Passive haptic robotic arm design
Pasif haptik robot kol tasarımı
- Tez No: 268977
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN GÜROCAK, YRD. DOÇ. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 182
Özet
Implant ameliyatı, hastaların eksik dişlerinin yerine aynı görünüşe ve fonksiyonelliğe sahip dişin eklenmesidir. Implantın yanlış yerleştirilmesi tedavi sürecinin uzamasına ve bazı fonksiyon bozukluklarına yolaçabilmektedir. Bu tezde amaç, implant operasyonu sırasında diş hekimine operasyon boyunca klavuzluk edebilecek pasif haptik robot kol tasarımı yapmaktır.Bu tezde kapsamında, altı dönel eksenli robot kolunun en iyilenmiş tasarımı elde edilmiştir. En iyileme probleminde kullanılan yöntemde, haptik cihazın şeffalığı arttırılırken, robot kolun ucunda oluşan istenmeyen kuvvet ve torklar azaltılmıştır. Haptik cihazın şeffaflığı kısaca sanal ortamda yaratılan kuvvetlerin asıl ortamda hissedilirken ki gerçekliğidir. Çok değişkenli amaç fonksiyonu, uzaysal altı dönel eksenli robot dinamik denklemleri kullanılarak ifade edilmiş olup, sınırlar ise kinematik denklemlerden elde edilmiştir. En iyileme problemi SQP ve GA kullanılarak çözülmüştür. Çubuk uzunlukları ve çubuk uzunlukları ile ilişkilendirilen kütle ve atalet elemanları ile operasyon yolunun konumu da en iyilendirilmiştir. Robot kolun ucunda oluşan istenmeyen kuvvet ve torklar önemli ölçüde azaltılmıştır. Araştırma kapsamında, iki farklı en iyileme çözüm yolu kullanılmış ve sonuçlar birbirine çok yakın bulunmuştur. Bu da arama alanında en iyilenmiş tasarımın bulunduğunu göstermektedir. Bu çalışmanın ana katkısı parazit torkları azaltmak için uzaysal dinamik denklemlerin lineerleştirilmeden kullanmasıdır.Bu tez kapsamında ayrıca, haptik cihazlarda pasif eyleyici olarak kullanılmak üzere mekanik fren tasarımı yapılmıştır. Mekanik fren tasarımı, DC motor yardımıyla harekete geçirilen konik tabanlı fren sistemleri içermektedir. Üç farklı fren örneği üretilerek, performansı test edilmiştir. Yapılan en son tasarım, mekanik frenin pasif eyleyici olarak kullanılabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The implant surgery replaces missing tooth to regain functionality and look of the normal tooth after dental operation. Improper placement of implant increases recuperation periods and reduces functionality. The aim of this thesis is to design a passive haptic robotic arm to guide dentist during the implant surgery.In this thesis, the optimum design of the 6R passive haptic robotic arm is achieved. The methodology used in optimization problem involves minimization of end-effector side parasitic forces/torques while maximizing transparency of the haptic device. The transparency of haptic device is defined as realism of forces generated by device in real world compared to forces in virtual world. The multivariable objective function including dynamic equations of 6R robotic arm is derived and the constraints are determined using kinematic equations. The optimization problem is solved using SQP and GA. The link lengths and other relevant parameters along with the location of tool path are optimized. The end-effector parasitic torques/forces are significantly minimized. The results of two optimization techniques have proven to be nearly the same, thus a global optimum solution has been found in the search space. Main contribution of this study is to take spatial nonlinear dynamics into consideration to reduce parasitic torques.Also, a mechanical brake is designed as a passive actuator. The mechanical brake includes a cone based braking system actuated by DC motor. Three different prototypes are manufactured to test performance of the mechanical brake. The final design indicates that the mechanical brake can be used as passive actuators.
Benzer Tezler
- Modeling, implementation and control of a forearm-wrist rehabilitation device
Ön-kol bilek rehabilitasyon dış-iskeletinin modellenmesi,inşası ve kontrolü
AYKUT CİHAN SATICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiDOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Salience of haptic features for interactive behavior classification in physical human-human/robot collaboration
Fiziksel insan-insan/robot işbirliğinde etkileşimli davranış sınıflandırmasında dokunsal özelliklerin öne çıkması
ZAID RASIM MOHAMMED AL SAADI
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
YRD. DOÇ. DR. AYŞE KÜÇÜKYILMAZ AKDOĞAN
- Adaptive human force scaling for physical human-robot interaction via admittance control
Admitans kontrolünü kullanarak fiziksel insan-robot etkileşimi için uyarlanabilir insan kuvveti ölçeklendirmesi
YAHYA MOHEY HAMAD AL QAYSI
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
Assist. Prof. Dr. YUSUF AYDIN
- Optimal exoskeleton design and e ffective human-in-the-loop control frameworks for rehabilitation robotics
Rehabilitasyon robotları için optimal dış-iskelet ve etkin insan etkileşimli kontrol çatıları tasarımı
AHMETCAN ERDOĞAN
Doktora
İngilizce
2014
Fizyoterapi ve RehabilitasyonSabancı ÜniversitesiMekatronik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Object-aware interactive perception
Nesne farkındalıklı etkileşimli algılama
ÇAĞATAY KOÇ
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SANEM SARIEL UZER
PROF. DR. SİNAN KALKAN