Control of a stewart mechanism using direct kinematic solution

Abstract

ÖZET Bu tez çalışmasının konusu pilotların eğitiminde uçuş similatörü olarak kullanılan ve literatürde Stewart mekaniz ması olarak anılan, serbestlik derecesi altı olan tam paralel robot maniplatörünün matematiksel modelinin kurulmasıdır. Model dbrt bloktan oluşmaktadır. Bunlar, ters kinematik bloğu, sistem bloSu, denetim bloSu ve ileri kinematik bloğudur» Mekanizmayı daha önceden belirlenmiş bir yörüngede harekete geçirmek için gerekli hac&k uzunlukları bilgisi ters kinematik bloğunda hesaplanır. Bu deşerler sistem için referans girişlerini oluşturur. Platformun son konumu ve yönü sistemin dinamik modelinin referansa verdisi yanıtın ileri konum kinematiğine verilmesiyle hesaplanır. Hesaplanan bu delerlerin, yalnız, bacak uz unluk lar andaki hataların platformun konumu ve yönü üzerindeki etkisini belirlemesinden dolayı desi 1, aynı zamanda platformun bir bacak uzunlusu kümesi için alacağı deSişik konumların sayısını da tam olarak verdisi için mekanizmanın geometrisi ve kinematiği için çok önemlidir. Bundan başka, bu deşerler özellikle konum ve yön dosrudan algılanamadıSı durumlarda kontrol. için gerekli alan geribesleme işatetini sağlar.

IV ABSTRACT The object of this thesis is to set up a matematical model of the fully parallel six degrees of freedom robot manipulator, Stewart mechanism, which is widely used in the training of the pilots as an -aircraft simulator. The model consists of four blocks. These &re inverse kinematics, system, controller, and direct kinematics algo rithms. The necessary leg lengths to actuate the mechanism, for a pre-selected trajectory, are computed in the inverse kinematics block. These values constitude the reference input to the dynamical model. The final position and the orien tation of the platform a.r& determined by the direct position kinematics when the response of the dynamical model to the reference is given to this block. This yields very important information on the geometry and kinematics of the mechanism since it will not only quantify the effects of errors in leg lengths on the position and the orientation but also give the exact number of configurations of the top platform. Furthermore, it will provide a cartesian controller with necessary the feedback information to be used especially when the actual position and orientation cannot be directly sensed.