模块化 OmniCrawler 管内爬行机器人的设计与弹簧刚度最优估计
机器人学
2017-06-21 v1
摘要
本文讨论了一种用于小直径管道的新型柔性管内爬行模块化机器人设计。该机器人由 3 个 OmniCrawler 模块组成的运动链构成，相邻两个模块之间通过柔性关节连接。虽然类似履带的爬行机构在低摩擦表面上提供了良好的牵引力，但其圆形截面使其具备全向移动特性。全向运动有助于它在运动过程中调整方向以避开障碍物，并以最小能量姿态克服弯道。此外，模块化设计使其能够在不产生运动奇异性的情况下通过 T 型接头。柔性是通过在连接 3 个模块和 2 个连杆的关节处加入 4 个扭簧来实现的。对于目标管道直径（\text{\O} 75mm），通过构建约束优化问题求解了弹簧刚度值，并在 ADAMS MSC 中进行了仿真，随后在真实机器人原型上进行了验证。为了适应管道内平滑的垂直弯曲和摩擦系数变化，后续通过将 4 个关节中的 2 个关节处的弹簧替换为串联弹性驱动器（SEA）对设计进行了修改。
引用
@article{arxiv.1706.06418,
title = {Design and optimal springs stiffness estimation of a Modular OmniCrawler in-pipe climbing Robot},
author = {Akash Singh and Enna Sachdeva and Abhishek Sarkar and K. Madhava Krishna},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.06418},
year = {2017}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1704.06817