Paralel Manipülatörlerin Ters Yapısal Sentezi

Abstract

Bu çalışmada paralel manipülatörlerin yapısal sentez prosedürleri farklı bir bakış açısıyla ele alınmaya çalışılmıştır. Klasik yöntemlerde yapısal sentez ilk önce manipülatör platform yapılarının belirlenmesiyle başlamakta ve daha sonra belirtilen tasarım kısıtlamaları doğrultusunda bacak yapılarına geçilmektedir. Bu çalışmada önerilen yöntem ise klasik uygulamalara göre ters bir benzetimi takip etmektedir. Bu doğrultuda sunulan yöntem, tasarlanacak manipülatör için istenilen bacak sayıları ve çalışma uzayı kısıtları belirlendikten sonra, olası tüm platform yapılarının oluşturulabilmesini sağlamakta, kısıt denklemleri ile de oluşturulan yapıların geçerliliğini belirlemektedir. Çalışma içerisinde önerilen yöntem kullanılarak, verilen tasarım örnekleri doğrultusunda paralel manipülatörlerin yapısal grupları oluşturulmuş ve istenilen serbestlik derecesi kriterlerine göre gerekli eyleyiciler yerleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, paralel platform, seri platform ve seri-paralel platform manipülatörlerinin oluşturulabilmeleri için tablolar içerinde sunulmuştur. Yaklaşım metodolojisi nedeniyle, sunulan prosedür ters yapısal sentez olarak adlandırılmıştır.

Keywords

• Ters yapısal sentez,Paralel manipülatörler,Platform yapıları,Yapısal gruplar

Inverse Structural Synthesis of Parallel Manipulators

Abstract

This work tries to address structural synthesis procedures of parallel manipulators in a different point of view. In generic methodology while structural synthesis starts from deciding the structure of the platforms and computing the structure of the legs in terms of specified constraints, proposed procedure follows an inverse analogy. After the determination of desired number of legs and subspace constraints of the whole manipulator, possible configurations of platform structures are extracted and checked for their constructability. Throughout the study proposed procedure was introduced in detail along with the constraint equations. Utilizing introduced procedure for given examples, structural groups of parallel manipulators were created with respect to the desired constraints and actuators were attached for mobility considerations. All of the results were tabulated throughout the study in order to form various kinds of parallel manipulators as parallel platform manipulators, serial platform manipulators, and serial-parallel platform manipulators. Due to approach methodology, the procedure is named as the inverse structural synthesis.

Keywords

• Inverse structural synthesis,Parallel manipulators,Platform structures,Structural groups

References

1. Mruthyunjaya, T. S. "Kinematic structure of mechanisms revisited." Mechanism and machine theory 38, no. 4 (2003): 279-320.
2. Alizade, Rasim, and Çağdaş Bayram. "Structural synthesis of parallel manipulators." Mechanism and machine theory 39, no. 8 (2004): 857-870.
3. Alizade, Rasim, Cagdas Bayram, and Erkin Gezgin. "Structural synthesis of serial platform manipulators." Mechanism and Machine Theory 42, no. 5 (2007): 580-599.
4. Alizade, Rasim, Ozgun Selvi, and Erkin Gezgin. "Structural design of parallel manipulators with general constraint one." Mechanism and Machine Theory 45, no. 1 (2010): 1-14.
5. Alizade, Rasim, Fatih Cemal Can, and Erkin Gezgin. "Structural synthesis of Euclidean platform robot manipulators with variable general constraints." Mechanism and Machine Theory 43, no. 11 (2008): 1431-1449.
6. Gogu, Grigore. "Structural synthesis of fully-isotropic translational parallel robots via theory of linear transformations." European Journal of Mechanics-A/Solids 23, no. 6 (2004): 1021-1039.
7. Li, Shujun, Hongguang Wang, and Jian S. Dai. "Assur-Group inferred structural synthesis for planar mechanisms." Journal of Mechanisms and Robotics 7, no. 4 (2015): 041001.
8. Yan, Hong-Sen, and Yu-Ting Chiu. "On the number synthesis of kinematic chains." Mechanism and Machine Theory 89 (2015): 128-144.

9. Corves, Burkhard, Jan Brinker, Michael Lorenz, and Martin Wahle. "Design methodology for translational parallel manipulators exhibiting actuation redundancy." Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 230, no. 3 (2016): 425-436.
10. Palpacelli, Matteo, Luca Carbonari, Giacomo Palmieri, and Massimo Callegari. "Mobility analysis of non-overconstrained reconfigurable parallel manipulators with 3-CPU/3-CRU kinematics." In Advances in Reconfigurable Mechanisms and Robots II, pp. 189-200. Springer, Cham, 2016.
11. Hao, G. and Kong, X. "A structure design method for compliant parallel manipulators with actuation isolation.", Mech. Sci., 7, 247-253, https://doi.org/10.5194/ms-7-247-2016, 2016.