仿青蛙跳跃机器人的动力学分析
仿生青蛙机械跳跃原理
仿生青蛙机械跳跃原理引言：仿生学是一门研究生物学原理并将其应用于工程设计中的学科。
在仿生学中，青蛙被广泛用作研究对象，其优秀的跳跃能力成为许多机械设计的灵感来源。
本文将介绍仿生青蛙机械跳跃的原理以及其在工程设计中的应用。
一、仿生青蛙机械跳跃原理1. 骨骼系统青蛙的骨骼系统由脊椎骨、肋骨和四肢骨骼组成。
脊椎骨提供了身体的支撑和稳定性，肋骨则保护内脏器官。
四肢骨骼是实现跳跃的重要组成部分，通过骨骼的连接和运动，实现了青蛙强劲的腿部推力。
2. 肌肉系统青蛙的肌肉系统由不同类型的肌肉组成，其中主要包括骨骼肌和平滑肌。
骨骼肌连接在骨骼上，通过收缩和放松来控制骨骼的运动。
平滑肌则存在于内脏器官中，主要负责内脏器官的收缩和扩张。
在跳跃过程中，骨骼肌通过收缩产生力量，推动骨骼的运动。
3. 神经系统青蛙的神经系统负责传递信号和控制肌肉的收缩。
在跳跃过程中，大脑接收到外界的刺激信号，通过神经系统传递给相应的肌肉，使其产生收缩反应。
这一过程需要精确的协调和时序控制，以确保跳跃的准确性和稳定性。
4. 跳跃机制青蛙的跳跃机制主要通过后肢的腓骨和跖骨之间的关节来实现。
在跳跃前，青蛙将后肢伸直，准备蓄积能量。
当青蛙准备跳跃时，肌肉收缩，使得腓骨和跖骨之间的关节迅速弯曲，释放蓄积的能量。
随后，肌肉放松，使得关节恢复原状，将能量传递到地面，推动青蛙向前跳跃。
二、仿生青蛙机械跳跃的应用1. 机器人设计仿生青蛙的跳跃原理可以应用于机器人设计中，提高机器人的移动能力和灵活性。
通过模仿青蛙的骨骼和肌肉系统，设计出能够实现跳跃的机器人，可以应用于探险、救援等领域，具有重要的实际意义。
2. 运动装备设计仿生青蛙的跳跃原理可以应用于运动装备设计中，提高运动员的跳跃能力和运动效率。
通过研究青蛙的跳跃机制，设计出能够提供更强劲推力的跳跃装备，在运动训练和比赛中发挥重要作用。
3. 柔性材料研究仿生青蛙的跳跃原理可以启发柔性材料的研究，提高材料的弹性和韧性。
仿青蛙跳跃机器人机械系统运动学研究
仿青蛙跳跃机器人机械系统运动学研究机器人技术的快速发展为各个领域带来了巨大的变革和发展。
在机器人运动控制领域，仿生机器人的研究成果备受关注。
仿生机器人的设计灵感来源于生物世界中的各种动物，其中包括青蛙跳跃机制的仿生研究。
本文旨在研究仿青蛙跳跃机器人的机械系统运动学。
青蛙跳跃机制是一种高效且灵活的运动方式，它在许多领域都有着广泛的应用，例如机器人的躲避障碍、探索未知环境等。
为了实现仿青蛙跳跃的机器人，首先需要研究青蛙跳跃的机械系统运动学。
青蛙的跳跃过程可以分为三个阶段：蹲下、弹跳和着陆。
蹲下阶段是指青蛙用后腿蹲下准备跳跃的过程，这个阶段主要涉及到肌肉的收缩和伸展。
弹跳阶段是指青蛙用后腿发力跳跃的过程，这个阶段涉及到关节的运动和力的传递。
着陆阶段是指青蛙着地并准备进行下一次跳跃的过程，这个阶段主要涉及到青蛙身体的稳定和姿态调整。
仿青蛙跳跃机器人的机械系统运动学研究主要包括以下几个方面。
首先是对机器人蹲下阶段的研究，包括机器人腿部的设计和控制，以及机器人身体的稳定性分析。
其次是对机器人弹跳阶段的研究，包括机器人关节运动的规划和力的传递机制的设计。
最后是对机器人着陆阶段的研究，包括机器人姿态调整和身体稳定性的控制。
在仿青蛙跳跃机器人的研究中，机械系统运动学是一个关键的研究方向。
通过对机器人蹲下、弹跳和着陆等运动过程的深入研究，可以更好地理解仿生机器人的运动原理，并为机器人的设计和控制提供参考。
此外，机械系统运动学的研究还可以为其他类型的仿生机器人的研究提供借鉴和启示。
总之，仿青蛙跳跃机器人机械系统运动学的研究是一个重要的课题。
通过对青蛙跳跃机制的仿生研究，可以为机器人技术的发展带来新的突破和创新。
希望本研究能够为仿生机器人的设计和控制提供有益的参考，推动机器人技术的发展。
仿青蛙跳跃机器人的动力学分析
续研 究 工 作 奠 定基 础 ．
关键 词 ： 机器人 ； 动 力 学分 析 ； 仿 生； Ａ Ｄ Ａ ＭＳ 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ２— ０ ９ ４ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ６ ９ ４— ０ ５
Ｋｉ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｎｉ ｃ ｆ ｒ ｏ ｇ ｈ ｏ ｐｐ ｉ ｎｇ ｒ ｏ ｂｏ ｔ ｓ
ｗｏ ｒ ｋ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ ；ｋ ｉ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；ｂｉ ｏ ｎ ｉ ｃ；ＡＤＡＭ Ｓ
格 朗 日法 对机 器人 在 不 同的 跳 跃 阶 段 进 行 动 力 学分 析 ， 得 出每 个 跳 跃 阶 段 的 动 力 学 方程 ． 并利 用 Ａ Ｄ —
Ａ Ｍｓ和 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ联 合 仿 真 的 方 法 对 得 到 的 动 力 学 方 程 进 行 验 证 ， 其 结 果 说 明 了分 析 的 正 确 性． 这 为后
