配备软体机械臂的全向微型飞行器的建模与控制
机器人学
2021-11-08 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
飞行操作平台是带有刚性机械臂的空中无人机，属于机器人学中最新且最活跃的研究领域之一。这些机械臂的刚性通常缺乏顺应性、灵活性和运动平滑性。本工作提出在 omnidirectional micro aerial vehicle (OMAV) 上连接一条软体机械臂，以利用机械臂的顺应和灵活特性，同时得益于作为浮动基座的全向无人机，保持可操纵性和动态性。机械臂与无人机的结合给此类组合平台的建模和控制带来了挑战；本工作旨在解决这些挑战。我们基于三种建模原理提出了该飞行操作平台的统一模型：用于软连续体机器人建模的分段常曲率（PCC）和增广刚体模型（ARBM）假设，以及借鉴自传统刚体机器人学文献的浮动基座方法。为了证明该参数化的有效性和实用性，我们实现了一个基于分层模型的反馈控制器。该控制器在仿真中通过各种动态任务进行了验证和评估，考察并验证了平台的零空间运动、干扰恢复和轨迹跟踪能力。这种软体飞行操作平台有望在空中建造、货物投递、人类辅助、维护和仓库自动化等领域开辟新的应用领域。
引用
@article{arxiv.2111.03111,
title = {Modeling and Control of an Omnidirectional Micro Aerial Vehicle Equipped with a Soft Robotic Arm},
author = {Róbert Szász and Mike Allenspach and Minghao Han and Marco Tognon and Robert. K. Katzschmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.03111},
year = {2021}
}