单足跳跃机器人是一种特殊的仿生腿式机器人,研究单足机器人弹跳腿姿态调节机理及控制方法,对于仿生腿式机器人的研究有着十分重要的意义。实现机器人三维空间跳跃的关键技术在于机器人的控制方法,而弹跳腿姿态调节机理则是控制方法的核心与切入点。分析单足机器人的弹跳腿调节机构并建立起弹跳腿姿态参数与两个液压缸长度之间的仿真模型。通过拟合大量逆解的仿真数据,建立起离散方位角后双液压缸长度与摆角关系多项式方程组,为快速完成对弹跳腿相对机身摆角和方位角对应两液压缸长度的计算提供方法。初步拟定单足机器人弹跳腿姿态调节策略,研究腾空相弹跳腿姿态调节过程对机身和弹跳腿姿态的影响规律,证明该调节策略的可行性,并且为优化弹跳腿的姿态控制策略提供理论基础。推导弹跳腿及机身转动惯量的计算方法并建立计算模型。推导两液压缸驱动的力矩合成方程以及外力作用的力矩方程。建立弹跳腿姿态调节策略的数学模型,根据单足机器人腾空相综合数学模型,建立联合仿真模型,针对起跳时不同的弹跳腿姿态,依照调节策略对弹跳腿调节过程进行动态仿真,在理论上实现单足机器人跳跃模型在腾空相的稳定运动。搭建单足机器人弹跳腿姿态调节实验平台,编写基于弹跳腿姿态和运动稳定的控制算法程序,通过弹跳腿姿态调节实验,验证所做理论分析、数学模型和仿真结果的正确性及科学性。本文研究了单足机器人在进行三维空间跳跃时腾空相的姿态变化和运动规律,寻找弹跳腿相对机身姿态的调节策略和控制方法。搭建弹跳腿姿态调节实验平台,验证理论分析结果的正确性和控制方法的可行性。为单足机器人的三维稳定跳跃提供了部分理论支持和方法。