Çok eklemli robot tasarımı ve kontrolü

Abstract

Günümüz dünyasında robot kavramı hayatımızın birçok alanına girmiş bulunmaktadır. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte sistemlerin otonom kontrolü, üretim sistemlerinin gelişimi ve bu sistemlerin üretim gücü günden güne gelişmekte ve değişmektedir. Bu gelişim ve değişimin en önemli faktörleri şüphesiz sistemlerde kullanılan robotlardır. Bu robotlar endüstri sanayisi başta olmak üzere manüel veya otonom kontrol gerektiren birçok sektörde kullanılmaktadır. Otonom kontrollü çalışan tip robotlar herhangi bir dış etki olmadan işlem yapabilme, görüntü alabilme özelliğine sahiptirler. Sera çiftçiliği alanında doğru zamanda ilaçlama, sulama veya toplama gibi faktörlerin dışarıdan bir müdahale olmadan otonom kontrol edilebilmesi, insan sağlığının riske girebileceği bölgelerden görüntü aktarımı gibi alanlarda kullanılmak üzere bu tez çalışmasında 6 bacaklı bir örümcek robotun 3D tasarımı ve Matlab tabanında kontrolü yapılmıştır. Tasarım aşamasında Solidworks tasarım programı, Simulink aşamasında MatlabR2017b ve kütüphanesi kullanılmıştır. Örümceklerin anatomik yapısından farklı olarak denge faktörünü maksimuma çıkarmak amacı ile bacak yapıları 60 derece aralıklı olacak şekilde tasarlanmıştır. Görüntü işleme özelliği için uzayan boyun yapısı ile birlikte kamera şasenin tam ortasına yerleştirilmiştir. Robotun kontrolü ise simulink ortamında ayrı ayrı olacak biçimde PID ve Fuzzy kontrol ile yapılmıştır. İnterpolasyon tekniği ile robotun X-Y koordinat sisteminde istenilen koordinatlara istenilen sürede gönderimi sağlanmıştır. Örümcek robotun tüm parçalarının ağırlıkları, gerçek parça ağırlık değerleri ile aynı olarak girilmiştir. Düz zeminde hareket, eğimli zeminde hareket, farklı ağırlıklar ve farklı sürtünme kat sayılarında hareket olarak kontroller her iki kontrol tipi içinde yapılarak değerler alınmıştır. Alınan değerlerden yola çıkılarak Fuzzy ile PID kontrol tipleri karşılaştırılmıştır.

In today's world, the concept of gir robot has entered many areas of our life. With the development of technology, autonomous control of systems, the development of production systems and the production power of these systems are developing and changing day by day. The most important factors of this development and change are undoubtedly the robots used in the systems. These robots are used in many industries that require manual or autonomous control, especially in the industrial area. Autonomously controlled type robots have the ability to process without any external effect and to take images. Since they are stable in structure and can work without interruption, the margin of error is minimized and quality results are achieved. In this thesis, 3D design of a 6-legged spider robot and its control in Matlab base were performed in order to be able to control the factors such as spraying, irrigation or collection at the right time in the field of greenhouse farming without external intervention. In the design phase, the Solidworks design program, the Simulink stage, and the library MatlabR2017b were used. Unlike the anatomical structure of spiders, the leg structure is designed to be 60 degrees apart to maximize the equilibrium factor. The camera is positioned in the center of the chassis with the extended neck structure for image processing. The control of the robot was made with PID and Fuzzy control in the simulink environment. The interpolation technique was used to send the robot to the desired coordinates in the X-Y coordinate system. The weights of all parts of the spider robot are entered as the same as the actual parts weight values. The values were taken in both control types by taking motion on flat ground, movement on inclined ground, different weights and different friction coefficients. Based on the values taken, Fuzzy and PID control types were compared.