Sekiz uzuvlu bir yürüme mekanizmasının farklı arazi şartlarına uyarlanması
Adaptation for different terrain conditions of an eight member walking mechanism
Yazar: ALİ FEYZULLAH
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ KORAY KAVLAK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, sekiz uzuvlu bir mekanizmanın yürüme mekanizması şartlarını sağlaması için gereken özellikler belirlenmiş, bu nitelikleri sağlayan bir mekanizmanın nasıl tasarlanabileceği üzerine denemelerde bulunulmuştur. Literatürdeki yürüme mekanizmalarının temel prensiplerinden, birbirlerine göre üstünlükleri ve farklarından da bahsedilmiştir.
Mekanizmanın düzgün satıhta ilerleme durumu için ideal biyel eğrisi ve bu eğriyi sağlayan optimal uzuv mesafeleri elde edilmiştir. Mekanizmanın kinematik analizi yapılmış, konum, hız ve ivmeyi veren genel denklemler bulunmuştur.
Literatürde, her türlü araç çeşidi ve arazi koşulunu tanımlayan, temel parametrelerini belirleyen bir çalışma bulunmaması nedeniyle satıh, engel ve aracın etkileşim halinde bulunduğu ortam çeşidi kıstasına göre arazi sınıflandırması yapılmış, mevcut çalışmada konu kapsamına çıkmamak için yalnızca satıh temaslı araçlar bölümüne yer verilmiştir.
Optimize edilen yürüme mekanizmasında uzuv mesafe değişimlerinin biyel eğrisine olan etkisi de incelenmiştir. Denklem çözümleri için Mathematica 10.4, vektörel analiz için Cinderella 2 yazılımı kullanılmıştır. Kinematik analiz sonucunda konum, hız ve ivme denklemlerinin çok terimli ve karmaşık fonksiyonlar olduğu görülmüştür. Bu nedenle, mekanizma uzuv mesafe değişimi ile biyel eğrisi arasındaki bağıntılar, eğri uydurma ve lineerleştirme yöntemi ile cebirsel fonksiyonlarla ifade edilmeye çalışılmıştır.
Arazi sınıflandırmasının yapılması ve uzuv mesafeleri ile biyel eğrisi parametreleri arasındaki eşitliklerin elde edilmesinden sonra, muhtemel engel tiplerine göre gereken mekanizma değişikliğinin ne şekilde olması gerektiği incelenmiştir. Bulunan neticeler Algadoo 2.1.0 fiziksel simülasyon yazılımında denenmiş, meydana gelen titreşim ve hareket düzensizlikleri belirlenerek çözüm yolları aranmıştır.
Son olarak yürüme mekanizmasının uygulandığı robotun konsept tasarımı ve 3B çizimi SolidWorks 2017 ile yapılmıştır. Robota ait temel mekanik ve elektronik bileşenler seçilmiş ayrıca yine SolidWorks 2017 ile statik ve modal analizi yapılmıştır.

Abstract:
In this study, the required properties of an eight-bar walking mechanism to provide the walking mechanism requirements were determined and some experiments were made on how to design a mechanism that provides these qualities. The basic principles of the walking mechanisms in the literature, the advantages and differences compared to each other were also mentioned.
The ideal coupler curve to move the mechanism on the smooth surfaces and the optimal link distances for this curve were obtained. The kinematic analysis of the mechanism was made and equations that provides to determine position, velocity and acceleration were found.
Since there is no study defining the basic parameters of all kinds of vehicles and terrain conditions in the literature, land classification was made according to the types of surfaces, obstacles and environment that vehicle interact with. Not to depart the subject, just the surface contact vehicles were mentioned in the current study.
The effect of link distance changes to the coupler curve in the optimized walking mechanism was also investigated. Mathematica 10.4 was used for equation solutions and Cinderella 2 software was used for vector analysis. The result of the kinematic analysis showed that the position, velocity and acceleration equations were expressed by multinomial and complex functions. For this reason, the relations between the link distance change and the coupler curve of the mechanism was tried to be expressed by the algebraic functions by using the curve fitting and the linearization method.
After making the land classification and obtaining the equations between the link distances and the coupler curve parameters, it is examined how the necessary mechanism changes should be made according to the common types of obstacles. The obtained results were tested by Algadoo 2.1.0 simulation software, the occurred vibration and movement irregularities were determined and solutions were sought.
Finally, the concept design and 3D drawing of the robot to be applied walking mechanism were made by SolidWorks software. Basic mechanical and electronic components of the robot were selected and static and modal analysis were performed.