Geri Dön

Kinematic synthesis of spatial mechanisms using algebra of exponential rotation matrices

Üstel dönme matrisleri aracılığı ile uzaysal mekanizmaların sentezi

  1. Tez No: 167240
  2. Yazar: FARİBORZ SOLTANİ
  3. Danışmanlar: PROF.DR. ERES SÖYLEMEZ, PROF.DR. KEMAL ÖZGÖREN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

oz ÜSTEL DÖNME MATRİSLERİ ARACILIĞI İLE UZAYSAL MEKANİZMALARIN SENTEZİ FARİBORZ SOLTANİ Makine Mühendisliği Bölümü Baş Danışman : Prof. Dr. Eres Söylemez Yardımcı Danışman : M. Kemal. Özgören Ocak 2005 Bu tezin büyük bir kısmı uzaysal mekanizmaların yörünge ve hareket üretimi sentezine adanmıştır. İlk kez üstel dönme matrisleri aracılığıyla bir kinematik sentez metodu ortaya konulmuştur. Ayrıca küresel, silindrik ve Hook gibi uzaysal eklemler, döner ve kayar eklemlerin bileşimi biçiminde modellenerek ve Denavit-Hartenberg kuralını kullanarak, tüm alt kinematik çift içeren uzaysal mekanizmaların yörünge ve hareket üretiminin sentezi için genel döngü kapanım denklemleri sunulmuştur. Mevcut sentez metodlarıyla kıyasladığımızda, bu tezde sunulmuş olan metodun en aşikar avantajı, ortaya konulmuş olan döngü kapanım denklemlerinin, tüm alt kinematik çift içeren uzaysal mekanizmalarda kullanışlı olmasıdır. Ayrıca bu metodda tasarımcı üstel dönme matrisleri cebirinin avantajlarından faydalanabilir. Bu tezde sunulmuş olan sentez yönteminin kullanışlı olduğunu göstermek için RSHR, RCCR ve RSSR-SC mekanizmalarının döngü kapanım denklemleri elde edilmiş, bu denklemleri kullanarak 6 sayısal örnek çözülmüştür. Döngü kapanım denklemleri esas alınarak, bu mekanizmaların ivkinematik sentezinde tanımlanabilecek noktaların ve konumların sayısı hakkında faydalı bilgiler tablolar biçiminde sunulmuştur. Sayısal örneklerde mekanizmalar, tezde elde edilmiş olan döngü kapanım denklemleri esas alınarak, çözülmüştür. Bazı örneklerde yan analitik çözümler elde edilse de, örneklerin çoğunda döngü kapanım denklemleri Mathcadle yazılmış olan programlarla çözülmüştür. Her sayısal örneğin sonunda girdi-çıktı açılarının diyagramı çizilmiş ve dallanmanın engellenmiş olduğu gösterilmiştir. Yazılmış olan bilgisayar programlan hakkında detaylı bilgi verilmiş, denklemleri çözerken ortaya çıkabilecek sorunlar tartışılmış, çözümler üretilmiştir. Yukarıda belirlenmiş olan mevzulara ilaveten, RCCR mekanizmasının üzerinde bir hareket kabiliyeti analizi yapılmıştır ve uzuv uzunluklarına bağlı olan eşitsizlikler elde edilmiştir. RCCR mekanizmasının salınım açısının diyagramı da çizilmiştir. Anahtar kelimeler : Kinematik Sentezi, Uzaysal Mekanizma, Üstel Deveran Matrisleri, Döngü Kapanma Denklemleri.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT KINEMATIC SYNTHESIS OF SPATIAL MECHANISMS USING ALGEBRA OF EXPONENTIAL ROTATION MATRICES FARIBORZ SOLTANI M.S., Department of Mechanical Engineering Supervisor : Prof. Dr. Eres Söylemez Cosupervisor : Prof. Dr. M. Kemal Özgören January 2005 The major part of this thesis has been devoted to path and motion generation synthesis of spatial mechanisms. For the first time kinematic synthesis methods have been presented based on the algebra of exponential rotation matrices. Besides modeling spatial pairs such as spheric, cylindric and Hook's joints by combinations of revolute and prismatic joints and applying Denavit-Hartenberg's convention, general loop closure equations have been presented for path and motion generation synthesis of any spatial mechanism with lower kinematic pairs. In comparison to the exsisting synthesis methods the main advantage of the methods presented in this thesis is that, general loop closure equations have been presented for any kind of spatial linkage consisting of lower kinematic pairs. Besides these methods enable the designer to benefit the advantages of the algebra of exponential rotation matrices. VIIn order to verify the applicability of the synthesis methods presented in the thesis, the general loop closure equations of RSHR, RCCR and RSSR-SC mechanisms have been determined and then using these equations six numerical examples have been solved. Some tables have been presented based on the determined loop closure equations which reveal useful information about the number of precision points or positions that can be considered for the kinematic synthesis of the above mentioned mechanisms and the number of free parameters. In numerical examples, the mechanisms have been synthesized based on the general loop closure equations and the synthesis algorithms presented in the thesis. Although in some cases semi-analytical solutions have been obtained, in most of the cases, the loop closure equations were solved by computer programs written by Mathcad. The input angle-output angle diagrams drawn at the end of each numerical example illustrate the motion continuity of the mecahnisms and that branching has been avoided. Detailed information has been given about the computer programs and the difficulties which may arise while synthesizing spatial mechanisms. In addition to the above mentioned points, a mobility analysis has been done for the RCCR mechanism and some inequalities have been obtained in terms of the link lengths. The swing angle diagram of the RCCR linkage has been drawn too. Key words : Kinematic Synthesis, Spatial Mechanism, Algebra of Exponential Rotation Matrices, Loop Closure Equations. vu

Benzer Tezler

  1. Tez No

    13199

    Crank-rotatibility synthesis and automatic generation of the input-output equations of mechanisms

    Başlık çevirisi yok

    ALİ KUNTER KANBEROĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1991

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. REŞİT SOYLU

  2. Tez No

    233490

    Analysis and synthesis of parallel manipulators

    Parallel manipülatörlerin analizi ve sentezi

    FATİH CEMAL CAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RASİM ALİZADE

  3. Tez No

    21855

    Bir endüstriyel robotun modelleme, simülasyon ve kontrolü

    Modeling simulation control of an industrial robot

    OSMAN CANBERİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. AHMET KUZUCU

  4. Tez No

    389477

    Optimal exoskeleton design and e ffective human-in-the-loop control frameworks for rehabilitation robotics

    Rehabilitasyon robotları için optimal dış-iskelet ve etkin insan etkileşimli kontrol çatıları tasarımı

    AHMETCAN ERDOĞAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Fizyoterapi ve RehabilitasyonSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU

  5. Tez No

    382962

    Novel design methodologies for transformable doubly-ruled surface structures

    Biçim değiştirebilen çift-eğrilikli çizel yüzey strüktürler için yeni tasarım metodolojileri

    FERAY MADEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Mimarlıkİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KORAY KORKMAZ

Geri Dön