跳躍機(jī)器人研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)

1、跳躍機(jī)器人研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)測(cè)控一班3012202006胡凌皓要：跳躍運(yùn)動(dòng)其著地點(diǎn)的離散性和發(fā)力的突發(fā)性和爆發(fā)性使跳躍運(yùn)動(dòng)模式的仿 生機(jī)器人具備很強(qiáng)的越障和環(huán)境適應(yīng)能力。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外跳躍機(jī)器人的研究現(xiàn) 狀和成果，將跳躍機(jī)器人研究分為伸縮式、關(guān)節(jié)腿式、輪滾式和彈性變形式4類， 并分析各類機(jī)器人特征結(jié)合本課題組對(duì)跳躍機(jī)器人的研究，總結(jié)了跳躍機(jī)器人 研究的關(guān)鍵技術(shù)，最后展望了未來(lái)跳躍機(jī)器人研究發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：跳躍運(yùn)動(dòng)；跳躍機(jī)器人；仿生機(jī)器人research status and development trend of hopping robotsabstract: hopping locomoti

2、on has characteristics of isolated footholds, and powerful and explosive hopping force, whichmakes bio-inspired robots with hopping locomotion have the ability of jumping over obstacles and the environmentai adaptability. in this paper; hopping robots are divided into four categories on the basis of

3、 research results in china and overseas: telescopic robots, articulated robots, wheeled & rolling robots and flexible robots. combining with the current research about hopping robots, the characteristics of each categories are analyzed. the related key tech no logies are proposed. finally, the d

4、evelopment trends of hoppi ng robots in future are predicted.keywords: hopping locomotion; hopping robot; bio-inspired robot.1引言口前，移動(dòng)機(jī)器人采用的主要運(yùn)動(dòng)模式是輪式驅(qū)動(dòng)。輪式驅(qū)動(dòng)是人類改造自 然界、路面出現(xiàn)后的產(chǎn)物，不能適應(yīng)復(fù)雜地形，越障能力差。隨著機(jī)器人應(yīng)用范 圍的日益廣泛，機(jī)器人將逐步應(yīng)用于人類所無(wú)法深入到的條件惡劣、地形復(fù)雜的 未知非結(jié)構(gòu)環(huán)境屮探索和改造自然界，為人類服務(wù).未知非結(jié)構(gòu)環(huán)境要求機(jī)器人 必須具有較強(qiáng)的地形適應(yīng)能力、高效的運(yùn)動(dòng)模式和自主運(yùn)動(dòng)能力。由

5、于跳躍運(yùn)動(dòng)其著地點(diǎn)的離散性和發(fā)力的突發(fā)性和爆發(fā)性，口然界中的許多 動(dòng)物將跳躍運(yùn)動(dòng)作為克服大自然環(huán)境、逃避敵害和高效捕食的一種運(yùn)動(dòng)模式。跳 躍機(jī)器人的應(yīng)用需求及動(dòng)物跳躍仿生靈感，給近年跳躍機(jī)器人的研究注入新的活 力，無(wú)論是仿生跳躍理論研究方面還是跳躍機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用方面都取得大量的成 果。木文從仿生跳躍理論研究方面和跳躍機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用方面分析國(guó)內(nèi)外有關(guān) 跳躍機(jī)器人的研究成果，并從實(shí)現(xiàn)方式的角度進(jìn)行分類和綜述；在此基礎(chǔ)上，結(jié) 合木課題組對(duì)跳躍機(jī)器人的研究，分析跳躍機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)未來(lái)跳躍機(jī) 器人的研究方法及趨勢(shì)進(jìn)行分析，以期望對(duì)未來(lái)跳躍機(jī)器人的研究以及更多的實(shí) 際應(yīng)用捉供參考。2跳躍機(jī)器人分類

