Attitude Control and Implementation of a 'Flying' Quadruped Robot

Abstract

Vi viser arbeidet med en firbeint robot designet for utforskning i Mars- og Månehuler, som kan regulere sin orientering ved utelukkende å kontrollere bevegelsen av bena. Kontrollerens ytelse ble evaluert i et 3D-simuleringsrammeverk, Drake. Resultatene viser at den firbeinte robotens orientering kan reguleres med en gjennomsnittlig konvergens på 3s fra enhver initial til en vilkårlig sluttorientering, mens den håndterer en vinkelhastighet på opptil 0.5rad/s for rull, stamp, og giring. Videre har virkningen av å legge til mer masse til potene blitt utforsket, noe som resulterer i raskere orienteringskontroll. Resultatet av denne studien er et omfattende 3D-simulerings- og designeverktøy som fungerer som en effektiv ressurs for å verifisere kontrollører og ta høy-nivå designavgjørelser.

We present the work of a quadruped robot designed for exploration in Martian and lunar caves, that can control its attitude by solely controlling the motion of its legs. The controller's performance was evaluated in a 3D simulation framework, Drake. The results demonstrate the capability to control the quadruped's orientation, with an average convergence of 3s from any initial to any final arbitrary orientation, while handling an angular velocity of up to 0.5rad/s for roll, pitch, and yaw. Furthermore, the impact of adding more mass to the paws has been explored, which results in faster attitude control. The outcome of this study is a comprehensive 3D simulation and design tool that serves as an effective asset for verifying controllers and making informed high-level design decisions.