Validation of Tumbling Robot Dynamics with Posture Manipulation for Closed-Loop Heading Angle Control

要約

起伏の多い地形や急な坂道を移動することは、移動ロボットにとって課題です。
従来の脚付きシステムや車輪付きシステムは、牽引力と安定性が限られているため、これらの環境では困難を抱えていました。
ノースイースタン大学の COBRA (Crater Observing Bio-inspired Rolling Articulator) は、新しいマルチモーダルなヘビのようなロボットで、平らな面や傾斜面での移動のための従来のヘビの歩き方と、急な斜面で制御された降下のためのタンブリング モードを組み合わせることで、これらの問題に対処しています。
COBRA は、動的な姿勢操作を通じて、タンブリング中の進行角度と速度を調整できます。
この論文では、COBRA の転倒運動の低次数カスケード モデルを提示し、それを高忠実度の剛体シミュレーションに対して検証し、モデルが主要なシステム ダイナミクスを捉えていることを示すシミュレーション結果を示します。

要約(オリジナル)

Navigating rugged terrain and steep slopes is a challenge for mobile robots. Conventional legged and wheeled systems struggle with these environments due to limited traction and stability. Northeastern University’s COBRA (Crater Observing Bio-inspired Rolling Articulator), a novel multi-modal snake-like robot, addresses these issues by combining traditional snake gaits for locomotion on flat and inclined surfaces with a tumbling mode for controlled descent on steep slopes. Through dynamic posture manipulation, COBRA can modulate its heading angle and velocity during tumbling. This paper presents a reduced-order cascade model for COBRA’s tumbling locomotion and validates it against a high-fidelity rigid-body simulation, presenting simulation results that show that the model captures key system dynamics.

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