Design, Kinematics, and Deployment of a Continuum Underwater Vehicle-Manipulator System

要約

水中車両マニピュレーター システム (UVMS) は、介入ミッションを実行する 1 つ以上のマニピュレーターを備えた水中ロボットです。
この論文では、連続体マニピュレータを備えた新しい UVMS (連続体 UVMS と呼ばれます) の機械的、電気的、およびソフトウェア設計について説明します。
ロボットの冗長性を解決し、関節空間コマンドを生成するアルゴリズムを構築するために、連続体 UVMS の運動学モデルが導出されます。
重み付き最小ノルム解と勾配投影法の両方を使用して、特定のタスクの軌道を最適化するさまざまな方法が提案されています。
運動学的シミュレーションの結果は、提案されたアルゴリズムのパフォーマンスを評価するために分析されます。
最後に、連続体 UVMS は、特定の基準軌道に対して遠隔操作と自律制御の両方がテストされる実験デモンストレーションに導入されます。

要約(オリジナル)

Underwater vehicle-manipulator systems (UVMSs) are underwater robots equipped with one or more manipulators to perform intervention missions. This paper provides the mechanical, electrical, and software design of a novel UVMS equipped with a continuum manipulator, referred to as a continuum-UVMS. A kinematic model for the continuum-UVMS is derived in order to build an algorithm to resolve the robot’s redundancy and generate joint space commands. Different methods to optimize the trajectory for specific tasks are proposed using both the weighted least norm solution and the gradient projection method. Kinematic simulation results are analyzed to assess the performance of the proposed algorithm. Finally, the continuum-UVMS is deployed in an experimental demonstration in which both teleoperation and autonomous control are tested for a given reference trajectory.

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