Ｖ ｏ １ ． ２ ９ Ｎ 。 ． ６
Ｄ ｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
仿 青 蛙 跳 跃 机 器 人 的 动 力 学 分 析
焦磊 涛 ， 张 伟 ， 仲 军 ， 樊继 壮 ， 王 猛
（ １ ．哈 尔 滨 工 业 大 学 机器 人 技 术 与 系统 国家 重 点 实 验 室 ， 哈尔 滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ； ２ ．北 京 宇航 系统 工 程 研 究 所 ， 北京 １ ０ ０ ０ ７ ６ ）
气动肌肉驱动的仿青蛙跳跃机器人及其关键技术的
减震设计
优化机器人的着陆结构，采用减震材 料和设计，减小机器人跳跃时产生的 冲击力。
04
关键技术解析
气动肌肉驱动技术
气动肌肉是一种利用气压变化进行伸缩的装置，具有重量 轻、体积小、力矩大等优点。在仿青蛙跳跃机器人中，气 动肌肉被用作驱动器，通过向其内部充气或放气来控制机 器人的运动。
气动肌肉驱动技术能够实现快速响应和精确控制，使得仿 青蛙跳跃机器人在跳跃过程中能够快速启动和停止，并实 现连续跳跃。
目前，仿青蛙跳跃机器人的关键技术主要包括气动肌肉驱动 技术、姿态调整技术、起跳控制技术和落地缓冲技术等。这 些技术的发展和完善，对于提高仿青蛙跳跃机器人的性能和 实用性具有重要意义。
02
气动肌肉的工作原理与特性
气动肌肉的工作原理
气动肌肉通过充气和放气实现伸 缩，从而产生驱动力。
当向气动肌肉内充入压缩气体时 ，肌肉发生膨胀并产生推力；当 气体排出时，肌肉收缩并产生拉
VS
随着机器人技术的不断发展，仿生跳 跃机器人的研究逐渐成为机器人领域 的一个热点。这类机器人能够适应复 杂多变的环境，执行搜救、侦查等任 务，具有重要的应用前景。
仿生跳跃机器人的发展现状
近年来，仿生跳跃机器人的研究取得了显著的进展。研究者 们通过模仿自然界中动物的跳跃行为，设计出了多种具有跳 跃能力的机器人。其中，仿青蛙跳跃机器人在设计理念和实 现方式上具有代表性。
通过传感器技术，机器人能够感知自 身的姿态、速度、加速度等信息，同 时也能感知周围环境中的障碍物、地 形等信息，从而指导机器人进行合理 的跳跃和避障。
05
实验与验证
实验环境与设备
实验场地
选择一个平坦、无障碍物的场地 ，模拟自然环境中的地面条件。
仿蝗虫跳跃机器人结构设计和运动学与动力学分析毕业设计—开题报告
本科生毕业论文（设计）文献综述和开题报告题目仿蝗虫跳跃机器人结构设计及其运动学与动力学分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室（或答辩小组）及教学系意见一、题目：二、指导教师对文献综述和开题报告的具体容要求：文献综述报告要求：按照毕业设计任务书的有关要求和研究容，对国外有关跳跃机器人优势、跳跃机器人工作机理、跳跃机器人的跳跃结构类型等方面的文献资料进行认真查阅，了解国外的相关研究现状，要求阅读20篇以上文献资料，其中，要对1篇英文文献进行翻译，要求字数在4000字以上，最后，完成文献综述报告的撰写工作和答辩工作。
仿青蛙跳跃机器人的结构设计
仿青蛙跳跃机器人的结构设计1. 仿青蛙跳跃机器人概述随着科技的发展，机器人技术在各个领域的应用越来越广泛。
仿生机器人作为一种模仿生物形态和行为的新型机器人，受到了广泛关注。
本篇文档将详细介绍一种仿青蛙跳跃机器人的结构设计。
仿青蛙跳跃机器人是一种以青蛙为原型，模拟其跳跃行为的机器人。
其主要特点在于模仿青蛙的肌肉结构、关节运动和平衡机制，使其具有优异的跳跃能力和灵活性。
这种机器人不仅可以应用于军事侦察、救援行动等危险环境，还可以在体育、娱乐等领域发挥重要作用。
躯干结构：躯干是机器人的主体部分，负责支撑四肢和各种传感器。
采用轻质材料制作，以减轻整体重量，提高跳跃能力。
四肢结构：四肢包括前肢和后肢，分别模拟青蛙的前臂和后腿。
每个肢体的关节由伺服电机驱动，实现弯曲、伸展和扭转等功能。
腿部结构：腿部结构负责提供跳跃的动力和稳定性。
采用弹性材料制作，以吸收冲击力，保护内部结构。
滑行装置：滑行装置位于机器人底部，用于在地面滑动。
可以采用滑轮、轮胎等不同类型的滑行装置，根据实际需求进行选择。
传感器模块：传感器模块用于感知周围环境，如地形、障碍物等。
包括深度传感器、触觉传感器、声音传感器等，为机器人提供丰富的信息来源。
控制系统：控制系统负责指挥和协调各部件的工作。
采用嵌入式控制系统，具有较高的处理能力和稳定性。
仿青蛙跳跃机器人通过模仿青蛙的跳跃行为，实现了高效、灵活的跳跃能力。
在未来的发展中，这种机器人将在更多领域发挥重要作用，为人类的生产和生活带来更多便利。
1.1 研究背景随着科技的不断发展，仿生学在各个领域取得了显著的成果。
仿生机器人作为一种新兴的研究领域，旨在通过模仿生物体的结构、功能和行为来设计和制造具有特定功能的机器人。
青蛙作为自然界中一种具有高度智能和灵活性的动物，其跳跃能力在动物界中独树一帜。
研究如何将青蛙跳跃机制应用于机器人的设计中，具有重要的科学价值和实际应用前景。
仿青蛙跳跃机器人的研究逐渐受到国内外学者的关注，这类机器人在军事、医疗、救援等领域具有广泛的应用潜力。
气动肌肉驱动的仿青蛙跳跃机器人及其关键技术
02
仿青蛙跳跃机器人的设计 与实现
