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
- Tez No: 821228
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ REGAİP BARKAN UĞURLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Fiziksel rehabilitasyon, bir yaralanma veya sakatlıktan sonra fiziksel fonksiyonların, hareketliliğin ve genel sağlığın iyileştirilmesi ve korunmasında önemli bir rol oynamaktadır. Dıs iskeletler, hastaların fonksiyonel hareketlerini gerçekleştirmeleri için güvenli ve kontrol edilebilir bir ortam sağlayarak fiziksel rehabilitasyonda yararlı bir araç olarak kullanılabilirler. Bu tez, aktif kalça, diz ve ayak bileği eklemleri olan bir alt gövde dış iskeleti için tasarım metodolojisi ve doğrulama süreçleri önermektedir. Dört farklı tasarım sunulmuş ve eklem hareket aralığı, tork kontrol edilebilirliği, ağırlık ve giyilebilirlik açısından nitel olarak karşılaştırılmıştır. İnsan-robot eşleştirilmiş simülasyon modeli kullanılarak eyleyici torkları ve mekanik bağlantılara binen yükler elde edilmiştir. Son tasarım, iki farklı dinamik hareket açısından MSC Adams ortamında değerlendirilmiştir. Tasarım doğrulandıktan sonra, dış iskelet üretilmiş ve montajı gerçekleştirilmiştir. Lokomasyon yöntemlerini doğrulamak için, RaiSim ortamında sagittal düzlemde kısıtlanmış bir robot modeli oluşturulmuştur. Dış iskeletin dinamik modeli Lagrange yöntemi kullanılarak hesaplanmış ve CTC'de uygulanmıştır. Çeşitli kontrolcü yöntemleri, dış iskelet ve SEA'ların pozisyon takibi performanslarını doğrulamak için uygulanmış ve karşılaştırılmıştır. Ayrıca, eyleyicilerin tork kontrol edilebilirliği doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Physical rehabilitation has a crucial role in the recovery and preservation of physical function, mobility, and overall health after an injury or disability. Exoskeletons can serve as useful tools in physical rehabilitation by providing a safe and controlled environment for patients to perform functional movements. This thesis proposes a design methodology and validation processes for a lower body exoskeleton with active hip, knee, and ankle joints. Four different designs were presented and qualitatively compared their joint range, torque controllability, weight, and wearability. Using a human-robot coupled simulation model, actuator torques and loading on mechanical links were obtained. The final design was evaluated in the MSC Adams environment concerning two different dynamic motions. Subsequently, the exoskeleton was manufactured and assembled after the final design was verified. To verify the locomotion methods, a robot model constrained in the sagittal plane was created using the RaiSim simulator. The dynamic model of the exoskeleton was calculated using the Lagrangian method, and CTC was also applied. Various controller methods were implemented to validate the exoskeleton and the SEAs, and their position-tracking performances were compared. Furthermore, the torque controllability of the actuator was verified.
Benzer Tezler
- Aktif ve pasif yapı kontrolü
Active and passive structural control systems
ÖZGÜL ZOBU
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ
- 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
HASBİ KIZILHAN
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR BAŞER
- Design and analysis of intelligent controller for grid power injection through electrical distribution networks
Elektrik dağıtım şebekeleri üzerinden şebeke güç enjeksiyonu için akıllı kontrolör tasarımı ve analizi
BARAA JALIL ABDULELAH ABDULELAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİstanbul Gedik ÜniversitesiMühendislik Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖZDE ULUTAGAY
- Toplam kalite yönetimi, kalite güvencesi sistemleri ve Türkiye'deki uygulamaları
Total quality management, quality assurance systems and their applications in Turkey
AHMET BEŞKESE
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ATAÇ SOYSAL