İki robot kolu yardımıyla sıvı transferinin kontrolü

Günümüzde robotların günlük yaşamdaki kullanım alanları ve üstlendikleri roller hızla artmakta ve çeşitlilik göstermektedir. Robotlar ile sıvı taşıma işlemi de son zamanlarda üzerinde çalışma yapılmaya başlanan konular arasındadır. Bu tezde, içi sıvı dolu bir kabın iki robot kolu işbirliğiyle çalkalanmadan ve dökülmeden taşınması incelenmiştir. İki robot kol herhangi bir nesneyi birlikte hareket ettirdiğinde, kinematik olarak kapalı bir zincir oluşur ve bu durum, ele alınan sistemin matematiksel olarak karmaşıklığını artıran bir dizi kısıtlamaların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Bu kısıt denklemleri elde edilerek iki robot kolun arasındaki konum, hız ve ivme ilişkisi elde edilmiştir. Bu çalışmada Lagrange-Euler yöntemini kullanılarak, sıvı çalkalanmasının doğrusal olmayan dinamiği, iki boyutlu ve üç boyutlu olarak modellenmiştir. Daha sonra, iki boyutlu sıvı çalkalanma dinamiğinin doğrusal modeli Genişletilmiş Taylor Serisi fonksiyonları ile elde edilmiştir. Robotların kinematik ve dinamik modellenmesinde ise sırasıyla "Denavit-Hartenberg" ve "Newton-Euler" yöntemleri kullanılmıştır. Bu tez kapsamında, çalkalanma ve dökülmeyi engellemek ve hızlı sıvı taşınımın gerçekleşmesi için "Empedans kontrol", "Kutup yerleştirme", "Doğrusal karesel düzenleyici (LQR)" ve "SDRE" kontrol yöntemleri kullanılmıştır. Empedans kontrol yöntemi, çoklu robot etkileşimlerin kontrolünde verimli sonuçlar sağlamaktadır. Ancak geleneksel empedans kontrolü, sıvı taşıma sırasında çalkalanmayı önleyememektedir. Bu nedenle, sıvı kabın taşınması sırasında çalkalanmayı başarılı bir şekilde engellemesi için empedans kontrolüne sıvı çalkalanma önleme terimi ekleyerek genişletilmiştir. Önerilen kontrolörün etkinliği, benzetimlerde gösterilmiştir. Önerilen tüm kontrol yöntemlerin sonuçları, yapılan benzetimlerde birbirleriyle teknik olarak karşılaştırılmıştır.