弹跳式机器人因其运动方式的独特性,而成为近年来机器人研究领域的热点。尤其是在未来星际探索、军事侦察等方面具有广阔的应用前景。研究弹跳机构模型及其动力学特性是弹跳机器人研究的必要基础和关键技术。本文在查阅和分析国内外弹跳机器人研究文献资料的基础上,综述了当前弹跳机器人的基本理论和研究现状。重点做了弹跳式机器人的动力学分析及其控制理论方面的研究。提出了几种弹跳机构方案的模型,探讨弹跳机构的运动规律,并在ADAMS软件中仿真。针对于采用双质量弹簧模型的机构,着重对其弹跳运动过程进行了较为系统的分析。在此基础上,提出了以圆柱螺旋扭转弹簧为储能元件的仿蝗虫弹跳机构,并且从ADAMS仿真的结果来看,此种机构具有较强的可行性。文章涉及到的动力学知识主要有拉格朗日分析法、机械振动力学及其应用。另一部分内容是弹跳机构的状态空间建模及其求解、动态性能的最优控制。尤其是针对二自由度振动系统的最优控制,给出了其详细的推导过程。并且基于二自由度振动系统做出了一个弹跳机构的原型机。针对于原型机的缺点,提出了将控制部分内置于整个弹簧内部的结构。对于仿蝗虫弹跳机器人,提出了采用不完全齿轮传动触发机构,有效地解决了势能的储存、弹簧储能的瞬间释放及弹跳机构稳定性的问题。