5 Eksenli Manipülatörün Eklem Uzayında Yörünge Planlaması

Bu çalışmada eğitim amaçlı kullanılmak üzere dönel eklemlere sahip 5 Serbestlik Dereceli (SD) bir seri robot manipülatörü ger-çekleştirilmiştir. Robot 150 gr taşıma kapasiteli ve eklem hareketleri rahat, sürtünmesiz ve titreşimsiz olarak hareket edebilmesine imkân sağlayacak özelliklerde, radyo kontrollü R/C Servo motorlar kullanılmıştır. Eklem uzayında yörünge planlaması yapabilmek için robotun ters kinematik problemi çözülmüş ve yörünge planlaması üçüncü dereceden bir polinom kullanılarak gerçekleştiril-miştir. Tasarlanan 5 eksenli manipülatörün kullanıcı tarafından rahat ve basit bir şekilde kullanılması amacıyla Visual BASIC programında görsel bir arayüz hazırlanmıştır. Son olarak geliştirilen mekanizmanın öğrenciler tarafından yapılan robotlarla ilgili uygulamalarda başarıyla kullanıldığı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Manipülatör, Yörünge Planlaması, Ters Kinematik, Üçüncü Dereceden Polinomlar

Trajectory Planning of a 5-DOF Serial Robot Manipulator in Joint-Space

In this study, a five Degrees of Freedom (DOF) serial robot manipulator with revolute joints was designed and realized to be used for educational purposes. The robot has 150 gr payload and the motions of the joints were provided by using radio controlled R/C servo motors with smooth and vibration-free movement. In order to perform the trajectory planning in the joint space the inverse kinematics problem of the robot was solved and a third order polynomial was used for the trajectory planning. So as to present a simple and efficient way to the user for controlling the robot, a visual user interface was also designed by utilizing Visual Basic Programming Language. Finally, it was observed that the designed mechanism has been successfully used by the students for the projects involving robots.

Keywords:

Manipulator, Trajectory Planning, Inverse Kinematics, Third Degree Polynomial,

PDF

___

1. Kızılhan A., Toz M., Aliustaoğlu C. ve Bingül Z., “Gezgin robot tasarımı ve hareket planlaması”, TOK'07 Bildiriler Kitabı, İstanbul, 371-376, (2007).
2. Bingü, Z., Küçük S., “Robot tekniği 1”, Birsen Yayınevi, ISBN:975-511-424-6, İstanbul, 275-282, (2005).
3. Kumar V., “Motion planning and control of robots”, In handbook of industrial robotics, John Wiley and Sons, New York, (1999).
4. M.A. Duran, A. Ankaralı, "Üç serbestlik derceli PUMA tipi bir manipülatörün PID kontrolü", Teknik Bilimler MYO Teknik-Online Dergi, 9: 79-98, (2010).
5. Saritas M., Tonbul T. S., "Bes eksenlı bir robot kolunda ters kinematık hesaplamalar ve yörünge planlaması", Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2002).
6. Çırak B., "İki eklemli bir SCARA robot manipülatörünün hesaplanmış tork yöntemi ile yörünge kontrölü." , Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7(1): 77-91, (2014).
7. Kuçuk S., Bingul Z., "An off-line robot simulation tool-box", Comput Appl Eng Edu., 18(1): 41 – 52, (2010).
8. Toz M., Kuçuk S., "Dynamics simulation toolbox for in-dustrial robot manipulators", Comput Appl Eng Edu., 18: 319-330, (2010).
9. Toz M., Kuçuk S., "Parallel manipulator software tool for design, analysis, and simulation of 195 Gsp mechanisms", Comput Appl Eng Edu., 23(6): 805–966, (2015).
10. Inner B., Kuçuk S., (April 18, 2013), “A novel kinematic design, analysis and simulation tool for general stewart platforms”, The Society for Modeling and Simulation In-ternational, 89(7): 876–897, (2013).
11. Cardeira C., Da Costa J. S., "A low cost mobile robot for engineering education", 32st Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society, 2162‐2167, USA, (2005).
12. Tanzawa T., Futaki K., Tani C., Hasegawa T., Yamamoto M., Miyazak, T. and Maki K., “Introduction of a robot pa-tient into dental education”, European Journal of Dental Education, 16: e195–e199, (2012).
13. Uzuner S., “Eksen kaçıklığı olan endüstriyel robotların ters kinematik çözümüne yeni bir yaklaşım”, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2012).