Mechanical Engineering / Makina Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4129
Browse
74 results
Search Results
Now showing 1 - 10 of 74
Conference Object Redundancy resolution options for the twin-it-romans robotic hybrid manufacturing system(Springer Science and Business Media B.V., 2025) Gündüz, G.M.; Dede, Mehmet İsmet Can; Kiper, Gökhan; Schmitz, M.; Corves, B.The Twinnig Iztech in Robotics Manufacturing System (TWIN-IT-ROMANS) project funded by EU Horizon -Widera-2023-Access-02-01 aims to develop a hybrid manufacturing system that can perform additive and subtractive manufacturing processes and inline quality control using a robotic system. The system will incorporate a 6-degree-of-freedom robot arm and a positioner with 2-degree-of-freedom, which will operate synchronously. This manipulation system is to be designed for performing different manufacturing operations with different degrees-of-freedom requirements. In order to reveal alternative trajectory planning scenarios for this system, this paper presents an initial review of redundancy resolution approaches for kinematically redundant robotic manipulators. First, the four main approaches for redundancy resolution techniques are introduced. Then main studies on energy minimization and stiffness maximization for kinematically redundant robotic manipulators are reviewed. Similar or new approaches are planned to be generated and implemented for the redundant system for hybrid manufacturing. © The Author(s), under exclusive license to Springer Nature Switzerland AG 2025.Conference Object Citation - Scopus: 3Four-bar function generation using excel solver(Springer, 2023) Söylemez, Eres; Kiper, GökhanThe Chapter presents a simple and efficient way of approximating a function with a four-bar mechanism using four or five design parameters including one or both of the initial crank angles. The method only involves solution of linear set of equations and evaluating determinants, whereas nonlinear equations are numerically solved using a simple program such as Excel. So, the method is easy to explain and can be taught in an undergraduate course along with the wellknown linear three precision point synthesis problem. Precision point synthesis, order synthesis, mixed order synthesis, least squares approximation and extreme point synthesis can all be treated using the same method. The proposed method is illustrated with numerical examples for all mentioned synthesis problems and shown to be quite efficient with very low amount of structural error values.Article Citation - WoS: 5Citation - Scopus: 4Design of a Novel Hybrid Cable-Constrained Parallel Leg Mechanism for Biped Walking Machines(Cambridge University Press, 2023) Demirel, M.; Kiper, G.; Carbone, G.; Ceccarelli, M.In this paper, a novel cable-constrained parallel mechanism is presented as a lightweight, low-cost leg mechanism design for walking machines to be used on flat surfaces. The proposed leg mechanism has three translational degrees of freedom. It is based on two specific hybrid kinematic topologies being herewith proposed. The paper reports the kinematic analysis formulation and a position performance evaluation to confirm the main characteristics of the proposed solutions. A 3D CAD model and simulations are carried out to demonstrate the feasibility of the proposed design for performing a human-like gait trajectory. A prototype has been built, and preliminarily tests have been conducted to confirm the motion capabilities of the proposed mechanism design. Then a second, enhanced prototype has been designed and built. An experimental validation is carried out for tracking a planar walking trajectory with the built prototypes by using a real-time PCI controller. Results are presented to validate the operation characteristics