跳跃机器人凭借优秀的越障能力具有在复杂地形工作的潜力,有着广阔的应用前景。跳跃运动是青蛙在陆地上典型运动形式之一,分析青蛙跳跃机理并研制仿蛙跳跃机器人具有重要意义。目前多数仿蛙跳跃机器人采用电机或气动肌肉直驱跳跃或为跳跃运动储能,这导致了机器人结构复杂且重量大,难以实现贴近青蛙外形尺寸且能够灵活跳跃的设计。本文将能量密度高且爆发力大的燃爆驱动与高柔性且质量轻的软体致动器结合,设计了小型化且可以实现定向跳跃的仿蛙机器人。本文首先对机器人进行了结构设计,包括应用于机器人前肢的气动软体转动关节、燃爆驱动软体致动器和应用于后肢的刚性四连杆结构。气动软体转动关节模仿青蛙前肢,起到调节机器人起跳角度和落地缓冲的作用,利用Yeoh本构模型和虚功原理的思想建立了其旋转角度与驱动气压关系的数学模型。燃爆驱动软体致动器作为机器人的“肌肉”是其实现跳跃运动的能量供应单元,它通过在燃爆驱动时的膨胀推动后肢四连杆机构伸展,将燃爆驱动力传递到地面。使用MATLAB对四连杆机构的尺寸参数进行了优化,使后肢末端即机器人足部的运动轨迹近似直线。利用3D打印技术和浇注成型方式研制了软体致动器。为了实现燃爆驱动的稳定可控,设计了仅重61.8g的小型化机载燃料供应装置,可以实现气体燃料的定量产生与高精度输送。本课题采用加热分解固体储能材料的方式来生成燃爆驱动所需的氢气与氧气。在燃料供应装置中设有两个燃料产生腔,通过对腔内温度的控制可以实现分解反应的开始与停止。另外,提出了基于气压传感器的高精度气体流量控制方法,结合电磁阀与气泵可以实现高精度多组分气体输送,实验证明在送气量不超过50ml的情况下,气体输送的精度在±0.1ml。对燃爆驱动软体致动器在准静态下的弹性势能和做功效率随驱动气压的变化进行了分析,并在燃爆驱动情况下对致动器做功能力和效率随气体燃料总量、氢气氧气混合比和负载质量的变化进行了实验探究,并提出了根据负载质量合理选择燃爆腔容积与燃料混合比以提高燃爆驱动效率的方法。燃爆致动器具有较好的燃爆驱动做功一致性(误差约11%),驱动效率可到8.9%。最后,完成了机器人整机装配并设计了重心调整机构来使机器人获得稳定的腾空姿态,使用ADAMS验证了其有效性。在ADAMS中配置了燃爆驱动的等效驱动力,在该驱动力下,机器人获得了约2.7m/s的初速度,后肢驱动杆和足部受力峰值约105N和74N,并在45°、55°和65°起跳角度下均可实现稳定仿真跳跃。