Design and implementation of a device to control a robotic arm by EMG signal
EMG sinyali ile robot kol kullanımı sağlayan cihaz tasarımı ve üretimi
- Tez No: 340957
- Danışmanlar: PROF. DR. BEHÇET MURAT EYÜBOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: EMG, İnsan Makine Arayüz Sistemleri, Robot Kol, EMG, Human Machine Interface System, Robotic Armvi
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Bu çalışmada, elektromiyogram (EMG) tabanlı insan makine arayüzü (İMA) sisteminin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Sistem EMG sinyallerini toplayıp işleyerek robot kolun kontrolü için gerekli komutları üretir. Çalışma kapsamında farklı sinyal işleme algoritmaları tasarlanmış ve karşılaştırılmıştır. Bu tez kapsamında 8 kanallı bir EMG veri toplama sisteminin tasarımı ve üretimi yapılmıştır. Sistem kullanıcının kaslarından EMG sinyallerini toplar ve evrensel seri yol (USB) aracılığı ile ana yazılıma iletir. Ana yazılım ham EMG verilerini işleyerek robot kol için kontrol sinyalleri üretir. Kullanılan ?AL5D? robot kolu ve sürücüleri bu çalışma kapsamında tasarlanmamıştır. Lynxmotion firmasının profesyonel ürünleri olarak satın alınmışlardır. Robot kol üzerine yerleştirilmiş 5 adet servo motor bulunmaktadır. Robot kolun arayüz kontrol dokümanında tanımlanan komut formatları ana yazılım içinde gerçeklenmiştir. Robot kol ile haberleşme evrensel seri yol (USB) ile yapıldığından herhangi bir bilgisayar ile kullanılması mümkündür. Yarı-gerçek zamanlı olarak çalışan İMA'da (İnsan Makine Arayüzü) operator önceden tanımlanmış olan kaslarını kasması gerekmektedir. Her kas, robot kol üzerindeki farklı bir servo motoru sürebilmek için kullanılır. Bir kullanıcı yeterince eğitildikten sonra, robot kolu tüm işlevselliği ile kullanabilmektedir. Bu çalışma kapsamında çeşitli zaman ve frekans bölgesi sinyal işleme algoritmaları tasarlanmıştır. Yarı-gerçek zamanlı İMA'da sadece zaman bölgesi algoritmaları uygulanmıştır.Bu çalışmada, frekans bölgesi algoritmaları sonradan-işleme metodu ile uygulanmıştır. Zaman bölgesi algoritmaları ham EMG sinyalinin farklı zaman bölgesi özelliklerine dayanmaktadır. Bu zaman bölgesi algoritmaları ile servo motorlar %100 başarı oranı ile sürülebilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, an electromyogram (EMG)based human machine interface system is designed and implemented. System acquires EMG signals and processes them to generate commands to control a robotic arm. Different signal processing methodologies are investigated, realized, and compared. The thesis study includes design and implementation of an 8 channels electromyogram data acquisition system which is used to record raw EMG signals from operator?s muscles. The system transfers raw EMG data to control software via USB. Control software processes the raw EMG data accordingly and generates control commands which are used to control the robotic arm. The robotic arm ?AL5D? and its actuator driver which are used in thesis are not designed in the scope of this study. They are commercial products which are purchased from Lynxmotion Company. There are five servo motors placed on the robotic arm to realize movements. Communication with the robotic arm is achieved via USB so that the system may be interfaced with any PC. In the near-real time implemented system, the operator is expected to contract his/her predefined muscles. Each muscle is used to control a specific servo on the robotic arm. After operator is trained to run the designed HMI (Human Machine Interface) system, he is able to drive the robotic arm with full functionality. Different time domain and frequency domain signal processing algorithms are investigated in this study.However, only time domain algorithms are implemented in the designed nearreal time HMI system. On the other hand, frequency domain algorithms are studied in postprocessing environment. Time domain algorithms are based on different time domain features of the raw EMG signal.All time domain features aresuccessfully processed to drive the corresponding servo on the robotic armwith 100% accuracy.
Benzer Tezler
- İşbirlikçi robot kullanımı ile motor traversi somunlarına kılavuz çekme sisteminin tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of a tapping system by using collaborative robot for suspension Crossmember's nuts
MUSTAFA ALPER BİÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RIZA EMRE ERGÜN
- Brain computer interface design and implementation using machine learning with user feedback
Kullanıcı geribeslemeli makine öğrenmesi ile beyin bilgisayar arayüzü tasarımı ve uygulaması
EMRE ARI
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL TAÇGIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER ŞİŞMAN
- A USB-based real-time communication infrastructure for robotic platforms
Robotik platformlar için USB tabanlı gerçek zamanlı bir iletişim altyapısı
CİHAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. ULUÇ SARANLI
- 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
- Design optimization and control of a parallel lower-arm exoskeleton
Paralel mekanizma tabanlı alt kol dış iskeletinin kontrolü ve tasarım eniyileştirmesi
RAMAZAN ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU