Parametric foot design and model based optimization of YU-Bibot planar biped robot
YU-Bibot düzlemsel iki ayaklı robotun parametrik ayak tasarımı ve model tabanlı optimizasyonu
- Tez No: 831965
- Danışmanlar: DOÇ. KORAY KADİR ŞAFAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dinamik benzetim, Genetik algoritmalar, Parametre optimizasyonu, Tasarım optimizasyonu, İnsani robot, Dynamic simulation, Genetic algorithms, Parameter optimization, Design optimization, Humanoid robot
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde mevcut YU-Bibot kısaca açıklanmış ve iyileştirme yöntemleri incelenmiştir. Çalışma mekanizmasını daha iyi anlamak için insan ayağının anatomisi araştırılmıştır. İnsan ayağının önemli parametrelerini bulmak için yapılmış deneyler taranmıştır. Ayrıca literatürdeki diğer robot ayaklar araştırılarak problemlerin nasıl çözüldüğü irdelenmiştir. Robotları yürütürken darbe kuvvetlerini azaltmak için yaygın bir eğilim olarak ayakların altında elastik malzemeler kullanılmaktır. Bu yüzden, tasarlanan elastik malzemeler bir 3d yazıcıdan yazdırılmıştır. Malzemeler, sertlik ve sönümleme katsayıları gibi özellikleri bulmak için test edilmiştir. Ayak tasarımları altında uygulamak için elastik kısımlar çalışılmıştır. Farklı durumlar için, ped değişkenleri YU-Bibot'un hem yürümesi hem de düşmesi (serbest düşüş) için optimize edilmiştir. YU-Bibot için yeni nesil simülasyon modeli tasarlanmıştır. Gerçek insan yürüme döngüleri incelenmiş ve simüle edilmiştir. Simülasyon, parametreleri optimize etmek için kullanılmıştır. Simülasyon, farklı zemin açılarıyla ilgili farklı yürüyüş parametreleri içermektedir. İnsan ayağının doğal özelliklerine bağlı olarak, zemindeki küçük tümsekleri ve düzensizlikleri barındırabilecek mekanik bir tasarım önerilmiştir. İki farklı yöntem incelenmektedir. Bunlardan biri YU-Bibot'un mevcut ayaklarının altına elastik pedler uygulanmasıdır. Diğer yöntem ise parametrik ayaklar tasarlamaktır. Her iki yöntem için de ped özellikleri bir simülasyon modeli aracılığıyla optimize edilmektedir. İkinci tasarım için boyutlar simülasyon modeli aracılığıyla optimize edilmiştir. Tasarımların optimizasyon kriterleri YU-Bibot'un önceki çalışmalarından bulunarak geliştirilmiştir. Geçmiş çalışmalardan biri, mevcut YU-Bibot'un eklemlerindeki motorların kapasitesi için maksimum tork değerlerine sahiptir. Bu maksimum tork değerleri dikkate alınarak bir amaç fonksiyonu tanımlanır. Ve tasarımlar, bir genetik algoritma kullanılarak bu amaç fonksiyonu tarafından optimize edilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the planar bipedal robot previously developed (YU-Bibot) is simulated, and an improved parametric foot design is proposed and studied. The anatomy of the human foot is investigated to better understand the operating mechanism. The experiments which include experiments to find important parameters of the human foot are researched. Also, other robot feet are studied in the literature to examine how the problems are solved. A common tendency to reduce impact forces while walking the robots is using elastic materials under the feet. So, elastic materials are designed and printed on a 3D printer. The materials are tested to find properties such as stiffness and damping coefficients. Elastic parts are studied to implement under the foot designs. For different situations, variables of the pads are optimized for both walking and dropping (free-fall) of YU-Bibot. A new generation simulation model is designed for YU-Bibot. Real human walking cycles are studied and simulated. The simulation is used to optimize parameters. The simulation will include different gait parameters concerning different ground angles. Based on the natural characteristics of the human foot, a mechanical design that can accommodate small bumps and irregularities of the ground is proposed. Two different methods are studied. One of them is implementing elastic pads under the existing feet of YU-Bibot. And the other method is designing parametric feet. For both methods, pad specifications are optimized via a simulation model. And for the second design, dimensions are optimized via the simulation model. Optimization criteria for the designs are found and developed from previous studies of YU-Bibot. One of the past studies found the maximum torque for the capacity of the motors on the joints of the current YU-Bibot. Considering these maximum torque values, an objective function is defined. The designs are optimized by this objective function using a genetic algorithm.
Benzer Tezler
- Kentsel çevre ve yeşil altyapı bağlamında açık alanların performanslarının değerlendirilmesi ve optimizasyonuna yönelik parametrik bir model önerisi
A parametric model roposal for optimization analysis of urban open space performance in the context of green infrastructure and urban environment
SAFİYE ELİF SERDAR YAKUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Peyzaj Mimarlığıİstanbul Teknik ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELTEM ERDEM KAYA
- Kronik yara hastalarında yara sıvısı örneklerinin inflamasyonu değerlendirmek amacıyla inflamatuar parametreler açısından karşılaştırılması
Comparison of wound fluid samples in terms of inflammatory parameters to evaluate inflammation in chronic wound patients
LARA KAVASOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2025
Genel CerrahiSağlık Bilimleri ÜniversitesiGenel Cerrahi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET ERHAN GÜVEN
- Manisa kent merkezinde yaşayan diyabetli hastalarda izlem ve bakım niteliğinin değerlendirilmesi
The assesment of the quality of care and monitoring of patients with diabetes mellitus living Manisa city center
BAHADIR DEDE
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2014
Halk SağlığıCelal Bayar ÜniversitesiHalk Sağlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN ESER
- Değişken kalınlıklı halka plakların statik ve dinamik stabilitesi
Static and dynamic stability of variable thickness annular plates
VAHİT MERMERTAŞ
- Numerical investigation of aerothermal heating in hypersonic shock–wave/boundary-layer interactions induced by surface protrusion
Hipersonik akışta yüzey çıkıntıları tarafından oluşturulan şok dalgası/sınır tabaka etkileşimlerinde aerotermal ısınmanın sayısal yöntemlerle incelenmesi
MUHAMMED OSAMA BALKHİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAYRAM ÇELİK