飞行藤蔓：软型空中机器人臂的设计、建模与控制
机器人学
2025-03-27 v1
摘要
空中机器人臂旨在实现对难以到达区域的检查和环境交互。然而，许多空中操作臂器 mounted 在大型、高负载的空中车辆上，导致体积庞大或重量沉重。我们提出一种低质量、储存时体积小的空中机器人臂，称为“飞行藤蔓”。该臂由一款小型可操控的四旋翼机人，搭载作为臂部的软质、可生长、充气梁构成。该软体机器人臂存在被动控制问题，通过控制与四旋翼机-藤蔓耦合动力学来实现末端执行器的位置控制。本文提出飞行藤蔓的设计方案，并构建了跟踪期望末端执行器轨迹的建模与控制框架。动态模型采用数据驱动方法，并引入双线性插值以考虑时变动力学参数。我们利用轨迹优化规划四旋翼机控制，以实现期望的末端执行器运动。实验结果表明，本框架使飞行藤蔓能够实现高速的末端执行器跟踪，为实现软体空中操作臂的动态机动操作奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2503.20754,
title = {Flying Vines: Design, Modeling, and Control of a Soft Aerial Robotic Arm},
author = {Rianna Jitosho and Crystal E. Winston and Shengan Yang and Jinxin Li and Maxwell Ahlquist and Nicholas John Woehrle and C. Karen Liu and Allison M. Okamura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.20754},
year = {2025}
}
备注
Submitted to RA-L