Giyilebilir dış iskelet el
Exoskeleton hand
- Tez No: 640877
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMER FARUK ERTUĞRUL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: El Dış İskelet Sistemi, El Rehabilitasyonu, EMG Sinyalleri, Özellik Çıkarma, Özellik Seçme, MYO kol bandı, Hand Exoskeleton, Hand Rehabilitation, EMG Signals, Feature Extraction, Feature Selection, MYO armband
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Batman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Bu tez çalışmasında, felç, omurilik yaralanmaları ve tendon yaralanmaları gibi birçok nedenden dolayı el fonksiyonlarının bir kısmını veya tamamını kaybetmiş hastaların rehabilitasyonunu sağlamak ve parmak hareketlerini desteklemek amacıyla kullanılabilecek bir el dış iskelet sistemi tasarlanmıştır. Elektrikli aktüatör kullanılarak tasarımı yapılan el dış iskelet sistemi, elin ön (dorsal) kısmına yerleştirilen ve 5 parmak hareketini aktif olarak destekleyen bir yapıya sahiptir. Yapılan tasarımda başparmakta 2, diğer parmaklar için 3 olmak üzere toplam 14 aktif ekstansiyon/fleksiyon serbestlik derecesi bulunmaktadır. Ayrıca her parmak için abdüksiyon/addüksiyon ve bilekte ekstansiyon/fleksiyon hareketlerini oluşturabilmek için toplam 6 pasif serbestlik derecesine sahiptir. Elin antropometrik ölçüleri ve serbestlik dereceleri referans alınarak 3 boyutlu modelleme uygulamalarıyla iskelet sisteminin tasarımı yapılmıştır. Tasarımı basmak için hafif, dayanıklı, esnek ve tamamen doğada çözünebilen PLA (poliaktik asit) filament kullanılmıştır. 3 boyutlu yazıcıyla üretilen prototipin hafif ve taşınabilir olması hastaya evde rehabilitasyon ve günlük hayat aktivitelerinde yardımcı olma imkanı sağlayabilecek potansiyeldedir. Tasarlanan sistem için geliştirilen android uygulama ile el dış iskeletinin kontrolü sağlanmaktadır. Fizik tedavi uzmanı önerileriyle tanımlanan rehabilitasyon egzersizlerini gerçekleştiren, el hareketlerini desteklemek amacıyla sEMG, GYRO, ACC ve ORI sinyallerini kullanarak niyet algılayan ve 32 farklı el hareketini gerçek zamanlı olarak yapay zeka algoritmalarıyla sınıflandırabilen el dış iskelet sisteminin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sistemde ön kola yerleştirilen MYO kol bandı ile EMG, GYRO, ACC ve ORI sensörleriyle alınan veriler kullanılarak niyet algılama sağlanmıştır. EMG sinyalleri MVC tekniğiyle normalize edilmiş ve bu sinyallerden MAV, STD, VAR, RMS, IEMG, ZC ve WL özellik vektörleri çıkarılarak etkin özellikler seçilmiştir. Sınıflandırma aşamasında makine öğrenmesi algoritmalarından doğrusal destek vektör makineleri (SVM) kullanılarak oluşturulan 5 sınıflandırıcı paralel olarak kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, hand exoskeleton system is designed to provide rehabilitation and support finger movements for patients who have lost some or all of their hand functions due to many reasons such as stroke, stroke, spinal cord injuries, tendon injuries. The hand exoskeletal system, which designed using an electric actuator, has a structure that is placed on the front (dorsal) part of the hand and actively supports 5 finger movements. In the design, there are 14 active extension / flexion degrees of freedom, 2 of which are in the thumb and 3 for the other fingers. It also has a total of 6 passive degrees of freedom to create abduction / adduction and extension / flexion movements in the wrist for each finger. In addition, the design has 6 passive degrees of freedom to create abduction / adduction for each finger and extension / flexion movements for wrist. The skeletal system was designed with 3D modeling applications by taking the anthropometric dimensions and degrees of freedom of the hand as reference. To print the design, PLA (polylactic acid) filament is used as a light, durable, flexible and completely biodegradable. The light and portable prototype produced with a 3D printer provides the opportunity to assist the patient in home rehabilitation and daily life activities. Control of the hand exoskeleton is provided with the android application developed for the designed system. The hand exoskeleton system, which performs rehabilitation exercises defined by the recommendations of the physiotherapist, perceives intent using sEMG, GYRO, ACC and ORI signals to support hand movements and can classify 32 different hand movements with artificial intelligence algorithms in real time, has been designed. In the developed system, intent detection was achieved by using the data received with EMG, GYRO, ACC and ORI sensors with the MYO armband placed on the forearm. EMG signals have been normalized with MVC technique and MAV, STD, VAR, RMS, IEMG, ZC and WL feature vectors have been removed and effective features have been selected. In the classification phase, 5 classifiers created using linear support vector machines (SVM), which is one of the machine learning algorithms, were used in parallel.
Benzer Tezler
- Design and development of torsion spring based series elastic actuator with nested encoders for wearable exoskeleton robot
Esnek giyilebilir dış iskelet için burulma yaylı dönel okuyucu yataklamalı seri elastik eyleyici tasarımı ve geliştirilmesi
ALİHAN KURU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZKAN BEBEK
- Diş hekimleri için giyilebilir dış iskelet tasarımı
Designing wearable exoskeleton for dentists
İFFET PALA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN GAZİ TÜRKSOY
- Brakial pleksus hastaları için üst uzuv giyilebilir diş iskelet robot kol sisteminin tasarımı ve uygulaması
Design and application of upper limb wearable exoskeleton robot arm system for brachial plexus patients
ÇAĞATAY ERSİN
Doktora
Türkçe
2023
Mekatronik MühendisliğiYozgat Bozok ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA YAZ
- Bir giyilebilir alt vücut dış iskeleti tasarımı ve küçültülmüş prototip üretimi
Design and prototype manufacture of a wearable lower extremity exoskeleton
HALDUN KÖKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mekatronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN KANBER
- Design, development and force control implementation for a wearable exoskeleton with high power-to-weight ratio
Yüksek güç-ağırlık oranına sahip bir giyilebilir dış iskelet robotu için tasarım, geliştirme ve kuvvet kontrolü uygulaması
MUSTAFA DERMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ REGAİP BARKAN UĞURLU