在非结构化复杂地形环境中,机器人的移动能力、越障能力和机动性面临着极大的挑战。相较于轮式、履带式、足式机器人,跳跃机器人可以越过数倍甚至数十倍于自身尺寸的障碍,可以高效地通过各种复杂的地形,在越障与小型化方面有着明显的优势,得到了世界各国研究人员的青睐。目前已有的连续跳跃机器人多集中于液压与气压式驱动,电机驱动的跳跃机器人多数为间歇式跳跃。本文以新型电驱动连续跳跃机器人为切入点,结合机器人低功耗、少驱动、结构紧凑、能量利用率高且动作反应迅速等需求,提出了一种能量存储与释放状态转换简单可靠,且仅需单个微小电机连续转动即可实现快速动作的小型连续跳跃机器人方案。综合运用机构学、最优化设计方法学及计算机仿真等理论工具,采取理论分析与仿真、样机实验验证相结合的研究方法,对连续跳跃机器人的关键问题进行了深入的研究。(1)基于对现有电驱动跳跃机器人的分析与研究,以单自由度八杆闭链机构为设计起点,利用机构演化和同性异形的特点通过机构探索和机构综合的方法,提出了一种新型的单自由度十连杆-双齿轮副双边对称复式闭链机构作为跳跃机构。并利用其运动特性设计了能量机构。通过引入具有角能量的发条弹簧,设计了满足机器人跳跃需求的蓄能式驱动机构。(2)运用Denavit-Hartenberg法对跳跃机构进行了运动学分析,求解了各关节点相对于固定坐标系的位置矢量式。以机器人蓄能最大和结构紧凑为优化目标,建立了跳跃机构尺寸优化设计数学模型。采用理想点法进行全局搜索寻优,得到了满足优化目标和约束条件的跳跃机构最优尺寸,为机器人实物化提供了理论数据。(3)通过借鉴非完整系统动力学分析方法,在第二类拉格朗日方程的基础上引入拉格朗日乘子对机器人的蓄能过程进行了动力学分析与求解,得到了跳跃机构主动件在蓄能阶段所需的最大驱动力矩。并以此为设计目标,通过分析发条弹簧的工作特性,设计了蓄能式驱动机构中发条弹簧的各项参数。(4)建立了机器人的仿真模型与实验样机,设计搭建了电驱动连续跳跃机器人实验平台,完成了末端轨迹跟踪对比实验、蓄能式驱动机构性能分析实验及连续跳跃实验。实验验证了跳跃机构、能量机构及驱动机构设计方案的可行性,证明了跳跃机器人具有极佳的蓄能速度、稳定的跳跃能力和优良的跳跃性能,其设计与分析为电驱动连续跳跃机器人的研究提供了有效的理论参考。