机器人结构与特点
结构
由气动肌肉驱动器、控制器、传感器 和机械结构组成。
特点
具有跳跃能力强、运动灵活、节能环 保等优点。
气动肌肉驱动系统设计
01
02
03
气动肌肉选择
选择具有较高弹性和耐压 能力的气动肌肉。
气动肌肉布局
根据机械结构和跳跃需求 ，合理布局气动肌肉的位 置和数量。
跳跃高度与距离性能评估
跳跃高度
在实验中，机器人能够跳跃的高度达到了50厘米，这是通过优化机器人的设计 和气动肌肉的驱动实现的。
跳跃距离
同时，机器人的跳跃距离也达到了1米，这是通过调整气动肌肉的驱动压力和时 间实现的。
能量效率与稳定性性能评估
能量效率
在实验中，机器人的能量效率达到了70%，这是通过优化机器人的设计和气动肌 肉的驱动实现的。
VS
数据处理算法改进
通过对传感器数据的处理和分析，改进数 据处理算法，提高数据的准确性和实时性 。
06
结论与展望
研究成果总结
气动肌肉驱动的仿青蛙跳跃机器 人的设计和制造已取得突破性进 展，实现了较高的跳跃性能和稳
定性。
通过优化机器人的结构和控制算 法，成功提高了机器人的跳跃距 离和跳跃频率，为后续研究奠定
出了更高的要求。
未来需要进一步研究和改进技术，以适 应不同场景和应用需求，同时加强机器 人智能化和自主化程度，提高其实用性
和可靠性。
THANKS
感谢观看
机器人运动控制技术
运动控制策略
01
采用基于模型的控制策略，根据机器人的动力学模型和运动学
模型，实现精确的运动控制。
传感器融合技术
仿袋鼠跳跃机器人机构的动力学综合
仿袋鼠跳跃机器人机构的动力学综合近年来，仿生机器人技术受到了广泛关注。
仿袋鼠跳跃机器人作为一种仿生机器人，具有出色的跳跃能力，引起了研究人员的浓厚兴趣。
在进行仿袋鼠跳跃机器人机构的动力学综合研究时，研究人员首先需要了解仿袋鼠的跳跃原理。
仿袋鼠跳跃机器人的跳跃原理主要包括两个部分：弹跳力和姿态控制。
弹跳力是指仿袋鼠在跳跃时所产生的推动力，而姿态控制则是指仿袋鼠在空中维持平衡的能力。
在弹跳力方面，仿袋鼠跳跃机器人通过其特殊的腿部机构实现。
仿袋鼠的腿部结构非常灵活，具有弹性，能够在着地时储存能量并释放出巨大的弹跳力。
仿袋鼠跳跃机器人的腿部机构也采用了类似的设计理念，通过弹性材料和气压系统实现能量储存和释放，从而获得较高的跳跃高度。
在姿态控制方面，仿袋鼠跳跃机器人依靠其尾部来进行平衡调节。
仿袋鼠的尾部能够在空中扮演重要的稳定作用，通过改变尾部的位置和角度，能够使机体保持平衡并控制落地时的姿态。
仿袋鼠跳跃机器人的姿态控制机制也参考了这一原理，通过尾部的活动和传感器的反馈，实现机体的平衡控制。
对于仿袋鼠跳跃机器人机构的动力学综合研究，研究人员需要进行复杂的数学建模和仿真分析。
通过数学建模，可以描述仿袋鼠跳跃机器人的运动学和动力学特性，进而分析机器人的跳跃性能并优化设计。
同时，仿真分析可以模拟仿袋鼠跳跃机器人的运动过程，验证数学模型的准确性，并为后续实验提供指导。
综上所述，仿袋鼠跳跃机器人机构的动力学综合研究对于提高机器人的跳跃性能和稳定性具有重要意义。
通过深入研究仿袋鼠的跳跃原理，并结合数学建模和仿真分析的方法，可以为仿袋鼠跳跃机器人的设计和控制提供理论依据和技术支持，推动仿生机器人技术的发展。
仿青蛙跳跃机器人的研制
国外研究团队在仿生机器人领域具有 丰富的经验和技术积累，尤其在材料 选择和运动模拟方面取得了较多突破 。一些先进的技术已经被应用到跳跃 机器人的研制中，如柔性材料、传感 器融合、人工智能等。
发展趋势
随着机器人技术的不断发展，仿青蛙 跳跃机器人的研制将更加注重智能化 、自主化、高效化。未来，该领域的 研究将更加注重跨学科合作，融合多 学科前沿技术，以实现机器人性能的 全面提升
研究方法
本研究将采用理论建模、实验测试和 数值模拟等方法进行研究。首先，将 建立机器人的数学模型和动力学方程 ，以描述机器人的运动过程和控制策 略；其次，将进行实验测试，包括机 器人的跳跃高度、距离、稳定性等方 面的测试；最后，将通过数值模拟方 法对实验结果进行分析和优化。
02
青蛙跳跃机理分析
青蛙跳跃的生物力学原理
度的机器人控制系统。
03
跳跃机器人的设计
跳跃机器人的总体设计
1
跳跃机器人是一种能够模仿青蛙跳跃行为的机 器人，由机械结构、控械结构是跳跃机器人的基础，包括脚掌、膝 盖、大腿、腰部等部位，能够实现类似于青蛙 的跳跃动作。
3
控制系统是跳跃机器人的核心，通过传感器和 控制算法实现对机器人跳跃行为的精确控制。
《仿青蛙跳跃机器人的研制 》
2023-10-30
目 录
• 绪论 • 青蛙跳跃机理分析 • 跳跃机器人的设计 • 跳跃机器人的实现与优化 • 结论与展望
01
绪论
研究背景与意义
背景
青蛙是一种具有高度灵活性和适应性的动物，其跳跃能力引 起了科研人员的广泛关注。随着机器人技术的不断发展，研 制一种能够模拟青蛙跳跃行为的机器人成为了一个热门研究 方向。
跳跃机器人的机械结构
仿青蛙跳跃机器人的结构优化与运动综合
仿青蛙跳跃机器人的结构优化与运动综合一、本文概述随着科技的快速发展，机器人技术已经成为当今研究的热点之一。
其中，仿青蛙跳跃机器人作为一种具有高效能量利用和出色越障能力的机器人类型，受到了广泛关注。
本文旨在探讨仿青蛙跳跃机器人的结构优化和运动综合问题，以期为未来机器人的设计和性能提升提供理论支持和实际应用指导。
