腿型跳跃机器人拥有自由度数多,避险能力强,地面接触面积小等优点,这些优点使其在恶劣环境尤其是未知环境下执行复杂任务时可以更加灵活,更加安全,适用更加广泛,对腿型跳跃机器人的研究将在特种工作及国防领域产生很高的应用价值。对于机器人的整个跳跃运动周期而言,起跳阶段是最关键的,该阶段的运动性能直接决定了机器人的跳跃高度和距离。本文研究了一种双关节无弹性元件的腿型跳跃机器人,在分析了典型跳跃生物运动机理之后建立出机器人机构运动模型,针对起跳阶段完成正运动学及逆运动学分析,优化机器人的结构参数,并进行了样机实验。针对腿型跳跃机器人的机构运动模型问题,由于跳跃生物生理结构的复杂性,首先分析典型跳跃生物跳跃机理,之后采用生物运动力学原理中的模型理论简化典型跳跃生物的生理结构,结合生物跳跃特性和其相似性分析,简化出机器人的机构运动模型并建立坐标系。针对腿型跳跃机器人的轨迹规划问题,首先通过正运动学分析,结合可变五次多项式得到期望的机器人质心空间轨迹,之后从机器人质心空间逆运动学的角度,与规划出的质心轨迹相结合并基于自运动控制算法,通过优化得到符合避关节极限和避奇异要求的关节运动轨迹。针对腿型跳跃机器人的结构设计问题,选取速度方向可操作度作为指标来评价跳跃机器人在起跳方向上的运动能力,并分析了所选指标与各部分结构参数之间的关系,最后采用该指标为目标函数完成结构参数优化,得到使指标最大的各部分参数值。根据优化所得的参数值和实际实验要求,完成机器人本体设计,加工出实物样机,并搭建实验平台,使用规划得到的关节空间轨迹进行了实物样机实验。通过对实验结果的分析,说明机器人机构运动模型的可行性、轨迹规划的合理性和结构参数优化的有效性。本论文对双关节腿型跳跃机器人起跳阶段进行了上述研究,并通过样机试验实现了机器人的稳定跳跃,为后续科研工作提供一定的参考价值。