Novel Non-Prehensile Rolling Problem: Modelling and Balance Control of Pendulum-Driven Reconfigurable Disks Motion with Magnetic Coupling in Simulation

要約

この論文では、掴みにくい操作のためのモジュール式プラットフォームとして設計された新しいタイプの移動ローリ​​ング ロボットを紹介し、ロボット システムのバランス制御を達成する際の関連する制御の課題を強調します。
開発されたローリングディスクモジュールには、革新的な内部作動の磁気振り子結合機構が組み込まれており、これにより、摩擦と滑りの相互作用、および各モジュール間の磁気効果による制御上の問題が引き起こされます。
この論文では、オイラー ラグランジュ公式を使用してロボットの非線形ダイナミクスを導出します。
次に、シミュレーションを通じてシステムの動作挙動が研究および分析され、ロボットモジュール間の複雑で把握しにくい動作の制御方法の将来の研究に重要な洞察が得られます。
また、この新しいプラットフォームのバランスを研究し、リフティングの新しい動作パターンを導入します。
この研究は、将来のアプリケーションに向けて、さまざまなシナリオにおけるモジュール式自己再構成ロボットの理解と実装を強化することを目的としています。

要約(オリジナル)

This paper presents a novel type of mobile rolling robot designed as a modular platform for non-prehensile manipulation, highlighting the associated control challenges in achieving balancing control of the robotic system. The developed rolling disk modules incorporate an innovative internally actuated magnetic-pendulum coupling mechanism, which introduces a compelling control problem due to the frictional and sliding interactions, as well as the magnetic effects between each module. In this paper, we derive the nonlinear dynamics of the robot using the Euler-Lagrange formulation. Then, through simulation, the motion behavior of the system is studied and analyzed, providing critical insights for future investigations into control methods for complex non-prehensile motion between robotic modules. Also, we study the balancing of this new platform and introduce a new motion pattern of lifting. This research aims to enhance the understanding and implementation of modular self-reconfigurable robots in various scenarios for future applications.

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