3-RRR Paralel Manipülatörlerde Ters Kinematik Tabanlı Çalışma Alanı Belirleme ve Açısal Kısıtların Çalışma Alanına Etkisi

Yıl 2025, Cilt: 6 Sayı: 2, 135 - 147, 31.12.2025

Mustafa Burak Yildiz , Sevda Telli Çetin

Öz

Bu çalışma, 3-RRR tipi düzlemsel bir paralel manipülatörün çalışma alanı kapsamını, mafsalların hareket aralıkları (strok) kısıtı altında analiz etmeyi amaçlamaktadır. Bu amaçla, öncelikle sistemin ters kinematik modeli analitik olarak türetilmiş ve bu model, sayısal bir tarama yöntemiyle birleştirilerek manipülatörün toplam çalışma alanı haritalanmıştır. Ardından, toplam çalışma alanına erişim için gerekli giriş açılarının istatistiksel dağılımından yola çıkılarak yoğun çalışma aralıkları belirlenmiş ve bu açılar etrafında tanımlanan simetrik tolerans aralıkları için çalışma alanı kapsama oranları hesaplanmıştır. Analizler, aktüatörlerin hareket aralığı ile erişilebilir çalışma alanı arasında doğrusal olmayan bir ilişki olduğunu ortaya koymaktadır. Temel bulgular, sistemin toplam çalışma alanının çok büyük bir bölümüne, tam hareket serbestisine kıyasla küçük bir açısal hareket aralığı ile erişilebildiğini göstermektedir. Bu bulgular, manipülatörün mekanik tasarımı, mafsal seçimi ve sistem optimizasyonu için kritik veriler sunmakta ve sistemin sınırlı mekanik gereksinimlerle yüksek performans potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

kinematik analiz , manipülatör , çalışma alanı

Kaynakça

• [1] Gosselin, C., & Angeles, J. (1991). A global performance index for the kinematic optimization of robotic manipulators. Journal of Mechanical Design, 113(3), 220–226.
• [2] Gupta, K. C. (1986). On the nature of robot workspace. The International Journal of Robotics Research, 5(2), 112–121.
• [3] Kohli, D., & Spanos, J. (1985). Workspace analysis of mechanical manipulators using polynomial discriminants. ASME Journal of Mechanisms, Transmissions, and Automation in Design, 107(2), 209–215.
• [4] Russo, M., & Ceccarelli, M. (2022). A geometrical formulation for the workspace of parallel manipulators. Robotica, 40(8), 2581–2591.
• [5] Lin, C. C.-D., & Freudenstein, F. (1986). Optimization of the workspace of a three link turning pair connected robot arm. The International Journal of Robotics Research, 5(2), 104–111.
• [6] Nigatu, H., & Kim, D. (2023). Workspace optimization of 1T2R parallel manipulators with a dimensionally homogeneous constraint embedded Jacobian. Mechanism and Machine Theory, Vol. 188, Article:105391.