Gereğinden çok serbestlik dereceli yılansı bir robotun dizaynı ve imalatı

Abstract

Gereğinden çok serbestlik dereceli robot kolları (redundant robots) kendi uzuv değişkenlerine sonsuz sayıda çözüm üretebilen robot kollarıdır. Bunun anlamı, robotun hedefe giderken engellerle karşılaştığında bu engelleri aşabilecek biçimde kendi şeklini istediği gibi değiştirebilmesidir. Bu tür robotlar, insanların ulaşması zor veya imkansız olduğu bölgelere girerek, el becerisi gerektiren birçok işi otomatik olarak yapabileceklerdir. Gereğinden çok serbestlik dereceli bir robotu bir ürün olarak geliştirebilmenin ilk şartı etkili bir robot kontrol algoritması oluşturmaktır. Mevcut olan kontrol algoritmaları çözülmesi gereken birçok probleme sahiptir. İkinci şart ise kontrol sisteminden gelen taleplere cevap verebilecek bir mekanik dizayn oluşturabilmektir. Bu çalışmada gereğinden çok serbestlik dereceli bir robot dizayn yapılmış ve bir robot prototipinin imalatı gerçekleştirilmiştir. Bu prototip düzlemsel olarak çalışan ve dört uzuvdan oluşan bir seri robottur. Her uzuv ayrı bir servo motordan tahrik edilerek hareket ettirilmiştir. Servo motor hareketi uzuvlara özel olarak tasarlanmış triger dişlileri üzerinden triger kayışlarıyla aktarılmıştır. İlk önce robotun tasarımı yapılmış, daha sonra bilgisayarda animasyonu gerçekleştirilmiştir. Son olarak da imalatı yapılıp çalıştırılmıştır. Deneme amaçlı olarak robota ark kaynağı yaptırılmıştır. İmal edilen robot birçok değişik algoritmanın denenebilmesi için uygundur.

Redundant manipulators are robot manipulators which are able to produce an infinite number of solutions to their joint variables. This means that the robot is able to change its shape freely in the way that it can go through obstacles when it comes across obstacles while approaching the goal. This kind of robots will be able to achieve various tasks automatically that require man-equivalent capabilities by entering areas that are difficult or impossible to enter for human beings. The first condition to develop a redundant robot as a product is to form an effective control algorithm. Current control algorithms have several problems. The second condition to develop a redundant robot is to have a mechanical design that will be able to respond to the demands coming from the control system. In this work is, a redundant robot was designed and a prototype was produced. This prototype is a robot with four links, which works in the plane. Each link is moved with a different servo motor. Servo motor motion is transmitted to the links using timing belt over specially designed trigger gears. First of all, the design of the robot was completed. Then, the computer animation of the robot was accomplished. Finally, the production of the robot was made. As a sample application, arc welding was carried out using the robot. The robot that was produced is suitable for implementing various control algorithms.