【正文】 速度能達(dá)到 80 身長／ s。尤其在仿生跳躍機(jī)器人的彈跳模型、跳躍機(jī)理、樣機(jī)設(shè)計、運動控制、穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)方面，國際上也尚處于研究的初始階段。跳躍運動可以越過數(shù)倍于自身的障礙物，若與原有運動方式（如輪式機(jī)構(gòu)）結(jié)合可以大大提高機(jī)器人的活動空間與自主性，且易于微型化，活動能力更強(qiáng)，在考古、反恐、戰(zhàn)場偵察等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。跳躍機(jī)器人在平坦地段可以采用爬行方式，該狀態(tài)時穩(wěn)定性較輪式機(jī)器人高，適于攜帶各類精密探測儀器。 5 應(yīng)用前景 在地球陸地表面，有超過 50%以上的面積為崎嶇不平的山丘或沼澤，僅靠輪式或履帶式機(jī)械無法完全實現(xiàn)在這些自然環(huán)境下的自主移動。并通過調(diào)整翅翼傾斜角度保持機(jī)器人的穩(wěn)定。同時使用彈性材料制作機(jī)器人足還可以存儲著陸觸底階段的能量。 鐘擺型與彈射型結(jié)合，利用關(guān)節(jié)臂擺動控制彈簧的伸縮，達(dá)到彈跳目的．其原理類似于人在蹦極時的動作，不同的 是彈簧固定在機(jī)構(gòu)中一起跳躍． 混合型彈跳其運動是連續(xù)的，只要關(guān)節(jié)臂與彈簧協(xié)調(diào)動作，可以連續(xù)彈跳．但機(jī)構(gòu)從靜止到躍過障礙物需要數(shù)次彈跳來積累能量，以達(dá)到預(yù)定彈跳高度，而且控制過程中必須用傳感器能感知跳起高度、何時達(dá)到最高點、何時落地等控制關(guān)節(jié)臂所必須的變量．因而對機(jī)構(gòu)實時控制要求較高． 浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告及文獻(xiàn)綜述 15 雙擺跳躍機(jī)器人模型 混合型彈跳機(jī)構(gòu) 4 跳躍機(jī)器人的動力及穩(wěn)定性控制 在自然界高等生物各類運動中，肌腱的彈性儲能和釋放發(fā)揮了重要作用。由于柔性腳具有儲能特性 ,在機(jī)器人落地時柔性腳將落地的沖擊轉(zhuǎn)化為彈性勢能并在起跳階段將勢能轉(zhuǎn)化為動能釋放。 多剛體添加柔性模型 浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告及文獻(xiàn)綜述 14 添加柔性的剛體模型相比剛體模型具有以下幾個特點 :(1) 提高機(jī)器人落地穩(wěn)定性。但由于底部質(zhì)量增加，系統(tǒng)彈跳效率因此降低，彈跳高度有限；有的機(jī)構(gòu)采用落地碰撞并翻轉(zhuǎn)后，通過矯正機(jī)構(gòu)來恢復(fù)彈跳姿態(tài)。 跳躍彈簧單質(zhì)量模型 北京航空航天大學(xué) ,對單足跳躍機(jī)器人進(jìn)行運動學(xué)分析 ,建立了機(jī)器人在著地階段和騰空階段的動力學(xué)模型。上海交通大學(xué)的楊繪宇等人進(jìn)行了仿蝗蟲跳躍機(jī)器人起跳過程運動學(xué)建模及分析，該模型抽象為平面剛性連桿機(jī)構(gòu)，采用機(jī)器人運動學(xué)分析的 D－ H 法，建立了各構(gòu)件之間的運動學(xué)關(guān)系?！?90176。 圖 2 Grillo 微型跳躍機(jī)器人結(jié)構(gòu) 巴黎高等聯(lián)邦理工學(xué)院的智能系統(tǒng)實驗室 JeanChristophe Zufferey教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組于 20xx 年研制了籠式 EPFL 跳躍機(jī)器人（圖 3）采用四桿腿部跳躍機(jī)構(gòu)并能完浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告及文獻(xiàn)綜述 9 成跳躍、依靠重力及外部籠來復(fù)位、調(diào)節(jié)跳躍角并重新起跳的全過程，重 14g、高 18厘米，最大跳躍高度可達(dá) 62 厘米。機(jī)器人在跳躍前被轉(zhuǎn)動來確保朝確定的方向行進(jìn)。與質(zhì)心到支撐點長度也有關(guān)系。 在討論跳躍的優(yōu)劣中有必要引入弗勞德系數(shù)，定義如下 ： glvFr2? （ 3） 式中： g為重力加速度； V 為水平向前速度； l為質(zhì)心到支撐點長度（實際中可以理解為機(jī)器人或動物的足長）。