现有的跳跃机器人大多只适用于陆地环境,无法在水中完成跳跃。为了满足对复杂水体环境下执行任务的需要,水上跳跃机器人得到了研究人员的关注。水上跳跃机器人在户外侦测、水质检测和捕捞救援活动等方面的应用十分广泛。对水上跳跃机器人的研究是十分有实用价值的。本论文主要研究跳跃推进装置的工作原理与性能。根据高压气体喷射的提出多种跳跃机器人的实现方案,提出多种可行且高效的高压气体阀门。利用数学建模得到了对跳跃推进装置跳跃高度求解的完整方法。通过软件仿真计算对高压气体喷射过程中压力、速度等性能参数进行定量分析,并进行跳跃推进装置的动力学仿真。通过对跳跃推进装置模型的大量的流体仿真与动力学仿真,对跳跃机器人的跳跃推进装置的各个设计参数进行研究,分析其与跳跃高度的关系。构建出跳跃推进装置的各个设计参数与跳跃高度的经验公式。使用粒子群算法,对该跳跃机器人的跳跃推进装置的九个设计参数与跳跃高度的经验公式进行分析,得到最优设计参数,对跳跃机器人的各个设计参数进行优化设计。分析各种跳跃机器人的实现方案,通过实验不断改进跳跃机器推进装置的结构,通过实验对设计进行有效的指导。最后,通过大量的水上实验验证,不断完善水上跳跃机器人整机的水中航行能力与水上跳跃性能。研发出环境适用性较强、控制系统可靠稳定的水上跳跃机器人。本论文通过对跳跃机器人进行理论分析,仿真计算,优化分析与实验指导,做到理论与实践相结合,不断优化水上跳跃机器人的各方面性能。设计出的水上跳跃机器人以及对水上跳跃推进方式的研究,具有重要的科学意义与应用价值。本论文对水上跳跃机器人的研究,为具有水上航行能力、水上跳跃能力,具有较强环境适应力,且具有可靠控制电路的水上跳跃机器人的研究提供了完整且具有创新性的设计方法。