Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon

özdemir, mustafa

Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon

Mustafa ÖZDEMİR (Marmara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Göztepe Yerleşkesi, 34722 Kadıköy, İstanbul, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

6 2

Yıl: 2017 Cilt: 32 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1089 - 1096 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon

Öz:

Paralel robotlar seri robotlara kıyasla pek çok avantaja sahiptir. Bu nedenle, üretimden cerrahiye oldukçageniş bir alanda kullanılmaktadırlar. Ancak sahip oldukları Tip 2 tekillikler nedeniyle çalışma uzaylarıküçüktür. Bu probleme bir çözüm olarak literatürde tutarlı hareket planlaması önerilmiştir. Bu sayede birparalel 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 sözkonusu problemi önlemeye yönelik bir teorem geliştirilmiş ve ispatlanmıştır. Böylece tutarlı hareketplanlaması yöntemi optimize edilerek paralel robotların daha verimli ve etkin bir şekilde kullanılmalarınaolanak sağlanmıştır

Anahtar Kelime:

Optimization in motion planning for parallel robots passing through singular positions

Öz:

Compared to serial robots, parallel robots have many advantages. For this reason, they are used in a widearea, from manufacturing to surgery. However, due to their Type 2 singularities, their workspace is small.As a solution to this problem, consistent motion planning has been proposed in the literature. In this mannera parallel robot can smoothly pass through singular positions, and the whole workspace can be utilized. Butthe biggest disadvantage of this method is that it can result in back-and-forth motion of the robot end-point along its trajectory. This is a totally undesirable situation from an efficiency perspective. In this article, a theorem is developed and proven to avoid the said problem. Thus, more efficient and effective use of parallelrobots is enabled by optimizing the consistent motion planning method

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

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 computegraphics 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 closedloop 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.

APA	özdemir m (2017). Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. , 1089 - 1096.
Chicago	özdemir mustafa Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. (2017): 1089 - 1096.
MLA	özdemir mustafa Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. , 2017, ss.1089 - 1096.
AMA	özdemir m Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. . 2017; 1089 - 1096.
Vancouver	özdemir m Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. . 2017; 1089 - 1096.
IEEE	özdemir m "Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon." , ss.1089 - 1096, 2017.
ISNAD	özdemir, mustafa. "Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon". (2017), 1089-1096.

APA	özdemir m (2017). Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(4), 1089 - 1096.
Chicago	özdemir mustafa Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32, no.4 (2017): 1089 - 1096.
MLA	özdemir mustafa Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.32, no.4, 2017, ss.1089 - 1096.
AMA	özdemir m Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2017; 32(4): 1089 - 1096.
Vancouver	özdemir m Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2017; 32(4): 1089 - 1096.
IEEE	özdemir m "Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32, ss.1089 - 1096, 2017.
ISNAD	özdemir, mustafa. "Tekil konumlardan geçen paralel robotlar için hareket planlamasında optimizasyon". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 32/4 (2017), 1089-1096.