Design of hybrid cable-constrained parallel mechanisms for walking machines
Yürüme makinaları için hibrit kablo kısıtlı paralel mekanizma tasarımı
- Tez No: 503859
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN KİPER, DOÇ. DR. GIUSEPPE CARBONE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu tezin amacı yürüme makineleri için özgün hibrid yapılı kablo kısıtlı paralel mekanizmalar geliştirmektir. Literatür taramasına göre, hibrit yapılandırılmış paralel mekanizmaların diğer yapılara kıyasla mekanik tasarımın, kontrol sistemi ve çalışma uzayı sınırlamalarının üstesinden gelebileceği görülmüştür. Bu tez çalışmasında önerilen, rijit uzuvlar ve pasif kablolardan oluşan iki özgün hibrit yapıdaki bacak mekanizmalarının kinematik yapıları (UPU-2Pa)-(UPU-2Pa) ve (UU-2Pa)-P şeklindedir. İki bacak tasarımında da sabit taban (kalça), orta platform (diz) ve haraketli platform (ayak) bulunmaktadır. Kablolardan oluşturulmuş pasif paralelogramlar ile hareketli platformların yatay eksenler etrafındaki dönme serbestliği kısıtlanmıştır. Dik eksen etrafındaki dönme serbestliği ise rijit uzuvlar ve mafsallar tarafından kısıtlanlaşmıştır. Böylece, önerilen tasarımlar sadece öteleme hareketine sahip olur. Bağlantılı kablolarla tasarımı yapılmış mekanizmanın detaylı analizi yapılmıştır. SolidWorks® programı kullanılarak CAD modeli oluşturulmuş ve insan benzeri yürüyüş yörüngesinin dinamik simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Hesaplanan eyleyici tork ve kuvvet değerlerinin uygun bulunmasıyla önerilen çözümü kontrol etmek için ilk prototip üretilmiştir. İlk prototipte karşılaşılan problemler düşünüldüğünde, (UU-2Pa)-P mekanizması ikinci prototip olarak üretilmiştir. Bu prototip, gerçek zamanlı PCI denetleyici kullanılarak çalıştırılmış ve deney sonuçları sunulmuştur. Bu tezde sunulan mekanizmalar, literatürdeki birkaç kablo kısıtlı paralel manipülatör tasarımından biridir. Böyle bir manipülatör tasarımı ilk kez bir yürüyüş makinesi için kullanılmıştır. Prototip ve test sonuçları oldukça tatmin edicidir, bu yüzden gelecekte bu konuda daha detaylı araştırmalar yapılabilir.
Özet (Çeviri)
The objective of this thesis study is to propose novel cable-constrained parallel mechanisms for walking machines. According to the literature, hybrid structured parallel mechanisms can overcome mechanical design, control system and workspace limitations compared to other structures. This thesis study introduces two novel hybrid structured leg mechanisms comprising rigid links and passive cables. Kinematic structure of the proposed mechanisms are (UPU-2Pa)-(UPU-2Pa)and (UU-2Pa)-P. Both designs have a hip, a knee and a foot platform. Two rotational constraints about horizontal axes are added to the moving platforms by using parallelograms with passive cables. The rotational constraint about the vertical axis is provided by rigid links and joints. Thus, the proposed designs have pure translational motion. The detailed analysis of the mechanism design with anchored cables is conducted. A CAD model is constructed and a dynamic simulation for human-like gait trajectory is performed in SolidWorks® environment. Once the computed actuator torques and forces are found suitable, a first prototype is built to check the proposed solution. Consitering the problems encountered in this first prototype, a second prototype of the (UU-2Pa)-P mechanism is built. The prototype is operated using a real-time PCI controller and experimental results are presented. The mechanisms presented in this thesis is one of the few cable-constrained parallel manipulator designs in the literature. Such a manipulator design is used for a walking machine for the first time. The prototype and test results are quite satisfactory, so hopefully more detailed research can be conducted on this topic in the future.
Benzer Tezler
- Deprem etkisindeki yapılarda aktif ve pasif kontrol sistemlerinin uygulanması
Başlık çevirisi yok
BARIŞ SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ
- Design and structural finite element analysis of an artificial neural network based optimized alpha type stirling engine
Yapay sinir ağı bazlı optimize edilmiş bir stırlıng motorunun tasarımı ve yapısal sonlu elemanlar analizi
CENGİZ YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA BAYATA
- Novel mechanism and controller design for hybrid force-position control of humanoid robots
İnsansı robotlarda birleşik kuvvet-konum kontrolü için yenilikçi mekanizma ve kontrol tasarımı
CİHAT BORA YİĞİT
Doktora
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. PINAR BOYRAZ
- Eğik kablo askılı ve asma köprü tiplerinin ekonomiklik karşılaştırılması
The economic comparison of cable stayed bridges and suspension bridges
AHMED ALI ABDULQADER FARHAD
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat MühendisliğiSelçuk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KÖKEN
- Karma fiber koaksiyel yapısındaki sayısal kablo TV sistemlerinde tasarım ve ölçüm teknikleri
Design and measurement techniques of hybrid fiber coax architectured digital cable TV systems
YEŞİM POYRAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. OSMAN PALAMUTÇUOĞULLARI