6、及研究現(xiàn)狀目前對(duì)于跳躍機(jī)器人的研究主要有仿生跳躍理論研究和面向于實(shí)際應(yīng)用的 研究.盡管兩類跳躍機(jī)器人在研究重點(diǎn)、類型方法和研究意義方而存在不同，但 是兩者冇著共同的特征(見(jiàn)表1)。仿生跳躍理論研究主要集中在將3維空間高 自由度的跳躍運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為2維平面仿生模型，使其實(shí)現(xiàn)低維空間的跳躍運(yùn)動(dòng)， 其研究經(jīng)丿力了從質(zhì)量彈簧振子、仲縮倒立擺到單腿多關(guān)節(jié)的過(guò)程，并冃大多數(shù)研 究集屮在具冇生物特性的連續(xù)跳躍模式，能深入了解生物平穩(wěn)跳躍運(yùn)動(dòng)機(jī)理，為 未來(lái)仿人、仿多足類機(jī)器人的跑跳運(yùn)動(dòng)提供參考.而向?qū)嶋H應(yīng)用的跳躍機(jī)器人研 究起源于星際探索，低重力星而環(huán)境導(dǎo)致傳統(tǒng)輪式或履帶式機(jī)器人與地而產(chǎn)生的 驅(qū)動(dòng)摩擦力變小，輪式

7、或履帶式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)高效性優(yōu)勢(shì)被削弱，同時(shí)低重 力環(huán)境也有助于提高跳躍機(jī)器人的跳躍性能.近幾年，應(yīng)用于室內(nèi)巡視、野外探 測(cè)、救援搜尋的跳躍機(jī)器人開(kāi)始嶄露頭角，跳躍機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域、實(shí)現(xiàn)方式不 斷拓展。以下根據(jù)結(jié)構(gòu)方式將跳躍機(jī)器人分為4類：仲縮式、關(guān)節(jié)腿式、輪滾 式、彈性變形式，結(jié)合近年研究新成果，分析運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方式和跳躍特性。表1跳躍機(jī)器人兩種研究領(lǐng)域的比較tab. 1 comparison of two research topics about hopping robots項(xiàng)目仿生理論探索研究而向應(yīng)用的研究研究重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、穩(wěn)定性控制調(diào)節(jié)、 能量最優(yōu)化跳躍提高越障跳躍性能， 智能化.微型

8、化主要類型 伸縮倒立擺式： 單腿關(guān)節(jié)式 輪跳結(jié)合式； 滾跳結(jié)合式研究意義了解仿生跳躍機(jī)理、 先進(jìn)理論控制方法， 為負(fù)重跑跳機(jī)器人 提供參考星際探索、 考古探測(cè)、 軍事偵察、 救援搜尋共冋點(diǎn)離散運(yùn)動(dòng)特征，能雖存儲(chǔ)，落地穩(wěn)宦平衡性， 新能源、新材料支持2. 1伸縮式跳躍機(jī)器人伸縮式跳躍機(jī)器人也稱為彈簧振子倒立擺模型(slip),模型結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示，該模型的重量集中在身體上部，下部為質(zhì)量近似忽略的彈簧腿，主要靠腿 部彈簧沿移動(dòng)副方向儲(chǔ)能產(chǎn)牛彈跳動(dòng)力，彈跳力的提供方式有氣動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng).如圖1所示，根據(jù)自由度的不同，仲縮式倒立擺模型主要分為4種 形式：(1) 單自由度模型。在矢平面內(nèi)限制在

9、水平方向上平動(dòng)和平面轉(zhuǎn)動(dòng)，只分析 在垂直方向移動(dòng)，即只研究跳躍機(jī)器人跳躍高度和穩(wěn)定性。(2) 2自由度模型。平而2自由度跳躍機(jī)器人主要冇移動(dòng)副和繞平而的轉(zhuǎn)動(dòng) 2個(gè)自由度。(3) 3自由度模型。3自由度跳躍機(jī)器人在身體和彈簧腿間增加了一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副, 身體充當(dāng)平衡臂，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)實(shí)現(xiàn)其動(dòng)態(tài)平衡。(4) 4自由度模型。在2自由度模型基礎(chǔ)上增加2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)臂，模擬人的2個(gè)nhkh圖1伸縮倒立擺式跳躍模型figj telescopic inverted pendular hopping models伸縮式倒立擺式跳躍機(jī)器人是一種簡(jiǎn)化的腿部無(wú)關(guān)節(jié)跳躍模型，raibert從 理論和實(shí)驗(yàn)上證明了單關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)連續(xù)