該力與接觸面積即 2l 成正比，記為 ： maxF ∝ 2l ， 與 (1)式聯(lián)立可得 ： mgFmax ∝ 由 (2)式可推得，當(dāng)體積縮小時，體積相關(guān)的力 (如重力 )較面積相關(guān)的力 (如表面接 觸力 )減小更快，這造成了最大輸出力與自身重力比即起跳時的最大加速度的不同。以此為標(biāo)準(zhǔn)自然界中速度最快的是北美地區(qū)的更格盧鼠。在外星際探測中，月球與火星表面的重力加速度大大低于地球（火星 38%，月球 17%）。 開題報告要求： 在廣泛閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的有關(guān)要求和主要研究內(nèi)容，認(rèn)真完成畢業(yè)設(shè)計開題報告的撰寫工作，開題報告應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計論文的研究意義、國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀、論文的主要研究內(nèi)容、研究方案和可行性、具體的研究計劃和時間安排等部分內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，完成開題報告的答辯工作。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論 文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽 名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 文獻(xiàn)綜述和開題報告 題目 仿蝗蟲跳躍機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及其運動學(xué)與動力學(xué)分析 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否 有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設(shè)計 ）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 2 教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告及文獻(xiàn)綜述 3 一、題目： 二、指導(dǎo)教師對文獻(xiàn)綜述和開題報告的具體內(nèi)容要求： 文獻(xiàn)綜述報告要求： 按照畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的有關(guān)要求和研究內(nèi)容，對國內(nèi)外有關(guān) 跳躍機(jī)器人優(yōu)勢 、 跳躍機(jī)器人工作機(jī)理 、 跳躍 機(jī)器人的跳躍結(jié)構(gòu)類型等方面的文獻(xiàn)資料進(jìn)行認(rèn)真查閱，了解國內(nèi)外的相關(guān)研究現(xiàn)狀，要求閱讀 20 篇以上文獻(xiàn)資料，其中，要對 1篇英文文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯，要求字?jǐn)?shù)在 4000字以上，最后，完成文獻(xiàn)綜述報告的撰寫工作和答辯工作。跳躍運動可以越過數(shù)倍于自身的障礙物，若與原有運動方式（如輪式機(jī)構(gòu)）結(jié)合可以大大提高機(jī)器人的活動空間與自主性，且易于微型化，活動能力更強(qiáng)，在考古、反恐、戰(zhàn)場偵察等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。因此在研究對比動物運動中以每秒移動單位身長數(shù)作為衡量速度的標(biāo)準(zhǔn)更為科學(xué)。 即為機(jī)器人足與接觸面間的最大受力。采用跳躍方式比大型動物／機(jī)器人有更高的效率和優(yōu)勢。 假設(shè)物體 1與 2有以下關(guān)系 ： 浙江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告及文獻(xiàn)綜述 7 212121FFttll?????? （ 4） 式中： il 、 it 與 iF 分別為 2兩物體的長度、受力時間和所受外力， im 、 iv 、ia 分別為兩物體質(zhì)量、速度和加速度，存在以下比例關(guān)系 ： im ∝ 3il ， ia ∝ 2iitl （ i=1,2） （ 5） (5)式結(jié)合牛頓第二定理可推導(dǎo)得 ： 2222211211241FlvmFlvm ????? (6) 在跳躍運動中，重力為物體主要受力，因此（ 6）式可表示為 glvglv