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3.理论计算
3.1运动学分析
3.1.1准备阶段仿生青蛙的运动学分析
3.1.2起跳阶段仿生青蛙的运动学分析
3.1.3腾空阶段仿生青蛙的运动学分析
3.1.4仿生青蛙整体运动学分析
3.2仿生青蛙机械腿驱动机构
机械腿执行机构的收放和弹簧能量的调节是由绳索实现的，而对绳索的控制是由电机和机器腿驱动机构完成的。驱动机构主要包括单向轴承、棘轮、棘爪、齿轮和传感器，电机通过限定方向相反的单向轴承，分别带动不完全齿轮的转动，从而控制卷筒的滚动。驱动机构的输入为电机旋转，输出为卷筒的滚动，通过电机对齿轮传动的分时控制实现腿部的驱动。卷筒用于带动绳索实现腿的收放，此时需要电机输出高转速。下面分析跳跃高度和距离与滚筒圈数的关系。绳索相当于层架弹簧的初始长度，弹簧初始长度Ｓ＝３０ｎ＋Ｌ
4.工作原理
4.1仿生青蛙总体结构
机器人总体结构如图所示，它基于之前得出的机构模型，采用类似于青蛙的整体外形，由后肢、前肢和身体三个部分组成。各部分仿照青蛙相应部分的功能进行设计:前面装有摄像头，方便操控和后肢主要提供跳跃的力和能量；前肢在起跳时辅助支撑地面，调节起跳角度，着陆时进行缓冲；身体连接前后肢，安放驱动元件和传感器。为了尽量减轻腿部结构的质量，以利于提高跳跃的效率，四肢关节的驱动元件均置于身体中，通过电机带动卷筒收放绳索来实现对后肢关节的调节。
4.2仿生青蛙前肢
主动度和肘关节被动度，肩关节选用futaba-s356舵机，控制整个前肢的转动，肘关节处为一扭簧，并通过同步带和肩关节耦合，传动比为2:1,这样前肢在着陆缓冲过程中，地面作用力可以通过肩关节轴心，降低在关节处产生的扭矩从而减轻对舵机负载的要求，另外这种结构也增大了前肢关节压缩的角度范围，使着陆缓冲区更大，大臂处调整轮用于改变同步带的张紧程度和阻尼大小。
4.3仿生青蛙后肢
机器人后肢设计如图所示，由于大多数跳跃时，青蛙两腿的髋关节外摆度角度变化相同，为提高电动机效率，两关节由2个舵机控制，两侧通过齿轮传动，实现两腿度同步。两腿的髋关节后摆度分别由两个舵机控制。机器腿是机器人跳跃核心，它由直流电机、机器人腿驱动机构、机器腿执行机构组成，如图所示，为了减轻重量，降低能耗，机器腿仅有一个电机驱动，并通过机器腿驱动机构把它一个方向的转动通过绳索用于腿的收放。
4.4仿生青蛙机械腿执行机构
由于四杆机构在髋关节处多一个旋转度，所以用五杆机构代替四杆机构，如图所示，五杆机构由于同步齿轮只有一个度，即沿Y方向运动，通过拉动绳索可实现腿回收。脚掌和附拓关节可以辅助调节起跳角度，还能够提高踩关节以防止腿碰到地面。跗跖关节处有一被动扭簧，在起跳过程中能让脚掌充分与地面接触，利于弹簧能量充分到跳跃中，并防止打滑，提高跳跃的稳定性。腿部机构的核心是五杆结构，实际上机构由线性弹簧产生了非线性的力，并且使这个刚性结构具有很小的内部摩擦力。
4.5仿生青蛙机械腿的驱动机构
机器腿执行机构的收放和弹簧能量的调节是由绳索实现的，而对绳索的控制是由电机和机器腿驱动机构完成的。驱动机构主要包括轴承、棘轮、棘爪、齿轮，电机通过限定方向相反的单向轴承，分别带动不完全齿轮1与2的转动，从而控制卷筒的滚动。
驱动机构的输入为电机旋转，输出为两个卷筒的滚动，通过电机对齿轮传动的分时控制实现腿部的驱动。卷筒用于带动绳索实现腿的收放，此时需要电机输出高转速。卷筒用于实现对弹簧伸长量的控制，它可与弹簧一端相连的制卷筒度和距离，通过转动不完全齿轮到指定，可以控长度，从而调节弹簧储存的能量，并控制机器腿跳跃的高度和距离。
5.创新点及应用
5.1创新点
采用仿生学原理，模仿青蛙运动形式，具备生物体结构和运动方式的合和科学性2.对于复杂地形的适应性强，跳跃运动方式越障能力强，能适应不同地表具有很强的适应性，适合在非结构化、未知的里代替人类完成侦察、探测等任务。3.采用间歇式传动装置实现跳跃。
5.2应用与前景
仿青蛙跳跃机器人具有越障能力强的特点，因此加以完善和改进，可以广泛应用与军事侦查、防恐防暴、救灾救援、地质探测等方面。
仿青蛙跳跃机器人作为一个崭新的研究方向，涉及到生物学、仿生学、力学、机械、电子以及控制等多学科知识与技术，具有重要的研究应用价值。青蛙本身具有优异的两栖运动能力，如果仿生机器人也能集陆上跳跃能力和水下游动能力于一身，将拥有极强的适应性，因此有必要对青蛙游动运动方式进行机理分析，并探索仿生青蛙在多介质下的运动方式，从而增大仿生青蛙的应用范围。
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