10、跳躍的可行性，其它模型研究大多建立在 raibert單腿機(jī)器人基礎(chǔ)上，兒種典型模型研究見(jiàn)表2伸縮倒立擺跳躍機(jī)器人 的特征主要有：(1) 單點(diǎn)觸地，由于初始位置不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，需要外界調(diào)節(jié)到特定的初 始跳躍角度才能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起跳,并且一般不能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)停跳，停跳時(shí)會(huì)發(fā)生傾侄(2) 連續(xù)跳躍，起跳、騰空、觸地等多運(yùn)動(dòng)和形成一個(gè)復(fù)雜的非線性混合系 統(tǒng).因此，目前的研究多集中在連續(xù)彈跳運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性、非線性動(dòng)力學(xué)及控制 理論方面。(3) 觸地碰撞，在觸地過(guò)程中存在與地面的碰撞沖擊，造成能量損失，目前 研究多采用柔性彈簧腿緩解沖擊并減小能量損失，同時(shí)，彈簧剛度阻尼特性以及 控制算法均影響能量效率提高能量效

11、率是已經(jīng)開(kāi)展并需要繼續(xù)深入研究的問(wèn)題。表2幾種典型伸縮倒立抿跳躍機(jī)器人研究分析tab.2 analysis of some famous slip hopping models英型硏究特征、方法及成果flight < thrust icom卩m i deoompr.模型種類:(a)；簡(jiǎn)化raibert單 自由度模型,驗(yàn)證raibert離散 非線性控制方法是單峰映射閉 環(huán)動(dòng)態(tài)控制【.模型種類：(ch raibert模型, 基于對(duì)稱約束的解耦控制算法 控制機(jī)器人向前運(yùn)動(dòng)，并且實(shí) 現(xiàn)對(duì)彈跳奇度、身休方向的控 制卩叫 模型種類:(c)； arl monopod ii，提出可控被動(dòng)控制策略, 設(shè)計(jì)

12、自適應(yīng)能雖控制器.實(shí)現(xiàn) 速度為1.3m/s的能量消耗最 小的跳躍2.模型種類:(d)：雙臂柔性欠驅(qū) 動(dòng)模型.提岀時(shí)變控制算法, 對(duì)垂心運(yùn)動(dòng)以及機(jī)器人轉(zhuǎn)向進(jìn) 行控制"叫2. 2關(guān)節(jié)腿式跳躍機(jī)器人關(guān)節(jié)腿式跳躍機(jī)器人比伸縮式倒立擺式機(jī)器人更具冇仿生特征.關(guān)節(jié)腿式跳 躍機(jī)器人模仿人或者動(dòng)物關(guān)節(jié)，身體結(jié)構(gòu)部分采用多連桿代替，各部分采用較鏈 連接，形成一個(gè)開(kāi)鏈?zhǔn)椒律Y(jié)構(gòu)模型，具有仿生跳躍步態(tài).各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)方式主 要有彈簧驅(qū)動(dòng)、電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng).在驅(qū)動(dòng)力的作用下，機(jī)器 人的質(zhì)心加速到一定速度，腳底逐漸失去與地面的接觸最終實(shí)現(xiàn)彈跳.表3介紹 了幾種典型的關(guān)節(jié)式跳躍機(jī)器人的研究成果與伸

13、縮倒立擺式跳躍機(jī)器人不同的 是，關(guān)節(jié)腿式跳躍機(jī)器人既冇點(diǎn)觸腳又冇平面腳，前者依靠單點(diǎn)與地面接觸，后 者通過(guò)類似動(dòng)物腳掌的裝置與地面接觸。表3幾種典型關(guān)節(jié)腿式跳躍機(jī)器人分析tab. 3 analysis of some typical articulated hopping robots典型研究特征、方法及成果 液壓驅(qū)動(dòng)。uniroo是帶尾巴的四關(guān)節(jié)仿袋鼠模型，總質(zhì)最6.6 kg.通過(guò)控制調(diào)節(jié)也 動(dòng)量到較小值實(shí)現(xiàn)01.8 m/s速度變化和平穩(wěn)跳躍，驗(yàn)證了較小角動(dòng) 量對(duì)實(shí)現(xiàn)跳躍平衡，口然界生物也是通過(guò)調(diào)節(jié)角動(dòng)量到最小來(lái)實(shí)現(xiàn)跳躍平衡 電機(jī)驅(qū)動(dòng)。brail 2.0將腳和地面當(dāng)作彈簧阻尼系統(tǒng)，考慮腳掌的

