Static and dynamic analysis of a 12-legged walking robot manufactured using additive manufacturing

Basit Öğe Kaydı
dc.authorid0009-0008-0959-311X
dc.authorid0009-0005-3946-5870
dc.authorid0009-0007-1242-7254
dc.authorid0009-0008-4341-8120
dc.contributor.authorCoşkun, Yusuf
dc.contributor.authorKoçak, Zakir
dc.contributor.authorÇalışır, Salih
dc.contributor.authorAkgüngör, Eren
dc.date.accessioned2026-07-09T13:38:27Z
dc.date.available2026-07-09T13:38:27Z
dc.date.issued2026
dc.departmentFakülteler, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Mekatronik Mühendisliği Bölümü
dc.description.abstractIn this study, a 12-legged walking robot with a Theo Jansen-type mechanism, manufactured using additive manufacturing, was thoroughly analyzed using the Finite Element Method for static, dynamic, and modal analyses. The static analysis yielded a maximum Von-Mises stress of 7.02 MPa, a maximum total deformation of 0.025 mm, and a minimum safety factor of 12.28. The modal analysis found the first natural frequency to be 71.57 Hz, indicating no risk of resonance with the drive motor's operating frequency. In the time-dependent analysis, the maximum stress during the full step cycle of the leg mechanism was 9.50 MPa. Topology optimization resulted in a 25% reduction in material on the main supporting structure, thereby reducing costs, and the minimum safety factor was determined to be 9.07. The results obtained demonstrate that the robot design operates safely under both static and dynamic loads. The findings obtained demonstrate that the design has a safe and stable structural performance under working conditions.
dc.description.abstractBu çalışmada, Theo Jansen tipi mekanizmaya sahip 12 bacaklı bir yürüyen robot, eklemeli imalat ile üretilmiş olup statik, dinamik ve modal analizleri Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak detaylı şekilde incelenmiştir. Statik analiz sonucunda maksimum Von Mises gerilmesi 7.02 MPa, maksimum toplam deformasyon 0.025 mm ve minimum güvenlik katsayısı 12.28 olarak elde edilmiştir. Modal analizde birinci doğal frekans 71.57 Hz olarak bulunmuş, tahrik motorunun çalışma frekansı ile rezonans riski olmadığı görülmüştür. Zamana bağlı analizde bacak mekanizmasının tam adım döngüsü boyunca maksimum gerilme 9.50 MPa seviyesinde gerçekleşmiştir. Topoloji optimizasyonu sonucunda ana taşıyıcı yapı üzerinde %25 malzeme azaltımı yapılarak maliyetin düşürülmesi sağlanmış olup minimum güvenlik katsayısı 9.07 olarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar robot tasarımının hem statik hem de dinamik yükler altında güvenli bir çalışma sergilediğini göstermektedir. Elde edilen bulgular, tasarımın çalışma koşullarında güvenli ve kararlı bir yapısal performansa sahip olduğunu göstermektedir.
dc.identifier.citationCoşkun, Y., Koçak, Z., Çalışır, S., & Akgüngör, E. (2026). Static and dynamic analysis of a 12-legged walking robot manufactured using additive manufacturing. Afyon Kocatepe University – Journal of Science and Engineering, 26(3), pp. 766-776. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1765374
dc.identifier.doi10.35414/akufemubid.1765374
dc.identifier.endpage776
dc.identifier.issn2149-3367
dc.identifier.issue3
dc.identifier.startpage766
dc.identifier.urihttps://doi.org/10.35414/akufemubid.1765374
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.13055/1528
dc.identifier.volume26
dc.indekslendigikaynakTR-Dizin
dc.institutionauthorCoşkun, Yusuf
dc.institutionauthorKoçak, Zakir
dc.institutionauthorÇalışır, Salih
dc.institutionauthorAkgüngör, Eren
dc.institutionauthorid0009-0008-0959-311X
dc.institutionauthorid0009-0005-3946-5870
dc.institutionauthorid0009-0007-1242-7254
dc.institutionauthorid0009-0008-4341-8120
dc.language.isotr
dc.publisherAfyon Kocatepe Üniversitesi
dc.relation.ispartofAfyon Kocatepe University – Journal of Science and Engineering
dc.relation.publicationcategoryMakale - Ulusal Hakemli Dergi - Kurum Öğretim Elemanı
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.subjectLegged Robots
dc.subjectTheo Jansen Mechanism
dc.subjectFinite Element Analysis
dc.subjectTopology Optimization
dc.subjectBacaklı Robotlar
dc.subjectTheo Jansen Mekanizması
dc.subjectSonlu Elemanlar Analizi
dc.subjectTopoloji Optimizasyonu
dc.titleStatic and dynamic analysis of a 12-legged walking robot manufactured using additive manufacturing
dc.title.alternativeEklemeli imalat ile üretilen 12 bacaklı yürüyen robotun statik ve dinamik analizi
dc.typeArticle
dspace.entity.typePublication

Dosyalar

Orijinal paket
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim
İsim:
Tam Metin / Full Text.pdf
Boyut:
1.38 MB
Biçim:
Adobe Portable Document Format
İndir
Lisans paketi
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Kapalı Erişim
İsim:
license.txt
Boyut:
1.17 KB
Biçim:
Item-specific license agreed upon to submission
Açıklama:
İndir

Koleksiyon

Mekatronik Mühendisliği Bölümü Koleksiyonu