Değişken empedanslı alt uzuv dış iskelet robotun denetim algoritmalarının geliştirilmesi ve uygulanması
Development and implementation of control algorithms of variable impedance lower limb exoskeleton robot
- Tez No: 634799
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜR BAŞER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
Bu tez, biyomimetik uyumlu bir alt uzuv dış iskelet robotun (BioComEx) tasarımı, denetim algoritmalarının geliştirilmesi, bu robot ve denetim algoritmalarının kısmi felç rehabilitasyonunda denenmesi çalışmalarını kapsamaktadır. Bu çalışmada, öncelikle, insan eklemlerinin biyomekanik davranışından esinlenerek eklemlerinde yumuşak eyleyicilerin kullanıldığı bir alt uzuv dış iskelet robotun mekanik tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Robotun kontrol çalışmalarında ise ilk olarak tasarlanan sistemin ayarlanabilir sertliğe sahip diz altı ayak bileği kısmında (VS-AnkleExo), minimum etkileşim ile kullanıcı takibi için kuvvet kontrol çalışmaları gerçekleştirilmiştir. VS-AnkleExo üzerinde gerçekleştirilen kontrol çalışmalarından sonra, eklemlerinde yumuşak eyleyicilere sahip BioComEx'in kullanıcı-baskın ve robot-baskın modlarında bir bütün olarak kontrolü gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, çalışma bir üst noktaya taşınarak BioComEx eklemlerindeki yumuşak eyleyicilerin salınım etkilerini azaltmak için robot eklemlerine sönümleme özelliğine sahip Manyeto-Reolojik (MR) frenler adapte edilmiş; böylece, BioComEx eklemleri için değişken empedanslı karma eyleyiciler (değişken sönümlü yumuşak eyleyiciler) oluşturulmuştur. Değişken empedanslı karma eyleyicilerin pozisyon kontrolü için ise PID+D kontrolcü önerilmiş ve bu kontrolcünün performansını değerlendirmek için BioComEx'in bozucular altında yörünge takip deneyleri yapılmıştır. Son olarak değişken empedanslı karma eyleyiciler ile tahrik edilen BioComEx ve önerilen PID+D kontrol algoritması, fonksiyonu bozulmuş bacak eklemlerinin sağlıklı bacak eklemlerini takip ettiği hemipleji hastası olduğu varsayılan bir kullanıcıyı yürütme uygulamasında denenmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis includes the design of a biomimetic compliant lower limb exoskeleton robot (BioComEx), development of control algorithms, and testing of the robot and control algorithms in partial paralysis rehabilitation. In this study, firstly it was performed the mechanical design and manufacturing of a lower limb exoskeleton robot using compliant actuators in its joints by inspiring from the human leg biomechanics. In the control studies of the robot, firstly, force control studies were carried out for the user tracking with minimum interaction on the below-knee ankle robot with adjustable stiffness (VS-AnkleExo) of the designed system. After the control work carried out on VS-AnkleExo, BioComEx, which has compliant actuators in its joints, has been controlled as a whole in human-in-charge and robot-in-charge modes. In later phase, by moving the study to a higher point, Magneto-Rheological (MR) brakes with damping feature to the robot joints were adapted to reduce the oscillating effects of the compliant actuators in the BioComEx joints and thus, variable impedance hybrid actuators (variable damped compliant actuators) have been created for BioComEx joints. The PID+D controller was proposed for position control of these variable impedance hybrid actuators and trajectory tracking experiments with disturbance for BioComEx were performed to evaluate the performance of this controller. Finally, BioComEx, driven by variable impedance hybrid actuators, and the proposed PID+D control algorithm, were tried in a user execution application that is assumed to be hemiplegia patient with impaired leg joints following healthy leg joints.
Benzer Tezler
- Uçak elektrik dağıtım sistemlerinde yük dengeleme ve arızaların analizi
Load balancing and faults analysis in aircraft electric distribution systems
YILMAZ KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK
- Biyoelektrik empedans analizinin vücut dışı şok dalgası ile taş kırma tedavisi (ESWL) sonuçlarına etkisi
Effect of bioelectric impedance analysis on the results of extracorporeal shock wave lithotripsy (ESWL)
FERHAT KESER
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2022
Ürolojiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiÜroloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEFTUN ÇULPAN
- Güreşçilerde vücut su yüzdesi ile alt ekstremite kas kuvveti, kassal endurans ve patlayıcı kuvvet arasındaki ilişkinin değerlendirilmesi
Evaluation of the relationship between body water percentage and lower extremity muscle strength, muscular endurance, and explosive power in wrestlers
SÜLEYMAN AKKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizyoterapi ve RehabilitasyonBaşkent ÜniversitesiFizyoterapi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAN ÖZÜNLÜ PEKYAVAŞ
- The potential application of pulsed electric field (PEF) for stimulating enzymatic browning in banana peel for utilization as black tea
Muz kabuklarında enzimatik esmerleşmenin vurgulu elektrik alan uygulaması ile sağlanması ve siyah çay formülasyonunda kullanımının bir değerlendirilmesi
MANAZZA AYUB
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Gıda MühendisliğiErciyes ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA FİNCAN
- Batch-compatible microfabrication of CMUT array chips for photoacoustic imaging of tissue-like phantoms (part-II)
Doku benzeri fantomların fotoakustik görüntülenmesi için cmut dizin yongaların ölçeklenebilir mikro üretimi (2. bölüm)
MUHAMMAD RASHID MAHMOOD
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. MEHMET YILMAZ