Developing a haptic hand interface with force feedback from virtual environment and controlling it via electromyography signals
Sanal ortamdan kuvvet geri besleme ile bir haptik el arayüzü geliştirilmesi ve elektromiyografi sinyalleri ile el protezi kontrolü
- Tez No: 518841
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CÜNEYT YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Parmaklara fleksiyon ve ekstensiyon hareketlerine yardımcı olmak için çok fonksiyonlu bir arayüz tasarlandı. Önerilen exoskeleton sistemi el parmaklarının rehabilitasyon ilerlemesine yardımcı olabilir. Bu sistem, baş parmak için 2 serbestlik derecesi (DOF) ve diğer parmaklar için 3 DOF ile PID konumu ve kuvvet kontrolörleri olan doğrudan tahrikli doğrusal DC aktüatörler ile çalıştırılan tasarlanmıştır. Sanal ortamda tasarlanan el ile senkronize olmak için bir elektromiyogram (EMG) kol bantı ve yerleşik bir jiroskop ve ivme ölçer üniteleri, el yönlendirme sinyalleri sağlar. Ayrıca, bu dış iskelet sistemi, parmak ucu kuvvetlerini algılamak için ve aynı zamanda sanal gerçeklik uygulamalarında küçük bir dirençle motorların insan parmak hareketlerini serbest takip etmesine yardımcı olan yeni bir kuvvet algılama mekanizmasına da sahiptir.Sanal ortamda 3 boyutlu (3D) nesneleri algılamak için bir tespit yöntemi geliştirildi ve uygulandı. Bazı sanal gerçeklik uygulamaları için pozisyon ve kuvvet verileri elde etmek için, önerilen bir dış iskelet mekanizmasının normal bir kişi üzerindeki temel deneysel çalışmaları yapılmıştır. Mekanik ve sanal sistem arasındaki gecikme, kullanıcı tarafından önemli ölçüde hissedilmeyen 13 milisaniye olarak belirlendi. Çalışmalar, konum ve kuvvet geri bildirimi denetleyicilerinin, hem 3D sanal nesneleri algılamak için hem de mekanizmanın kullanıcı parmaklarının hareketlerini az dirençle takip etmesi için uygun şekilde çalıştığını gösterdi.Sonuç olarak, önerilen özel yeteneklere sahip bir mekanizma, parmak rehabilitasyonu ve haptik eğitim uygulamaları için kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
A multi-functional human-machine interface was designed to assist fingers flexion and extension motions. The proposed exoskeleton system may help and improve the rehabilitation progress of hand fingers. This system was designed with 2 degrees of freedom (DOF) for the thumb finger and 3 DOF for the other fingers actuated via direct-driven linear DC actuators, which had PID position and force controllers. An electromyogram (EMG) armband with a built-in gyroscope and accelerometer unit supplies EMG and hand orientation signals to synchronize the exoskeleton hand and fingers with the ones designed in a three-dimensional virtual environment. In addition, this exoskeleton system has also a novel force sensing mechanism designed to sense fingertip forces and also help the motors freely follow human finger movements with a minimal resistance in its virtual reality applications. A contact detection method was developed and applied to sense the 3 dimensional (3D) objects in the virtual environment. The studies showed that the position and force feedback controllers suitably worked for both sensing the 3D virtual objects and for the mechanism's following the user fingers' movements with minimal resistance. In conclusion, such a mechanism with proposed special capabilities could be used to be utilized for finger rehabilitation and also haptic training applications.
Benzer Tezler
- Design and implementation of a torque-based predictive steering assistance for human-centered and safe automated driving
İnsan-merkezli ve güvenli otomatik sürüş için tork tabanlı öngörümlü direksiyon yardımcı sisteminin tasarımı ve gerçeklenmesi
ZİYA ERCAN
Doktora
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
- Development of a novel 4-dof wrist-gripper mechanism for robotic minimally invasive surgery
Robotik minimal invazif cerrahi için 4 serbestlik dereceli bilek-tutucu mekanizmasının geliştirilmesi
MERVE BAZMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR TÜMERDEM
- Ekstrüzyona dayalı yapımda yeniden yapılandırma süreçleri için kavramsal bir çerçeve
A conceptual framework for the reconfiguration processes in extrusion-based making
HÜLYA ORAL KARAKOÇ
Doktora
Türkçe
2021
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERYEM BİRGÜL ÇOLAKOĞLU
- Bulanık mantık esaslı karar destek sistemi ile robot elin kuvvet kontrolü
Fuzzy logic based decision support system for force control of robot hand
ASLIHAN KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞLAR CONKER
- Software framework for high precision motion control applications
Yüksek hassasiyetli hareket kontrol sistemleri için yazılım altyapısı
AHMET TEOMAN NASKALİ
Doktora
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASİF SABANOVİC