第一章绪论 1.1仿生跳跃机器人研究的意义 机器人是人类最伟大的发明之一，机器人的出现从各个角度改变着人类社会。 随着科学技术的不断进步，机器人的功能越来越强大，智能程度越来越高，应用的 范围也越来越广，目前机器人广泛应用于工业、医疗、科研、军事和娱乐等领域。 在种类繁多的机器人当中，移动式机器人是一个重要的分支，它是指机器人本身不 固定，能够在较大范围内运动的机器人。移动机器人的种类很多，按运动方式和特 点可分为轮式机器人、履带式机器人、多足爬行或步行机器人等，这些机器人的研 究和开发己比较成熟，并广泛应用在各个领域。但是，这些移动机器人都需要紧贴 着地面运动，当遇到较大的障碍物或者是沟渠时，传统的移动方式就无能为力了。 随着机器人应用范围的扩大，我们需要机器人能够在恶劣的、非结构化的、未知的 环境中生存及工作，这就要求机器人具有很强的自主运动及地形适应能力。 跳跃机器人恰好能够克服传统移动机器人的缺点，其具有较强的运动性，能够 越过数倍于自身尺寸的障碍物或沟渠，对地形有较强的适应力，且跳跃运动的突然 性和爆发性有助于机器人躲避危险。在地球上，跳跃机器人以其强大的越障能力、 极快的跳跃速度、强大的地面适应能力、广阔的移动范围，为其在军事侦查、抢险 救灾等领域提供了良好的发展前景。在星际探索中，由于月球与火星表面的重力加 速度远远低于地球表面的重力加速度，跳跃机器人能充分利用这个特点来达到扩大 运动范围和节省能量的目的。 仿生学是20世纪60年代出现的一门综合性边缘学科，它由生命科学与工程技 术科学互相渗透、互相结合而成，通过学习、模仿、复制和再造生物系统的结构、 功能、工作原理及控制机制，来改进现有的或创造新的机械、仪器、建筑和工艺过 程山。在机器人领域里，仿生机器人应运而生，仿生机器人是模仿自然界中生物体的 精巧结构、运动原理和行为方式等的机器人系统。近年来，仿生机器人的研究己成 为机器人领域的研究热点，因为在漫长的进化过程中，生物体发展了灵巧的运动机构 和机敏的运动模式，这成为机器人发展取之不尽的知识源泉。 第1页第 1 页 第一章 绪论 1.1 仿生跳跃机器人研究的意义 机器人是人类最伟大的发明之一，机器人的出现从各个角度改变着人类社会。 随着科学技术的不断进步，机器人的功能越来越强大，智能程度越来越高，应用的 范围也越来越广，目前机器人广泛应用于工业、医疗、科研、军事和娱乐等领域。 在种类繁多的机器人当中，移动式机器人是一个重要的分支，它是指机器人本身不 固定，能够在较大范围内运动的机器人。移动机器人的种类很多，按运动方式和特 点可分为轮式机器人、履带式机器人、多足爬行或步行机器人等，这些机器人的研 究和开发已比较成熟，并广泛应用在各个领域。但是，这些移动机器人都需要紧贴 着地面运动，当遇到较大的障碍物或者是沟渠时，传统的移动方式就无能为力了。 随着机器人应用范围的扩大，我们需要机器人能够在恶劣的、非结构化的、未知的 环境中生存及工作，这就要求机器人具有很强的自主运动及地形适应能力。 跳跃机器人恰好能够克服传统移动机器人的缺点，其具有较强的运动性，能够 越过数倍于自身尺寸的障碍物或沟渠，对地形有较强的适应力，且跳跃运动的突然 性和爆发性有助于机器人躲避危险。在地球上，跳跃机器人以其强大的越障能力、 极快的跳跃速度、强大的地面适应能力、广阔的移动范围，为其在军事侦查、抢险 救灾等领域提供了良好的发展前景。在星际探索中，由于月球与火星表面的重力加 速度远远低于地球表面的重力加速度，跳跃机器人能充分利用这个特点来达到扩大 运动范围和节省能量的目的。 仿生学是 20 世纪 60 年代出现的一门综合性边缘学科，它由生命科学与工程技 术科学互相渗透、互相结合而成，通过学习、模仿、复制和再造生物系统的结构、 功能、工作原理及控制机制，来改进现有的或创造新的机械、仪器、建筑和工艺过 程[1]。在机器人领域里，仿生机器人应运而生，仿生机器人是模仿自然界中生物体的 精巧结构、运动原理和行为方式等的机器人系统。近年来，仿生机器人的研究已成 为机器人领域的研究热点，因为在漫长的进化过程中,生物体发展了灵巧的运动机构 和机敏的运动模式，这成为机器人发展取之不尽的知识源泉