Geri Dön

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

  1. Tez No: 340957
  2. Yazar: GÖRKEM KANDEMİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BEHÇET MURAT EYÜBOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: EMG, İnsan Makine Arayüz Sistemleri, Robot Kol, EMG, Human Machine Interface System, Robotic Armvi
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ RIZA EMRE ERGÜN

  2. 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

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERTUĞRUL TAÇGIN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER ŞİŞMAN

  3. 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

    İngilizce

    2009

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

    YRD. DOÇ. DR. ULUÇ SARANLI

  4. 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

    İngilizce

    2014

    Fizyoterapi ve RehabilitasyonSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU

  5. 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

    İngilizce

    2008

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU