MorphoGear: An UAV with Multi-Limb Morphogenetic Gear for Rough-Terrain Locomotion

要約

走ったり、飛んだり、掴んだりできるロボットは、幅広いタスクを解決し、複雑な環境をナビゲートできる高い可能性を秘めています。
適応形態を備えたこのようなロボットのメカトロニクス設計がいくつか登場しています。
しかし、平らでない表面に着陸し、起伏の多い地形を横断し、物体を操作するという作業には、依然として高い課題が伴います。
この論文では、形態形成ギアを備えた新しいローター UAV MorphoGear の設計を紹介し、ロボットの機構、電子機器、制御アーキテクチャ、歩行動作や実験結果の分析について説明します。
MorphoGear は、飛行し、いくつかの歩行で表面を歩き、互換性のある 4 つのロボットの手足で物体をつかむことができます。
この UAV では、3 つの自由度 (DoF) を持つロボットの手足が、歩行または飛行するときの歩行者として、また環境内でアクションを実行するときのマニピュレーターとして使用されます。
ロボットの着陸装置の移動解析を行いました。
3種類のロボット歩行を開発した。
実験の結果、最も正確な歩行のクロストラック誤差が低いこと (平均 1.9 cm、最大 5.5 cm) と、ドローンが 210 mm のステップ長で移動できることが明らかになりました。
別のタイプのロボット歩行でも、低いクロストラック誤差 (平均 2.3 cm、最大 6.9 cm) が示されました。
提案された MorphoGear システムは、環境調査、配送、および高高度での作業において広範なタスクを達成できる可能性があります。

要約(オリジナル)

Robots able to run, fly, and grasp have a high potential to solve a wide scope of tasks and navigate in complex environments. Several mechatronic designs of such robots with adaptive morphologies are emerging. However, the task of landing on an uneven surface, traversing rough terrain, and manipulating objects still presents high challenges. This paper introduces the design of a novel rotor UAV MorphoGear with morphogenetic gear and includes a description of the robot’s mechanics, electronics, and control architecture, as well as walking behavior and an analysis of experimental results. MorphoGear is able to fly, walk on surfaces with several gaits, and grasp objects with four compatible robotic limbs. Robotic limbs with three degrees of freedom (DoFs) are used by this UAV as pedipulators when walking or flying and as manipulators when performing actions in the environment. We performed a locomotion analysis of the landing gear of the robot. Three types of robot gaits have been developed. The experimental results revealed low crosstrack error of the most accurate gait (mean of 1.9 cm and max of 5.5 cm) and the ability of the drone to move with a 210 mm step length. Another type of robot gait also showed low crosstrack error (mean of 2.3 cm and max of 6.9 cm). The proposed MorphoGear system can potentially achieve a high scope of tasks in environmental surveying, delivery, and high-altitude operations.

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