14、欠驅(qū)動(dòng)現(xiàn)彖，提出 2個(gè)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)一一臨界指數(shù)指標(biāo)和臨界動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，采用切換零 動(dòng)態(tài)的閉環(huán)控制方法，實(shí)現(xiàn)跳躍機(jī)器人落地的穩(wěn)定性 氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)。mowgli利用人工肌肉作為驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)了一種開(kāi)環(huán)控制方法，實(shí)現(xiàn)了仿 生穩(wěn)定跳躍。 電機(jī)變剛度驅(qū)動(dòng)。chobinold丿應(yīng)用一種變剛度機(jī)構(gòu)，通過(guò)改變圓盤形狀實(shí)現(xiàn)不同的關(guān)節(jié)角 度一力矩關(guān)系特性，提高了彈跳性能，同時(shí)起到緩解沖擊的作川。2. 3輪滾式跳躍機(jī)器人面向?qū)嶋H應(yīng)用的跳躍機(jī)器人，要求機(jī)器人具有一定的越障能力，同時(shí)還要求機(jī)器人在移動(dòng)的過(guò)程中保持高效、穩(wěn)定.仿生理論研究在穩(wěn)定性、可控性方面存 在許多技術(shù)難題，與其他運(yùn)動(dòng)方式例如輪式、滾動(dòng)相結(jié)合，成為面

15、向應(yīng)用的跳躍 機(jī)器人提高穩(wěn)定性和高效性的一種方法。傳統(tǒng)輪式機(jī)器人只能在相對(duì)比較平坦的地面上移動(dòng)，但輪式移動(dòng)機(jī)器人可控 性強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)速度、方向和位置的準(zhǔn)確定位，運(yùn)動(dòng)效率、可靠性高。將輪式和跳 躍運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，充分利用兩種模式的長(zhǎng)處，在平坦地面采用輪式驅(qū)動(dòng)模式，提高 機(jī)動(dòng)速度，遇到障礙物時(shí)，轉(zhuǎn)換成跳躍模式，冇效地越過(guò)障礙物，滿足了非結(jié)構(gòu)環(huán)境下高效移動(dòng)和越障的要求。輪式移動(dòng)和跳躍結(jié)合是目前而向應(yīng)用設(shè)計(jì)采用最多的一種方式。幾種典型的設(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖2(a)(f)。(a)(b)(c)(d)(c)圖2跳躍實(shí)現(xiàn)方案示意圖fig.2 methods of achieving hopping locomotion滾式

16、跳躍機(jī)器人又稱球形機(jī)器人，由于采用了球形表而，可實(shí)現(xiàn)自穩(wěn)定，不 存在傾翻現(xiàn)象，但同時(shí)導(dǎo)致不能精確定位。球形跳躍機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)主要采用3種 策略：(1) 彈簧式，見(jiàn)圖2(d),內(nèi)部彈簧實(shí)現(xiàn)不同程度的變形，彈簧釋放時(shí)，在 所冇彈簧合力的作用下實(shí)現(xiàn)彈跳；(2) 反向合力，見(jiàn)圖2(c),在氣腔噴岀的氣體矢量力的作用下，向固定的 方向運(yùn)動(dòng)；(3) 內(nèi)部力，見(jiàn)圖2(f),在力的作用下，內(nèi)部質(zhì)量塊加速到一定的速度實(shí) 現(xiàn)彈跳。輪式跳躍和滾式跳躍機(jī)器人均采用了混合運(yùn)動(dòng)模式，捉高了跳躍機(jī)器人的穩(wěn) 定性、高效性，但兩種混合運(yùn)動(dòng)模式存在差異。2. 4彈性變形跳躍機(jī)器人彈性變形跳躍機(jī)器人模仿生物腿部柔性彈射機(jī)構(gòu)，通過(guò)變形

