Design and experimental verification of a clutched parallel elastic actuation mechanism for legged locomotion
Kavramalı bir paralel elastik eyleme mekanizmasının bacaklı harekete yönelik tasarımı ve deneysel doğrulaması
- Tez No: 723280
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ EMRE TURGUT, PROF. DR. ULUÇ SARANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kavrama, Robotlar, Sistem tanıma, Clutch, Robots, System identification
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, paralel elastik eyleyicili bir robotik bacak sisteminin modelleme ve sistem tanılama çalışmalarını sunmaktadır. Ardından sistemin genel verimliliğini artırmak için bir kavrama mekanizması tasarımı detaylandırılmıştır. Ele alınan platform, bir elektrik motoru ve motora paralel çalışan entegre germe yayı yardımıyla hareket eden dikey eksende sınırlandırılmış bir zıplama mekanizmasıdır. Mekanizmanın dinamik hareketini çarpışma mekaniği de dahil edilerek tanımlamak için doğrusallaştırılmış bir kütle-yay-sönümleyici modeli ve bacak mekanizmasının atalet özelliklerini de dikkate alan doğrusal olmayan bir model kullanılmıştır. Bu modellerin fiziksel parametrelerini tanılamak için veri odaklı bir yaklaşım kullanılmıştır. Deneysel doğrulama prosedürü, dinamik modellerin sistemin hareketini tahmin etmekteki başarısını göstermiş ve mekanizmanın pasif dinamik yapısının doğrusallığını ortaya koymuştur. Modelleme ve tanılama çalışmalarına ek olarak paralel elastik eyleyicilerin eklem kısıtlama sorunu ele alınmıştır. Önerilen kavrama mekanizması, bacaklı sistemin istenilen dinamik yapısı ile uyumlu olmakla birlikte bu soruna kompakt ve güvenilir bir çözüm getirmeyi amaçlamaktadır. Kavrama mekanizmasının bazı kritik yönlerini değerlendirmek için öncül bir test düzeneği kullanılmıştır. Ayrıca, konseptin bir kanıtı olarak mevcut paralel elastik platform üzerine modüler ve kompakt bir tasarım inşa edilmiş ve entegre edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents modeling and system identification studies of a parallel elastically actuated robotic leg system and then details a clutch mechanism design to increase the overall efficiency of the system. The considered platform is a hopping mechanism constrained in the vertical axis that moves with the help of an electric motor and the integrated tension spring working parallel to the motor. To describe the dynamic motion of the mechanism, including the impact transitions, a linearized mass-spring-damper model and a non-linear model that considers inertial properties of the leg mechanism are considered. A data-driven approach is used to identify the physical parameters of these models. The experimental validation procedure shows the accuracy of the models to predict the motion of the system and implies the linearity of the passive dynamic structure of the mechanism. In addition to the modeling and identification studies, the joint mobility problem of the parallel elastic actuators is addressed. The proposed clutch mechanism intends to bring a compact and reliable solution to this problem while being compatible with the desired dynamic structure of the legged system. A preliminary test setup is used to assess some critical aspects of the clutch. Also, a modular and compact design is built and integrated on the existing parallel elastic hopper as a proof of concept.
Benzer Tezler
- Design and experimental verification of resonance damping methods for a shunt active power filter with LCL filter
LCL filtreli aktif güç filtresi için resonance sönümleme yöntemlerinin tasarımı ve deneysel doğrulaması
MEHMET BÜYÜK
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜMAY
- Structural design and experimental verification of a flapper mechanism comprising piezoelectric actuator
Bir piezo eyleyici kiriş mekanizmasının yapısal tasarımı ve test ile doğrulanması
İHSAN BURAK TEMELTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
- Design, analysis and experimental verification of a piezoelectric vortex energy harvester
Bir piezoelektrik vorteks enerji hasatçısının tasarımı, analizi ve deneysel doğrulanması
AHMET LEVENT AVŞAR
Doktora
İngilizce
2016
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
- Dron karıştırma uygulamaları için yüksek kazançlı, çift bantlı yığılmış anten tasarımı ve deneysel doğrulaması
Design and experimental verification of a high-gain, dual-band stacked antenna for drone jamming applications
MUSTAFA GÜÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMilli Savunma ÜniversitesiAskeri Elektronik Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERT KARAHAN
- Jet insansız hava aracı için model tabanlı tasarım yaklaşımı ile benzetim modelinin oluşturulması ve deneysel doğrulanması
Development and experimental verification of a simulation model for jet uav with model based design approach
HALUK ALTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET ÇALIŞKAN