Design, Control, and Motion Strategy of TRADY: Tilted-Rotor-Equipped Aerial Robot With Autonomous In-flight Assembly and Disassembly Ability

要約

これまでの研究では、操縦性や操縦能力を向上させるために、さまざまなタイプの空中ロボットが開発されてきました。
しかし、機動性と操作性を同時に実現するには課題がありました。
これは、機動力の高い航空ロボットには操作タスクを実行するために必要なローターがなく、機動力のある機体は大きすぎて高い機動力を実現できないためです。
この問題に対処するために、TRADY と呼ばれる新しい空中ロボットがこの記事で紹介されました。
TRADY は、飛行中に自律的に組み立ておよび分解できる、チルトローターを装備した空中ロボットであり、制御モデルを過小作動モデルと完全作動モデルの間で切り替えることができます。
このシステムは、新しいドッキング機構と最適化されたローター構成、および過小作動モードと完全作動モードの間で移行し、個別の変化を補償できる制御システムを特徴としています。
さらに、危険な状態からの回復動作を含む、組み立て/分解動作の新しい動作戦略が導入されました。
実験の結果、TRADY は空中での組み立て/分解動作を 90% の成功率で実行でき、組み立て状態の単一ユニットの 9 倍以上のトルクを生成できることが示されました。
これは、完全に作動しているモデルと作動していないモデルの間をシームレスに移行しながら、組み立てと分解の両方を実行できる最初のロボット システムです。

要約(オリジナル)

In previous research, various types of aerial robots were developed to improve maneuverability or manipulation abilities. However, there was a challenge in achieving both mobility and manipulation capabilities simultaneously. This is because aerial robots with high mobility lack the necessary rotors to perform manipulation tasks, while those with manipulation ability are too large to achieve high mobility. To address this issue, a new aerial robot called TRADY was introduced in this article. TRADY is a tilted-rotor-equipped aerial robot that can autonomously assemble and disassemble in-flight, allowing for a switch in control model between under-actuated and fully-actuated models. The system features a novel docking mechanism and optimized rotor configuration, as well as a control system that can transition between under-actuated and fully-actuated modes and compensate for discrete changes. Additionally, a new motion strategy for assembly/disassembly motion that includes recovery behavior from hazardous conditions was introduced. Experimental results showed that TRADY can successfully execute aerial assembly/disassembly motions with a 90% success rate and generate more than nine times the torque of a single unit in the assembly state. This is the first robot system capable of performing both assembly and disassembly while seamlessly transitioning between fully-actuated and under-actuated models.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google