Propeller Motion of a Devil-Stick using Normal Forcing

要約

スティックに純粋に正常な力を使用して、垂直平面で悪魔の臭いの回転プロペラの動きを実現する問題が考慮されます。
この問題は、不足していないシステムの非緩和操作タスクを表しています。
以前のアプローチとは対照的に、悪魔臭いは通常の力とその適用点を制御することにより操作されます。
仮想ホロノミー制約は、その方向角度で悪魔の中心の軌跡を設計するために使用され、安定したプロペラ運動の条件が導出されます。
断続的な大振幅力は、目的のプロペラ運動を漸近的に安定させるために使用されます。
シミュレーションは、アクチュエーターと悪魔臭いの間の接触を失うことなく、安定したプロペラの動きを実現する際のアプローチの有効性を示しています。

要約(オリジナル)

The problem of realizing rotary propeller motion of a devil-stick in the vertical plane using forces purely normal to the stick is considered. This problem represents a nonprehensile manipulation task of an underactuated system. In contrast with previous approaches, the devil-stick is manipulated by controlling the normal force and its point of application. Virtual holonomic constraints are used to design the trajectory of the center-of-mass of the devil-stick in terms of its orientation angle, and conditions for stable propeller motion are derived. Intermittent large-amplitude forces are used to asymptotically stabilize a desired propeller motion. Simulations demonstrate the efficacy of the approach in realizing stable propeller motion without loss of contact between the actuator and devil-stick.

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