Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon

Paralel robotlar seri robotlara kıyasla pek çok avantaja sahiptir. Bu nedenle, üretimden cerrahiye oldukça geniş bir alanda kullanılmaktadırlar. Ancak sahip oldukları Tip 2 tekillikler nedeniyle çalışma uzayları küçüktür. Bu probleme bir çözüm olarak literatürde tutarlı hareket planlaması önerilmiştir. Bu sayede bir paralel robot tekil konumlardan sorunsuzca geçebilmekte ve çalışma uzayının tamamını kullanabilmektedir. Ancak, bu yöntemin en büyük dezavantajı robotun uç noktasının yörüngesi üzerinde ileri-geri hareket etmesine yol açabilmesidir. Bu, verimlilik açısından kesinlikle istenmeyecek bir durumdur. Bu makalede söz konusu problemi önlemeye yönelik bir teorem geliştirilmiş ve ispatlanmıştır. Böylece tutarlı hareket planlaması yöntemi optimize edilerek paralel robotların daha verimli ve etkin bir şekilde kullanılmalarına olanak sağlanmıştır.

___

  • 1. Dasgupta B., Mruthyunjaya T.S., The Stewart platform manipulator: a review, Mech. Mach. Theory, 35 (1), 15-40, 2000.
  • 2. Kılıçaslan S., Tracking control of elastic joint parallel robots via state-dependent Riccati equation, Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences, 23 (2), 522-538, 2015.
  • 3. Briot S., Bonev I.A., Are parallel robots more accurate than serial robots?, Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, 31 (4), 445-455, 2007.
  • 4. Zhang D., Su X., Gao Z., Qian J., Design, analysis and fabrication of a novel three degrees of freedom parallel robotic manipulator with decoupled motions, Int. J. Mech. Mater. Des., 9 (3), 199-212, 2013.
  • 5. Tseng H.-L., Fong I.-K., Implementation of a driving simulator based on a Stewart platform and computer graphics technologies, Asian J. Control, 2 (2), 88-100, 2000.
  • 6. Zhang C., Zhang L., Kinematics analysis and workspace investigation of a novel 2-DOF parallel manipulator applied in vehicle driving simulator, Rob. Comput. Integr. Manuf., 29 (4), 113-120, 2013.
  • 7. Zhang D., Gao Z., Su X., Li J., A comparison study of three degree-of-freedom parallel robotic machine tools with/without actuation redundancy, Int. J. Computer Integr. Manuf., 25 (3), 230-247, 2012.
  • 8. Lessard S., Bigras P., Bonev I.A., A new medical parallel robot and its static balancing optimization, J. Med. Devices, 1 (4), 272-278, 2007.
  • 9. Li Y., Xu Q., Design and development of a medical parallel robot for cardiopulmonary resuscitation, IEEE/ASME Trans. Mechatron., 12 (3), 265-273, 2007.
  • 10. Nakano T., Sugita N., Ueta T., Tamaki Y., Mitsuishi M., A parallel robot to assist vitreoretinal surgery, International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, 4 (6), 517-526, 2009.
  • 11. Pile J., Simaan N., Modeling, design, and evaluation of a parallel robot for cochlear implant surgery, IEEE/ASME Trans. Mechatron., 19 (6), 1746-1755, 2014.
  • 12. Gosselin C., Angeles J., Singularity analysis of closed-loop kinematic chains, IEEE Transactions on Robotics and Automation, 6 (3), 281-290, 1990.
  • 13. Choudhury P., Ghosal A., Singularity and controllability analysis of parallel manipulators and closed-loop mechanisms, Mech. Mach. Theory, 35 (10), 1455-1479, 2000.
  • 14. Bandyopadhyay S., Ghosal A., Analysis of configuration space singularities of closed-loop mechanisms and parallel manipulators, Mech. Mach. Theory, 39 (5), 519-544, 2004.
  • 15. Ider S.K., Singularity robust inverse dynamics of planar 2-RPR parallel manipulators, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 218 (7), 721-730, 2004.
  • 16. Ider S.K., Inverse dynamics of parallel manipulators in the presence of drive singularities, Mech. Mach. Theory, 40 (1), 33-44, 2005.
  • 17. Jui C.K.K., Sun Q., Path tracking of parallel manipulators in the presence of force singularity, J. Dyn. Syst. Meas. Contr., 127 (4), 550-563, 2005.
  • 18. Briot S., Arakelian V., Optimal force generation in parallel manipulators for passing through the singular positions, Int. J. Rob. Res., 27 (8), 967-983, 2008.
  • 19. Briot S., Pagis G., Bouton N., Martinet P., Degeneracy conditions of the dynamic model of parallel robots, Multibody Sys.Dyn., 37 (4), 371-412, 2016.
  • 20. Briot S., Arakelian V., On the dynamic properties of rigid-link flexible-joint parallel manipulators in the presence of type 2 singularities, Journal of Mechanisms and Robotics, 2 (2), 021004, 2010.
  • 21. Briot S., Arakelian V., On the dynamic properties of flexible parallel manipulators in the presence of type 2 singularities, Journal of Mechanisms and Robotics, 3 (3), 031009, 2011.
  • 22. Özdemir M., Singularity robust balancing of parallel manipulators following inconsistent trajectories, Robotica, 34 (9), 2027-2038, 2016.
  • 23. Özdemir M., Singularity-consistent payload locations for parallel manipulators, Mech. Mach. Theory, 97, 171-189, 2016.
  • 24. Özdemir M., Dynamic analysis of planar parallel robots considering singularities and different payloads, Rob. Comput. Integr. Manuf., 46, 114-121, 2017.
  • 25. Özdemir M., Removal of singularities in the inverse dynamics of parallel robots, Mech. Mach. Theory, 107, 71-86, 2017.
  • 26. Kılıç A., Kapucu S., Design and construction of a modular reconfigurable robot module OMNIMO, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (3), 521-530, 2016.
  • 27. Zorich V.A., Mathematical Analysis I, Translator: Cooke R., Springer, Germany, 2004.
  • 28. Brickman L., Steinberg L., On nonnegative polynomials, The American Mathematical Monthly, 69 (3), 218-221, 1962.
  • 29. López C.P., MATLAB Optimization Techniques, Apress, 2014.
  • 30. Özdemir M., Spring balancing of a five-bar parallel manipulator in the presence of singularities, 2nd International Conference on Advances in Mechanical Engineering (ICAME2016), İstanbul-Türkiye, 354-357, 10-13 Mayıs 2016.
  • 31. Pagis G., Bouton N., Briot S., Martinet, P., Enlarging parallel robot workspace through Type-2 singularity crossing, Control Eng. Pract., 39, 1-11, 2015.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Çevre dostu atıksu arıtımı yöntemleri ile mikrokirletici giderimi kinetiğinin incelenmesi: LaFeO3 perovskit tipi katalizör varlığında metilen mavisinin Fenton benzeri oksidasyonu

