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Erschienen in:
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2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Design, Control, and Experimentation of Internally-Actuated Rovers for the Exploration of Low-Gravity Planetary Bodies

verfasst von : B. Hockman, A. Frick, I. A. D. Nesnas, M. Pavone

Erschienen in: Field and Service Robotics

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

In this paper we discuss the design, control, and experimentation of internally-actuated rovers for the exploration of low-gravity (micro-g to milli-g) planetary bodies, such as asteroids, comets, or small moons. The actuation of the rover relies on spinning three internal flywheels, which allows all subsystems to be packaged in one sealed enclosure and enables the platform to be minimalistic, thereby reducing its cost. By controlling the flywheels’ spin rates, the rover is capable of achieving large surface coverage by attitude-controlled hops, fine mobility by tumbling, and coarse instrument pointing by changing orientation relative to the ground. We discuss the dynamics of such rovers, their control, and key design features (e.g., flywheel design and orientation, geometry of external spikes, and system engineering aspects). The theoretical analysis is validated on a first-of-a-kind 6 degree-of-freedom (DoF) microgravity test bed, which consists of a 3 DoF gimbal attached to an actively controlled gantry crane.

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Fußnoten
1
In CubeSat’s jargon, one unit, i.e., 1U, refers to the standard size \(10\times 10\times 10\) cm volume.
 
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Metadaten
Titel
Design, Control, and Experimentation of Internally-Actuated Rovers for the Exploration of Low-Gravity Planetary Bodies
verfasst von
B. Hockman
A. Frick
I. A. D. Nesnas
M. Pavone
Copyright-Jahr
2016
Buch
Field and Service Robotics

Print ISBN: 978-3-319-27700-4

Electronic ISBN: 978-3-319-27702-8

Copyright-Jahr: 2016

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-27702-8_19

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    Bildnachweise