6 serbestlik dereceli asimetrik paralel robotların çalışma uzayı eniyilemesi ve benzetim yazılımının gerçekleştirilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında Gao ve diğ. [1]?nin elde ettiği 6 serbestlik derecesine sahip 3850 GSP mekanizması arasından 195 tanesi önerilen iki koşul göz önünde bulundurularak seçilmiştir. Bu mekanizmalar dört farklı sınıf adı altında tablolar halinde sunulmuştur. Seçilen mekanizmalar için ters kinematik denklemleri ve Jacobian matrislerinin bulunmasını sağlayan genel denklemler elde edilmiştir. Önerilen 195 GSP mekanizması arasından seçilen iki asimetrik paralel robot mekanizmasının geometrik eniyilemesi PSO algoritması kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Her iki mekanizma da dexterous çalışma uzayları esas alınarak benzer şekilde geometrik eniyilemesi yapılan Stewart Platform mekanizması ile karşılaştırılmışlardır. Elde edilen sonuçlara göre her iki mekanizmanın da Stewart Platform mekanizmasından daha iyi performans gösterdiği gözlemlenmiştir.Seçilen tüm GSP mekanizmalarının tasarımının ve analizinin yapılabilmesi amacıyla Matlab programı kullanılarak GSP-DAP isimli bir benzetim yazılımı geliştirilmiştir. Bu yazılım kullanılarak herhangi bir GSP için boyutsal tasarım, mekanizmanın kısıt yapısına bağlı olmak üzere, 3, 4, 5 ve 6 bacaklı olarak gerçekleştirilebilmektedir. GSP-DAP yazılımı ile seçilen mekanizma için sembolik ve sayısal Jacobian matrisleri elde edilebilmektedir. Sembolik Jacobian matrisinin elde edilmesi GSP-DAP yazılımının benzer çalışmalara olan önemli bir üstünlüğüdür. GSP-DAP yazılımı kullanılarak GSP mekanizmaları için çalışma uzayı analizi, dexterity analizi, tekil nokta analizi, yörünge tasarımı ve hareket animasyonu yapılabilmektedir

In this thesis work, 195 6-DOF GSP mechanisms have been selected according to two proposed criteria from GSP mechanisms that their maximum number of types is proved as 3850 by Gao et al. [1]. These mechanisms presented in the tables under the name of four different classes. General equations that provide the construction of the equations for the inverse kinematics and Jacobian matrix of all the types of the mechanisms were obtained.Geometrical optimization of the two asymmetrical parallel robot mechanisms selected from the proposed 195 GSP mechanisms have been performed by using PSO. Both of the mechanisms were compared with the Stewart Platform mechanism that optimized in same manner according to their dexterous workspaces. The obtained results shown that both of the mechanisms have superior performances than the Stewart Platform mechanism.A simulation tool named as GSP-DAP was developed using Matlab in order to provide design and analysis of all the selected GSP mechanisms. Geometrical design of any GSP mechanism can be performed by using this tool for 3, 4, 5 and 6 number of legs according to the constraint structure of the mechanism. Symbolic and numerical Jacobian matrixes of the selected mechanism can be obtained by utilizing GSP-DAP. Creating the symbolic Jaobian matrix is a significant superiorty of GSP-DAP to similar studies. GSP-DAP can be used to make workspace, dexterity and singularity analyses, trajectory planning and movement animation of GSP mechanisms.