Enhancing Tool Manipulation of An Aerial Vehicle with A Dynamically Displacing Center-of-Mass

要約

航空ロボットが産業用途で注目を集めるにつれ、その物理的インタラクション機能を強化することへの関心が高まっています。
空中マニピュレーターによって実行される押し作業は、接触ベースの検査で成功裏に実証されています。
ただし、より複雑な産業用途では、これらのシステムがより高い自由度 (自由度) のマニピュレーターをサポートし、押し込み (穴あけ、研削など) 中により大きな力を生成する必要があります。
この論文は、相互作用中の力の発揮を改善するために動的に変位する CoM (重心) を備えた航空機を導入した以前の研究に基づいています。
我々は、相互作用中の CoM 位置を最適化することで、このシステムの力の生成をさらに強化する新しいアプローチを提案します。
さらに、ツールベースのタスクでシステムの機能を拡張するために、2自由度操作アームを備えたこの航空機のケースを研究します。
提案された方法の有効性はシミュレーションを通じて検証され、実際の設定で高度な空中操作に対するこのシステムの可能性が実証されています。

要約(オリジナル)

As aerial robots gain traction in industrial applications, there is growing interest in enhancing their physical interaction capabilities. Pushing tasks performed by aerial manipulators have been successfully demonstrated in contact-based inspections. However, more complex industrial applications require these systems to support higher-DoF (Degree of Freedom) manipulators and generate larger forces while pushing (e.g., drilling, grinding). This paper builds on our previous work, where we introduced an aerial vehicle with a dynamically displacing CoM (Center of Mass) to improve force exertion during interactions. We propose a novel approach to further enhance this system’s force generation by optimizing its CoM location during interactions. Additionally, we study the case of this aerial vehicle equipped with a 2-DoF manipulation arm to extend the system’s functionality in tool-based tasks. The effectiveness of the proposed methods is validated through simulations, demonstrating the potential of this system for advanced aerial manipulation in practical settings.

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