基于上海宇航系統(tǒng)工程研究所提出的研發(fā)一款適應(yīng)月球表面探索的小型協(xié)作跳躍機(jī)器人的任務(wù)需求，聚焦其在平面內(nèi)的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)，考慮低重力、松軟月壤和坡度變化環(huán)境對機(jī)器人跳躍穩(wěn)定性的影響，從機(jī)械設(shè)計(jì)、運(yùn)動控制和模擬測試三個方面開展研究。提出小型跳躍機(jī)器人詳細(xì)設(shè)計(jì)，針對月壤起跳進(jìn)行動力學(xué)計(jì)算；結(jié)合分層控制算法和PID控制的驅(qū)動實(shí)現(xiàn)方式，開展Adams-Simulink聯(lián)合仿真測試；設(shè)計(jì)并搭建低重力環(huán)境模擬系統(tǒng)與月壤坡度調(diào)節(jié)裝置，開發(fā)實(shí)物樣機(jī)并進(jìn)行相關(guān)測試。

考慮載人登月人機(jī)協(xié)作的任務(wù)背景，創(chuàng)新性研發(fā)一款適應(yīng)于月球重力和月面地形地貌的小型跳躍機(jī)器人，并滿足相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)：控制機(jī)器人整機(jī)質(zhì)量與空間尺寸在指定范圍內(nèi)；機(jī)器人在運(yùn)動過程中能夠適應(yīng)低重力環(huán)境，并在月面重力環(huán)境下達(dá)到企業(yè)的跳躍高度指標(biāo)；適應(yīng)一定范圍內(nèi)的坡度變化，完成上下坡運(yùn)動；滿足月面承載力要求，可進(jìn)行松軟土壤上的可靠運(yùn)動。經(jīng)前期設(shè)計(jì)和仿真測試驗(yàn)證方案可行性，并最終開展實(shí)物試驗(yàn)與仿真結(jié)果互相印證。

針對任務(wù)需求與項(xiàng)目難點(diǎn)，提出了小型跳躍機(jī)器人的創(chuàng)新性構(gòu)型與月壤起跳動力學(xué)模型，制定了適應(yīng)坡度變化的跳躍運(yùn)動控制策略，開發(fā)了月面環(huán)境模擬測試平臺。本項(xiàng)目將機(jī)械設(shè)計(jì)、運(yùn)動控制、模擬測試有機(jī)結(jié)合，開發(fā)了小型跳躍機(jī)器人實(shí)物樣機(jī)與配套的模擬測試系統(tǒng)，在低重力、坡度和松軟土壤環(huán)境下開展跳躍實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)形成機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙、坡度適應(yīng)運(yùn)動控制算法、測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙及機(jī)器人測試報(bào)告，為人機(jī)協(xié)作探月任務(wù)提供跳躍機(jī)器人構(gòu)型及控制與測試方案參考。