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Hierarchical Whole-body Control of the cable-Suspended Aerial Manipulator endowed with Winch-based Actuation

Sarkisov, Iurii und Coelho, Andre und Santos, Maihara Gabrieli und Kim, Min Jun und Tsetserukou, Dzmitry und Ott, Christian und Kondak, Konstantin (2023) Hierarchical Whole-body Control of the cable-Suspended Aerial Manipulator endowed with Winch-based Actuation. In: 2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2023, Seiten 5366-5372. IEEE. 2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2023-05-29 - 2023-06-02, London, UK. doi: 10.1109/ICRA48891.2023.10160718. ISBN 979-835032365-8. ISSN 1050-4729.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10160718

Kurzfassung

During operation, aerial manipulation systems are affected by various disturbances. Among them is a gravitational torque caused by the weight of the robotic arm. Common propeller-based actuation is ineffective against such disturbances because of possible overheating and high power consumption. To overcome this issue, in this paper we propose a winch-based actuation for the crane-stationed cable-suspended aerial manipulator. Three winch-controlled suspension rigging cables produce a desired cable tension distribution to generate a wrench that reduces the effect of gravitational torque. In order to coordinate the robotic arm and the winch-based actuation, a model-based hierarchical whole-body controller is adapted. It resolves two tasks: keeping the robotic arm end-effector at the desired pose and shifting the system center of mass in the location with zero gravitational torque. The performance of the introduced actuation system as well as control strategy is validated through experimental studies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197461/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Hierarchical Whole-body Control of the cable-Suspended Aerial Manipulator endowed with Winch-based Actuation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sarkisov, IuriiIurii.Sarkisov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Coelho, Andreandre.coelho (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0917-5574NICHT SPEZIFIZIERT
Santos, Maihara GabrieliMaihara.Santos (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kim, Min JunKAISTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tsetserukou, Dzmitryd.tsetserukou (at) skoltech.ruNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Kondak, KonstantinKonstantin.Kondak (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 Juli 2023
Erschienen in:2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/ICRA48891.2023.10160718
Seitenbereich:Seiten 5366-5372
Verlag:IEEE
ISSN:1050-4729
ISBN:979-835032365-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Whole-body Control; cable-Suspended Aerial Manipulator
Veranstaltungstitel:2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
Veranstaltungsort:London, UK
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:29 Mai 2023
Veranstaltungsende:2 Juni 2023
Veranstalter :IEEE
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Roboterdynamik & Simulation [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Strobl, Dr. Klaus H.
Hinterlegt am:22 Sep 2023 06:29
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:57

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