Show simple item record

dc.contributor.advisorBaşlamışlı, S. Çağlar
dc.contributor.authorAwan, Abdul Moiz
dc.date.accessioned2024-10-18T07:44:31Z
dc.date.issued2024-06-04
dc.date.submitted2024-06-04
dc.identifier.citationElsevier (Numerical, with titles)tr_TR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/36068
dc.description.abstractThe aim of this thesis is to implement CNC-based trajectory generation techniques with Cable Driven Parallel Robots (CDPRs). CDPRs are a special type of parallel robots that use motors and cables to manipulate an end-effector in space. Cable robots are becoming popular due to several advantages they have over traditional manipulators such as their large workspace and lightweight actuators. For the cable robots to perform properly there are a number of parameters that need to be studied. These include maintaining positive cable tension, cable elasticity, trajectory generation, controller design, and structural optimization. The scope of this thesis is limited to planar cable robots, where a four-cable robot has been chosen for the analysis. The reason for choosing a four-cable robot is that the fourth actuator offers a redundancy which allows control of the end effector with 3 DOFs while also being able to maintain tension. Maintain positive tension is very important as unlike traditional manipulators, CDPRs are not able to push against the end-effector, only pull. A positive tension algorithm ensures that none of the cables ever go slack. Cable elasticity and its incorporation into the mathematical model of the cable robot is another important part of the developed model. Trajectory generation is one of the most important topics in this research as it uses CNC-based trajectory generation algorithms to generate trajectories for a cable robot. These algorithms range from simple linear or circular interpolation to complicated 5th order splines which ensure continuity up to at least the second derivative. A combination of splines, and simple segments are used to generate standard and custom shapes and non-uniform data supplied by the user is also simulated by connecting splines with the data. These trajectories are tested in different scenarios and for different conditions such as changing speed or some non-zero angle reference for the end-effector. The controller design is another important aspect. It is a cascade controller which is very common for controlling motors. The controller gains are determined based on the settling time and the maximum overshoot. Lastly the structural optimization of the cable robot for dexterity, stiffness, and workspace is studied where the optimized robot was found to provide better results. A GUI is developed which incorporates all the different codes to make an easy-to-use tool for designing and simulating a cable robot.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectKabloyla Çalişan Paralel Robottr_TR
dc.subjectKademeli Kontroltr_TR
dc.subjectRota Oluşturmatr_TR
dc.subjectOptimizasyontr_TR
dc.subjectKablo Esnekliğitr_TR
dc.subjectGKAtr_TR
dc.subject.lcshMakina mühendisliğitr_TR
dc.titleKabloyla Çalışan Paralel Robotlar için Rota Oluşturma Yöntemleritr_TR
dc.title.alternativeTrajectory Generation Techniques for Cable Driven Parallel Robotstr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetBu tezin amacı, Kabloyla Çalışan Paralel Robotlar (KÇPR'ler) ile CNC tabanlı rota oluşturma tekniklerini uygulamaktır. KÇPR'ler, motorlar ve kablolar kullanarak bir uç efektörünü uzayda manipüle eden özel bir paralel robot türüdür. Kablo robotları, geleneksel manipülatörlere göre geniş çalışma alanı ve hafif aktüatörler gibi çeşitli avantajları nedeniyle popüler hale gelmektedir. Kablo robotlarının düzgün çalışması için incelenmesi gereken birçok parametre bulunmaktadır. Bunlar arasında pozitif kablo geriliminin korunması, kablo esnekliği, yörünge oluşturma, kontrolör tasarımı ve yapısal optimizasyon yer almaktadır. Bu tezin kapsamı, dört kablolu bir robotun analiz için seçildiği düzlemsel kablo robotları ile sınırlıdır. Dört kablolu bir robotun seçilmesinin nedeni, dördüncü aktüatörün bir yedeklilik sunması ve bu sayede 3 serbestlik derecesi (DOF) ile uç efektörünün kontrolünü sağlarken aynı zamanda gerilimi koruyabilmesidir. Pozitif gerilimin korunması çok önemlidir çünkü geleneksel manipülatörlerin aksine, KPR'ler uç efektörüne karşı itme yapamazlar, yalnızca çekebilirler. Pozitif gerilim algoritması, kablolardan hiçbirinin gevşememesini sağlar. Kablo esnekliği ve bu esnekliğin kablo robotunun matematiksel modeline dahil edilmesi, geliştirilen modelin önemli bir parçasıdır. Bu araştırmadaki en önemli konulardan biri yörünge oluşturmadır çünkü CNC tabanlı yörünge oluşturma algoritmalarını kullanarak kablo robotu için yörüngeler oluşturur. Bu algoritmalar, basit doğrusal veya dairesel enterpolasyondan, en az ikinci türevine kadar sürekliliği sağlayan karmaşık 5. dereceden splinelere kadar çeşitlilik gösterir. Standart ve özel şekiller oluşturmak için splineler ve basit segmentlerin bir kombinasyonu kullanılır ve kullanıcı tarafından sağlanan uniform olmayan veriler de splinelerle birleştirilerek simüle edilir. Bu yörüngeler, farklı hız değiştirme senaryoları veya uç efektör için sıfır olmayan bir açı referansı gibi farklı koşullar altında test edilir. Kontrolör tasarımı da bir diğer önemli konudur. Bu tasarım, motorları kontrol etmek için çok yaygın olan bir kaskad kontrolördür. Kontrolör kazançları, yerleşme süresi ve maksimum aşım temel alınarak belirlenir. Son olarak, kablo robotunun hareket kabiliyeti, rijitlik ve çalışma alanı için yapısal optimizasyonu incelenir ve optimize edilmiş robotun daha iyi sonuçlar sağladığı görülür. Tüm farklı kodları bir araya getiren ve kablo robotu tasarlamak ve simüle etmek için kullanımı kolay bir araç sunan bir grafik kullanıcı arayüzü (GUI) geliştirilmiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentMakine Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2024-10-18T07:44:31Z
dc.fundingYoktr_TR


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record