Aerial robotic systems have raised emerging interests in recent years. In this article, we propose a novel aerial manipulator system that is significantly different from conventional aerial discrete manipulators: An Aerial Continuum Manipulator (AeCoM). The AeCoM compactly integrates a quadrotor with a tendon-driven continuum robotic manipulator. Due to the compact design and the payload bearing ability of tendon-driven continuum robotic arms, the proposed system solved the conflict between payload capacity and dexterity lying in conventional aerial manipulators. Two contributions are made in this paper: 1) a sensor-based kinematic model is developed for precise modeling in the presence of variable loading; and 2) a tendon slacking prevention system is developed in the presence of aggressive motions. The detailed design of the system is presented and extensive experimental validations have been performed to validate the system self-initialization, payload capacity, precise kinematic modeling with variable end-effector (EE) loadings during aerial grasping and tendon-slacking prevention. The experimental results demonstrate that the proposed novel aerial continuum manipulator system solves the constraints in conventional aerial manipulators and has more potential applications in clustered environments.


翻译:近年来,航空机器人系统引起了新的兴趣。在本篇文章中,我们提出了一个新的空中操纵系统,它与传统的空中离散操纵器大不相同:空中连续操纵器(AeCoM)。AeCoM将一个二次钻机与一个偏向驱动的连续连续机器人操纵器(AeCoM)紧密融合在一起。由于该小型设计和中枢驱动的连续连续机器人臂的载荷承载能力,拟议系统解决了在常规空中操纵器中有效载荷能力和伸缩性之间的冲突。本文有两项贡献:1)以传感器为基础的动能模型,用于精确建模变量装载;和2)在有攻击性动作的情况下,开发一个偏向松散的预防系统。该系统的详细设计并进行了广泛的实验性验证,以验证系统自我初始化、有效载荷能力、精确的电动模型和可变终端效应载荷载荷(EEEE)在空中捕捉和收缩时装时的动态模型。实验结果显示,拟议的新型空中连续操纵操纵器系统在常规航空操纵器和潜在环境中的制约。

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