要約
空中マニピュレーターは接触ベースの産業用途で使用されることが増えており、穴あけや押し込みなどの作業では、プラットフォームが多方向に大きな力を及ぼす必要があります。
力の生成能力を強化するために、推力ベクタリングやパーチングなどのさまざまなアプローチが検討されています。
この記事では、さまざまな CoM (質量中心) の位置が航空操作システムの力の発揮に及ぼす影響を調査することにより、新しいアプローチを紹介します。
私たちが提案するプラットフォームは、動的に変位する CoM を備えた設計を特徴としており、後傾ローターによってサポートされる自由飛行と強力な相互作用の間のスムーズな移行を可能にします。
この設計の詳細なモデリングと制御戦略を提供し、一連の物理実験を通じてその実現可能性を検証します。
重量 3.12kg の提案されたシステムは、押す作業において、後部ローターの傾斜だけで、重力とほぼ同等の 28N 以上の力を安定して作業面に加えることができました。
さらに、高所作業車の力生成能力を評価するための新しい要素を導入し、最先端のシステムとの定量的な比較を可能にし、提案するアプローチの利点を実証します。
要約(オリジナル)
Aerial manipulators are increasingly used in contact-based industrial applications, where tasks like drilling and pushing require platforms to exert significant forces in multiple directions. To enhance force generation capabilities, various approaches, such as thrust vectoring and perching, have been explored. In this article, we introduce a novel approach by investigating the impact of varied CoM (Center of Mass) locations on an aerial manipulation system’s force exertion. Our proposed platform features a design with a dynamically displacing CoM, enabling a smooth transition between free flight and high-force interactions supported by tilting back rotors. We provide detailed modeling and control strategies for this design and validate its feasibility through a series of physical experiments. In a pushing task, the proposed system, weighing 3.12kg, was able to stably exert over 28N of force on a work surface-nearly equivalent to its gravitational force-achieved solely through the tilting of its back rotors. Additionally, we introduce a new factor to evaluate the force generation capabilities of aerial platforms, allowing for a quantitative comparison with state-of-the-art systems, which demonstrates the advantages of our proposed approach.
arxiv情報
| 著者 | Tong Hui,Stefan Rucareanu,Esteban Zamora,Simone D’Angelo,Haotian Liu,Matteo Fumagalli |
| 発行日 | 2024-09-13 12:18:41+00:00 |
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