量块模型进行了分析,并进行了仿生机器蛙的设计及仿真。本文提出的空间运动轨迹采集方法,青蛙跳跃运动机理分析结果以及对模型的运动学分析和计算,为仿生机器蛙的设计及运动控制提供了理论基础,也为其他仿生机器人的研究提供了可参考的方法。