Advances in Hybrid Modular Climbing Robots: Design Principles and Refinement Strategies

要約

このペーパーでは、ハイブリッドポールまたはトランククライミングロボットの設計戦略を調査し、設計上の決定を通知し、適応性やパフォーマンスなどのメトリックを評価する方法に焦点を当てています。
モジュラーの腱駆動型の握りアームと砲塔に取り付けられた車輪付きドライブシステムを備えた車輪を握るハイブリッドロボットが、さまざまな直径の柱を登るために開発されました。
ここでは、主要な革新は、モジュール式リンケージを追加または削除することで異なる列サイズに調整できる積極化されたアームですが、ロボットにはセルフロック（電力なしで摩擦によるロボットの能力）、自律的な把握、およびカラム軸の周りの回転などの機能も備えています。
数学モデルは、セルフロックと垂直の登山の条件を説明しています。
実験結果は、登山とセルフロックにおけるロボットの有効性を示し、提案されたモデルを検証し、産業用アプリケーションで完全に自動化されたソリューションの可能性を強調しています。
この作業は、ハイブリッドクライミングロボットを評価および設計するための包括的なフレームワークを提供し、背の高い構造を登ることが重要な環境の自律的ロボット工学の進歩に貢献します。

要約(オリジナル)

This paper explores the design strategies for hybrid pole- or trunk-climbing robots, focusing on methods to inform design decisions and assess metrics such as adaptability and performance. A wheeled-grasping hybrid robot with modular, tendon-driven grasping arms and a wheeled drive system mounted on a turret was developed to climb columns of varying diameters. Here, the key innovation is the underactuated arms that can be adjusted to different column sizes by adding or removing modular linkages, though the robot also features capabilities like self-locking (the ability of the robot to stay on the column by friction without power), autonomous grasping, and rotation around the column axis. Mathematical models describe conditions for self-locking and vertical climbing. Experimental results demonstrate the robot’s efficacy in climbing and self-locking, validating the proposed models and highlighting the potential for fully automated solutions in industrial applications. This work provides a comprehensive framework for evaluating and designing hybrid climbing robots, contributing to advancements in autonomous robotics for environments where climbing tall structures is critical.

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