Hibrit yapılı sürekli robot tasarımı, adaptif kontrolü ve deneysel incelenmesi

Abstract

2000'lerin başından itibaren gelişim sürecindeki büyük ivmelenmeye rağmen halen gelişim sürecini tamamlamamış olan sürekli robotlar, tahrik metotları, çalışma prensipleri ve en önemlisi tasarımları ile çok sayıda çeşide sahiptir.Bu çalışmada, çeşitli avantajlar barındıran yenilikçi bir tasarım önerilerek, tasarım için rijit yapılı manipülatör benzetimi uygulanmış ve önerilen model için ileri ve ters kinematik denklemler türetilmiştir. Kinematik denklemlerin türetilme sürecinde robot için dört farklı uzay ve uzaya ait değişkenler tanımlanmış olup, uzaylar arası dönüşüm sayesinde, kartezyen uzay ile eyleyici uzayı ilişkilendirilmiştir. Beşinci bölümde uzaylara ait jakobiyen matrislerileri türetilmiş, türetilen jakobiyen matrisleri altıncı bölümde sürekli robot için dinamik denklem geliştirmek amacı ile kullanılmıştır. Türetilen dinamik denklemden faydalanarak sürekli robotun kontrolü için adaptif kontrol yasası uygulanarak elde edilen sonuçlara yedinci bölümde yer verilmiştir.Sekizinci bölümde, sürekli robotun tendon gerilmesi ve harici yük altında deformasyonu ele alınarak, deneyler sonucunda elde edilen veriler, basınçlı hava ile hacim kazandırılmış kirişler için geliştirilmiş teori ile karşılaştırılmıştır.

Despite the great acceleration in the development process since the early 2000s, the continuum robots, which have not yet completed their development, have many variants with their drive methods, operating principles and most importantly their designs.In this study, an innovative design with various advantages is proposed, a rigid manipulator simulation is applied for the design and forward and inverse kinematic equations are derived for the proposed model. In the process of derivation of kinematic equations, the spaces and the variables belonging to four different spaces have been defined for the robot, and through the interspace transformation, cartesian space and actuator space have been associated. In the fifth chapter, the Jacobian matrices of the spaces are derived, and the derived Jacobian matrices are used in the sixth chapter to develop dynamic equations for the continuous robot. Using the derived dynamic equation, the adaptive control law for the control of the continuum robot is applied, and the results are given in the seventh chapter. In the eighth section, the tendon tension and the deformation under external load of the continuum robot are discussed and the data obtained from the experiments are compared with the inflated beam theory.