Ters Kinematik Nedir

Ters kinematik, bir nesnenin hareketini matematiksel olarak gösteren işlemlere denir. Robotik cihazların hareketleri veya animasyonların arka plandaki dünyası olarak da düşünebilirsiniz. Robotikte ters kinematik, kinematik denklemlerinden yararlanarak robotun uç efektörlerinin her biri için istenen bir konumu sağlayan eklem parametrelerini belirlemektedir. [1]

Uç Efektör

Konuyu biraz daha açacak olursak θ1 ve θ2 eklemlerine sahip 2 eksenli bir robot kolun uç noktasının (gripper) konumunu sadece bu iki açının yardımı ile (ileri kinamatik) kolayca bulabilirdik. Ancak tersini yapmak isteseydik bu o kadar da kolay olmayacaktır. Aşağıdaki gibi iki serbestlik dereceli robot kolun uç noktasının koordinatlarını bildiğimizi farz edelim. Mavi noktadan kırmızı noktaya kaç farklı şekilde gidebileceğini basitçe görebilirsiniz.

Ters KinematikBu durumda θ1 ve θ2 iki farklı olasılık değerini almaktadır. Serbestlik derecesini arttırdığımızda bu olasılıklar da artmaktadır. Üç serbestlik dereceli bir robot kol için 4 farklı hareket planlaması bulunmaktadır. Elbette bu yörünge planmasında en kestirme yol, optimum hızda varış, engele çarpmadan gitme gibi paremetrelerinde dahil olması işi zora sokacak etmenlerdir. Kısacası robotik için ters kinematik, koordinatları bilinen A noktasından B noktasına sadece eklemin açı (prizmatik eklem ise uzunluk) değerini değiştirerek matematiksel olarak bir yol veya yörünge çizdirme anlamına gelmektedir.

Kinematik zincirin hareketi, bir robot ya da hareketli bir karakter olsun zincirin kinematik denklemleri ile modellenmiştir. İleri kinematik zincirin konfigürasyonunu hesaplamak için eklem parametrelerini kullanırken ters kinematik, istenen konfigürasyona ulaşan eklem parametrelerini belirlemek için bu hesaplamayı tersine çevirir. [2] [3] [4]

Ters kinematik denklemlerin çözülmesi 2 serbestlik dereceli robot kollar için geometrik olarak mümkün olsa da 4 ve daha fazla serbestlik derecesi için geometrik çözümler yeterli kalmamaktadır. Ayrıca eklemlerin dönme hareketine ek olarak scada robotlar gibi doğrusal harekete sahip bir ekleminin de olabileceğini de düşünürsek çözümleme yapmada C++ gibi bilgisayar destekli algoritmaların oluşturulması ihtiyacı doğmaktadır.

Neden Önemli?

İyi bir yörünge planlaması, robotun optimum hareketler ile doğru noktaya en az gereksimle ulaşmasını sağlamaktadır. Ataletsel savrulmalara maruz kalmadan, dinamik etkilerden uzak yapıdaki bir robot hassas işlemlerin yapılabilmesini sağlamaktadır. Aşağıdaki video ile endüstriyel bir robot için ters kinematik çözümlemesini izleyebilirsiniz.

Referanslar

  1. Paul, Richard (1981). Robot manipulators: mathematics, programming, and control : the computer control of robot manipulators. MIT Press, Cambridge, MA. ISBN 978-0-262-16082-7.
  2. J. M. McCarthy, 1990, Introduction to Theoretical Kinematics, MIT Press, Cambridge, MA.
  3. J. J. Uicker, G. R. Pennock, and J. E. Shigley, 2003, Theory of Machines and Mechanisms, Oxford University Press, New York.
  4. J. M. McCarthy and G. S. Soh, 2010, Geometric Design of Linkages, Springer, New York.
arıcılık malzemeleri
Furkan Gümüş
Furkan Gümüş
Karadeniz Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümü mezunu. Yüksek lisans eğitimini Marmara Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünde tamamladı. Doktora eğitimine Yıldız Teknik Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği alanında devam ettiriyor. Uzmanlığı Robot ve Mekatronik Sistemler, Otomatik Kontrol, Mekanik Tasarım, Gömülü Sistem ve Kontrol Yazılımlarıdır.

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.

robotzade Yazar Ol arıcılık malzemeleri

Yeni Yazılar

Hepimizin Uyması Gereken Tolstoy Kuralları

Herkesin kitaplığında yer alması gereken, kitapları ile kendi benliğimizi sorgulatan, Dostoyevski’nin Bir Yazarın Günlüğü kitabında kendisi için deha olduğunu ve olağan üstü yüksek sanat...

CBD Yağı Nedir, CBD Yağı Faydaları

2019 yılında hiçbir bileşik, pazarını CBD kadar genişketmedi. Kendirgillerin bu üyesi, yılın en çok ürün çeşitliliğine sahip bitkisi oldu: Sudan yeni nesil kahveye, jöle...

Ses Dalgası Nedir

Ses; katı, sıvı ve gazların içindeki parçacıklardan geçen titreşimler sonucu oluşur. Bu titreşimler ses dalgaları oluşturur ve bu dalgalar kulağınıza eriştiğinde beyniniz tarafından ses...

Türkiye’nin Deprem Gerçeği Işığında İş Sağlığı ve Güvenliği

24 Ocak 2020'de Elazığ'da Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ölçümlerine göre 6.6 büyüklüğünde meydana gelen deprem sonrasında 41 kişi hayatını kaybetti 1607 kişi ise yaralandı....

Mühendislik Maaşları

Harita Mühendisliği Maaşları

Ülkemizin en çok tercih edilen mühendislik dallarından biri olan harita mühendisliği önü açık ve geleceği parlak bir meslek olarak tanımlanmaktadır. Bu yazımızda harita mühendisliği...

Otomasyon Teknikeri Maaşları

Otomasyon teknikeri ne iş yapar? Zımparalamanın makineye dönüşmüş hali olan talaşlı üretim makinelerinin yapıldığı fabrikalarda mühendis ile teknisyen arasında çalışan kişidir. Otomasyon teknikeri, otomasyon...

Genetik Mühendisliği Maaşları

Bu yazımda genetik mühendisliği maaşları hakkında bilgi vereceğim. Yorum kısmında diğer yorumları görebilirsiniz. Dünya genelinde genetik mühendisliği çok revaçta olan meslek gruplarından biridir. Ülkemizde...

Orman Mühendisliği‎ Maaşları

İnşaat mühendislerinin maaşları birçok farklı kritere göre değişiklik göstermektedir. Örneğin devlette mi çalışıyor yoksa özel bir şirkette mi, sahada mı yok ofis içerisinde mi...