本文将对仿青蛙跳跃机器人的研究背景和意义进行阐述，明确其在机器人技术领域的重要地位。
接着，我们将回顾和分析国内外在该领域的研究现状和发展趋势，指出当前存在的问题和挑战。
然后，本文将重点研究仿青蛙跳跃机器人的结构优化问题。
通过深入剖析青蛙的生物结构和运动机理，我们将探索如何将这些自然特性融入机器人设计中，以提高其跳跃性能和稳定性。
我们将关注机器人的结构参数优化、材料选择以及动力传递机制等方面，提出创新性的优化方案。
本文还将对仿青蛙跳跃机器人的运动综合进行研究。
我们将通过理论分析和实验验证，探索机器人在不同环境下的跳跃策略和运动规划，以实现高效、稳定的跳跃运动。
我们将关注机器人的感知、决策和执行等环节，以实现运动综合的最优化。
本文将对所提出的结构优化和运动综合方案进行总结和展望，评估其在实际应用中的潜力和价值。
我们希望通过本文的研究，能够为仿青蛙跳跃机器人的进一步发展和应用提供有益的参考和启示。
二、仿青蛙跳跃机器人结构设计在仿青蛙跳跃机器人的设计中，结构设计是至关重要的一环。
考虑到青蛙的跳跃机制，我们设计了一种具有弹性驱动和自适应落地机制的机器人结构。
主体结构设计：机器人的主体结构参考了青蛙的身体结构，包括头部、躯干和四肢。
头部集成了传感器和控制系统，用于感知环境和控制机器人的运动。
躯干部分则负责连接头部和四肢，以及存储能量。
弹性驱动机构：为了模拟青蛙的跳跃动作，我们在机器人的四肢上设计了弹性驱动机构。
这些机构由弹簧和驱动器组成，当驱动器收缩时，弹簧被压缩并储存能量，当驱动器放松时，弹簧释放能量，推动机器人跳跃。
仿青蛙跳跃机器人的结构优化与运动综合
仿青蛙跳跃机器人的结构优化与运动综合随着机器人技术的不断发展，仿生机器人日益受到关注。
仿生机器人是通过模仿生物动物的行为和生理结构来设计和制造机器人，以实现更高的灵活性和适应性。
青蛙是一种具有出色跳跃能力的生物，其跳跃机制启发了人们设计跳跃机器人的思路。
本文将探讨仿青蛙跳跃机器人的结构优化与运动综合。
首先，仿青蛙跳跃机器人的结构设计需要考虑到跳跃的需求。
青蛙的跳跃主要依靠后肢的肌肉力量和腿部的弹性储能。
因此，机器人的后肢应该具备足够的力量来产生弹跳力，同时腿部需要设计弹性结构来储存和释放能量。
通过对机器人的结构进行优化，可以使得机器人在跳跃时能够更高效地利用能量，达到更远的跳跃距离。
其次，仿青蛙跳跃机器人的运动综合需要考虑到跳跃的稳定性和控制。
青蛙在跳跃时能够保持平衡，并能够调整身体的姿态以适应不同的环境。
机器人在跳跃时也需要具备类似的能力。
通过运动综合的控制算法，可以实现机器人在跳跃过程中的自适应调节和平衡控制，提高机器人的跳跃稳定性。
此外，仿青蛙跳跃机器人的结构优化还需要考虑到机器人的重量和材料选择。
青蛙的身体结构轻巧而灵活，能够轻松地完成高强度的跳跃动作。
机器人的结构优化可以通过减少材料使用和改进结构设计来降低机器人的重量，提高其跳跃效率和灵活性。
在仿青蛙跳跃机器人的结构优化与运动综合中，还可以借鉴其他生物的特点和运动机制。
比如，蚱蜢的跳跃能力和蛇的爬行能力都可以为机器人的设计提供思路和灵感。
通过将不同生物的特点和机制结合起来，可以设计出更加优化和高效的跳跃机器人。
总之，仿青蛙跳跃机器人的结构优化与运动综合是一个复杂而有挑战性的任务。
通过合理的结构设计和运动控制算法，可以实现机器人具备更高效的跳跃能力和稳定性。
未来的研究可以进一步探索跳跃机器人的应用领域，如救援、探险等，为人类创造更多的可能性。
仿青蛙变体移动机器人设计与分析
间歇性跳 跃 。 如 图 ２所 示 ｌ ＿ ］ ． 哈 尔 滨 工 业 大 学 的
身， 拥有 极 强 的 环 境适 应 性 。
关键词
分类号
两栖运动 ； 变体机构 ； 机 构 运 动 分 析 与 仿 真
ＴＰ ２ ４ ２
设＿ ｉ １ ‘ 了游 动机 器 当前 ， 移动机器人 的应 用范 围 日益 广 泛 ， 已经 研制 出一 种仿青 蛙 游动 机 器 人 ，
不仅 仅局 限于 传 统 机 器 人 在 结 构 环 境 下 定 点 作 人机 构 ， 并 制作 仿青 蛙机 器 人的原 理样 机。 。 ．
第 ２ ９卷第 ２期
２ ０ １ ７年 ４月
北 方 工 业 大 学 学 报
Ｊ ． Ｎ（ ） ＲＴＨ ＣＨ Ｉ ＮＡ Ｕ ＮＩ Ｖ． ＯＦ ＴＥＣＨ．
Ｖｏ １ ． ２ ９ ＮＯ ． ２
Ａｐ ｒ ．２ ０１ ７
仿 青蛙 变体 移 动 机 器 人设 计 与分 析
严 佳 低 广 平
总 是尽 量保 持脚 掌与地 面接 触 ， 使 能量 充 分地 转
化 到跳 跃 中 ， 趾 问有蹼 ． 有 利 于 实现 游 泳 运 动 ； 青
预留３ Ｏ 。 角度． 此位 置 蛙 在起 跳过 程 中 ， 后肢 的 角 度变 化 很快 ， 髋关节 、 置顺 时针 方 向成一 定 夹 角 ， 对应 滑块 的一 个极 位点 Ｎ， 起 跳起 始对 应 另 一 个 膝关节、 踝 关节 在起跳 过 程 中角度 变化很 相 似． 极位 点 Ｍ 。 如 图 ４所示． １ ． １ 跳跃 执行 机构 设计 方案 跳 跃机 构 按 驱 动 力 产 生 原 理 可大 致 分 为 利 用 弹性 力 、 惯性力、 气动 力 、 内燃 力 等 动 力 的跳 跃 机构 ， 本方 案 采 用 弹 性 力 驱 动 ． 工作 的 原 理 是 电 机通 过 曲柄滑 块机 构拉 紧 弹簧 ， 然 后 通 过触 发 机
