Geri Dön

İyonik polimer metal kompozit esaslı biyomimetik aktüatör modellenmesi ve tasarımı

Design and modelling of an ionic polymer metal composite based biomimetic actuator

PDF İndir

  1. Tez No: 560941
  2. Yazar: ÖZGÜN CEM YILMAZ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. LEVENT ÇETİN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 79

Özet

Akıllı malzemeler kategorisine giren iyonik polimer-metal kompozitler (İPMK), dışarıdan uygulanan bir elektrik alanı sonucu, içerisinde bulunan iyonların hareketine bağlı olarak şekil değiştirirler. İPMK'ların yapıları, iyonik polimer ve bu polimerin iki yüzeyine bir kaç mikrondan fazla olmayan kalınlıklarda kaplanan metal elektrotlardan oluşmaktadır. İyonik polimerler yumuşak bir yapıya sahip olmaları, düşük voltaj altında çalışmaları ve büyük deformasyon göstermelerinden dolayı yapay kas ve benzeri biyomimetik uygulamalarda sensör ve aktüatör olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, biyomimetik uygulamalarda kullanılmak üzere farklı elektrot kalınlıklarında Nafyon bazlı İPMK eyleyiciler üretilmiştir. İlk olarak üretilen İPMK eyleyicilerin performansları doğru akım uygulanıp maksimum uç noktasının hareketi incelenerek karşılaştırılmıştır. İkinci aşamada ise eyleyicilerin performanslarını arttırmak amacıyla darbe genişliği modülasyonu (PWM) metodu kullanılması önerilmiştir. Bu aşamada PWM metodunun etkinliğini göstermek amacıyla farklı genlik ve doluluk oranlarına sahip elektriksel sinyallerin etkisi altında eyleyicilerin performansları gözlemlenmiştir ve bu sonuçlara dayanarak üretilen eyleyiciler için bir matematik model önerilmiştir. Son olarak elde edilen İPMK yapı ile fil hortumu eyleyici, Sinerjist ve Agonist-Antagonist kas hareket prensibi ile çalışan eyleyici ve balık yüzgeci eyleyici olmak üzere üç farklı tipte biyomimetik eyleyici üretilerek, test edilerek bu yapıların biyomimetik robotik uygulamalarında kullanılabilirliği gösterilmiştir. Çalışma, 111M643 numarası ile Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu tarafından desteklenmiştir.

Özet (Çeviri)

Ionic polymer–metal composites, in which they are categorized as smart materials, can change their shapes by the movements of ions due to an external electric field. Ionic polymer–metal composite (IPMC) structures are formed from ionic polymers and a few micron thick metal electrodes coated on two sides of polymer surfaces Because ionic polymers have soft structure, can operate under low voltage and can show large deformation characteristics, they are used as artificial muscles and sensors/actuators elements in various biomimetic applications. Nafion based IPMC actuators were produced in different electrode thicknesses. Firstly, direct current is applied to IPMC actuators and performance of the actuators was measured by the movement of the tip point. In the second stage, it is proposed to use pulse width modulation (PWM) method to increase the performance of actuators. The results were examined and a mathematical model was proposed for the actuators. Finally, as a result of the studies, three different types of biomimetic actuators (elephant hose actuator, Synergist and Agonist-Antagonist muscle act actuator and fish fin actuator) were produced and tested. This work was supported by TUBITAK“The Scientific and Technical Research Council of Turkey”under grant number 111M643.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    446403

    Metal nanopartikül katkılı grafen elektrot ve kitosan elektrolit içeren aktuator (eyleyici) sentezi ve dinamik analizi

    Synthesis and dynamic analysis of actuator which contain metal nanoparticle doped graphene based elctrode and chitosan electrolyte

    DEHA EMRE KANAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Bilim ve TeknolojiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HÜLYA KAFTELEN

  2. Tez No

    348686

    Radyasyonla aşılama yöntemi ile üretilmiş poli(etilen-alt-tetrafluroetilen)-polistirensülfonik asit esaslı iyonik polimer metal kompozitler

    Ionic polymer metal composites (IPMCS) based on radiation grafted polystyrenesulfonic acid onto poly(ethylene- alt-tetrafluoroethylene) (ETFE-g-PSSA)

    BAHAR BURCU KARAHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Mühendislik BilimleriSabancı Üniversitesi

    Malzeme Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL

  3. Tez No

    501859

    Bending actuators based on ionic electroactive polymers

    İyonik elektroaktif polimer esaslı bükülme eyleyicileri

    SHAYAN MEHRAEEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Metalurji MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL

  4. Tez No

    765328

    Enerji depolama cihazları için polipirol ve metal oksit kompozit elektrotlarının hazırlanması ve karakterizasyonu

    Fabrication and characterization of polypyrrole and metal oxide composite electrodes for energy storage devices

    NAİME ÖZDEMİR ERTEKİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    KimyaGaziantep Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ZENGİN

    DOÇ. DR. ABDULCABBAR YAVUZ

  5. Tez No

    841808

    Grafen esaslı kompozit kaplamaların korozyon ve aşınma özellikleri

    Corrosion and wear properties of graphene based composite coatings

    KUBİLAY KILIÇÇI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET UYSAL

Geri Dön