3D3A kısıtına sahip paralel robotların tasarımları ve kinematik eniyilemesi
Designs and kinematic optimization of parallel robots with 3D3A constraints
- Tez No: 896850
- Danışmanlar: PROF. DR. SERDAR KÜÇÜK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Bilim ve Teknoloji, Mekatronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Science and Technology, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 204
Özet
Bu çalışma 3D3A sınıfındaki 20 adet altı serbestlik dereceli Genelleştirilmiş Stewart-Gough Platform mekanizmalara ait bir çalışmayı ve yeni tasarım çözümlerini sunmaktadır. Tasarımlarda, SPS, SPC, CPS, CPC ve CCC tipi bacak yapıları kullanıldı. Çalışmada 3D3A grubundaki mekanizmalar tasarım özelliklerine göre iki gruba ayrıldı. Birinci grup mekanizmalarda sabit ve hareketli platformlar eşit kenar sayısına sahip düzgün çokgenler üzerine yerleştirildi. İkinci grup mekanizmalarda sabit ve hareketli platformlar farklı kenar sayısına sahip düzgün çokgenler üzerine yerleştirildi. Her iki grupta da 10 mekanizma bulunmaktadır. Platformlar kullanılan bacak yapılarına göre şekillendirilmiştir; bu şekiller düzgün üçgen, düzgün dörtgen, düzgün beşgen ve düzgün altıgen olabilir. Tasarımın ilk aşamasında platformlar, 50 cm yarıçaplı bir daire içine yerleştirilen düzgün çokgenlerin kenar ve köşelerine yerleştirilen eklemlerden oluşturuldu. Dairelerin orijinleri O(0,0) noktası olarak seçildi. Platform çiziminin başlangıç noktası, dairenin x ekseniyle kesiştiği noktadır. Çalışmada daire içine çizilen düzgün çokgenin oluşturulmasını sağlayan dönme matrisi ve formüller sunuldu. İlk grupta 10, ikinci grupta ise 20 tasarım gerçekleştirildi. Bütün tasarımların analizi için hareketli ve sabit platformların yarıçaplarının birbirlerine oranları ve sabit platformun yerleştirildiği düzgün çokgen kenarlarındaki doğruların kenarlarının bir ucunun belirli açılarla döndürülme parametreleri kullanıldı. En son 10 tasarımda ek bir parametre olarak sabit platformdaki bazı eklemlerin platform orijinine olan mesafesi kullanıldı. Analizlerde elde edilen sonuçlar karşılaştırıldı ve en yüksek erişilebilir çalışma uzayı hacmini veren parametre değerleri belirlendi. Elde edilen çalışma uzayları görsel olarak sunuldu. Belirlenen her mekanizma için GCI değerleri hesaplandı ve değerleri sunuldu. Ayrıca sonuç kısmında bütün mekanizmaların çalışma uzayı hacimleri ve GCI değerleri sıralanarak grafik halinde sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
This study presents the analysis and new design solutions for 20 six-degree-of-freedom Generalized Stewart-Gough Platform mechanisms belonging to the 3D3A class. The designs utilized leg structures of types SPS, SPC, CPS, CPC, and CCC. In this study, the mechanisms in the 3D3A group were divided into two groups based on their design characteristics. In the first group, the fixed and movable platforms were placed on regular polygons with equal numbers of sides. In the second group, the fixed and movable platforms were placed on regular polygons with different numbers of sides. Each group comprises 10 mechanisms. The platforms were shaped according to the leg structures used, which could be regular triangles, squares, pentagons, or hexagons. In the initial design stage, the platforms were formed by joints placed at the edges and vertices of regular polygons inscribed in a circle with a radius of 50 cm. The origins of the circles were chosen as point O(0,0). The starting point for the platform design was the intersection of the circle with the x-axis. The study presented the rotation matrix and formulas used to generate the regular polygons inscribed in the circle. Ten designs were implemented in the first group, while twenty designs were carried out in the second group. For the analysis of all designs, the ratios of the radii of the movable and fixed platforms, as well as the rotation parameters of the edges of the regular polygons where the fixed platform was placed, were used. In the last ten designs, an additional parameter was the distance of certain joints on the fixed platform from the platform origin. The results obtained from the analyses were compared, and the parameter values providing the highest accessible workspace volume were determined. The obtained workspaces were visually presented. The GCI values were calculated and presented for each determined mechanism. Additionally, in the results section, the workspace volumes and GCI values of all mechanisms were listed and presented in graphical form.