Geri Dön

Contact mechanics for electrovibration

Elektrotitreşim için kontak mekaniği

PDF İndir

  1. Tez No: 544360
  2. Yazar: ÖMER ŞİRİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 64

Özet

Son zamanlarda geliştirilen dokunsal geri beslemeli dokunmatik ekranlar sayesinde, insan parmağı ve ekranın yüzeyi arasındaki sürtünmeyi kontrol etmek mümkün hale gelmiştir. Bu tür ekranlarda sürtünmeyi değiştirmek için dokunmatik ekranın iletken katmanına alternatif bir voltaj uygulanır ve parmak ile yüzey arasındaki elektrostatik kuvvetlerden doğan bir yapışma sağlanır. Bu etkileşimin mekaniği konusunda sınırlı bilgiye sahibiz. Dokunmatik ekrana elektro-titreşim vererek, ekran ile insan parmağı arasındaki temas mekaniğini incelemek için robotik bazlı bir görüntüleme sistemi kullandık ve deneysel çalışmalar yaptık. Sonuçlar, sürtünme katsayısının beklendiği gibi uygulanan voltajın genliği ile arttığını, ancak kayma esnasında görünür temas alanının elektro-titreşimin olmadığı durumla karşılaştırıldığında önemli ölçüde azaldığını gösterdi. Sürtünmedeki artışın parmağın temas ettiği gerçek alanın artışından, görünür alandaki azalmanın ise parmak derisinin hareket yönünde sertleşmesinden kaynaklandığını öngörüyoruz. Ayrıca, parmaktaki nemin elektro-titreşim üzerinde negatif etkileri olduğunu da gözlemledik. Bunun sebebini, yüksek nemden dolayı parmak ile ekranın yüzeyi arasındaki hava boşluğunun elektriksel empedansının azalmasına bağlıyoruz. Son olarak, elektro-titreşimin, ekran ile parmak arasındaki sürtünme kuvvetine etkisini ve bu etkinin uygulanan voltaj ve diğer fiziksel parametrelerle ilişkisini, temas mekaniğine dayalı bir model üzerinden inceliyoruz.

Özet (Çeviri)

The understanding and control of human skin contact against technological substrates is the key aspect behind the design of several electro-mechanical devices. Among these, surface haptic displays that modulate the friction between the human finger and touch surface are emerging as new user interfaces. One such modulation can be achieved by applying an alternating voltage to the conducting layer of a capacitive touchscreen, in order to control electroadhesion between its surface and the finger-pad. However, our knowledge and understanding on the underlying contact mechanics is very limited. We conducted an experimental study to investigate the contact mechanics between the human finger and a touchscreen under electrovibration using a robotic set-up and an imaging system. The results show that the coefficient of friction increases under electrovibration as expected, but the apparent contact area is significantly smaller during full slip when compared to that of no electrovibration condition. We speculate that the main cause of the increase in friction is an increase in real contact area and the reduction in apparent area is due to stiffening of the finger skin in tangential direction. We also present the adverse effect of fingertip skin moisture on electrovibration. We speculate that high moisture decreases the electrical impedance of the interfacial gap between the finger and the touchscreen, leading to a smaller increase in frictional force under electrovibration. Finally, we use a mean field theory based on multiscale contact mechanics to investigate the effect of electroadhesion on sliding friction, and the dependency of the finger–touchscreen interaction on the applied voltage and other physical parameters.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    648309

    Step-change in friction under electrovibration

    Elektrotitreşim yoluyla kademeli sürtünme değişimi

    İDİL ÖZDAMAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    BiyoteknolojiKoç Üniversitesi

    Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN

  2. Tez No

    566839

    Tactile roughness perception of virtual gratings by electrovibration

    Elektrotitreşim ile üretilen sanal ızgara yüzeylerin dokunsal pürüzlülük hissiyatı

    AYKUT İŞLEYEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN

  3. Tez No

    761363

    Mechanics, dynamics, and stability of orthogonal turn-milling operation

    Dik frezeyle tornalama işleminin mekaniği, dinamiği, ve kararlılığı

    KAVEH RAHIMZADEH BERENJI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Üretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERHAN BUDAK

  4. Tez No

    473271

    Multi-segment continuous cables with frictional contact along their span

    Açıklığı boyunca sürtünmeli kontak halindeki çok açıklıklı sürekli kablolar

    ABDULLAH DEMİR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA UĞUR POLAT

  5. Tez No

    441975

    Contact mechanics of graded orthotropic coatings

    Derecelendirilmiş ortotropik kaplamaların temas mekaniği

    ONUR ARSLAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERKAN DAĞ

Geri Dön