目前仿生机器人的研究主要集中在轮式(履带)机器人和爬行机器人上,与这两种机器人相比,腿式跳跃机器人能够跨越较大的障碍物,能够在比较复杂的地形环境中运动,而成为了近年来国内外仿生机器人领域研究的热点对象。本文总结了单腿跳跃机器人的发展现状,提出了本课题的研究内容。针对以往单腿跳跃机器人的设计局限性,提出一种新机构模型——仿袋鼠单腿跳跃机器人机构模型,并对其进行动力学建模和运动仿真,仿真结果验证了动力学模型的正确性,为机器人的运动控制和结构优化奠定了理论基础。针对仿袋鼠单腿跳跃机器人支撑相是二阶非完整约束系统的这一特点,从非线性控制理论出发,以动力学模型为基础,推导出仿袋鼠单腿跳跃机器人在支撑相的平衡点线性化系统,并证明其在支撑相是线性可控的,为机器人的稳定控制提供了理论依据。针对单腿跳跃机器人系统是一种非线性系统,而周期运动是非线性系统的一类重要解,探讨了搜索周期运动的方法及算法,并以一种简单的单腿跳跃机器人模型为例,采用所述方法及算法找到了其被动周期运动。最后一部分针对现有的搜索周期运动方法的最大一个缺点:即其初始条件是手动修改,这种手动修改初始条件的方法具有盲目性,即经过无数次的尝试,才能找到所满意的初始条件,这样一来就非常费时,效率低下。因此,如果在确定初始条件前采用优化方法,找到合适的初始条件,那么就可以提高效率,避免了盲目性。