Elastik uzuvlu robotların dinamik davranışlarının simülasyonu
Simulation of dynamic behaviors of flexible armed robots
Yazar: SUAT ARAPOĞLU
Danışman: PROF. DR. FARİS KAYA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Benzetim = Simulation ; Canlandırma = Animation ; Dinamik davranış = Dynamic behavior ; Matlab = Matlab ; Modelleme = Modelling ; Robotik = Robotics

Özet:
Bu çalışmada, elastik uzuvlu robotların dinamik denklemlerinin bilgisayar yardımıyla elde edilebilmesi, elde edilen dinamik denklemlerin yine bilgisayar yardımıyla çözümlenerek analizlerinin yapılabilmesi amaçlandı. Dinamik denklemlerin verilen şartlarla çözümlenmesi, arzu edildiği taktirde şartların değiştirilmesi ile denklemlerin tekrar tekrar çözümlenebilmesi göz önüne alındı.Böylece, verilen şartlar altında robotun göstereceği dinamik davranışlar değerlendirilerek, tasarımda veya çalışma koşullarında gerekli değişikliklerin kolaylıkla yapılabilmesi hedeflendi.Yeni bir modelleme tekniği önerilerek, araştırmacıların yapmış olduğu bir takım basitleştirmeler işlemlere dahil edildi.Bu modelleme esas alınarak yeni bir formülasyon geliştirildi. Bilgisayar ortamında işlenmesi kolay olduğundan formülasyon matris formunda yapıldı.Ayrıca eksen takımları, sistematikliği ve kullanım yaygınlığı göz önüne alınarak Denavit ? Hartenberg Prensiplerine göre yerleştirildi. Bu formülasyonu kullanılarak MATLAB Teknik Programlama Dilinde bir yazılım geliştirildi. Yazılım sayesinde n adet elastik uzva sahip döner mafsallı ve düzlemsel bir robotun dinamik denklemleri otomatik olarak parametrik formda elde edildi.Böylece dinamik denklemlerin çözümlenebilmesi için sadece parametrik ifadelerin sayısallaştırılması yeterli oldu. Bu sayede denklemlerin her işlem için tekrar tekrar hesaplanmasının önüne geçildi. Sadece sayısal değerlerin değiştirilmesi ile çok farklı kombinasyonlar için dinamik denklemlerin çözümlemesi yapıldı.Yazılımın, elastik uzuv sayıları bir ile üç arası olan robotlar için çalıştırılmasıyla elde edilen sonuçlar mukayese edildi. Böylece, uzuv sayısı, uzuv kütle değerleri, uzuv malzemesi ve çalışma şartları arasındaki ilişkiler hakkında bilgi toplandı ve bir takım sonuçlar çıkarıldı.Anahtar Kelimeler; Robot, Elastik, Dinamik, Modelleme, Simülasyon, Animasyon, MATLAB

Abstract:
In this study, our aim is to get the dynamic equations of flexible armed robots and analyzing them by computer aid. It was considered to be solved the equations again and again along with the changes of conditions, if desired and the dynamic equations with the given conditions.Hence, having been evaulating the dynamic behaviour shown by the robot under the given conditions it was aimed to be able to ensure the required changes in designing or working conditions.A new modeling technique proposed, so that some simplified assumptions are added to the calculations made by some researchers. A new formulation is developed based on this modeling. Due to easy calculation in the computer the formulation was made in matrix form. Also, because of systematic and widespread, coordinate systems were attached according to D-H Principles.A software based on MATLAB was developed according to this formulation. The dynamic equations of planar robots with n flexible arms and revolute joints were obtained automatically by computer in parametric form. Hence, in order to be solved the dynamic equations, it was sufficient to convert the parametric terms to numeric terms.So, it was prevented the recalculation of equations for each process. The solution of equations was done for the very different combinations with the changes of numeric values only. The results obtained by working software for robots with one to three elastic organs were compared. So, some information was collected and some conclusion were obtained relationship between number of organ, organ mass value, organ material and working conditions.Key Words; Robot, Flexible, Dynamics, Modeling, Simulation, Animation, MATLAB