Dynamic analysis of planar manipulators with linearly tapered beams
Düzgün değişken kesitli kollardan oluşan manipülatörlerin dinamik analizi
- Tez No: 516607
- Danışmanlar: PROF. DR. HİRA KARAGÜLLE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Artık titreşimler, Matematiksel modelleme, Residual vibrations, Mathematical modelling
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Dinamiği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, esnek mafsal ve esnek kollara sahip lineer değişken kesitli iki kollu robot manipülatörler incelenmiştir. İncelenen manipülatörlerin dinamik analizleri için sonlu elemanlar yöntemine uygun olarak direct ve exact formülasyon yöntemleri ile matematiksel modelleme yapılmıştır. İncelenen manipülatörlerin sonlu elemanlar teorisine göre dinamik modellemesi yapılarak MatLAB programlama kodları ile modal analiz ve geçiş rejimi analizleri için parametrik esaslı programlar geliştirilmiştir. Sistemlerin dinamik analizi için elde edilen diferansiyel denklemlerin çözümünde Newmark nümerik integrasyon yöntemi kullanılmıştır. Bu program ile uç noktanın titreşim sinyalleri elde edilmiştir. İncelenen farklı manipülatör sistemleri için prototipler üretilerek deneysel sonuçlar elde edilmiştir. İki kollu sistemlerde, hareket boyunca kolların açısal pozisyonları değiştiği için kütle ve rijitlik matrisleri de zamana göre değişmektedir. Motorları sürmek için trapez hız profilleri kullanılmıştır. Rijit cisim dinamiği kullanılarak zamana bağlı atalet kuvvetleri hesaplanmıştır. Hız profilindeki durma zamanı değerinin manipülatör sisteminin birinci doğal frekansı ile ilişkilendirilip ayarlanmasıyla artık titreşimlerin azaldığı gösterilmiştir. İki kollu değişken kesitli bir robot manipülatörde durduktan sonra oluşan artık titreşimlerin, trapez hız profilindeki durma zamanı değerlerinin bu çalışmada önerildiği gibi ayarlanmasıyla azaldığı deneysel ve nümerik olarak gösterilmiştir. Çeşitli başlama ve durma pozisyonları incelenmiştir. Deney ve simülasyon sonuçlarının birbirleriyle uyumlu olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, two-link planar robot manipulator configurations with linearly tapered beams are considered. The manipulators have flexible joints and flexible links. The dynamic modeling of the studied manipulators for modal and transient analyses are done with MatLAB codes using the finite element theory. Also, experimental results are presented for the studied different manipulator systems. In the studies, the end point vibration signals are simulated by developing a MatLAB code based on the finite element theory and Newmark numerical integration. The mass and stiffness matrices are time dependent because the angular positions of the links change during the motion. Trapezoidal velocity profiles for the actuating motors are used. The time dependent inertia forces are calculated by using the rigid body dynamics. Residual vibrations that occur after the robot arms stop are minimized by setting of deceleration time values in the trapezoidal velocity profile as proposed. The root mean square (rms) acceleration values of the vibration signals after stopping are calculated. Many starting and stopping positions are examined. It is observed that simulation and experimental results are in good agreement. It is shown that by setting of the deceleration time as proposed, the residual vibration of a two-link manipulator with linearly tapered beams can be controlled.
Benzer Tezler
- Kinematic and dynamic analysis of a curved link robot
Eğri uzuvlara sahip robot kolunun kinematik ve dinamik analizi
ONUR CEM NAMLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MEHMET ARİF ADLI
- Mekanizmaların sonlu eleman yöntemi ile dinamik analizi
Dynamic analysis of mechanisms by finite element method
FATİH MEHMET BOTSALI
- Trajectory tracking control of flexible joint parallel manipulators subject to impact
Çarpmaya maruz bırakılan esnek eklemli paralel manipülatörlerin yörünge takip kontrolü
MUSTAFA SEMİH DENİZLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiÇankaya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SITKI KEMAL İDER
DR. OZAN KORKMAZ
- Immersion and invariance yaklaşımıyla doğrusal olmayan mekanik sistemlerde ayrık-zamanlı bozucu bastırma ve uygulamaları
Discrete-time disturbance attenuation for nonlinear mechanical systems with immersion and invariance approach and its applications
FATİH ADIGÜZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAPRAK YALÇIN
- Bir robot manipülatör için adaptif model izleme kontrol sistemi
An Adaptive model following control system for robotic manipulators
İHSAN ÖMÜR BUCAK