仿青蛙机器人跳跃之力学分析与轨迹优化.pptx
基于平面力系推导得到的动力学方程结论,适用于任意空间坐标 系下的机器人动力学分析。通过轨迹优化得到的各关节运动轨 迹,结合逆动力学方程,解决了六关节仿青蛙机器人跳跃中动力 学的强耦合和非线性分析难点。
在优化后的关节运动轨迹中,通过控制影响跳跃性能的主要因素, 可以使仿青蛙机器人在实际应用中跳的更高和更远。
根据仿青蛙机器人在实际作业中的障碍种类,提出了跳高和跳远 两种跳跃方案。基于遗传算法,分析了不同起跳时间下仿青蛙机 器人的跳跃性能,同时在最佳起跳时间下,分析了仿青蛙机器人 跳高和跳远指标下的跳跃性能,得到了满足不同跳跃指标的各关 节控制策略。
结合Matlab仿真分析和已有的实验数据,验证了方案的正确性和 可行性。结合矢量法和矩阵法分析可以简化仿青蛙机器人运动 学的运算。
基于遗传算法,对仿青蛙机器人跳跃过程的关节轨迹进行了优化, 得到了仿青蛙机器人最佳的跳高和跳远控制策略。结合力学分 析,得到了影响仿青蛙机器人跳跃性能的主要因素,建立了能满 足在多种障碍下工作的仿青蛙机器人跳跃力学模型。
本文从仿生学角度出发,选择具有优秀跳跃性能和合理运动结构 的青蛙作为研究对象,建立了平面连杆机构仿青蛙机器人跳跃模 型。在该模型的基础上,对仿青蛙机器人在起跳和腾空阶段的进 行了运动学和动力学分析,研究了仿青蛙机器人在跳跃过程中各 关节运动轨迹,质心速度,质心加速度和各关节扭矩之间的关系, 建立了仿青蛙机器人在跳跃过程中各关节的动力学模型。
仿青蛙机器人跳跃之力学分析与轨迹 优化
目前,移动机器人在社会生产活动中已经得到了广泛的应用。在 松软和不平坦的地面上,相比传统的轮式机器人,具有高爆发力 的仿青蛙机器人具有更好的移动性能。
在仿青蛙机器人跳跃研究过程中,动态稳定控制问题是主要的挑 战。本文针对该问题,根据实际作业需求,给仿青蛙机器人设计 了
一种仿青蛙跳跃机器人机构设计与运动学分析
一种仿青蛙跳跃机器人机构设计与运动学分析摘要：本文设计了一种仿青蛙跳跃机器人的机构，并对其运动学进行了分析。
该机器人采用了类似青蛙跳跃的机构，通过仿生学原理实现了高效的跳跃运动。
通过对机构的设计和运动学分析，验证了该机器人在跳跃中的稳定性和灵活性。
关键词：仿生学；机器人；青蛙跳跃；机构设计；运动学分析1. 引言近年来，仿生学在机器人领域得到了广泛的应用。
通过借鉴自然界中的生物运动原理，可以设计出具有高效、稳定性和灵活性的机器人。
青蛙跳跃作为一种高效的运动方式，具有很大的潜力用于机器人的设计。
本文旨在设计一种仿青蛙跳跃的机器人机构，并对其运动学进行分析。
2. 机构设计本文设计的机器人机构采用了青蛙跳跃的原理，主要包括身体部分和四肢部分。
身体部分由一个圆柱形主体和一个球形头部组成，通过连接杆连接。
四肢部分采用了类似青蛙腿的结构，由多段连接杆和关节组成。
通过这样的机构设计，机器人可以实现类似青蛙跳跃的运动。
3. 运动学分析通过对机器人机构的运动学分析，可以得到机器人在跳跃过程中的运动规律。
首先，根据青蛙跳跃的原理，机器人需要将身体部分向后倾斜，并且将四肢部分迅速伸展。
然后，机器人通过四肢的弹性回弹力量，将身体部分向上推起。
最后，机器人通过控制四肢的关节弯曲和伸展，调整跳跃的高度和方向。
4. 结果与讨论通过对机器人机构的设计和运动学分析，可以得到机器人在跳跃中的稳定性和灵活性。
通过控制四肢的关节，可以实现跳跃高度和方向的调整。
同时，机器人的身体部分和四肢部分的连接杆和关节设计合理，使得机器人在跳跃过程中能够保持稳定，并且具有较高的跳跃效率。
5. 结论本文设计了一种仿青蛙跳跃的机器人机构，并对其进行了运动学分析。
通过仿生学原理，机器人实现了高效、稳定性和灵活性的跳跃运动。
该机器人的设计和分析结果为进一步研究和应用仿生学原理于机器人领域提供了参考。
仿生青蛙运动学矩阵解
仿生青蛙运动学矩阵解仿生学（bionics）是一门研究自然界生物系统的结构、功能和行为，并借鉴其设计原理和思维方法，应用于工程技术领域的学科。
仿生学在机器人领域中广泛应用，其中仿生青蛙机器人是一种受到青蛙腿运动启发设计的机器人。
在研究仿生青蛙机器人运动学的过程中，运动学矩阵解起到了重要的作用。
仿生青蛙机器人是模仿青蛙的腿部运动，并模拟其行进方式的机器人。
青蛙的腿部运动被认为是一种高效、平滑和灵活的方式，能够适应多种地形，并具有较高的能量转换效率。
因此，借鉴仿生青蛙机器人的设计原理可以提高机器人在复杂环境中的运动能力和适应性。
运动学矩阵是描述机器人运动学的一种数学工具，它能够通过给定机器人的关节角度信息计算出机器人运动的空间位置和速度。
对于仿生青蛙机器人来说，其关节角度信息包括腿部各个关节的角度和身体姿态的信息。
通过运动学矩阵解，可以得到机器人腿部末端执行器的位置和速度，从而实现对机器人运动过程的描述和控制。
具体来说，仿生青蛙机器人的运动学矩阵解涉及到青蛙腿部关节的正向和逆向运动学问题。
正向运动学问题是给定关节角度，求解末端执行器的位置和速度，而逆向运动学问题是给定末端执行器的位置和速度，求解关节角度。
运动学矩阵解包括以下几个步骤：1. 建立仿生青蛙机器人的坐标系：根据机器人的结构和运动方式，建立仿生青蛙机器人的坐标系，包括身体坐标系和腿部关节坐标系。
2. 正向运动学求解：通过基于坐标系的变换和旋转矩阵的乘法计算，将关节角度信息转化为机器人腿部末端执行器的位置和速度。