17、儲(chǔ)能，釋放能量 實(shí)現(xiàn)跳躍.隨著各種記憶合金和可變形彈性材料的出現(xiàn)，該類機(jī)器人成為近幾年 的研究熱點(diǎn).圖4(a)的弓形機(jī)器人利用彈簧片儲(chǔ)存能量，實(shí)現(xiàn)單腿跳躍；圖4(b) 利用簧片設(shè)計(jì)一種六足可轉(zhuǎn)向跳躍機(jī)器人；圖4(c)是由特殊記憶合金制成、利 用晝夜溫羌儲(chǔ)能的星面探測(cè)跳躍機(jī)器人；圖4(d)、(0)是一種電壓驅(qū)動(dòng)記憶合 金跳躍機(jī)器人；圖4(f)是利用簧片設(shè)計(jì)的一種單向力微型機(jī)器人。彈性變形跳 躍機(jī)器人特征是：(1)依靠變形儲(chǔ)存彈性能量，落地時(shí)吸收能量，緩解沖擊； 落地時(shí)吸收緩沖能量，并進(jìn)行儲(chǔ)存，循環(huán)利用，能量利用率高；(3)由于所采用 的材料不同，因此實(shí)現(xiàn)和控制方式一般不同。圖4彈性變形跳躍機(jī)器人

18、fig4 flexible hopping robots3跳躍機(jī)器人關(guān)技術(shù) (key technologiesof hopping robots)3. 1動(dòng)力來(lái)源與能量效率目前，跳躍機(jī)器人采用的動(dòng)力能源方式有多種，主要包描太陽(yáng)能、電能、液 壓、氣壓、燃?xì)鈩?dòng)力。從以上研究現(xiàn)狀可以看出，采用液壓燃?xì)怦g動(dòng)方式的機(jī)器 人整休質(zhì)量和休積較大，很難實(shí)現(xiàn)嵌入式結(jié)構(gòu)，但是由于該方式能夠提供較大的 輸出功率，并且具備一定的沖擊過(guò)載保護(hù)功能，因此液壓燃?xì)怦倓?dòng)是跳躍機(jī)器人 動(dòng)力來(lái)源的主要選擇方式，也是未來(lái)負(fù)重跳躍機(jī)器人的必選張動(dòng)方式，而未來(lái)的 關(guān)鍵技術(shù)是設(shè)計(jì)合理的柔性驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和高效的控制方式提高其能量效率。3. 2

19、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制對(duì)于伸縮式和關(guān)節(jié)腿式等連續(xù)跳躍機(jī)器人而言，其木身是高自由度機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 低維空間運(yùn)動(dòng)的靜不穩(wěn)定系統(tǒng)，較高的前向運(yùn)動(dòng)速度和較大的步幅提高了運(yùn)動(dòng)高 效性和越障能力，同時(shí)也導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)器人重心乖地投影遠(yuǎn)離著地腳所在多 邊形區(qū)域垂地投影，不能用靜態(tài)zmp平衡條件進(jìn)行分析。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定研究不僅是 仿生跳躍理論方面有待解決的難點(diǎn)，同吋這些理論方法為面向?qū)嶋H應(yīng)用的跳躍機(jī) 器人實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)跳躍、減少落地時(shí)傾翻提供理論支持和方法。3. 3著地碰撞和緩沖對(duì)于著地碰撞過(guò)程，前期研究模型大多為彈簧質(zhì)量模型，而關(guān)節(jié)式跳躍機(jī)器 人不能簡(jiǎn)單等效于彈簧壓縮.許多研究成果將著地碰撞假設(shè)為剛體碰撞接觸過(guò)程 進(jìn)行分析，但這種分

