在世界的广阔天地中,存在着大范围的非结构化路面环境。有腿机器人作为类生物腿的一种机器,在非结构化路面环境中具有运动速度快、移动效率高以及能够快速越过障碍、沟壑等优势,长期以来受到了各国学者、各类企业科研单位的重点关注。单腿弹跳式机器人作为有腿机器人中的一种,其优越的弹跳运动能力能够较好地跨过障碍、沟壑以及在非结构化路面环境中快速运动,从而代替人无法到达且又危险的目的地进行作业,如核泄漏事发地救援、星球表面探测等。然而,由于单腿弹跳式机器人的弹跳运动性能与机器人自身结构、运动状态和运动过程中由于接触碰撞损失能量以及运动稳定性有关。本文的主要研究内容:(1)根据对本课题相关文献的国内外研究现状的分析,比较了不同的弹跳式机器人结构对弹跳运动性能的影响,并按结构将弹跳式机器人分为三类:直立伸缩型、仿生关节型、混合型,得出本课题研究的机器人构型为单腿关节型弹跳式机器人。(2)详细的分析了单腿弹跳式机器人的运动状态。以往的弹跳式机器人运动状态被分解为多个运动过程,不仅理论推导复杂,而且对后续的运动学建模以及分析求解造成的不利因素。考虑到本课题研究对象单腿弹跳式机器人弹跳运动的特性,有必要理清弹跳运动的机理。因此,本文先把弹跳运动分为了两个过程,即弹跳静态运动和弹跳动态运动。在弹跳静态运动中建立足与地面的摩擦模型,根据摩擦条件判断足在地面是否会滑动。(3)对单腿弹跳式机器人建立了运动学和动力学方程,分析了足与面接触情况,建立了接触力模型,并对运动稳定性进行分析。然后,针对腿运动,设计了自适应跟踪控制策略,并进行仿真实验得出仿真结果。其次,分别在ADAMS/View建立机器人模型,在MATLAB/Simulink中搭建控制,建立联合仿真输入输出交互接口,并验证交互信息以及建立的机器人模型的正确性。最后,本文进行了联合仿真实验。分别从弹跳高度和能量补偿、躯干与腿着地的角度以及前进速度对弹跳运动性能的影响进行了分析,完成了单腿弹跳式机器人的弹跳运动仿真。