Düzgün değişken kesitli kollardan oluşan manipülatörlerin dinamik analizi

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.