Altı bacaklı yürüyen robotun tasarımı ve dinamik analizi
The design and dynamic analysis of six legged walking robot
Yazar: ERDEM ARSLAN
Danışman: PROF. DR. ŞAHİN YILDIRIM
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Dinamik analiz = Dynamic analysis

Özet:
Hareketin esnek bir şekilde gerçekleştirilmesi açısından mobil robotlar arasında bacaklı robotların önemli bir yeri vardır. Tasarlanacak olan robotun dinamik parametreleri (uzuv boyutları, kütle gibi) bu esnekliği doğrudan etkilemektedirler. Ayrıca bacaklı robotların sahadaki uygulanmalarında, işlem hızının yetersiz olması ve güç gereksiniminin yüksek olması gibi birçok problem ortaya çıkabilmektedir.Bu çalışmada tasarlanacak olan bacaklı mobil robotun, istenilen hareketi verimli ve hızlı bir şekilde gerçekleştirmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, öncelikle altı bacaklı bir robotta verimli bir hareket sağlayabilecek bir mekanizma tasarımı gerçekleştirilmiş ve dinamik hesaplamalar için gerekli olan parametrelerin belirlenmesi sağlanmıştır. Daha sonra özellikle yürüyen robotlar konusunda uygulanabilen dinamik metotlar ayrıntılı olarak tanıtılmıştır. Bu metotlar arasından, önerilecek olan kılavuzlu çalışma algoritmasına uygunluğundan dolayı Newton-Euler algoritması tercih edilmiştir. Algoritmanın ikinci aşamasına geçmeden önce hesaplanması gereken, ters kinematik, hız ve ivme dağılımı gibi aşırı işlem yükü oluşturan hesaplamalar için, dinamik simülasyon programından faydalanılmıştır. Belirlenen bu dinamik parametreler kullanılarak robotun hareketini gerçekleştirecek tahrik bileşenleri hesaplanmıştır. Elde edilen bu tahrik bileşenleri dinamik simülasyon programında modellenen robot üzerine uygulanarak, dinamik analizden önce yapılan hesaplamalarda kullanılan referans yörünge ile dinamik analizden sonra model üzerinden üretilen yörüngenin karşılaştırılması gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Legged robots have a significant place among mobile robots, in terms of performing movement flexibly. The dynamics parameters (like part dimensions, mass) of the designing robot affect this flexibility directly. Besides in the field applications of legged robots, too many problems could be come up like inadequate speed of processing and high power requirement.In this study it has been aimed to the designed legged robot perform a desired motion efficiently and fastly. For that purpose, at first it has been performed a mechanism design which can provide an efficent movement and the definition of required parameters for dynamic calculation has been elicited. Afterwards the methods that especially applicable on walking robots has been described in detail. Among these methods, due to guided running algorithm Newton-Euler algorithm has been chosed on account of suitability. It has been benefitted by dynamic simulation programme before the second phase of the algorithm for the calculation that places a overmuch burden on process, like inverse kinematics, velocity and acceleration distribution. Activation components for movements of robot , has been calculated by the use of indicated dynamic parameters. By applying this acquired incitation components to the dynamic model on simulation programme, it has been perfomed a comparison between the referance trajectory used on calculations that made before dynamic analysis and the trajectory that produced on the model after dynamic analysis.