跳跃机器人相对于轮式、履带式等其他形式的机器人有更强的地形适应能力。现有的基于液压的跳跃机器人大多采用直线型的液压缸作为驱动装置,在仿生、结构和重量上具有一定的劣势。本文以跳跃机器人为主体,探究机器人跳跃的机理,以摆动液压缸为驱动器,进行跳跃机器人驱动关节的研制和相关关键技术的研究。首先,本文抽象出跳跃机器人的物理模型,分别基于拉格朗日方程和SimMechanics进行动力学模型仿真,验证了两种模型的正确性。基于仿真结果,分别从力与速度和能量转化的角度分析机器人的跳跃机理,仿真分析了影响机器人跳跃高度的因素。利用建立的动力学模型,通过变定点样条插值法,求得仿真条件下使机器人跳跃高度最高和效率最高的膝关节次优运动轨迹。其次,针对机器人实现跳跃的驱动与结构要求,完成单叶片式摆动液压缸的结构设计、尺寸优化和制作调试。研制了以摆动液压缸为驱动器的跳跃机器人样机。再次,设计了以液压为驱动方式实现机器人跳跃的液压控制回路,建立了阀控电液位置伺服系统的传递函数模型,搭建了Simulink模型,进行了PID控制器设计与系统仿真,分析了系统的响应特性,各非线性因素(延迟、饱和、死区和非线性摩擦)对系统的影响,对比分析了PID控制器、模糊控制器和模糊-PID混合控制器对本电液位置伺服系统的控制效果。然后,设计了跳跃机器人的驱动控制系统,完成了驱动控制系统硬件和软件的设计与调试,使整个机器人系统具备了驱动、传感、控制、数据采集等功能。最后,利用搭建的实验平台,对摆动液压缸和跳跃机器人进行了实验研究。摆动缸实验验证了密封改进方案的有效性,验证了阀控电液位置伺服系统的闭环稳定性和快速响应性,且摆动缸的响应性能与系统压强、负载和PID参数有关。空载时摆动缸具有较好的轨迹跟踪能力,系统的带宽约0～28rad/s。跳跃机器人实验验证了系统的稳定性,且系统压强越大,响应越快,同时超调和调整时间越大,振荡次数越多。分析了机器人慢速轨迹跟踪的“类爬行”现象和快速轨迹跟踪时响应时间大于机器人起跳伸展时间的现象。机器人的跳跃离地验证了机器人的跳跃能力,且影响机器人跳跃高度的因素主要有系统压强、髋部质量比、起跳角和伸展角。对比理论与实验,验证了所建立的跳跃机器人模型的正确性,得到在实验条件下,机器人能竖直向上跳起约3.5cm。