Altı bacaklı bir robot için dinamik simülatör tasarımı
Dynamic simulator design for a robot with six legs
Yazar: İZZET YAĞMAHAN
Danışman: PROF. DR. ZÜHTÜ HAKAN AKPOLAT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Bilgisayar teknolojisi alanındaki hızlı gelişmeler, robotik alanında da önemli çalışmaların yapılmasına imkan sağlamıştır. Doğadan esinlenerek tasarlanan birçok robot çalışmasının; endüstriyel, askeri, sağlık ve eğitim gibi alanlarda kullanımı mümkün olmaktadır. Robotik çalışmalarında genellikle tekerlekli, paletli ve raylı sistemlerin tasarımı her geçen gün artmakla beraber son yıllarda yapılan çalışmalar bacaklı sistemler üzerine yoğunlaşmıştır.  Bunun temel sebebi de, bacaklı sistemlerin tekerlekli sistemlerin aksine hareketin zor gerçekleştirilebildiği arazi koşullarında bile çok kıvrak ve esnek hareket kabiliyeti sağlamasıdır. 
Bu tez çalışmasında, öncelikle bacaklı sistemlerle ilgili literatür taraması yapılmıştır. Daha sonra hareket benzetim platformu olarak tasarlanan altı bacaklı bir manipülatörün modellenmesi, kontrolü, kinematik analizi ve gerçek zamanlı sistem uygulaması ele alınmıştır. Tasarlanan sistem, dikdörtgen bir platforma bağlı eşit uzunluktaki altı bacaktan oluşmaktadır. Gerçekleştirilen bu çalışmanın, gerçek uygulamaların donanımsal olarak benzetimi ve hızlı prototipleme uygulamaları için bir ön çalışma olması amaçlanmıştır. Sistemin modellenmesi MATLAB/Simulink-SimMechanics kullanılarak yapılmıştır. Modellenen sistemin denetimi de, bulanık mantıklı kayma kipli kontrolör tasarlanarak sağlanmıştır.
Tasarlanan sistemin ileri/ters kinematiğinin çözümlenmesinde yaygın olarak kullanılan Denavit-Hartenberg Yaklaşımı?ndan yararlanılmış, ayrıca robot dinamiğinin çözümünde kullanılan Lagrange-Euler denklemine de değinilmiştir. Lagrange-Euler denklemi arka planda ileri ve/veya ters dinamik çözümlemelerde kullanılmakta olsa da Simmechanics ile sunulan olanaklar geliştiriciyi detaylı ve fazlasıyla karmaşık dinamik denklemler oluşturma külfetinden kurtarmaktadır.


Anahtar Kelimeler: SimMechanics, Altı Bacaklı Robot, Kayma Kipli Kontrol, Bulanık Mantık, Kinematik

Abstract:
The fast developments in computer technology have also opened the way for more robotic studies in the future. Many nature inspired robot prototypes can be utilized to work in industrial, military, medical and educational fields. Most robots have been planned to move in directions with the help of wheels or tracks, but recent studies have focused on creating robots with legs. The reason for this is that legged versions of these robots can operate more comfortably in multiple environments found in nature. 
For this thesis study; most research has been done in literature with robots that operate legs. The designing, controlling, kinematic analysis and real time system applications of a six-legged robot are later studied on this research. The designed system consists of a rectangular platform with 6 legs. This study is meant to be a preliminary work for future models in regards to creating fast prototypes and a simulation of hardware that are to be used in future models. The modeling of the system was executed with the help of MATLAB/Simulink-SimMechanics program. The supervision of the designed system will be through a controller designed with fuzzy logic and sliding wedges.
The Denavit-Hartenberg approach was used in the resolution of forward/backward kinematic equations, and the Lagrane-Euler equation was utilized in the robot Dynamics. Although the Lagrange-Euler equation is mostly used in the background for forward/backward or reverse kinematics, the possibilities of Simmechanics helps the designer to avoid highly sophisticated equations for the operating of the robot system.


Key Words: SimMechanics, Six Legged Robot, Sliding Mode Control, Fuzzy Logic, Kinematic