20、析是一種理想假設(shè)，沒(méi)有考慮地面環(huán)境變化，實(shí)際接觸模型 復(fù)雜。利用實(shí)驗(yàn)的方法分析不同剛度變化趨勢(shì)對(duì)著地緩沖和穩(wěn)定性的影響，然而, 具有生物肌肉肌腱特性的柔性機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式還需要進(jìn)一步研究。4 研究方法與趨勢(shì)(research methods anddevelopment trends)跳躍機(jī)器人研究在基本的理論成果方面和實(shí)際應(yīng)用方面都取得一定進(jìn)展，但 仍存在許多挑戰(zhàn)性的難題，除上述關(guān)鍵技術(shù)以外，在新材料、智能控制以及微型 化等方而述存在許多問(wèn)題冇待解決.根據(jù)上述研究分析，可預(yù)測(cè)未來(lái)跳躍機(jī)器人 的研究和發(fā)展方向?qū)@以下幾個(gè)方而進(jìn)行：4.1面向?qū)嶋H應(yīng)用的設(shè)計(jì)由于跳躍機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下具有越障優(yōu)勢(shì)

21、，未來(lái)對(duì)面向應(yīng)用的跳躍機(jī)器 人的需求越來(lái)越大.隨著urban hopper機(jī)器人在美國(guó)軍方應(yīng)用，以及面向于救 援、搜尋、巡視的跳躍機(jī)器人casting hopper> scout robot的應(yīng)用，可以看出未 來(lái)微小型化跳躍機(jī)器人將有更大的應(yīng)用需求價(jià)值.盡管如此，能像人或者其它動(dòng) 物一樣，負(fù)載一定的重量，并在惡劣非結(jié)構(gòu)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)跑跳是跳躍機(jī)器人研究的 終極目標(biāo).未來(lái)跳躍機(jī)器人也將成為一種在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的交通或者運(yùn)輸工 具.在這一方面，美國(guó)軍方的big dog項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)展研究。4. 2復(fù)合運(yùn)動(dòng)模式設(shè)計(jì)跳躍運(yùn)動(dòng)模式具有很強(qiáng)的越障能力，但在平坦地面環(huán)境下，單一跳躍模式可 能效率較低，與環(huán)境氏時(shí)

22、間沖擊將降低機(jī)器人的可靠性和使用壽命.未來(lái)將跳躍 運(yùn)動(dòng)模式同其他運(yùn)動(dòng)模式例如輪式、滾式、履帶式以及多腿式相結(jié)合仍是提高機(jī) 器人運(yùn)動(dòng)高效性、穩(wěn)定性，增強(qiáng)其應(yīng)用空間的一種方法。從仿生的角度來(lái)看，單 一跳躍運(yùn)動(dòng)模式的動(dòng)物并不多見(jiàn)，模仿人或四足動(dòng)物的多足行跑跳，模仿螞蚱的 e行跳躍相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)模式，模仿青蛙的兩棲運(yùn)動(dòng)模式，將會(huì)給仿生復(fù)合運(yùn)動(dòng)模 式設(shè)計(jì)帶來(lái)更多的靈感。4. 4微型結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)微型化的跳躍機(jī)器人具有更好的跳躍性能，微型化跳躍機(jī)器人成木低，能實(shí) 現(xiàn)了母式和群體式作業(yè)，個(gè)體或者部分失效仍能完成任務(wù)，能滲入危險(xiǎn)、狹縫空 間，整體魯棒性和適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用前景最為可觀.隨著各種先進(jìn)新能源、新材料、

23、mems (微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的快速發(fā)展，微型彈跳機(jī)器人將得到快速發(fā)展。5 結(jié)束語(yǔ)(conclusions)跳躍機(jī)器人的研究主耍圍繞仿生理論探索研究和面向于應(yīng)用的研究?jī)煞矫?開(kāi)展，兩者存在差別，也冇相互借鑒之處。動(dòng)力來(lái)源與能量效率、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制、著地碰撞和 緩沖是跳躍機(jī)器人研究的關(guān)鍵技術(shù)，未來(lái)跳躍機(jī)器人研究可以從面向?qū)嶋H應(yīng)用， 設(shè)計(jì)、復(fù)合運(yùn)動(dòng)模式設(shè)計(jì)、柔性機(jī)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和微型結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)四方面開(kāi) 展。參考文獻(xiàn)(references)1 alexander r m n. principles of animal locomotion m. princeton,usa: princeton university press, 2003.2 siegwart r, nourbakhsh i r. introduction to autonomous mobile robots mj. cambridge, usa: mit press, 2004.3 raibertmh. legged robots that balance mj. cambridge, usa: mit press, 1986.4 alexa nder r m leg desig n and jumping technique for huma ns