Tumbling and Hopping Locomotion Control for a Minor Body Exploration Robot
Tumbling and Hopping Locomotion Control for a Minor Body Exploration Robot
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小型人体探索机器人的翻滚和跳跃运动控制
DOI：
10.1109/iros45743.2020.9341223
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kazuya Yoshida
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Keita Kobashi;Ayumu Bando;Kenji Nagaoka;Kazuya Yoshida
对一种用于小行星探测的新型运动机构“翻滚”进行了建模和分析。系统驱动由内部电机和扭矩轮提供;安装有弹性弹簧的尖刺连接到圆形机器人的周边，垂直于表面突出并均匀分布。与传统的运动机构相比，这种简单的布局增强了机器人穿越各种微重力环境的能力。传统移动机制所面临的技术挑战，如移动方向的不确定性和无法穿越不平坦的小行星表面，现在可以得到解决。翻滚运动方法在这种环境中展示了两个有益的特征。首先，翻滚运动保持漫游者钉和地面之间的接触。这使得机器人能够连续地应用控制调节以实现精确和受控的运动。其次，由于尖状物和潜在的不平坦表面突起的机械相互作用的性质，机器人可以穿过不平坦表面。在本文中，我们提出了机器人的动力学建模和分析的机器人的运动实验和通过数值模拟。这项研究的结果有助于建立一个移动的战略，以接近小行星表面的理想位置。
This paper presents the modeling and analysis of a novel moving mechanism "tumbling" for asteroid exploration. The system actuation is provided by an internal motor and torque wheel; elastic spring-mounted spikes are attached to the perimeter of a circular-shaped robot, protruding normal to the surface and distributed uniformly. Compared with the conventional motion mechanisms, this simple layout enhances the capability of the robot to traverse a diverse microgravity environment. Technical challenges involved in conventional moving mechanisms, such as uncertainty of moving direction and inability to traverse uneven asteroid surfaces, can now be solved. A tumbling locomotion approach demonstrates two beneficial characteristics in this environment. First, tumbling locomotion maintains contact between the rover spikes and the ground. This enables the robot to continually apply control adjustments to realize precise and controlled motion. Second, owing to the nature of the mechanical interaction of the spikes and potential uneven surface protrusions, the robot can traverse uneven surfaces. In this paper, we present the dynamics modeling of the robot and analyze the motion of the robot experimentally and via numerical simulations. The results of this study help establish a moving strategy to approach the desired locations on asteroid surfaces.
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DOI：
10.1109/iros.2004.1390040
发表时间：
2004
期刊：
2004 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) (IEEE Cat. No.04CH37566)
影响因子：
--
作者：
Kei Takahashi;S. Shimoda;K. Iizuka;T. Kubota
通讯作者：
T. Kubota
DOI：
10.1109/robot.2004.1307442
发表时间：
2004-07
期刊：
IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2004. Proceedings. ICRA '04. 2004
影响因子：
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作者：
T. Yoshimitsu
通讯作者：
T. Yoshimitsu
MUSES-CN纳米漫游车任务及相关技术
DOI：
10.1109/aero.2000.879296
发表时间：
2000
期刊：
2000 IEEE Aerospace Conference. Proceedings (Cat. No.00TH8484)
影响因子：
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作者：
B. Wilcox;R.M. Jones
通讯作者：
R.M. Jones
微重力下基于弹性能的新型移动系统
DOI：
10.1109/robot.2002.1013574
发表时间：
2002
期刊：
Proceedings 2002 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Cat. No.02CH37292)
影响因子：
--
作者：
S. Shimoda;T. Kubota;I. Nakatani
通讯作者：
I. Nakatani
移动小行星表面侦察机 (MASCOT) - 系统
DOI：
--
发表时间：
2012
期刊：
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影响因子：
--
作者：
L. Witte;J. Biele;A. Braukhane;F. Herrmann;T. Ho;C. Krause;S. Kuss;C. Lange;M. Schlotterer;S. Ulamec;S. Wagenbach
通讯作者：
S. Wagenbach