İki Bacaklı Pasif Dinamik Yürüyen Bir Robotun Dinamik Analizi

Abstract

Bu tezde, Uzaysal Operatör Cebri (UOC) kullanılarak pasif dinamik yürüme yapan bir robotun dinamik incelemesi yapılmıştır. Bu yöntem robotik bir sistemin eklem ve bağlantı elemanlarındaki kuvvet ve hız dağılımlarını vermekle birlikte, özyinemeli yapısı sayesinde hızlı hesaplama yapmaya olanak sağlamaktadır. Bir diğer yandan pasif dinamik yürüme ise, genellikle iki bacaklı olarak seçilen bir sistemin eğik bir düzlemde sadece yerçekimi kuvveti etksininde yürüme hareketini gerçekleştirdiği durumdur. İki bacaklı sistem yerçekimi etkisi altında tam bir yürüme hareketini tekrarlar. Bu fikir genellikle iki bacaklı robotların verimlerinin arttırılmasında kullanılmaktadır. Tezde tasarlanan beş serbestlik dereceli iki bacaklı sistem iki boyutlu uzayda tanımlanmıştır. İnsan bacağının doğası gereği sistem diz ve diz kitleme mekanizmaları ile modellenmiş ve bu mekanizmalar sözde eklem yöntemi yardımıyla oluşturulmuştur. Dizlerdeki ve ayaklardaki sınır kuvvetlerinin hesaplanması da bu çalışma dahilinde incelenmiştir. Sonuçlar pasif dinamik yürüme yapan bir robotun iç dinamiklerini göz önüne sermektedir.

In this thesis using the Spatial Operator Algebra (SOA) the dynamic analysis of a passive dynamic walking biped robot is obtained. This method reveals the force and velocity distributions of links and joints of a robotic system, and also computationally efficient because of its recursive manner. On the other hand, passive dynamic walking is a case, where a mechanism, mostly biped, walks only by the gravitational forces on a shallow slope ground. Two legged system repeats full walking cycle under the influence of the gravitational force. This idea is mostly being used for efficiency problem of bipeds. In this thesis, a 5 degree of freedom biped robot is designed in 2D space. Due to the nature of human legs, the biped is modeled with knees and knee locking system using pseudo joint technique. The constraint forces due to the boundary conditions on knees and feet have also been computed as a result of this thesis. The results provided a deep insight of a passive dynamic walking biped robot.