Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon

Mustafa Özdemir

doi:10.17341/gazimmfd.369403

Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Paralel robot,hareket planlaması,tekillik,optimizasyon

Kaynakça

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.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Mustafa Özdemir ^*
0000-0002-4981-9573

Yayımlanma Tarihi

8 Aralık 2017

Gönderilme Tarihi

1 Haziran 2016

Kabul Tarihi

30 Temmuz 2017

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2017 Cilt: 32 Sayı: 4

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.369403

IZ

https://izlik.org/JA95RP75HL

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Özdemir, M. (2017). Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(4), 1089-1096. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.369403

AMA

1.Özdemir M. Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. GUMMFD. 2017;32(4):1089-1096. doi:10.17341/gazimmfd.369403

Chicago

Özdemir, Mustafa. 2017. “Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32 (4): 1089-96. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.369403.

EndNote

Özdemir M (01 Aralık 2017) Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32 4 1089–1096.

IEEE

[1]M. Özdemir, “Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon”, GUMMFD, c. 32, sy 4, ss. 1089–1096, Ara. 2017, doi: 10.17341/gazimmfd.369403.

ISNAD

Özdemir, Mustafa. “Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32/4 (01 Aralık 2017): 1089-1096. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.369403.

JAMA

1.Özdemir M. Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. GUMMFD. 2017;32:1089–1096.

MLA

Özdemir, Mustafa. “Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 32, sy 4, Aralık 2017, ss. 1089-96, doi:10.17341/gazimmfd.369403.

Vancouver

1.Mustafa Özdemir. Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. GUMMFD. 01 Aralık 2017;32(4):1089-96. doi:10.17341/gazimmfd.369403

Cited By

İnsansı Robot Kolu Tasarımı, Benzetimi, Kinestetik Öğrenme, Empedans Kontrolü ve Öneriler

Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.900459