Design and Control of Delta: Deformable Multilinked Multirotor with Rolling Locomotion Ability in Terrestrial Domain

要約

近年、ロボットの移動方式は複数種類開発され、複数の領域に適応できるようになってきています。
特に航空機ロボットは、その三次元的な機動性を活かして、さまざまな場面での探査に役立ちます。
さらに、一部の航空ロボットは空中での操作タスクを達成しています。
しかし、飛行に伴うエネルギー消費は大きく、長時間の作業を行う航空機ロボットには地上での移動能力も必要です。
そこで本研究では、全身で回転運動を行う変形可能なマルチコプターロボットを開発し、地上および空中での運動を実現することを目指します。
この論文では、まず、変形可能な多リンク空地ハイブリッド マルチローターの設計方法について説明します。
制御安定性を考慮した機構設計やローター構成についても紹介します。
次に、空中および地上領域での移動のための推力制御方法について説明します。
最後に、提案したロボットの実装されたプロトタイプを示し、空中および地上領域での実験を通じて評価します。
我々の知る限り、多リンク構造のマルチローターによるローリング運動を実現したのはこれが初めてです。

要約(オリジナル)

In recent years, multiple types of locomotion methods for robots have been developed and enabled to adapt to multiple domains. In particular, aerial robots are useful for exploration in several situations, taking advantage of its three-dimensional mobility. Moreover, some aerial robots have achieved manipulation tasks in the air. However, energy consumption for flight is large and thus locomotion ability on the ground is also necessary for aerial robots to do tasks for long time. Therefore, in this work, we aim to develop deformable multirotor robot capable of rolling movement with its entire body and achieve motions on the ground and in the air. In this paper, we first describe the design methodology of a deformable multilinked air-ground hybrid multirotor. We also introduce its mechanical design and rotor configuration based on control stability. Then, thrust control method for locomotion in air and ground domains is described. Finally, we show the implemented prototype of the proposed robot and evaluate through experiments in air and terrestrial domains. To the best of our knowledge, this is the first time to achieve the rolling locomotion by multilink structured mutltrotor.

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