of the proposed mechanism and to prove its feasibility for legged walking machines. © The Author(s), 2023.Conference Object Citation - Scopus: 2Experimental Compliance Matrix Derivation for Enhancing Trajectory Tracking of a 2-Dof High-Accelerated Over-Constrained Mechanism(Springer, 2022) Paksoy, Erkan; Dede, Mehmet İsmet Can; Kiper, GökhanIf the positioning accuracy of the end-effector of a robot has high priority, compliance characteristics of the elements of its mechanism should be considered. Due to the external loading on the robot, the dimensions of the elements change and this leads to positioning errors for the end-effector. In this paper, an experimental test setup and an experimental procedure are described to derive the compliance characteristics of a planar 2-degree-of-freedom mechanism.Article Citation - WoS: 7Citation - Scopus: 7Gravity Compensation of a 2r1t Mechanism With Remote Center of Motion for Minimally Invasive Transnasal Surgery Applications [article](Cambridge University Press, 2023) Aldanmaz, Ataol Behram; Ayit, Orhan; Kiper, Gökhan; Dede, Mehmet İsmet CanThis work addresses the gravity balancing of a 2R1T (2 rotations – 1 translation) mechanism with remote center of motion. A previously developed balancing solution is modified and applied to a prototype and test results are presented. The mechanism is an endoscope holder for minimally invasive transnasal pituitary gland surgery. In this surgery, the endoscope is inserted through a nostril of the patient through a natural path to the pituitary gland. During the surgery, it is vital for the manipulator to be statically balanced so that in case of a motor failure, the patient is protected against any harmful motion of the endoscope. Additionally, static balancing takes the gravitational load from the actuators and hence facilitates the control of the mechanism. The mechanism is a 2URRR-URR type parallel manipulator with three legs. The payload mass is distributed to the legs on the sides. By using counter-masses for two links of each leg, the center of mass of each leg is lumped on the proximal link which simplifies the problem to balancing of a two degree-of-freedom inverted pendulum. The two proximal links with the lumped mass are statically balanced via springs. Dynamic simulations indicate that when the mechanism is statically balanced, generated actuator torques are reduced by 93.5%. Finally, the balancing solution is implemented on the prototype of the manipulator. The tests indicate that the manipulator is statically balanced within its task space when the actuators are disconnected. When the actuators are connected, the torque requirements decrease by about 37.8% with balancing.Conference Object Krank Açıları Verilen Üç Konum ve Bir Ölü Konum için Dört-çubuk Mekanizmasının İşlev Sentezi(Makina Teorisi Derneği, 2021) Kadak, Tarık; Kiper, GökhanDört-çubuk mekanizmasının işlev sentezi, krank açıları ilişkisi ve ölü konum sentezinin karışık bir problemi olarak formüle edilebilir. Bu sentez probleminde, üç konum için krank ve sarkaç açıları ve dördüncü bir konum olarak bir ölü konumun krank açısı girdi olarak alınmıştır. Yazılan denklemler ve değişken elemeleri sonucunda herhangi bir nümerik yöntem ile çözülebilen tek değişkenli bir doğrusal olmayan denklem elde edilmiştir. Tek değişkenin hızlı çözümü ile mekanizmanın uzuv boyları bulunabilmektedir. Parametrik model kullanılarak Excel’de sayısal çözüm sayfası hazırlanmıştır. Sayısal örnekler genelde iki gerçel çözümün olduğunu göstermektedir.Conference Object Rehabilitasyon Egzersizleri için Bir Parmak Diş İskelet Mekanizması(Makina Teorisi Derneği, 2021) Kıpcak, Furkan; İnanç, Emirhan; Özkan, Mert; Öztürk, Rüstem Can; Güleç, Ege Toprak; Kiper, GökhanBu çalışmada, özellikle inme ve yaralanmalar sonrasında