論文の概要: Design and Attitude Control of an Underwater Quadruped Robot
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.09217v1
- Date: Sun, 06 Sep 2026 17:19:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-10 19:44:08.737226
- Title: Design and Attitude Control of an Underwater Quadruped Robot
- Title（参考訳）: 水中四足歩行ロボットの設計と姿勢制御
- Abstract要約: 脚のあるロボットは陸地では多用途だが、水中環境での使用は限られている。
本稿では,再現性のある水中四足歩行ロボットの設計,モデル化,実験検証を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.2300314007703
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Legged robots are versatile on land, but their use in underwater environments remains limited. Extending quadruped locomotion to water enables amphibious mobility with applications in inspection, environmental monitoring and disaster response. This paper presents the design, modeling, and experimental validation of a reproducible underwater quadruped robot. The robot is built around custom waterproof motor housings machined from polyoxymethylene plastic, which use off-the-shelf O-rings and dynamic shaft seals. A simplified model is derived to describe the dynamics of this underwater legged system, capturing how drag forces on spherical end effectors transmit torque to the floating base. Building on this model, a closed-loop attitude controller is developed using an error formulation defined on the special orthogonal group SO(3). The controller is evaluated both in simulation and experimentally in a water tank, where the robot tracks desired orientation setpoints in roll, pitch and yaw.
- Abstract（参考訳）: 脚のあるロボットは陸地では多用途だが、水中環境での使用は限られている。
四足歩行を水に拡張することで、検査、環境モニタリング、災害対応に応用した水陸両用移動が可能となる。
本稿では,再現性のある水中四足歩行ロボットの設計,モデル化,実験検証を行う。
このロボットは、市販のOリングとダイナミックシャフトシールを使用するポリオキシメチレンプラスチック製のカスタム防水モーターハウジングを中心に作られている。
単純化されたモデルは、この水中脚システムの力学を記述し、球面端エフェクターの抗力がどのようにトルクを浮体ベースに伝達するかをキャプチャする。
このモデルに基づいて、特別直交群 SO(3) に定義された誤差定式化を用いて閉ループ姿勢制御器を開発する。
制御器は、ロボットが所望の方向設定点をロール、ピッチ、ヨーで追跡する水槽において、シミュレーションと実験の両方で評価される。
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