具体计算方法可以根据机器人的结构和运动方式而定，例如使用旋转矩阵和平移矩阵等。
3. 逆向运动学求解：给定机器人腿部末端执行器的位置和速度，通过反向迭代和近似求解的方法，求解出关节角度信息。
逆向运动学问题可以通过数值求解方法，如牛顿迭代法或蒙特卡洛模拟等来解决。
4. 运动学矩阵验证和分析：对仿生青蛙机器人的运动学矩阵进行验证和分析，检查计算结果是否符合预期，评估机器人运动性能，并根据需要进行优化和改进。
仿青蛙跳跃机器人的结构优化与运动综合.pptx
通过对优化后模型的仿真分析可知,优化后机器人的跳跃高度与 连续跳跃的次数均有明显提升,说明优化方法行之有效。相关研 究结果表明,所设计的仿青蛙跳跃机器人结构原理正确,跳跃效 果较为理想,论文为仿生跳跃机器人的进一步研究提供了一定的 理论基础和依据。
仿青蛙跳跃机器人的结构优化与运动 综合
随着人类探索地球的深入,在非结构环境下的勘测任务越来越多, 可代替人类在恶劣条件下完成相关任务的仿生机器人渐渐成为 机器人研制的热点。因而研制一种活动范围广、移动能力强、 越障能力卓越且避险反应迅速的仿生机器人有着重要的理论研 究意义和广阔的应用前景。
本论文以青蛙为研究对象,从机构设计与仿真、结构优化设计与 仿真、性能优化设计与仿真三个方面展开研究,旨在设计一种既 具有较强越障能力,又具备很好环境适应性的仿青蛙跳跃机器人。 论文主要工作内容如下：首先,以青蛙为研究对象,分析其骨骼 结构与运动轨迹,建立了机器人的数学模型,并在MATLAB软件中 对其跳跃阶段进行仿真,得到杆件位置的变化与关节角度的变化。
其次,在整体结构设计方面提出了基于直线轴承的整体M型结构, 保证了机器人起跳与落地时的稳定性；在腿部结构设计方面,以 C型柔性簧片将小腿、踝关节、脚掌合三为一,在机器人落地时 可起到缓冲作用；在传动结构的设计方面,提出通过凸轮控制跳 跃腿的压缩周期,以实现机器人的连续跳跃。随后,应用ADAMS虚 拟样机技术对机器人进行动力学仿真。
仿生青蛙原理
仿生青蛙原理一、引言仿生学是一门研究生物系统结构和功能的学科，通过模仿自然界中的生物，设计出具有相似功能的机械装置。
其中，仿生青蛙是一种利用仿生学原理设计而成的机器人，能够在水中进行自由游动并完成多项任务。
本文将介绍仿生青蛙的原理及其实现方式。
二、仿生青蛙结构1.外形结构仿生青蛙的外形与真实青蛙相似，包括头部、身体和四肢。
其中，头部为传感器和控制系统的集成区域；身体为电池、电机和其他电子元件的安装区域；四肢为推进器官。
2.推进器官仿生青蛙使用四肢进行游泳。
每个肢节由一个舵机驱动，并通过连杆连接到推进器上。
推进器采用鲨鱼皮纹理设计，能够提供更好的水动力性能。
3.传感器仿生青蛙配备多种传感器，包括压力传感器、水温传感器、光敏传感器等。
这些传感器能够实时监测周围环境信息，并将数据传输到控制系统中。
4.控制系统仿生青蛙的控制系统由微处理器、电机驱动器和通信模块组成。
微处理器负责接收传感器数据并进行分析，然后通过电机驱动器控制四肢运动，实现游泳。
通信模块能够实现与外部设备的数据交互和远程控制。
三、仿生青蛙原理1.水动力学原理仿生青蛙的推进器采用鲨鱼皮纹理设计，这是基于鲨鱼身体表面特殊纹理而得出的一种水动力学原理。
这种纹理能够减小水流阻力，提高游泳速度和效率。
2.神经网络原理仿生青蛙的智能控制系统采用了神经网络算法。
神经网络是一种模拟人类大脑工作方式的计算模型，它能够自主学习和适应环境变化。
仿生青蛙的神经网络通过学习周围环境信息和运动状态，能够自主调整四肢运动方式，实现更加高效和灵活的游泳。
3.传感器技术原理仿生青蛙的传感器技术采用了多种先进技术，包括压力传感器、水温传感器和光敏传感器等。
这些传感器能够实时监测周围环境信息，并将数据反馈给控制系统。
通过对环境信息的分析和处理，仿生青蛙能够自主调整运动方式，实现更加高效和灵活的游泳。
四、仿生青蛙应用1.海洋勘探仿生青蛙能够在水中进行自由游动，并搭载各种传感器，可以用于海洋勘探任务。
仿蛙弹跳机器人运动学仿真及落地碰撞过程分析.pptx
近20年以来,仿生机器人研究是一个十分活跃的领域。具有生物 体特征和机械结构优点的仿生四足机器人因移动范围广、稳定 性好、承载能力强等优良的移动性能以能够在条件恶劣、环境 复杂等未知环境及非结构化环境下代替人们完成工作任务,因此 仿生四足弹跳机器人成为仿生机器人领域的研究热点。
本文以具有爆发性强、弹跳性能高和灵活性好等优点的青蛙为 仿生对象,在分析仿生弹跳机构工作原理及发展现状和青蛙弹跳 运动机理的基础上建立仿青蛙弹跳机器人的虚拟样机模型并进 行仿真分析,为机器人后续研究提供理论基础,其主要内容概括 如下:在综合分析青蛙弹跳机理的基础上,建立线性和非线性机 器人后肢弹跳腿模型并进行研究分析;然后建立机器人的结构示 意图并进行自由度分析,运用D-H理论分析了机器人准备起跳阶 段运动学特性。利用Pro/E和ADAMS建立机器人虚拟样机模型并 进行运动学仿真,得到了ADAMS仿真环境下机器人的弹跳位姿、 躯干质心的运动曲线、驱动关节角曲线和机器人四肢与地面接 触力的变化曲线,并与青蛙弹跳位姿及弹跳过程四肢接触力的变
