广义 Purcell 游泳者的运动：建模、可控性与运动基元
机器人学
2017-11-15 v2
摘要
低雷诺数下的微型机器人技术在过去十年中已成为一个不断发展的研究领域。我们提出并研究了一种受平面 Purcell 游泳者启发的广义三连杆机器人游泳者。通过引入外肢的平面外运动，该机制推广了文献中已被广泛研究的平面 Purcell 游泳者。这种肢体的运动演化导致游泳者的基连杆在三维空间中运动。该游泳者的构型空间具有平凡的纤维丛结构，结合低雷诺数下的细长体理论，有助于获得运动学方程的主形式。我们推导了运动学联络局部形式的坐标无关表达式。通过利用平面 Purcell 游泳者的可控性结果，提出了一种分析该三维游泳者在低雷诺数下局部可控性的新方法。随后，采用运动基元方法进行控制综合。我们证明了存在基于运动基元的控制序列，用于操纵基连杆运动演化在 Lie 群上的游泳者。利用主纤维丛结构，提出了一种游泳者点到点重构的算法。然后，提供了一组用于平移和旋转机动的控制序列以及数值模拟。
引用
@article{arxiv.1611.05154,
title = {Locomotion of the generalized Purcell's swimmer : Modelling, controllability and motion primitives},
author = {Sudin Kadam and Ravi Banavar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.05154},
year = {2017}
}