Burcu Palas, Gülin Ersöz, Süheyda Atalay

Klasik Türk müziğinde makam tanıma için veri madenciliği kullanımı

Didem ABİDİN, Övünç ÖZTÜRK, Tuğba ÖZACAR ÖZTÜRK

Eklem tabanlı etkili düşme tespiti

Muzaffer ASLAN, Yaman AKBULUT, Abdulkadir ŞENGÜR, Melih Cevdet İNCE

Değiştirilmiş ateşböceği optimizasyon algoritması ile kural tabanlı çoklu sınıflama yapılması

İbrahim Berkan AYDİLEK

SAE 1030 çelik dövme malzemenin tornalama işleminde kesme parametrelerinin ve takım aşınmasının akustik olarak incelenmesi

Kemal Yaman, Mustafa BAŞALTIN

Türkiye'deki deniz dibi tarama malzemelerinin faydalı kullanım öncesi çevresel etkilerinin belirlenmesi: Ticari limanlar & balıkçı barınakları

Hatice Merve Başar, Barış Güzel, Pembe Özer Erdoğan, Leyla Tolun

HPA algoritması ile çok makinalı güç sistemi kararlı kılıcısı tasarımı

Serdar EKİNCİ, Baran HEKİMOĞLU

Stokastik sınır analizi kullanarak rüzgâr türbinleri için etkinlik değerlendirmesi

Harika Akalın, Serap Ulusam Seçkiner, Yunus Eroğlu

Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon

Mustafa ÖZDEMİR

Türkiye'deki deniz dibi tarama malzemelerinin faydalı kullanım öncesi çevresel etkilerinin belirlenmesi: Ticari limanlar & balıkçı barınakları

Leyla TOLUN, Barış GÜZEL, Hatice Merve BAŞAR, Pembe ÖZER ERDOĞAN