基于Hertz弹性碰撞理论建立机器人落地过程时法向接触力模型, 并通过ADAMS进行仿真,得到了机器人落地时前肢与地面碰撞过 程时法向碰撞力的变化规律;进而分析了前肢小腿材料、前肢与 地面的接触力参数等因素对机器人弹跳性能、碰撞过程特性的 影响。针对前肢小腿刚性模型落地瞬间碰撞力较大的情况,建立 前肢弹簧腿模型并研究其参数对机器人弹跳性能和碰撞过程特 性的影响,并将优选出接触力刚度系数为9N/mm、阻尼系数为1 N?s/mm的弹簧腿模型与刚性模型进行分析对比,并得出二者不同 的运动特性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
其中： Q s 为广义力； C s 为歌氏力、 离心力和重力项． 根据地面阶段对 θ1 的运动学分析， 当跳跃腿 τ1 = 0 ． M s 为 4 × 4 系统质量惯 变成欠驱动系统时， 性矩阵， 即： M11 M 21 M31 M41 2． 2 M12 M22 M32 M42 M13 M23 M33 M43 M14 θ1 c1 τ1 ¨ M24 θ2 c2 τ2 + = ． ¨ c3 τ 3 M34 θ 3 ¨ M44 θ c4 τ 4
采用基于第二类拉格朗日方程的功能平衡法 建立机器人的动力学方程． d L L － = Qi ． · dt q i q i
[ ]
（ 1）
1
仿青蛙弹跳机器人的结构
T 为系统的动能； V 为系统的势能； 其中： L = T － V， q i 为系统的广义坐标； Q i 为非有势力对应的广义 力． 在地面阶段， 假设地面与脚掌间没有相对滑 动， 将足与地面看成铰接建立地面阶段的动力学模 θ1 θ2 θ3 型如图 所示． 取广义坐标为 q s = ［
第6 期
焦磊涛， 等： 仿青蛙跳跃机器人的动力学分析
· 695·
［5 － 6 ］ ， 器人 Athlete Ｒobot 通过模拟人体的跳跃运动 而实 现 跳 跃， 并且运用气动人工肌肉驱动机器
2
2． 1
机器人的动力学分析起跳阶段的动力学 Nhomakorabea析人
［7 ］
． 此类机器人外形和生物相似， 故而有很强的
可以用于军事侦察等特殊场合． 伪装性， 结合仿生机器人的优点和特殊用途 ． 通过对青 蛙的观察， 设计了一种仿青蛙跳跃机器人． 本文对 机器人进行动力学分析．
Kinetic analysis of bionic frog hopping robots
JIAO Leitao1 ，ZHANG Wei1 ，ZHONG Jun1 ，FAN Jizhuang1 ，WANG Meng2
（ 1． State Key Laboratory of Ｒobotics and System，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001 ，China； 2． Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering， Beijing 100076 ，China）
［3 ］ 室研制了 3 代间歇型跳跃机器人用于空间探索 ． 这三代机器人都是用电机驱动弹簧机构 ， 依靠弹簧
机构来实现跳跃， 并且从第二代开始， 一种弹簧六 杆机构被用来作为机器人的驱动单元 ． 上述机器人都是通过特定的弹跳结构实现跳 跃的， 这种机器人的机构模型和驱动控制系统相对 简单． 另一种跳跃机器人从生物形态上进行仿生 ， 这种机器人模型和驱动器配置和控制相对复杂 ． 如 日本东京大学研制的机器狗 KenKen， 通过模拟狗 ［4 ］ ； 腿部肌腱的工作原理而实现跳跃 双足跳跃机
图3
起跳阶段机器人运动模型
根据各肢体质心的位置， 取脚趾与地面接触点 为零势能点， 则系统势能为： V = m1 gy c1 + m2 gy c2 + m3 gy c3 + m4 gy c4 ． （ 3） 其中： y ci 为质心相对零势能点的 y 方向位置． 根据式（ 1 ） 可得地面阶段系统的动力学方程 如下：
第 29 卷 第 6 期 2013 年 12 月
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报( 自然科学版)
Journal of Harbin University of Commerce ( Natural Sciences Edition)
Vol． 29 No． 6 Dec． 2013
仿青蛙跳跃机器人的动力学分析
图2
机构模型示意图
· 696·
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ）
第 29 卷
Ms qs + Cs = Qs ．
¨
（ 4）
和竖直分量． 在腾空阶段， 由于足部相对其他肢体质量和体 积都很小， 在空中对姿态的影响不明显， 因此忽略 将足与小腿看作固连在一起的杆件． 踝关节转动， 固定坐标系依然是地面阶段中脚趾与地面的旋转 中心． 在动力学分析中， 腾空阶段以躯干质心作为 基坐标的原点， 基坐标系各轴与固定坐标系各轴方 向平行．
具有较高的隐蔽性， 能够满足 动人工肌肉作为其驱动器 ． 这样使得整部机器人的结构接近生物青蛙， 军事侦察等任务的要求 ． 但是， 由于仿生结构的复杂 性 给运 动学 和 动力学的 分析带来 了 困难． 运用拉 格朗日法对机器人在不同的跳跃阶段进行动力学分析， 得出每个跳跃阶段的动力学方程． 并利用 ADAMS 和 Matlab 联合仿真的方法对得到的动力学 方程进行验证， 其结 果说明 了 分析 的 正确 性． 这为 后 续研究工作奠定基础． 关键词： 机器人; 动力学分析; 仿生; ADAMS 中图分类号： TP242 文献标识码： A 文章编号： 1672 － 0946 （ 2013 ） 06 － 0694 － 05
