ROBOTICS & HUMANOID

การออกแบบและควบคุมการทรงตัวของหุ่นยนต์สี่ขาสำหรับใช้งานใต้น้ำ

arXiv10 Sep 2026
1 min read
Key Takeaways
  • การผสานการออกแบบฮาร์ดแวร์ที่ทนทานเข้ากับระบบควบคุมบนกลุ่ม SO(3) ช่วยให้หุ่นยนต์สี่ขาสามารถทำงานใต้น้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ทำไมเรื่องนี้ถึงสำคัญ

หุ่นยนต์สี่ขาที่มีความสามารถใต้น้ำจะช่วยขยายขีดความสามารถในการสำรวจและตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานใต้น้ำ รวมถึงภารกิจกู้ภัยในพื้นที่ที่หุ่นยนต์แบบล้อหรือใบพัดเข้าถึงได้ยาก

บทความนี้เสนอการออกแบบและสร้างหุ่นยนต์สี่ขาใต้น้ำ (Underwater Quadruped) ที่สามารถผลิตซ้ำได้ โดยเน้นความทนทานและการควบคุมที่แม่นยำ ตัวหุ่นยนต์สร้างขึ้นจากวัสดุ Polyoxymethylene พร้อมโครงสร้างกันน้ำที่ใช้ซีลแบบพิเศษเพื่อป้องกันมอเตอร์ งานวิจัยนี้ยังได้สร้างแบบจำลองพลศาสตร์ที่อธิบายถึงแรงลาก (Drag forces) ที่กระทำต่อส่วนปลายของขาและส่งผลต่อตัวหุ่นยนต์

หัวใจสำคัญของงานนี้คือการพัฒนาชุดควบคุมการทรงตัว (Attitude Controller) โดยใช้สูตรคำนวณบนกลุ่ม SO(3) ซึ่งช่วยให้หุ่นยนต์สามารถรักษาทิศทางในแกน Roll, Pitch และ Yaw ได้อย่างแม่นยำ ผลการทดสอบทั้งในโปรแกรมจำลองและในถังน้ำจริงแสดงให้เห็นว่าหุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่และรักษาการทรงตัวได้อย่างเสถียรภายใต้เงื่อนไขแรงดันใต้น้ำ

สรุปประเด็นหลัก

ออกแบบโครงสร้างกันน้ำแบบพิเศษโดยใช้วัสดุ POM และซีลไดนามิก

พัฒนาระบบควบคุมการทรงตัวแบบ Closed-loop บนกลุ่ม SO(3)

ผ่านการทดสอบจริงในถังน้ำเพื่อยืนยันความสามารถในการรักษาทิศทาง

นวัตกรรมและเทคโนโลยี

robotics

Waterproof Motor Housings

การออกแบบโครงสร้างกันน้ำสำหรับมอเตอร์โดยใช้ Dynamic shaft seals และพลาสติก POM

platform

SO(3) Attitude Controller

อัลกอริทึมควบคุมการทรงตัวที่แม่นยำซึ่งออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีแรงลากใต้น้ำ

Developer Impact
วิศวกรเครื่องกลและวิศวกรระบบควบคุมสามารถนำแบบจำลองพลศาสตร์ใต้น้ำไปประยุกต์ใช้กับหุ่นยนต์เคลื่อนที่รูปแบบอื่นๆ ได้
Keywords
#underwater robotics #quadruped #control systems #mechanical design #so3
Original Source

อ่านข้อมูลเพิ่มเติมจากแหล่งข่าวหลัก

arXiv