腿型跳跃机器人是机器人研究领域的一个前沿课题，其起跳过程是一个多变量、变约束、欠驱动、非线性的运动学和动力学耦合过程，这为其关节空间起跳运动控制问题的研究带来了很大的技术难度。本文以双关节腿型跳跃机器人为研究对象，对其起跳阶段进行了运动学和动力学分析，并研究了其在起跳阶段关节空间的运动规划问题。首先，在分析各种腿型跳跃生物生理结构与运动特征的基础上，设计并制作出了一种由电机和弹簧耦合驱动的腿型跳跃机器人，并抽象建立了一种表达机器人结构参数的机构简化模型。将腿型跳跃机器人起跳阶段划分为站立相和欠驱动相，利用坐标系相对转动的方向余弦矩阵并结合矩阵运算法则，建立了机器人在起跳过程中各构件质心与总质心的位置、速度和加速度模型，揭示了机器人各质心空间运动与结构参数和关节空间运动之间的耦合关系。其次，在腿型跳跃机器人运动学模型的基础上，通过质点系的达朗贝尔原理，建立了脚掌处地面反力的力学模型，并分析得到了机器人进入起跳欠驱动相的判断条件。考虑关节弹性和脚掌处地面反力的影响，分析了机器人在起跳阶段中的动能、势能和非保守广义力，采用Lagrange方法建立了机器人在起跳站立相和欠驱动相的动力学方程，并研究了腿型跳跃机器人起跳欠驱动相时脚尖处产生的二阶非线性运动约束。再则，在机器人起跳阶段运动学和动力学研究的基础上，分析了机器人的起跳离地条件，得到了质心运动的边界值条件，采用可变四次多项式插值方法首先规划出了机器人的质心运动轨迹。从机器人质心空间的速度水平上进行了逆运动学分析，求解出了机器人起跳站立相关节空间的运动轨迹。当机器人处于起跳的欠驱动相时，在机器人质心空间的加速度水平上，将欠驱动相产生的动力学运动约束融入到了逆运动学求解过程中，完成了机器人在起跳欠驱动相关节空间的轨迹规划。最后，依照规划出的关节空间运动轨迹，分别进行了虚拟样机和实物样机的起跳实验，将所得相关数据进行了分析和处理。实验现象和对比分析结果表明了机器人结构设计的合理性，验证了本文建立的相关运动学和动力学理论模型的正确性，说明了从质心空间的逆运动学角度进行机器人运动规划方法的可行性与实用性。本论文的研究工作，对腿型跳跃机器人理论建模和运动控制具有一定的参考价值。