探月足式飞跃机器人设计与控制

外星探测器依赖于探测装备完成探测任务,国际上常采用着陆器和巡视器设计外星探测器。外星探测器质量直接影响着探测成本,如果能把着陆器和巡视器融为一体,设计出可在月面反复着陆和行走的飞跃器,则能显著减小外星探测器的质量,大幅减少外星探测的成本。由于人类还没有实现利用腿式机器人探测月球,腿式月球探测飞跃器的开发可体现我国航天领域自主创新能力。依托北京空间飞行器总体设计部(航天五院总体部)与上海交通大学的合作项目“反复着陆器设计”,开展了月面低空飞跃着陆行走四足和六足飞跃探测器初探。飞跃探测器方案采用并联式主动腿式机构,具有在多种复杂地形上主动缓冲着陆和行走的适应能力;设计并采用了一种新型高功率密度力控驱动单元;进行了飞跃探测器的结构优化设计,实现了轻量化;针对着陆和行走过程中的控制问题,提出了主被动复合缓冲设计思路和控制方法,实现了飞跃器着陆过程的缓冲和身体稳定性,具备多次缓冲、自主移动、可收拢展开、着陆姿态调整、复杂地形适应等多种功能。