Yer çekimi dengelemesi için yay destekli dört çubuk mekanizması tasarımı ve optimizasyonu
Design and optimization of a spring-assisted four-bar mechanism for gravity compensation
- Tez No: 964421
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET PARLAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, düzlemsel dört çubuklu mekanizmalar ile doğrusal bir yay entegre edilerek geliştirilen yenilikçi bir yerçekimi dengeleyicisinin tasarımı ve optimizasyonunu ele almaktadır. Yerçekimi dengeleyicileri, robotik ve mekanik sistemlerde yerçekimi kuvvetlerini dengeleyerek enerji tüketimini ve tork ihtiyacını azaltmada yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, sistem çalışması sırasında aktüatör torkunu en aza indirecek bağlantı uzunlukları, yay sertliği ve başlangıç yay uzaması gibi tasarım parametrelerinin en uygun kombinasyonunu belirlemektir. Bu amaçla, tanımlı bir dengeleme bölgesinde aktüatör torkunu minimize etmeye yönelik bir nümerik optimizasyon çerçevesi MATLAB ortamında Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (PSO) yöntemi ile uygulanmıştır. Altı farklı yerçekimi dengeleyici konfigürasyonu incelenmiş ve her biri dört çubuklu mekanizma ile yay bağlantısının özgün bir düzenlemesini temsil etmiştir. Her bir yapı için yapılan optimizasyon, mekanik bütünlüğü korurken minimum tork gereksinimi sağlayan parametre kümeleri üretmiştir. Sonuçlar, Tork Azaltma Oranları (TAO) ile değerlendirilmiştir. Tüm tasarımlar, düşük TAO değerleri ile dengeleme bölgesinde anlamlı tork azalımı sağlamıştır. Bu çalışma, dengeleme sistemlerinde mekanik tasarım ile optimizasyon arasındaki ilişkiye dair önemli bilgiler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis explores the development and optimization of a gravity compensator based on a novel design approach that integrates planar four-bar mechanisms and a linear spring. Gravity compensators are widely used in robotic and mechanical systems to offset gravitational forces, thereby reducing the energy demand and torque output. The central focus of this research is to identify the optimal set of design parameters such as link lengths, spring stiffness, and initial spring extension that result in the lowest possible actuator torque during system operation. To achieve this, a numerical optimization framework was implemented using Particle Swarm Optimization (PSO) in MATLAB, targeting a minimization of actuator torque across a defined balancing zone. Six distinct configurations of the gravity compensator were studied, each representing a unique arrangement of the four-bar mechanism and spring attachment. For each configuration, the optimization process yielded a set of parameters that ensures minimal torque requirements while preserving mechanical integrity and functional efficiency. The results are presented in terms of Torque Reduction Ratios (TRR's). Across all six designs, exceptionally low TRR values were achieved, indicating a significant reduction in torque at key positions within the balancing zone. The findings of this work provide valuable insights into the relationship between mechanical design and optimization in the context of compensation systems.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Bazı yer ve sırık fasulye çeşitlerinde optimal melezleme şartlarının tespiti üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
TÜRKAN KOÇLU
- Landsat uydusu aracılığı ile elde edilen görüntülerin sınıflandırılmaları ve bunlara ilişkin bilgisayar programlarının hazırlanması
Başlık çevirisi yok
G. FERZAN KÜÇÜKA
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİS PÜSKÜLCÜ
- Menkul kıymet yatırımları açısından sermaye piyasası kanununa göre yayınlanan finansal tablo ve raporların yeterliliği
Başlık çevirisi yok
HAMDİ AYDIN
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER