Dynamic analysis for walking-assistance exoskeleton system with sitting ability for rehabilitation
Rehabilitasyon için yürüme-yardımı eksoskeletonu için kinematik ve dinamik analiz
- Tez No: 668217
- Danışmanlar: PROF. DR. YASİN KİŞİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Bu çalışmada, yürüme yardımcılı giyilebilir dış iskelet sisteminin dinamik analizi analitik olarak yapılmıştır. Bu dış iskelet sistemi, hastanın alt uzvunu destekleyecek ve tekerlekli sandalye kullanmadan tekrar yürümesine yardımcı olacak özdeş destekten oluşmaktadır. Ele alınan model insan alt ekstremitesinin işlevi ve şekline göre tasarlanmış, ve yürümeye yardımcı olması amacı ile modellenmiştir. Aynı zamanda, bacakların arkasından bağlanarak hastanın yürüme esnasında yorgun hissettiğinde oturmasına izin veriyor. Eklem pozisyonu ve değişkenleri de dikkate alınarak, modellenen dış iskelet sisteminin ters kinematik analizi için Denavit-Hartenberg yöntemi kullanılarak eklem koordinatlarının değerlerinden dış iskeletin konumu ve yönü analiz edilmiştir. Yürüme dış iskelet sisteminin ters kinematik denklemleri geometrik diyagramla elde edilerek ve kalçadan ayağa dönüşüm matrisi elde edilmiştir. Sistemi tanımlayan hareket denklemi, Lagrangian denklem tekniği kullanılarak dinamik analizi yapılabilmesi için bağlantılı segment ve mekanizma bağlantı modeli gözönünde bulundurularak basitleştirilmiştir. Model için uygun referanslar, yerel referans sistemi (LRS) ve yer değiştirme ve hız vektörleri yardımı ile Lagrangian denklemi bulunur. Bulunan bu denklemin türevi alınarak hareket denklemi tanımlandı. Ayrıca, hastanın oturması pozisyonunda, oturma sisteminin de yük dağılımı ve statik analizi yapılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, oturma yardımcılı giyilebilir dış iskelet sisteminin hareket ve control denklemleri elde edildi.
Özet (Çeviri)
This study will provide both forward and inverse kinematic in addition to the kinetic (dynamic) analysis of wearable exoskeleton systems for walking assistance. The second chapter describes the normal gait cycles, events, and gait kinematics, moreover thesis objectives. This exoskeleton system will support the patient's lower limb and help them to re-walk again without the needs of using a wheelchair, the design consists of four identical support which described as two models which described in the second chapter, and designed upon the function and the shape of the human lower limb. The first model strapped to the outer side of the lower limb and responsible for assisting the walking .the second model strapped from behind the legs and allowing the patient to seat when he feels tired without the need to return to the wheelchair. The exoskeleton analysis is done in chapter three, where the kinematic analysis of both the forward and inverse is performed using the Denavit and Hartenberg method to obtain the joint position and provides the value of articular variables. The main purpose of the forward kinematics analysis is to find the location of the robotic link from the articular coordinate's values, the inverse kinematics equations for the re-walk exoskeleton system are to be obtained by the geometric diagram and find the transformation matrix from hip to foot. Finally, the equation of motion which describes the exoskeleton system is found in the dynamic analysis using the Lagrangian formulation technique. The dynamic analysis can perform in connected segment systems, the mechanism was simplified into a linkage model. At first, the simplified linkage model is replaced by a local reference system (LRS) and points, after that the displacement and velocity vectors are found, in the last step the Lagrangian equation is found, and by taking the derivative of the Lagrangian to find the equation of motion. The results of this study discussed in chapter four can be used in controlling the wearable exoskeleton. The analysis of the stability parameters in the biomechanical modeling of the wearable chair has been achieved. In addition, the load distribution in the sitting position has been considered.
Benzer Tezler
- Yürüme desteği için yürüteç- dış iskelet mekanizması tasarımı ve denetimi
Design and control of walker-exoskeleton mechanism for gait assistance
FATİH CELLEK
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ KALAYCIOĞLU
- Alt eksteremite rehabilitasyonu odaklı robot tasarımı ve prototip üretimi
Design and prototype production of a robot focused on lower extremity rehabi̇li̇tation
İSMAİL İLHAN KÜLAHLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLÇEN MUTLU MİTİL
PROF. DR. GÖNÜL ACAR
- Biped mechanism analysis for walking robot applications
Yürüyen robot uygulamalarinda ıki bacakli mekanizma analizi
TOLGA OLCAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Mühendislik BilimleriDokuz Eylül ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET ÖZKURT
- İnsansı robotlarda yürüme, merdiven çıkma ve engelden kaçma için yeni bir hareket algoritmasının geliştirilmesi
Development of a new motion algorithm for walking, stair climbing and obstacle avoidance in humanoid robots
EMRE ULUŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mekatronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL UÇAR
- Ayak hareketi esaslı robotik yürüyüş eğitim cihazı tasarım ve imalatı
Design and construction of a foot motion based robotic gait training device
KEMAL CEM KÖSE
Doktora
Türkçe
2018
Fizyoterapi ve RehabilitasyonDumlupınar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİMETİ DÖNER
PROF. DR. MUSTAFA KEMAL ÖZGÖREN