Dört Ayaklı Yürüme Kinematiği

Abstract

Bu çalışmada qudruped yürüme kinematiği, biyolojik sistemlerden esinlenerek tercih edilen bir sistemin olabildiğince gerçekci modeli üzerinde, uzaysal vektör cebri yöntemiyle analiz edilmiştir. Robotik terminolojisinde ortak yük taşıyan robotlar, “cooperating manipulators” ya da yardımlaşan manipülatörler olarak adlandırılırlar. Bu durum çoklu robot sistemlerinin ortak yük taşımak üzere birlikte çalışmasını ifade eder. Bu çoklu robot sisteminin bağlı olduğu platform sabit ya da mobil yani hareketli platform olabilir. Biz burada mobil platform üzerinde çoklu robot sistemini ele aldık. Bu çalışmada atın sırtı bir mobil platform olarak modellendi. Bu modelleme tekniğine göre yerle temas halinde olan ayaklar kendi aralarında “closed kinematik chain” yani kapalı kinematik zincir topolojisi oluştururlar ve ortak yükleri de yer olmaktadır. Yerle temas halinde olmayan ayaklardan her biri seri manipülatör yapısındadır. Yürüme boyunca bu topoloji ve buna bağlı olarak tanımlanan kinematik kısıtlar değişmektedir. Simülasyon çalışmaları MATLAB kullanılarak, animasyon uygulamaları ise MATLAB-SIMULINK te bulunun sanal gerçeklik araç kutusu (VRT) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlar dört bacaklı, her bacağında sekiz serbestlik derecesi bulunan robota uygulanarak gerçekleştirilmiş, elde edilen sonuçlar ayrıntılı olarak verilmiştir.

In this study, kinematics of quadruped walking of a biologically inspired system’s as realistic as possible model has been analyzed using Spatial Operator Algebra methodology. This algorithm was applied to the quadruped system with varying topology since constraints change during walking. The complexity of kinematic analysis of quadruped walking is due to this varying topology. Whenever a leg looses contact wıth ground, that leg is treated as a serial topology. Those that have contact with ground form a closed topology system. The kinematic analysis of these two topologies must be done simultaneously with respect to the given gait. In gait planning, we considered one of the common gaits of the robot, the walking trot of a quadruped mammal. In this type of gait, the legs in diagonal move in tandem.