由于足式机器人与环境之间通过离散的落足点运动,相比于其他形式的移动机器人拥有更好的灵活性和适应性,这就注定足式机器人在一些相对复杂环境下运动拥有更大的优势。从上世纪80年代第一款单足跳跃机器人到后来Boston Dynamics推出Big Dog四足机器人,对足式机器人领域的研究做出了重大贡献,同时其广阔前景也吸引了众多学者投入到相关研究工作中,国内对于四足机器人的研究起步较晚,主要集中在863计划下的“高性能四足仿生机器人”研究,国内众多高校开始了相关研究,取得了一定的成果,但是相对国外来说仍有在稳定性及运动速度方面仍有较大差距,所以对于相关领域的研究仍然是很必要的,因此本文从提高单腿跳跃运动速度的角度出发,分析影响速度的原因,并针对部分原因进行了相关研究。本文通过参考国内外液压四足机器人的相关研究成果,以液压四足机器人单腿作为研究对象,以实现单腿高速跳跃为目的,主要从单腿结构以及相应控制方法上进行相关研究,参照相关仿生学参数设计单腿结构,并对相关结构进行设计优化,同时改进单腿跳跃运动试验台,使其符合实验需求。以设计的单腿结构为基础,建立单腿的正逆运动学模型,同时得到关节空间与驱动空间之间转换关系,并分别建立单腿腾空相以及触地相动力学模型,并将其与Adams中动力学模型运动结果对比,验证模型正确性,同时实现了基于动力学模型的前馈反馈控制。建立阀控非对称缸模型并分析建模过程中误差,对SLIP模型进行动力学建模并得到近似解,在此基础上实现了基于质心余弦轨迹运动的连续跳跃控制,对运动过程中产生的冲击力问题采取相应控制策略进行改善,之后实现了基于SLIP模型的连续跳跃运动,并利用基于虚拟模型的方式,通过使用较小的模型刚度触地减小冲击,当单腿压缩至最低使通过改变蹬地过程的刚度值并保持,通过联合仿真实现了相比SLIP模型更高的跳跃速度,并提出了变刚度的方式,通过改变蹬地过程中刚度数值,充分利用了蹬地过程中液压缸的驱动能力,单腿跳跃运动速度以及高度得到了进一步的提高。