Evrimsel Algoritmalar Kullanılarak 6-3 Stewart Platform Mekanizmasının Konumsal Kinematiğinin İncelenmesi

Abstract

Stewart Platform Mekanizması (SPM), başta uçuş simülatörleri, sürüş simülatörleri, eğlence parkları, petrol platformları, robot kolları, CNC tezgahları, yüzey cilalama, kesme, ve şekillendirme, montaj işlemleri, anten yerleştirme ve tıp olmak üzere mühendisliğin pek çok sahasında kullanılmaktadır. Eğitim zaman ve kayıplarını en aza indirmek için, pilot adayları gerçek uçakla eğitime başlamadan önce simülatörlerde eğitim görmektedirler. Pilot adaylarının, gerçek uçakta maruz kaldığı hareketi, bir paralel mekanizma sağlar. 1965 yılında Stewart’ın önerdiği paralel mekanizmanın ufak değişikliklere uğramış bir versiyonu bu iş için kullanılmaktadır. Uçuş simülatörlerinde kullanılan 6 – 3 SPM altı adet boyları değişebilen bacak ile birbirine bağlanmış altıgen biçimli sabit bir alt platform ve üçgen biçimli hareketli bir üst platformdan oluşmaktadır. Bacaklar çoğu zaman tabana üniversal mafsallarla, üst platforma ise küresel mafsallarla bağlıdır. Bu mimari, üst platformun tabana göre üçü ötelenme üçü de dönme ile ilgili olmak üzere toplam altı serbestlik derecesine sahip olmasına izin verir. Bu tezde, paralel mekanizmalar hakkında geniş bir literatür özeti verilmiştir. 6 – 3 SPM’nin düz ve ters kinematiği verilmiştir. Yapay sinir ağları detaylı bir şekilde açıklanmış ve 6 – 3 Stewart platform mekanizmasının yalnızca dönme, yalnızca ötelenme ve genel hareketlerinin düz kinematik problemlerine uygulanmıştır. Yapay sinir ağının performansını yükseltmek için çevrim metodu uygulanmıştır.

Stewart Platform Mechanism (SPM) is used extensively in various areas of engineering, including flight simulators, driving simulators, amusement parks, oil platforms, robot arms, CNC machine tools, surface polishing, trimming, shaping and assembling, mounting antennas, and some medical devices. Piloting trainees are trained on flight simulators before flying the actual aircraft in order to minimize training time and losses. A parallel mechanism provides the motion that the pilot would be exposed to in real flight. A 6 – 3 SPM, a modified version of the 6 degree of freedom mechanism proposed by Stewart in 1965, is used in for this purpose and is composed of a fixed hexagonal base platform and a moving triangular top platform, linked by six rigid prismatic legs. The legs are often attached to the base by universal joints and to the top by spherical joints. The architecture lets the the top platform of the SPM have six degrees of freedom with respect to the fixed base. In this thesis, a detailed review of the literature on parallel mechanisms is given. Forward and inverse kinematics analyses of the 6 – 3 SPM are performed. Neural networks are explained and applied to the forward kinematics problem of the purely rotational, purely translational and general motions of the 6 – 3 SPM. The loop method is used to improve the performance of the neural network model.