DÖRT AYAKLI BİR ROBOTUN DİNAMİK ANALİZİ VE KONTROLÜ

Abstract

Bu çalışmada, toplam 14 serbestlik derecesine sahip 4-bacaklı bir robot tasarlanmıştır. Tasarımda, hareketli kafaya yerleştirilmiş algılayıcılar yardımıyla robota önemli işlevsellikler kazandırılmıştır. Günümüzde dört bacaklı robot çalışmaları at, köpek ve kedi gibi hayvanların hareket ve davranış özellikleri taklit edilerek gerçekleştirilmiştir. Bu tez çalışmasında, tasarlanan robotun baş kısmına yerleştirilen alkol gaz sensörü ile bir köpeğin koku alma özelliği ön plana çıkarılarak, narkotikte faydalı olabilecek robot köpek uygulamalarının altyapısı oluşturulmaya çalışılmıştır. Dört bacaklı robotun yürümesini sağlayan her bir bacağın eklemleri özenle tasarlanmıştır. Her bir bacak, Denavit-Hartenberg yöntemi kullanılarak eklem koordinatları ile uç nokta koordinatı arasındaki matematiksel ilişkiler, düz ve ters kinematik dönüşümlerle analiz edilmiştir. Belirlenen eklem parametreleri göz önünde bulundurularak dinamik analizler matematiksel olarak elde edilen diferansiyel denklemler ile gerçekleştirilmiştir. İstenen hareketi gerçekleştirmek için noktadan noktaya yörünge analizi yapılarak, elde edilen referans eklem açıları, geliştirilen PID kontrolör sayesinde yakalanmaya çalışılmıştır. Elde edilen dinamik denklemlere uygulanan PID kontrolörün referans noktaları yakalayabilme başarısını gösterebilmek için MATLAB paket programında simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Sistem cevapları, grafiksel olarak elde edilmiş ve sonuçlar irdelenmiştir. Anahtar Kelimeler: 4-bacaklı robot, alkol gaz sensörü, dinamik analiz, PID kontrolör.In this thesis study, a four legged robot has been designed, which has 14 degrees of freedom. In the design, with the help of sensors that is placed on the moving head, the important functionalities have been redounded to the robot. Nowadays, four legged robot studies have been performed, by being imitated the motion and behavior properties of animals such as horse, dog and cat. In this thesis study, with the alcohol gas sensor, which was placed on the head of the designed robot, by being brought a dog's sense of smell into the forefront, infrastructure of robot dog applications that would be useful at narcotic has been studied to be constituted. Each leg was analyzed, by being used Denavit-Hartenberg method, with mathematical connections between joint coordinates and endpoint coordinate and, forward and inverse kinematic transformations. By being considered, the specified joint parameters, the dynamic analysis has been realized with differential equations which are attained mathematically. In order to perform the requested motion, by being made from point to point trajectory analysis, the obtained reference joint angles have been tried to catch by means of the developed PID controller. In order to show the achievement of the catching ability the reference points of PID controller that is applied to the obtained dynamic equations, the simulations have been performed in MATLAB packaged software. System answers were presented in figures and the results were examined. Keywords: 4-legged robot, alcohol gas sensor, dynamic analysis, PID controller.