轮腿机器人具有行进速度快,适应能力强,运动灵活性高等优点,因此在未来的生产生活、救援救灾和太空探索中都有很大的应用潜力与价值。为了进一步增强轮腿机器人的环境适应能力以及应急应变能力,本文主要围绕轮腿机器人跳跃规划与控制展开研究,主要包括以下三个方面。单腿机器人周期性连续跳跃机理研究。该部分的研究主要分为三个方面:基于双质量弹簧倒立摆(TMSLIP)模型的关节腿式机器人起跳机理研究、基于最佳接近速度(OAV)的落地接触力控制策略研究和基于庞加莱映射的双质量弹簧阻尼倒立摆(TMSDLIP)模型着地参数选择研究。在起跳相、腾空相、落地准备相和着地相分别使用不同的双质量简化模型来规划其上、下质量质心的轨迹,再通过庞加莱映射的理论将这些轨迹整合,使其能够实现周期性连续的运动,然后经由单腿机器人质心与双质量简化模型质心之间的映射关系,将模型上、下质量质心的轨迹通过单腿机器人的运动学方程映射到单腿机器人的关节空间,最后用单腿机器人动力学计算得到关节前馈力矩,为控制参数的选择提供理论依据。理论上来说,只要机器人的驱动单元出力能够满足规划的需要,那么使用这种规划方法就能够实现机器人任意高度的跳跃。轮腿机器人跳跃机理研究。该部分的研究主要分为三个方面,基于双质量弹簧倒立摆(TMSLIP)模型的轮腿机器人起跳机理研究、基于盆骨平动的机器人腾空团身动作规划、基于双质量弹簧阻尼倒立摆(TMSDLIP)模型的落地缓冲控制策略研究。在起跳相、团身相、腾空下落相和着地相分别使用不同的双质量简化模型来规划其上质量质心和下质量质心的轨迹,建立轮腿机器人的运动学模型,起跳相和团身相采用摆腰映射策略将双质量简化模型的轨迹映射到轮腿机器人的关节空间,而着地相采用不摆腰映射策略,最后用轮腿机器人动力学计算得到关节前馈力矩,为控制参数的选择提供理论依据。同样只要机器人驱动单元能够输出足够的力,那么使用这种规划方法就能够实现机器人任意高度的跳跃。单腿机器人周期性连续跳跃仿真和轮腿机器人跳跃仿真。对基于OAV的落地缓冲策略在matlab中进行了仿真,验证了该缓冲策略的有效性,在matlab/simulink中建立了机器人模型并分别仿真实现了单腿机器人足端离地高度为0.1m、0.2m和0.3m的连续十个周期的周期性跳跃和轮腿机器人驱动轮离地高度0.30m、0.35m和0.40m的跳跃。