Design and development of a robot arm with an integrated support mechanism
Entegre destek mekanizmasına sahip bir robot kolu tasarımı ve geliştirilmesi
- Tez No: 885670
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KOYUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechatronics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Endüstriyel Robot Kolu, Direkt Kinematik, Ters Kinematik, Robot Kol Tasarımı, Tork Gereksinimi, Enerji Tüketimi, Destek Mekanizması Tahrik, Tork Verimli, Enerji Verimli, Industrial Robot Arm, Direct Kinematics, Inverse Kinematics, Robot Arm Design, Torque Requirement, Energy Consumption, Support Mechanism Drive, Torque Efficient, Energy Efficient
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Robot kollar günümüz dünyasında sıklıkla kullanılmaktadır. Hassasiyetleri, güvenilirlikleri ve maliyet etkinlikleri robot kollarını çok kullanışlı kılmaktadır. Günümüzde sanayide kullanılan birçok robot kolunun çeşidini görüyoruz. Endüstrinin robot kolları mühendisliği konusundaki muazzam deneyimine rağmen, onları tasarlamak ve daha hassas hale getirmek hala kritik öneme sahiptir. Ayrıca araştırmacılar endüstriyel robot kollarını daha verimli hale getirmenin daha fazla yolunu aramaktadırlar. Bu çalışma, endüstriyel bir robot kolunun tasarımı ve geliştirilmesine odaklanmaktadır. Ayrıca bu çalışma, robot kolunun destek mekanizmalı olarak geliştirilmesine ve destek mekanizmasının etkilerinin gösterilmesine odaklanmaktadır. Robot kolumuz öncelikle nesne alma ve yerleştirme uygulamaları için tasarlanmıştır. Ancak robot kol, farklı uç efektörlerin seçilmesiyle çeşitli görevleri de gerçekleştirilebilir. Başlangıçta, robot kolunun manevra ihtiyacını karşılayacak bir konsept tasarım yapıldı. Konsept tasarıma göre kinematik diyagram elde edildi. Daha sonra Denavit-Hartenberg teknikleri kullanılarak direkt ve ters kinematik denklemler bulundu ve doğrulandı. Destek mekanizması olmayan robot kol ile destek mekanizmalı robot kolunun statik denklemleri elde edilerek farklı pozlar için ihtiyaç duyulan tork değerleri bulunmuştur. Robotik bir kolda bir destek mekanizması tahrikinin kullanılmasının tork gereksinimlerini azaltacağı bizim teorimizdi. Bu nedenle iki tasarım arasındaki farklı pozlar altındaki tork gereksinimleri karşılaştırıldı. Ayrıca bu tork gereksinimleri kullanılarak iki tasarımın enerji tüketimleri karşılaştırılmış ve destek mekanizmasının etkisi gösterilmiştir. Bir robot kolunda destek mekanizması tahrikinin kullanılmasının, çoğu poz ve yörünge altında tork gereksinimlerini ve enerji tüketimini azaltacağı teorik olarak gösterilmiştir. Parçalar üretildikten sonra montaj yapıldı ve direkt kinematik, ters kinematik denklemler uygulandı. 4 eksenli robot kolumuzun performansı bazı hedef noktalar verilerek test edildi. Robot kolumuzun hedef konumlara küçük hata değerleriyle ulaşabildiği deneysel olarak gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Robot arms are frequently used in today's world. Their precision, reliability and cost effectiveness make robot arms very useful. Nowadays, we see many types of robot arms used in industry. Despite industry's immense experience of engineering robot arms, designing and making them more precise is still critical. Also, researchers are looking for more ways to make industrial robot arms more efficient. This study focuses on design and development of an industrial robot arm. Also, this study, focuses on building the robot arm with a support mechanism and showing the effects of support mechanism. Our robot arm is primarily designed for pick and place applications. However, with selecting different end-effectors, variety of tasks can be achieved. Initially, a concept design was made to meet the maneuvering needs of robot arm. According to concept design, kinematic diagram was achieved. Then using Denavit-Hartenberg techniques, direct and inverse kinematic equations were found and validated. By obtaining static equations of a robot arm without support mechanism and the robot arm with support mechanism, torque values needed for different poses were found. It was our theory that using a support mechanism drive in a robotic arm would reduce the torque requirements. Therefore, torque requirements under different poses between two designs were compared. Additionally, using these torque requirements, energy consumption of two design were compared and effect of support mechanism is demonstrated. It is theoretically shown that, using support mechanism drive in a robot arm will decrease torque requirements and energy consumption, under most of the poses and trajectories. After the parts were manufactured, assembly was made, and direct kinematic, inverse kinematic equations were applied. Performance of our 4-axis robot arm was tested with giving some target points. It was experimentally shown that, our robot arm can reach target positions with small error values.
Benzer Tezler
- Ters robot kol mekanizma tasarımı, kontrolü ve simülasyonu
Inverse robot arm mechanism design, control and simulation
BÜŞRANUR NALBANT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRCAN SAMTAŞ
- Brain computer interface design and implementation using machine learning with user feedback
Kullanıcı geribeslemeli makine öğrenmesi ile beyin bilgisayar arayüzü tasarımı ve uygulaması
EMRE ARI
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL TAÇGIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER ŞİŞMAN
- Design as making: Integration of design development and fabrication through human-computer interaction
Yaparak tasarlama: insan bilgisayar etkileşimi ile tasarım ve imalat süreçlerini bütünleştirme
SERDAR AŞUT
- Kablosuz kontrol edilebilen mobil keşif ve müdahale robotu
Mobile discovery and response robot with wireless control
EMRAH KUZU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAfyon Kocatepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BEKİR ÇENGELCİ
- Modeling brick surfaces in historic buildings with design computation methods
Tarihi yapılarda tuğla yüzeylerin hesaplamalı tasarım yöntemleriyle modellenmesi
SEVGİ ALTUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU