本论文研究工作依托国家自然科学基金项目“基于蝗虫杠杆-弹射跳跃机理的仿生微跳跃机构研究”(项目编号：50975251),开展了蝗虫跳跃机理及其仿生跳跃机构研究。首先,通过高速摄像实验对蝗虫的起跳阶段进行图像采集与分析,获取蝗虫在起跳阶段跳跃足运动参数；其次,建立蝗虫起跳阶段平面刚体模型,基于蝗虫跳跃实验的跳跃足运动参数进行运动分析,得到了蝗虫在起跳阶段的运动特征,并阐述了该运动特征所具有的优势；再次,参考生物学实验和蝗虫运动特征,提出了仿生跳跃足的设计方法,在此基础上设计加工制作了仿蝗虫跳跃机构,并对其进行动力学分析和起跳阶段实验测试,验证了其起跳阶段与蝗虫的运动仿生相似性；随后,对该跳跃机构的跳跃性能进行测试,分析影响其跳跃的因素,并进行优化改进,改进后的仿生跳跃机构提高了能量利用率和跳跃高度。第一章,主要阐述论文研究的背景与意义,介绍生物跳跃运动以及国内外跳跃机器人的研究现状,提出论文的主要研究内容和论文框架。第二章,开展了蝗虫跳跃机理的研究。以中华稻蝗为研究对象,采用高速摄像技术对蝗虫起跳阶段进行图像采集,并对采集到的图像进行处理,得到该阶段蝗虫跳跃足关节转角的变化曲线,在此基础上将蝗虫简化为平面连杆模型进行运动学分析得到蝗虫质心与跳跃足关节转角之间的数学关系,将提取出的跳跃足关节转角导入数学关系式得到蝗虫在跳跃加速阶段的质心运动学曲线,为仿生跳跃机构的设计提供了依据。第三章,针对蝗虫跳跃足的特点以及蝗虫在起跳阶段的运动学特性,提出仿生跳跃机构跳跃足的设计方案,并对其结构进行优化,在此基础上设计出仿蝗虫跳跃机构。第四章,针对仿生跳跃机构,对其进行动力学建模,并用MATLAB对动力学方程进行求解,得到仿生跳跃机构在跳跃加速阶段的运动特性曲线。并对该仿生跳跃机构起跳阶段进行实验测试,动力学分析和跳跃样机的实验测试表明该机构具有与蝗虫跳跃运动相似的运动曲线。第五章,对跳跃机构的跳跃运动全周期过程进行图像采集,分析其跳跃性能和存在的缺陷,为了使跳跃机构获得更好的质量分布和机构的轻型化,对跳跃机构进行改进,实验测试表明,改进后跳跃机构具有更好的能量利用率和更高的跳跃高度。第六章,总结了论文的主要研究工作,并展望了未来的研究工作。