Sezgisel Yöntemlerle Paralel Mekanizmaların Çalışma Uzayı Analizi

Abstract

Bu çalışmada iki farklı tip olan 6–3 ve 6–4 Stewart platform mekanizması kullanılmıştır. Paralel mekanizmaların genel özellikleri, kinematik, dinamik, tekillik ve çalışma uzayları hakkında bugüne kadar yapılan çalışmaların bir özeti verilerek ileriye yönelik önerilerde bulunulmuş ve seri mekanizmalar ile karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışma uzayı analizine örnek bir model vermek için, 6–3 ve 6–4 SPM’lerin, kinematik ve dinamik analizleri yapılmıştır. Daha iyi anlayaşılması için tekillik ve dinamik analiz kavramları açıklanmıştır. Daha sonra 6–3 SPM’nin kinematik ve dinamik denklemlerinin elde edilmesi, ayrıntılarıyla anlatılmıştır. Bu denklemler Matematica ve Matlab programları kullanılarak çözülmüştür. 6–3 ve 6–4 SPM’lerin yönelme çalışma uzayı analizleri, Euler açıları temeline dayanan ayrıklaştırma metodu kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, yorumlama açısından kolay olması için, silindirik koordinatlara dönüştürülerek, yönelme çalışma uzayı grafikleri çizdirilmiştir. 6–3 ve 6–4 SPM’lerin yönelme çalışma uzayları karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda hareketli platformun alanı değiştirilerek 6–3 ve 6–4 SPM’lerin yönelme çalışma uzayları karşılaştırılmıştır. Bu çalışmanın orijinal fikri ve katkısı iki kısımda açıklanabilir. İlk olarak, malzeme işleme süreci boyunca çok önemli olan çalışma uzayını belirli bir yönde genişletmektir. İkinci olarak, çalışma uzayı analizinde var olan Ayrıklaştırma, Geometrik ve Jakobyen yöntemlerine ek olarak yapay sinir ağları kavramları ilk defa kullanılmıştır. Burada kullanılan yapay sinir ağ modeli; 1 tane giriş, 2 tane gizli katman ve bir tane çıkış katmanına sahiptir.

In this study, two different types of parallel mechanisms, the 6-3 SPM and the 6-4 SPM, are considered. The up to date research on general properties of parallel mechanisms, kinematic, dynamic, singularity analysis and workspace representations are summarized, further developed and compared to serial mechanisms. To provide a sample model for the workspace analysis, kinematics and dynamics analysis of 6-3 and 6-4 SPM’s are carried out. For better understanding singularity and dynamic analysis concepts are explained. Later kinematics and dynamics equations of 6-3 SPM are outlined in detail. These equations are handled by Matlab and Mathematica software solvers. The orientation workspace of 6-3 and 6-4 Stewart platform mechanisms are represented by the discretization method based on Euler angles. In order to simplify the interpretation of the results, the orientation workspace is transformed into the cylindrical coordinate system and illustrated. The orientation workspaces of the 6-3 SPM and the 6-4 SPM are compared. Also moving platform area dependent workspaces of 6-3 SPM and the 6-4 SPM are compared. The novel concept and contribution of this work are two folds. First is the extension of the workspace in a known direction, which is very significant for the duration of material processing. Second is that this is the first time when Neural Network concepts are used in addition to the existing workspace analysis methods such as Discretization, Geometric and Jacobean. The neural network used here consists of an input layer, 2 hidden layers and an output layer.