rehabilitasyon amaçlı kompakt, düşük maliyetli ve iki serbestlik dereceli bir parmak dış iskeletinin tasarımı, prototip üretimi ve testleri sunulmuştur. Kompakt bir tasarım olması çalışmanın özgün yanı olarak parmak etrafında fazla-kısıtlı çift-küresel 6-çubuk mekanizması kullanılmıştır. Önce bir el işaret parmağının hareketi tespit edilmiş ve bu hareket uyarınca 6-çubuk mekanizmasının kinematik sentezi yapılmıştır. Literatürdeki kuvvet değerleri uyarınca iş hesabı yapılarak motor-tork gereksinimleri hesaplanmış ve uygun motorlar seçilmiştir. Servo motorların denetim için Arduino kartı ve Matlab Simulink kullanılmış ve mekanizma uzuvları büyük ölçüde 3D yazıcıda üretilmiş olup kişiye özel üretime yönelik bir sistem mimarisi oluşturulmuştur. Son olarak üretilen prototipin işlevsellik testleri gerçekleştirilmiştir. Ortaya çıkan çift-küresel 6-çubuk mekanizmalı bu ilk prototip ancak kavram kanıtlama amaçlı olup sonuçlar ile ileriki çalışmalara ışık tutmak hedeflenmiştir.Conference Object 10. Kuruluş Yıldönümünde Makina Teorisi Derneği(Makina Teorisi Derneği, 2021) Kiper, Gökhan; Söylemez, Eres31 Mayıs 2011’de Ankara’da kurulan Makine Teorisi Derneği (MakTeD) [1], Meksika’nın Guanajuato şehrinde gerçekleştirilen 13. Uluslararası Mekanizmalar ve Makina Teorisi Federasyonu (IFToMM) [2] Dünya Kongresi sırasında 22 Haziran 2011’de IFToMM üye kuruluşu olmuştur. IFToMM, 29 Eylül 1969’da Polonya’nın Zakopane şehrinde 2. Mekanizma ve Makine Teorisi Dünya Kongresi sırasında Prof. Ivan I. Artobolevski (SSCB) ve Prof. Erskine F.R. Crossley (ABD) öncülüğünde soğuk savaştan etkilenmeden Mekanizma ve Makina Bilimi (MMB) alanında uluslararası işbirliğini geliştirmek üzere kurulmuştur [3]. IFToMM’un ana hedefleri MMB alanlanında kuramsal, deneysel ve uygulamalı çalışmalarda araştırma ve geliştirmeyi desteklemek, MMB ya da ilgili alanlarda bilimsel ve mühendislik çalışmaları yürüten farklı ülkelerdeki kişi ve kuruluşların temaslarını yaygınlaştırmak ve gelişmekte olan ülkelere uzmanların seyahat desteği, özel kurslar düzenlenmesi ve diğer girişimlerle MMB çalışmalarını desteklemektir [4]. IFToMM camiası halen özellikle gelişmemiş ve gelişmekte olan ülkelerde MMB çalışmalarını destekleme misyonunu sürdürmektedir.Conference Object Uzaktan Eğitimin Kısa Tarihi ve Çevrimiçi Makina Teorisi Eğitimi(Makina Teorisi Derneği, 2021) Kiper, GökhanKorona virüs küresel salgını tüm dünyada her seviyede eğitimi olumsuz yönde etkilemiş, eğitimciler alışkın olmadıkları çevrimiçi eğitim araçlarını hızlı bir şekilde öğrenmek ve kullanmak durumunda kalmışlardır. Küresel salgın sonrasında yeniden şekillenecek üniversite eğitimine hazırlıklı olmak için uzaktan eğitimin tarihsel gelişimi ile günümüzdeki halini bilmek gerekmektedir. Bu çalışmada önce dünyada ve Türkiye’de uzaktan eğitimin kısa tarihçesi sunulmuş, dana sonra çevrimiçi eğitim araçlarından kısaca bahsedilerek makine teorisi eğitimi özelinde bir örnek uygulama ile bazı önerilere yer verilmiştir.Conference Object Katlanabilir Mafsallı Kafes Direklerin Katlanma Oranlarını Etkileyen Faktörlerin İncelenmesi ve Yeni Bir Tasarım Yönteminin Araştırılması(Makina Teorisi Derneği, 2021) Cebeci, Yunus; Demirel, Murat; Kiper, GökhanBu çalışmanın temel amacı uzay uygulamalarında kullanılan katlanabilir mafsallı kafes direklerin katlanma oranına etki eden parametrelerini incelemek ve katlanma oranını artırıcı iyileştirmeler üzerine araştırmalar yapmaktır. Çalışma kapsamında katlanabilir mafsallı kafes direkleri oluşturan yapılar incelenmiş ve tasarımda kritik rol oynayan uzunluklar belirlenerek ve uzuvlar üzerinde iyileştirme yöntemleri önerilerek katlanma oranının artırılması hedeflenmiştir. Önerilen yöntem ile ön çalışmalar yapılarak literatürdeki benzer katlanabilir direklere kıyasla daha fazla katlanma oranının elde edildiği gösterilmiştir.