T T θ4］ ， 对应广义力 Q s = ［ τ1 τ2 τ3 τ4］ ． 分析 J1 ， J2 ， J3 ， J4 为各肢 足、 小腿、 大腿和躯干的动能，
仿青蛙弹跳腿的结构形式如图 1 所示． 主要由 大腿、 小腿和足部组成． 在关节处安装传感器， 用于 测量跳跃过程中关节的转角． 驱动采用人工肌肉， 在肌肉的端部安装力传感器， 用于测量在跳跃过程 中肌肉的输出力变化．
F N 为地面相对机器 人 的 摩 擦 力 与 支 撑 其中： F f 、 a yi 为机器人各杆件质心沿水平方向和竖直 力； a xi ， 方向的速度分量． 机器人起跳过程为地面作用力对跳跃腿做功 ， 使跳跃腿势能变化并且总质心有一定动能 ， 当地面 支撑力减小至 0 ， 并且跳跃腿总质心有向上速度 机器人开始离开地面， 进入腾空阶段． 由运动学 时， 分析可知， 对跳跃腿质心求导即可求出跳跃腿质心 ， 的速度 即： m 1 v1 x + m 2 v2 x + m 3 v3 x + m 4 v4 x v cm = ［v cmx ， v cmy ］ = ［ ， m1 + m2 + m3 + m4 m 1 v1 y + m 2 v2 y + m 3 v3 y + m 4 v4 y ］ ． m1 + m2 + m3 + m4 由此跳跃腿的起跳判据为： F N ≤0 （ 7）
体对质心的转动惯量， 则可求出系统的动能为： 1 1 1 2 T = m 1 （ v2 m （ v2 + v2 m （ v2 + x1 + v y1 ） + y1 ） + 2 2 1 x1 2 1 x1 v2 y1 ） +
· · 1 1 ·2 1 m （ v2 + v2 J θ + J （ θ + θ2 ） 2 + y1 ） + 2 1 x1 2 1 1 2 2 1
收稿日期： 2013 － 04 － 19． 基金项目： 国家 自 然 科 学 基 金 （ 51005052 ） ； 国 家 重 点 实 验 室 自 主 课 题 （ SKLＲS201001C ） ； 哈 尔 滨 工 业 大 学 科 研 创 新 基 金 （ HIT． NSＲIF． 2009016 ） ； 哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划资助项目（ HITQNJS． 2008． 014 ） 作者简介： 焦磊涛（ 1987 － ） ， 男， 硕士， 研究领域： 仿生跳跃机器人．
Abstract： A bionic frog hopping robot was proposed in this paper． The robot was driven by pneumatic artificial muscle． The robot has the concealment feature that meets the necessary of military reconnaissance mission． Due to the complex construction，it was difficult to analyze the kinematics and dynamics． The Lagrangian method was used to analyze the dynamics of robot in different jumping stages，and established the robot dynamic equations． The ADAMS and Matlab was used to verify the equations． This lay the foundation of future research works． Key words： robot； kinetic analysis； bionic； ADAMS 跳跃机器人拥有优秀的越障能力和不同地表 ［1 ］ 的适应能力， 能够应对各种突发情况 ． MIT 腿实 验室的 Ｒaibert 教授等人在 20 世纪 80 年代研制的 单腿弹跳机器人是世界上最早的弹跳运动机器人 ． Ｒaibert 教授等人还开发了仿生腿跳跃机器 其后， ［2 ］ 人 和三维跳跃机器人． 美国 NASA 喷气动力实验
· · · · · · · 1 1 J （ θ + θ 2 + θ 3 ） 2 + J2 （ θ 1 + θ 2 + θ 3 + θ 4 ） 2 ． 2 2 1 2
（ 2）
图1 跳跃腿的结构
2， 3， 4） ． 其中： v xi ，v yi 为各质心的速度（ i = 1 ，
在跳跃时， 根据真实青蛙的肌肉作用顺序， 对 使得气动肌肉在 每个气动肌肉内部充入高压气体 ， 端部输出拉力． 跳跃腿借助肌肉的输出拉力实现跳 跃． 整部机器人的模型结构如图 2 所示． 前肢在机 器人跳跃过程中功能相对简单， 将前肢在着陆阶段 看成倒立摆模型机器人的落地过程 ， 前肢由肩关节 旋转自由度和缓冲弹簧组成， 从而简化了着陆阶段 的运动学和动力学分析．