Geri Dön

Development of anthropomorphic prosthetic hand and its control scheme for transhumeral amputee

Antropomorfik protez el gelişimi ve transhumeral amputeler için kontrol şeması

  1. Tez No: 473043
  2. Yazar: SARMAD SHAMS
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU, PROF. DR. KEMAL SITKI TÜRKER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Bioengineering, Electrical and Electronics Engineering, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 129

Özet

Suni bir el ya da protez, ampüte tarafından kaybedilen uzuv ya da uzuv parçasının yerine geçmesi için geliştirilen bir cihazdır. Protez, kişilerin başkalarından yardım almadan günlük yaşantılarını gerçekleştirmelerine izin vererek ampüte kalan kişilerin yaşamlarını iyileştirir. Bu tez, transhumeral ya da dirsek altı ampüteleri için doğrusal aktüatör tabanlı bir antropomorfik protez el (MARCAPH) tasarımı ve protezin mekanizma analizi, FEA simülasyonları, deneysel analizi ve kontrol şeması üzerinedir. MARCAPH, doğrusal aktüatör tarafından sürgü krank mekanizması ile düşük seviyede sürülen, dört çubuğa sahip 4 parmak; ve aynı yöntem ile normal seviyede sürülen bir baş parmaktan oluşmaktadır. Her bir parmak, kapanma (flexion) ve açılma (extension) hareketini doğrusal aktüatörler yardımı ile gerçekleştirmektedir. Öte yandan, başparmak, biri sirkümdiksiyon (circumduction) biri de açılma ve kapanma hareketleri için 2 farklı aktüatör tarafından kontrol edilir. MARCAPH'nin çalışma mekanizması MATLAB kullanılarak, dizaynı ise bir CAD yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Parmaklar ve başparmağının tasarlanmış CAD modeli daha sonra FEA yazılımı kullanılarak simüle edilirmiştir. Nihai tasarım, günlük yaşam aktiviteleri (ADL) için gerekli el kavrama hareketlerini elde etmek için gereken dayanıklılık, fiziksel boyut aralıkları ve yüzey pürüzlük parametrelerine ulaşmak için birçok modifikasyondan geçmiştir. 3D basım teknolojisi ile üretilmiş ve monte edilmiş protez elin simüle edilmiş kavrama hareketlerini gerçekleştirebildiğinden emin olmak için, MARCAPH önceden belirlenmiş koşullar altında test edilmiştir. Protez elin her kavraması, sonlu durum makinesinin altında konum kontrol algoritması kullanılarak, yani, ampüte kolunun biseps ve triseps kaslarına yerleştirilen 2 kanallı diferansiyel EMG elektrotlar tarafından kontrol edilmektedir. Bu tez, MARCAPH'nin tasarım sürecini ve kinematik ve kontrol şemasını da kapsamaktadır. Üstelik, son bölümde, MARCAPH ile mevcut protez el performansı arasında kısa bir karşılaştırma yapılmaktadır.

Özet (Çeviri)

An artificial hand or prosthesis is a device used by the amputee to replace his/her missing limb or limb portion. The prosthesis improves the life of the amputee by allowing them to perform activities of daily life without anyone's assistance. This dissertation describes the designing, mechanism analysis, FEA simulations, experimental analysis, the control scheme and development of a linear actuator based anthropomorphic prosthetic hand (MARCAPH) for transhumeral or near-elbow amputees. The MARCAPH comprises of 4 underactuated fingers with four bar mechanism, driven by the linear actuator through slider crank mechanism and a thumb driven by the linear actuator using slider crank mechanism. Each finger is derived individually by a linear actuator to perform the flexion-extension motion. On the other hand, the thumb is controlled by 2 actuators, one for circumduction and one for flexion-extension. The MARCAPH mechanism is analyzed using MATLAB and then design in a CAD software. The designed CAD model of the finger and thumb is then simulated using FEA software. The final design passes through a number of modifications and redesigning before achieving desired ruggedness, clearance, and interference, in order to produce the grips that are essential for activities of daily living (ADL). The prosthetic hand is then 3D printed, assembled and experimented under predefined conditions to ensure that the 3D printed hand is capable of performing the simulated grips. Each grip of the prosthetic hand is achieved by using position control algorithm underneath the finite state machine, that is, controlled by 2 channel differential EMG electrodes placed on the biceps and triceps muscles of the amputee's arm. This dissertation also covers the design process, kinematics, and control scheme developed for the MARCAPH. Moreover, in the last chapter, a brief comparison is provided between the MARCAPH and available state of the art prosthetic hands data.

Benzer Tezler

  1. Piezoelektrik tutucunun dizayn ve analizi

    The design and analysis of piezoelectric gripper

    SEMİH SEZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HİKMET KOCABAŞ

  2. Antropomorfik yetişkin baş-boyun fantomu geliştirilmesi, doz dağılımlarının plastik sintilatör dozimetre tekniği ile ölçülmesi ve monte carlo simülasyon yöntemiyle hesaplanan sonuçlar ile karşılaştırılması

    Development of an anthropomorphic adult HEAD-neck phantom, measurements of dose distributions by using plastic scintillator dosimetry and comparison of monte carlo simulation results

    GÖKBERK ÜNAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Radyasyon OnkolojisiAnkara Üniversitesi

    Medikal Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALUK YÜCEL

  3. Tüketicilerin markalara yönelik satın alma niyetlerinde antropomorfik maskotun etkisi: Deneysel bir çalışma

    The effect of anthropomorphic mascot of consumers' purchase intention towards brands: An experimental study

    KADİR DELİGÖZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    İşletmeAtatürk Üniversitesi

    İşletme Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEVTAP ÜNAL

  4. M.Ö. 3. binde Anadolu'da görülen heykelcikler

    The Anthropomorphic statuettes in third millenium B.C. in Anatolia

    NURGÜL ÖZGÜN (ÖZEL)

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    ArkeolojiAnkara Üniversitesi

    Protohistorya ve Önasya Arkeolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYKUT ÇIRAKOĞLU

  5. İlk İmami Şiilerde antropomorfik düşünce

    Anthropomorphic thought in early Imami Shiites

    AYETULLAH HANSU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    DinBingöl Üniversitesi

    Temel İslam Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İLHAN BARAN