Küresel düzeneklerin kinematik tasarımı ve çözümlemesi

Küresel düzenekler hakkında birçok araştırma yapılmıştır. Ancak ne yazık ki bu tezde verilen özel mimariye sahip küresel düzeneklerin kinematik tasarımı ve çözümlemesi konusunda çok az araştırma vardır. Bu tez çalışması, küresel düzenekler için şimdiye kadar yapılan çalışmalardaki bu boşluğu kapatmayı amaçlamaktadır. Bunun için önce küresel geometri ve küresel düzeneklerin yapısı hakkında bilgi verilmiş, farklı türlerdeki küresel düzeneklerin konum denklemleri; dizey, yöneysel cebir ve kuaternion gibi yöntemler kullanılarak çıkartılmıştır. Bu konuda daha önce yapılmış olan çalışmalar örnekleri ile incelenmiştir. Daha sonra kinematik çözümleme ve kinematik bireşimin temel kuramları ve eniyileme yöntemleri sunulmuştur. Bu yöntemleri kullanarak çeşitli dizisel ve koşut küresel düzeneklerin kinematik çözümlemesi ve bireşimi gerçekleştirilmiştir. Bir serbestlik dereceli ve iki serbestlik dereceli küresel dizisel zincirlerde döner ve çembersel kayar eklemlerin kullanılması ile ilgili genel bir sınıflandırma verilmiştir. Dört çubuk düzeneklerinin beş duyarlık noktalı bireşiminde ESA (Enküçük Sapma Alanı) kısıtlama ölçütü önerilmiştir. Bileşenlerine ayırma yöntemi, beş çubuk düzeneklerinin üç ve dört duyarlık noktalı bireşimine uygulanmıştır. Çeşitli dönel ve çembersel kayar eklem bileşimlerine sahip düzeneklerde düz ve ters kinematik çözümleme denklemleri çıkartılmıştır. İlk defa bu tezde önerilen 2 3P RR ve 2RRR + RRRS mimarilerine sahip çok döngülü küresel düzeneklerin düz ve ters kinematik çözümlemeleri gerçekleştirilmiştir. Türetilen denklemler MATLAB™ gibi bilgisayar destekli matematiksel araçlar yardımıyla sayısal olarak da bulunmuş ve AutoCAD™ gibi BDT (Bilgisayar Destekli Tasarım) araçları kullanarak bu sonuçların çizim yolu ile de doğrulanması yapılmıştır

Analytical synthesis of function generating spherical four-bar mechanism for the five precision points

This paper presents an analytical method for synthesis of function generating spherical 4R mechanisms for the five precision points. For the design requirements an additional parameter, reference value of output angle, ψ0, was added to angular link length parameters, α i(i = 1, ..., 4). In the dimensional synthesis procedure, a novel approach of polynomial approximation method was proposed to determine these five design parameters. Using this method, a set of five non-linear equations was easily transformed into a set of fifteen linear equations. Hence, the problem was reduced to the solution of a cubic polynomial equation. Moreover, a graphical method in a CAD environment is proposed to verify the solutions. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved