Design and Control of Delta: Deformable Multilinked Multirotor with Rolling Locomotion Ability in Terrestrial Domain

Core Concepts

Entwicklung eines deformierbaren Multilink-Multirotor-Roboters mit Rollbewegungsfähigkeit auf dem Boden und in der Luft.

Abstract

In diesem Artikel wird die Entwicklung eines deformierbaren Multilink-Multirotor-Roboters mit Rollbewegungsfähigkeit auf dem Boden und in der Luft beschrieben. Es werden das Design, die mechanische Konstruktion und die Rotoranordnung erläutert. Ein integriertes Schubsteuerungssystem für Luft- und Bodenbewegung wird vorgestellt. Ein Prototyp des Roboters wird implementiert und durch Experimente in Luft- und terrestrischen Bereichen bewertet.

I. EINLEITUNG

• Multimodale Fortbewegung in der Robotik
• Vorteile von Luftrobotern

II. DESIGN

• Designmethodik für Multilink-Multirotor
• Mechanisches Design und Rotoranordnung

III. MODELLIERUNG UND STEUERUNG

• Kinematisches Modell des Roboters
• Flug- und Bodensteuerung

IV. EXPERIMENT

• Hardware-Prototyp
• Experimentelle Bewertung

V. FAZIT UND ZUKÜNFTIGE ARBEITEN

• Manipulation in Luft- und Bodenbereichen
• Anpassung an verschiedene Umgebungen

Stats

Die maximale Schubkraft jedes Schubpropellers beträgt 26,5 N bei 26,2 V.
Die maximale Leistungsaufnahme während des Fluges betrug etwa 1150 W.
Die Leistungsaufnahme während des Stehversuchs betrug weniger als 100 W.
Die Leistungsaufnahme während des Rollens betrug etwa 200 W.

Quotes

"Wir kombinieren Rollbewegung mit dem gesamten Körper des Roboters für Bodenbewegung und Multilink-Struktur, die für die Manipulation geeignet ist."
"Die Hauptbeiträge dieser Arbeit sind..."

Key Insights Distilled From

Design and Control of Delta

by Kazuki Sugih... at arxiv.org 03-12-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.06636.pdf

Deeper Inquiries

Wie könnte die Roboterplattform für spezifische Anwendungen wie Rettungseinsätze weiterentwickelt werden?

Um die Roboterplattform für Rettungseinsätze weiterzuentwickeln, könnten verschiedene Anpassungen und Erweiterungen vorgenommen werden. Eine Möglichkeit wäre die Integration von Sensoren zur Umgebungserfassung, wie beispielsweise Kameras, Lidar oder Infrarotsensoren, um die Navigation in komplexen Umgebungen zu verbessern. Zudem könnten zusätzliche Greifvorrichtungen oder Werkzeuge hinzugefügt werden, um bei Rettungseinsätzen Hilfestellung zu leisten. Die Roboterplattform könnte auch mit Kommunikationseinrichtungen ausgestattet werden, um die Interaktion mit Rettungsteams zu ermöglichen und Informationen in Echtzeit zu übermitteln. Eine weitere Entwicklungsmöglichkeit wäre die Implementierung von autonomem Verhalten, um den Roboter in Notfallsituationen eigenständig handeln zu lassen.

Welche potenziellen Herausforderungen könnten bei der Anpassung an verschiedene Umgebungen auftreten?

Bei der Anpassung an verschiedene Umgebungen könnten mehrere Herausforderungen auftreten. Eine Herausforderung besteht darin, dass die Roboterplattform möglicherweise nicht für extreme Witterungsbedingungen oder unebenes Gelände ausgelegt ist, was die Leistungsfähigkeit beeinträchtigen könnte. Die Notwendigkeit, sich an unterschiedliche Oberflächen anzupassen, wie beispielsweise Sand, Schotter oder Schlamm, könnte ebenfalls eine Herausforderung darstellen. Zudem könnten unvorhergesehene Hindernisse oder unregelmäßige Geländeformationen die Navigation und Bewegung des Roboters erschweren. Die Integration von Energiequellen für den Langzeiteinsatz in abgelegenen Gebieten könnte ebenfalls eine Herausforderung darstellen.

Wie könnte die Technologie des deformierbaren Multilink-Multirotors in anderen Branchen eingesetzt werden?

Die Technologie des deformierbaren Multilink-Multirotors könnte in verschiedenen Branchen vielseitig eingesetzt werden. In der Logistikbranche könnte der Roboter zur Lagerhaltung und zum Transport von Waren in Lagerhäusern eingesetzt werden, da er sich an verschiedene Regalhöhen anpassen kann. In der Landwirtschaft könnte die Plattform für die Überwachung von Feldern, die Aussaat oder das Sprühen von Pflanzenschutzmitteln eingesetzt werden. Im Baugewerbe könnte der Roboter für Inspektionen von Baustellen oder zur Überwachung von Bauprojekten genutzt werden. Darüber hinaus könnte die Technologie auch in der Unterhaltungsbranche für spektakuläre Shows oder Events eingesetzt werden, bei denen Luft- und Bodenbewegungen kombiniert werden.